广西碳中和实现的生态农业发展路径探索

向媛秀，吴健婧

（广西职业师范学院，广西 南宁 530007）

2021 年10 月24 日，中共中央、国务院印发的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》明确，到2060 年，绿色低碳循环发展的经济体系和清洁低碳安全高效的能源体系全面建立，能源利用效率达到国际先进水平，非化石能源消费比重达到80%以上[1]。世界气象组织发布相关数据强调，未来5 年全球年平均气温较工业化前水平升高1.5 摄氏度的几率近半[2]。为应对全球气候变化，世界各主要经济体纷纷制定碳减排目标。我国也明确制定了30·60 双碳目标。然而双碳目标任务非常艰巨，从实现碳达峰到实现碳中和，欧美发达国家经历了50 年到70 年，而我国的目标期限仅为30 年，存在诸多困难，以致2021年9月以来，出现了在价格机制和能耗双控压力之下的“拉闸限电”现象，波及黑龙江、吉林、辽宁、广东、江苏、广西等10 余个省份。实现双碳目标，特别是碳中和任务，迫切需要增加碳汇，寻找现实的、可持续的碳中和新路径成为必然趋势。

碳中和是指企业、团体或个人测算在一定时间内，直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。碳中和着力点在“碳汇”，即把人类产生的二氧化碳通过直接或间接的手段，直接封存起来或间接减少化石能源的利用。碳中和涉及碳排放交易制度安排、技术创新等一系列重大问题。1997年，《京都议定书》首次提出碳排放市场可作为减少温室气体排放的机制[3]。2021 年7 月起，我国正式启动北京、天津、上海、重庆、湖北、广东、深圳、福建8 个试点区域碳交易市场，明确了要将电力、石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸和航空8 个行业逐步纳入碳交易市场。首批纳入全国碳市场企业二氧化碳排放超过40×108 t，成为全球规模最大的碳市场[3]。在农业碳汇方面，美国、澳大利亚等国已就农田土壤碳汇市场

交易开展实践，并形成了一些经验做法[4]，核心就是农民按照土壤碳（有机质）变化量减去项目排放量增量所获得的土壤碳净增量，获取土壤碳信用额，然后参与碳市场（或场外）交易。新西兰则将林业部门纳入碳市场[5]。我国目前首单农田碳汇交易在2022 年才完成，经验有待于完善[6]。在碳汇技术创新方面，目前国际上的研究热点在碳捕获封存技术（CCS）和碳捕获、利用与封存技术（CCUS）[7]；前者是把生产过程中排放的二氧化碳进行提纯，然后投入特殊地质结构如海底中进行封存，后者是将提纯的二氧化碳投入到新的生产过程中，例如石油开采中的驱油，予以循环利用，同时进行封存，但现阶段这些技术成本还比较高，难以推行。国内一些机构则在二氧化碳的捕集、联产、多重耦合等方面进行了进一步创新，并已初步应用[8]。无论如何，农业碳汇都是目前最经济有效的碳减排乃至负碳排手段。近年来，与农业碳汇有关的生态农业技术开始得到关注或应用，如二氧化碳人工合成淀粉[9]、秸秆生物质利用[10]、[11]循环经济技术和EM 技术绿色生态养殖[12-13]、耕地固氮[14]、光能微生物制氢[15]、产生物塑料[16]、光伏+生态农业[17]等，但对生态大农业与碳中和的关联报道还不多见。作为自然资源禀赋得天独厚、农业发展全面增速的广西，发展生态大农业，助力碳中和，可以大有作为。

