我国低碳农业发展的探讨

[关键词]　低碳农业;石化农业;低碳经济

农业生产既是对自然环境的适应又是对自然环境的改造,对生态环境产生直接的影响。在农业生产中,生产者、消费者、分解者组成了一个完整的物质循环。石化产品(如化肥、农药、农膜、除草剂等)的广泛而大量使用,破坏了原有物质循环的平衡与稳定,导致农业生产活动成为一个主要的温室气体来源。农业用地释放出的温室气体,超过全球人为温室气体排放总量的30%[1],已使农业的发展陷入了新的困境。低碳经济是以低能耗、低排放、低污染为基础的经济模式,其核心是技术创新、制度创新和发展观的转变。

发展低碳农业,除了要秉承低碳经济的内涵之外,还要突出资源的高效利用、绿色产品的开发、生态经济的发展,突出科技进步、产业升级、固碳减排。其关键在于提高农业生态系统对气候变化的适应性,降低农业发展对生态系统碳循环的影响,维持生物圈的碳平衡。发展低碳农业,以生物和环境之间物质循环和能量转化为基本特征,实现石化产品使用减量化、农业废弃物的再利用和再循环,既能减少温室气体排放、改善环境,又能提高经济效益[2],是可持续农业的有效实现形式。

一、低碳农业是对石化农业的反思与超越

低碳农业是在应对气候变化的背景下,针对现代石化农业投资大、能耗高、污染严重、破坏生态环境等弊端,从保护资源环境的角度提出的。

近百年来,以化肥、农药为代表的现代农业蓬勃发展,为人类生产出足够多的食物,曾让人们欣喜若狂,各国政府纷纷采取系列措施支持石化农业以增加粮食产量。为了保障国家粮食安全,中国采取了引进高产作物、提高复种指数、改善灌溉条件和使用化肥等措施,以满足人口增长对农产品增长的需求。

化肥使用量增加的初衷,是为了粮食作物的增产。根据中科院南京土壤研究所朱兆良院士的研究,1949-1998年每年的粮食和氮肥年用量的线性相关系数达到0. 977[3]。在粮食取得高产的同时,氮肥的消耗量也逐年增加。2005年,中国氮肥施用量将近3000万吨,约为1960年的55倍; 2007年,中国消耗化肥5108万吨,氮肥过剩近1000万吨[3]。随着对化肥等产品的依赖和粗放式的使用, 过剩的化肥不断释放到环境中,中国化肥有效利用率只有30% -40%,其余的全都被浪费掉了[4]。中国每年因不合理施肥造成1000多万吨的氮素流失到农田之外,直接经济损失约300亿元[5]。氮肥工业是以煤、石油和天然气等不可再生资源为生产原料的,生产过程需要消耗大量的水和电,属于高耗能和高污染行业。可见,氮肥的过量使用间接造成巨大的能源浪费。

石化农业繁荣的背后,隐藏着无穷的祸端:一方面,极大地耗费了石油等不可再生资源,增加了农业成本,降低了农产品的竞争力;另一方面,大量的农药化肥残留物污染了农村的土壤、水源、空气和农产品,造成了环境污染和资源退化双重后果,严重威胁人类的食物安全。

农业生产是温室气体的一个排放源,同时土壤圈是碳素的重要贮存库和转化器。土壤碳库主要为有机碳,它们来自动植物和微生物的残体、排泄物、分泌物等,这些成分分解后以土壤腐殖质形式存在,相对稳定。低碳农业注重整体农业能耗和排放的降低,注意保护环境、节约利用资源,把农业发展建立在自然环境良性循环的基础之上;保持生物的多样性;生产无污染、无公害的各类农产品等等,运用自然力和科技手段实现农业生态过程有效循环,保证资源的合理永续利用。发展低碳农业可有效抵消农业温室气体,实现人类社会的可持续发展。

气候变化和已走向末路的石化燃料时代,给农业和人类发展带来新的挑战[1]。现阶段概念要义的更新与高新技术的介入,使低碳农业的内涵得以深化。低碳农业不仅要像生态农业那样提倡少用化肥农药、进行高效的农业生产,而且在农业能源消耗越来越多,种植、运输、加工等过程中电力、石油和煤气等能源的使用都在增加的情况下,还要更注重整体农业能耗和排放的降低[6]。低碳农业既是一个整体目标,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[7]。可见,低碳农业是对石化农业的反思与超越。

二、低碳农业在我国的实践及其特点

传统农村生产生活中的节地、节水、节肥、节电、节柴等,只要是可以降低生产成本、保护生态环境、增强土壤固碳能力、减少温室气体排放的,都属于传统农业中的有效而现实的减碳形式。低碳农业与传统农业的区别在于,低碳农业以现代生态农业和农业循环经济为特征,降低了农业发展对生态系统的影响。联合国粮农组织估计,生态农业系统可以抵消掉80%的因农业导致的全球温室气体排放量。不再生产工业化肥每年可为世界节省1%的石油能源,不再把化肥用在土地上还能降低30%的农业排放[8]。

