北京现代都市低碳农业的前景与策略*

摘要：现代都市发展低碳农业是降低温室气体排放，实现国家宏观战略目标的重要组成部分。本文对低碳农业的定义、特征进行了初步阐述，认为低碳农业是通过技术改进和制度创新建立起来的一种低投、高产、低（负）碳、生态的现代农业，具有系统开放性、技术集成性、生命周期性、过程安全性四个特征。利用碳汇/源平衡方法分析北京农业现状，结果表明：目前北京农业领域的碳源与汇分别为10-20 TgCO2eq•a-1和1023-1416 TgCO2eq•a-1，碳源基本稳定，碳汇还有较大的发展潜力。根据北京市生态特点和未来农业的定位，发展低碳农业，在技术层面上，可以加强与种植相关的土壤碳汇建设，与养殖相关的减排和其他减排技术；在制度层面上，建立农业布局调整机制，大力发展清洁生产机制、生态补偿机制、农业准入机制和综合调节机制。预测北京低碳农业的前景，初步估算未来北京农业的碳汇潜力可以达到20-30 TgCO2eq•a-1，直接的碳源可以减少到4-5 TgCO2eq•a-1。通过发展低碳农业，不仅可以抵消农业碳源，还能抵消6%-10%总温室气体，真正起到净碳汇功能。

关键词 低碳农业；都市现代农业；碳汇；碳源；策略

中图分类号 F0622; F290文献标识码 A文章编号 1002-2104(2011)02-0130-07

工业革命以来，由于大量化石燃料的使用，森林过度砍伐和草地开垦等造成的温室效应逐步引起全球关注［1］，“低碳经济”应时而生，并由此引申出低碳社会、低碳城市、低碳农村和低碳农业等理念。对于北京等众多试图缔造“都市型现代农业”的大中城市而言，如何在“现代都市”中实现“低碳农业”，无疑是一个新的探索和挑战。

1 低碳农业的源与汇

1.1 低碳农业的定义和特征

广义的低碳农业是一种通过技术改进、制度创新、产业转型、链条整合、新能源开发利用等多种手段，降低农业系统碳源影响，扩大碳汇效应，最终实现以温室气体减排为核心的农业生产发展和生态环境共赢的现代农业。与常规农业相比，低碳农业的外延和内涵更加丰富：首先，从外延来看，低碳农业不仅仅是指农田生产，而是包括种植、养殖、运输、加工、废弃物处理等诸多子系统组成的系统农业。其次，从低碳本身来看，“碳排放”不仅仅是指CO2，而是包括CH4、N2O等在内的所有温室气体，不仅仅指农业土壤的直接排放，还包括传统农业生产“上游”诸如化肥、农药等农资生产和运输的间接排放，也包括“下游”如农产品包装、运输、使用在内的排放，即所谓“从摇篮到坟墓（Cradle to Grave）”或者“从摇篮到摇篮（Cradle to Cradle）的全生命周期排放。再次，从内涵来看，低碳农业以降低整体能耗、减少温室气体为核心，同时也考虑农业生态系统的碳汇效应，力图实现“碳中和”和“负排放”，另外还涉及由减排引发的减缓环境酸化、富营养化等众多生态要素在内的环境影响。因此，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。

完整的低碳农业应该具有以下特征［2］：首先，它是一个自然生态系统光热资源利用最大化，外源性投入最优化，资源循环高效利用的开放性系统；其次，它是一个高固碳、高中和、低能耗、低污染、低排放的“两高三低”的高技术集成系统；第三，它是一个从原料开采、农资生产，到农业生产，再到产品使用和废物处理的全生命周期过程；第四，它是安全型系统，必须采取多种措施，将农业产前、产中、产后全过程中可能对社会带来的不良影响降到最低限度。

1.2 农业系统的碳源

工业革命以后，农业生产从传统的依靠系统内部自身循环转变为主要依靠化肥、农药、机械等大量外源性投入的化石农业，这导致温室气体及污染物高居不下，可谓是“高碳农业”，农业成为一个巨大的“碳源”。以我国为例，根据《中华人民共和国气候变化初始国家信息通报》, 1994 年中国温室气体排放总量约为3 650 TgCO2eq,其中CO2、CH4和N2O分别占731%, 197%和72%。CO2排放主要来自能源活动，CH4排放主要来自农业活动和能源活动，N2O排放主要来自农业活动［3］。董红敏等的研究表明［4］，中国农业活动产生的CH4和N2O分别占全国CH4和N2O排放量的5015%和9247%，农业源占全国温室气体排放总量的17%。预计随着农业成为一个涉及农资生产、农场种养殖、农产品包装、运输、销售以及废弃物处理相结合的综合系统，随着农业系统的外延和内涵的日渐复杂，农业对温室气体所应承担的“责任”越来越大。

梁龙等：北京现代都市低碳农业的前景与策略中国人口•资源与环境 2011年 第2期1.3 从碳源向碳汇转变是低碳农业的希望

在承受巨大减排压力的同时，农业也有着自身的优势。农业系统与工业系统在温室气体排放领域一个最明显的区别在于农业既是碳源，又是碳汇，即农业在排放温室气体同时，又在吸收温室气体。如果措施得当，农业系统的固碳效应不仅可以抵消其自身的排放，还可以部分抵消工业及其他领域的温室气体排放，这就使农业在创造经济效益的同时，还在创造生态效益和社会效益，也使经济上“以工补农”更加“名正言顺”。以美国为例，2009年美国环境保护署（EPA）报告显示：2007年美国温室气体排放总量为7 1501 TgCO2eq，其中农业排放为4131 TgCO2eq，但整个农业系统固碳达到1 0626 TgCO2eq，不但完全“抵消”了农业自身排放，而且使美国温室气体净排放降低为6 0875 TgCO2eq，农业的碳汇效应已经成为美国政府“以工补农”和世界温室气体谈判的重要依据［5］。

我国“以工补农”的生态依据是否存在呢？美国学者Lal根据我国农业土壤碳库损失的资料提出我国50年内土壤固碳潜力为11 Pg,平均每年固碳潜力是224 Tg, 其中最大的潜力是退化土壤恢复，其次是农业耕作管理下的土壤固碳［6］。中科院王效科等初步估算出我国固碳潜力最大的分别是耕地、草地和森林资源，分别为1821 Tg•a-1，917 Tg•a-1，11546 Tg•a-1［7］。如果以国际能源署（IEA）公布的我国2005年温室气体排放5 101 TgCO2eq为基准值［8］，按照Lal的估算，我国每年的土壤固碳可以抵消161%的温室气体排放；按照王效科等人的估算，仅农田土壤固碳就可以抵消131%的温室气体，可见未来农业系统的生态效应远远大于其经济效应。综合国内外研究成果［7-9］，农业系统各要素的碳汇效应见表1。

表1 我国不同生态系统的固碳能力

Tab.1 C sequestration potentials of different

ecosystems in China生态系统类型

Ecosystem types平均植被覆盖度(%)

Vegetation coverageCO2吸附能力(t•hm2•a-1)

CO2 adsorptive capacity落叶针叶林41.839.64常绿针叶林55.539.27常绿阔叶林64.259.82常落阔叶林48.138.9灌丛45.227.53河流32.88.07湖泊19.45.51草地-1.73耕地40.517.63

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