引言

面对全球气候变化的挑战，我国提出了2030年碳达峰和2060年碳中和的“双碳”目标。这一战略性目标对所有行业和领域，特别是资源密集型的农业部门提出了新的发展要求^[1]。尽管农业本身具有天然的碳汇功能，但其生产过程中的碳排放量依然显著，占全国总碳排放量的15%～20%^[2]，并且在全球农食系统中这一比例高达34%^[3]。在解决农业污染现状的基础上推进低碳发展，是实现中国碳达峰和碳中和战略目标的关键举措^[4]。

农业碳排放现状及低碳发展道路是近年来社会各界重点关注的焦点之一，农业碳排放和碳汇研究逐渐成为热点。发达国家在农业碳排放和碳汇研究方面积累了丰富经验，并形成了成熟的研究体系和技术手段。例如，美国进一步加快了农业科技应用于应对气候变化的战略研究, 在2021年出台的《美国农业创新战略》中,明确了未来10-30 年农业科技创新用于减缓温室效应的解决方案, 以促进农业的绿色低碳发展。在2021年的《欧盟碳农业实施计划》中, 欧盟规划了碳农业支付计划, 以激励农业领域管理者的低碳生产和实行基于自然的脱碳方式, 包括降低农用化学品投入、扩大有机耕作面积、农田修复等方式。 低收入国家特别是发展中国家较少采取需求侧政策措施, 主要依靠目标和法规等供给侧政策,并提出从供给侧政策工具逐步转变为需求侧政策来促进碳减排和金融市场的政策建议^[5]，农业低碳发展的研究和实践在不断推进，但受限于技术和资金，仍有较大改进空间。在我国国内，现有研究主要集中在农田碳排放源解析、碳汇能力评估及低碳农业技术推广等方面。例如，通过实地调查和模型模拟，分析不同农田管理措施对碳排放的影响^[6]；提升耕地固碳增汇能力亦需要多学科交叉的科技创新，提出提高农业碳汇能力的方法^[7]。而针对具体地区的深入研究仍较少。

笔者通过对河北省秦皇岛市北戴河区农村入户实地调查、从农田取土样进行检测，统计调查监测数据、对比分析，进行碳发放数值核算，找出了农业碳排放和低碳发展中存在的问题，并提出了解决措施。

1 农业碳排放现状调查及统计分析

河北省作为中国北方重要的农业省份，具有丰富的农田资源基础和较大的发展潜力，不仅是粮食生产的重要基地，也是农业资源和环境压力较大的区域，亟需推动农业低碳发展。

1.1 实地调查与分析

笔者对河北省秦皇岛市农业碳排放现状进行了入户调查，共回收有效调查问卷131份，收集了有关温室气体排放量及其农业活动影响因素的详细数据（详见表1、表2）。

表1：受访者基本信息

表2：农业生产相关行为

1.1.1 相关性分析

笔者根据统计数据制作相关性热图（图1），展示了各变量之间的相关性系数。颜色越深表示相关性越强。如图1分析结果显示，性别与愿意采取更多减排措施之间有正相关关系（r = 0.118），教育水平与需要政府支持之间有负相关关系（r = -0.226），农药使用量与是否接受培训呈现正相关关系（r = 0.213），是否采用机械化生产与是否需要政府支持呈现正相关关系（r = 0.203），是否愿意采取更多减排措施与是否接受培训呈现正相关关系（r = 0.162），是否了解政府减排政策与是否需要政府支持呈现正相关关系（r = 0.184）。

图1 相关性热图

1.1.2 回归分析

笔者根据统计数据制作了逻辑回归系数分析图（图2），以探讨了各因素对“是否愿意采取更多减排措施”的影响。回归结果显示：教育水平（p < 0.05）与受访者的减排意愿呈负相关，即教育水平越高，受访者越不愿意采取更多的减排措施；是否接受培训（p < 0.05）与减排意愿呈正相关，即接受过培训的受访者更愿意采取更多的减排措施；农药使用量（p < 0.1）与减排意愿呈负相关，即农药使用量越大，受访者越不愿意采取更多的减排措施（尽管这一结果在统计上不显著）。这些结果表明，教育水平和培训是影响受访者减排措施意愿的重要因素，性别、采用有机农业、机械化生产以及政府支持是影响结果的主要正向因素，而农药使用和对温室气体排放及政府减排政策的了解可能对结果有负面影响。

