浅析常德市发展低碳农业的主要途径

张允龙,杜登科

(常德市农业局 ,湖南常德 415000)

1 低碳农业的定义及重要性

低碳农业是随着低碳经济提出来的概念之一。它是生物多样性农业,是低碳经济的一个重要组成部分。

低碳农业是“三低”农业:低能耗、低污染、低排放;它具有节约型、效益型、安全型等特征。

1.1 气候变化威胁粮食安全,低碳农业势在必行

温室效应使整个地球生态系统发生了变化。高温、干旱、风灾、暴雨、洪水、冰雹等灾害发生越来越频繁,致使农业结构紊乱、农业病虫害发生和农业灾害气象发生加剧,给农业生产造成了很大困难。

2008年 1月中旬起,中国南方十多个省级行政区遭受低温、雨雪、冰冻灾害,农作物受灾面积逾 48.7万公顷;其中湖南、湖北、贵州、广西、江西、安徽等 6省、区受灾最为严重。湖北先后发生2次大到暴雪,持续雨雪低温天气使全省 810万人受灾。大雪使 80%以上塑料大棚等保护地栽培设施受损,露地蔬菜 100%受损,设施栽培蔬菜大部分受冻害。 2009年 7月下旬～8月上旬,上海连续出现强降雨天气,雷阵雨天数达 20余天,累计雨量 340 mm,比常年同期多 2.9倍;累计日照时间仅 41 h,是1951年以来同期日照最少的一年。而就在同时,北方大部分地区出现了持续高温干旱天气[1]。俄罗斯2010年夏天遭逢百年大旱,欧洲中部多国近来暴雨成灾等等。上述异常气候现象的出现并非偶然。研究表明近 20多年来,气候变暖导致多种自然灾害频频发生,农业生产面临严峻考验。为此,人类重新思考人与自然的关系,低碳农业已引起人们的高度重视。

目前,世界粮食减产和粮食储备连续下降,以及生物燃料的异军突起,导致全球粮价飞涨,而气候变化可能使这种局面进一步恶化。国家发改委能源所报告预计,在温室气体高排放情景下,我国未来社会发展的基本粮食供给可能在 2030年前后出现缺口[2]。

1.2 农业是影响气候变化的重要因素,低碳农业是解决气候变化的重要手段

气候变化问题归根结底是一个发展问题。农业除了解决全球日益膨胀人口的粮食问题之外,也能够为气候变化问题提供解决方案。

低碳农业可抵消80%农业温室气体[3]。联合国粮农组织新近指出,耕地释放出大量的温室气体,超过全球人为温室气体排放总量的 30%,相当于 150亿吨的二氧化碳。生态农业系统可以抵消掉80%的因农业导致的全球温室气体排放量。无需生产工业化肥每年可为世界节省百分之一的石油能源,不再把这些化肥用在土地上还能降低 30%的农业排放。

2 常德市低碳农业现状

2.1 常德市是我国较早接受低碳概念,并很快进入实施阶段的市之一

2009年 11月 5日,联合国 CDM执行理事会通过了石门县金家沟小水电项目的注册申请,核准瑞典碳资产管理有限公司年采购该项目二氧化碳减排量56 524 t,项目方今后 3个计入期内(3× 7年)每年可获得45.22万欧元的购碳款。至此,石门县已完成7个“碳交易”项目,成为国际“碳交易”出口大县。

澧县理昂生物质发电厂作为我省首个投产发电的新能源企业、长江以南第一座纯生物质直燃发电项目,以其独有的特色,成为了一个低碳经济的示范企业。稻壳也能发电。理昂总投资 1.9亿元,一、二期项目全部投产后,每年可处理生物质 28万吨,发电 2.2亿度,满足澧县全县居民全年生活用电。照此计算,每年节省标准煤 10万吨,减少 18万吨二氧化碳大气排放[4]。

市内已有一些专家学者对低碳、低碳经济进行了研究,农业部门也邀请有关专家到我市做了《我国低碳农业发展政策及国外先进经验》等有关内容的培训,为我市探索低碳经济在工农业上发展奠定了一定的基础。

