氣候智慧型農業在我國的實踐探索*

王一杰，管大海，王全輝，李成玉，劉 灝，辛 嶺，胡志全※

(1.中國農業科學院農業經濟與發展研究所，北京 100081； 2.農業農村部農業生態與資源保護總站，北京 100125)

0 引言

農業始終是世界各國高度重視的戰略產業，關乎國計民生和社會穩定。農業發展具有糧食安全、經濟、社會和生態等多種功能性，對于有著14億的人口大國來說，穩定農業生產才能把飯碗牢牢端在自己手里。當前，我國農業發展面臨著氣候變暖，化肥農藥等過度投入，農業環境污染嚴重，勞動生產力低等多方面的挑戰[1-3]； 為積極應對這些挑戰，吸收借鑒國際的先進經驗，在全球環境基金贈款幫助下，農業農村部和世界銀行共同組織實施的氣候智慧型農業試點——氣候智慧型主要糧食作物生產項目。

1 氣候智慧型農業的概念和內涵

1.1 氣候智慧型農業的概念

聯合國糧食及農業組織把“氣候智慧型農業”的定義為：能在持續提高農業生產力，增強農業對自然災害及氣候變化抵抗能力的同時，能更好地適應氣候變化、減緩農業溫室氣體排放，能夠增強糧食安全和農業發展的農業生產方式和發展模式[4-6](圖1)。世界銀行則將氣候智慧型農業定義為建立面對氣候變化，能滿足不斷增長的需求，并保持盈利和可持續發展的食物系統[7]。

圖1 氣候智慧型農業示意圖數據來源：農業生態與資源保護總站

1.2 氣候智慧型農業的內涵

國內專家學者對氣候智慧型農業內涵進行了深入挖掘和解讀，陳阜[8]認為氣候智慧型農業理念既強調緩減和適應新的氣候變化實際，又可通過創新生產方式來保障國家糧食安全和經濟增長，而且氣候智慧型農業概念的范圍非常廣闊，涉及土地利用、畜牧養殖業和種植業等多個方面。王全輝、管大海等指出氣候智慧型農業的發展要根據實際情況，要增強和適應新的氣候變化實際，持續提高農業生產效率、減少溫室氣體排放，來實現國家糧食生產和安全的農業生產模式[7，9]。氣候智慧型農業也是對低碳農業、綠色農業、有機農業、循環農業等現代農業發展理念的融合和升級，是高效、減排農業技術的集合[10]，它更強調減排性、適應性和高效率，是人類圍繞全球氣候變化提出的新型農業發展模式，是更高層面的農業發展形態[11]。氣候智慧型農業還是發展生態農業的重要舉措，是保護生態系統，合理利用自然資源，促進區域和部分協調，幫助弱勢群體，應對氣候變化的計劃[12]。 張衛建[13]認為氣候智慧型農業確保農業增產增收的基礎上，通過農業系統技術、模式等方面的綜合創新，提高應對氣候變化能力，減少農業用品投入和溫室氣體排放，增加農田碳儲量。

綜合國內學者的觀點可以把氣候智慧型農業的內涵歸納為，高層次、高標準、科學應對氣候變化，能保障糧食生產，提升農田生態系統功能的農業發展形態和模式，是指導農業系統改革和調整的重要參考，對保障糧食安全，有效支持農業可持續發展和因地制宜調整農業結構具有重要意義。

2 氣候智慧型農業在國外發展借鑒

在聯合國糧農組織、世界銀行和全球環境基金等國際組織及部分國家政府的共同推動下，氣候智慧型農業在近些年里得到了快速的發展，全球的多個國家圍繞各自農業發展的實際開展了有益探索，取得了豐富的成果和寶貴經驗。

