氣候變化背景下農業碳中和發展路徑研究

摘 "要：隨著全球氣候變化問題日益嚴峻，控制溫室氣體排放成為國際社會的共同責任，農業部門作為溫室氣體的主要排放源之一，其碳中和對實現國家發展目標尤為重要。該研究解析農業生產活動的溫室氣體排放的主要環節，在此基礎上評估各環節潛在的減排空間。當前農業碳中和建設中仍然欠缺政策、資金、技術及市場等多方面的支持，未來可以通過加強法律規范、保障資金供應、推進技術創新和完善碳市場交易機制，以促進農業碳中和建設的發展，為碳中和目標的實現作出貢獻。

關鍵詞：氣候變化；農業碳排放；農業碳中和；減排潛力；發展路徑

中圖分類號：S181 " " "文獻標志碼：A " " " " "文章編號：2096-9902（2024）22-0035-06

Abstract： As the global climate change problem becomes increasingly serious， controlling greenhouse gas emissions has become a common responsibility of the international community. As one of the main sources of greenhouse gas emissions， the agricultural sector is particularly important for achieving national development goals. The study analyzed the main links of greenhouse gas emissions from agricultural production activities， and based on this， assessed the potential emission reduction space in each link. At present， agricultural carbon neutrality construction still lacks support from various aspects such as policies， funds， technology and market. In the future， agricultural carbon neutrality construction can be promoted by strengthening legal regulations， ensuring capital supply， promoting technological innovation and improving carbon market trading mechanisms. The development of construction contributes to the realization of carbon neutrality goals.

Keywords： climate change; agricultural carbon emission; agricultural carbon neutrality; emission reduction potential; development path

工業革命以來，全球變暖導致的極端氣候事件頻發等環境問題已成為國際社會關注的焦點。2015年第21屆聯合國氣候變化大會（全稱是“《聯合國氣候變化框架公約》第21次締約方大會暨《京都議定書》第11次締約方大會”）通過了《巴黎協定》，其長期目標是將本世紀全球平均氣溫較工業化前水平升高控制在2 ℃之內，并努力將升溫控制在1.5 ℃之內。該目標的實現需要大幅減少全球人為溫室氣體（GHG）排放，據聯合國環境規劃署估計，如果凈零排放得到充分實施，到21世紀末全球變暖將下降2.2 ℃左右[1]。作為最大的發展中國家，我國也于2020年在聯合國大會上正式宣布了“雙碳”目標的莊嚴承諾。

“雙碳”目標的達成需要相關部門在不同領域就降碳降耗等方面深入展開工作，以最大限度地減少氣候變化的不利影響。農業生產作為重要的溫室氣體排放源，在確保國家糧食安全的前提下如何實現溫室氣體減排對國家持續發展目標的實現至關重要。數據表明，相較于1980年，我國農業生產在2020年的溫室氣體排放總量增長了近46%，農業溫室氣體排放與糧食需求的增長呈現密切關聯[2-3]。這也意味著，中國“雙碳”戰略目標的切實推進將不可避免地給中國農業發展帶來積極影響。

農業兼具碳源和碳匯2種屬性，農業的巨大減排潛力可以為“3060”目標的建設作出積極貢獻[4]。國家“十四五”規劃以及黨的二十大報告都對農業節能減排工作給予了高度重視，先后出臺了《2030年前碳達峰行動方案》和《農業農村減排固碳實施方案》等系列文件，力圖推動碳減排與農業協調發展。當前，中國農業受自然資源和環境保護政策等外部約束，農業碳中和的建設路徑面臨諸多限制，大量研究就減排潛力測度[5]、減排政策優化[6]以及減排技術發展[7]等方面展開了探索，但農業碳中和的實施仍然缺乏明確的實施路徑與操作規范。