2.2 发展低碳农业已成必然

2.2.1 低碳农业是常德特色农业现代化道路的现实选择

常德市地理条件优越,资源丰富,问题突出。常德市位于湖南省西北部,全市土地总面积18 190 km2,其中耕地面积 46万公顷,占土地面积的 38%,占全省耕地面积的15%。全市辖武陵、鼎城 2个区,汉寿、桃源、临澧、澧县、石门、安乡6个县及津市市,共209个乡镇,总人口608万,其中农业人口407万。常德市地貌类型以平原地形为主,属于亚热带季风气候,其间水域辽阔,河湖密布,水草资源丰富。全市三分之二以上耕地为洞庭湖淤积平原,土地肥沃,农业生产具备良好的光、热、水、土条件。农作物生产以棉花、油菜、稻谷为主。并已成为全国闻名的商品棉、商品粮、淡水鱼和柑橘等大宗农产品的生产基地。全市9个县市区中有8个是国家商品粮基地县,2个是商品棉基地县,5个是商品鱼基地县,1个绿色食品生产基地县,1个综合农产品优质商品基地县,已形成了一个强势的商品性农业生产基地群。

由于各种原因,存在以下几个问题:

一是农业自然资源丰富,但减少和退化严重。一是耕地资源日趋短缺。由于城镇化、工业化建设速度加快,加上以高速公路为主的基础设施建设大量占用耕地,基本农田呈递减之势。据统计,近十年来,全市耕地面积减少了 3.42万公顷,且耕地土壤的有机养分逐步下降。二是水资源问题突出。受降雨时空分布不均,部分地方水利基础设施差,部分地区植被破坏,水土流失加剧,地表蓄水保水能力脆弱以及血吸虫疫区、开矿、办厂造成水源污染等因素的影响,部分地区农村饮水存在着严重不安全问题。三是生物多样性减少。常德野生动植物品种多,但多样性受到破坏,有害生物和外来入侵生物的危害不断加剧。

二是农产品十分丰富,但产地环境恶化严重。常德市盛产稻谷、棉花、油菜等农产品,是全国重要的商品粮、棉、油、猪和鱼的生产基地。但农产品产地生态环境恶化严重,全市已有30%的耕地、36%的农田灌溉水和20%的农田大气均受到不同程度污染。

三是农业农村生态环境逐步改善,但污染日趋严重。超量和不合理使用农药、化肥、农膜造成资源浪费和环境污染。据调查:近年来,我市每年农药使用量约为 8 130 t、化肥使用量约为 43.9万吨,分别比 90年代增加32%和25%;每年农膜使用量约为3 196 t,但回收率只有 58%,另有1 300多吨残留在土壤中,影响土壤通气透水,形成“白色污染”。农业废弃物资源量大,但利用率低。

低碳农业既符合现代农业发展的理念,又符合常德实际生产条件。

2.2.2 发展低碳农业符合常德农业稳定发展、农民持续增收的目标

低碳农业是低碳经济在农业发展中的实现形式,不同于生态农业和特色农业,具备“农业生产、安全保障、气候调节、生态涵养、农村金融”多元功能。只有发展低碳农业才能真正实现这一目标。

2.2.3 发展低碳农业符合常德市提升国内、国际竞争力的趋势

常德农业资源丰富,特色优势农产品品种多样,品质优良,在国内、国际上有很高的知名度。随着食品安全问题和环境污染问题的日益严重,国际市场对农产品质量要求越来越高。绿色壁垒形成的倒逼机制,促使常德发展低碳农业,严格控制农业生产、加工、销售等各个环节的环保指标,以提高农产品国内国际市场占有率,提升竞争力。

3 常德市发展低碳农业存在的问题

3.1 农业废弃物资源的浪费和环境的污染

一是农作物秸秆露天焚烧现象严重。这种现象普遍存在。秸秆直接焚烧,既造成了农业资源的大量浪费,也对环境造成了恶劣的影响,更是火灾隐患。二是未经处理的或处理不当的畜禽粪便大量流失。畜禽粪便的不合理积制、未经净化处理的粪便直接或通过地表径流入河中,使得河水氮、磷严重超标,加剧了水质富营养化,成了常常被人们忽视的一大环境公害问题,同时也造成了严重的资源浪费。三是城镇和农村各种生产、生活垃圾到处可见。随着经济的发展和农民生产、生活方式的改变,农村生产、生活垃圾问题也日益严重。据统计:耕地化肥、农药施用量分别达到每公顷2 66.4 kg,21 kg,农膜年均使用量达3 500 t,回收率仅为 53.5%,年产生畜禽粪便 1 200万吨,约80%未经处理直接排放;农村生活垃圾约 55万吨,多为露天堆放;年排放生活污水 1.8亿立方米左右,基本没有经过净化处理;年产农作物秸秆 800万吨,还田率仅为 40%,多为露天焚烧处理。目前,全市约有70%以上地表水出现富营养化,60%以上地下水亚硝酸盐含量超过饮用水标准。

