新冠疫情对中国农业碳排放的深远影响

随着全球气候变暖问题日益严重，科学家们对于各行业温室气体排放的研究也在不断深入。近日，一项来自昆山杜克大学和扬州大学的研究团队的关于新冠疫情期间中国农业碳排放变化的研究结果引起了广泛关注。该研究系统地核算了2019至2021年间中国农业活动所产生的温室气体排放，包括作物和畜牧业生产，以及农业物资和能源投入。研究发现，中国农业的净温室气体排放量（NGHGE）在这三年内呈现增长趋势，其中甲烷（CH₄）排放在总排放中占比最高，超过65%，主要由家畜肠道发酵和水稻种植引起。

甲烷排放成为主导因素

根据该研究，CH₄排放在中国疫情期间的净温室气体排放增长中起到了主导作用。家畜肠道发酵和水稻种植是主要的排放源，CH₄排放占总排放量的65%以上。研究表明，2019年，中国农业的净温室气体排放量为7.29亿吨二氧化碳当量（CO₂-eq），到2021年增至7.40亿吨。尽管年度增长率略有波动，但整体趋势呈现上升，2021年的增长率达到了1.34%。

疫情期间，畜牧业的变动是导致净温室气体排放变化的主要原因之一。由于新冠疫情对供应链的冲击和需求的减少，养猪业受到了显著影响，导致粪便管理的CH₄排放大幅增加。研究发现，从2019到2021年，猪粪管理的CH₄排放量增长了26.3%，在2021年进一步增加到6.92 × 10⁷吨。猪粪管理对CH₄排放的贡献从75.3%增加到81.0%。

氮氧化物和二氧化碳排放

在温室气体排放结构中，氧化亚氮（N₂O）和二氧化碳（CO₂）分别占总排放量的22%和18%。N₂O排放主要来源于氮肥施用和粪便管理，其排放量在研究期间有所下降。研究指出，N₂O排放的主要来源是氮肥使用和粪便管理，优化这两方面的管理措施对于降低N₂O排放至关重要。

CO₂排放则主要来自柴油使用和农业电力消耗，占了CO₂总排放量的60%以上。研究显示，不同地区的CO₂排放因农业投入和能源使用差异而异。因此，因地制宜的减排措施尤为重要。比如，在江苏和广东等现代化农业地区，农业电力使用产生的CO₂排放需要特别关注，提高柴油机效率、采用清洁能源和控制电力消耗是减少CO₂排放的有效策略。

区域排放差异显著

研究结果还显示，中国农业温室气体排放存在显著的区域差异，导致不同地区的净温室气体排放具有不同的区域特征。黑龙江、湖南、广东和四川是农业NGHGE最高的地区，这些高排放区域主要集中在东北、中部、南部和西南地区的重要农业区。相反，西部和中部欠发达的农业地区净排放相对较低。湖南省因其广泛的水稻种植面积，成为CH₄排放量最高的地区。猪粪管理对CH₄排放的显著贡献也反映了生猪产业规模对区域碳排放的影响。

土壤碳固存的潜力

除了温室气体排放外，研究还探讨了土壤碳固存的潜力。结果表明，2019至2021年间，农业碳排放中超过6%通过土壤固存得以抵消。土壤碳固存是农业生态系统中重要的碳汇，通过提高土壤有机碳含量，不仅能减少大气CO₂浓度，还能提升土壤肥力和作物产量。研究建议，通过免耕、休耕，以及利用秸秆和粪便资源等措施，可以进一步提升土壤碳固存的效能。

未来减排策略的建议

该研究的结论为未来制定低碳农业政策提供了科学依据。研究指出，降低农业温室气体排放的关键在于节能、减少化肥使用，并建立全面的农业数据库。针对CH₄排放，优化家畜管理和水稻种植方法是主要途径；对于N₂O排放，需要创新肥料使用和粪便管理策略；CO₂排放则需关注现代化农业地区的能源使用，通过提高能源效率和推广清洁能源来实现减排。

研究表明，湖南省在农业温室气体排放与区域结构间有紧密联系，家畜业的变动突显了碳足迹差异，凸显了制定针对性措施的迫切性。尤其在疫情对农业生产特别是畜牧业产生显著影响的背景下，理解和应对这些变化对实现农业的低碳转型至关重要。

总之，这项研究揭示了新冠疫情对中国农业温室气体排放的深远影响，为实现更绿色、韧性的农业未来提供了科学指导。希望通过科学的政策和创新的技术，中国农业能够在温室气体减排和应对气候变化的道路上迈出更加坚实的步伐。

该研究已发表于《农业科学与工程前沿》（英文）2024年第11卷第3期，DOI：10.15302/J-FASE-2024558。