低碳農業發展的障礙、模式及對策

摘 要： 低碳農業是低碳經濟的重要組成部分，具有巨大的發展潛力，是現代農業的發展方向。在我國，發展低碳農業會遇到傳統的長期的化學農業生產模式、自然資源的匱乏、國內農業低碳技術水平不高、農業勞動力素質低下和制度約束等的限制。發展低碳農業可以采用產供銷一體化、碳捕獲為目的的固碳農業及和諧共生的立體農業等三種模式。可以從提升農民低碳農業理念、加強技術創新、提高農業生產人員素質、財政支持和金融支持等方面來發展低碳農業。

關鍵詞：低碳農業；低碳經濟；產供銷一體化；固碳農業模式；立體農業模式

中圖分類號：F323.22 文獻標識碼：A 文章編號：1009-9107（2014）06-0070-06

引 言

低碳農業以減緩溫室氣體排放為目標，通過減少碳排放、增加碳匯和適應氣候變化等技術手段，加強農村基礎設施建設，做好動植物病蟲害防治，提高土壤的有機質，發展可再生能源，促進農民生活和農業生產方式轉變，從而實現高效率、高碳匯、低能耗、低污染、低排放的一種農業發展模式，是低碳經濟的重要組成部分[1]。

農村和農業是連接人與自然的主要紐帶，農業占據了全球化石能源消耗的很大比例，是重要的溫室氣體排放源（碳源）之一，據估計，全球每年從土壤釋放到空氣中的碳大約為 0.8×1012～4.6×1012公斤，農田排放的溫室氣體占全球總量的10%～12%，畜牧業排放的溫室氣體則要占到18%。農業產生的溫室氣體主要來源于農業投入品、農產品加工和流通、農機的制造與使用、農業廢棄物的利用與處理等幾個方面。由于農藥、化肥、農膜和農機的低效率使用，會產生大量的CH4、CO2和N2O等溫室氣體，而且隨著農業集約化程度的提高，大量的化肥被使用，導致農田CO2 的過度排放，同時，氮肥的過量施用也會造成土壤中N2O的排放。研究表明，我國目前大量使用化肥和農藥，單位耕地面積的化肥平均施用量434.3公斤/公頃為安全施用上限的1.93倍，但是利用率僅為40%；農藥平均施用量13.4公斤/公頃，而其中的高毒農藥就占了70%，并且60%～70%殘留在土壤中。在農業廢棄物處理方面，由于方法不科學，也產生了大量的溫室氣體，據相關機構估計，全球每年3.1×1012公斤被燃燒生物碳中的1.1×1012公斤CO2 直接被排入空氣中，另外，家畜糞便的不恰當地處理也會產生大量CH4，大約占總CH4 排放量的20.7%，其中，豬糞尿產生的CH4 排放占56.9%，達到1.2×108公斤，而CH4 的溫室效應系數是CO2 的21倍，所以，農業本身所含的許多碳元素，如果處理不當，會產生大量的溫室氣體[25]。

另一方面，農作物又通過光合作用吸收和固定大氣中的CO2而具備碳匯功能，森林可以吸收28%～32% 的工業和城市排放的CO2，是陸地生態系統中最大的碳庫， 被稱為地球之肺：樹木每生長1立方米，平均吸收1.83噸CO2，釋放出1.62噸O2。據估算，1980～2005年的25年間，我國開展的植樹造林等相關活動，累計凈吸收CO246.8億噸，通過控制森林砍伐，減少CO2排放4.3億噸，合計減少CO251.1億噸，這一數字，相當于同期工業CO2排放總量的8%。同時，耕地的生態固碳功能也吸收了大量的CO2，動植物和微生物殘體以及它們的排泄物和分泌物等分解后，以土壤腐殖質形式存在的有機碳被儲存在土壤中，形成巨大的碳庫，我國現有耕地面積為1.4億公頃，假設土壤有機質含量提高1%，這些土壤可以凈吸收空氣中的CO2大約306億噸[26]。所以，農業的碳匯功能可以有效降低碳排放，減少溫室氣體的負面影響，這是發展低碳農業有利的一面。

