耕地质量提升与固碳减排多目标协同的绿色低碳农业发展路径研究

王雨　曹逸凡　钱晓晴

摘要 保障国家粮食安全和固碳减排是当前我国社会高质量发展的重要热点问题，也是我国实现可持续发展的两个重要战略目标。发展绿色低碳农业已成為当前低碳经济格局下的必由之路。由于绿色低碳农业是一个涉及诸多方面的系统概念，很难用一个单项指标全面、客观地衡量，故此对绿色低碳农业总目标进行拆分，系统研究绿色低碳农业的科学内涵，深入探讨发展耕地质量提升与固碳减排多目标协同的绿色低碳农业的重要意义，分析目前开展工作的阻力，最后提出发展耕地质量提升与固碳减排多目标协同的绿色低碳农业的发展路径，推进我国耕地系统向绿色低碳现代农业发展，助力我国早日实现粮食可持续增产与有效碳减排的双赢局面。

关键词 低碳农业；耕地质量提升；固碳减排

中图分类号 F 323文献标识码 A文章编号 0517-6611（2023）15-0244-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.15.057

Research on the Development Path of Green and Low-carbon Agriculture Based on Multi-objective Coordination of Cultivated Land Quality Improvement and Carbon Sequestration and Emission Reduction

WANG Yu1， CAO Yi-fan2， QIAN Xiao-qing1

（1. Key Laboratory of Cultivated Land Quality Monitoring and Evaluation， Ministry of Agriculture and Rural Affairs（Yangzhou University）， Yangzhou， Jiangsu 225127;2. Yangzhou Ruihua Institute of Environmental and Bioengineering Co.， Ltd.， Yangzhou， Jiangsu 225000）

Abstract Ensuring national food security and carbon sequesstration and emission reduction is an important focus of high quality social development and two important strategic goals of sustainable development. Developing green and low-carbon agriculture has become the only way in the current low-carbon economy. As green and low-carbon agriculture is a systematic concept involving many aspects， it is difficult to use a single index to measure comprehensively and objectively， the overall goal of green and low-carbon agriculture is divided in this paper. The scientific connotation of green and low-carbon agriculture is systematically studied. The significance of developing green and low-carbon agriculture with multi-objective coordination of improving the quality of cultivated land and carbon sequestration and emission reduction is further explored. Finally， it puts forward the development path of green and low-carbon agriculture， which is coordinated by improving the quality of cultivated land and carbon sequestration and emission reduction， promotes the development of arable land system to green and low-carbon modern agriculture， helps our country to realize the sustainable increase in grain production and effective carbon emission reduction as soon as possible.

Key words Low-carbon agriculture;Improvement of cultivated land quality;Carbon sequestration and emission reduction

务农重本，国之大纲。近些年来，全球气候变化问题已然成为全球炙手可热的热点问题，被联合国列入可持续发展目标（SDGs）［1］。我国农业生产活动是第二大温室气体的排放源，也具有巨大的碳汇能力［2］。对此，我国于2020年9月提出“2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和”。在“双碳”目标之下，农业生产的绿色转型将面临更严苛的要求，我国绿色低碳农业的发展将迎来重大机遇与挑战［3］。与此同时，新冠肺炎在全世界蔓延速度之快，席卷范围之广已经敲响了全人类的安全警钟，尤其体现在粮食安全方面。坚守耕地红线，就是保障我国粮食生产有充足的数量储备，为粮食稳定安全地生产提供强有力的托底，这一条“耕地红线”也成为了所有21世纪农人始终守护的生命线。

因此，当今我国农业的发展迫切需要往动态化、绿色化、低碳化转型。幸运的是，国家极为重视“三农”问题与绿色可持续发展战略，《“十四五”全國农业绿色发展规划》着眼于绿色农业发展的核心任务和薄弱领域，指出将打造绿色低碳农业产业链等重大部署。《乡村振兴促进法》强调要把创新、协调、绿色、开放、共享的要求贯穿于新发展理念中，加速推进生态文明建设，推动绿色发展。《中共中央国务院关于做好2022年全面推进乡村振兴重点工作的意见》是21世纪以来党中央连续出台的第19个关于“三农”工作的“一号文件”，提出要落实“长牙齿”的耕地保护硬措施。从传统泛化生产方式到绿色低碳的生产方式，在顺应新时代要求的同时也提高了农业生产效率。

