耕地質量提升與固碳減排多目標協同的綠色低碳農業發展路徑研究

王雨　曹逸凡　錢曉晴

摘要 保障國家糧食安全和固碳減排是當前我國社會高質量發展的重要熱點問題，也是我國實現可持續發展的兩個重要戰略目標。發展綠色低碳農業已成為當前低碳經濟格局下的必由之路。由于綠色低碳農業是一個涉及諸多方面的系統概念，很難用一個單項指標全面、客觀地衡量，故此對綠色低碳農業總目標進行拆分，系統研究綠色低碳農業的科學內涵，深入探討發展耕地質量提升與固碳減排多目標協同的綠色低碳農業的重要意義，分析目前開展工作的阻力，最后提出發展耕地質量提升與固碳減排多目標協同的綠色低碳農業的發展路徑，推進我國耕地系統向綠色低碳現代農業發展，助力我國早日實現糧食可持續增產與有效碳減排的雙贏局面。

關鍵詞 低碳農業；耕地質量提升；固碳減排

中圖分類號 F 323文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2023）15-0244-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.15.057

Research on the Development Path of Green and Low-carbon Agriculture Based on Multi-objective Coordination of Cultivated Land Quality Improvement and Carbon Sequestration and Emission Reduction

WANG Yu1， CAO Yi-fan2， QIAN Xiao-qing1

（1. Key Laboratory of Cultivated Land Quality Monitoring and Evaluation， Ministry of Agriculture and Rural Affairs（Yangzhou University）， Yangzhou， Jiangsu 225127;2. Yangzhou Ruihua Institute of Environmental and Bioengineering Co.， Ltd.， Yangzhou， Jiangsu 225000）

Abstract Ensuring national food security and carbon sequesstration and emission reduction is an important focus of high quality social development and two important strategic goals of sustainable development. Developing green and low-carbon agriculture has become the only way in the current low-carbon economy. As green and low-carbon agriculture is a systematic concept involving many aspects， it is difficult to use a single index to measure comprehensively and objectively， the overall goal of green and low-carbon agriculture is divided in this paper. The scientific connotation of green and low-carbon agriculture is systematically studied. The significance of developing green and low-carbon agriculture with multi-objective coordination of improving the quality of cultivated land and carbon sequestration and emission reduction is further explored. Finally， it puts forward the development path of green and low-carbon agriculture， which is coordinated by improving the quality of cultivated land and carbon sequestration and emission reduction， promotes the development of arable land system to green and low-carbon modern agriculture， helps our country to realize the sustainable increase in grain production and effective carbon emission reduction as soon as possible.

Key words Low-carbon agriculture;Improvement of cultivated land quality;Carbon sequestration and emission reduction

務農重本，國之大綱。近些年來，全球氣候變化問題已然成為全球炙手可熱的熱點問題，被聯合國列入可持續發展目標（SDGs）［1］。我國農業生產活動是第二大溫室氣體的排放源，也具有巨大的碳匯能力［2］。對此，我國于2020年9月提出“2030年前實現碳達峰，2060年前實現碳中和”。在“雙碳”目標之下，農業生產的綠色轉型將面臨更嚴苛的要求，我國綠色低碳農業的發展將迎來重大機遇與挑戰［3］。與此同時，新冠肺炎在全世界蔓延速度之快，席卷范圍之廣已經敲響了全人類的安全警鐘，尤其體現在糧食安全方面。堅守耕地紅線，就是保障我國糧食生產有充足的數量儲備，為糧食穩定安全地生產提供強有力的托底，這一條“耕地紅線”也成為了所有21世紀農人始終守護的生命線。

因此，當今我國農業的發展迫切需要往動態化、綠色化、低碳化轉型。幸運的是，國家極為重視“三農”問題與綠色可持續發展戰略，《“十四五”全國農業綠色發展規劃》著眼于綠色農業發展的核心任務和薄弱領域，指出將打造綠色低碳農業產業鏈等重大部署。《鄉村振興促進法》強調要把創新、協調、綠色、開放、共享的要求貫穿于新發展理念中，加速推進生態文明建設，推動綠色發展。《中共中央國務院關于做好2022年全面推進鄉村振興重點工作的意見》是21世紀以來黨中央連續出臺的第19個關于“三農”工作的“一號文件”，提出要落實“長牙齒”的耕地保護硬措施。從傳統泛化生產方式到綠色低碳的生產方式，在順應新時代要求的同時也提高了農業生產效率。

