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简述低碳农业的研究进展 农业生态学报告专业：种子科学与工程班级：09级2班姓名：张慧敏 学号：20090655摘要低碳农业是生物多样性农业。用碳经济来衡量传统农业，必然促使曾经的高碳转入低碳发展，由此看来低碳已经成了不可阻挡的趋势。那么就传统的高碳农业到新型的低碳农业，我们可以看到各种不同的农业方面在开始发生一定程度的转变，而这种转变正是为低碳农业服务的。低碳农业的提出，必然会有它的发展，各种发展模式的提出，以及随着经济基础的提升，低碳农业成为低碳经济举足轻重的一部分。那么就低碳农业的现状和发展，本文做出简要说明及分析。关键词 低碳农业 模式 低碳过渡 发展正文 随着低碳的提出，农业作为生活生产的一大方面，低碳农业很快也“挺身而出”，并开始“侵染”全国各地。低碳农业就是生物多样性农业。农业的发展经历了刀耕火种农业阶段、传统农业阶段和工业化农业阶段。工业化农业过程对生物多样性构成威胁：农田开垦和连片种植引起自然植被减少，以及自然物种和天敌的减少；农药的使用破坏了物种多样性；化肥造成了环境污染，进而也引起生物多样性的减少；品种选育过程的遗传背景单一化及其大面积推广，造成了对其他品种的排斥如果用碳经济的概念衡量，这种农业可以说是一种“高碳农业”。改变高碳农业的方法就是发展生物多样性农业。生物多样性农业由于可以避免使用农药、化肥等，某种意义上正属于低碳农业。 按照专家的说法，低碳农业是一种比广义的生态农业概念还更广泛的概念，不仅要像生态农业那样提倡少用化肥农药、进行高效的农业生产，而且在农业能源消耗越来越多，种植、运输、加工等过程中，电力、石油和煤气等能源的使用都在增加的情况下，还要更注重整体农业能耗和排放的降低。但这是不是就意味着低碳农业只是一个离我们比较遥远空洞的概念呢？绝对不是，最简易、最有效的例子就是植树造林，因为据科学测定，一亩茂密的森林，一般每天可吸收二氧化碳67公斤，放出氧气49公斤，可供65人一天的需要。在“高碳”到“低碳”之间是一个循序渐进的过程，我们无法忽略这个过渡。其过渡表现在不同方面，下面列举四方面：（一）、有机农业。耕地占据了三分之一的地表面积，还有三分之一被森林所覆盖。目前，温室气体正以前所未有的惊人速度使全球迅速变暖，而地表通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，是降低温室效应的一个重要的办法。 土壤，包括天然草原，是一个巨大的储碳库。只要运用一些简单的方法，就像有机农民所用的那些方法，仅土壤固存的碳就可以抵消掉温室气体总排放量的四分之一。有机农业能够优化可再生资源的以及农业生态系统中养分和能流的特征，同时避免耕地或干泥炭地中氧化亚氮和沼气的排放。相同的生产区，有机体系的排放量往往低于传统体系的排放量。要增加固碳能力要求土壤保持植被的覆盖。有机农业由于不再需要伐林垦荒，因此有助于减少森林砍伐。同时无需人工合成肥料来提高土壤的肥力，通过间作和淡季耕种豆科植物，利用其固氮作用来促进土壤肥力。这种方法并没被传统农民所采用，常年的混农林种植也能够保持单位面积内的生物数量以及与有机农场相当的碳储量，但这种做法还不普遍。（二）、有机牧场和有机畜牧业。 有机牧场和有机畜牧业的管理主要采用可持续放牧率（每公顷两个动物单位）和循环放牧策略。现有数据表明，牧场蓄养的和草饲的有机牛肉的能量比粮食喂养的牛肉低一半。有机畜牧业系统重新把动物引入到耕作系统中，集约农业依靠大量的施肥和外部投入，导致粮食生产成为了温室气体排放的主要原因，与之相比，有机系统中的养分和能量循环更加均衡。虽然有必要进行一些研究以改进这种喂养策略，但是更好的消化高品质草料能显著降低沼气的排放量。传统农场中肥料储存所释放的沼气要比有机农场高出25%。（三）、非矿物有机肥。农用化学肥料和农药的生产、包装以及施用过程所消耗的能源在全部农业能源和化石燃料消耗量中占有很大一部分比例。合成农用化学品的使用带来大量的温室气体排放，无论在氮肥的生产过程中还是农田中使用的氧化亚氮其温室效应潜值是二氧化碳的310倍。试验发现，非矿物有机肥能够增加土壤有机碳含量，从而将大气中大量的二氧化碳固化在土壤中。 农业中另一个消耗化石燃料的主要途径是用于耕地和灌溉的机械。根据最近的调查结果显示，尽管不耕地会带来杂草问题，还需要解决，但有机系统由于不使用耕地机械而能够避免的碳排放量约为879公斤/公顷/年。