1 "農業碳中和概念

碳中和（carbon neutral）是指通過碳匯、人工轉化、地質封存等技術手段，將人類經濟和社會活動產生的溫室氣體排放捕獲利用或儲存，實現對大氣凈零排放的目標[8]。碳中和概念的出現和傳播經歷了一個長期的過程，19世紀工業化時代的到來加速了化石能源的消耗，全球大量的環境公害事件逐漸讓國際社會意識到環境污染與全球變暖的嚴重威脅。1988年，聯合國環境規劃署與世界氣象組織成立了聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC），在IPCC的系列報告中，明確了全球變暖的現實情況及潛在風險，指出零干預措施的情況下全球溫度將以每10年增加0.3 ℃的速率上升。1992年聯合國大會通過《聯合國氣候變化框架公約》、1997年通過了《〈聯合國氣候變化框架公約〉京都議定書》、2015年第21屆聯合國氣候變化大會上通過《巴黎協定》，均從法律層面規范了全球控制溫室氣體排放氣候治理格局。2021年11月，《聯合國氣候變化框架公約》第26次締約方大會簽署了《格拉斯哥氣候公約》，正式將凈零二氧化碳排放目標寫入國際法律文件，要求全體締約方將努力讓氣溫升幅限制在1.5 ℃以內，到2030年將全球二氧化碳排放量相對于2010年的水平減少45%，并在21世紀中葉前后達到碳中和[9]。

農業碳中和是指在特定地區內，農業系統持續增強其固碳能力，以抵消其自身產生的碳排放并達到一種近乎“零排放”的狀態[10]。作為國家“雙碳”目標的關鍵組成部分，農業碳中和并非通過降低農業產值和糧食產量來抑制碳排放，而是整合了低碳生產技術、農業能源消費結構調整、農業種植模式優化和農業碳匯管理等多層面的綜合體系[11]。歐美發達國家在凈零農業的發展中取得了相對豐富的經驗，主要通過制定有效的農業減排政策、提供財稅支持、推廣低碳技術和進行低碳教育培訓來推動農業溫室氣體減排[12]。在我國，農業碳中和的提出與政府提出的生態文明建設和碳達峰、碳中和目標相一致。但農業包含種植業、林業、畜牧業、漁業和副業5種產業形式，邊界較廣且牽扯甚多，現階段我國農業的碳吸收能力尚無法完全抵消其生產過程中產生的溫室氣體排放，農業領域也暫時還未有相應的政策、指南或指標進行農業溫室氣體排放的強制減排。因此，在實現全面碳中和的過程中，如何有效進行農業減排增匯，以發揮農業碳減排在推動和促進我國碳中和目標實現中的關鍵作用，已成為當前碳中和領域的一個重要課題。

2 "農業排放環節與減排潛力分析

2.1 "農業生產過程碳排放與減排潛力

2.1.1 "土地管理過程

農業生產活動與碳排放密切相關，種養業生產、能源和投入品使用以及廢棄物處理等過程均伴隨溫室氣體的排放[13]。土地管理過程中造成土壤碳排放主要因為土地使用、土地改變和土地管理活動會影響土壤中有機質的含量和動態，從而影響碳的固定和釋放。土地管理過程中，水稻種植是其中一個重要的碳排放源，據IPCC第六次報告顯示，水稻種植提供了9%的甲烷排放和11%的氧化亞氮排放，對農業系統碳排放負有實質性責任[7]。水稻種植過程中的碳排放主要來自于土壤的呼吸作用和農作物的殘茬分解，厭氧環境中每公頃稻田的甲烷排放量約為200～400 g[14]。

我國水稻種植面積約0.3億hm2，占世界水稻種植面積的19%，位居世界第二，對于確保中國糧食安全至關重要[15]，而大幅減少水稻種植面積以降低農業碳排放的做法也不現實。研究表明，稻田中CH4和N2O的排放受土壤性質、氣候條件和農藝措施等多種因素綜合調控[16]，因此通過灌溉方式調整、培育優質品種和采用水旱輪作模式等方式是水稻種植生產中重要的碳減排措施[17]。近年來，“水稻-小麥”“水稻-油菜”“玉米-水稻”等多種水旱輪作模式逐漸推廣應用，合理的輪作不僅改善了土壤結構，增加了土壤碳庫，更有效減少CH4排量，在實施過程中顯示出較大的減排潛力。

