低碳农业与可持续发展的探讨
CO2、CH4等温室气体排放的温室效应造成全球气候变暖，正在深刻影响着全人类的生存和发展，也对农业可持续发展提出了重大挑战。农业生产既是温室气体的重要来源，又具有汇集和转化温室气体的功能，同时其过程还要受到温室效应的严重影响。因此，在农业生产中降低二氧化碳等温室气体排放的低碳农业已成为人们探索追求的目标。如何在今后的农业生产中实现化肥、农药、农膜、除草剂等石化农资产品使用减量化，农业废弃物的再利用、再循环，进行保护性耕作，充分发挥农作物、林木和草地植物的碳汇潜力和价值，减排增汇，既能遏制温室气体排放影响气候和改善环境，又能提高农业经济和社会效益，是我国应对全球气候变化和走可持续发展之路的必然选择。为此，我们进行了文献资料分析和实地调研，对我国的低碳农业与可持续发展进行了思索探讨，总结成文，供各位专家领导参考。
1 低碳农业与可持续发展的必要性
1.1 构建低碳农业与可持续发展是现代农业发展的必由之路
英国2003年为应对全球气候变化，首次提出了低碳经济的概念，其引伸概念低碳农业（low carbon agriculture）是指农业生产与经营中排放最少的二氧化碳等温室气体，同时获得最大收益的农业发展模式，它是低碳经济的基础。可持续发展（Sustainable development）概念最先于1972年在斯德哥尔摩举行的联合国人类环境研讨会上提出，它是指既满足当代人的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展。低碳农业与可持续发展两者是一个密不可分的系统，是目前应对全球气候变化的必然因果链，只有构建低碳农业，才可能实现可持续发展。
纵观人类农业发展进程可将农业发展历史分为原始农业、传统工业化农业和现代农业等三个阶段。相应地按照农业生产过程中温室气体（以CO2为主）排放多少，即碳经济概念，则可将农业发展历史划分为低碳低效农业发展阶段、高碳高效农业阶段和低碳高效农业等三个阶段。低碳低效农业发展阶段即原始农业阶段，以刀耕火种为主要特征，维持原始生态环境，没有工业化农业造成的温室气体大量排放，农业生产低碳（排放）和低效率；高碳高效农业阶段是工业革命以后的传统工业化农业阶段，以大量使用农药、化肥等高碳排放工业产品为主要特征，农产品单产获大幅提高，正处于这一发展阶段的我国农业体现高碳高效率；低碳高效农业发展阶段即我国今后构建的现代农业阶段，要求保持传统农业的高效率，从而满足人口不断增长和耕地面积不断减少的需求，同时，还要进一步减排温室气体，构建低碳农业，实现可持续发展。
现代农业是农业发展史上的新阶段，是世界农业发展的大趋势，也是我国几代领导人和人民大众60年努力奋斗的目标。2007年中共中央1号文件还系统提出了关于积极发展现代农业，扎实推进社会主义新农村建设的具体政策措施。低碳农业和可持续发展也就是我们现在及未来需要探索的现代农业发展方式。农业发展方式的转变就是要从高碳高效农业转向低碳高效农业。并且，过去的原始农业也是低碳农业，这不是我们所需求的农业，因此，准确地说，我们追求的现代农业就是要发展低碳高效农业。
1.2 构建低碳农业，实现可持续发展是“两型社会建设”的关键
低碳高效农业的特点是低能耗、低污染、低排放，是节约型、效益型、安全型、友好型农业。简言之，它是高综合效益的生物多样性农业经济模式。它是人类继传统工业化农业大幅度提高农产品产量与品质，满足人类需求后，进一步实现农业可持续发展的必然选择。农业可持续发展是针对传统工业化农业发展中出现的资源消耗大、生态环境污染严重等一系列问题而提出的一种农业发展战略，这种发展能够有效合理利用与保护土地、水资源、植物和动物遗传资源，而不会造成生态环境退化。
2007年12月，中国国务院批准“长株潭城市群”和“武汉城市圈”为资源节约型和环境友好型“两型社会” 建设国家综合配套改革试验区。“两型社会”建设是中国应对气候变化的一个国家综合战略举措。在两型社会建设过程中，我们必须引入国际视野和现代理念，注重借鉴汲取国内外现代农业建设的经验教训，大力引进国内外先进的低碳农业技术，先试赶闯，创新出一条资源节约和环境友好、城乡统筹发展、体制机制创新的现代农业发展新途径。