綜上所述，在發展低碳經濟方面，農業領域潛力巨大，在應對氣候變化的全球背景下，低碳農業將是未來農業經濟發展的必然趨勢，是實施可持續發展戰略的必然選擇和重要保證，是緩解人類環境問題的重要舉措。

一、文獻綜述

事實上，關于低碳農業，相關學者做了大量研究，Warrick通過分析農業生產、二氧化碳和氣候變化三者之間的關系，認為當前的農業生產方式會產生大量的CO2，影響氣候變化，應該大力發展低碳農業[7]。Freibauer等以歐洲土壤固碳能力和農業生產為研究對象，結果顯示農業對提高土壤碳庫有非常大的作用，提出現代農業應該向低碳農業方向轉型[8]。Hutchinson等通過調查，研究了加拿大農業的生產問題，重點分析了農業碳匯功能的發生機理以及實踐中的可行性問題，提出為了應對全球氣候變暖，低碳農業應該首選農業碳匯發展模式[9]。聯合國糧農組織高級官員納蒂婭·西爾拉芭認為，土壤與天然草原是一個儲量巨大的碳庫，發展有機農業，通過土壤的固碳功能大約能抵消全球溫室氣體排放總量的25%[10]。

關于發展低碳農業，我國學者也做了許多研究。王鋒認為，為了應對全球氣候變化，農業必須走低碳發展之路，而發展低碳農業的重要途徑之一就是發展生態農業[11]。陳文晴研究認為發展低碳農業很重要，提出了低碳農業的實現形式，重點從金融支持的視角提出了低碳農業發展的政策建議[2]。李志萌對我國發展的石化農業進行了反思，認為應該創新農業技術體系，大力發展低碳農業，并且利用政策杠桿減少化肥農藥等石化產品的使用量，減少碳排放[12]。郭曉鳴、廖祖君、張鳴鳴認為發展現代農業循環經濟是農業低碳經濟發展的一條可行道路，應該堅持以循環經濟園為載體，以標準化生產為基礎，以產業化經營為手段，構建現代農業循環經濟的長效發展機制，推動低碳農業的發展[13]。

綜上所述，國內外關于低碳農業發展的意義以及實現途徑研究比較多，而對于低碳農業發展可能遇到的障礙、發展模式相對研究比較少，特別是針對我國的研究就更少一些，本文將從我國低碳農業發展可能遇到的障礙入手，分析其原因，同時構建我國低碳農業發展模式，最后對發展我國低碳農業提出政策建議。

二、我國發展低碳農業的障礙

（一）傳統的長期的化學農業生產模式的約束

農民現有農業生產方式短時間內很難轉變，產生了路徑依賴，并且，動植物和土地對飼料以及化肥農藥的依賴短時間內也難以轉變，這種模式對農業生態環境造成了巨大破壞。第一，長期使用化肥農藥，會降低土壤肥力，形成土壤板結，導致下次種植時增大化肥農藥用量，造成惡性循環。據統計，我國水稻單產是國際先進水平的85%，小麥和大豆是55%，而玉米和薯類不到50%，但是，化肥施用量為400公斤/公頃，遠超發達國家225公斤/公頃的安全上限，農藥使用量120萬噸/年，農膜使用過億畝，農藥殘留近35萬噸/年，這些都遠超發達國家的使用量。第二，由于農村科技人員匱乏，使得農民缺少系統性的技術指導，并且化肥農藥包裝上的說明又比較粗糙，最終導致化肥農藥的使用不科學，一方面增加了農業投入成本，另一方面又污染了環境。其三，為了確保國家糧食安全，需要快速提高糧食產量，無形中使得化肥農藥的使用量大幅增加，所以，低碳農業的發展阻力很大[14]。

（二）自然資源的制約

低碳農業具有“兩高三低”的特點，是未來農業發展的方向，但它畢竟還屬農業范疇，農業對于自然環境和自然條件的依賴性是很大的，而我國農業發展的自然條件確實比較嚴峻：我國人均耕地、林地和草場面積分別是1.3、2.18和4.95畝，僅分別相當于世界平均水平的40%、25%和52%，水土流失非常嚴重，占國土總面積的1/3，沙化土地也達到174平方公里，占國土總面積的18.2%，并且還有進一步加劇的趨勢；我國森林覆蓋率20.36%，發達國家一般都在30%以上，而且分布比較均衡：日本森林覆蓋率67%、韓國64%、挪威60%、瑞典54%、加拿大44%、美國33%，德國30%、法國27%，就是巴西和印度也分別達到50%～60%和23%。這些自然資源的限制，使得我國發展低碳農業存在先天的不足[15]。