近年来,低碳生态农业经济模式被我国广大农村采用。如2002年农业部推广的十大类型生态农业模式:南方“猪-沼-果”生态模式和配套技术;北方“四位一体”生态模式及配套技术;平原农林牧复合生态模式和配套技术;丘陵山区小流域综合治理模式和配套技术;草地生态恢复与持续利用生态模式和配套技术;生态种植模式和配套技术;生态畜牧业生产模式和配套技术;生态渔业模式和配套技术;设施生态农业模式;观光生态农业模式。这些模式和配套技术,具有低能耗、低排放、低污染的特征,促进了生态环境修复和农民增收。例如,中部地区的江西是一个农业资源丰富省份,从20世纪80年代开始实施“山江湖”工程,生态农业的形式多种多样,其中“猪-沼-果”生态模式在全国具有典型意义,在技术路线上有一个共同点,即从解决农村生活能源入手,变革传统的农业生产方式,发展以沼气为纽带的生态农业。以沼气池的建设为纽带,把种植业、林果业、畜牧业、水产业和加工服务业这几个不同的生态子系统联系起来,建立了一个以沼气为纽带的大农业循环体系。如在水果产区形成“猪-沼-果”生态农业模式;在鄱阳湖水产区形成“猪-沼-鱼”模式;在城市郊区形成“猪-沼-菜”模式;在粮食产区形成“猪-沼-粮”模式等。沼气将种植业与养殖业连为一体,带动了养殖业的发展,促进了无公害农产品的生产,形成了能流、物流和农业生产内部的良性循环,推进了农业产业结构的调整与升级。以沼气为纽带的生态农业对节约资源,改善生态环境的作用显著,昔日“山光、田瘦、人穷”的荒凉山村,出现了“山青、水绿、人富”的喜人景象。而低碳农业科技入户工程的实施,以发展绿色有机食品产业基地建设为主战略,提升农产品优质化水平,大力推进测土配方精准施肥、生物防治病虫害等实用技术,引导农民使用有机肥,尽量降低种植成本,减少面源污染,更是有力地推进了低碳农业的发展。

随着实践的深入,一些新的模式日渐形成,并且以“减量化、再利用、再循环”为特点。

1.绿色、有机农产品的生产。积极探索化肥、农药、农用薄膜的减量、替代,发展有机农业。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,开展测土配方施肥和平衡施肥等。2005-2008年,中国有6000万公顷农田采用了测土配方施肥,削减氮肥用量达10%以上,减少农田氧化亚氮排放2. 8万吨,相当于减排890万吨CO2e[9]。

2.立体种养节地。各地探索出稻田养殖、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,养殖羊、鸭、鹅的林牧结合,水网地区的渔牧结合等形式,有效地提高土地的产出率,促进土地的修复和保护。

3.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,减少和避免了水的渗漏与蒸发。推广水稻节水灌溉技术和农作物喷灌、微喷灌、滴溉等技术,大大提高了水资源的利用率。

4.节能农业。如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;风力发电、秸秆发电、秸秆气化、沼气、太阳能利用等。以沼气为纽带的生态农业对节约资源、改善生态环境的作用显著,沼气的农村能源替代效应、肥料替代效应、饲料替代效应及改善农村人居环境的效应,取得了山青、水绿、增收三位一体的综合效应。近几年,各地在新农村建设中积极实施“一池(沼气池)三改(改厕、改厨、改圈)”生态富民工程,净化了环境,获取了能源,增加了收益。

5.种养废弃物再利用。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、利用畜禽粪便生产微生物有机肥等。通过大力推广秸秆还田和少(免)耕等保护性耕作措施,提高农田土壤对大气二氧化碳的吸收能力,极大地增加我国的碳储量,改善生态环境,减缓气候变化的影响。

三、我国发展低碳农业面临的问题

目前,各地农村的低碳农业模式的优越性在推广应用中得到了证明。但由于我国低碳农业匹配的条件不足,这些模式的实施和推广受到了我国农村分布、农民生产习惯及资金和技术上的局限。

(一)规模化低碳农业发展面临困难

小农分布的农业特点影响低碳农业规模化发展。目前,农村中基本的生态生产单位是农户,显得较为分散、孤立,缺乏普遍的组织与支持,直接影响了规模化、集约化、标准化生产的组织。例如,一个农户或一个种植园实行低碳农业的模式,而周围的耕地仍是石化农业,这个生态模式的土壤、空气和水源就仍会受到影响和污染,从而影响低碳农业发展、增加其发展的成本。