3.2 农业生产方式不合理,导致土壤有机质含量低,肥力下降

由于追求高产,存在着过量播种,过量施肥的现象,在施肥中又存在重化肥轻有机肥的问题,加上农业废弃物资源的浪费和环境的染污,这一问题日益突出。

3.3 生产要素支撑力欠强

一是素质不高。全市农业科技人才格局是以初级人才多、高级人才少,农业科技人才队伍素质不高。二是投入不足。市、县、乡三级财政投入数量虽增长,但与农业的高需求、大投入相比远不够。三是农用物资有价高质差现象,直接增加了农业成本,降低了农民务农的积极性。

3.4 缺乏健全的体制、机制和法律法规体系

我市缺乏适合于低碳农业发展的制度体系和运行机制,缺乏发展农业低碳经济有效的地方性激励政策体制和相应的法律法规,已有的一些规定比较笼统,可操作性不强。

4 常德市发展低碳农业的主要途径

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。我市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。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。低碳农业重在科技的持续扶持及加大各种资源要素投入,结合实际,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。

4.1 大力发展生态农业

生态农业不但能吸取抵消掉80%的因农业导致的全球温室气体排放量,而且也是人类生存的基础。

生态农业的概念和理论已得到世界上越来越多的国家的重视。走生态农业的道路,是当今世界农业发展的新趋势。

常德市的生态农业模式主要有以下几类:一是三维生态农业模式——依据生物种群的生物学、生态学特征和生物之间的互利共生原理组建的农业生态系统,使处于不同位置的生物种群在系统中各得其所。如棉花地套种西瓜,柑橘林间种大豆等。二是物质能量循环利用模式——根据农业生态系统的能量流动和物质循环规律而设计的生态农业模式。该模式中一个生产环节的产出是另一个生产环节的投入,使系统中的废弃物被多次循环利用,有效防止农业废弃物对农业生态环境的污染。如汉寿县沧港乡菱湖村稻鸭共生循环模式、津市市保河堤镇中南村农业废弃物高效利用循环模式等。三是观光农业模式——近年来出现了观光园生态农业模式。如澧县张公庙生态葡萄园、汉寿生态湿地等。

由于我市生态农业起步较早,各级政府重视,取得了一定的成绩,但必须不断提高标准、探索新的模式。

4.1.1 大力发展循环农业

循环农业最本质的特征就是追求农业经济效益和生态环境效益的有机统一。低碳农业强调农业循环经济当中的一个关键领域——能源与二氧化碳排放,是循环经济的深化形式。发展农业循环经济,是把农业经济活动组织成一个“农业资源—农产品—再生资源”的循环模式,实现农业生产的低开采、高利用、低排放、低污染,既拓展了农作物的生长空间,又增加了农产品产量。

我市循环农业近年来取得了一定的成绩,是国家十个示范市之一,但还只处于初级阶段。

我们一定要解决思想理念、资金、推广等各种困难,继续通过抓好清洁工程、建设核心基地、扶持重点企业、办好循环园区、实施龙头项目等各种途径,把循环农业按规划实施,把循环产业做大做强。例如实施乡村清洁工程,通过推广一系列农业清洁生产技术,特别是通过推广测土配方施肥技术,水稻每公顷减少不合理施肥31.95 kg,增产稻谷192.6 kg,增收节支 444元;棉花每公顷减少不合理施肥 39.75 kg,增产籽棉111.75 kg,增收节支达 740.4元;油菜每公顷减少不合理施肥 239.75 kg,增产菜籽 117.75 kg,增收节支740.4元。仅此三项作物全市每年可增收节支4.87亿元。安装频振式杀虫灯,每公顷节省农药18 kg。双季稻区每年每公顷减少农药、化肥开支约3 300元。不仅如此,因为少用药,提高了产品质量,提升了其商品性能和市场价值,从而拓宽了农民增收渠道,增加了农民收入。

加大对农业资源高效利用模式、农业废弃物资源化利用模式、循环农业示范村(片)模式、农家庭园循环农业模式、循环农业生态补偿机制模式、循环农业支持体系模式研究和推广。

同时要注意做好以下几点:一是继续把“万福模式”、“济庆模式”、“中南模式”、“农牧结合模式”、“稻鸭共生模式”等循环农业模式完善并推广,并做到与时俱进。二是减少高碳能源及化肥、农药应用,大力发展沼气项目。使用沼气可以减少对薪柴及化石燃料和电能的消耗,减少温室气体的排放。沼气发酵产生的沼渣可以代替常规化肥,减少化肥中温室效力相当于 CO2约300倍的N2O的排放。农村利用沼气除了省柴、省煤、省电、省时之外,还能减少烟雾和粪便污染,有利于环境保护。大力发展绿肥,用生物肥料代替化肥,发展能源作物。大力发展频振式杀虫灯,推广生物杀虫技术,太阳能利用技术。三是大力发展秸秆利用技术。包括秸秆饲料技术、秸秆肥料技术、秸秆食用菌技术、秸秆生物反应堆技术、秸秆能源技术等。