目前，我國耕地質量保護和低碳農業取得巨大的成就得益于的國家政策支持，但是從國內外發展的進程和中長期規劃的整體視角來看，我國發展綠色低碳農業仍然存在很多深層次的障礙［4］。筆者在概括我國低碳綠色農業本質內涵的基礎上探討發展耕地質量提升與固碳減排多目標協同的綠色低碳農業的必要性，分析發展綠色低碳農業的阻力，最后嘗試提出發展路徑，以期為多目標協同的綠色低碳農業發展后續研究提供參考。

1 發展多目標協同的綠色低碳農業的意義

縱觀國內外大部分文獻，特別是國內文獻，主要以低碳農業的一般分析為主，討論其定義、含義和本質特征，歸納其發展模式和技術支撐體系等方面內容［5］，綠色低碳農業是一個涉及諸多方面的系統概念，學科交叉覆蓋廣，難以深入研究，故側重于用通用范式解釋綠色低碳農業的本質，缺乏對綠色低碳農業多重目標效益的結合的關注，很難用一個單項指標全面、客觀地衡量。結合上文來看，發展綠色低碳農業要以農業可持續發展理念為基礎，以保障國家糧食安全和耕地質量安全為前提，推進綠色低碳發展。具體來說，可以從兩方面入手，一是要加強耕地質量管控，二是要注重農業生產過程的固碳減排。

目前國內外學者還沒有對綠色低碳農業的定義達成統一共識。王昀［6］是我國提出了低碳農業經濟理念的第一人，認為低碳農業經濟以減少溫室氣體的排放獲取全社會最大的效益為目標。魏琦等［7］認為綠色農業發展的核心要義是充分考慮農業環境、社會、生態和經濟四大效益，指出整個農業生產過程均要實現綠色化。李昌恒［8］認為低碳農業的核心首先要轉變農業發展觀念，強調技術和制度創新并舉，同時高效利用生產資料，加速推進農業產業升級和耕地系統固碳減排，加強耕地系統對氣候變化的應對能力，一方面達到農業固碳減排效果、提升環境效應，應一方面可以加快農業綠色轉型，成為實現農業可持續發展的有效措施。總而言之，綠色低碳農業概念尚未被廣泛理解和接受，對于其具體含義，大都立足于既有的生態農業和循環農業等單個目標農業發展模式，而沒有觸及多目標協同發展的相關方面的內容。

無論是一味追求農業與農村領域的低碳化還是關注度只限定于提升耕地質量，都難以深刻地提高農業核心競爭力和效益規模［9］。因此，保證固碳減排和提升耕地質量同步推進是轉變綠色低碳農業發展模式的關鍵。基于上述分析，綠色低碳農業應立足農業可持續發展理念，結合“雙碳”目標，提高耕地綜合能力，將農業固碳減排思路融入耕地保障和應用體系，實現生產和生態的共同發展，推進農業提升質量和固碳減排協同增效，加速實現綠色和低碳等理念的動態統一［10］。

1.1 “雙碳”目標下提升耕地質量的重要意義

耕地質量的提升是調和國家“雙碳”目標與國民糧食安全之間沖突的一項重要舉措。農戶們依托農藥、化肥等生產資料的大量投入和農用機械等能源的大量消耗，意在固定的耕地面積內提高土地單產，提升耕地利用效率，從一定程度上來說保障了國家糧食安全。但這種只考慮短期經濟效果的行為更大程度上破壞了耕地質量，增加了作物生產的碳足跡和碳投入，這就造成耕地土壤有機質含量下降，大量的碳被源源不斷的排放到大氣中，嚴重阻礙耕地的可持續利用和農業的高質量發展。因此，減少農業生產資料的投入和提升耕地的質量對減少碳投入和碳排放都具有重要意義。在農業生產過程中，耕地的資源性戰略意義極為重要。耕地質量得到提升，農業生產糧食的安全性就能得到保障［11］。

耕地質量的提升是農業綜合生產能力強的基礎和核心。農業可持續發展和耕地質量建設之間有著不可分割的聯系，必須立足高標準農田建設這個大局，全方位推進耕地建設目標，耕地質量才能得到可持續提升。把高標準農田建設作為基本點，以高新技術為支撐點，把耕地質量建設作為總抓手，讓耕地建設達到保質保量的雙輪驅動［12］。

