“雙碳”目標下農業資源利用方向專業學位碩士課程體系優化與建設

賈漢忠，劉富豪，田霄鴻，祝可成

（西北農林科技大學，陜西 楊凌 712100）

氣候變化是威脅人類生存與發展的重大環境問題，聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第六次評估報告指出，全球氣候異常已經引起了極端高溫、暴雨和干旱等災難的頻繁發生，人類必須在未來幾十年內大幅減少CO2和其他溫室氣體的排放，否則本世紀將超過氣候不可逆轉的臨界點-1.5 ℃和2 ℃。為了共同應對氣候變化挑戰，減緩全球變暖趨勢，世界各國共同簽署氣候變化協定《巴黎協定》，為2020 年后全球應對氣候變化行動作出安排，減排溫室氣體，我國是首批簽署的締約方之一。在此基礎上，2020 年9 月，國家主席習近平在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上發表重要講話：中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030 年前達到峰值，努力爭取2060 年前實現碳中和。2021 年3 月，習近平總書記主持召開中央財經委員會第九次會議特別強調，實現碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革，要把碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局，拿出抓鐵有痕的勁頭，如期實現2030 年前碳達峰、2060 年前碳中和的目標[1]。為深入貫徹落實“雙碳”戰略，2021年7 月，教育部印發了《高等學校碳中和科技創新行動計劃》，指出高等院校應肩負起培養碳中和人才及碳中和科技創新的重要使命，明確培養具有低碳意識和全面掌握氣候變化理論以及與碳中和知識結構相關的專業技術人才。2021 年9 月，《中共中央 國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》中提出，開展耕地質量提升行動，提升生態農業碳匯，并把綠色低碳發展納入國民教育體系，建設碳達峰碳中和人才培養體系。

農業領域是受全球氣候變化影響最直接的領域，同時也是溫室氣體的重要排放源，聯合國糧食及農業組織的統計數據顯示，農業用地釋放出的溫室氣體超過全球人為溫室氣體排放總量的20%～30%，相當于每年產生150 億t 的CO2。農業還是潛在的溫室氣體吸收匯，特別是在土壤固碳方面具有較大的潛力，是實現“雙碳”目標的重要領域之一。因此，農業生產過程的高效減排和農業資源的合理利用是實現碳中和的關鍵環節和重要舉措，探索農業生產過程中減排增匯的有效途徑和方法可為實現國家“雙碳”目標作出積極貢獻。

“雙碳”目標的實現迫切需要將新興農業現代化技術、減排固碳方案、廢棄物綜合利用、碳監測與碳評估、碳核算與碳政策等理念及技術與方法進行良好的結合，凝練出“雙碳”目標下相關專業人才的培養方案及對其素質與能力的全新要求，探索“雙碳”戰略的實施與傳統農業資源利用領域專業的融合機制和路徑，對農業資源利用類人才培養模式進行深入改革，為國家和社會培養具有低碳意識、掌握碳中和知識、適應國家“雙碳”目標需求的專業型高端人才，為我國實現“雙碳”目標貢獻力量[2]。

一 “雙碳”目標下資源利用類專碩開展相關教育的現狀

由于人類對氣候變化的認知與重視度滯后于其他環境問題，如水污染、大氣污染、固體廢棄物與土壤污染等，全球氣候變化和促進“雙碳”戰略實施至今尚未形成獨立的學科方向和系統的教學課程體系。特別是在農業資源利用領域研究生的培養環節中，還未有系統的模式進行“雙碳”背景相關的專業內容教育，更是缺乏成熟的“雙碳”相關課程，因此，在該方向的培養過程中提升學生的碳中和相關知識與能力迫在眉睫。