2.1.2 "禽畜養殖過程

禽畜養殖更是農業溫室氣體的重要排放源，畜牧業涵蓋的加工、儲存、運輸和銷售等環節均伴隨二氧化碳的產生[18-19]。統計顯示，農業溫室氣體排放中畜牧業貢獻了80%的甲烷排放，其中90%來自反芻動物的腸道發酵，約10%來自動物糞便[20]。畜牧業發展中還會引發土壤退化等環境問題，草原和森林生態系統的土地利用方式轉變加劇了土壤碳庫的損失，畜牧業產生的間接排放也是當前農業減污降碳的重要工作內容[21]。

當前畜牧業的減排措施主要集中在動物飼料改良、動物品種改良等環節[22]，通過調整飼料配比，降低飼料在消化系統中存留時間以有效降低CH4的排放。此外，飼料的運輸環節也是重要的間接排放環節，推廣種植優良牧草，在保證原料供給的同時實現節能降碳[23]。目前，部分畜牧業減排措施已在一些發達國家得到應用，具有良好的可行性。

2.1.3 "農業固廢管理過程

農業廢棄物處理是農業生產中最后一個重要的碳排放源，農業廢棄物是在農業生產、畜禽養殖、農產品加工以及農村居民生活等過程中產生的廢棄物，其中的有機物質在分解過程中會釋放大量的二氧化碳和其他溫室氣體。據不完全統計，我國每年產生的農業廢棄物約達50億t，由于缺乏有效的技術管理和政策支持，這些廢棄物通常被肆意丟棄和焚燒，直接或間接給人類健康和自然環境帶來嚴重的負面影響[24]。農業廢棄物產生的溫室氣體主要來自于畜禽糞便產生和處理過程中排放的CH4和N2O，以及秸稈焚燒產生的CO2等，因此，農業廢棄物的綜合處理不僅關系著農村居民的生活環境，更與農業減排目標緊密相關[25]。我國作為世界上產生農業廢棄物量最多的國家，秸稈和畜禽糞污年產生量超過48億t，農業廢棄物的綜合處理成為農業減污降碳與可再生資源利用的重要環節[26]。現階段，農業生產模式與農業基礎設施建設相對滯后，農業固廢處理缺乏統一規范，農業固廢綜合處理成為農村環境持續發展的關鍵建設內容。為防治農業廢棄物帶來的污染等問題，政府相繼頒布《國務院辦公廳關于加快推進畜禽養殖廢棄物資源化利用的意見》《關于創新體制機制推進農業綠色發展的意見》等系列文件，就農業固廢合理利用與農業循環經濟發展提供了指導意見。

2019年，IPCC在《IPCC 2006年國家溫室氣體清單指南2019修訂版》中將生物炭技術納入固碳減排技術規范，這給農業廢棄物的科學處理提供了可行路徑，通過秸稈等生物質的科學還田技術，在改善土壤團粒結構的同時有效增加了土壤碳庫。在畜禽糞肥的資源化利用方面，改善糞便管理進行節能減排被視為有效渠道之一[27]。種養結合等循環經濟發展模式也是農業資源化利用方式的有效途徑[21，28]，種養結合實現了作物種植與禽畜飼養之間的有效協同，通過構建物質與能量互補的農業生態系統，在保證生態效益的同時實現經濟效益持續增長[29]。

2.2 "農業生產要素碳排放與減排潛力

2.2.1 "農資投入環節

從投入產出視角來看，農業生產活動中消耗的農資及農業投入與能源消費密切相關，這也是農業溫室氣體排放體系中的重要間接排放環節[30]。過去30年，農業生產涉及的化肥、農藥、能源等要素投入增長了0.8～3.0倍[31-32]，其中肥料投入是間接碳排放的主要來源，有機肥料施用導致的CH4排量增加和化肥過量施用產生的N2O[33]，成為農業生產要素溫室氣體排放的重要環節。