目前，我国耕地质量保护和低碳农业取得巨大的成就得益于的国家政策支持，但是从国内外发展的进程和中长期规划的整体视角来看，我国发展绿色低碳农业仍然存在很多深层次的障碍［4］。笔者在概括我国低碳绿色农业本质内涵的基础上探讨发展耕地质量提升与固碳减排多目标协同的绿色低碳农业的必要性，分析发展绿色低碳农业的阻力，最后尝试提出发展路径，以期为多目标协同的绿色低碳农业发展后续研究提供参考。

1 发展多目标协同的绿色低碳农业的意义

纵观国内外大部分文献，特别是国内文献，主要以低碳农业的一般分析为主，讨论其定义、含义和本质特征，归纳其发展模式和技术支撑体系等方面内容［5］，绿色低碳农业是一个涉及诸多方面的系统概念，学科交叉覆盖广，难以深入研究，故侧重于用通用范式解释绿色低碳农业的本质，缺乏对绿色低碳农业多重目标效益的结合的关注，很难用一个单项指标全面、客观地衡量。结合上文来看，发展绿色低碳农业要以农业可持续发展理念为基础，以保障国家粮食安全和耕地质量安全为前提，推进绿色低碳发展。具体来说，可以从两方面入手，一是要加强耕地质量管控，二是要注重农业生产过程的固碳减排。

目前国内外学者还没有对绿色低碳农业的定义达成统一共识。王昀［6］是我国提出了低碳农业经济理念的第一人，认为低碳农业经济以减少温室气体的排放获取全社会最大的效益为目标。魏琦等［7］认为绿色农业发展的核心要义是充分考虑农业环境、社会、生态和经济四大效益，指出整个农业生产过程均要实现绿色化。李昌恒［8］认为低碳农业的核心首先要转变农业发展观念，强调技术和制度创新并举，同时高效利用生产资料，加速推进农业产业升级和耕地系统固碳减排，加强耕地系统对气候变化的应对能力，一方面达到农业固碳减排效果、提升环境效应，应一方面可以加快农业绿色转型，成为实现农业可持续发展的有效措施。总而言之，绿色低碳农业概念尚未被广泛理解和接受，对于其具体含义，大都立足于既有的生态农业和循环农业等单个目标农业发展模式，而没有触及多目标协同发展的相关方面的内容。

无论是一味追求农业与农村领域的低碳化还是关注度只限定于提升耕地质量，都难以深刻地提高农业核心竞争力和效益规模［9］。因此，保证固碳减排和提升耕地质量同步推进是转变绿色低碳农业发展模式的关键。基于上述分析，绿色低碳农业应立足农业可持续发展理念，结合“双碳”目标，提高耕地综合能力，将农业固碳减排思路融入耕地保障和应用体系，实现生产和生态的共同发展，推进农业提升质量和固碳减排协同增效，加速实现绿色和低碳等理念的动态统一［10］。

1.1 “双碳”目标下提升耕地质量的重要意义

耕地质量的提升是调和国家“双碳”目标与国民粮食安全之间冲突的一项重要举措。农户们依托农药、化肥等生产资料的大量投入和农用机械等能源的大量消耗，意在固定的耕地面积内提高土地单产，提升耕地利用效率，从一定程度上来说保障了国家粮食安全。但这种只考虑短期经济效果的行为更大程度上破坏了耕地质量，增加了作物生产的碳足迹和碳投入，这就造成耕地土壤有机质含量下降，大量的碳被源源不断的排放到大气中，严重阻碍耕地的可持续利用和农业的高质量发展。因此，减少农业生产资料的投入和提升耕地的质量对减少碳投入和碳排放都具有重要意义。在农业生产过程中，耕地的资源性战略意义极为重要。耕地质量得到提升，农业生产粮食的安全性就能得到保障［11］。

耕地质量的提升是农业综合生产能力强的基础和核心。农业可持续发展和耕地质量建设之间有着不可分割的联系，必须立足高标准农田建设这个大局，全方位推进耕地建设目标，耕地质量才能得到可持续提升。把高标准农田建设作为基本点，以高新技术为支撑点，把耕地质量建设作为总抓手，让耕地建设达到保质保量的双轮驱动［12］。

