简介

当前世界农业正处在一个由“高碳”向“低碳”的重大转型期。低碳农业是全球性的生态危机特别是全球气候变暖催生的生态革命产物。联合国政府间气候变化专业委员会第四次评估报告（2007）指出，农业是温室气体的第二大来源，农业源温室气体排放占全球人为排放的13.5%；联合国和世界银行在其发表的一份由全球400多位科学家撰写的报告《国际农业知识与科技促进发展评估（2008）》中进一步指出：“世界需要一个从严重依赖农药和化肥等化学品、对环境破坏很大的农业模式转化为对环境友好、能保护生物多样性和农民生计的生态农业模式。”在世界多国共同反思高碳农业弊端的同时，世界农业随之步入新型的有机、生态、高效的现代农业发展期，即低碳农业经济时代。

农业是国民经济的基础，低碳农业是我国实现低碳经济的根本保证和重要领域。当前，我国农业面临高投入、低产出、低效益、资源高消耗和过度利用、生态退化、环境恶化、农村生活条件差等一系列问题。而低碳农业实质上就是在系统集成的前提下，通过内部自然性资源和外部各投入要素的优化组合，利用技术和制度创新，最终实现农业生产系统的低投、高产、低(负)碳生态的整体目标，是一种生态经济学原理指导下的农业可持续发展类型或模式。

与传统高碳农业相比，低碳农业具有明显的优势，集中体现在：节约性、环保性、安全性、高效性、和谐性，其发展理念体现了低碳农业是资源节约型农业、环境友好型农业、优质安全型农业、经济高效型农业、社会和谐型农业。另外，低碳农业拓展了现代农业功能，具有生产、安全保障、气候调节、生态涵养、金融、提升国际竞争力、调整农业生产结构及改善农村环境等功能。发展低碳农业有利于减缓全球气候变暖，缓解能源资源匮乏，有效保护生态环境、维护农业生态系统平衡，提高农产品质量，确保农产品安全，增加农民收入，构建社会主义新型农村，是我国农业未来发展主要方向和主导思路。1

特征节约高效

节能高效是指，它是一种节约高效型农业。低碳农业要求住确保粮食安全前提下，在发展农业生产过程中尽可能地减少化石能源投入，即减少化肥、农药、农膜、除草剂、植物生长调节剂、土壤改良剂、饲料添加剂等各种农用化学品的投入，这样既可以大大节省农业生产成本，提高农业生产效益和促进农民增收，又减少了二氧化碳等温室气体排放，特别适宜在人多地少、人均资源不足的中国大力发展。通过尽可能地节约使用各类资源，尽可能地减少人力、物力和财力消耗．低碳农业能够最大限度地利用农业环境条件，通过资源再生和循环利用获取最大的产出效益，以尽可能少的投入得到更多更好的产品，大幅度提高资源利用率，因而它是一种高效益型农业。典型的可持续农业发展模式如精准农业、生态农业、循环农业等，与低碳农业的这方面特征和要求是一致的。

优质环保

优质环保是指，低碳农业是优质环保型农业。由于减少了农用化学品的使用。特别是通过推广“生态灾”技术与措施，可大大减少或基本做到不使用农药、除草剂等“有毒、有害”化学品，从而可有效地保护天敌，这对生产无公害食品、绿色食品和有机食品十分有利，不仅有利于提高农产品质量，更有利于提高其安全性和保健性。此外，由于减少了农用化学品的投人，从而避免或减少了因大量生产、制造农用化学品而产生的生态破坏，低碳农业能够将农业产前、产中、产后全过程中可能对人类经济、社会、环境带来的不良影响降低到最低限度，减少或消除农村环境污染，对保护和优化生态环境具有直接作用。此外，发展低碳农业的减排增汇作用，还可以有效缓解或消除因温室气体高排放引发的国际“环境纠纷”，既收获了优质农产品，又改善了生态环境，还促进了社会和谐，实现了经济、生态和社会效益的相统一。典型的可持续农业发展模式如有机农业、绿色农业、碳汇林业等，与低碳农业的这方面特征和要求是一致的。

现代集约

现代集约是指，低碳农业是现代生产要素和人工智能高度集成的农业。农业承担着保障人类生命延续的食品供给功能，为了完成这一艰巨任务，必须最大限度地采用至今为止人类文明的所有发明创造，来大幅度地提高光、热、水、土等农业资源的利用效率，低碳农业亦不可置之度外。低碳农业并不是不加区分地一概排斥化肥、农药、农膜等高碳农用化学品投入，而是提倡善用、精用、活用，重点是提高利用效率，在增强食品供给能力的同时尽可能地减少其对环境的破坏，尽可能地节约资源，以增强农业生产的可持续性。典型的可持续农业发展模式如设施农业、立体农业、节水节能农业等，与低碳农业的这方面特征和要求是一致的。2

