20世紀以來,全球變暖問題日益加劇。資料顯示,在過去100年 中,地表平均溫度上升了0.85C,導致氣候暖化的重要原因是溫室氣 體(GHG)排放的不斷增多。如果當前氣候變化趨勢持續(xù)下去可能帶 來如下不利影響:天氣增加,降雨模式改變等危及家庭、農業(yè)、工 業(yè)等部門的水源和水供應。如果升高2~4℃,預計世界糧食產(chǎn)量減 少,引發(fā)地區(qū)性勞動生產(chǎn)率降低和糧食危機;人類健康風險因升溫與 熱浪導致的傳染病的傳播和循環(huán)系統(tǒng)的疾病的頻發(fā)而增加;干旱與土 壤退化及海平面上升帶來的土地資源流失必然導致環(huán)境移民大量出 現(xiàn);許多國家的農業(yè)、林業(yè)和漁業(yè)都直接或間接受到氣候變化的不利 影響。氣候變暖作為一個安全風險問題在不斷損害著人類賴以生存 的生態(tài)系統(tǒng)。為了避免人類對氣候系統(tǒng)造成干擾,該將全球氣溫上升 控制在不超過工業(yè)革命前2oC范圍(WBGU,1995,2008①)。 因此,減少溫室氣體排放、控制地球溫度上升已成為國際社會的 共識,但減排的進展緩慢。按照《巴黎協(xié)定》的目標,即使各國減排承 諾全部加起來,要達到將升溫控制在2℃的目標,挑戰(zhàn)巨大。因此,世 界范圍內各類產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟活動必須關注GHG減排。 過去300年因農業(yè)活動造成全球有機碳損失量達到90PgC(900 億噸),累計排放量占到人類活動釋放到大氣中 CO2 當量的25% (Rozanov,1990)②。聯(lián)合國糧農組織在《2016年糧食及農業(yè)狀況》中 提出,全球農業(yè)(包括林業(yè)、漁業(yè)和畜牧生產(chǎn))排放了超過20%的溫室 ① ② WBGU.ScenarioforderivationofglobalCO2reductiontargetsandimplementation strategies.statementonoccasionofthefirstconferenceofthepartiestotheframeworkconventiononclimatechangeinBerlin[R].Bremerhaven.1995:18-40.WBGU.Worldintransition:FutureBioenergyandsustainablelanduse[M].Earthcan,London,2008:123-154. RozanovB.G.Humanimpactsonevolutionofsoilsduringvariousecologicalconditionsoftheworld[C].Trans14thtntrenCongrsoilSci,plenarypapers.Contentsandauthr Index,1990:53-62. 氣體。IPCC2007年報告認為農業(yè)源溫室氣體排放占全球人為排放 的13.5%,是第二大來源(IPCC,2007)。根據(jù)IPCC2014年報告,農 業(yè)GHG排放占人為 GHG排放總量的30%①,其中水稻栽培階段的 GHG排放占全球農業(yè)GHG排放總量的10%②。 根據(jù)IPCC第五次評估報告,2010年全球溫室氣體排放495億噸 CO2eq,其中 CO2、CH4、N2O 和其他分別占73%、20%、5%和2%。 從2001年到2011年農業(yè) CO2 排放從47億噸上升到53億噸,增加 14%③。農業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)和漁業(yè)的排放量在過去五十年里幾乎翻了 一番,如果不加大減排力度,到2050年或將再增加30%(FAO, 2014)。 有鑒于此,世界農業(yè)亟須步入新型的生態(tài)、低碳和高效的現(xiàn)代農 業(yè)發(fā)展期,即低碳農業(yè)經(jīng)濟時代,為人類的 GHG減排或者說為遏制 溫室氣體排放方面做出貢獻。 而減排溫室氣體一方面需要加強管理,通過管理技術創(chuàng)新,提高 既有低碳技術的使用效率。另一方面加強低碳技術研發(fā),促進低碳農 業(yè)技術進步,依靠更加先進的技術促進農業(yè)溫室氣體減排。 當前的相關研究主要分為三類:類基于既定的制度背景并預 測未來可能的變化趨勢,使用實驗或政府間氣候變化專門委員會 (IPCC)的因子等估算農業(yè)的減排潛力或減少配額。一些研究估計了 農業(yè)的全球溫室氣體減排的技術潛力(如Coleetal.,1997;Falloonet al.,2004;Brinketal.,2005;Beachetal.,2008)。