前言 第一部分 气候变化与温室气体 一、气候变化已成为不争的事实 政府间气候变化专门委员会(IPCC)于2007年发布的第四次评估报告指出,近百年(1906-2005)全球地表年平均温度上升了0.74℃,预计未来100年仍将上升1.1~6.4℃。大气中二氧化碳浓度从工业革命前(1750年)的280ppm上升到2005年的379ppm。全球平均海平面上升幅度为0.18~0.59米。全球气候变化所导致的极端干旱与洪涝等气候事件发生的频率和强度增加。 低碳农业:应对气候变化农业行动 PPm(百万分之一) 此文表示温室气体分子数目与干燥空气总分子数目之比 二、我国气候变化状况和未来趋势 我国气候变暖趋势与全球基本一致。中国气象局国家气候中心提供的数据显示,1908-2007年我国地表年平均气温升高了1.1℃,最近50年北方地区增温最为明显。预计我国未来的气候变暖趋势将进一步加剧,极端天气气候事件发生频率可能增加、强度增大,降雨分布不均匀现象更加明显,干旱范围可能扩大。气候变化必将对我国的农业生产带来重大影响。 全球和中国地表平均温度变化(相对于1961-1990年均值) 我国极端气候事件的发生频率和强度变化明显,夏季高温热浪增多,区域性干旱加剧,近年频繁出现多个破历史记录的极端气候事件。 2008/2009年北方冬麦区出现罕见旱情,旱区波及北京、天津、河北、山西、山东、河南、安徽、江苏、湖北、陕西、甘肃和宁夏12省(自治区、直辖市)。普遍干旱在30年一遇,部分特旱区达到50年一遇。 2008年初南方发生罕见的低温雨雪冰冻灾害,持续时间长,降雪强度大,覆盖地域广,为历史罕见。 三、温室气体 IPCC第四次评估报告认为,20世纪中叶以来,大部分已观测到的全球平均温度的升高很可能(90%以上)是由于人为温室气体浓度增加导致的。1970-2004年间温室气体排放量增加了70%。 温室气体是指大气中那些吸收和重新放出红外辐射的自然和人为的气态成分。温室气体可以透过太阳波辐射使地球表面升温,但又阻挡地球表面向宇宙空间发射长波辐射,从而使大气增温,这一作用与“温室”的作用类似,故称之为“温室气体”。 温室气体有很多种,《京都议定书》中规定的温室气体包括六种:二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCS)、全氟化碳(PFCS)和六氟化硫(SF6)。 主要温室气体全球增温潜势(GWP) 低碳农业:应对气候变化农业行动 2004年全球人类活动引起的温室气体排放量按其产生的温室效应折算,二氧化碳占76%,甲烷占14.3%,氧化亚氮占7.9%。 全球人为温室气体排放量 四、温室气体排放源 温室气体排放源指向大气中释放温室气体的任何活动。常见的活动包括化石能源燃烧,化石能源开采过程,工业生产过程,农业和畜牧业,废弃物处理,土地利用变化。 据IPCC第四次评估报告,2004年能源供应大约占温室气体排放的25.9%,工业占19.4%,土地利用变化和林业占17.4%,农业占13.5%,交通运输占13.1%,住宅、商业和服务行业占7.9%,废弃物占2.8%。 低碳农业:应对气候变化农业行动 五、温室气体吸收汇 主要指清除大气中温室气体的任何过程、活动或机制。如植物吸收大气中的二氧化碳并将其固定在植被或土壤中,植树造林、草地管理、增加土壤有机质的管理等都是增加吸收汇的活动。 