发展状况

南北发展不均衡是当前世界低碳农业发展面临的一个主要问题。发展中国家的低碳农业现处于开发的初级阶段。素有“南美粮仓”之称的阿根廷，已经打破“种地必须先耕”的传统，实行免耕加秸秆还田的低碳农业技术；巴西政府于2010年制订了“低碳排放农业计划”，鼓励农业生产者采用农林牧一体化生产、农作物轮作，并推广生物固氮技术、整治退化草场等；我国在生态农业面积居世界第二位的基础上，重点推广农业固碳技术，减少高碳能源及化肥应用，重建农业湿地系统，发展农业循环经济。虽然取得进步，但发展中国家的农业安全和粮食安全因气候变化引发的生态系统退化、自然灾害频发等因素而遭受极大影响。世界银行在其发布的《2010年世界发展报告：发展与气候变化》中称发展中国家将承受气候变化潜在影响的75%—80%，这是由于发展中国家对农业依赖性强。低碳农业现已突破经济范畴，上升到政治范畴。发展中国家的农业劣势直接导致其在“低碳国际”的弱势地位。发达国家因具有较为丰富的农业碳汇政策管理经验和先进的技术手段，在国际碳市场及气候变化国际谈判中具有较大的主动权和决策权。

有些国家采取的有效措施包括改进饲料配方，从而减少家畜肠道发酵产生的CH4气体，建立生物工厂，加强对家畜粪便的循环利用，提高家畜饲养和饲料种植的效率，加强农牧业基地的合理化管理；植树造林，加强对土地和水资源的管理；利用价格和税收对畜牧业进行调节等。

澳大利亚大约有16%的温室气体排放来自于农业。66%的农业温室气体排放是以来自于牲畜内脏的CH4形式出现的。澳大利亚通过采用浓缩饲料、替代饲料减少CH4排放量。使用浓缩饲料，虽然每头牲畜每天的CH4排放量可能会增加，但是每千克饲料采食量和每千克产品的排放却在减少。使用浓缩饲料产生的排放的净效果，取决于动物数量减少或适龄牛被屠宰的数量，及这种做法如何影响土地使用、粪便氮素含量以及生产和运输浓缩饲料产生的排放。减少CH4排放量的做法包括：在饲料中加入油或油籽、提高牧草质量(特别是在欠发达地区)及优化蛋白质摄入量以减少氮素排泄和N20排放量。一些食物添加剂可以适度考虑，但应注意其负面效应。离子载体抗生素可以减少CH4排放，但效果是“过度性”的，在欧盟已被禁止。抑制甲烷菌的卤代化合物，但它们的效果也是“过度性”的。并且可能会抑制摄入量。新型化合物，如植物缩合单宁、皂甙或精油可能在减少CH4排放方面具有优点，但实现这些效果往往会降低饮食消化率。

日本通过提高育种和更好的管理(如减少后备乳用小母牛)产生更好的减排效率，减少了每单位畜牧业产出的CH4排放量。利用牲畜健康动态监控表，实时监控健康动态，及时分析生产出现的原因，及时采取有效措施解决。加快畜种和草种的改良步伐。

前景

发展低碳农业要弄清低碳农业的内涵、任务、目标、举措、机制、政策等，并要深入了解应该如何在过去的生态农业、立体农业、循环农业、观光农业的基础上加以凝练与提升。实际上，低碳农业内涵古而有之，只是现阶段概念要义的更新与高新技术的介入而使其得以深化并提升。从系统观点认识，低碳农业是一个追求的整体目标，也是一个复合的技术体系，其基础应该是现代生态农业和农业循环经济。

值得注意的是，在农业发展中仍存在着较为严重的环境污染及资源浪费现象，例如耕地紧缺与粮食安全矛盾，畜牧发展与饲料不足的困惑，资源不足与过度开发，凡此种种，令人担忧。同时，大量畜禽排泄物引起了农业面源污染，使得地表水及地下水污染严重；作物种植过程中大量农药和化肥的使用、水稻秸秆再利用方式不当及CH4排放等引起的环境污染问题；农业节水技术发展相对落后等，都将使得农业可持续发展面临严峻的考验。如何实现新的突破，怎样寻求新的出路，这是新时期提出的新命题，就此也为发展低碳农业提供了良好机遇和广阔天地。

从实践意义认识，依靠科技进步，发展低碳农业，就是要从不同的层次来介入，因地制宜地建立不同的模式。特别要强调的是，发展低碳农业要科学规划，合理设计，项目带动，转型提升。很显然，不同问题要具体探讨，不同区域要详尽研究，不同层次要分别建模，不同优势要顺势发挥。切不可一哄而上，更不可拼凑而就。例如水田、旱地、坡地、山地如何抓住侧重点，是至关重要的。对于水田，要设法降低甲烷排放；对于旱地，要着力减少氧化亚氮释放；对于种植业，要推广立体农业模式，提高光能利用效率；对于养殖业，要推广循环农业模式，提高综合利用效率；对于加工业，要推广绿色农业模式，提高整合集成效率等。当然还要优化农业系统结构与合理调整生产方式，使之有利于实现高产、优质、高效、安全、生态的目标。这其中有技术环节要突破，也有优惠政策要引导的问题。专家们认为，依靠科技进步，着重要突破减量化技术运用，实现资源节约；要突破再利用技术运用，充分挖掘潜力；要突破再循环技术运用，强化综合开发；要突破可控化技术运用，防治农业污染。此外，还有高光效作用品种选育，配套技术集成，立体农业深化，循环农业拓展，生态农业提升，这无疑都有利于实现现代农业的低碳化。可以相信，与低碳经济同步发展的低碳农业，其潜力是巨大的，其应用前景也是十分广阔的。