根據(jù)Benbi(2013) 估計,到2030年,全球農業(yè)溫室氣體減排技術潛力估計量為5.5~6.0 GtCO2eq/年。Lal(2004,2011)的研究結論是只要濫用化肥農藥和管 理不善得到糾正就可能帶來土壤在全球范圍內超過1.2億~1.3億噸 的土壤碳匯以及土壤質量和作物產(chǎn)量的提高。還有一些研究集中在 區(qū)域層面土壤碳匯的潛力(例如 McCarletal.,2000;Liebig2006;Yan 2 技術、制度與低碳農業(yè)發(fā)展 ① ② ③ IntergovernmentalPanelonClimateChange.ClimateChange2014:Mitigationof ClimateChange:WorkingGroupContributiontotheFifthAssessmentReportoftheIntergovernmentalPanelonClimateChange[M].London,CambridgeUniversityPress,2014:145 -166. 蔣琳莉,張露等.稻農低碳生產(chǎn)行為的影響機理研究基于湖北省102戶稻農的 深度訪談[J].中國農村經(jīng)濟中國農村觀察,2018(4):1-16. 中國工程院生物碳匯擴增戰(zhàn)略研究課題組.生物碳匯擴增戰(zhàn)略研究[M].北京:科 學出版社,2015:23. etal.,2007;Fittonetal.,2011;MacLeodetal.,2011;Moranetal., 2011;Aertsenetal.,2013)。這些估計重點在大尺度的粗略計算,并 通過考慮土壤、作物、能源、作物殘留、肥料和農藥等關鍵因素,從技 術、制度的現(xiàn)狀和基本趨勢中獲得預估結果。 第二類是依據(jù)農業(yè)碳①減排估算和實驗證據(jù),研究低碳農業(yè)政策 和制度問題。例如,Norse(2012)分析了低碳農業(yè)的發(fā)展途徑。史密 斯等人(2001)探討了在世界不同地區(qū)緩解農村溫室氣體、氣候和非氣 候政策以及未來農村溫室氣體減排潛力的制約因素和障礙。Schneider等(2007)模擬了變更耕作制度下的二氧化碳減排政策,如施肥減 少、糞肥管理改善和植樹造林等。他們認為,如果碳價格足夠高,能源 作物種植可以作為重要的溫室氣體減排手段。Auld等(2014)對165 項經(jīng)驗性后期研究進行了系統(tǒng)的綜述。這些研究的政策內容及其科 學性,是以既有的技術和制度為基礎,也將成為重塑低碳農業(yè)政策和 制度的重要參考。 第三類研究主要側重于報告和分析溫室氣體減排實驗(例如, Cerrietal.,2004;Kongetal.,2005;Kroodsma和Field,2006;Kukal 和Benbi,2009;Pathaketal.,2011;Kulaketal.,2013;Wanetal., 2013;Poeplau和Don.,2015;Powlsonetal.,2016)。這些研究通常 比類和第二類的研究更為準確。因為它們通常指定一個實驗環(huán) 境,包括時間、地點、土壤、氣候、溫度和耕作條件及其低碳技術與制度 安排。而且這些研究注重探討一種低碳技術的影響,綜合低碳技術的 有效性及其制度安排在文獻中尚未充分討論。在像中國這樣的發(fā)展 中國家,將一些低碳技術納入同一個農業(yè)實驗可能更為有效,對于粗 放的農業(yè)更是如此。 可見目前低碳農業(yè)發(fā)展主要關注減排 CO2 的技術和政策,而對 于政策的基礎制度和基于制度及其變遷的制度技術低碳農 業(yè)發(fā)展績效的研究較少。而低碳農業(yè)發(fā)展具有長期性,將伴隨著制度 變遷而發(fā)展,良好的低碳農業(yè)經(jīng)濟制度是激發(fā)低碳農業(yè)技術創(chuàng)新,推 動低碳農業(yè)發(fā)展的長效力量。 因此,本研究旨在探討如何綜合可行技術,設立低碳農業(yè)制度,在 前言 3 ① 此處的農業(yè)碳減排及本書中農業(yè)碳排放是指按照溫室效應水平,用CO2 當量計量 的農業(yè)溫室氣體的減排,而溫室氣體主要計量CO2、N2O和CH4。 技術制度的互動范式下形成促進低碳農業(yè)發(fā)展的長效機制,實現(xiàn)低 碳減排、農產(chǎn)品增產(chǎn)與食品安全等多重發(fā)展目標。這樣,探討如何通 過政策與制度建設,保證低碳農業(yè)技術研發(fā)、集成、高效、可持續(xù)地發(fā) 展,可以滿足現(xiàn)代低碳型可持續(xù)發(fā)展農業(yè)的要求,也能為溫室氣體的 減排、緩解全球氣候暖化做出貢獻。