美洲方面，美國早在2014年就發起氣候智慧型農業全球聯盟，來推廣氣候智慧型農業技術，以持續提高糧食產量，增強農業應對氣候變化的適應性與彈性，減少溫室氣體排放[14]。 美國還建立了包括大學、州政府和企業等在內的合作與科研平臺，為氣候智慧型農業技術革新提供支撐； 協助農民采用高效的水灌溉系統來節約用水和能源，減少溫室氣體排放； 開展健康土壤項目，增加有機物質植物和土壤生物[15]。 加拿大根據地形使用人工系統來提高水的使用效率和防止土壤侵蝕，通過改變耕作制度，使用不同的作物品種等措施來適應新的氣候變化； 通過執行農用地造林制度，充分發揮森林系統吸納溫室氣體的作用[10]。 美國、加拿大等國還在氣候智慧型農業發展中采用輪耕、休耕和推廣秸稈還田等措施來增強土壤固碳能力，提高應對氣候變化的彈性[16]。

歐洲農業發達，農業結構更加合理。在實施氣候智慧型農業的過程中，注重發揮農業的生態服務功能，通過改善農業基礎設施，提高生產者適應氣候變化的能力，以達到農業適應氣候變化與減排的政策目標[10]。 歐洲各國注重整合高新技術應用到具體實踐中[17]， 例如，法國利用農業模型、遙感技術與網絡技術等前沿技術的結合，精細化管理農業生產； 荷蘭將水培作物的副產品轉化為有機肥料施于農田替代化學肥料等。瑞士實施能源交易政策，鼓勵農民將農業副產品運輸到能源工廠生產燃氣換取化肥； 挪威把枯枝和秸稈轉化為生物碳用作土壤肥料施用，既增加土壤碳儲量，也減少溫室氣體排放[10]。

拉丁美洲在氣候智慧型農業的實踐中重點發展農林復合生態系統和降低畜牧業溫室氣體排放[7]。 巴西南部地區推行熱帶雨林種植可可、咖啡等耐陰性經濟作物，在保護雨林結構前提下，生產出較高經濟價值的產品，改善農民收入[18]；通過向畜牧業主提供低息貸款用于改善養殖條件，來提高畜牧業生產效率，降低畜牧業發展過程中溫室氣體排放[19]。 阿根廷、智利、薩爾萬多等國廣泛采用林牧復合生態模式發展農畜牧業生產，減少森林砍伐和水土流失，在保障糧食、木材、畜產品等同時較好維持土壤肥力，增加土壤和森林固碳，提高生物多樣性，增強農業系統彈性，減少溫室氣體排放，改善農民的收益[7,20,21]。

亞洲實行氣候智慧型農業的主要目標是要降低溫室氣體排放和提高農業生產效率[7]。 日本的農業生產效率高，但土地資源的限制大，故格外注重保護耕地質量，其采用休耕的方式較好的改善了農田生態環境，增加了物種多樣性[22]。 印度和孟加拉國等水稻主產國通過選擇低碳品種、水稻直播、施用CH4抑制劑等關鍵技術的集成應用，且通過施用有機肥和秸稈還田等措施在保證水稻產量下成功減少了稻田溫室氣體的排放[23-26]； 還采用微灌技術、間歇灌溉技術和免耕或少耕的資源保護技術來減輕氣候變化對農業的影響[27]。 越南采用種植咖啡和茶葉替代玉米，來改善土壤質量和減少水土流失，提升了作物的經濟效益[14]。 在緬甸，采用糧食作物與豆類間作種植，利用豆類秸稈作為生活用燃料，以減少森林砍伐，增加森林固碳量[20]。