一、农业碳排放与碳汇分析

长期以来，对“双碳”的理解，人们关注的往往是与化石能源直接有关的行业，如能源、交通和建筑等，对农业碳排放与碳汇分析还比较少见。中国是世界第一碳排放大国，而快速发展的农业是排在化石燃料燃烧之后的第二大碳排放来源，对气候变化的影响不可忽略[18]。传统上，农业可分为种植业和养殖业两大类型。种植业的产品包括粮食、油料、棉麻、糖、瓜果蔬菜、木材、工业原料等，养殖业的产品包括猪、牛、羊、鸡、鸭、鱼、虾、蟹、贝等。其类型除传统的农林牧副渔外，还包括新型的休闲农业、观光农业和都市农业等。碳中和背景下的农业，除种植养殖外还有着更广泛的定义，即凡是农业活动及由此直接引发的碳排放负担的行业，都可归之于大农业范畴。大农业的碳排放，除传统的农资投入、动力消耗等要素外，还包括由于农药化肥等化学投入品对土地的污染而造成土壤生命力的破坏、水土气的污染，然后再予修复产生的碳排放。

据此，可将碳排放分为直接碳排放和间接碳排放。直接碳排放主要是由农业物资的投入所引起的，包括化肥、农药、农用薄膜、农用燃油、育种播种和农业灌溉。胡婉玲等测算了1997—2017年中国31个省份农业碳排放（耕地），数据显示全国化肥、农药、薄膜、柴油、播种、灌溉的碳排放（以万吨计），其中广西分别为189.81、28.96、 15.52、 30.96、 1.91、 3.85， 合计为270.74，排第11 位；单位耕地面积碳为622.54 kg/公顷，排第16 位，高于全国平均值583.65 kg/公顷[19]。广西农业发展潜力很大，但农业碳排放强度高于全国，亟须通过提升科技水平和提高生产效率来降低碳排放强度。除种植业外，中国还有庞大的水产畜牧养殖体系，其碳排放同样不可忽视。旷爱萍等人较为全面地从生产投入视角将农业碳排放来源划为三大类:一是农地利用过程中投入农药、农膜、化肥、柴油等生产要素所导致的直接或间接的碳排放；二是以水稻为代表的种植业，认为生长发育过程产生的甲烷(CH4)等温室气体排放；三是猪、牛、羊等反刍动物养殖过程中，由于畜禽肠道发酵和粪便管理带来的甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放[20]。他们运用碳排放系数法测算广西农业碳排放量，测得2005年广西农业碳排放总量为257.88 万吨， 2018 年为322.67 万吨，其结论与胡婉玲等人[20]的相类似。间接碳排放主要是指应对农业引发的环境负担而产生的碳排放，如环境治理与修复等。遗憾的是，这方面还没有确切溯源的数据。近年来，我国农药化肥残留的危害不可忽视[21]。国土资源部门2014 年公布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，全国土壤总超标率16.1%。“十四五”期间，拟对1000 万亩耕地进行修复，预计将花费1500 亿，全部修复将要4.3 万亿以上。以上费用若折算成碳汇价格，再换算成碳排放，将达千亿吨以上[22]。

农业是一个巨大的碳汇行业。通常，碳汇（carbon sink），是指通过植树造林、植被恢复等措施，吸收大气中的二氧化碳，从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。农业碳汇是指农田生态系统对空气中的二氧化碳吸收，然后固定在土壤和农林作物中的一系列活动，其实质是林业、种植业，通过植物的光合作用和土壤有机质积累，或者水产养殖业通过藻类食物链的传递，实现对空气中的二氧化碳的固定。目前，对农业碳汇的研究还停留在计算方法和计算模式的探讨中，实际应用几乎是一片空白。吴嘉莘等人归纳了目前已有的农业碳汇计量的研究成果，认为农业碳汇的测算包括三个方面，即农田土壤的固碳测算、农作物光合作用的固碳测算、秸秆还田的固碳测算；同时指出，需要改进碳汇的测算方法和范围，使之更加准确[23][24]。笔者认为，要从大农业的视野，对农业进行全生命周期分析，才能得出正确的碳汇数据，从而形成正确的指导意见。农业碳汇也分直接碳汇和间接碳汇。直接碳汇主要包括森林碳汇、耕地碳汇、草地碳汇、湿地碳汇和海洋碳汇等。据统计，在陆地生态系统二氧化碳总储存量中，森林碳汇约占46%、草地碳汇约占23%、耕地碳汇约占10%[25]。间接碳汇是指通过节能减排活动，减少化石能源的消耗，它甚至包括某类农产品对下游影响带来的碳排放削减，如绿色安全生态的农产品可大大消减环境负担甚至疾病负担，因之产生额外的碳排放从而带来间接碳汇。王绮等人计算得出2013 年广西耕地碳汇量为2719.05 万吨，居全国第4位，潜力巨大[26]。

