淺談我國糧食主產區農業領域碳中和實現路徑
——以湖南省為例

文/鄧武軍 黃頌 鄒鵬 詹天洋 宋冰冰

一、研究背景

（一）農業生產對氣候變化的影響

導致氣候變暖的主要原因是人類活動[1,2]。受不斷增加的人類生活生產的影響，過去一百年來全球平均二氧化碳濃度迅速上升，推動地球溫度達到了歷史最高水平。伴隨著全球氣溫的上升，極端天氣事件發生的頻率、強度和破壞嚴重性也不斷增加，對人類社會造成了巨額經濟損失[3]。

與能源、交通以及工業制造等行業相比，農業更容易直接或間接地受到氣候變化的影響。比如降水量變化就直接影響到農作物的生產，間接影響如作物病蟲害的傳播。若不進行積極干預，世界人口及糧食需求的增長將進一步推動農業溫室氣體排放量不斷上升。因此，找到能夠在提升生產效率的同時抑制溫室氣體排放增長的可持續農業生產方式對農業參與者來說至關重要。

（二）農業溫室氣體主要來源

氣候變化對農業的影響巨大，同時農業活動也是溫室氣體的主要排放源。農業領域碳排放主要來源見表1[4]：

其中種植業主要分稻田甲烷（CH4）排放和農用地氧化亞氮（N2O）排放兩個方面，稻田甲烷排放具體過程為：當土壤淹水后，土壤中的氧氣被微生物、動物、植物根系所消耗，產甲烷菌開始生長、活動，生成甲烷（CH4）；農用地氧化亞氮包括化學氮肥輸入、糞肥氮輸入以及主要農作物秸稈還田氮輸入引起的N2O 的直接排放，以及大氣氮沉降和氮淋溶徑流損失引起的N2O 的間接排放。

（三）農業固碳減排潛力巨大

農業既是溫室氣體的主要排放源，又有著巨大的碳匯潛力，農業減排增匯將是國家實現碳中和戰略目標的重要貢獻者。相關研究表明，經過優化組合，我國農業溫室氣體有30～50%的減排潛力。因此，農業對促進雙碳目標的達成可分為固碳和減排兩方面[5]。

固碳方面，“固碳”也叫“碳封存”，指的是通過捕獲碳并安全封存的方式來取代直接向大氣中排放CO2，如農作物在其光合作用正常的生理過程中吸收CO2釋放O2。

減排方面，我國農業領域承擔著重要的減排責任，應在推動農業低碳發展，保障糧食安全、食物安全的前提下，促進農業綠色轉型和高質量發展。

二、湖南省農業領域碳排放現狀與挑戰

我國糧食主產區糧食產量占全國總產量的80% 左右，承擔著糧食安全的重要責任[5]。然而糧食主產區在保障國家糧食安全的同時也產生了大量的農業碳排放[6]。因此，推動糧食主產區減排固碳對我國農業農村領域實現碳中和意義重大。

推進我國糧食主產區綠色低碳發展是實現農業領域碳中和的重要抓手，2011-2019 年我國糧食主產區農業碳排放總量呈現平穩上升后下降的特點，而碳排放強度還未有顯著下降的跡象[7]。近些年湖南省在減排固碳方面做了大量工作，取得了積極成效，在十三個糧食主產區當中，湖南農業碳排放量處于較低水平[8]，然而在實現農業碳中和的過程中，還面臨著以下主要挑戰：

（一）糧食安全與“雙碳”目標存在沖突

湖南是農業大省，常年農作物播種面積近1.3 億畝，其中糧食作物播種面積7000 余萬畝，水稻播種面積全國第一。2021 年全省糧食總產3074.36 萬噸，其中水稻產量2683.1 萬噸，全國占比12.6%，位居全國第二。所謂“能力越大，責任就越大”，為落實國家糧食安全責任，湖南省應確保糧食播種面積長期穩定在7000萬畝以上，同時保證產量穩定增長。為實現糧食安全與雙碳目標的雙贏，需克服的難題如下：