低碳农业:应对气候变化农业行动 六、农业温室气体排放与吸收 (一)农业温室气体排放 低碳农业:应对气候变化农业行动 农业源温室气体排放主要包括水稻种植过程中的甲烷排放、施肥造成的氧化亚氮排放,反刍动物甲烷排放和粪便管理过程中的甲烷和氧化亚氮排放。据IPCC第四次评估报告,农业源温室气体排放占全球人为排放源的13.5%,农业排放甲烷占由于人类活动造成的甲烷排放总量的47%,氧化亚氮占58%。如果不实施额外的农业政策,预计到2030年,农业源甲烷和氧化亚氮排放量将比2005年分别增加60%和35%~60%,减少农业源温室气体排放对控制全球气候变化有重要作用。 (二)农业温室气体吸收汇 土壤是陆地生态系统的核心,连接着大气圈、水圈、生物圈和岩石圈。土壤碳库是陆地生态系统最大的碳库,是全球碳循环的重要组成部分,在全球碳收支中占主导地位。全球土壤有机碳(SOC)储量约为15500亿吨。是大气碳库的2倍、陆地生物质碳库的2~4倍。与自然土壤相比,农田土壤在全球碳库中最活跃。在自然因素和农业管理措施(如:耕作、施肥和灌溉等)的作用下,农田土壤碳库在不断地变化,这种变化不仅改变土壤肥力,而且影响区域乃至全球碳循环。采取合理的农业措施增加农业土壤固碳能力,对减缓气候变化有重要作用。 低碳农业:应对气候变化农业行动 (三)气候变化对农业的影响 农业是对气候变化最为敏感的部门之一。气候变化使我国农业生产不稳定性增加,总体影响以负面影响为主。小麦、水稻、玉米三大作物均以减产为主,如不采取对应措施,2030年中国种植业产量可能减少5%~10%;农业生产布局和结构将出现变化;农作物病虫害出现的范围可能扩大;水资源短缺矛盾更为突出;草地潜在荒漠化趋势加剧;畜禽生产和繁殖能力可能受到影响,畜禽疫情发生风险加大。 低碳农业:应对气候变化农业行动 第二部分 减缓农业温室气体排放 一、开发农村可再生能源 (一)普及农村沼气 [减排机理] 利用封闭的厌氧发酵池处理人畜粪便及污水产生沼气,可以减少粪便产生的甲烷排放,同时利用收集的沼气替代农户生活用化石能源从而避免了相应的燃煤所造成的二氧化碳排放。 低碳农业:应对气候变化农业行动 [减排效果] 到2008年底,全国农村户用沼气池已发展到3050万口,年总产沼气量为120亿立方米,相当于减排二氧化碳5000多万吨;推广大型沼气工程2761处,中型沼气工程12864处,小型沼气工程23885处,年产沼气5.26亿立方米,相当于减排二氧化碳200多万吨。 低碳农业:应对气候变化农业行动 (二)推广秸秆综合利用 [减排机理] 秸秆的综合利用主要通过减少秸秆就地燃烧产生的甲烷、氧化亚氮的排放;通过推广秸秆固化成型燃料和秸秆气化站能源化技术,替代农村居民的炊事和取暖用化石燃料,减少二氧化碳排放。 [减排效果] 燃烧1吨秸秆排放的甲烷、氧化亚氮,按温室气体增温潜势折合成二氧化碳当量约为0.077吨。利用1吨秸秆可节省标准煤0.5吨,可减少化石燃料燃烧造成的二氧化碳排放1.135吨。 2007年,全国主要农作物产量约为5.1亿吨,按草谷比计算秸秆产量约6亿吨,其中用于肥料、饲料、基料等综合利用的约为2.5亿吨,相当于减少二氧化碳排放1900万吨。 依据《全国农业和农村经济发展第十一个五年规划》提出的主要农产品发展目标测算,预计到2010年我国主要农作物秸秆产量将达到7.8亿吨,约有4亿吨农作物秸秆可作为能源使用,折合2.0亿吨标准煤,温室气体减排潜力可达4.55亿吨二氧化碳。如果可能源化使用的秸秆利用达到20%,可减排温室气体9000万吨。 低碳农业:应对气候变化农业行动 (三)利用太阳能、风能和微水电等清洁能源 [减排机理] 用可再生能源替代化石燃料,减少二氧化碳排放。 [减排效果] 太阳热水器、太阳灶的节能分别为0.12吨标准煤/平方米、0.5吨标准煤/个;小型风力发电机和微型水力发电的节能为0.383吨标准煤/千瓦时。 截止到2008年底,全国推广太阳热水器4758万平方米,太阳房1590万平方米,太阳灶135万台,太阳能小型光伏发电22万处,小型风力发电11.3万台,微型水力发电5.5万台。共计形成了476万吨标准煤的节能能力,每年减排二氧化碳1080万吨。 到2010年,推广太阳热水器8000万平方米,太阳房5000万平方米,太阳灶200万台,太阳能光伏发电50万处,小型风力发电30万台,微型水力发电15万台,可形成1160万吨标准煤的年节能能力,减排二氧化碳2640万吨。 低碳农业:应对气候变化农业行动 (四)适度发展非粮能源作物 [减排效果] 据专家测算,我国开发不同能源作物可生产燃料乙醇1800万吨,生物柴油250万吨,可替代标准煤2922万吨,每年可减排二氧化碳6650万吨。 低碳农业:应对气候变化农业行动 二、做好农村生活节能 (一)推广省柴节能炉灶炕技术 [减排机理] 提高热效率,减少农村生活用能的二氧化碳排放。 [减排效果] 根据测算每个省柴节煤炉灶年可节能约0.4吨标准煤,年可减少二氧化碳排放0.9吨;每铺节能炕节能约0.2吨标准煤,可减少二氧化碳排放0.45吨。 到2008年底,全国已累计推广省柴节煤炉灶1.85亿户,节能炕2050万铺,形成了每年可节省7800万吨标准煤的能力,可减排二氧化碳1.77亿吨。 低碳农业:应对气候变化农业行动 (二)推广太阳能利用技术 我国幅员辽阔、纬度适中,太阳能资源十分丰富,平均每年日照时间超过2000小时、太阳能辐射年总量大于5018兆焦的地区占全国面积的2/3以上,太阳能利用有着广阔的前景。 积极推进集隔热、集热、蓄热为一体的被动式太阳房住宅、太阳能校舍等节能环保型建筑,通过使用保温、隔热新型建筑材料和太阳热水器,减少农村生活化石燃料的消耗,实现温室气体减排。 低碳农业:应对气候变化农业行动 三、实施农业清洁生产 (一)推广稻田间歇灌溉技术 [减排机理] 通过改变稻田的水分管理可以改变甲烷菌生存的厌氧环境,从而控制甲烷产生和排放。 [减排效果] 有关试验显示,间歇灌溉可降低稻田甲烷排放30%。 低碳农业:应对气候变化农业行动 (二)推广提高反刍动物饲料利用率技术 [减排机理] 提高反刍动物饲料利用率不仅减少了畜牧养殖粮食消耗、减少秸秆焚烧,而且通过推广秸秆青贮、氨化和微贮等实用技术提高秸秆消化率,可减少单个牛羊反刍动物的甲烷排放5%~10%。 [减排效果] 据统计,2007年畜牧业利用秸秆饲料资源已达2.23亿吨,约占我国秸秆资源总量的1/3,其中青贮秸秆1.79亿吨(鲜重),氨化(含微贮)秸秆5300万吨,每年可减少甲烷排放约17万吨,折合减少350万吨二氧化碳当量。 低碳农业:应对气候变化农业行动 (三)推进节肥技术 [减排机理] 通过合理的养分配比、改表施为深施、有机肥与化肥混施等可减少肥料损失、提高氮肥利用率,从而减少氧化亚氮排放。 [减排效果] 农业部自2005年在全国范围内开展测土配方施肥行动,2008年有0.6亿公顷农田采用了测土配方施肥。这一措施提高科学施肥水平,减少氮肥用量10%以上,减少农田氧化亚氮排放2.8万吨,相当于减排890万吨二氧化碳。 