農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)既可能是碳“源”也可能是碳“匯”。一方面，全球農(nóng)業(yè)排放的二氧化碳占人為溫室氣體排放總量21%~25%，是溫室氣體重要排放源之一。另一方面，耕地也是巨大的碳庫，主要包括土壤有機(jī)碳庫和農(nóng)作物生物碳庫等。其中，耕地土壤有機(jī)碳庫是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最為活躍的碳庫。研究表明，2010年全球耕地有機(jī)碳儲(chǔ)量相對于1901年增加了125%，但仍遠(yuǎn)未達(dá)到飽和狀態(tài)。

我國農(nóng)業(yè)溫室氣體排放量約占全國排放總量17%，是我國溫室氣體排放的重要組成部分。提升耕地系統(tǒng)碳匯能力，是實(shí)現(xiàn)我國碳中和目標(biāo)的必要手段，也對維護(hù)耕地生態(tài)健康具有重要意義。

首先，我國耕地系統(tǒng)固碳減排潛力巨大，有望實(shí)現(xiàn)每畝增匯1噸碳。

研究表明，在未來50~100年內(nèi)，全世界耕地可固碳200億~300億噸，而我國耕地固碳減排潛力尤為突出。根據(jù)史學(xué)正等人樣本調(diào)查結(jié)果，在1980年~2011年，我國耕地表層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量由28.56噸/公頃增加到32.90噸/公頃，平均每公頃耕地的年碳增匯量達(dá)140千克。然而，我國單位面積耕地表層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量僅為歐美同期均值的69.1%~76.9%，尚存較大的固碳空間。

化肥是我國農(nóng)業(yè)碳排放的最大碳源，化肥生產(chǎn)使用引起的碳排放量占農(nóng)業(yè)碳排放量年平均值的59.87%，每千克氮肥的生產(chǎn)運(yùn)輸約產(chǎn)生8.21千克二氧化碳。我國耕地占全球9%，但化肥消耗量約占全球35%，具有較大的減肥減排潛力。

而保護(hù)性耕作，包括少/免耕、永久覆蓋、多樣性復(fù)合種植系統(tǒng)和綜合養(yǎng)分管理系統(tǒng)，是耕地碳增匯減排的主要路徑。研究表明，通過大力推廣保護(hù)性耕作措施，我國耕地土壤未來可增加有機(jī)碳20億~25億噸。然而截至2015年，我國采用保護(hù)性耕作技術(shù)的耕地尚不足耕地總面積的8%，推廣保護(hù)性耕作技術(shù)的固碳空間巨大。

其次，提升耕地系統(tǒng)固碳減排能力需考慮區(qū)域性差異。

我國幅員遼闊，地形復(fù)雜，從南到北縱貫7個(gè)氣候帶，從東到西橫跨4000米高差，氣候條件、地形地貌、土壤性狀等自然條件千差萬別，相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展程度也不相同。多樣化的氣候類型與下墊面條件決定了我國耕地系統(tǒng)的固碳增匯特征在初始狀態(tài)、飽和水平與提升路徑等方面具有顯著區(qū)域性差異。

不同地區(qū)的耕地土壤表層初始有機(jī)碳密度與變化特征存在差異，基本表現(xiàn)為東北、華南、西南高(每千克土壤含碳大于16克)而華北、西北較低(每千克土壤含碳小于8.5克)，東北降低而其它地區(qū)升高的格局。氣候、地形、土壤母質(zhì)等因素變化導(dǎo)致不同地區(qū)耕地土壤碳密度飽和水平存在差異。

不同地區(qū)耕地適宜的增匯技術(shù)措施存在差異，例如，在遼寧、河南、湖南、山東省實(shí)施免耕秸稈還田，土壤表層年均固碳量分別為0.95、0.62、0.29、0.1噸每公頃，而相同策略在吉林省導(dǎo)致單位公頃每年0.04噸的碳排放。

此外，農(nóng)業(yè)灌溉、農(nóng)業(yè)能源利用(柴油、電能)、農(nóng)業(yè)投入品生產(chǎn)使用(化肥、農(nóng)藥、地膜等)等農(nóng)田管理策略調(diào)整也受到耕地微地形與耕作條件、耕地集約利用水平、農(nóng)作物類型、農(nóng)戶知識(shí)與技能水平等因素的影響而表現(xiàn)出區(qū)域性差異。