（三）國內低碳農業技術水平不高，創新不足

低碳經濟發展的核心支撐之一是技術創新，低碳農業作為低碳經濟發展的組成部分，也需要不斷的技術創新支持，比如新農機、新的育種技術、新的種植方法以及新能源等，無不需要技術創新，但事實上，我國農業技術水平不高，在農業技術創新方面更是薄弱，給低碳農業推廣帶來很大困難，阻礙了低碳農業的發展，其原因在于農業科技創新投入不足。近年來，財政對農業科技的投資僅占農業GDP的0.25%左右，而且，農業科技人員數量偏少，每萬農村人口中僅有4名農科人員，一定程度上影響了農業科技的推廣。所以，發達國家農業科技進步貢獻率能達到80%以上，而我國僅為52%，發達國家農業科技成果轉化率為60%～80%，而我國僅為其一半；在農產品的優良品種覆蓋率方面，我國農作物達到了95%以上，但水產養殖僅為50%，遠遠低于發達國家80% 的水平，豬和肉羊的良種覆蓋率更低，只有40%左右；我國農產品加工轉化率僅為30%～40%左右，發達國家是我國的1倍，達到80%以上。由于技術的缺乏，使得我國的多數地區都處于傳統農業發展模式，大量依靠化肥農藥等方式提高產量，導致巨大的污染和溫室氣體的排放[10，15]。

（四）農業勞動力素質低下

低碳農業發展的核心是技術創新，而創新需要更多的創新性人才支撐，同時，為低碳農業發展而衍生出的創新型的農產品、農機具等也需要具備一定知識的農業勞動者才能使用，但我國農村勞動力素質普遍偏低：我國農民受教育平均年限只有7.8年，而發達國家農民卻是12年，相差4年左右，其中，小學和初中文化程度占70%以上，高中約占16.8%，直接后果就是我國農業勞動生產率低下，每個農民僅供養4～5人，而美國、德國和以色列分別是170、140和90人，即便是人多地少的日本也達20人，發展中國家的巴西也比我國高，達到10人。另一方面，文化程度低，導致思想觀念落后，不易接受新知識、新觀念，農業生產大部分是根據自己的經驗耕作，并且由于科技資源有限，其接受科技培訓的機會也很少，對一些新品種和新技術的采用，即使在農技人員的指導下也很難完成，所有這些都阻礙了低碳農業的發展。

（五）制度約束

我國在改革開放后實行的家庭聯產承包責任制，曾經極大地促進了我國農業發展，調動了廣大農民生產的積極性，解決了農民的溫飽問題，但是，土地分散，各家自主經營，是典型的小農經濟，能夠看得到的短期利益是農戶優先考慮的目標，同時，大量小規模農戶也難以管理和引導，極大地阻礙了規模化低碳農業的發展。例如，一個或一小部分農戶實行低碳農業生產模式，而周圍農戶仍是化學農業，那么，它的土壤、空氣和水源就會受到周圍化學農業的污染，并且，他們對于保護生態和低碳技術的應用推廣也缺乏動力，難以形成農戶之間統一的低碳行動，不利于向低碳農業生產方式的改變；另外，目前農村土地的流轉制度，對農民進行土地轉讓限制太多，對于土地的規模經營很不利，從另一方面阻礙了低碳農業的發展[12，14]。

三、我國發展低碳農業的可能模式

（一）產供銷一體化模式

這種模式基于碳排放最小化的原則，從農產品生產源頭、銷售直至農業垃圾處理的每一個環節，進行低碳化處理，達到全程低碳化，最終使得整體的碳排放最小化。

在農產品生產源頭，主要通過技術創新，開發綠色生物肥料和新型農藥，依靠低碳化的農業機械，實現農用產品的低碳換代升級，采用新工藝，達到全生產過程低能耗、低污染。例如，通過區域土地監測與治理，針對土地狀況合理調配肥料，提高化肥利用率；采取滴灌技術，可以減少農業灌溉中的水消耗量，提高灌溉效率。