一方面，糧食增產和溫室氣體減排二者之間存在矛盾。糧食增產可能會增加溫室氣體的排放量，而有時減排壓力又會導致某些地區的糧食減產[9]。

另一方面，主管增產與減排的部門之間的協調配合仍需加強。因為有著不同的管理范圍、崗位職責及工作目標，負責農業和主管減排的機構及其出臺的政策未能充分統籌考慮其他部門的訴求[10]。

（二）畜禽穩產保供與綠色發展任務艱巨

湖南不僅是農業大省，還是畜禽業大省。2021年，湖南全省豬、牛、羊肉類總產量481.9 萬噸，生豬出欄量位居全國前列，全省出欄生豬6121.8 萬頭，生豬出欄在全國高居第2 位，產業發展勢頭日盛。

隨著畜禽養殖規模化發展，養殖場糞污產生量不斷擴大，主要采用糞污肥料化、能源化和基質化等方法治理。然而不同規模畜禽養殖場糞污治理方式存在一定差距，小型養殖場的養殖者資金相對匱乏且環保意識相對較弱；糞污處理較為簡單粗暴，有些甚至不做處理直接進行糞污堆積，嚴重影響了當地生態環境。

此外，隨著經濟的不斷發展，消費者對畜禽產品的品質提出了更高要求，而我國畜禽產品綠色低碳標準體系尚不健全，當前市場難以滿足消費者對于畜禽產品的品質、安全和綠色低碳屬性提出的高要求[11]。

（三）生態漁業體系建設尚未成型

漁業在生產活動過程中具有“碳源”和“碳匯”的雙重特性。湖南是漁業大省，也是水生生物資源大省，全省天然水域面積2043 萬畝，居全國第3 位，其中養殖利用水面積700 萬畝。2021年，湖南水產品總量達266.1 萬噸，位列全國第五，漁業經濟總產值達945.5 億元。

湖南省漁業實現碳達峰存在的挑戰主要包括：漁業生產方式落后，能源利用效率較低，碳排放量較大；漁業企業缺乏環保意識，存在違規排污現象；養殖、捕撈、運輸、加工等環節缺乏有效的碳排放監管措施，導致不可避免地存在能源浪費和碳排放的問題。

（四）農機綠色科技應用水平亟待提高

截至2022 年底，湖南規模農機企業達到152 家，規模農機企業年主營收入接近300 億元，占全國農機企業主營業務總營收十分之一。一直以來，獨具丘陵山區特色的湘產農機享譽中外。然而，其短板也十分明顯：高端產品占比太低，畜牧水產智能化綠色化裝備短缺，部分農作物播種收獲環節機具研發不足。

截至2022 年底，湖南配套各類農機具920 萬臺，主要農作物耕種收綜合機械化水平為52.21%，遠低于71%的全國同期平均水平。總體來看，湖南省綠色農機應用水平還有很大提升空間。

三、湖南省推進農業領域減排固碳的基本思路

作為我國重要的糧食主產區，湖南近年來在農業農村領域積極開展應對氣候變化工作，編制了《湖南省農業綜合開發條例》《湖南農業環境保護條例》等系列政策法規，加快推動綠色低碳發展，促進經濟社會發展全面綠色轉型。

（一）全面推廣高效低碳種植模式

湖南省農業溫室氣體排放量中，由種植水稻產生的甲烷約占40%，為減少水田甲烷排放，湖南因地制宜采取了一種高效低碳的種植模式，目前已創建256 個水稻綠色化栽培基地，包括650 萬畝節水型早稻，1500 萬畝中晚稻。

除水稻種植產生的甲烷外，種植業領域產生的另一溫室氣體為氧化亞氮，主要是由于使用化肥與秸稈還田等農業活動而產生。解決方案是通過減量化行動，減少排放強度。“十三五”期間，通過推廣水肥一體化、機械深耕、葉面施肥等技術，農作物化肥使用量連續五年保持負增長。2020年全省化肥折純使用量223.73 萬噸，較2015 年減少22.8 萬噸，減幅為9.25%。2019 年開始湖南省大力推進秸稈回收、禁燒以及肥料化、飼料化、燃料化、基料化、原料化五化綜合利用等措施，2021 年秸稈離田率達到20% 以上，秸稈綜合利用率達到89%。