二、广西农业碳汇估算

广西土地总面积23.76 万平方公里，其中水域面积为3.3%，平原和台地面积为27%，山地、丘陵和石山面积为69.7%，60%以上的土地为森林所覆盖，高出全国平均水平约2 倍[27]。根据碳汇要求持续性、稳定性的特点，从产品的全生命周期来分析，本文把经济林和瓜果蔬菜剔除在碳汇之外，忽略低产量的碳汇产品（如贝类等），以木材（林业经济生物量）、耕地农作物（种植业非经济生物量）、水产品（养殖业经济生物量）来计算广西农业的木材碳汇、耕地碳汇、养殖业碳排放，然后得出其净碳汇值。

（一）木材碳汇

杨洪晓等认为，生物量碳库蕴含了大量的有机碳，国际上通常以0.5 作为生物量和碳之间的转换系数，木材气干密度以0.5 吨/立方米计，得出广西（2019年）木材的碳汇是3300万吨[28]。

其计算式是： 3600×0.5 ×0.5× （44/12） =3300万吨。

（二）耕地碳汇

根据学者已有的研究，得出广西耕地碳汇每年平均为2448.31万吨，数据如表1所示。

表1 广西农业（耕地）碳汇

（三）养殖业碳排放

2019 年养殖业总量753.16 万吨，由于总体产生的非经济生物量很少，从全生命周期分析，属于碳源行业，即碳排放行业。按料肉比1:1 保守估算，采用Van Bemmelen 因数1.724，估算出2019年养殖业碳排放为1602万吨。

其计算式是：（753.16/1.724） × （44/12) =1602 万吨。

综上，广西每年农业的碳汇量（净）约为4146 万吨。可见，广西农业碳汇蕴量巨大，是一支非常重要的碳中和力量。

三、生态大农业对发挥广西农业碳汇作用的意义

要保持好、发展好农业碳汇，助力碳中和，必须提高碳汇，需要从如下三个方面着手：一是减少投入端的碳排放，二是废弃物资源化利用，三是提高农产品产量和质量，而这正是生态农业的愿景和使命，也是生态农业的功能和目的，所以发展生态大农业对发挥广西农业碳汇作用具有重要意义。从碳汇的特点来看，农业活动与碳汇息息相关，是一种具有巨大潜力的碳汇行业，要实现碳中和，必须大力发展生态大农业，走低碳零碳负碳农业之路。

生态农业（Eco-agriculture，简称ECO），是按照生态学原理和生态经济规律，因地制宜地设计、组装、调整和管理农业生产和农村经济的系统工程体系。碳中和背景下的生态大农业，是指以生态农业为基础，把发展生态农业与第二、三产业结合起来，通过合理规划布局、人工设计生态工程、协调发展与环境保护之间的矛盾，形成生态上与经济上两个良性循环，经济、生态、社会三大效益的统一。

生态大农业在碳中和的作用表现在以下四个方面：一是增加碳汇。通过统筹产业布局，同时耦联第二、第三产业，大幅增加碳汇，也为未来碳汇经济奠定基础。二是减排。在2015 年农业部推动“减肥减药”行动以来，各地普遍运用“生态+”种养技术[29-31]，从源头减少化学品的投入，取得了良好效果。三是保护环境，大幅减少水、土、气的污染及由此带来的碳排放。四是增加经济效益，通过运用先进的低碳技术，实现低投低耗、高质高产，实现较好的经济效益并可持续发展。