低碳农业:应对气候变化农业行动 四、推进农业机械节能 加强节油、节电、节煤等节能型农业机械和农产品加工设备技术的推广应用,加快高耗能落后农业机械和渔船及其装备的更新换代,推进农业、畜禽养殖和渔业机械节能,降低农业生产过程的能耗,减少二氧化碳排放。 据测算,2005年农业生产万元产值能耗为0.57吨标准煤,比2000年的0.75吨标准煤下降了26.8%,同期全国万元产值能耗由1.57吨标准煤下降到1.22吨标准煤,下降了22%。 低碳农业:应对气候变化农业行动 五、加强乡镇企业节能 加大高能耗、高水耗和高污染乡镇企业的治理力度,进一步淘汰土焦、小立窑水泥、黏土实心砖、小冲天炉等落后的技术、工艺和设备。在水泥厂推广低温余热发电技术,在制砖企业推广空心砖、新型节能砖窑等节能技术,减少能源消耗造成的二氧化碳排放。 第三部分 增加农业碳汇 一、农田管理 (一)增施有机肥 有机肥含有机质和腐殖质,能改良土壤结构,培肥地力和增加农田土壤有机碳含量。根据对长期肥料试验结果的统计,施有机肥每年每公顷可增加土壤有机碳0.53吨。与化肥配合施用后,每年每公顷增加土壤有机碳0.58吨。据测算,耕地有机质增加0.1个百分点,可增加农田碳汇1.8亿吨。 低碳农业:应对气候变化农业行动 (二)实施秸秆还田 根茬粉碎还田、秸秆粉碎还田、秸秆覆盖还田技术,提高耕地有机碳含量。根据长期定位试验资料,秸秆还田每年每公顷可增加农田土壤有机碳0.24吨。2006年我国秸秆还田面积2077万公顷,秸秆还田增加土壤有机碳储量500万吨。 低碳农业:应对气候变化农业行动 (三)实行保护性耕作 少免耕减少了对土壤的扰动,增加了土壤团聚体数量,改善了土壤结构,增加了秸秆还田量和降低了土壤表层有机质的矿化率。少免耕与传统耕作相比可增加土壤有机碳含量。 低碳农业:应对气候变化农业行动 二、草地管理 我国草地正在受到严峻的退化和沙化的威胁,其地上部生物量和土壤碳储量都会因之而受到影响,20世纪80年代中期全国退化草场面积约为8600万公顷,至90年代中期已达到1.33亿公顷,几乎占到可利用草场面积的50%。因此,良好的草地管理措施对生物量的累积和土壤碳储量的增加都有很大意义。如基本草原保护、草畜平衡和禁牧休牧划区轮牧等草原保护制度、退牧还草工程均有利于草原覆盖度的提高和草原碳汇的增加。我国草地有机质每增加0.1个百分点,可增加草地碳汇6亿吨。 三、植树造林 森林植物通过光合作用吸收并固定二氧化碳,对稳定大气中温室气体浓度起到了重要作用。因此,增加和保护森林植被已成为国际公认的减缓气候变暖的有效措施。据专家估算,1980-2005年中国造林活动累计净吸收约为30.6亿吨二氧化碳,森林管理累计净吸收16.2亿吨二氧化碳。 低碳农业:应对气候变化农业行动 第四部分 适应气候变化 一、加强农业基础设施建设 加强以农田水利为重点的农业基础设施建设,提高应对极端气候事件的防御灾害能力,减少农业生产的灾害损失。加快实施以节水改造为中心的大型灌区续建配套,推进节水灌溉示范;狠抓小型农田水利建设,重点建设田间灌排工程和小型灌区、非灌区抗旱水源工程,加快丘陵山区和其他干旱缺水地区雨水集蓄利用工程建设。 低碳农业:应对气候变化农业行动 二、发展节水农业 大力发展耕作保墒技术,改善土壤的透水性,增强雨水入渗速度和入渗量,减少降雨径流流失,减少土壤水分蒸发;大力推广保护性耕作技术,提高土壤含水率和作物用水效率;发展地膜覆盖,阻止土壤水分蒸发,增强农业抗御极端干旱的能力。 