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我國農業碳達峰、碳中和面臨較大挑戰,該如何應對?

文章來源:中國科學院院刊楊世琦 顏鑫2023-03-29 17:27

農業碳達峰、碳中和思考

 
農業碳達峰面臨的挑戰
 
我國仍然是發展中國家,新型能源替代時機還遠未成熟,不得不面臨諸多挑戰。
 
1. 國家能源碳達峰約束下的未來農業現代化與產業化可持續發展戰略與道路選擇。
 
2. 農業現代化與產業化發展進程中的“高碳”地板(需求)與“低碳”天花板(達峰)形成上下夾擊挑戰。
 
3. 突破低碳農作核心技術如高氮作物品種,加快推進區域性低碳農作技術體系的試驗示范推廣迫在眉睫。
 
4. 國家尺度能源途徑碳達峰與溫室氣體碳達峰和兩手抓與同步推動。
 
 
農業碳中和面臨的挑戰
 
農業碳中和挑戰包括:
 
1. 作物秸稈利用與農田土壤固碳挑戰。
 
2. 維持森林等生態系統碳匯持續性的挑戰。大氣?CO2?濃度升高相當于施用“碳肥”量增加。
 
3. 土地退化與海洋污染碳中和負效應挑戰。
 
4. 人工途徑碳中和挑戰。
 
農業碳中和潛力分析
 
農業碳(作物碳與動物碳)主要功能是提供生活物質與能量,絕大部分在較短時期內又返回大氣圈,對大氣圈?CO2?濃度增減基本沒有影響。農田土壤實現較大碳匯目標的過程較長,加上土壤耕作導致土壤碳庫具有較強的活躍性。秸稈與畜禽糞便等有機廢棄物還田是農業碳中和的主要途徑,我國農田表層土壤最大固碳潛力處于?20?億—30?億噸之間,生態恢復、管理與重大生態工程有利于碳匯。農作物秸稈轉化為生物炭平均壽命可達 2000?年。秸稈經過物理化學處理制作成家具,延長儲存期,據估算我國城市系統建筑物和家具的碳儲量?2.1?億噸。開發現代林木加工技術,制作經久耐用的家具、建材或其它用材是高效、便捷、經濟的固碳途徑。秸稈可轉化熱能、電能與機械能等替代化石能源。
 
農業碳中和誤區
 
碳中和判斷依據是減少碳排放(傳統能源的節能增效與新能源替代)和增加碳吸收(生物圈碳匯與工業固碳),前者是減少化石能源開采利用,發展替代能源;后者是移除大氣?CO2。生物圈碳匯(自然氣候解決方案)是應對溫室效應最成熟途徑。農業碳中和誤區主要表現在:
 
1. 有機廢棄物還田增加土壤?CO2?排放違反質量守恒定律。土壤碳源來自生物有機殘體與廢棄物,降解過程由地表轉入土壤,只是改變了降解空間而已。
 
2. 秸稈燃燒增加?CO2?排放。無論秸稈是否燃燒最終都將降解為?CO2,在碳地質循環尺度下,沒有本質差別。
 
3. 食肉(包括奶蛋)增加溫室氣體排放缺乏科學依據。肉奶蛋是由植物碳通過食物鏈轉換而來的,只是植物碳降解的時空不同而已,這個時空尺度差異相對于大氣?CO2?濃度時空變化可以忽略,最終排放的?CO2?不增加也不減少。
 
4. 提高農作物產量就是碳中和。農作物生物量增長并不會對碳儲存有實質貢獻,將通過食物網返還大氣。
 
生物圈減排的重要性
 
生物圈介于巖石圈、水圈與大氣圈的交界面,是巖石、水和大氣交互的特殊表現形式,可被認為是有生命的巖石、有生命的水或有生命的大氣。生物圈與大氣圈聯系紐帶是?CO2,通過生物生命活動(光合與呼吸)完成最重要的碳循環雙向路徑;光合作用類似于抽水泵,把大氣圈?CO2?轉入生物圈;呼吸作用相當于排水渠,又把生物碳以?CO2?形式返還大氣圈。因此,生物圈作為碳循環的樞紐,是實現碳中和與開啟大氣負碳循環的密鑰。 本文@內/容/來/自:中-國-碳^排-放-交易&*網-tan pai fang . com

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