農田生態系統既可能是碳“源”也可能是碳“匯”。一方面，全球農業排放的二氧化碳占人為溫室氣體排放總量21%~25%，是溫室氣體重要排放源之一。另一方面，耕地也是巨大的碳庫，主要包括土壤有機碳庫和農作物生物量碳等。其中，耕地土壤有機碳庫是陸地生態系統中最為活躍的碳庫。研究表明，2010年全球耕地有機碳儲量相對于1901年增加了125%，但任遠未達到飽和狀態。

 

我國農業溫室氣體排放量約占全國排放總量17%，是我國溫室氣體排放的重要組成部分。提升耕地系統碳匯能力，是實現我國碳中和目標的必要手段，也對維護耕地生態健康具有重要意義。

 

首先，我國耕地系統固碳減排潛力巨大，有望實現每畝增匯1噸碳。

 

研究表明，在未來50~100年內，全世界耕地可固碳200~300億噸，而我國耕地固碳減排潛力尤為突出。根據史學正等人樣本調查結果，在1980年~2011年，我國耕地表層土壤有機碳儲量由28.56噸/公頃增加到32.90噸/公頃，平均每公頃耕地的年碳增匯量達140千克。然而，我國單位面積耕地表層土壤有機碳儲量僅歐美同期均值的69.1%~76.9%，尚存較大的固碳空間。

 

化肥是我國農業碳排放的最大碳源，化肥生產使用引起的碳排放量占農業碳排放量年平均值的59.87%，每千克氮肥的生產運輸約產生8.21千克二氧化碳。我國耕地占全球9%，但化肥消耗量約占全球35%，具有較大的減肥減排潛力。

 

而保護性耕作，包括少/免耕、永久覆蓋、多樣性復合種植系統和綜合養分管理系統，是耕地碳增匯減排的主要路徑。研究表明，通過大力推廣保護性耕作措施，我國耕地土壤未來可增加有機碳20~25億噸。然而截至2015年，我國采用保護性耕作技術的耕地尚不足耕地總面積的8%，通過推廣保護性耕作技術的固碳空間可觀。

 

其次，提升耕地系統固碳減排能力需考慮區域性差異。

 

我國幅員遼闊，地形復雜，從南到北縱貫7個氣候帶，從東到西橫跨4000米高差，氣候條件、地形地貌、土壤性狀等自然條件千差萬別，相應的經濟社會發展程度也不相同。多樣化的氣候類型與下墊面條件決定了我國耕地系統的固碳增匯特征在初始狀態、飽和水平與提升路徑等方面具有顯著區域性差異。

 

不同地區的耕地土壤表層初始有機碳密度與變化特征存在差異，基本表現為東北、華南、西南高（每千克土壤含碳大于16克）而華北、西北較低（每千克土壤含碳小于8.5克）；東北降低而其它地區升高的格局。氣候、地形、土壤母質等因素變化導致不同地區耕地土壤碳密度飽和水平存在差異。

 

不同地區耕地適宜的增匯技術措施存在差異，例如，在遼寧、河南、湖南、山東省實施免耕秸稈還田，土壤表層年均固碳量分別為0.95，0.62，0.29，0.1噸每公頃，而相同策略在吉林省導致單位公頃每年0.04噸的碳排放。

 

此外，農業灌溉，農業能源利用（柴油，電能），農業投入品生產使用（化肥，農藥，地膜等）等農田管理策略調整也受到耕地微地形與耕作條件、耕地集約利用水平、農作物類型、農戶知識與技能水平等因素的影響而表現出區域性差異。

 

因此，提升耕地系統固碳減排能力不能一刀切，需耦合自然因素與經濟社會因素的綜合作用，并顧及區域生態環境的核心挑戰。

 

再次，推動交叉科技創新，發展耕地固碳減排技術體系。

 

提升耕地固碳減排能力亟需推動多學科交叉的科技創新，包括：加強區域性碳-水-糧食-能源耦合關聯與協同優化機制的認知，分區域、分類型解析農田管理技術的固碳減排過程與效應，探索氣候變化情景下區域可持續的耕地固碳減排路徑，為耕地碳匯研究提供理論引導；構建耕地碳匯與碳排放天-空-地-網一體化調查監測網絡，加強與國際標準協調銜接，研發制定統一的固碳減排核算方法與標準體系與裝備，為耕地碳匯研究與碳交易實施提供科學數據與計算方法支撐；推廣耕地固碳減排工程實踐，以提升耕地固碳能力為目標完善高標準農田建設標準與保護性耕作技術標準，形成高效的耕地固碳技術推廣應用方案。

 

最后，加強耕地固碳減排制度創新與法制保障。

 

碳稅、補貼機制被學界廣泛視為有效固碳減排調控措施。有研究得出，政府對間接測量的碳排放或者對產品以及投入因素課稅有助于耕地碳減排；針對每噸農業碳排放收取14美元的費用，可使美國2010農業碳排放量較1990年減少７%，且對農產品供給與價格的影響程度均低于1％。日本、韓國和歐盟等國家和地區都實行了減排補貼政策，以減少農業碳排放。

 

然而，不同于許多歐美國家的規模化農業,我國農業呈現較為明顯的小農經濟特征，農業資金長期缺乏，農戶作為耕地利用的主體僅部分融入不完善的市場，并且農戶利益追求的短期性與耕地碳排放的長期性存在矛盾，這些特征導致農業科技推廣困難，也加大了耕地固碳減排政策實施所面臨的挑戰。

 

筆者認為，提升耕地固碳減排能力應立足我國國情加強制度創新和法制保障，在《耕地保護法》的起草制定過程中重視耕地固碳優先地位，在顧及農戶意愿的基礎上制定切實可行的碳匯定價和交易機制，明確主體責任，對固碳增匯效果建立相應的目標考核制度與激勵約束機制，并引導農戶積極選擇固碳減排策略。

 

過去四十年，我國自然資源部門逐步構建起數量—質量—生態三位一體的耕地資源評價與保護體系，取得了值得驕傲的成績。未來四十年，是我國大力發展生態系統固碳增匯的重要時期，也是我國生態文明建設的關鍵時期。耕地種植業減排和土壤固碳增匯是一個重要方面，具有不可忽視的支撐作用，相關部門亟需抓緊聯合部署、穩步推進，在顧及耕地區域性差異的基礎上，推動耕地固碳減排科技創新，加強耕地固碳減排的制度創新與法制保障,為實現“碳中和”目標努力。

 

（作者單位：北京師范大學）