模式

1、有害投入品减量、替代模式。

化肥、农药、农用薄膜的使用，是工业革命成果在农业上的应用，对农业的增产作用显著。但负面作用也不可忽视，既有可能带来农产品的残毒，又有可能带来农业面源污染和土壤退化，影响农业的可持续发展。多年来，各地积极探索化肥、农药、农用薄膜的减量、替代。如用农家肥替代化肥，用生物农药、生物治虫替代化学农药。用可降解农膜替代不可降解农膜。农业部门开展的测土配方施肥和平衡施肥，根据土壤状况和农作物生长需要，确定化肥的合理施用量，深受农民欢迎。

2、立体种养的节地模式

。立体种植、养殖充分利用土地、阳光、空气、水，拓展了生物生长空间，增加了农产品产量，提高了产出效益。在江苏的江海冲积平原，常见的有农作物合理问种、套种的农作物立体种植，桑田秋冬套种蔬菜、桑田夹种玉米的农桑结合。意杨林中套种小麦、大豆、棉花等农作物的农林结合，苗木合理科学夹种的苗木立体种植，稻田养殖、菱蟹共生、藕鳖共生、藕鳝共生的农渔结合，稻田养鸭的农牧结合，意杨树下种牧草，养殖羊、鸭、鹅的林牧结合，水网地区的渔牧结合等。

3、节水模式

。目前，我国农业年用水量约为4000亿m3， 占全国总用水量的68%，是最大的用水户。其中灌溉用水量为3600亿～3800亿m3，占农业用水量的90%以上。据水利部农水司测算，全国灌溉水利用系数仅为0.46，即从水源到田间，约有一半以上的灌溉水因渗漏、蒸发和管理不善等原因没有被作物直接利用。灌溉后农田水的利用效率也很低，每立方米水生产的粮食约lkg，仅为发达国家的一半。多年来，各地大力发展节水型农业，采取科学的工程措施，积极发展砼防渗渠道和管道输水。成功地减少和避免了水的渗漏与蒸发；改造落后的机电排灌设施。推广水稻节水灌溉技术和农作物喷灌、微喷灌、滴溉等技术，较大限度地提高了水资源的利用率。

4、节能模式

。推广节能技术，从耕作制度、农业机械、养殖及龙头企业等方面减少能源消耗。改革不合理的耕作方式和种植技术，探索建立高效、节能的耕作制度。大力推进免少耕、水稻直播等保护性耕作。旱作地区推广耐旱作物品种及多种形式的旱作栽培技术。冬季建造充分利用太阳能的温室大棚，种植反季节蔬菜。推广集约、高效、生态畜禽养殖技术，降低饲料和能源消耗。利用太阳能和地热资源调节畜禽舍温度，降低能耗。

5、“三品”基地模式。

“三品”指无公害农产品、绿色食品、有机食品 这3种农产品因其品质好、无农药残留或微农药残留，深受消费者欢迎。近几年。各地大力推进“三品”基地建设，农产品的安全性能大大提高。

6、清洁能源模式。

利用农村丰富的资源发展清洁能源. 主要有：风力发电、秸秆发电、秸秆气化、沼气、太阳能利用等。特别值得一提的是，近几年，各地积极实施“一池(沼气池)三改(改厕、改厨、改圈)”生态富民工程，既净化了环境，又获取了能源，还增加了收益，农民群众对此赞不绝口。

7、种养废弃物再利用模式。

如秸秆还田培肥地力、秸秆氨化后喂畜、秸秆替代木材生产复合板材、利用桑树修剪下的枝条种植食用菌、利用畜禽粪便生产微生物有机肥、将花生壳粉碎加工成细粉再利用等。

8、农产品加工废弃物循环利用模式。

如稻米加工企业可以利用优质稻米为原材生产精制米、米粉、米淀粉。产生的稻壳可作燃料，米浆水中可提取淀粉，再从淀粉中提取葡萄糖和米蛋白，过滤后的水送养猪场喂猪。养猪场有机肥施入企业的稻米生产基地。

9、区域产业循环模式。

在一个区域内，产业与市场构建种植业、养殖业、加工业、流通业之间的产业大循环，形成经济发展的良性循环。

10、农业观光休闲模式。

近几年到农村观光休闲已成为城市居民度假休闲的一种新选择，观光休闲农业因此获得较快发展。观光休闲的主要场所，有农村天然景观、历史人文遗址、休闲农庄、农业高新技术园区、特色农业产区、特色产品专业市场、知名度高的乡镇企业等。

责编：杨柳彬

来源：科普中国