在農產品加工和運輸環節，通過低碳技術的使用，完善碳足跡的認證制度，健全農產品低碳認證體系，采用碳足跡排查方式和碳標簽注冊制度，追蹤進入日常消費領域中農產品的碳足跡，通過這樣一系列制度的實行，督促生產者自覺加大低碳農業投入。

在農業生產、加工和運輸中，不可避免會產生廢棄物，可通過技術改進或者生產方式轉變，使其最小化。例如，秸稈發電、秸稈還田等技術的運用就可以減少直接焚燒秸稈對環境的破壞，最終使農業廢棄物處置合理化和垃圾資源化[10]。

（二） 碳捕獲為目的的固碳農業模式

這種模式通過開發農業生產的碳匯功能，以森林、濕地、草原和海洋等碳匯能力的發揮為手段，發展低碳農業，增加碳匯，實現農業的低碳化發展。

植物可以通過光合作用，把空氣中CO2的濃度降低，并將CO2中的碳元素固定到植物中，使碳元素還原到自然生態系統中，森林生態系統就成為一個巨大的碳儲庫，通過退耕還林和植樹造林，可以恢復和發揮森林的生態功能，所以，為了實現森林的碳匯效應，應該做好森林的規劃和建設，這個建設是一個長期過程，必須因地制宜，充分考慮林木品種上的差異，種植那些碳匯水平高、生態和經濟效益都比較好的品種，同時，通過技術創新，選擇科學的灌溉和種植方法，使單位土地的儲碳能力最大化。另外，通過建設自然保護區生態氧吧，開發生態農業等休閑度假旅游項目，可以在實現經濟和生態效益的基礎上，贏得社會的認同，森林的功用也得以最大限度的發揮。

（三） 和諧共生的立體農業模式

這種模式基于系統論的觀點，將傳統的種植業、林業、養殖業和漁業看作統一的大系統，重建自然食物鏈，使各物種相互發展與制約，最終達到各物種的和諧共生。

這種模式實現的方式有多種，由于地區間的差異性，使得不同地區的生態系統呈現很大的區別。通過動植物種養結合，構建立體種養模式，節地節化肥，形成新的動植物生態圈，例如，把魚鴨養殖和水稻種植相結合可以生產免耕稻，魚鴨為水稻除蟲，減少了農藥與化肥的使用，達到種養殖業生態和經濟效益的雙贏。另外，各地還探索出了藕鱉共生、菱蟹共生、藕鱔共生的農漁結合，養殖羊、鴨、鵝的林牧結合，水網地區的漁牧結合等形式，極大地提高了土地的產出率，對土地也起到了修復和保護的作用[12]。

四、低碳農業發展的政策建議

（一）加大宣傳力度，使低碳農業理念深入人心

農民的低碳意識，是在環境和農業經濟的生產經營方式等綜合因素的相互關系中生成的。農民低碳意識的強弱，直接關系農村低碳環境的優劣和低碳農業的發展是否可持續。所以，要加強低碳農業知識的普及，讓低碳生產和低碳生活成為農民的共識，進而轉變為自覺行動。同時，各級政府要樹立低碳農業的管理理念，以實際行動推動農業生產制度創新，對涉農的節能減排管理實行考核責任制，改變官員的傳統發展理念，最終實現低碳農業發展目標，用綠色GDP 指標代替傳統GDP考核，將綠色GDP 理念深入人心，這樣才能促使農業生產同資源和環境協調發展，實現經濟效益和生態效益同步增長。另外，對于發展低碳農業，還要從經濟上進行激勵，法律上進行規范。對發展低碳農業有重要貢獻的人員進行物質和精神上的獎勵，鼓勵采用低碳農業模式生產，不斷健全法制，規范低碳農業生產，嚴懲無視法律，危害低碳農業生產環境的行為[11，16]。