農業生產要素投入冗余的現象歷來是我國農業生產面臨的重大問題，農膜、化肥和農藥等大量農資冗余不僅增加了農業生產投入成本，而且也增加了農業生產的溫室氣體排放[34]。因此，科學的生產規劃、完善的種植結構可以在幫助農業生產提質增效的同時實現農業的減污降碳協同。當然，加強農業固廢的再資源化，通過推行秸稈還田技術模式，推廣優良抗病作物的栽植等措施可以在農村能源結構調整、土壤肥力提升和農藥污染控制等方面發揮積極作用[35-36]。

2.2.2 "能源消費環節

農業生產的能源消費包含農業生產過程中的直接能源投入和農產品生產、加工及運輸過程中的能源消耗。現代農業生產中能耗需求大部分來源于化石能源，目前在種植業中農機作業帶來的間接碳排放占比約為15%～20%[36]。此外，化肥生產過程中原材料與能源消費均依賴于傳統化石能源，這在農業生產系統的節能減排工作中也是需要重點考量的排放環節[37]。

現階段可供應用的節能減排技術呈現多樣化發展特征，選用高效智能的農業機械能夠更合理地控制農業機械執行精細化作業，在提升生產效率的同時降低能耗。隨著新能源技術受到社會的廣泛關注，新能源農機產品在全球范圍內的研發和應用率逐步提高，同時在節能減排方面表現出越來越明顯的優勢。

3 "農業碳中和建設的可行性分析

隨著全球對溫室氣體排放問題的關注不斷加深，我國明確提出了碳達峰、碳中和的雙重目標。農業作為國民經濟的關鍵支柱，其碳中和建設顯得尤為關鍵，是達成國家“雙碳”目標的重要舉措。實施農業碳中和策略，不僅能夠顯著提升農業生產的生態可持續性，改善生態環境，還能夠顯著增強農產品的市場競爭力，為農村經濟帶來新的增長點，激發農村經濟的活力。因此，農業碳中和建設不僅是對國家“雙碳”目標的積極響應，更是推動農業現代化、實現經濟和社會可持續發展的必然選擇。通過這一戰略的深入實施，農業將在國家發展大局中發揮出更加積極的作用，為實現碳中和目標作出不可或缺的貢獻。

當前，中國農業生產模式尚未完成現代化升級及改造，以傳統農業生產模式主導的農業生產仍然面臨著生產效率低下、農業附加值偏低等諸多弊病。建立完善的現代農業生產及經營體系成為當下推進低碳農業生產的重要舉措，只有積極培育新型農業經營主體來推進低碳技術的引進與示范，才能切實推進農業低碳生產的平穩發展。近年來，隨著碳中和概念的推廣，農業零碳園區的打造也成了重要任務。參照T/SEESA010—2022《零碳園區創建與評價技術規范》，零碳園區通過在建設、生產、運營等多階段融合碳中和發展理念，能有效實現邊界范圍內產業結構、生態、能源、交通和建筑等多個方面的零碳發展，促進產業綠色化發展、能源低碳化轉型、設施集聚化共享和資源循環化利用。由于傳統農業生產模式的制約和農業生產者的知識水平，低碳農業技術的引進與推廣面臨諸多困境，農業零碳園區的建設則是整合了農業生產的諸多生產環節，在解決農業生產結構調整的同時實現了農業生產全產業鏈的節能降碳的要求，對于“雙碳”目標的實現具有十分重要的意義。

零碳園區的建設也為零碳負碳產品的生產和碳標簽的推介提供了物理空間和技術支持。作為實現農業碳中和目標的重要手段之一，生產零碳和負碳產品有助于推動農業碳減排和農田土壤碳固存，從而提升生態農業土壤碳匯[28]。目前，零碳農產品的認證工作在中國還處于起步階段，通過對農產品生產過程中的碳排放量和固碳能力進行綜合評估，以碳標簽等形式將農產品全生命周期所產生的溫室氣體排放量予以量化，從而使通過認證的農產品在市場上獲得更高的認可度和附加值[38]。隨著“雙碳”概念的普及，農產品碳標簽相關產品得以在全國各地廣泛推廣，雖然多數碳標簽產品面臨著第三核證缺失、監管體系不健全等問題，但對于碳中和的實現仍然有重要意義[39]。

