我国农业碳达峰、碳中和面临较大挑战,该如何应对?

文章来源:中国科学院院刊杨世琦 颜鑫2023-03-29 17:27

农业碳达峰、碳中和思考

 
农业碳达峰面临的挑战
 
我国仍然是发展中国家,新型能源替代时机还远未成熟,不得不面临诸多挑战。
 
1. 国家能源碳达峰约束下的未来农业现代化与产业化可持续发展战略与道路选择。
 
2. 农业现代化与产业化发展进程中的“高碳”地板(需求)与“低碳”天花板(达峰)形成上下夹击挑战。
 
3. 突破低碳农作核心技术如高氮作物品种,加快推进区域性低碳农作技术体系的试验示范推广迫在眉睫。
 
4. 国家尺度能源途径碳达峰与温室气体碳达峰和两手抓与同步推动。
 
 
农业碳中和面临的挑战
 
农业碳中和挑战包括:
 
1. 作物秸秆利用与农田土壤固碳挑战。
 
2. 维持森林等生态系统碳汇持续性的挑战。大气 CO2 浓度升高相当于施用“碳肥”量增加。
 
3. 土地退化与海洋污染碳中和负效应挑战。
 
4. 人工途径碳中和挑战。
 
农业碳中和潜力分析
 
农业碳(作物碳与动物碳)主要功能是提供生活物质与能量,绝大部分在较短时期内又返回大气圈,对大气圈 CO2 浓度增减基本没有影响。农田土壤实现较大碳汇目标的过程较长,加上土壤耕作导致土壤碳库具有较强的活跃性。秸秆与畜禽粪便等有机废弃物还田是农业碳中和的主要途径,我国农田表层土壤最大固碳潜力处于 20 亿—30 亿吨之间,生态恢复、管理与重大生态工程有利于碳汇。农作物秸秆转化为生物炭平均寿命可达 2000 年。秸秆经过物理化学处理制作成家具,延长储存期,据估算我国城市系统建筑物和家具的碳储量 2.1 亿吨。开发现代林木加工技术,制作经久耐用的家具、建材或其它用材是高效、便捷、经济的固碳途径。秸秆可转化热能、电能与机械能等替代化石能源。
 
农业碳中和误区
 
碳中和判断依据是减少碳排放(传统能源的节能增效与新能源替代)和增加碳吸收(生物圈碳汇与工业固碳),前者是减少化石能源开采利用,发展替代能源;后者是移除大气 CO2。生物圈碳汇(自然气候解决方案)是应对温室效应最成熟途径。农业碳中和误区主要表现在:
 
1. 有机废弃物还田增加土壤 CO2 排放违反质量守恒定律。土壤碳源来自生物有机残体与废弃物,降解过程由地表转入土壤,只是改变了降解空间而已。
 
2. 秸秆燃烧增加 CO2 排放。无论秸秆是否燃烧最终都将降解为 CO2,在碳地质循环尺度下,没有本质差别。
 
3. 食肉(包括奶蛋)增加温室气体排放缺乏科学依据。肉奶蛋是由植物碳通过食物链转换而来的,只是植物碳降解的时空不同而已,这个时空尺度差异相对于大气 CO2 浓度时空变化可以忽略,最终排放的 CO2 不增加也不减少。
 
4. 提高农作物产量就是碳中和。农作物生物量增长并不会对碳储存有实质贡献,将通过食物网返还大气。
 
生物圈减排的重要性
 
生物圈介于岩石圈、水圈与大气圈的交界面,是岩石、水和大气交互的特殊表现形式,可被认为是有生命的岩石、有生命的水或有生命的大气。生物圈与大气圈联系纽带是 CO2,通过生物生命活动(光合与呼吸)完成最重要的碳循环双向路径;光合作用类似于抽水泵,把大气圈 CO2 转入生物圈;呼吸作用相当于排水渠,又把生物碳以 CO2 形式返还大气圈。因此,生物圈作为碳循环的枢纽,是实现碳中和与开启大气负碳循环的密钥。 本文@内/容/来/自:中-国-碳^排-放-交易&*网-tan pai fang . com

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