针对有机系统直接播种的研究刚刚起步。即使耕地，在地下30厘米以下有机土壤提供的碳和氮的浓度也比其他所有的土壤管理系统更高，并给土壤带来更大更长期的好处。此外，有机管理土壤中的生物保有量能够改善土壤的保湿能力，减少百分之三十至四十的灌溉需求。 （四）、多样化的有机农场。世界大多数饥民都是生活在半干旱农业地区的农民。在这些边远地区或是处于干旱等不利环境条件下，有机系统的表现要胜于传统农业。有机管理方法能够在多变的气候条件下提高当地的粮食产量，与传统农场相比，多样化的有机农场能够更顺利地经过自然演替过程，表现出更好的适应性，避免农业生态系统崩溃。 低碳经济是近年来新出现的一个名词，低碳农业经济对绝大多数人来说，更是闻所 未闻。但只要留心观察，就会发现，由于多年来重视农业生态环境的传统和近年来对循环农业经济的关注，低碳农业经济形态已存在于我国各地的广阔农村之中。对这些形态各异的低碳农业经济进行归纳分类，大致有以下模式。 1、有害投入品减量、替代模式。化肥、农药、农用薄膜的使用，是_丁业革命成果在农业上的应用，对农业的增产作用显著。但负面作用也不可忽视，既有可能带来农产品的残毒，又有可能带来农业面源污染和土壤退化，影响农业的可持续发展。多年来，各地积极探索化肥、农药、农用薄膜的减量、替代。如用农家肥替代化肥，用生物农药、生物治虫替代化学农药。用可降解农膜替代不可降解农膜。农业部门开展的测土配方施肥和平衡施肥，根据土壤状况和农作物生长需要，确定化肥的合理施用量，深受农民欢迎。 2、立体种养的节地模式。立体种植、养殖充分利用土地、阳光、空气、水，拓展了生物生长空间，增加了农产品产量，提高了产出效益。在江苏的江海冲积平原，常见的有农作物合理问种、套种的农作物立体种植，桑田秋冬套种蔬菜、桑田夹种玉米的农桑结合。意杨林中套种小麦、大豆、棉花等农作物的农林结合，苗木合理科学夹种的苗木立体种植，稻田养殖、菱蟹共生、藕鳖共生、藕鳝共生的农渔结合，稻田养鸭的农牧结合，意杨树下种牧草，养殖羊、鸭、鹅的林牧结合，水网地区的渔牧结合等。3、节水模式。目前，我国农业年用水量约为4000亿11 ， 占全国总用水量的68%，是最大的用水户。其中灌溉用水量为3600亿3800亿m ，占农业用水量的90%以上。据水利部农水司测算，全国灌溉水利用系数仅为0。46，即从水源到田间，约有一半以上的灌溉水因渗漏、蒸发和管理不善等原因没有被作物直接利用。灌溉后农田水的利用效率也很低，每立方米水生产的粮食约lkg，仅为发达国家的一半。多年来，各地大力发展节水型农业，采取科学的工程措施，积极发展砼防渗渠道和管道输水。成功地减少和避免了水的渗漏与蒸发；改造落后的机电排灌设施。推广水稻节水灌 溉技术和农作物喷灌、微喷灌、滴溉等技术，较大限度地提高了水资源的利用率。 4、节能模式。推广节能技术，从耕作制度、农业机械、养殖及龙头企业等方面减少能源消耗。改革不合理的耕作方式和种植技术，探索建立高效、节能的耕作制度。大力推进免少耕、水稻直播等保护性耕作。旱作地区推广耐旱作物品种及多种形式的旱作栽培技术。冬季建造充分利用太阳能的温室大棚，种植反季节蔬菜。推广集约、高效、生态畜禽养殖技术，降低饲料和能源消耗。利用太阳能和地热资源调节畜禽舍温度，降低能耗。 5、“三品”基地模式。“三品”指无公害农产品、绿色食品、有机食品 这3种农产品因其品质好、无农药残留或微农药残留，深受消费者欢迎。近几年。各地大力推进“三品”基地建设，农产品的安全性能大大提高。 6、清洁能源模式。利用农村丰富的资源发展清洁能源. 目前主要有：风力发电、秸秆发电、秸秆气化、沼气、太阳能利用等。特别值得一提的是，近几年，各地积极实施“一池(沼气池)三改(改厕、改厨、改圈)”生态富民工程，既净化了环境，又获取了能源，还增加了收益，农民群众对此赞不绝口。 7、种养废弃物再利用模式。如秸秆还田培肥地力、秸秆氨化后喂畜、秸秆替代木材生产复合板材、利用桑树修剪下的枝条种植食用菌、利用畜禽粪便生产微生物有机肥、将花生壳粉碎加工成细粉再利用等。 8、农产品加工废弃物循环利用模式。如稻米加工企业可以利用优质稻米为原材生产精制米、米粉、米淀粉。产生的稻壳可作燃料，米浆水中可提取淀粉，再从淀粉中提取葡萄糖和米蛋白，过滤后的水送养猪场喂猪。养猪场有机肥施入企业的稻米生产基地。 9、区域产业循环模式。在一个区域内，产业与市场构建种植业、养殖业、加工业、流通业之间的产业大循环，形成经济发展的良性循环。 