低碳农业:应对气候变化农业行动 三、调整种植结构和种植制度 优化农业区域布局,促进优势农产品向优势产区集中,形成优势农产品产业带;适当调整作物种植结构的比例,压缩高耗水、低效益的作物种植面积,促进农业种植结构由耗水量大的单一粮食作物向节水高效型产业调整;要充分利用生长期延长这一契机,科学地调整种植制度,发展复合经营体系和多熟制,提高复种指数,以充分利用气候变暖和未来高二氧化碳浓度的肥效作用,使粮食获得增产,保证国家的粮食安全。 四、改善动物饲养方式促进健康养殖 气候变暖和极端气候事件造成的洪涝灾害期间及灾后极易造成多种动物疫病的发生和流行,要高度重视动物疫病防控工作。进一步加大动物疫病防控力度,提高健康养殖水平。牧区要积极推广舍饲半舍饲饲养,农区加速规模养殖和畜禽养殖小区建设;筛选和推广一批成本低、效果好的先进适用技术,提高养殖业应对气候变化能力。 低碳农业:应对气候变化农业行动 五、加强农作物病虫害防治工作 温度对昆虫的生长发育、代谢速率、生存繁殖及迁移扩散等核心生命活动产生影响。气候变化会改变昆虫、寄主植物和天敌之间的物候同步性,打破原有生态系统平衡,拓宽农业病虫害的适生区域,导致地理分布扩大。为了应对气候变化对农业病虫害的影响,农业部门将进一步加强农业病虫害监测预警体系建设,开展数字植保,提高监测水平;推进病虫害专业化防治,做好区域性重大病虫、重大疫情的应急防控工作,加强综合防治,加大生物防治等绿色防控技术的推广,确保农产品质量安全。 低碳农业:应对气候变化农业行动 六、大力研发和推广适应气候变化的农业新技术 选育推广抗旱、抗涝、抗高温和低温的抗逆品种,加大动物疫病防控力度,加强抗应激畜禽良种的推广,同时围绕畜禽舍设计、科学用料、合理用药、提高动物福利和粪污资源化利用等方面,重点筛选和推广一批成本低、效果好、推广面大的先进适用技术。推动水产健康养殖,实行池塘标准化改造,推广优良品种和生态养殖模式。 低碳农业:应对气候变化农业行动 七、建立布局合理的气候变化影响观测系统 改进和完善农业气象观测,增加农业气象观测站点,力争涵盖主要农业生产区域。增加视频等观测信息,全面准确反映农作物生长状况、农业气象灾害、农作物病虫害发生发展状况等。完善农业气象应急体系,建立粮食作物、经济作物和牧业、渔业等的重大农业气象灾害监测评估、预报、预警系统,开展相应的监测评估、预警服务,推进农业气象灾害和极端天气气候事件预警信息发布能力建设,为农业防灾减灾救灾提供决策服务。 低碳农业:应对气候变化农业行动 八、加强农业气候变化领域的宏观管理和政策引导 农业既是主要的排放源之一,也是受气候变化影响最为严重的部门,面临气候变化的巨大挑战。各相关部门要提高认识,把农业领域应对气候变化列入重要议事日程,将应对气候变化的政策和措施纳入到农业发展计划中,逐步建立健全能够推进适应气候变化、减缓农业源温室气体排放和增加农业生态系统碳储量的相关政策。 低碳农业:应对气候变化农业行动 九、提高公众应对气候变化的意识 发挥各级领导的推动作用,把提高公众意识作为应对气候变化的一项重要工作抓紧抓好,加大培训工作力度,提高农民、乡镇企业应对气候变化的意识,将减缓农业源温室气体排放和促进适应气候变化的工作贯彻到千家万户。 十、加强应对气候变化的国际交流与合作 气候变化是各国共同面临的重大挑战,需要各方携手合作应对。根据《公约》相关条款,发达国家有义务为发展中国家提供资金、技术和能力建设的支持。农业领域将进一步加强《公约》框架下的国际合作,通过技术转让,引进消化气候友好技术,支持农业减缓和适应气候变化,促进低碳农业发展。 低碳农业:应对气候变化农业行动