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提高土(tǔ)壤碳庫儲量和(hé)減少(銀坐shǎo)農田溫室氣體排放，是世界各國确保糧食安全和(hé)應對全球河筆氣候變化的重要戰略。

文(wén)/顔曉元（作者系中(zhōng)國科學院南這地京土(tǔ)壤研究所研究員）

來源：2023年1月(yuè)25日出版冷林的《環球》雜志 第2期

近年來，全球氣候變化不僅給人類社會生活帶來深刻影響，也導緻了全球海亮大面積土(tǔ)壤發生退化。土(tǔ)壤退化不僅樂家會造成土(tǔ)壤養分流失，還會導緻作物品質和(hé)産筆來量下(xià)降，嚴重威脅糧食安全。

但是，合理的土(tǔ)壤保護不僅有助于實現碳中(zhōng)和(hé計通)、積極應對氣候變化，還能夠保障糧食安全，達到固碳減排與農業(yè家間)發展相協調的雙赢目标。

土(tǔ)壤碳庫的重要作用

全球2米深土(tǔ)壤儲存的有機碳達到24拍月000億噸，土(tǔ)壤碳庫的微小變化都可(kě)畫的能對大氣二氧化碳濃度産生強烈影響。換句話說，土(tǔ)壤碳間但庫的微小增加都會産生巨大的碳彙效應。以“千分之秒術四計劃：服務于糧食安全和(hé)氣候的土(tǔ)壤”雨用為主題的國際倡議，早在2015年召開的第2路美1屆聯合國氣候變化大會中(zhōng)就被發起，這也彰顯了提升土(tǔ頻討)壤碳庫儲量在應對氣候變化中(zhōng)的重要地位。

農業(yè)是重要的碳排放行業(yè)，農田土(tǔ)壤的固碳增要日彙潛力也是巨大的。據報道，在最理想的情況做聽下(xià)，全球農田土(tǔ)壤每年可(kě)實現33億火身～68億噸的固碳潛力。考慮到當前我國農田土(tǔ西老)壤碳含量偏低，土(tǔ)壤碳庫儲量的提升潛力是相當可(kě又車)觀的。例如(rú)，過去30年我國農田土(tǔ)壤紙技碳庫儲量總體呈現明顯增加趨勢，這主要得益于化學氮肥的大量施用與作物育種村公技術(shù)的成熟提升了農作物産量，進而促進了女為根系分泌物以及作物稭稈還田過程中(zhōng)碳輸入量增就裡加。不過，上述土(tǔ)壤碳庫儲量的增加大多依賴議也于氮肥的施用，未來通(tōng)過農業(yè)管理措施的合理優化，我國農田土腦醫(tǔ)壤的固碳潛力有望得到進一步提升。

土(tǔ)壤固碳也就是增加土(tǔ)壤有機碳含量，這其實與土(tǔ)壤培吃店肥目标是一緻的。農田土(tǔ)壤固碳可(kě)以通(tōng)過諸的小多措施來實現，比如(rú)保護性耕作、構建農林複線個合系統、優化間套種和(hé)輪作、加大有機物料還田的友黑比例等。以水稻生産為例，中(zhōng)國是水稻總産量最高的國作一家，占全球總産量的31%。稻田是中(zhōng)南在國典型的農田生态系統，同時也具有較大的固碳潛力。目前，我國稻田土(身城tǔ)壤有機碳平均含量約為20克/千克，而其平均潛在碳會也儲存能力約為32克/千克，現階段隻有不到10%的土(tǔ)壤達到師畫了該值。這主要是由于傳統土(tǔ)壤培肥措施的固亮物碳效率不太高，加上有機物料腐殖化系數相對較低，大部喝農分的有機物料碳在短(duǎn)時間内還是分解成聽坐二氧化碳回到了大氣中(zhōng)。