質量水平高的耕地意味著擁有更強的固碳減排效應，而質量水平低的耕地將隨同固碳減排效應的持續減弱而質量下降。像過度施用化肥這樣不合理的耕作方式更會加劇耕地質量下降，進一步增加生產過程的有效碳排放，破壞生態系統。所以加強耕地質量的建設，對于實現“雙碳”目標和促進綠色低碳農業的發展具有極為關鍵。

1.2 注重耕地系統固碳減排的重要意義

農業作為主要的人為碳排放源之一，在碳減排方面大有可為。據統計，1961—2018年農業碳排放增加了250%［21］。耕地系統固碳減排是調控土地利用碳排放的重要內容，也是實現“雙碳”目標的重要途徑。如果能保障耕地生態系統可持續化，將很大程度上加快我國“雙碳”目標實現的進程，將更輕松的提升應對氣候變化的潛能。積極運用好、保護好我國現有的耕地，要創新推動保護性耕作等措施，不斷提升耕地中有機質的含量，不斷發揮好農田土壤的碳匯功能。農業固碳減排既是農業生態文明建設的主要內容，也是農業農村現代化建設的前進方向，還是推動鄉村振興的關鍵環節，更是應對氣候變化的重要手段。它的重要意義不僅存在于農業領域，它還是一個證明我國“雙碳”目標是否能按期完成的整體性和前瞻性指標。

1.3 兼顧耕地質量提升和固碳減排的重要意義

耕地系統是陸地生態系統的主要組成之一，也是保障糧食安全的物質基礎。同時，耕地具有巨大固碳減排的潛力［13］。我國作為農業大國，也是碳排放大國，保障糧食安全與碳減排兩個戰略目標對我國社會經濟的高質量發展具有十分重要的意義。同時，兼顧耕地質量提升和固碳減排發展綠色低碳農業仍然存在許多問題。雖然耕地保護在保障國家糧食安全方面發揮了舉足輕重的作用，然而耕地利用過程中高度依賴化肥、農藥等的投入產生了不可忽視的碳排放。

要充分認識到，農業農村的固碳減排必須是建立在守好耕地紅線的基礎之上的固碳減排，必須在充分保障耕地質量提升的前提下進行，不能舍棄耕地質量和糧食安全去談農業的固碳減排［10］。要在實現“雙碳”目標的進程中形成綠色低碳農業發展與生態系統承載力相適宜的總體布局。

統籌兼顧糧食穩產增收和固碳減排，探究耕地保護與利用轉型，對于實現糧食可持續增產與有效碳減排的雙贏局面具有重要意義。

2 目前發展提升耕地質量和固碳減排協同的綠色低碳農業的阻力

我國綠色低碳農業的發展雖取得一定成效，但要兼顧鄉村振興和生態文明等戰略目標，發展道路仍漫長險阻。目前我國人均耕地面積少，農民職業的收入尚不能得到保障，綠色低碳農業的發展未達到成熟且未知因素較多，農業“雙碳”理念要納入全國“雙碳”總體規劃和框架需要相關部門行業密切協同。總體來看，我國實現耕地質量提升與固碳減排多目標協同農業發展是一個長期過程，需要應對以下三大方面挑戰。

2.1 耕地質量提升任務重制約綠色低碳農業的發展

“民以食為天，食以農為源，農以地為本”，耕地是提高糧食生產至關重要的自然資源本底，是保障糧食安全必不可少的戰略物資。因此，糧食安全的核心就是保障耕地安全，我國耕地保護基本國策的地位不容動搖。雖然近幾十年來我國耕地保護工作對保障糧食安全發揮了關鍵性的作用，2021年我國實現糧食產量“十七連豐”。然而，我國耕地保護紅線的預警卻從未停止，新時代耕地保護的轉型也存在一定的困難，落實“數量、質量、生態”三位一體的耕地保護仍在探索中。在資源和環境壓力的約束下，耕地質量降低、水土資源不匹配、要素投入邊際效用遞減、自然災害及極端天氣頻發等諸多因素限制了耕地的高效利用。除此之外，當前我國人口總量的持續增長以及居民膳食結構的變化，糧食消費需求強勁增長都對耕地保護提出了更高的要求。可見，我國耕地保護形勢依然十分嚴峻，守好人民的“米袋子”，保障國家糧食安全，實現我國糧食的可持續增產任重而道遠。