非洲國家獲得聯合國糧農組織和歐盟委員會等多個國際組織的幫助在馬拉維、贊比亞、尼日爾等國發展氣候智慧型農業的項目，直接惠及大量農牧民[7]。 國際水稻研究所為岡比亞、馬里、塞內加爾、布基納法索、加納和幾內亞等國提供了28種氣候適應性強，又耐鹽堿和鐵性的高產水稻品種[28]。 非洲氣候智慧型農業聯盟致力于幫助撒哈拉以南非洲國家農戶實行氣候智慧型農業，主要目標是提高農業生產效率，提高糧食產量，增強應對氣候變化的能力[7]。 津巴布韋通過采用抗旱的玉米、小米和鷹嘴豆品種，施用有機肥，適時播種等手段發展氣候智慧型農業，使該3種作物的產量比過去幾乎增加了1倍[29]。 坦桑尼亞農戶通過改種有機認證咖啡，間接種植經濟作物香草，在灌溉水渠中養魚等多種形式改造傳統咖啡園，實現了農戶的經濟收益和提升農田抵御干旱氣候能力的雙贏[14]。 肯尼亞和埃塞俄比亞等國，采用輪牧減少單位面積放牧數量和種植高產、抗旱、深根系的牧草等方法來保護草地資源，降低溫室氣體排放； 肯尼亞還推行了家禽—水產養殖復合系統[30]。 加納設立國家氣候智慧型農業行動計劃(2016—2020)以開發具有氣候適應力的農業和糧食系統，化廣泛的國家目標為具體的行動方案，以吸引各類公私組織機構的參與。在布基納法索，國家建立的負責農業和糧食安全的國家科學政策對話平臺已將氣候變化納入國家農村計劃中。塞內加爾也通過加速農業發展計劃和新興塞內加爾計劃兩個類似的國家戰略，將應對氣候變化納入重要考慮范圍內[31]。

3 氣候智慧型農業在中國的實踐探索

3.1 氣候智慧型主要糧食作物生產項目

氣候智慧型主要糧食作物生產項目總投資超3 000萬美元，其中由全球環境基金會(GEF)出資510萬美元，項目承接方按1： 5配套，實施期為5年。項目由中國農業農村部和世界銀行組織實施，將圍繞水稻、小麥、玉米三大主要糧食作物生產系統，在糧食主產區安徽和河南兩省建立起示范區，開展糧食作物生產減排增碳的關鍵技術集成與示范，配套政策的創新與應用，公眾知識的拓展與提升等活動； 建立氣候智慧型主要糧食作物的生產體系，提高農業生產效率，減少糧食作物系統碳的排放，增強主要糧食作物生產適應氣候變化的能力，推動我國農業生產的節能減排，更好應對氣候變化和實現可持續性發展。

圖2 2006—2016年安徽、河南糧食總產量及占主產區和全國糧食產量比重數據來源：中國農業統計年鑒(下同)

3.2 氣候智慧型農業試點區域選擇的代表性

3.2.1 糧食生產大省的代表性

我國糧食主產區貢獻了全國約75%的糧食產量和80%左右的商品糧，其糧食生產狀況直接影響著我國的糧食整體產能，在國家糧食安全中起到至關重要的作用[3， 13， 32， 33]。

河南、安徽兩省是我國糧食主產區中重要省份，該兩省的糧食總產量從2006年的7 870.7萬t增長到了2016年的9 364.0萬t，年糧食產量始終維持在糧食主產區20%和全國糧食產量的15%以上，保持了較高的穩定性(圖2)。從糧食單產的角度看，河南省一直處于全國和糧食主產區的領先地位， 11年間由5 385.30kg/hm2增長到5 781.1kg/hm2，增長高達7.3%， 2015年河南省單產達5 909.2kg/hm2，為歷年的最高水平。安徽省的糧食單產由2006年的4 405.5kg/hm2增長到2016年的5 143.2kg/hm2，處于糧食主產區糧食單產的中間位置，略低于全國和糧食主產區平均(圖3)。從糧食生產的整體情況來看，河南、安徽兩省在全國具有較好的代表性。

圖3 2006—2016年安徽、河南、主產區平均和全國糧食單產情況

圖4 2007—2016年安徽、河南化肥施用量及占主產區和全國化肥施用量比重數據來源：中國農業統計年鑒(下同)