图2 逻辑回归系数分析图

1.2 农田土壤检测

笔者从秦皇岛市不同的三个乡镇农田（北纬39°47′48″―39°53′17″，东经119°24′08″―119°31′58″）选取了土样15份。采样操作使用不锈钢取土铲垂直入土，避免混入杂质，每个采样点的样品混合均匀后形成混合样，并标注采样信息，以确保样品代表性。采样布点设计采用对角线法，确保采样点分布均匀，以期全面反映农田土壤质量状况。主要监测以下指标：有机碳（OC）含量，以反映土壤中碳元素的总含量和有机质状况，对土壤肥力和作物生长有重要影响；全氮（TN）含量，以反映土壤中氮素的含量和形态，为施肥管理提供依据；全磷（TP）含量，以衡量土壤中磷元素的总量和可被作物直接吸收利用的有效磷含量；水分含量，以反映土壤水分的多少，评估土壤的墒情状况；盐含量，包括全盐量等指标，以反映土壤中可溶性盐类的总量。

监测结果（表5）如下：

表5 土壤检测结果

2 农业碳排放存在的问题及原因

从以上调查分析可以看出，农业碳排放和低碳农业发展存在的问题及原因主要有以下几点。

2.1 农业污染方面

2.1.1土壤盐含量高

土壤盐含量较高，存在盐碱化问题，影响作物生长，不利于减碳、低碳农业发展。

问题原因主要有：

1）灌溉不当

过度灌溉会导致土壤中的盐分随水分上升到地表，水分蒸发后留下盐分，逐渐形成盐碱化。灌溉水质差：使用含盐量高的灌溉水，盐分积累在土壤中，导致盐碱化。

2）气候条件

干旱或半干旱气候条件下，蒸发量大，水分蒸发带走水分而留下盐分，造成土壤盐分累积。降水量不足以淋洗土壤中的盐分，盐分难以被带出土壤，长期累积形成盐碱化。

3）土壤结构

土壤的排水能力差，盐分无法随水流排出，导致盐分累积。粘性土壤易于积累盐分，且排水不畅，容易形成盐碱化。

4）农业管理不善

过量使用化肥，尤其是氮肥，可能导致土壤结构恶化，增加盐碱化风险。不合理的耕作措施如连续种植同一种作物，未进行轮作休耕，导致土壤盐碱化问题加剧。

2.1.2土壤氮素和磷素供应不足

全氮、磷含量较低，需要增加氮肥和磷肥的施用，不利于减碳、低碳农业发展。

问题原因主要有：

1）施肥不均衡

在施肥过程中偏重于其他养分的补充，而忽视了氮肥的使用，导致土壤中氮素含量不足。未能合理补充磷肥，导致土壤中磷素含量偏低。

2）土壤流失

在土壤结构不佳或管理不当的情况下，降水冲刷和灌溉导致土壤养分流失。

3）作物吸收

长期种植高吸收氮、磷的作物，导致土壤中的这些养分被大量吸收而无法及时补充。连续高强度种植，未进行轮作和休耕，导致土壤养分供应不足。

4）土壤类型和结构

某些土壤类型对氮、磷的固持能力差，容易导致养分流失。有机质含量低的土壤，养分循环效率低，导致氮、磷供应不足。

2.2 低碳发展方面

2.2.1 农户减排意愿不足

尽管有培训和政策支持，但部分农户对减排措施的效果存疑，导致其减排意愿不足。

问题原因主要有：

1）政策宣传不足：信息获取渠道有限，农民获取政策和减排措施信息的渠道有限，导致对政策了解不全面。

2）宣传效果不佳：政府和相关机构的宣传未能充分解释减排措施的长远利益和具体操作方法，未能有效传达减排措施的重要性和实际操作步骤。

3）培训效果有限：培训内容过于理论化，培训内容可能侧重于理论知识，缺乏实际操作指导，导致农民在实际应用中感到困难。

4）缺乏实地示范：缺少实地示范和实际操作指导，农民无法直观地了解和掌握减排措施的具体实施方法。

5）经济利益驱动：短期经济利益优先：农民更关注短期经济利益，减排措施在短期内可能增加生产成本，而收益难以立即显现。

6）成本效益分析不足：缺乏对减排措施的成本效益分析，农民难以看到减排措施带来的长期经济和环境效益。

7）政策和激励机制不足：激励措施不明确，现有的政策激励措施可能不明确或不足以吸引农民积极参与减排行动。

2.2.2农业碳排放量方面