2.2 固碳減排成效慢限制綠色低碳農業的發展

從農戶層面來看，農民從業者主體意識淡薄，且以小農戶為主的零散式經營增加了綠色低碳農業的發展難度。從事農業生產的農民，大多數受教育水平不高，他們的現代農業發展理念不夠先進，基本依靠經驗種地，對田間優化管理措施的認可度較低，對國家推行固碳減排理念和意義難以接受，不能很好地在農業生產實踐中使用先進的技術和管理手段［9］。除此之外，現階段小農戶的分散化經營方式仍要持續很長時間，他們生產行為的不確定性高，加上應對各類風險能力差，使得固碳減排的規模效應難以呈現。

從農業技術層面來看，技術研發不足和推廣成本過高。我國綠色低碳農業固碳減排技術龐雜，且難以形成體系化的技術集成。以固碳減排技術中秸稈還田為例，雖然它會帶來很高的減排效益［14］，但不能為農戶們帶來直接收入［15］。政府主要通過經濟補貼手段短期提高農戶積極性，但是因缺乏持續激勵政策，限制了新興技術的推廣。

從政策和保障層面來看，缺乏資源共享的碳排放平臺和減排固碳技術標準和規程。 目前已有一些關于固碳減排的科技成果，但都存在著不夠系統化和技術成果較為分散的缺點。為了精準全方位地核算農業碳排放量，整合管理農業碳排放的資源信息，像進行農業、工業和能源等的信息對接與數據共享，有效獲取和更迭符合地方和全國不同產品的碳排放系數以及提供碳排放相關的權威信息等需建立農業碳中和研究平臺［16］。雖然有關部門出臺了一些圍繞綠色低碳農業發展為目標的政策和措施，一定程度上促進了耕地固碳減排，但未制訂相應的規章制度、技術標準和應用規范，導致固碳減排的技術推廣應用程度減弱［17］。

2.3 目前兼顧多重目標發展低碳綠色農業存在極大挑戰

發展綠色低碳農業必須兼顧耕地質量提升與固碳減排，而兩者之間并非完全同向的，存在矛盾甚至形成沖突關系［18］。雖然耕地建設和保護為我國糧食安全和重要農產品增產發揮了巨大的作用，但是糧食增產背后的生態代價不容忽視，尤其是碳排放。具體來說，我國糧食增產主要得益于化肥、農藥等農業生產資料的大量投入，而化肥已經成為耕地系統碳排放的主要碳源。此外，農業生產資料的過度投入還會引起土壤板結、土壤有機質含量下降等問題，直接導致耕地系統的固碳能力下降，這不僅不利于耕地資源的可持續集約利用，也給耕地系統固碳減排與糧食安全的協同發展帶來了巨大的挑戰。因此，在鄉村振興戰略、“雙碳”目標和生態環境高標準建設的共同作用下，如何高效地提升耕地保護與利用對糧食安全的保障作用，同時也發揮耕地保護與利用在碳減排中的積極作用，是當前我國耕地保護轉型面臨的重要挑戰。

3 耕地質量提升與固碳減排多目標協同的綠色低碳農業發展路徑研究

3.1 持續推進耕地可持續利用，協同實現固碳減排

首先，高效配置農業投入要素。依據國家“雙碳”目標、耕地質量要求和農業農村減排固碳戰略，在全國范圍內需綜合區域的生態與經濟社會因素，并考慮區域生態環境的核心挑戰，分區設計中長期耕地提質減排方案，高效合理的配置勞動力、技術、資金等生產要素。如針對東北平原黑土地的保護與修復采用種養結合與生態循環農業模式［19］；華北平原農業生產要重視節水，采取耕地免耕—深松輪耕模式［20］；長江中下游平原推動種植業提質增效，采用化肥農藥減量增效等措施［21］，增加了耕地系統的固碳能力，同時減少了農業生產要素投入產生的碳排放，為耕地保護與糧食安全相協同提供了現實參考。

其次，合理優化耕地管理方式。控制耕地投入要素利用強度，減少化肥施用量，提高有機肥和生物肥使用比例，持續推廣土壤少耕、免耕技術，提高土壤有機質含量，穩固其土壤結構［22］；通過開展多樣化種植體系、保護性耕作和養分資源綜合管理系統等模式促進固碳效應［23］，通過多維耕地管理方式［24］實現持續推進耕地可持續利用。