不可忽视的是，农业是一种经济活动，它必须产生经济效益，所以在整个农业过程中，综合运用生态技术，包括低碳循环经济技术、微生态技术、清洁生产技术等，来减少农药、化肥等化学投入品的使用，减少动力的消耗，增加产量，提升品质，确保安全等，显得尤为重要。而减排、提质增效、推动技术创新这几点正是生态大农业的意义所在。

四、发展生态大农业助力碳中和面临的困难

当前发展生态大农业、助力碳中和还存在一定困难，主要有如下四点。

（一）人才匮乏

碳中和背景下的生态大农业瞄准的一个目标是碳汇交易，这是未来农业转型升级的一个新的增长点，要实现生态大农业转型、创新发展，亟须直面人才储备等方面的挑战。与之相关的人才主要包含三大类：“碳中和”技术研发新理工科人才、碳金融人才，以及碳制度人才。这三种人才都要求学科交叉、工科理科文科能力叠加。包括碳设计、碳规划、碳技术、碳市场、碳金融及由碳交易衍生的碳核查、碳审计、碳会计、碳资产管理和碳金融衍生的碳信贷、碳保险、碳债券等，这些工作专业性强，可资利用的人才少，目前，全国都十分缺乏这些方面的人才，广西更是缺乏。

（二）认知不一

关于农业的命根子——耕地，究竟是碳汇还是碳源（碳排放），目前学界的认知还不统一。王绮等认为，耕地具有较强的CO2吸收功能，耕地碳汇的主要来源是耕地地上秸秆和地下根茬[26]。杨雪梅则认为，农田生态系统在生产粮食的过程中对环境造成了温室气体排放，带来了巨大的负价值[32]。此外，目前很少有学者对农业产品生命全周期碳汇进行研究，对于农业碳源与碳汇的测算方法还未能统一，对农业碳汇的测算依据和受益者还不清晰。甚至有的对生态大农业与碳汇的认识还存在一定误区，影响了产业规划和布局。如有的盲目推崇外国的免耕、轮作、覆盖措施，忽略了国内农业基础的现实条件和长期以来科学有效的精耕细作传统，缺乏比较研究，变成了唯碳汇而碳汇；有的只及一点不及其他，盲目乐观，如对养殖业的认识，没有考虑到饲料投入和环境处理的碳排放，也没有考虑产品的消费路径，从而得出畜禽养殖碳排放量最小的结论或急忙作出“负碳渔业”的宣传。

（三）机制未立

如前述，本文探讨了广西三种农业碳汇/碳排放，除森林碳汇研究应用比较成熟外，其他形式的农业碳汇离正式交易还有很大的距离。2004年，我国碳汇工作开始起步，中国明确把增加森林碳汇作为了一个重要的增汇的措施，原国家林业局已将广西利用世界银行生物碳基金开展的造林再造林项目作为碳汇试点实施，截至2017年9月，广西有2 个CDM 林业碳汇项目获得CDM 执行理事会批准注册。2011 年11 月1 日，全国林业碳汇交易试点平台正式启动，包括阿里巴巴在内的10 家企业签约认购了首批14.8 万吨林业碳汇[33]。现在的主要问题是农业碳排放的系统核算比较困难，而要进行碳交易，必须先登记，要通过相关检测、评估和认证，不但限制条件多、流程复杂，而且要求体系完备，这些条件目前还都不具备，所以暂时无法开展农业碳汇交易。

（四）技术欠缺

生态大农业技术比较欠缺，应用还不普遍。土壤修复技术、化肥高效利用技术、低碳循环经济技术、分子育种技术、智慧农业技术、碳检测技术等还有待深入研究和加快应用。

五、发展生态大农业，助力广西碳中和的建议

发展生态大农业，助力广西碳中和，人才是关键，交易是核心，制度是保证，技术是基础，本文结合广西实际，提出如下四项建议。

（一）加大人才培养力度，培养“双碳”专业人才

深刻领会党中央、国务院的政策精神，加强创新能力建设和人才培养。自治区层面，可以成立双碳研究院，组建特色双碳技术创新中心；有条件的高校要根据教育部已下达双碳人才培养计划[34]，借鉴其他高校的做法[35]，设立双碳相关专业，强化国家目标、市场需求与学科建设间的联系，突破学科专业壁垒，支持多学科协同，培养一批既懂政策，又懂专业的复合型人才，特别是碳减排、碳汇、碳排放权交易、碳金融、碳检测、碳认证、碳标签等学科建设和人才培养。同时，要鼓励和支持高校积极与海外大学和专业机构合作，培养国际化、能投身全球气候治理和全球碳市场运行的专门人才。