(二)投入不足,农业基础设施薄弱

近年来,水利投资往往更偏重于投向大江大河治理等大型水利工程建设,对农田水利工程倾斜不够。很多地方的农田水利等基础设施建设不尽完备,不少设备早已老化,由于缺乏资金投入,农田水利建设陷入无人过问的尴尬境地。农村税费改革后,“两工”取消,原本主要依靠农民筹资投劳开展的农田水利建设活动受到较大影响。很多部门虽有相关的农田水利建设资金,但资金分散,没有形成合力。一些地方财力有限,没把加强农田水利设施建设摆上政府工作议事日程,直接影响节能、节水等农业基础设施的建设与改善。

(三)科技支撑较为薄弱,自主创新能力不足

发展低碳农业,核心是技术创新。但目前,农业科技投入不足、农业科技应用水平不高、农业科技人员断层、科技推广服务体系不够健全等,直接影响到低碳农业科学技术的推广和应用。目前正推广应用的生态农业模式,在技术上存在局限性。如我国南方农村沼气的开发使用,一般只适用于农户小规模生产,大中型沼气池建设的技术问题还没有完全解决;目前沼气的热值低,只能作为农村的生活能源,品质达不到天然气的水平。这样,在国家电网基本覆盖的农村,进一步推广沼气应用就有一定的局限性。

(四)现有粗放式农业生产方式,加剧发展与保护的矛盾

随着经济的发展和人口的增加,农民对化肥、农药使用的依赖和惯性思维,导致农村面源污染仍在急剧增加,而石化产品的长期使用,造成土地块结、肥力下降,又促进新一轮种植化肥、农药使用量的增大,形成恶性循环。据对江西1978-1993年有关数据的统计,化肥边际效益(以粮食边际产量计算)由最初的6.87降为2. 33,其中高产地区的边际效益下降更为明显,萍乡市化肥边际效益已接近零[10]。

四、我国进一步发展低碳农业的措施

发展低碳农业是转变农业生产方式的必然选择,应采取有效的措施促进我国农业的低碳生态化转变。

(一)以产业化经营实现低碳生态农业高效益

在遵循生态原则的大前提下,把分散的农户以产业化经营的方式组织起来,走“小群体-大规模,小农户-大基地”的发展路子,实现统一配套的产业化经营,如统一布局、统一品种、统一耕作技术、统一收获加工、统一销售、统一结算等,从而使绿色农产品的来源品质和生产规模得到保证,实现经济和生态运行的良性循环。将分散的农户组织起来,将分散的绿色农产品有组织地推向国内外市场,有助于创立品牌,形成市场竞争优势和价格优势,实现低碳生态农业的高效益。

(二)开发安全优质农产品

绿色食品是低碳生态农业的终端产品。要保证绿色农产品品质,首先必须经营生态环境,开发安全优质农产品,少用化学合成物,多用有机肥。其次要按标准化进行生产,坚持“统一、简化、协调、选优”的原则,推进农产品清洁生产、节约生产、安全生产,加快推进农业标准化,全面加强食品安全工作。一是根据国际和国家有关标准,结合各地的情况,制定和完善绿色食品生产、管理标准和加工操作规程,包括农产品原料产地的环境要求,肥料、农药使用,病虫害防治等技术,以标准化管理来强化绿色农产品的质量保障体系。二是对大宗农产品实行无公害化生产,调整优化升级农村产业结构和产品结构。

(三)创新技术体系,发挥技术支撑作用

一是实现低碳控污技术的创新与集成。包括化肥减量高效施用技术、农药减量高效施用技术、农业固体废弃物资源化利用技术、农用废水净化技术、水土流失控制技术等。二是新型产品的研制与开发。包括缓/控释肥和生物肥料、肥料增效剂及制品、生物农药及绿色农药、可降解地膜、农药生物降解菌剂等,加强基础研究和应用研究,重点突破限制产业化发展的关键技术。

(四)利用政策杠杆减少化肥等石化产品的使用量

为了减少石化产品使用量,一方面,可减少化肥使用的财政补贴和税收优惠,在维持粮食产量安全的前提下,减少氮肥使用量。另一方面,应加大对有机农产品生产的财政补贴,加大减排增汇技术的开发引进和实施、基础设施建设以及农户培训的资金投入;鼓励对农产品进行加工和再循环利用,有效地控制温室气体排放。

(五)提高农民的生态意识

农民的生态意识,是在人口、环境和农业经济的生产经营方式等综合因素的相互关系中生成的[11]。农民生态意识的优劣,直接关系到农村生态环境的优劣和农村的发展是否可持续。要提高农民的生态意识,一是要加快低碳生态农业知识的普及和培训,让低碳生产、低碳生活成为农民的共识,进而转变为自觉行动。这样才能促使农业生产同资源和环境的协调发展,实现经济效益和生态效益的同步增长。二是要引导绿色消费,形成市场的“倒逼机制”,促使生产者生产产品的低碳化与生态化。

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