根据《秦皇岛市2023统计年鉴》计算得出，秦皇岛市北戴河区农业活动产生的碳排放量，主要来自农用柴油、水稻种植和畜禽饲养。

存在问题和原因主要有：

1）化石燃料使用

农用机械：大量使用柴油等化石燃料的农用机械设备，导致高碳排放量；

效率低下：部分农用机械设备陈旧、效率低下，燃料利用率低，增加了碳排放。

2）传统种植方式

未采用绿色技术。绿色技术普遍具备研发周期长、投入成本高、应用难度大等特点，因此市场上农业绿色技术对参与者的吸引力较弱。

3）畜牧业排放

肠道发酵：反刍动物（如牛、羊）在消化过程中产生大量甲烷（CH4）；

粪便管理：粪便在储存和处理过程中，尤其是在缺氧条件下，产生大量甲烷和氧化亚氮（N2O），这种气体的温室效应是二氧化碳的298倍。

4）农业管理措施缺乏

管理技术落后：农业生产中缺乏有效的碳管理技术和措施，导致碳排放难以控制；

政策和激励措施不足：缺乏有效的政策支持和激励措施，农民缺乏实施低碳农业的动力。

3 农田碳排放问题解决措施与建议

3.1 针对土壤盐含量高的措施与建议

3.1.1改进灌溉管理。采用科学的灌溉方法，如滴灌或微灌，以减少水分蒸发和盐分累积，同时降低能源消耗，实现低碳灌溉；使用低盐分的灌溉水，定期监测灌溉水质，防止盐分累积，有助于减少水处理过程中的碳排放。

3.1.2改善土壤结构。通过深耕和翻土改善土壤的排水性能，减少盐分积累，同时可以增加土壤碳储量，帮助固定土壤中的碳；用有机肥料和秸秆还田，提高土壤有机质含量，改善土壤结构，并通过生物降解过程固定大气中的碳，减少碳排放。

3.1.3调整种植结构。实行轮作休耕制度，种植耐盐作物或盐碱地改良作物，减少土壤盐分累积，并有助于减少土壤碳排放；种植绿肥作物，如豆科植物，增加土壤有机质，改善土壤结构，同时提高土壤碳储量，有助于减少农业碳足迹。

3.1.4盐碱化改良措施。加快微生物方面的研究，例如植物根际促生菌，对缓解盐胁迫损伤、促进盐碱土壤中植物的生长发育起到重要作用，同时减少化肥使用量，降低碳排放；施用脱硫石膏、生物炭和腐殖酸等新型改良材料，促进土壤盐分溶解和排出，降低盐碱化风险，并有助于增加土壤碳储量，减少碳排放^[8]。

3.1.5加强管理与监测。定期进行土壤盐渍化的监测管理，通过遥感等技术进行监测，及时掌握土壤盐碱化程度，制定相应措施，减少因不当管理造成的碳排放；根据土壤养分状况合理施肥，避免过量使用化肥，减少对土壤的负面影响，同时降低因施肥产生的温室气体排放。

3.2针对土壤氮素和磷素供应不足的措施与建议

3.2.1科学施肥。根据土壤养分状况和作物需求，合理搭配氮、磷、钾肥，避免养分失衡。通过平衡施肥减少过量施用，降低温室气体如一氧化二氮的排放；采用精准施肥技术，结合土壤检测和作物需肥规律，科学确定施肥量和施肥时间。选择适宜的磷肥配施方式和用量可以有效减轻一氧化二氮的排放，同时减少化肥使用带来的碳足迹。

3.2.2改良土壤结构。施用有机肥料和绿肥，提高土壤有机质含量，增强土壤养分的固持和缓释能力，例如长期秸秆还田不仅提高了土壤有效磷含量，还通过增加土壤碳储量，有助于减少大气中的二氧化碳；通过深耕和旋耕改良土壤结构，增强土壤的保水保肥能力，同时有助于固定土壤中的碳，减少土壤侵蚀和温室气体排放。

3.2.3轮作和休耕。实行轮作制度，避免连续种植同一种作物，减缓土壤养分的过度消耗，并通过改善土壤结构和生物多样性，有助于固定土壤中的碳；定期休耕恢复土壤养分，提高土壤肥力，同时减少农业生产过程中的碳排放，通过恢复土壤的自然状态来促进碳的固存。

3.2.4防止养分流失。采取水土保持措施，防止水土流失，减少养分的流失，通过减少侵蚀降低碳排放。

3.2.5定期监测。定期进行土壤养分检测，及时掌握土壤氮、磷含量，指导科学施肥；监测作物生长状况，评估土壤养分供应是否满足作物需求，调整施肥策略，以优化资源利用效率，减少农业生产中的温室气体排放。