质量水平高的耕地意味着拥有更强的固碳减排效应，而质量水平低的耕地将随同固碳减排效应的持续减弱而质量下降。像过度施用化肥这样不合理的耕作方式更会加剧耕地质量下降，进一步增加生产过程的有效碳排放，破坏生态系统。所以加强耕地质量的建设，对于实现“双碳”目标和促进绿色低碳农业的发展具有极为关键。

1.2 注重耕地系统固碳减排的重要意义

农业作为主要的人为碳排放源之一，在碳减排方面大有可为。据统计，1961—2018年农业碳排放增加了250%［21］。耕地系统固碳减排是调控土地利用碳排放的重要内容，也是实现“双碳”目标的重要途径。如果能保障耕地生态系统可持续化，将很大程度上加快我国“双碳”目标实现的进程，将更轻松的提升应对气候变化的潜能。积极运用好、保护好我国现有的耕地，要创新推动保护性耕作等措施，不断提升耕地中有机质的含量，不断发挥好农田土壤的碳汇功能。农业固碳减排既是农业生态文明建设的主要内容，也是农业农村现代化建设的前进方向，还是推动乡村振兴的关键环节，更是应对气候变化的重要手段。它的重要意义不仅存在于农业领域，它还是一个证明我国“双碳”目标是否能按期完成的整体性和前瞻性指标。

1.3 兼顾耕地质量提升和固碳减排的重要意义

耕地系统是陆地生态系统的主要组成之一，也是保障粮食安全的物质基础。同时，耕地具有巨大固碳减排的潜力［13］。我国作为农业大国，也是碳排放大国，保障粮食安全与碳减排两个战略目标对我国社会经济的高质量发展具有十分重要的意义。同时，兼顾耕地质量提升和固碳减排发展绿色低碳农业仍然存在许多问题。虽然耕地保护在保障国家粮食安全方面发挥了举足轻重的作用，然而耕地利用过程中高度依赖化肥、农药等的投入产生了不可忽视的碳排放。

要充分认识到，农业农村的固碳减排必须是建立在守好耕地红线的基础之上的固碳减排，必须在充分保障耕地质量提升的前提下进行，不能舍弃耕地质量和粮食安全去谈农业的固碳减排［10］。要在实现“双碳”目标的进程中形成绿色低碳农业发展与生态系统承载力相适宜的总体布局。

统筹兼顾粮食稳产增收和固碳减排，探究耕地保护与利用转型，对于实现粮食可持续增产与有效碳减排的双赢局面具有重要意义。

2 目前发展提升耕地质量和固碳减排协同的绿色低碳农业的阻力

我国绿色低碳农业的发展虽取得一定成效，但要兼顾乡村振兴和生态文明等战略目标，发展道路仍漫长险阻。目前我国人均耕地面积少，农民职业的收入尚不能得到保障，绿色低碳农业的发展未达到成熟且未知因素较多，农业“双碳”理念要纳入全国“双碳”总体规划和框架需要相关部门行业密切协同。总体来看，我国实现耕地质量提升与固碳减排多目标协同农业发展是一个长期过程，需要应对以下三大方面挑战。

2.1 耕地质量提升任务重制约绿色低碳农业的发展

“民以食为天，食以农为源，农以地为本”，耕地是提高粮食生产至关重要的自然资源本底，是保障粮食安全必不可少的战略物资。因此，粮食安全的核心就是保障耕地安全，我国耕地保护基本国策的地位不容动摇。虽然近几十年来我国耕地保护工作对保障粮食安全发挥了关键性的作用，2021年我国实现粮食产量“十七连丰”。然而，我国耕地保护红线的预警却从未停止，新时代耕地保护的转型也存在一定的困难，落实“数量、质量、生态”三位一体的耕地保护仍在探索中。在资源和环境压力的约束下，耕地质量降低、水土资源不匹配、要素投入边际效用递减、自然灾害及极端天气频发等诸多因素限制了耕地的高效利用。除此之外，当前我国人口总量的持续增长以及居民膳食结构的变化，粮食消费需求强劲增长都对耕地保护提出了更高的要求。可见，我国耕地保护形势依然十分严峻，守好人民的“米袋子”，保障国家粮食安全，实现我国粮食的可持续增产任重而道远。