資源利用與植物保護農業專業學位碩士是與土壤肥料、植物保護、農業生態環境治理等領域相關聯的專業學位。該學位培養包括兩大方向，分別是資源利用和植物保護。其中，資源利用方向主要關注于土壤、水分、養分、氣候、生物和農業廢棄物等農業資源的優化配置和持續安全利用，聚焦于農業資源高效利用、養分資源管理與施肥技術、農業環境污染與修復、農業廢棄物資源綜合利用及農業資源信息系統等方面的知識和技能[3]。早在2002 年黨的十六大報告中就明確提出，發展“優質、高產、高效、生態、安全”的現代農業是構建我國可持續農業與農業安全的戰略決策需要。而農業環境污染控制、資源合理利用、綠色植物保護成為實現這一目標的重要舉措，也是在農業生產實踐中密不可分的重要環節，同時這些內容均或多或少與“雙碳”目標的實現相關聯。然而，在當前的研究生培養體系中，課程體系建設過程中對氣候變化問題的重視與融入度遠滯后于減肥減藥等傳統農業資源利用措施及其他環境保護問題。因此，在新的全球社會經濟發展形勢下，要以“雙碳”目標為契機，立足新發展階段，貫徹新發展理念，對現有培養模式和課程體系進行優化，將綠色低碳理念融入到資源利用方向人才培養過程中。

二 “雙碳”理論內涵在農業資源利用類課程體系中的融入與建設

盡管“雙碳”目標與資源利用有著密切的關系，但在目前的教學體系中有關氣候變化和碳中和理論與技術并未作為系統的知識去講授，也缺乏完整的教學體系，這便造成了“雙碳”相關課程知識在該方向教育的缺位現狀。在國家實現“雙碳”目標的需求下，系統建設與發展農業碳中和相關課程體系并將其納入到現有的教學質量標準中是亟待解決的問題[4]。就農業資源利用類專業碩士學位研究生的課程體系而言，需要以碳中和為主要課程建設理念，并涉及農業“雙碳”課程建設、“碳減排”教學實踐案例和平臺挖掘等層面，構建出農業資源利用類教學課程體系（圖1）。

圖1 農業碳中和知識體系的構建思路

（一）傳統專業課程生態文明建設要素融入

在資源利用方向專業學位碩士培養過程中，有關全球氣候變化與碳中和的內容缺乏系統的教育體系，甚至尚未形成一門完整的課程；但碳中和背景與現有的專業課程有著緊密的關聯性，特別是農業生態學、土壤退化與修復、農化產品高效利用與管理、農業面源污染與生態治理和土地資源利用保護與恢復等課程涉及農業溫室效應、碳足跡、碳氮循環機制和土壤固碳原理等全球氣候變化和碳減排的相關內容。這使得將氣候變化理念與低碳技術有機融合在農業資源利用類專業課程體系中具有較大的可實施性。基于此，首先需要明確與碳中和背景體系相關聯的專業課程，進一步確定碳中和知識體系中的原理、技術、評估方法，以及管理政策分別應融合到哪門專業課程中，增加的具體內容是什么，與原來的課程內容如何銜接等問題，以此構建全面的碳中和融入元素和內容。在此基礎上，進行課程體系的設計與優化，具體可體現如下層面的內容。

1）篩選和編輯與全球氣候變化、碳減排相關的科普紀錄片和影視片，從知識背景、視覺、思辯的多維角度提高學生的綠色低碳和可持續發展意識。結合習近平生態文明思想、“綠水青山就是金山銀山”理念、山水林田湖草沙冰綜合治理等內容，引導學生認識全球氣候變化和我國“雙碳”目標的相互關系，使學生意識到“雙碳”目標是以習近平同志為核心的黨中央統籌國內國際兩個大局做出的重大戰略決策。

2）通過研讀國內外相關文獻與書籍，了解國內外有關碳達峰、碳中和相關協議、政策和法律，獲取氣候變化、溫室氣體減排等環境科普知識，將綠色低碳發展理念和方法融入到課堂教學體系中，以此為基礎，提升學生對“雙碳”背景的認識，拓寬可持續發展思維，提升學生開展綠色低碳工作的能力。使學生意識到“雙碳”目標是著力解決資源環境約束突出問題、實現中華民族永續發展的必然選擇。