最后，協調“雙碳”目標與耕地質量提升目標。在保障國家糧食安全的前提下，科學選擇耕地系統減排固碳途徑，合理設定碳排放峰值，增加碳匯，通過耕地資源可持續利用提升耕地系統固碳減排潛力。

3.2 建立耕地系統固碳減排政策工具，完善監測監督體系

首先，完善耕地利用生態補償的激勵機制。應將政策的著力點放在保護土地利用的生態功能和服務，把政府的激勵措施放在綠色生態補償上［25］，將環境友好型耕地利用模式與生態補償政策相掛鉤，用耕地生態保護補償機制逐步扭轉農戶掠奪式經營模式，對農戶使用有機肥和低碳農藥等行為提高補貼，增加農民收入來源，激發農戶耕地低碳利用的積極性［26］。

其次，將雙碳目標統一納入耕地生態保護補償框架中［27］。立足我國國情，加強制度創新和法制保障，在《耕地保護法》的起草制定過程中將耕地固碳列為優先地位，明確主體責任，建立相應的目標考核制度，采取補償和激勵的方式調動各級政府和農戶參與耕地保護的積極性，用雙碳目標引領帶動耕地資源的可持續利用。

最后，構建耕地系統固碳減排監測監督體系。通過精確識別動態排放因子，監測耕地系統的動態變化，監督固碳減排量變化，建立一整套完善且可長期實施的監測體系，建立較為科學合理的多目標綜合數學模型［16］，以完善耕地綠色低碳利用的制度規范和政策體系。

3.3 加強農業生產科技創新，降低固碳減排技術應用門檻

首先，加大綠色低碳農業科技研發投入。創新耕地系統生態文明管理關鍵治理技術，提高耕地質量［27］，研發耕地系統提質減排協同的關鍵共性技術，開展品種、技術與模式的集成創新，構建減排固碳豐產技術體系。

其次，用好財政手段推廣低碳農業技術。多渠道融資以及中央和地方政策配套，建立農業減排基金等激勵機制，加大力度支持化肥農藥減量、秸稈利用等環境友好性耕作行為，為耕地系統減排和固碳提供持續激勵［28］。

最后，依托大數據平臺推動耕地系統固碳減排科技創新成果轉化。依托物聯網、智慧農業等大數據平臺實現資源信息共享，將科技創新成果轉化為農民增收，提升全民參與積極性。

3.4 有序推進農業加入碳市場，積極開展試點改革

首先，完善農業碳排放核算的方法學。目前關于農業領域碳排放核算的應用較少，現有測算方法各有弊端［29］，盡早建設出一套涵蓋經營主體、碳交易主體和管理人員都認可的核算方法系統，為農業碳市場穩健發展夯實根基。

其次，將農業碳匯正規化。逐步突顯耕地低碳利用的經濟和生態價值，激發農戶采用低碳化生產方式的積極性［30］。讓農業碳匯在國內碳交易市場體系占有重要市場地位。

最后，漸次開展耕地系統碳交易試點工作。農業系統全面踏入碳交易市場是未來發展方向，優先選擇經濟基礎較好、科技水平較高、農業基礎較好、具備改革空間和營商條件的地方開展試點工作［31］，為顯化農戶低碳化耕作的價值提供借鑒。

4 結語

我國作為最大的發展中國家，正處于高質量發展和農業低碳化綠色化的緊要關頭。受疫情和經濟活動性質的影響，要實現“雙碳”目標和鄉村振興戰略將面臨各種挑戰和機遇，探索綠色低碳農業發展路徑在當下顯得尤為重要。對此，筆者提出耕地質量提升與固碳減排多目標協同的綠色低碳農業發展的4點路徑建議，分別是持續推進耕地可持續利用，協同實現固碳減排；建立耕地系統固碳減排政策工具，完善監測監督體系；加強農業生產科技創新，降低固碳減排技術應用門檻；有序推進農業加入碳市場，積極開展試點改革。對于推進我國耕地系統向綠色低碳現代農業發展，助力我國早日實現糧食可持續增產與有效碳減排的雙贏局面。

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基金項目 揚州市社會發展計劃（YZ2020055）資助項目。

作者簡介 王雨（1997—），女，江蘇鹽城人，碩士研究生，研究方向：資源利用與植物保護。*通信作者，教授，博士，從事資源環境科學領域的教學與研究。

收稿日期 2022-09-06