從農田土(tǔ)壤固碳角度而言，我們需要開發效率更高的服麗突破性技術(shù)。目前可(kě)以從以下(xià)角度考慮，一麗女是從種質資(zī)源的挖掘出發，選育豐産低碳品要見種，并集成配套栽培技術(shù)；另一方亮長面，開發低成本的稭稈鈍化技術(shù)，穩定并延長有機碳在土(tǔ)壤中(z匠短hōng)的周轉時間，将植物光合産物碳更長時間地封存于土(tǔ)壤。此外海熱，對于稻田生态系統來說是可(kě)以通(tōng)過強化舞花土(tǔ)壤中(zhōng)以及植株體内的民男甲烷氧化來減少(shǎo)其排放。

固碳減排與農業(yè)發展可(kě)雙赢

農田土(tǔ)壤碳庫與土(tǔ)壤肥力緊密關(guān)聯，富坐師含有機碳的肥沃農田土(tǔ)壤能更好地支持作物的穩錢很産和(hé)高産，也是保障糧食安全和(hé)和醫農業(yè)發展的基礎。

過去的諸多研究發現，土(tǔ)壤固碳效果與溫計什室氣體減排之間可(kě)能存在着“此消彼長”的關(guān)系。例如(rú)媽愛，稻田的稭稈還田促進了土(tǔ)壤有機碳積累的同時，也大幅增加了甲烷排放。這說要種“此消彼長”的關(guān)系主要是由于農田金裡土(tǔ)壤碳庫儲量的變化與農業(yè)管理措施是息息相關吃話(guān)的，而農業(yè)措施對土(tǔ)壤溫室氣體排放的影響也東關是巨大的。

因此，需要集合多種固碳減排措施進行綜合減排，而不是跳在采用單一的固碳或減排措施。基于在太湖地區的實驗研究，與傳統農業(yè錯刀)管理措施相比較，通(tōng)過集成三種固個山碳減排措施——氮肥合理減量、稭稈好氧發酵後還田以及輪作制度優化，對城能夠将該地區水稻·小麥輪作系統周年碳足迹顯著減美亮少(shǎo)26%，活性氮足迹減少(shǎo)29%，溫室氣體和(章志hé)活性氮排放所造成的總環境損失降低42%，農民淨經濟收會湖益提高23%，而且這些集合措施并不會影響水稻些書産量。由此可(kě)見，農田土(tǔ)壤固碳減排與作物穩産豐産是可(k做白ě)以實現雙赢的。

優化稭稈還田方式是農田沃土(tǔ)增碳的關(guān)鍵理機措施，也是減少(shǎo)溫室氣體排放的重要策略。對于稻田來說，一方面可(市白kě)以通(tōng)過稭稈炭化、稭稈快腐等處理方式，降低稭稈碳向甲烷的轉吧鐘化，促進其向土(tǔ)壤碳的轉化；另一方面，針對性地集成節水和(hé)覆膜等好農志氧栽培技術(shù)、壟廂栽培技術(shù)等，結合氮線路肥合理運籌，在保障水稻産量的前提下(xià)使得有機物料在非淹水狀态算我下(xià)分解；此外，選育出适于我國水稻主産區的豐産低碳志刀品種并研發配套栽培技術(shù)，進一步推動(d舊黃òng)稻田固碳、減排和(hé)豐産的協調生産。對于旱站志地農田來說，采用稭稈還田（或者生物炭還田）結又河合氮肥優化管理措施能較大程度地增加土(tǔ)壤碳庫儲量并減少(shǎo)溫室錯村氣體排放。

此外，采取合理的氮肥管理措施來提高氮肥的利用率不僅是保兒窗障糧食安全的基石，還是緩解氧化亞氮高排放的重要途徑。通(tōng)過施用高效氮冷笑肥協調作物生長氮素需求與土(tǔ)壤氮素供應的關(guān)系，結裡家合氮肥施用的“4R技術(shù)”（合理的施冷器肥量、正确的施肥時期、合适的氮肥類型以及恰當的施肥明了位置），可(kě)以顯著提高氮肥利用效率和(hé)作物産量鐘媽，同時減少(shǎo)土(tǔ)壤氧化亞氮排放。

總體來講，優化農田水、碳、氮的管理，對于推動(dòng)農業(yè)綠色可(姐相kě)持續發展、保障我國糧食安全以及應對氣候變化都具有重要意義。

應對氣候變化，中(zhōng)國在行動(dòng)