3）圍繞“雙碳”目標與國際形勢設計課堂討論和辯論，重點認識“雙碳”目標對我國乃至全球經濟、社會、地緣政治發展的影響，以及我們應對的策略。并結合“雙碳”目標提出的戰略背景和意義，使學生意識到在人類歷史發展過程中自身所肩負的使命與責任，以及我國所需要彰顯的大國責任與擔當，明確“雙碳”目標的實現是推動構建人類命運共同體的莊嚴承諾。

（二）“雙碳”目標下課程體系的構建

“碳中和”概念雖然簡單易懂，但與碳中和相關的理論、技術與政策卻比較龐雜，想要清晰認識與農業資源利用相關的“雙碳”目標體系，需要全面系統地構建農業碳中和相關前沿進展類課程及教學內容。然而，農業資源利用類專業如若把所有碳中和相關技術都囊括進來并不現實，那么農業資源利用類專業應該包括碳中和技術中的哪些內容？有效地解決這些問題，需要明確碳中和知識體系的內涵與外延，科學地界定農業碳中和知識的結構與內在邏輯關系，從而明確農業碳中和的核心內容。

1 知識體系的內涵與外延

想要認識農業碳中和的內涵和外延，首先需梳理在農業生產過程中的碳足跡，這涉及到農業碳排放、農業碳匯過程、農業廢棄物的處置等層面問題[5]。

首先，我們需要認識農業生產過程中溫室氣體的排放源及相應的減排技術。從20 世紀80 年代發現稻田CH4排放開始，逐漸認識到農業生產過程中N2O 的排放和反芻動物CH4排放，到20 世紀90 年代，越來越多的科研工作關注于畜禽排泄物貯存和處理過程溫室氣體排放。隨后，開始探討秸稈還田、有機肥替代化肥、減少化肥施用量和添加生物炭等方式對碳排放的影響[6]。當前的研究熱點是農田生態系統對大氣CO2濃度升高的響應。

其次，土壤有機碳在全球碳平衡中扮演重要角色，其根本來源是植物光合作用固定的大氣CO2，提高土壤有機碳含量也就意味著固定的大氣中增加的CO2。由此，土壤碳封存是恢復土壤健康的關鍵戰略，也在減緩氣候變化方面發揮著重要作用。農田土壤固碳是《京都議定書》認可的固碳減排途徑之一，被認為擁有巨大的固碳潛力[7]。土壤固碳過程與土壤的形成有著密切的關系，土壤有機碳是一個“輸入—分解”的動態過程，土壤碳的儲存能力在一定程度上是固定的，主要受自然和人為兩方面的驅動。由此看來，有關農業固碳的內容主要涉及土壤有機碳含量的提升過程及其影響因素。

此外，中國政府提交的《強化應對氣候變化行動——中國國家自主貢獻》明確提出：推進農業低碳發展還需推動秸稈綜合利用、農林廢棄物資源化利用和畜禽糞便的綜合利用[8]。基于以上分析不難看出，農業碳中和的核心內容為農業碳減排和碳匯的有機結合（圖2）。以便構建出農業碳中和的完整知識體系。

圖2 農業碳中和知識結構及邏輯關系

2 農業碳中和涉及的核心內容

基于農業碳中和的知識體系及其邏輯關系，結合資源利用方向專業學位碩士的培養目標，形成從種植業養殖業減排、土壤固碳理論與技術、農業廢棄物資源化技術、農業碳中和潛力與途徑及農業固碳減排綜合效益的碳中和等核心內容。構建專題課程體系，在內容上突出科學性、先進性、前沿性和實用性，反映該學科的最新成果、發展動態和社會需求。具體的內容和知識點包括以下幾方面。