（二）持續推進畜牧業綠色循環發展

全面實施優質湘豬工程。一是推進生豬優勢產區集群式發展。二是集約式推進標準化規模養殖，大幅提高養殖規模化程度。三是培育壯大龍頭企業，加大招商引資力度，支持省內養殖企業做大做強。四是提升優質湘豬產業競爭力，培育一批以寧鄉花豬、湘村黑豬為代表的產品品牌[12]。

加快提升綠色循環養殖水平。一是大力推進畜禽糞污資源化利用，在全省支持規模養殖場完善糞污處理設施，鼓勵第三方畜禽糞污處理機構的發展。二是推進以地定養和種養結合，采取統一供種、統一飼料、統一糞污處理、統一疫病防控以及統一產品銷售的“五統一”模式，發展與當地環境相適應的規模養殖。三是在有條件的縣實施綠色種養循環農業試點，鼓勵使用有機肥替代化肥。

（三）深入發掘漁業固碳減排潛力

優化與水環境承載力相匹配的漁業生產格局，大力發展生態健康養殖模式，增加漁業碳匯能力，推進水產養殖業綠色低碳發展。

一是優化養殖區域布局。科學劃分功能區域。打好長江“十年禁漁”持久戰，建立健全水生生物監測體系。

二是實施漁業節能減排工程。推進生態水產養殖。充分發揮湖南水域資源稟賦特色，支持發展稻漁綜合種養、大水面生態增養殖、工廠化循環水養殖、多品種立體混養等養殖模式；加快捕撈節能技術改造，支持研發生態友好、環保節能型漁船漁機和捕撈技術，加速推廣太陽能、風能應用于漁船漁機；大力推行漁船標準化改造，加快淘汰高耗能老舊漁船和木質漁船；加強物流配送，提高物流效率，采用現代化運輸設施，減少物流環節，縮短產業鏈。

三是實施漁業碳匯增匯工程。首先是提升漁業碳匯體量。在主要漁業水域，推廣多營養層級立體生態養殖模式，如湖南麻陽縣生態漁業園區通過漁塘修復、建設生態池塘等措施，實現了漁業固碳減排。其次，加快推進大水面生態漁業發展，發揮大水面漁業的生態功能和碳匯能力，鼓勵在洞庭湖區開展國家級漁業示范區建設。最后，健全漁業碳匯配套支撐。按照國家和省統一部署，加大對漁業碳匯領域的理論基礎研究，建立健全水生生物等漁業資源有償使用和生態補償機制。

（四）穩步提升綠色農機研發應用水平

加大創新研發力度。成立湖南智慧智能農機創新研發中心，明確了“十四五”農機科研戰略及重點科研方向；引導支持企業自主創新，如中聯農機持續升級改造拋秧機，力圖實現少人化甚至無人化的機器操作；根據湖南地形特點，因地制宜研發出了有序拋秧、水果采摘等19 種農用機具[13]。

加快推廣農機應用。大力推廣機插機拋技術，補齊水稻機械化栽植薄弱環節，在75 個縣開展水稻機插機拋作業補貼試點，加快推廣應用插秧機和拋秧機；推進設施農業示范基地建設，幫助設施農業相對落后地區加速農機升級改造，如水肥一體化設施補貼試點和設施農業示范基地建設；針對部分丘陵山區灌溉難題和秋冬季節省內蔬菜供應不足的問題，推廣節水灌溉、溫室栽培等新設施新技術，不僅實現“菜籃子”“果盤子”種類豐富、數量充足，還承擔了粵港澳大灣區后花園角色。

四、結束語

作為全國13 個糧食主產區之一，湖南省認真貫徹落實習近平總書記關于保障國家糧食安全和生態文明建設重要指示精神，兼顧糧食安全和綠色發展，建立健全政策激勵、市場引導和監管約束的多項引導機制，從種植業、畜牧業、漁業和農機四個方面探索協同推進農業農村減排固碳的實施路徑。