圖5 2007—2016年安徽、河南農藥施用量及占主產區和全國農藥施用量比重

3.2.2 糧食種植模式的高度代表性

稻麥兩熟種植制度在東亞和南亞的亞熱帶—暖溫帶地區有著廣泛的分布，其中以中國的面積最大[34]。我國稻麥兩熟種植面積大約為1000萬hm2[35]，特別在長江中下游地區占有更大的比重，隨著農村勞動力的轉移和種植業結構的變化，稻麥兩熟的面積還在擴大，其可持續生產對保證地區乃至全國的糧食安全至關重要[36， 37]，安徽省作為糧食主產區中的典型省份，對稻麥兩熟種植制度有著較好的傳承和發展。小麥—玉米兩熟耕種制度是華北平原最主要的農作制度[38]， 河南省作為全國最主要的小麥—玉米輪作種植區具有較好的代表性[39]， 其小麥、玉米種植面積和總產的占比高達全國的1/4[33， 40]和1/10[41]。 顯然，選擇糧食主產區中的兩個典型省份進行3種最主要糧食作物開展氣候智慧型農業試點，對全國具有較好的代表性和示范性。

3.2.3 兩省農業生產面臨的生態環境壓力加大

安徽、河南兩省在糧食產量上不斷增加的同時，農業投入品過高和環境污染的問題也逐漸凸顯出來。在過去10年間，該兩省的化肥投入量從874.7萬t增長到了1 042萬t，占糧食主產區化肥投入量的比重由24.9%增長到了26.2%，占全國化肥投入的比重由16.9%增長到了17.4%。兩省的農藥施用總量由21.7萬t增長到了23.3萬t，占糧食主產區農藥投入量的比重由19.0%增長到了20.2%，占全國農藥投入的比重略增后回落到13.4%(圖4)。

2016年，安徽省農用化肥施用折純量為327.0萬t，農作物播種面積施肥強度(折純)達367.7kg/hm2，與全國359.1kg/hm2高約2.4%； 河南省農用化肥施用折純量為715.0萬t，農作物播種面積施肥強度(折純)達494.1 kg/hm2，高于全國37.6%，兩省施用化肥量均超出了國際公認的化肥施用生態安全上限[42， 43]。安徽省農藥施用折純量10.6萬t，播種面積施藥強度(折純)達11.9kg/hm2，高于全國施藥強度10.4kg/hm2約14.4%； 河南省農藥施用折純量12.7萬t，播種面積施藥強度(折純)達8.78kg/hm2； 兩省的施藥強度均超過國際標準(圖5)。同時，兩省農業柴油和農業薄膜等其他農資方面也有較大的投入。從數據上來看，兩省糧食的高產出是建立在高投入基礎之上的，這造成了較大的生態環境壓力，不利于農業的可持續發展。

3.3 氣候智慧型糧食作物生產項目開展情況

3.3.1 利用GEF贈款實施的技術示范應用情況

一是化肥減量施用技術的示范應用。針對項目區內糧食作物種植中化肥投入量過高，選用單一種類化肥，化肥利用率偏低等問題，項目辦組織實施千畝以上的小麥、水稻和玉米測土配方施肥，大幅提高了化肥使用效率，減輕了對環境的負面效應。

二是秸稈還田與固碳技術的示范應用。針對秸稈焚燒帶來的資源浪費和環境污染問題，推廣實施機械化秸稈還田與固碳技術的示范應用，通過使用秸稈粉碎機、聯合收割機等農業機械將秸稈粉碎后旋耕還田，不僅減輕了環境資源壓力，還增加了土壤的有機質和含碳量，較好改善了土壤的結構。

三是平整土地和優化灌溉技術的示范應用等。針對部分土地零散、凹凸不平等現象和農田水利設施配套不健全等難題，項目組協調使用推土機、整地機和激光平地儀等大型農業機械開展土地平整作業，極大方便了耕作、播種、施肥、打藥及收獲等作業，在滿足灌溉、排水和防風要求下，提高了灌溉效率，節省了灌溉用水，更好的保持了水土資源。

3.3.2 地方政府開展的相關配套情況

試點開展以來，項目縣認真落實相關配套安排，不斷加強資金支持，努力改善農業生產條件，對保障試點項目的順利實施，促進農業增效、農民增收和農村經濟發展等方面起到有力支撐作用。

一是統籌及時和足額發放農業補貼。既包括用于小麥、水稻、玉米等農作物秸稈綜合利用與粉碎還田作業的專項補貼，也有農機購置補貼等農業支持保護補貼，增加了農民收入，提高農民的種糧積極性。