1）農田固碳理論與技術。本專題方向涉及的主要內容包括農田土壤有機和無機碳庫時空變化及碳匯功能；農田土壤有機碳與外源有機碳轉化、擴容增匯機制與途徑，以及固碳潛力綜合評價；農田土壤有機和無機碳庫對土地利用方式及管理措施的響應；農田土壤立體化綜合固碳管理方法與技術。

2）農業減排理論與技術。主要包括種養殖業、種養殖業碳排放及減排技術；耕作和管理方法對農田溫室氣體排放的影響和機制；低碳種養殖模式的優化及其固碳減排潛力；農業生物質資源循環高效利用與固碳減排；養殖業物能流動和碳足跡綜合評價。

3）農業碳中和監測體系與評估。主要包括“雙碳”大背景下農業生態系統監測網絡和監測體系構建；農業農村碳排放管理部門、生產主體、碳交易主體的核算方法體系與監督技術規范制定；碳排放第三方監測監督、計算、核證和評估；碳排放、碳足跡、碳交易和碳吸收等智能監測指揮平臺建設；綠色低碳循環發展模式與低碳技術評估體系發展。

4）農業碳中和政策。本專題的內容主要包括碳達峰碳中和政策體系、行動方案和路徑規劃；農業碳排放權交易市場制度、交易體系、監管體系、標準體系和科技創新服務平臺建設；農業碳配額分配機制與碳考核制度制定；低碳產品認證、碳中和模式認證方法內容。

（三）農業領域“雙碳”戰略實踐措施與平臺挖掘

案例教學是增強專業學位研究生實踐能力的重要途徑[9]?；谵r業碳中和相關教學內容和知識點，結合教學團隊小組成員科研方向和課題，挖掘和整理基于秸稈還田、施加有機肥、添加生物炭等提升土壤質量的科研內容挖掘“土壤固碳原理與方法”案例；基于種植業和養殖業生產過程中碳氮循環過程的研究內容挖掘“種植業養殖業減排”案例；基于秸稈還田和畜禽糞便好氧堆肥技術的研發挖掘“農業廢棄物資源化技術”案例；基于退耕還林過程中碳循環演變過程研究挖掘“生態恢復碳循環”案例；基于農業生產過程全生命周期分析法的研究實例挖掘“農業固碳減排綜合效益”案例。形成同時保證案例內容的新穎性、科研項目的引領性與研究方向的相關性。

農業生產基地和企業既是碳排放主體，又是實現碳中和愿景、發展碳中和技術的主體，是助力我國低碳轉型的中堅力量。以培養掌握碳中和能力與技術的高端實用人才為目標，通過挖掘“雙碳”目標下產學研用創新教學實踐資源與平臺，培養學生在企業和科研機構進行的社會實踐、生產研發、科學研究等能力，不斷豐富產學研合作中的企業生產、學生學習、教師實踐及科研創新等合作和創新項目，為學生打通學研用通道及其實現路徑。

三 結束語

1）當前在農業資源利用領域專業學位碩士培養環節中尚未形成與“雙碳”相關的課程體系，也缺乏成熟的“雙碳”相關課程，因此，在目前國家“雙碳”目標下提升學生“碳中和”的知識與能力迫在眉睫。

2）以現有課程為出發點，將土壤固碳原理、農業溫室效應、碳足跡和碳氮循環機制等全球氣候變化和碳減排的相關內容與我國“雙碳”目標的提出相呼應，形成綠色低碳生態文明觀，從知識、視覺、思辨的多維角度提高學生的綠色低碳發展意識。

3）厘清農業資源利用類專業學位研究生培養環節吸納碳中和相關知識的內涵與外延、知識結構及邏輯關系，形成林草生態系統中碳中和目標的實現過程、種植業養殖業減排、土壤固碳理論與技術、農業廢棄物資源化技術、農業碳中和潛力與途徑和農業固碳減排綜合效益為核心的專題課程體系。

4）提出了基于課程案例挖掘和實習平臺建設的實踐鍛煉途徑，為專業學位研究生打通了學研用通道及其實現路徑。