1.3 构建低碳农业，实现可持续发展是维护国家声誉和体现国际责任的要求
人类的农业生产活动与全球气候变化相互联系又相互影响。构建低碳农业是一场涉及农业生产模式、农村和农民生活方式、价值观念和国家权益的全球性革命。发展低碳农业并不是未来的事业，而是应该从现在做起，关乎每个人的事情。防范全球变暖，需要国际合作，关乎全球每个国家和地区。因此，构建低碳农业，实现可持续发展不仅中国农业发展本身的需要，更是中国作为负责任的发展中大国，体现对全球农业发展作贡献和尽责任及义务的要求。
2007年5月，中国政府发布了应对全球气候变化的根本大法——《中国应对气候变化国家方案》，2009年12月中国政府正式对外宣布控制温室气体排放的行动目标，决定到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%，作为约束性指标纳入“十二五”及其后的国民经济和社会发展中长期规划，在维护第三世界发展权和承担自己的国际义务方面走在世界的前沿。从1995年开始的《联合国气候变化框架公约》到1997年《京都议定书》签署，再到2009年哥本哈根全球气候会议通过了一份不具法律约束力协议，围绕包括低碳农业在内的低碳经济世界博弈将长期存在和发展，并将对今后世界多极化格局产生决定性影响。不言而喻，我国节能减排低碳经济工作，工业系统固然要勇挑重担，但是，我国“三农”工作系统同样责无旁贷。这是因为农业作为国民经济的基础产业，是一个重要的温室气体来源，同时又受到温室效应的严重影响。
2 低碳农业与可持续发展存在的问题
尽管我国在发展低碳农业和可持续发展方面做出了不懈的努力和巨大的贡献，但也还存一些极待解决的问题，依然任重道远。
2.1 农业生产方式不尽合理
长期以来我国自然资源总量和人均资源严重不足，资源利用效率相对低下。如土地总量较大，位居世界第三，但人均耕地面积仅0.085 hm2，只有世界平均水平的1/3。为了应付日益膨胀的人口增长需求，我国过去采取了一系列的不合理农业生产方式，已成为我国低碳农业和可持续发展面临的主要障碍。
一是土地利用改变，耕地面积减少，水土流失严重，破坏和降低了森林、草地植物的碳汇功能。土地利用变化是目前大气中碳含量增加的第二大来源，其作用仅次于石化燃料的燃烧。2006年中国共减少耕地67.4万hm2，2006年底全国耕地面积只有1.218亿hm2，已逼近1.200亿hm2的“红线”；目前我国水土流失面积高达138万km2，年均土壤侵蚀总量为45.2亿吨，且以每年1万km2的速度流失；全国沙化面积达173.97 km2。致使野生动物栖息繁衍地日益缩小，加上人为乱捕滥猎，导致物种数量减少和濒临灭绝。据有关资料，我国有15％～20％的物种处于濒危和受威胁状态，包括4600多种高等植物和400多种野生动物。近几十年已绝迹的高等植物就有200多种，野生动物有10余种，还有20多种濒临灭绝。
二是土地利用与施肥方式不合理。为了追求农产品单产，提高农地复种指数，大量使用化肥，导致农田土壤退化，土壤中有机碳大量丢失排放，引起农业生产报酬递减，进而造成整个农业生态系统脆弱，病虫害频繁发生，进一步加大化肥和农药使用的恶性循环。同时，施肥方式不当加剧了温室效应。如大量施用石灰和尿素已成为CO2的排放源。向土壤中施用石灰能够降低土壤的酸性，促进作物生长；但是碳酸盐和重碳酸盐的溶解和释放过程中也会产生大量的CO2。尿素施用过程中碳素的易挥发性也导致大量CO2的损失。
三是草地过度放牧。我国草地总面积的大约90%存在着不同程度退化，全国沙漠化、盐碱化的草原面积达1.35亿hm2，约占总面积的1/3，且以每年200万hm2的速度迅速增加。严重降低了我国现有的60亿亩（4亿km2）草原的碳汇功能。
四是农业灌溉方法不当。占我国有效水资源利用量77%的农业用水不采用节水灌溉，加剧了水资源短缺；加上大量施用化肥、牲畜粪便有害排放等导致水资源污染严重；过度开采地下水以保障生活和农业用水，这又导致地下水位下降，进一步加剧了土壤退化和沙漠化，降低了农业碳汇功能。
2.2 农业生产废气大量排放
科学研究表明，农业生产与经营是温室气体排放的第二大来源，其中农业生产的废气又是主要的温室气体来源。