3.3 针对农户减排意愿不足的措施与建议

3.3.1加强政策宣传。利用广播、电视、网络、手机短信等多种渠道，加强减排措施和政策的宣传，提高农民的知晓率；通过成功案例分享，让农民看到实施减排措施带来的实际效益，增强信心。

3.3.2优化培训内容和方式。在培训中增加实际操作环节，提供实地示范和技术指导，使农民能够掌握具体的减排操作方法；根据农民的教育水平和接受能力，设计不同层次的培训内容，确保培训效果。

3.3.3 提供经济激励和技术支持。制定明确的激励政策，如减排补贴、税收减免等，鼓励农民积极参与减排措施；政府部门给予创新活动充分的政策支持和信贷支持，比如设立绿色农业技术创新专项基金，为企业引进绿色农业技术提供激励和补贴等。

3.3.4开展示范项目。建立减排措施示范基地，通过示范带动周边农民学习和应用减排技术；组织农民定期观摩示范项目，进行经验交流，提升减排措施的推广效果。

4 农业低碳发展措施与建议

4.1提高农用机械效率

4.1.1不断更新机械设备。推广和使用高效节能的绿色农用机械设备，淘汰陈旧低效的机械，减少柴油消耗和碳排放。

4.1.2优化绿色农业技术专利。应该调整绿色农业技术专利“存量”，淘汰落后、低效率、重复专利，同时支持和保护低成本、包容性强的绿色农业技术创新活动，优化实用新型专利“增量”^[9]。

4.1.3推广节能操作技术。培训农民掌握节能操作技术，提高机械使用效率，降低燃料消耗。

4.2推广节水灌溉技术

4.2.1推广间歇灌溉等节水技术，减少水稻种植过程中甲烷的产生。

4.2.2采用地膜覆盖等技术，减少水分蒸发和水分过多导致的甲烷排放。

4.3改进畜牧业管理

4.3.1优化饲料配方。通过调整饲料配方，减少反刍动物肠道发酵过程中甲烷的产生。

4.3.2提升粪便处理技术。推广粪便处理技术，如堆肥和厌氧发酵，将粪便处理过程中的甲烷和氧化亚氮排放降至最低。

4.4发展低碳农业技术

4.4.1发展有机农业。鼓励和推广有机农业，减少化肥和农药的使用，降低农业生产中的碳排放。

4.4.2发展碳管理技术。采用碳封存技术，如生物炭、秸秆还田等，增加土壤碳储存，减少大气中二氧化碳的浓度。

4.5政策支持和激励措施

政府制定和实施支持低碳农业的政策，引导农民采用低碳生产方式。提供补贴和税收减免等经济激励措施，鼓励农民购买节能设备和采用低碳技术。

4.6加强监测与评估

4.6.1加大农业环境污染治理投资力度的同时加强监管。增加种植业污染防控和治理、畜禽粪污资源化利用等农业农村环保项目投资，加强对投资资金的监管力度，优化资金使用结构，强化农业环境污染治理对绿色农业技术创新抑碳的调节作用。

4.6.2发展使用农业机械智能监测。系统农业机械智能监测系统在农田管理中的应用对提高农业生产效率、优化土地利用、降低成本和保护生态环境具有重要意义^[10]。

4.6.3加大碳排放监测力度。建立农业碳排放监测体系，定期监测和评估农业生产中的碳排放量。

4.6.4进行绩效评估。对实施低碳农业技术和措施的效果进行评估，推广成功经验。

参考文献

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[3][CRIPPA M, SOLAZZO E, GUIZZARDI D,et al. Food Systems are Responsible for a Third of Global Anthropogenic GHG Emis- sions[J]. Nature Food, 2021(3):198-209.

[4]郭海红, 刘新民. 粮食安全与农业绿色低碳发展协同推进机制研究——基于粮食主产区政策的准自然实验[J]. 湖南师范大学社会科学学报, 2024, 53 (03): 13-28.

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[7] 曾晨, 刘文平.加强多学科交叉研究提升耕地固碳增汇能力[N].   中国自然资源报,   2021-09-03   (003).     

[8]马凯,饶良懿. 我国土壤盐碱化问题研究脉络和热点分析[J].中国农业大学学报,2023,28(11):90-102.

[9]唐菁,易露.中国绿色农业技术创新的碳减排效应研究[J].农林经济管理学报,1-13.  

[10]刘琪琦.农业机械智能监测系统在农田管理中的应用[J].河北农机,2023,(17):22-24.