目前我國尚未將農業納入碳交易市場，但隨著《碳排放權交易管理辦法（試行）》等政策的陸續出臺，這一現狀可能即將改變。在全國試點碳交易市場中，一直存在包括“三農”國家核證自愿減排量在內的抵消機制，并按試點碳市場配額的5%～10%履約。盡管碳交易市場中“三農”國家核證自愿減排量抵消機制尚不完善，但未來隨著零碳負碳農產品的規模化生產和供應，預計會形成大量國家核證的自愿減排量市場需求，展現出廣闊的市場前景。

4 "農業碳中和建設面臨的困境

4.1 "政策支持力度不夠

雖然支持農業綠色發展的政策陸續出臺，但關于農業生產過程中的降碳環節仍然缺乏明確的政策及技術指導，同時農業碳匯中涉及的補償機制仍然需要建立健全。由于低碳農業生產過程中涉及的技術支撐缺乏明確指導意見，針對低碳農業的研發及推廣投入也相對不足。當前，各地政府通過補貼、轉移支付等手段鼓勵農業低碳發展，但針對低碳農業生產的財稅政策尚未完善，農業低碳生產的碳普惠機制仍然停留在宏觀政策層面，長效激勵機制的缺失導致現有低碳政策體系難以提升農業低碳生產的積極性。

4.2 "資金投入不足

當前，缺乏有效的政策和機制來引導社會資本投入農業碳中和領域，現有財政支農資金的配置系統性不足，資金配置結構的不合理導致相關資金難以涵蓋部分低碳潛力項目，金融機構也并未就低碳農業生產提供專項資金與利息優惠的相關舉措，缺乏充足的資金支持一直是國內低碳農業發展的痛點[40]。低碳農業或者凈零農業的建設涵蓋技術研發、項目推廣、能力建設等諸多方面，專項資金的支持不足成為制約低碳農業發展的關鍵因素。國家歷來重視“三農”問題，在政策與資金方面均有所傾斜，但相對滯后的農業基礎設施建設仍不能滿足低碳農業的發展訴求。巨大的資金缺口導致技術研發、推廣、示范項目建設等工作難以開展，特別是農業碳中和發展的市場前景不甚明朗，這也限制了社會資金的廣泛介入，金融機構在缺乏綠色投資內生收益的情況下普遍表現為投資意愿不足。

4.3 "技術轉化和推廣困難

與發達國家相比，中國的農業技術水平和生產方式相對落后，化肥農藥過量使用、農業生活垃圾處理不當等問題嚴重影響了農業碳中和目標的實現。有效解決農業環境問題需要農業生產在資金儲備、人才儲備、技術儲備和基礎設施建設等方面做出有效的應對，目前在農業碳匯納入碳市場的相關政策及方法學體系尚未明朗的前提下，地方政府、科研機構以及相關金融機構針對農業碳中和建設路徑的研究僅停留在宏觀層面，這也導致農業低碳生產和農業碳匯開發環節缺乏深入的研究與技術支撐。同時，成熟低碳技術的應用與推廣也受制于受眾接受程度、市場機制調整等多方面因素的影響，低碳技術的引進與推廣需要政府和企業的大力支持才能得以有效推進。

4.4 "市場交易機制不完善

將農業納入碳交易市場被視為推動農業減排的關鍵路徑，碳交易能夠充分發揮市場機制在資源配置中的作用，并以低成本推動碳減排，但將農業納入碳交易市場仍面臨諸多挑戰，包括排放不確定性大、技術標準體系匱乏、減排效果不穩定，以及監測、報告和核查成本過高等障礙。農業生態系統相較于其他生態系統，其溫室氣體排放機制復雜，缺乏明確的方法學體系也是導致農業碳匯難以納入碳交易體系的重要原因[41]。相對高昂的第三方項目監測成本、核查成本和報告編制成本無疑是農業碳中和建設過程的重要經濟負擔。當前，將農業減排項目納入碳交易市場已成為業界及學界研究熱點，但農業生產相對較低的參與度，在缺乏規范標準與認證體系的情況下投資者缺乏參與積極性。