二是提升節水灌溉系統。引進和改善灌溉設備和系統，節省用水量，配合土地的平整，極大的提升了灌溉效率。

三是改造建設高標準農田和綠色高產高效創建項目。兩縣投入大量資金進行高標準農田建設，積極開展綠色高產高效創建項目，極大改善了農業生產條件和農田抗災減災能力，提高了農業生產效率。

四是開展“一噴三防”和農藥減量試驗示范等。項目區劃撥專項經費，采用無人機、自走式寬幅噴藥機等先進植保機械對病蟲害進行統防統治，開展對小麥、水稻等作物的農藥減量試驗示范，增加防治效果，減輕農民勞動強度。

此外，項目辦還牽頭開展了小麥—水稻技術與新模式篩選示范，小麥玉米新技術與新模式篩選示范，探索稻鴨共生示范基地，開展多次技術培訓與服務，組織多批次專家團隊指導檢查評估，配備電力變壓器等多項活動或措施來保障項目實施。

4 氣候智慧型農業試點在我國實踐中面臨的挑戰

4.1 試點項目內容多周期長，部分操作難度較高

氣候智慧型主要糧食作物生產項目涉及開展作物生產減排增碳的關鍵技術集成與示范，配套政策的創新與應用，公眾知識的拓展與提升等活動，項目內容多，要求相對寬泛，解釋范圍較大，部分內容的衡量指標和技術標準不夠具體。項目中的測土配方施肥、機械高效施肥、土地優化平整、農藥“一噴三防”等內容與農村地區地塊較為零散，家庭單位化生產，農業勞動力素質偏低和農民不足夠重視農業收入等基層現實情況的適應性不夠。試點項目實施周期長達5年，實施中有規劃、評估、調整、驗收等多個流程，參與農戶達到幾千戶，村民萬余人。項目的任務重、流程多、人員廣等在一定程度上加大了項目的實施難度。

4.2 試點項目的參與主體多，管理協調難度較大

氣候智慧型農業項目實施過程中涉及環球基金、世界銀行、農業農村部、財政部、多級項目辦以及各分包、咨詢專家等領導或參與主體，在具體的項目實施過程中還需要鄉鎮政府、村“兩委”、農業企業和農戶們等共同參與配合。項目的參與主體多，涉及部門組織廣，管理協調難度大，運行的效率會在層級傳遞的過程中有一定程度的降低，使調動配套資源的合作效率相對下降。組織管理的高難度不利于其在發揮農業生產的示范引領作用，不利于充分發揮其經濟社會影響力。

4.3 農民參與度偏低，對新理念接受程度較低

在我國城鎮化背景下，大量農村青壯年人口外流，改變了農村人口結構，使得我國女性村民占農村勞動力的60%以上，老年人和婦女成為農業生產的主力軍，這些群體對農業新理念和新技術的關注度較低，對項目的理解和接受程度有一定的滯后性。加之，家庭經營收入占農戶總收入的比重不斷降低，農民對種地收益的期望值不斷下降，而實施項目對農戶的直接經濟收益的促進有限，所以無論是開展課堂培訓還是田間指導，充分調動參與農戶積極性的難度都較大。

5 氣候智慧型農業更好在我國實踐的政策建議

5.1 氣候智慧型農業要在鄉村振興戰略的引領下，與國家相關農業項目融合發展

實施鄉村振興戰略是順應全國億萬農民的新期盼和滿足農業農村發展新需求的重大部署，是“三農”工作的總抓手。在鄉村振興戰略的引領下，全國各地將圍繞著綠色、可持續、生態文明的農業發展理念實施大量先進的農業項目，例如，種養結合循環農業示范工程，秸稈綜合利用項目，化肥、農藥減量行動和面源污染治理，耕地輪作休耕制度試點等工程。這些工程項目既符合我國新時代農業發展的理念，又與氣候智慧型農業理念有著異曲同工之處，是我國先進農業發展理念與世界先進農業理念接軌的代表，對氣候智慧型農業的開展也是重要契機。氣候智慧型農業項目是先進和復雜的農業工程，如能借助實施鄉村振興戰略的東風，深度融入到全國鄉村振興戰略中，將極大促進多層級大范圍的資源整合，對滿足項目的配套，保證充足資金，調動人員積極性，保障項目方案順利實施和實現項目經濟社會效果最大化具有重要意義。