2.2 固碳减排成效慢限制绿色低碳农业的发展

从农户层面来看，农民从业者主体意识淡薄，且以小农户为主的零散式经营增加了绿色低碳农业的发展难度。从事农业生产的农民，大多数受教育水平不高，他們的现代农业发展理念不够先进，基本依靠经验种地，对田间优化管理措施的认可度较低，对国家推行固碳减排理念和意义难以接受，不能很好地在农业生产实践中使用先进的技术和管理手段［9］。除此之外，现阶段小农户的分散化经营方式仍要持续很长时间，他们生产行为的不确定性高，加上应对各类风险能力差，使得固碳减排的规模效应难以呈现。

从农业技术层面来看，技术研发不足和推广成本过高。我国绿色低碳农业固碳减排技术庞杂，且难以形成体系化的技术集成。以固碳减排技术中秸秆还田为例，虽然它会带来很高的减排效益［14］，但不能为农户们带来直接收入［15］。政府主要通过经济补贴手段短期提高农户积极性，但是因缺乏持续激励政策，限制了新兴技术的推广。

从政策和保障层面来看，缺乏资源共享的碳排放平台和减排固碳技术标准和规程。 目前已有一些关于固碳减排的科技成果，但都存在着不够系统化和技术成果较为分散的缺点。为了精准全方位地核算农业碳排放量，整合管理农业碳排放的资源信息，像进行农业、工业和能源等的信息对接与数据共享，有效获取和更迭符合地方和全国不同产品的碳排放系数以及提供碳排放相关的权威信息等需建立农业碳中和研究平台［16］。虽然有关部门出台了一些围绕绿色低碳农业发展为目标的政策和措施，一定程度上促进了耕地固碳减排，但未制订相应的规章制度、技术标准和应用规范，导致固碳减排的技术推广应用程度减弱［17］。

2.3 目前兼顾多重目标发展低碳绿色农业存在极大挑战

发展绿色低碳农业必须兼顾耕地质量提升与固碳减排，而两者之间并非完全同向的，存在矛盾甚至形成冲突关系［18］。虽然耕地建设和保护为我国粮食安全和重要农产品增产发挥了巨大的作用，但是粮食增产背后的生态代价不容忽视，尤其是碳排放。具体来说，我国粮食增产主要得益于化肥、农药等农业生产资料的大量投入，而化肥已经成为耕地系统碳排放的主要碳源。此外，农业生产资料的过度投入还会引起土壤板结、土壤有机质含量下降等问题，直接导致耕地系统的固碳能力下降，这不仅不利于耕地资源的可持续集约利用，也给耕地系统固碳减排与粮食安全的协同发展带来了巨大的挑战。因此，在乡村振兴战略、“双碳”目标和生态环境高标准建设的共同作用下，如何高效地提升耕地保护与利用对粮食安全的保障作用，同时也发挥耕地保护与利用在碳减排中的积极作用，是当前我国耕地保护转型面临的重要挑战。

3 耕地质量提升与固碳减排多目标协同的绿色低碳农业发展路径研究

3.1 持续推进耕地可持续利用，协同实现固碳减排

首先，高效配置农业投入要素。依据国家“双碳”目标、耕地质量要求和农业农村减排固碳战略，在全国范围内需综合区域的生态与经济社会因素，并考虑区域生态环境的核心挑战，分区设计中长期耕地提质减排方案，高效合理的配置劳动力、技术、资金等生产要素。如针对东北平原黑土地的保护与修复采用种养结合与生态循环农业模式［19］；华北平原农业生产要重视节水，采取耕地免耕—深松轮耕模式［20］；长江中下游平原推动种植业提质增效，采用化肥农药减量增效等措施［21］，增加了耕地系统的固碳能力，同时减少了农业生产要素投入产生的碳排放，为耕地保护与粮食安全相协同提供了现实参考。

其次，合理优化耕地管理方式。控制耕地投入要素利用强度，减少化肥施用量，提高有机肥和生物肥使用比例，持续推广土壤少耕、免耕技术，提高土壤有机质含量，稳固其土壤结构［22］；通过开展多样化种植体系、保护性耕作和养分资源综合管理系统等模式促进固碳效应［23］，通过多维耕地管理方式［24］实现持续推进耕地可持续利用。