（二）加强基础理论研究，形成农业碳汇和生态大农业增汇等系统性的统一认知

毋庸讳言，目前农业碳汇理论还未建立、生态大农业增汇数据还几乎是一片空白，加上其下游的不确定性，还很难获得碳汇市场的认同。其采用指标、计算方式、双碳模式尚在起步研究阶段，更谈不上有统一意见和认识。但这也给广西以弯道超车的机会，可以以相关耦联的第二产业为支点，准确识别出上游农产品的消费和应用路径，研究给出不同路径的碳汇因子，从而打破和跨越农业碳汇的门槛，为下一步进入碳汇市场打下良好的基础。

（三）加大政策支持力度，推动农业碳汇入市

农业碳减排行为产生的生态效益和农业碳汇功能产生的减缓气候变化作用，具有典型的正外部性[36]，因此，农业碳汇价值的实现需要国家的适度干预，可试点设立农业碳汇交易平台，将农业碳汇作为碳市场的交易对象，科学设计市场交易机制，加强监管，由此实现农业碳汇功能正外部性的内部化。目前，厦门产权交易中心走在了前面，2022 年5 月5 日，由该中心设立，提供农业碳汇开发、测算、交易、登记等一站式服务的全国首个农业碳汇交易平台成立[37]。2022 年7 月19 日，全国首单农田碳汇交易在福建海峡股权交易中心顺利交割，此次交易，由福建环融环保股份公司购买福建省南靖县龙山镇农田碳汇0.7万吨[38]。总体来说，由于我国农业尚未被纳入碳排放配额（CEA）市场，只能通过核证自愿减排量（CCER）交易市场进行碳汇交易，因此农业碳汇交易并不活跃，从2022—2023 年农业碳汇交易的实践来看，碳汇交易不活跃的根本原因在于农业碳汇开发成本高于交易价格，即成本大于收益，因此迫切需要政府通过碳汇补贴、低息贷款或减免相关税收等形式来推动农业碳汇市场的培育和发展。在广西，可以尝试以甘蔗产业为突破口，开展碳汇交易试点。因为甘蔗是稳定生产的大宗农产品，且非经济生物量高，碳汇属性显著，其生产又都是规模化的，受益人明确，通过建立统一规范的甘蔗碳市场及碳排放统计核算体系，完善碳市场排放数据管理和发布等制度，辅以相关激励政策和激励机制，可促进制糖企业参与技术研发的积极性，然后再以企业为支点，反哺生态农业，从而使生态大农业和碳中和形成良性循环，助力实现碳中和。

（四）发挥当地技术优势，加快生态农业技术的研发和应用

以广西现有的与生态农业相关的国家级和省部级重点实验室、生物工程中心为基础，搭建政研学企联合平台，在基于生态农业实践的碳中和技术方面进行深入研究和开发，实现农产品全生命周期的低碳生产，循环利用，实现低碳零碳负碳关键技术的突破。同时，优化产业布局，调整产业机构，以大农业为出发点，按“整体、协调、循环、再生”的原则，因地制宜，全面优化农业结构，使农、林、牧、副、渔各业和与之相关的第二、第三产业综合发展，并使各业之间互相支持，相得益彰，提高综合生产能力。此外，还要注意集成相关技术，开发智慧农业、休闲农业、观光农业、城市农业等新业态。通过综合努力，打下碳中和的坚实基础。

守护人类共同家园，构建人类命运共同体，必须实现碳中和，在广西发展生态大农业，将实实在在推动碳中和，并为全国球乃至全球碳中和贡献广西力量。