5 "農業碳中和的建設路徑

5.1 "加強關鍵領域的法律規范建設

由于我國現行的農業碳減排相關政策法規存在體系不完備、內容不完善等問題，難以適應農業碳中和的制度需求，因此從法律法規層面來說，應從農業的雙重屬性出發制定涵蓋農業碳減排和增匯全過程的綜合性法律框架。在減排方面，要充分考慮到農業碳排放源的多樣性和分散性，針對不同的農業碳排放源頭制定相應的減排實施規劃政策，將實施規劃內容細化到農業生產全過程的各個操作環節中，促進農業碳排放的有效控制。在增匯方面，應重點針對農田、林地、草地等生態系統制定保護政策，推動農業碳匯的形成，并依據當前實施的相關碳匯政策出臺專門的農業碳匯法律法規，支持并規范農業碳匯項目的實施。

5.2 "保障農業減排資金供應

缺乏充足的資金支持一直是國內農業低碳發展的痛點，因此在資金方面應加大政府財政撥款力度，建立農業碳中和專項基金，用于支持農業碳減排方法學開發、農業溫室氣體測量以及碳匯項目的開展等。同時完善支持社會資本參與機制，鼓勵各類金融機構利用綠色信貸、綠色債券等多種工具參與農業碳中和建設，引導金融機構依法合規為科技創新、低碳產業園區建設、零碳產品開發等提供長期限、低成本的資金支持，激發市場主體的投資活力，推動政府、社會、市場多元主體參與農業碳中和。同時，要使各類資金分配突出重點，加強資金使用和項目建設監管，及時調整資金的投放策略，實現資金有效使用和項目可持續發展。

5.3 "推進農業低碳技術創新

農業減排增匯措施的有效實施最終要依靠技術突破與創新，應在全國層面成立專門的農業碳中和規劃小組，建立完善農業碳匯評估方法學，為主要的農業碳源制定合理減排固碳方案，科學評估各類技術方案的成本效益，打造成熟高效的農業碳匯技術和產品，推動氣候智慧型農業技術和低碳生態環保技術的采用。此外，還要加強科技成果集成推廣應用。當前農業低碳技術推廣與農戶需求之間的協調性不足，導致農戶對低碳技術的接受意愿不高，亟需通過政策激勵、科普宣傳等措施，提高農戶低碳技術采納的自愿性，激發農業生產主體積極應用農業減排增匯技術，提高技術應用的普遍性。

5.4 "完善碳市場交易機制

我國農業農村碳交易制度目前尚處于初級階段，亟需推動市場化機制建設，有序推進農業納入碳市場，形成政府主導、社會參與、市場化運作的農業碳交易機制，推動低碳農業價值實現。要加快構建農業碳交易平臺，深入實施農業農村領域自愿減排，促進農業農村生態系統項目納入碳匯交易，推動構建漁業和農田碳匯等碳匯交易市場，加快地方碳匯交易實踐及其模式總結，探索地方試點示范區，試點示范農產品碳標簽，建立健全生態保護補償機制，研究制定碳匯項目參與全國碳排放權交易相關規則，形成完整的碳匯交易市場。同時，可以以農業企業為主體探索試點碳排放交易配額，構建農業產業領域的碳交易制度，為實現農業低碳或零碳排放創造條件。

6 "結束語

農業碳中和不僅是實現國家“雙碳”目標的關鍵，也是推動農業轉型升級、促進可持續發展的必然選擇。農業生產和投入要素過程中都產生了大量碳排放，但也蘊藏巨大的減排潛力。零碳園區的建設、零碳產品的開發以及農業碳匯項目的實施都為農業碳中和提供了可行性。然而農業碳中和之路任重道遠，目前面臨著政策支持力度不夠、資金投入不足、技術轉化和推廣困難、市場交易機制不完善等諸多現實問題。解決這些問題需要多方協同努力，加強法律規范、保障資金供應、推進技術創新和完善碳市場交易機制。未來，農業碳中和將逐步成為現實，為實現綠色低碳發展目標貢獻力量。

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