由二氧化碳等溫室氣體排放引起的全球氣候變化已經成為全人類需要面對的重大挑戰之一，到本世紀中葉實現碳中和是全球應對氣候變化的最根本的舉措。

碳中和，也稱為凈零二氧化碳排放，是指在特定時期內全球人為二氧化碳排放量與二氧化碳消除量相等（如自然碳匯、碳捕獲與封存、地球工程等）。

中國國家主席習近平于 2020 年 9 月 22 日在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上發表講話，宣布中國將力爭于 2030 年前達到碳排放峰值，并努力爭取 2060 年前實現碳中和。習主席的講話，首次向全球明確了中國實現碳中和的時間表。

一、全球碳排放來自何處？

根據PBL挪威環評機構的數據，2018年全溫室氣體排放量約為556億噸二氧化碳當量，增速為 2%，碳排放量前五的國家排放了全體 62%的溫室氣體，依次為中國（26%）、美國（13%）、歐盟 27 國家（8%）、印度（7%）和俄羅斯（5%）。

能源活動是全球溫室氣體的主要排放源，根據世界資源研究所（WRI）數據，2017 年能源活動排放量占全球溫室氣體總排放量的 73%，農業活動排放占 11.8%，土地利用變化和林業排放占 6.4%，工業生產過程排放占比為 5.7%，廢棄物處理排放占 3.2%。

數據來源：世界資源研究所（WRI）

因此，要實現碳中和，能源活動領域的零碳燃料替代是核心內容，同時要加快交通運輸、制造業和建筑業的脫碳過程。農業等部門溫室氣體排放雖然目前占比較小，但減排路徑面臨更加復雜的挑戰，同樣不容忽視。

根據 FAO 的保守估計，到2050 年全球人口將達到 90 億以上，因此糧食產量至少需要增加 70%才能養活全部人口。可以預見，減少農業部門的碳排放將是未來幾十年全球面臨的最大挑戰之一。尋找可行的農業脫碳技術方案是首要解決任務。

二、農業對全球氣候環境的影響

農業生產與氣候變化和溫室氣體排放密切相關。一方面，農業是最易遭受氣候變化影響的產業; 另一方面，農業是溫室氣體排放的重要來源。

不僅如此，農業生產占用了全球 50%以上的可利用土地，消耗了超過地球 70%的淡水，78%水體富營養化也歸因于此，并且極大地影響了全球的生物多樣性。自 20 世紀 90 年代以來，全球的農業碳排放增加了 14%（美國國家環境保護局，2020）。

從生命周期的角度來看，農業部門產生的碳排放貫穿于從種養業生產、到能源和投入品使用、以及廢棄物處理全過程中，具體可分為四個部分（括號中數字為該環節在農業溫室氣體排放中的占比）

1、畜牧業和漁業（31%）

牲畜，特別是反芻動物（如牛），會在正常消化過程中（稱為“腸發酵”）產生甲烷，此類排放占農業部門溫室氣體排放量的四分之一以上。畜禽糞便處理過程產生的甲烷和一氧化二氮也是另一個重要部分。此外，牧場和漁船燃料消耗所導致的排放等也歸類于畜牧業和漁業排放。

2、糧食生產（27％）

21％的排放來自與農作物生產，6％來自動物飼料的生產，主要歸因于化學肥料（如尿素）、有機肥料和農藥的生產和施用過程中釋放的一氧化二氮等溫室氣體。對于水稻等一類采用浸水種植的作物，在灌溉模式下，土壤中殘存的腐爛植物分解也會產生大量甲烷。另外，農業生產過程中會對使用氮肥對土壤進行管理，在增加氮的利用率的同時也釋放了一氧化二氮。

3、土地利用（24%）

農業生產擴張使得牲畜土地使用量、消費類作物占地量增加。這里的“土地利用”包含土地用途變化、草原燃燒和土壤翻耕等人類活動的總和，尤其是農業擴張導致森林、草原和其他碳“匯”轉變為農田或牧場，再加上每年的收割活動，變相增加了二氧化碳的排放。

4、食品供應鏈（18%）

食品加工、運輸、包裝和零售都需要消耗能源和資源，從而導致碳排放。不過，運輸排放僅占農業排放的很小一部分（6%），更主要的問題是食物浪費：據聯合國糧食及農業組織估計，全球有三分之一的糧食會在供應過程中被浪費掉，這些糧食不能被人類利用從而浪費掉此前的碳排放。

農業行業觀察分析師南風認為，碳中和必將引發世界農業的全面升級，面對未來，碳中和才是世界農業的終極目的地。否則，遭受災難不僅僅是農業，而是整個人類和自然。

三、實現農業減排的技術探索

農業的全面脫碳需要更加深刻的調整和變革，需要一系列、全方位而非單一、片面的解決方案。這些方案需要包括改變飲食習慣、減少食物浪費、創新農業生產技術與方式、尋找低碳食品等。同時還要改善農業投資生態，吸引資本及優秀人才，提高農業生產效率。以下簡要討論農業減排的若干具體方式：

1、植物蛋白

植物蛋白替代肉類和奶制品是有效降低畜牧業碳排放的舉措之一。例如，平均每生產100g 蛋白質，牛肉將帶來近 50kg 溫室氣體排放，而豌豆僅產生 0.4kg溫室氣體。從需求的角度看，消費者的偏好也在逐步變化。比如，近年來世界素食者的數量大大增加，美國素食者的數量已從 2014 年的 400 萬增加到2018年的約 2000 萬，增長了 600％。

2、精準農業

指在農業生產中采用一些高技術含量的工藝和技術，在提高單產的同時減少肥料和農藥的使用。這些技術包括無人機、傳感器、衛星數據、自動化、機器人和 AI 技術等。這些技術的有效使用可以提高資源利用率和有效性，讓農業實現“環境影響可測、生產過程可控、產品質量可溯”的目標。

3、 基因編輯

在過去的 30 年中，種子的創新為提高單產做出了積極的貢獻。預計基因編輯技術的進步將以比轉基因生物技術更有力地影響未來的糧食供應。它能夠提高氮肥利用效率，有效減少農作物損失，還在節省土地和水等資源方面具有巨大潛力。

4、垂直農業

垂直農業，也稱為植物工廠，是指在高度受控的環境中以高空間密度生產蔬菜、藥用植物和水果。與傳統的田間耕作相比，其生產過程不使用農藥，用水量可減少 90％，并可節省多達 95％以上的土地。

但是，由于高昂的生產成本，其商業應用目前僅限于高價值農作物，例如綠葉蔬菜和草藥等。展望未來，LED 和設備的成本有望繼續降低，使得垂直農業的生產成本也相應下降。此外，消費者對無公害食品和本地生產的低碳足跡食品的偏愛可能會繼續支持垂直農業的快速增長。

5、水產養殖

魚提供了健康的低脂蛋白質來源，其生產過程的碳密集度大大低于牛肉。

但是，全球海洋漁業已經過度捕撈，人工水產養殖對于滿足全球對魚類不斷增長的需求可能至關重要。多項水產養殖的研發和新項目正在進行中，這些項目一般會聚焦限制抗生素的使用、增加可持續飼料的使用、以及魚粉和池塘沉積物的回收等。

最后，農業行業觀察認為，碳中和不僅僅是新模式，更是新思維。未來，中國農業如何依靠碳中和實現全產業鏈的升級才是最主要的。未來已來，你準備好了嗎？

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