4.1.2 做好湿地保护和恢复工作

美国湿地协会确定,农田周围应按 14∶1的比例配置湿地,有利于增强土地的固碳能力。农业湿地具有吸纳碳的作用,其吸纳碳的能力远远强于森林和海洋。有资料显示,单位面积农业湿地的固碳作用是森林、海洋的9倍。这是因为农业湿地由于水分过饱和具有厌氧的生态特性,微生物活动相对较弱,植物残体分解释放二氧化碳的过程十分缓慢。因此,形成了富含有机质的湿地土壤和泥炭层,积累了大量的无机碳和有机碳,起到了固定碳的作用。

常德市地处洞庭湖西滨,境内沅、澧二水直接汇入西洞庭,是西洞庭湖湿地主要所在地,已先后建设了四个湿地保护区。但近年来周边盲目的水产养殖和日益严重的农业面源污染,导致保护区内水质下降、污染上升、天然鱼种逐步衰退、生态系统的完整性和稳定性受到严重威胁,湿地面积在不断减少。建设、规划、水利等相关部门的数据显示,2001年至 2007年,常德市仅江北城区及近郊河、湖、塘、港等自然水体和周边滩涂等湿地面积减少了487.5 hm2[5]。对湿地生态功能实施抢救、提高保护和管理水平,成为刻不容缓的问题。

4.1.3 改良适应新气候的固碳型农业品种

我市在培育并推广新品种方面有着较好的基础,但针对 7月份超过 35℃将会对作物产生热害,导致水稻空壳率增加,影响大豆、玉米的开花、结荚率,造成棉花蕾铃脱落,严重影响农作物的产量和品质方面,所研究的品种基本没有。未来我市一定要培育或引进具有抗高温、耐干旱、作物生长发育期长及病虫害有抗性的作物品种,在新的生态环境中提高农牧业产量,增加碳吸收。

4.1.4 加快发展观光园生态农业

常德是一个生态环境良好,经济快速发展的现代化旅游城市,但观光园生态农业发展刚刚起步。可充分利用现有有利条件,引进外资,把此项目做大做强,早日实现第一产业与第二产业、第三产业有机融合,促进常德市生态休闲型现代农业进一步科学发展,打造都市型现代农业生态观光园区。

4.1.5 做好生态拦截沟的研究和探索工作

生态拦截沟是利用自然排水沟渠,配套建设外排水体中氮、磷的生态拦截设施,防止农田径流水外排带来的面源污染问题。同时在拦截沟用的植物品种上可考虑使用含某种元素较多,进一步再加工利用。一定要加大研究和探索,并进一步推广。

4.1.6 加强生物保护和外来入侵物种的防治

我市野生植物品种较多,但由于没有合理保护,导致个别品种存在灭绝的可能。外来有害入侵生物较为严重,并大量繁殖。据2009年调查结果显示:加拿大一枝黄花全市分布面积约为1 hm2;豚草全市分布面积约2.55 hm2;毒麦全市分布面积约 160.9 hm2;福寿螺全市分布面积约为 21 846 hm2,空心莲子草、凤眼莲、加拿大蓬、斑地棉等遍布全市大部分乡镇。2010年7月份初步调查显示,大部分呈增长之势。素有“生态杀手”之称的加拿大一枝黄花更是数倍增长。由于此生物花种、根茎均能繁殖,生存能力极强,灭除极为困难。70多年前,“加拿大一枝黄花”作为观赏植物被引进上海,结果在近二三十年内导致上海地区 30多种本地原生植物物种消失,从此留下“黄花过处,寸草不生”的恶名[6]。秋风起,黄花开,“花种随风跑,落地即成片”,按目前发展形式,预计五到十年,将遍及全市。外来物种入侵形势十分严峻,严重威胁着我市生态环境和经济发展,必须引起高度重视,加大财政和人员投入,加强防治。

4.1.7 继续抓好节能减排

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,发展低碳农业最有效最现实的形式。

4.1.8 多家联合,综合发展

多家联合搞好生态农业建设的基本原则为统筹规划,突出重点;因地制宜,分类指导;模式带动,技术集成;建设与管理并重,工程与政策并重;综合治理,整体提高。采取生物、工程、技术、管理措施使之“山水林田路综合治理,农林牧副渔全面发展,种养加全面配套,经济、生态和社会三大效益协同提高”。