5.2 氣候智慧型農業項目要堅持以農民為中心的理念

氣候智慧型農業強調增加農業生產，促進農民收入，積極為減少貧困做貢獻，體現了國際項目對弱勢群體一貫的扶持態度。我國的農業發展也注重農民增收和改善農民生活，在當前農民增收面臨著因知識技能缺乏、農產品價格低、生產方式落后等制約的形勢下，只有遵循以農民為中心的發展思想，尊重農民的意愿、維護農民的利益、發揮農民的主體作用，才能夠真正激發農民參與項目的積極性，調動農民的合作熱情。

氣候智慧型農業項目實施中，涉及到農戶補貼方面的資金要及時足額發放給農戶，要盡可能的壓縮農戶配合項目開展的開支，最大程度上保障農戶的經濟利益。要有針對性的開展農民培訓，給真正有需要的農民提供技術指導，培訓內容要有針對性，不拘泥于形式力求實效。要注重擴大項目受益群體覆蓋面和影響力，特別要照顧農民中的弱勢群體，給予切實幫助。

5.3 氣候智慧型農業開展中要積極構建科學高效的合作機制

氣候智慧型主要糧食作物生產項目的實施過程，涉及到環球基金、世界銀行、農業農村部、合作社和農戶等眾多的參與部門和主體。項目實施協調難度大，部門間權利和目標的差異，溝通信息的不對稱等問題都會降低項目實施效率。如果在尊重國際合作社基本原則下靈活地對接各地的豐富實踐，建立起密切的合作團隊，不同層面的參與主體共同組成工作組，協同開展工作。那么，對于提高管理效率，優化資金使用，強化監測評價等都有推動作用； 能更加科學促進項目開展，有利于動態調整，能夠增加項目調整的靈活性和操作性，進而提高工作效率，降低成本費用，提升項目實施水準，使各主體能夠獲得更多的收益，實現多方共贏。

5.4 氣候智慧型農業既要借鑒好的國際經驗，也要充分尊重我國農業發展實際

氣候智慧型農業在全球多個國家的豐富實踐，為我國氣候智慧型農業發展提供了寶貴的經驗，比如政策支持體系的建立，新品種的研發，新的耕種模式創新等等對我國都有較好的借鑒作用。要選擇性借鑒吸收好的國際先進經驗，也要清楚不同國家農業條件的差異，充分認清我國農業發展的特殊性和復雜性。

我國地域廣闊，地形、氣候、海拔差距極大，發展農業生產的自然特征相差大，各地區的經濟條件、交通區位條件、農業科技水平，農業生產水平也都存在差異，農業生產多樣化特征十分明顯。要始終尊重我國是人口大國和糧食需求大國的最大實際，在氣候智慧型農業發展中在國際總的目標原則指導下，根據不同的地區特點采取不同的方案開展實踐活動，為我國農業發展滿足國家糧食安全需求，適應氣候變化，減少環境污染和生態文明發展做出貢獻。

氣候智慧型主要糧食作物生產項目作為氣候智慧型農業試點在我國開展實踐探索，既借鑒國際先進經驗也充分結合我國農業發展實際，在兩個項目區內取得了積極的進展和成效。目前，國家項目辦已經組織專家團隊對項目應該進行了中期調整，項目將進入新的發展階段，氣候智慧型農業試點必將在我國取得更大成果，為氣候智慧型農業在我國更廣泛的示范推廣提供范例。我們要更重視項目管理模式和經驗的總結，并不斷加大對后續項目人員、資金和管理等方面的支持力度[44]，為推動氣候智慧型農業發展和我國農業的可持續發展做更大探索，為實現鄉村振興貢獻力量。