因此，提升耕地系統(tǒng)固碳減排能力不能一刀切，需耦合自然因素與經(jīng)濟(jì)社會(huì)因素的綜合作用，兼顧區(qū)域生態(tài)環(huán)境的核心挑戰(zhàn)。

再次，推動(dòng)交叉科技創(chuàng)新，發(fā)展耕地固碳減排技術(shù)體系。

提升耕地固碳減排能力急需推動(dòng)多學(xué)科交叉的科技創(chuàng)新，包括加強(qiáng)區(qū)域性碳—水—糧食—能源耦合關(guān)聯(lián)與協(xié)同優(yōu)化機(jī)制的認(rèn)知，分區(qū)域、分類型解析農(nóng)田管理技術(shù)的固碳減排過程與效應(yīng)，探索氣候變化情景下區(qū)域可持續(xù)的耕地固碳減排路徑，為耕地碳匯研究提供理論引導(dǎo);構(gòu)建耕地碳匯與碳排放天—空—地—網(wǎng)一體化調(diào)查監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，加強(qiáng)與國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)銜接，研發(fā)制定統(tǒng)一的固碳減排核算方法與標(biāo)準(zhǔn)體系與裝備，為耕地碳匯研究與碳交易實(shí)施提供科學(xué)數(shù)據(jù)與計(jì)算方法支撐;推廣耕地固碳減排工程實(shí)踐，以提升耕地固碳能力為目標(biāo)完善高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與保護(hù)性耕作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，形成高效的耕地固碳技術(shù)推廣應(yīng)用方案。

最后，加強(qiáng)耕地固碳減排制度創(chuàng)新與法制保障。

碳稅、補(bǔ)貼機(jī)制被學(xué)界廣泛視為有效固碳減排調(diào)控措施。有研究得出，政府對間接測量的碳排放或者對產(chǎn)品以及投入因素課稅有助于耕地碳減排;針對每噸農(nóng)業(yè)碳排放收取14美元的費(fèi)用，可使美國2010年農(nóng)業(yè)碳排放量較1990年減少7%，且對農(nóng)產(chǎn)品供給與價(jià)格的影響程度均低于1%。日本、韓國和歐盟等國家和地區(qū)都實(shí)行了減排補(bǔ)貼政策，以減少農(nóng)業(yè)碳排放。

然而，不同于許多歐美國家的規(guī)模化農(nóng)業(yè),我國農(nóng)業(yè)呈現(xiàn)較為明顯的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)特征，農(nóng)業(yè)資金長期缺乏，農(nóng)戶作為耕地利用的主體僅部分融入不完善的市場，并且農(nóng)戶利益追求的短期性與耕地碳排放的長期性存在矛盾，這些特征導(dǎo)致農(nóng)業(yè)科技推廣困難，也加大了耕地固碳減排政策實(shí)施所面臨的挑戰(zhàn)。

筆者認(rèn)為，提升耕地固碳減排能力應(yīng)立足我國國情加強(qiáng)制度創(chuàng)新和法制保障，在《耕地保護(hù)法》的起草制定過程中重視耕地固碳優(yōu)先地位，在顧及農(nóng)戶意愿的基礎(chǔ)上制定切實(shí)可行的碳匯定價(jià)和交易機(jī)制，明確主體責(zé)任，對固碳增匯效果建立相應(yīng)的目標(biāo)考核制度與激勵(lì)約束機(jī)制，并引導(dǎo)農(nóng)戶積極選擇固碳減排策略。

過去四十年，我國自然資源部門逐步構(gòu)建起數(shù)量—質(zhì)量—生態(tài)三位一體的耕地資源評(píng)價(jià)與保護(hù)體系，取得了值得驕傲的成績。未來四十年，是我國大力發(fā)展生態(tài)系統(tǒng)固碳增匯的重要時(shí)期，也是我國生態(tài)文明建設(shè)的關(guān)鍵時(shí)期。耕地種植業(yè)減排和土壤固碳增匯是一個(gè)重要方面，具有不可忽視的支撐作用，相關(guān)部門急需抓緊聯(lián)合部署、穩(wěn)步推進(jìn)，在顧及耕地區(qū)域性差異的基礎(chǔ)上，推動(dòng)耕地固碳減排科技創(chuàng)新，加強(qiáng)耕地固碳減排的制度創(chuàng)新與法制保障,為實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)而努力。(宋長青 葉思菁)

(作者單位：北京師范大學(xué))

關(guān)鍵詞： 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng) 二氧化碳 溫室氣體 土壤有機(jī)碳庫