4.2 探索研究合适的垄作少、免耕技术,全面推广

免耕法(no tillage),又称零耕法(zero tillage)、直接播种法(direct drilling)、耕播合一、旋耕、水土保持耕作法、免少耕法、少耕法等等,指作物播种或移栽前,不用犁或拖拉机翻耕,以耙或旋耕机或开沟犁代整土地抑或人工起垄直接在茬地上播种或移栽,或撬窝栽秧。作物生长期间又不用农具薅秧,采取化学除草或生物防草的一种耕作方法。少耕指减少耕耙作业程序、次数、降低能耗的方法。例如水稻采用垄作覆盖免耕免灌技术,能改善和保持良好的土壤结构,大量储蓄利用天然降水,避免水的流失,达到保持水土的目的,同时也是解决旱地灌溉,改造两用田,实现省水、省肥、省工的一套实用耕作技术。

(1)摒弃传统的犁铧翻耕的耕作方式而采用免耕,可以保存土壤中的碳含量,有利于土壤对碳的固定。对于农业生态系统,最大的碳库是土壤,土壤圈是碳素的重要贮存库和转换器,它含有的有机碳量占整个生物圈总碳量的 3/4,是生物圈中最大的碳库。

土壤碳库是陆地生态系统最大的碳库(1 500 Pg),是大气碳库(780 Pg)的两倍和植被碳库的 3倍(550 Pg)。土壤碳库减少 1%,大气 CO2浓度将增加 7 ppm。

(2)采取免耕可以减少农业机械的使用,这也就减少了化石燃料的燃烧,相应减少了 CO2的排放。

(3)随着土壤肥力的增加,在耕作中化肥的使用也相应减少。N2O是氮肥中的主要成分,也是温室效力相当于CO2约 300倍的一种温室气体。减少化肥的使用,也就减少了N2O的排放。

4.3 大力发展农民专业合作组织,建立利益联结机制

农民合作经济组织是产业化的必由之路,是市场化的主要途径,是农业现代化的根本标志,是实现低碳农业的主要手段之一。截至2008年底,常德市已有农民专业合作社近 110家,主要有能人领办型、企业带动型、基层干部创办型、产业主导型等几种模式。农民专业合作社呈现出良好的发展势头,在解决农民增收、提高农民整体素质、推广农业新技术、新成果以及推进农业产业化发展,实现农民利益共享等方面起到了不可忽视的作用。但常德市农民专业合作社尚处于发展的初始阶段,业务范围主要涉及种植业与养殖业,无论是数量上,还是质量上都远远没有达到低碳农业要求。

未来发展农民专业合作社既要按照市场规律办事,依照市场机制运作,又要坚持政府的正确引导和政策扶持。各个区县的合作社要注重区域经济特色,使农民专业合作社能够从市场找出路,向市场要效益,努力开展产业化实践,创造性地提高农民参与市场经济的组织化程度,提高抵御市场风险的能力,保护和提高农民从市场经济中获得的收益,从而促进常德市新农村建设的发展。

4.4 做好保障及其它工作

大力宣传,提高全面对低碳农业的认识;制定规划,明确目标;制定低碳农业相关政策(制定固碳的补偿制度、补贴标准、投资税收、农业碳汇研究等政策);强化领导,突出重点,推进高效低碳农业规模化,切实抓好农业节能减排,建立健全低碳农业技术体系。加强农业碳汇研究,推动低碳农业的发展;加强技术合作与技术转让 ,推动低碳技术的发展;选择模式,建立低碳农业实践园区、示范企业、示范农户,充分发挥典型的传、帮、带作用;引进国内、外有关先进经验等。

[1]张德纯.低碳农业中的蔬菜产业 [J].中国蔬菜 ,2010,(5月上):1-3.

[2]朱小雯.气候变化威胁粮食安全,低碳农业应运兴起 [EB/OL].2009-10-13.http://finance.sina.com.cn/g/20091013/05306830045.shtml.

[3]梅 隆.低碳农业是应对气候变化的有效途径 [N].农民日报,2010-07-07.

[4]张友亮.石门成为国际“碳交易”出口大县 [N].湖南日报,2009-11-09.

[5]张新民.救救城区水塘湿地[N].人民政协报 ,2007-08-07.

[6]钱朱建.引种植物加拿大一枝黄花引起的尴尬 [N].新闻晚报,2009-11-02.