l0、农业观光休闲模式。近几年。到农村观光休闲。已成为城市居民度假休闲的一种新选择，观光休闲农业因此获得较快发展。目前观光休闲的主要场所，有农村天然景观、历史人文遗址、休闲农庄、农业高新技术园区、特色农业产区、特色产品专业市场、知名度高的乡镇企业等。在广大农村，也到处都有“农业低碳化”的文章可做。在新农村建设中推行“一池三改”，把沼气建设与改厨、改厕、改圈结合起来，生活垃圾、牲畜粪便、作物秸秆发酵成沼气，残留物沼液可以代替农药，沼渣可以代替化肥，既变废为宝，美化环境，又节省开支，增加收入，这就是典型的农业低碳化。 除此之外,无论是按照传统的做法,把秸秆深翻到土壤里腐烂做基肥，还是把秸秆粉碎掺加畜禽粪便发酵后做生物质有机肥，或者将秸秆作原料，制作成各种类型的纤维板、燃料，都可以大大减轻对生态的破坏、对环境的污染。在我省的壶关县，一亩玉米地产出的秸秆就可以压制出半吨秸秆炭，1.3吨秸秆炭即可满足一户农民全年的取暖做饭。 所以,在农业生产和生活中,无论是节地、节水、节肥、节种,还是节电、节油、节柴（节煤）、节粮，只要是可以降低农业生产成本，保护农业生态环境，增强土壤的固碳能力，减少温室气体排放，都属于化解农业风险，发展循环农业、低碳农业最有效最现实的形式。 当然，从目前的生产方式来看，低碳农业虽然前景广阔，但距离“低碳农业”的标准还有很大差距。首先，劳动力是发展低碳农业前期投入成本中的主要部分，尤其是知识型劳动力的投入；其次，我们目前的农业生产特点决定了规模化低碳农业发展的困难。例如，一个农户或一个种植园实行低碳农业的模式，而周围的耕地仍是化学农业，这个生态模式的土壤、空气和水源仍旧受到影响和污染，这就需要在组织形态上进行改变，比如成立生态农户合作社等。此外，发展低碳农业，需要大面积采用生态农业的部分技术、需要相应的生产技术与之相匹配、需要政府和一些高校社会组织专业人员的指导和培训，特别是市场的衔接。同时，我国鼓励低碳农业的政策和优惠措施应该更完备、机制可以更灵活。 由此看来，“低碳农业”的发展不是玩时尚的概念，而是重在科技的持续扶持及加大各种资源要素投入，以点带面，最终形成带动农民增收、农业增效的可持续发展模式。由以上可知，低碳农业的发展势必会给人类带来巨大的收益。那么，如何发展低碳农业呢？就理论研究而言，我们要弄清低碳农业的内涵、任务、目标、举措、机制、政策等，并要深入了解应该如何在过去的生态农业、立体农业、循环农业、观光农业的基础上加以凝练与提升。实际上，低碳农业内涵古而有之，只是现阶段概念要义的更新与高新技术的介入而使其得以深化并提升。从系统观点认识，低碳农业是一个追求的整体目标，也是一个复合的技术体系，其基础应该是现代生态农业和农业循环经济。 于此，值得注意的是，在农业发展中仍存在着较为严重的环境污染及资源浪费现象，例如耕地紧缺与粮食安全矛盾，畜牧发展与饲料不足的困惑，资源不足与过度开发，凡此种种，令人担忧。同时，大量畜禽排泄物引起了农业面源污染，使得地表水及地下水污染严重；作物种植过程中大量农药和化肥的使用、水稻秸秆再利用方式不当及CH4排放等引起的环境污染问题；农业节水技术发展相对落后等，都将使得农业可持续发展面临严峻的考验。如何实现新的突破，怎样寻求新的出路，这是新时期提出的新命题，就此也为发展低碳农业提供了良好机遇和广阔天地。 话说，实践是检验真理的唯一标准。就低碳农业从实践意义认识，依靠科技进步，发展低碳农业，就是要从不同的层次来介入，因地制宜地建立不同的模式。特别要强调的是，发展低碳农业要科学规划，合理设计，项目带动，转型提升。很显然，不同问题要具体探讨，不同区域要详尽研究，不同层次要分别建模，不同优势要顺势发挥。切不可一哄而上，更不可拼凑而就。例如水田、旱地、坡地、山地如何抓住侧重点，是至关重要的。对于水田，要设法降低甲烷排放；对于旱地，要着力减少氧化亚氮释放；对于种植业，要推广立体农业模式，提高光能利用效率；对于养殖业，要推广循环农业模式，提高综合利用效率；对于加工业，要推广绿色农业模式，提高整合集成效率等。当然还要优化农业系统结构与合理调整生产方式，使之有利于实现高产、优质、高效、安全、生态的目标。这其中有技术环节要突破，也有优惠政策要引导的问题。专家们认为，依靠科技进步，着重要突破减量化技术运用，实现资源节约；要突破再利用技术运用，充分挖掘潜力；要突破再循环技术运用，强化综合开发；要突破可控化技术运用，