（二）加強技術創新，構建低碳農業創新體系

低碳農業技術包括新的育種技術、新肥料、新農機、清潔能源和低碳處理廢棄物技術等，一起構成支撐低碳農業發展的技術創新體系，發展低碳農業必須以科技創新為中心，通過自主創新和引進吸收消化等多種途徑，關注世界低碳技術前沿，跟蹤低碳技術發展趨勢，完善我國低碳農業技術創新體系，優先開發使用范圍廣和經濟效益高的低碳農業技術[14]。具體而言，由于低碳農業具有極強的社會公益性，政府應加大對低碳農業創新的投入，抓住國際低碳農業技術轉移的契機，高效引進先進低碳技術，利用后發優勢發展我國的低碳農業。同時，發揮政府的主導作用，充分利用我國廣大農業高校的人力和智力資源，構建一個以效益為中心、市場為導向的農技推廣體系，不斷提高推廣人員素質，通過多種方式，加快低碳農業技術的推廣應用，提升低碳農業成果轉化率，促進我國低碳農業的快速發展[17]。

（三）提高農業生產人員素質

新一代高素質農民是促進我國低碳農業發展的力量源泉，是低碳農業技術的接受和應用主體，應該全方位提高農民的文化素質，加強農村教育事業投入，通過多種途徑和豐富的內容，宣傳低碳農業發展的必要性、緊迫性和可行性，提升農民的低碳意識，這是發展我國低碳農業的基本保障。同時，積極整合和加強農業科研的教學力量，根據農民生產中遇到的問題，深入田間地頭，對他們開展多渠道、多形式以及多層次的低碳實用技術培訓，這是發展我國低碳農業的關鍵[17]。惟有這樣，低碳農業的發展才有根基，低碳農業技術創新才有保障，低碳農業的推廣才有希望，最終才能改變傳統農業生產模式，發展低碳農業。

（四）財政支持

低碳農業涉及能源和資源的節約以及生態環境的改善，具有強烈的外部性和公共性，而且農業天生的弱質性與風險性，再加上低碳農業的高成本性，所以，低碳農業需要更多的投入和更長的效益周期，由此也決定了民間資本和商業金融不愿主動進入該領域，在低碳農業發展初期，財稅政策就具有了不可替代的引導作用。應該創新財政資金支農方式，加大財政支農資金投入，在一些重點領域，例如，農村、農業基礎設施、農業研發和科技推廣、農業生態環境領域等領域加大財政投入力度，每年安排一定規模專項資金用于農業低碳轉型發展，確保資金用于低碳農業基地建設，鼓勵農業科研人員開發新品種和新技術，提高農業的科技含量；另外，為了減少化肥施用量，在保障糧食安全的前提下，可以適當減少氮肥使用的財政補貼與稅收優惠，同時，增加生產和使用有機農產品的財政補貼力度，加大增匯減排技術的開發引進、基礎設施建設以及農戶培訓的資金投入數量；由于發展碳匯產業如水土保持、植樹造林等，可能會減少農民的收入，應給其適當的補貼，提高他們的生產積極性，加強低碳農業發展的后勁，還要鼓勵對農產品進行再循環利用，以有效確保減少溫室氣體排放[12，18]。

（五）金融支持

轉變農業發展方式，發展低碳農業是一項艱巨任務，同時，技術創新也需要大量的投入，所以，金融支持是一項不可或缺的重要支撐。首先應該創新金融機制，鼓勵各種性質資本下鄉，開發適應低碳農業發展的金融產品，特別是銀行等金融機構的積極介入，以全新視角開發綠色信貸產品，支持低碳農業的發展。其次，應該盡快建立政策性農業保險機構，農業災害具有風險大、難以分散且發生頻繁和損失大等特點，決定了多數農業保險產品是準公共產品，因此，必須在政府的支持下，作為政策性保險才可能經營成功，其成功的經營，將對商業保險機構起到引導作用。最后，建立面向低碳農業的碳基金，開始可以由政府牽頭，設立專門支持低碳農業發展的碳基金，資金來源可以通過征收能源保護稅和碳排放稅等，并且，可以降低低碳農業的投資門檻，吸引更多的民間和社會資本來投資低碳農業，通過市場競爭，最終提高農村的低碳生產與消費水平[5]。同時，農村有大量的碳匯項目，應該形成新的利益共享機制，讓農民獲得合理的收入，以利于農業碳匯項目的順利實施。在簽訂碳匯項目后，應該把碳交易獲取利益中的一塊直接分配給農民，讓農民增效增收，讓他們切實感受到碳匯項目帶來的利益，增強廣大農民參加低碳農業的積極性和主動性[19]。

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