最后，协调“双碳”目标与耕地质量提升目标。在保障国家粮食安全的前提下，科学选择耕地系统减排固碳途径，合理设定碳排放峰值，增加碳汇，通过耕地资源可持续利用提升耕地系统固碳减排潜力。

3.2 建立耕地系统固碳减排政策工具，完善监测监督体系

首先，完善耕地利用生态补偿的激励机制。应将政策的着力点放在保护土地利用的生态功能和服务，把政府的激励措施放在绿色生态补偿上［25］，将环境友好型耕地利用模式与生态补偿政策相挂钩，用耕地生态保护补偿机制逐步扭转农户掠夺式经营模式，对农户使用有机肥和低碳农药等行为提高补贴，增加农民收入来源，激发农户耕地低碳利用的积极性［26］。

其次，将双碳目标统一纳入耕地生态保护补偿框架中［27］。立足我国国情，加强制度创新和法制保障，在《耕地保护法》的起草制定过程中将耕地固碳列为优先地位，明确主体责任，建立相应的目标考核制度，采取补偿和激励的方式调动各级政府和农户参与耕地保护的积极性，用双碳目标引领带动耕地资源的可持续利用。

最后，构建耕地系统固碳减排监测监督体系。通过精确识别动态排放因子，监测耕地系统的动态变化，监督固碳减排量变化，建立一整套完善且可长期实施的监测体系，建立较为科学合理的多目标综合数学模型［16］，以完善耕地绿色低碳利用的制度规范和政策体系。

3.3 加强农业生产科技创新，降低固碳减排技术应用门槛

首先，加大绿色低碳农业科技研发投入。创新耕地系统生态文明管理关键治理技术，提高耕地质量［27］，研发耕地系统提质减排协同的关键共性技术，开展品种、技术与模式的集成创新，构建减排固碳丰产技术体系。

其次，用好财政手段推广低碳农业技术。多渠道融资以及中央和地方政策配套，建立农业减排基金等激励机制，加大力度支持化肥农药减量、秸秆利用等环境友好性耕作行为，为耕地系统减排和固碳提供持续激励［28］。

最后，依托大数据平台推动耕地系统固碳减排科技创新成果转化。依托物联网、智慧农业等大数据平台实现资源信息共享，将科技创新成果转化为农民增收，提升全民参与积极性。

3.4 有序推进农业加入碳市场，积极开展试点改革

首先，完善农业碳排放核算的方法学。目前关于农业领域碳排放核算的应用较少，现有测算方法各有弊端［29］，尽早建设出一套涵盖经营主体、碳交易主体和管理人员都认可的核算方法系统，为农业碳市场稳健发展夯实根基。

其次，将农业碳汇正规化。逐步突显耕地低碳利用的经济和生态价值，激发农户采用低碳化生产方式的积极性［30］。让农业碳汇在国内碳交易市场体系占有重要市场地位。

最后，渐次开展耕地系统碳交易试点工作。农业系统全面踏入碳交易市场是未来发展方向，优先选择经济基础较好、科技水平较高、农业基础较好、具备改革空间和营商条件的地方开展试点工作［31］，为显化农户低碳化耕作的价值提供借鉴。

4 结语

我国作为最大的发展中国家，正处于高质量发展和农业低碳化绿色化的紧要关头。受疫情和经济活动性质的影响，要实现“双碳”目标和乡村振兴战略将面临各种挑战和机遇，探索绿色低碳农业发展路径在当下显得尤为重要。对此，笔者提出耕地质量提升与固碳减排多目标协同的绿色低碳农业发展的4点路径建议，分别是持续推进耕地可持续利用，协同实现固碳减排；建立耕地系统固碳减排政策工具，完善监测监督体系；加强农业生产科技创新，降低固碳减排技术应用门槛；有序推进农业加入碳市场，积极开展试点改革。对于推进我国耕地系统向绿色低碳现代农业发展，助力我国早日实现粮食可持续增产与有效碳减排的双赢局面。

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基金项目 扬州市社会发展计划（YZ2020055）资助项目。

作者简介 王雨（1997—），女，江苏盐城人，硕士研究生，研究方向：资源利用与植物保护。*通信作者，教授，博士，从事资源环境科学领域的教学与研究。

收稿日期 2022-09-06