一是畜禽集约化养殖、水稻种植、肥料施用以及农业秸秆燃烧等活动向大气中排放大量的温室气体。据估算，2000年农业源排放甲烷占我国甲烷排放总量的80%，排放氧化亚氮占我国氧化亚氮排放总量的90%以上。
二是我国农村乡镇企业工业和农业机械化的使用已成为我国温室气体排放的重要来源。2001至2006年，我国农机总动力从5.50亿千瓦增长至7.26亿千瓦，拖拉机保有量由1405.5万台增长到1728.3万台。2006年大中型拖拉机保有量达到167.6万台，水稻插秧机保有量11.2万台。2006年的机械化耕地、播种和收获总面积达到23.4亿亩，作业水平分别为52.1%、32.4%和25.2%，全国耕种收综合机械化水平达到38%。在小麦、水稻和玉米三大粮食作物中，小麦机播和机收水平均超过80%，基本实现了生产全程机械化；水稻机械化栽植和收获水平分别为10%和40%；玉米机播和机收水平分别达到58%和5%。由于农用动力机械排放标准低于城市用车，且油品质量也低，所以农用动力的温室气体排放成为农村大气污染的主要来源。
2.3 过量使用农用化学物质
农用化学物质包括农药、化肥、农用薄膜、化学除草剂、作物生长剂等。在现代农业生产中，虽然农用化学物质的投入对保障农业增产起着十分重要的作用，但如果不合理使用或过量使用也会造成低碳农业和可持续发展的严重障碍。
我国是化学生产和消费量最大的国家，其中氮肥生产占化肥总产量的80%。1997年，中国的氮肥达到自给自足，2007年氮肥过剩近1000万吨。我国氮肥使用量从1960年代的50万吨增长到2008年的3000多万吨。我国化肥用量赶上和超过世界施肥水平最高的比利时等国，但其利用率平均仅27%～30%，其余部分都流失到环境中，常常造成大气、地表水、地下水污染。农药和除草剂对防治作物病虫草害具有重要作用，但往往含有各种毒素，农药残留可在生物体内蓄积，并对多种生物造成危害。我国农药的使用在很大程度上带有一定的盲目性，总用量有逐年增加的趋势，至2000年每公顷使用农药已达24.2 kg。其用途已不局限于农业，还涵盖畜牧业、林业、园林、工业、宠物、家庭户内和庭院花园等，日常生活，无处不用。由于农药施用有效利用率很低，一般仅20%～30%，因此农药和除草剂大部分漂浮在空气中或降落在地面，一小部分则进入土壤、水体、生物体内。此外，据有关资料，我国农用薄膜残留量每年每公顷45 kg，废弃地膜每年约有40万t 在农田里。我国农用化学物质的过量使用，不仅其生产过程的典型高能耗和高污染是温室气体的主要来源，而且造成土壤和水环境严重污染，造成土壤等碳素贮存库和转化器功能的减弱或丧失。
2.4 农业废弃物处理方式不合理，低碳价值观念有待提高
农业废弃物包括种植业的秸秆和集约化养殖业产生的畜禽粪便废弃物等。在我国传统农业生产发展模式中，生产环节单一，往往有意无意地把种植业与养殖业分割开来。每年农作物秸秆有7亿t，除一部分还田外，更多的是当作废弃物焚烧，结果不仅浪费资源，又增加了温室气体排放。农业集约化养殖产生畜禽粪便，每年约18亿t，由于处理需要成本会影响经济效益，所以往往任意堆放，其结果又造成温室气体排放。这些有机废弃物中大约含有的6000 多万t农作物必须营养成分氮磷钾总量甚至比目前我国化肥产量还要高。此外，更重要的是还有大约6亿多t 目前我国土壤急需要的有机碳。
发达国家过去现代农业形成的发展模式是一种非持续性的发展模式，我国低碳农业和可持续发展不能再重复这种高碳发展模式。我国要实现低碳农业和可持续发展，不仅是农业发展模式的变革，而且是包括价值观念和生活方式等要从高碳理念向低碳理念的一系列革命性变革。在这场方兴未艾的低碳发展浪潮中，特别在我国还未完成全面工业化和未充分享受现代工业文明成果的发展道路上，必须完成低碳农业和可持续发展的思想跳跃，转变农业发展观念和生活理念，牢固树立我国低碳农业的可持续发展意识。
3 构建低碳农业与可持续发展的对策
3.1 加强宣传，科学决策，建立完备政策法规体系