農田土(tǔ)壤的增彙減排對緩解全球氣候變化具有重要意義。聽車尤其是2030年前中(zhōng)國實現碳達峰後，化石能耗逐步減少(地跳shǎo)，農田碳排放所占的比重将随之增綠音大，其固碳減排的緊迫性和(hé)重要性将日益突出。

中(zhōng)國農田土(tǔ)壤由于長期耕作，碳損失較為嚴重，當前土(t湖公ǔ)壤碳儲量水平低于全球平均水平，比歐美發達國家和(件聽hé)地區低至少(shǎo)1/3。正如(rú)前文(睡路wén)提到的近30年來中(zhōng)國農田土(tǔ)壤碳影車庫整體上呈現增加趨勢，據報道中(zhōng)國農田土(tǔ)壤還可(k慢亮ě)以再吸收73億～108億噸二氧化碳，固碳潛力是非常可(kě)畫山觀的。

近年來中(zhōng)國農業(yè)農村(cūn)部開展了一系列的高标準農田建車也設規劃，在鞏固和(hé)提高糧食生産能力、保障國家糧食安全的同時，積極适應城呢未來氣候變化，促進農業(yè)的可(kě)持續發展我兵。此外，中(zhōng)低産田的改造工程也在“十四五”期間大規模推少遠進。

特别需要強調的是，黑土(tǔ)地作為中(zhōng)男近國耕地中(zhōng)的“大熊貓”，也是有機碳最為豐富的農田土(tǔ)壤之畫技一。但由于以往的不合理利用，其表土(tǔ)以及有機碳大量丢失的問(wèn)舞理題十分嚴重。2020年農業(yè)農村(cūn)部、街如财政部共同啟動(dòng)實施《東北黑土(tǔ)地保護性耕作行動(dòng綠明)計劃（2020-2025年）》，旨在加快東北黑土(tǔ要微)地的保護性耕作技術(shù)的推廣應用。同時，中(zhōng開煙)國科學院積極開展和(hé)實施“黑土(tǔ店花)地保護與利用科技創新工程（黑土(tǔ)糧倉）”戰略性先導科技專項，努力短弟阻控黑土(tǔ)地土(tǔ)壤退化，提升黑土(tǔ)地制如産能和(hé)質量，持續推動(dòng)黑土(tǔ)地農業(yè雪頻)的可(kě)持續發展。建設高标準農田、改就鐵造中(zhōng)低産農田，充分保護和(hé)利用黑土(tǔ)地，必然能顯黃答著發揮農田土(tǔ)壤的固碳潛力，增加土秒要(tǔ)壤碳庫儲量。

另一方面，在氣候變化愈演愈烈的當下(xià)，二氧化碳的持續升高男那對作物光合速率、生長發育以及産量都有很大的船哥影響，這也将會持續影響全球農作物的生長與農業(yè)生産。因此，不僅要加飛錢快推動(dòng)土(tǔ)壤碳中(zhōng)和(hé)，還需要積極年地探索氣候變化下(xià)未來農業(yè)發展的劇窗新道路(lù)。

目前中(zhōng)國國内開展了不少(shǎo)農業(yè)生産響應未來氣費民候變化情景的模拟研究。大氣二氧化碳濃度升高，在提學黃高農作物生物量和(hé)産量的同時，也會對作物的營養品質産兵哥生影響。對水稻來說，大氣二氧化碳濃度升高不僅會影響碳水化合物和(hé)礦質元現們素在植株體内的轉運，也會影響水稻根系的生長和(hé)構型視亮。

此外，中(zhōng)國農業(yè)科學河我院作物科學研究所作物耕作與生态創新團隊和(hé)數公南京農業(yè)大學通(tōng)過聯合攻關(guān)，發現大氣二氧化碳濃離校度升高對甲烷排放的促進作用呈明顯下(xià)降趨勢，說明國際上小師遠(yuǎn)遠(yuǎn)高估了未來氣候背景下(xià)稻田甲烷的排放量，這小你意味着農田土(tǔ)壤的固碳減排潛力在未來氣候變化下(xià)将會不匠得到進一步增強。