FASE专辑 | 农业碳中和与低碳经济

        近日，《农业科学与工程前沿》（英文简称FASE）出版了2023年第2期题为“农业碳中和与低碳经济”的专辑。中国农业大学资源与环境学院/国家农业绿色发展研究院刘学军教授、田静副教授和英国洛桑试验站Keith Goulding教授组织了本期专辑，主要关注农业碳中和与低碳发展方面的最新进展和观点。本期专辑共有10篇研究文章和综述，围绕温室气体排放现状、减排技术潜力和途径；植物和土壤中的碳封存；低碳农业设计、原则、方法和推广示范；实现农业碳中和与低碳发展的政策、技术标准和监测系统等四个主题进行详细论述，帮助读者系统了解农业低碳发展的研究进展。

 

·  专 辑 概 述  ·

       碳中和与低碳经济已成为全球关注的目标和中国的国家政策之一。《巴黎协议》规定到本世纪末将气候变暖控制在1.5–2.0 °C，为了应对全球气候变化和《巴黎协议》，100多个国家承诺实现与碳中和相关的排放政策。农业生态系统对减缓气候变化至关重要。本期特刊总结了农业研究在实现碳中和与低碳发展方面的最新进展，包括从作物和牲畜生产到粮食系统的10篇研究文章和综述，包括四个主题：（1）农业系统（田间作物、园艺和牲畜生产）或整个食物系统的温室气体排放，以及减少温室气体排放的技术潜力和途径；（2）植物和土壤中碳封存；（3）低碳农业的设计、原则、方法和大面积推广示范；（4）实现碳中和的政策、技术标准和监测系统。

        考虑到农业（田间作物、园艺和畜牧生产）或整个食物系统的温室气体排放，南京农业大学邹建文和王金阳等（DOI: 10.15302/J-FASE-2022477）重点关注果园、菜地和茶园种植（OVT）中的气态活性氮排放现状及排放系数。他们认为OVT系统直接排放的NH₃、N₂O和NO分别相当于中国农田总排放量的25%、67%和50%。未来需要加强实地观测研究，建立气态氮排放的标准采样方法，并实施基于理论的管理措施，有助实现农业绿色发展。另外，中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心马林等（DOI: 10.15302/J-FASE-2022494）研究了中国食物系统温室气体排放的时空特征，表明农业活动及其能源消耗是温室气体排放增加的最大因素，可以通过末端减排技术、改变社会经济和饮食条件、提高农业生产力等措施来减少温室气体排放。

       在土壤和植物中的碳封存方面，德国霍因海姆大学Lisa Essich和Torsten Müller等（DOI: 10.15302/J-FASE-2023485）研究了粉质土壤中芒草种植转为农田后有机碳储量变化，发现土地利用转化6年后导致碳储量减少。中国农业大学田静等（DOI: 10.15302/J-FASE-2023498）评估了土壤团聚体各组分中微生物残体碳在土壤有机碳中的比例及其对农田管理的响应。研究认为，微生物残体和土壤结构之间的相互作用推动了农田管理下物理保护性碳的稳定。英国洛桑试验站吴连海（DOI: 10.15302/J-FASE-2022474）综述了通过土地利用变化和农业实践（如造林、添加有机物和补种草）来封存有机碳的管理策略。

        在低碳农业设计、原理、方法和大面积推广示范方面，中国农业科学院董红敏等（DOI: 10.15302/J-FASE-2023486）调查了1994–2014年畜牧业农业温室气体排放特征，提出了实现畜牧业环境可持续低碳发展的途径。研究认为，如果要实现畜牧业碳中和，创新减排技术、加强监测和评估、建立固碳减排的标准至关重要。中国农业大学张卫峰和刘蕊等（DOI: 10.15302/J-FASE-2022468）提出减少碳足迹氮肥产业结构调整战略。他们发现，新型氮肥、液体肥料的生产与减少化肥的使用可以减少温室气体排放，而且通过升级氮肥生产技术还可以进一步减少温室气体的排放。瓦赫宁根大学Jan Adriaan Reijneveld和Oene Oenema等人（DOI: 10.15302/J-FASE2023499）提出了一种包含多组分土壤分析和有机碳矿化模型组成的工具，可以用于快速指导和监测农田土壤固碳。

 

        对于实现碳中和的政策、技术标准和监测系统，中国农业大学崔振岭、刘学军和尹宇龙等（DOI: 10.15302/J-FASE-2023496），从技术、政策和运行机制等方面提出了双碳战略背景下中国农业绿色发展的新路径。爱丁堡大学Sarah Buckingham等（DOI: 10.15302/J-FASE-2023495）通过调查研究，总结了减少温室气体和NH₃排放以实现英国政策目标的优先事项。他们认为，农业碳中和与低碳经济是可以实现的，但前提是减少温室气体排放和促进能够发展并有效应用于所有类型的粮食生产的碳封存技术，并伴有饮食和健康方面必要的社会经济改变。

作为客座编辑，我们感谢所有作者和审稿人为本期“农业碳中和与低碳经济”做出的重大贡献，并感谢《农业科学与工程前沿》编辑团队的大力支持和帮助。

 

·  组 稿 专 家  ·

刘学军

中国农业大学资源与环境学院、国家农业绿色发展研究院教授。1997年获中国农业大学博士学位，2014年获国家杰出青年基金资助。主要从事农业与环境相互作用的研究，研究重点是大气沉降、氮循环及其对土壤酸化、富营养化、氨和农田温室气体排放的影响。发表了350多篇学术论文和书籍章节，担任Atmosphere、《生态环境学报》期刊的副主编和Frontiers of Agricultural Science and Engineering客座编辑。

田静

中国农业大学资源与环境学院、国家农业绿色发展研究院副教授。2013年获得中国农业大学博士学位。主要研究方向为土壤固碳沃土、产能提升机制与调控技术；利用同位素标记研究植物-土壤系统中的土壤碳氮循环（如碳分配、根际沉积和激发效应）等。发表70多篇学术论文及参与部分书籍章节撰写，担任European Journal of Soil Science和Land Degradation and Development副编辑、Frontiers of Agricultural Science and Engineering客座编辑。

Keith Goulding

英国洛桑试验站教授。1974年在雷丁大学获得土壤化学硕士学位，于1974年加入洛桑试验站。1980年在帝国理工学院获得博士学位。主要研究方向为作物养分吸收利用、土壤酸化、土壤碳氮循环。中国农业大学特邀科学家和客座教授。于2021年当选为IPSS（The Institute of Professional Soil Scientists）荣誉研究员，2003年因“扩散性污染研究”被授予英国皇家农业学会研究奖章，并因其对“IPCC 2007年诺贝尔和平奖”的贡献被授予IPCC证书。

专辑链接：https://journal.hep.com.cn/fase/EN/volumn/volumn_4338.shtml