要充分利用各种媒体和手段，深入宣传低碳农业的必要性、扶持政策和可持续发展技术。低碳农业与可持续发展是农业发展模式的创新选择，是农业产业结构调整与发展方式以及农业技术的革新。调动各方面发展低碳农业的积极性，培育全社会参与共识，大力倡导低碳农业生产和生活方式，形成政府主导、企业为主体和全民积极参与的低碳农业发展体制，大幅度提高全民参与能力，提高参与国际社会低碳农业与可持续发展领域的合作能力。
形成健全的低碳农业与可持续发展法律、法规体系。各级政府要对低碳农业发展足够重视，尽快出台《低碳经济（农业）促进法》。依据法律制定低碳农业税收优惠、融资优惠政策，刺激和引导企业增加低碳农业技术的研发投入，进行农业清洁生产、农业废弃物综合利用和技术研发，积极推动效益良好的低碳农业企业上市。尽快实现低碳制度创新，对不利于低碳农业的企业和消费者征收资源税、生态税、垃圾税等，用于生态补偿和低碳农业建设。
进一步规范各级政府的行为。应超前认识谋划，积极应对，适时行动，建立低碳农业的科学核算机制，纳入统计考核体系。完善低碳农业与可持续发展的信息共享和决策咨询服务体系，全面提高政府的科学决策和综合协调能力，促进低碳农业涉及的各部门联动，进而引领低碳农业与可持续发展驶入健康快速轨道。
加大对低碳农业的投入。从政策、资金、技术等方面扶持正在起步的低碳农业，研究扶持政策和发展措施，结合实际，循序渐进，分阶段、有重点、有目标地积极推进低碳农业。
3.2 合理开发和集约高效利用农业资源，突出农业生产方式转变
一是要严格保护耕地，提高耕地质量。强调施用有机肥，调控化肥施用，增加土壤有机质。提高森林覆盖率，治理退化、沙化、碱化“三化”农地和黄红壤等低产田，治理水土流失。改良天然草地，扩大人工草地，促进畜牧业生产，减排增汇。 推广农业生产与生活废物无害化处理，进行农村环境综合治理。
二是大力推进农业标准化生产。重视农产品质量安全，规范投入品使用，积极探索绿肥秸秆替代化肥，用天敌、轮作替代化学防治，用少耕免耕替代翻耕等化肥、农药、农用薄膜的减量、替代。大力推广生物、物理和农业综合防治病虫技术，研究、生产低残留农药和可降解塑料薄膜。施行测土配方施肥和平衡施肥，推进农业标准化生产。
三是大力推广立体种养模式，大力发展节水型农业。积极采取科学的工程措施，改造落后的机电排灌设施，积极发展防渗渠道和管道输水，大力推广喷灌、微喷灌、滴灌等节水灌溉技术，杜绝漫灌。
3.3 积极研发低碳农业技术，形成低碳农业科技支撑体系
一是适时调整农业结构，优化作物布局，改革耕作制度。发展对CO2利用高的作物，增加种植密度，控制和减少空地面积，保持全年有充足的吸收和固定CO2的绿色面积。调整农作物的育种目标，培育耐中高温型、耐低肥、抗旱和抗因高温引发病害的新品种。 增加抗旱作物种植面积，发展旱作农业，建设水利工程，人为调节降水在地表重分配。
二是采用先进施肥和病虫防治技术。提倡化肥深施，推广缓释长效肥。 加强研制高效低毒或无毒农药，加强生物防治和农作物抗病虫育种工作，发展农业灾害预报防治和病虫草害综合防治技术。
三是研究生物质能燃料替代石化燃料消费，提倡非经济产量资源化利用。进行农作物副产品深加工利用，如扩大秸秆作为饲料、工业或手工业原料的比例；推行秸秆过腹还田，覆盖免耕等保护性耕作，发展沼气，严禁就地焚烧；利用农村丰富资源发展清洁能源如风力发电、秸秆发电、秸秆气化沼气、太阳能利用。
四是充分利用耕地资源。气候变暖有利于多熟种植，应因地因时提高复种指数，调整耕作制度，变农业经济的二元结构为三元结构。
3.4 加快农业产业结构调整，大力发展农产品精深加工和循环农业
一是突出发展绿色食品、无公害食品和有机食品的生产，大力发展附加价值高的特色农产品生产。要进一步抑制高耗能和高排放涉农企业生产，积极开发和生产技术含量高、附加值高、能源消耗低的农产品。
二是突出推进农业产业化经营。要企业进园区，形成农产品加工集群，发展农产品精深加工，有效延长农业产业链。
三是突出农业废弃物循环利用。将农作物秸秆、畜禽粪便等废弃物和农产品加工废弃物，化害为利，变废为宝，进行循环利用、多次利用、多次升值。
四是突出发展乡村旅游。乡村旅游业是低耗能、低污染的“无烟产业”，充分发挥广大农村丰富的旅游资源和底蕴深厚文化，大力开发休闲度假、生态观光、文化体验、农事参与、餐饮接待、康体修学、特色农产品加工观光等特色鲜明的乡村旅游产品。