鄱阳湖生态经济区低碳农业实施路径

金姝兰，姚宁萍

（1.上饶师范学院，江西上饶334000；2.南昌师范专科学校，江西南昌330000）

温室气体的排放已成为生态恶化的首要原因。农业作为国民经济的基础产业，是温室气体的第二大重要来源[1]，同时又受到气候变化的严重影响。鄱阳湖生态经济区（简称鄱区）是我国著名的鱼米之乡和重要的商品粮油基地，农业是该区的重要产业。发展“生态高值农业”，必须实现由目前高碳经济向生态经济的根本转变，低碳农业是过渡。如何减少农业温室气体排放量并探寻减排方法，是鄱区建设的具体行动和必经之路。

1 鄱区自然及农业生产概况

鄱区地处江西中北部，位于东经114°29′～117°42′，北纬 26°29′～30°06′。该区地貌类型复杂多样，西部是流水侵蚀中/低山、红色岗地、丘陵盆地、第四纪冰川遗迹，中部以鄱阳湖湖积冲积平原为主，东部以高丘、低丘、中低山、信江及其支流发育的一和二级阶梯为主。区内土壤以红壤为主，水稻土则为最主要的农业土壤，在该区分布广泛；耕地中水田占70%、旱地占30%，水田主要分布于鄱阳湖周边圩区和5河尾闾平原区，旱地分布于岗丘地区。区内植被类型齐全，包括常绿阔叶林、针叶林、竹林、针阔混交林、常绿和落叶阔叶混交林、落叶阔叶林、山地夏绿矮林、山地丘陵草灌、沙地植物、草甸、水生植物、沼泽。鄱区属中亚热带湿润季风气候，降水季节分配不均，易涝易旱，春、夏、秋、冬平均气温分别为 16～17，28，19，5～7 ℃，该区西部、中部、东部多年平均降水量分别为1 434～1 744，1 341～1 861，1 633～1 861mm。

鄱区包括南昌、景德镇、鹰潭3市以及九江、新余、抚州、宜春、上饶、吉安市的部分县（市、区）共38个县（市、区）和鄱阳湖全部湖体在内，国土面积为5.12万km2，占江西省国土面积的30%；耕地961 037 hm2，占江西省耕地的45.2%；人口占江西省总人口的50%；经济总量占江西全省的60%。鄱区是优质粮食（2007年粮食播种面积和粮食总产量分别占江西省总量的57.3%和51.3%）、淡水养殖（2007年水产品养殖面积及总产量分别占江西省的57.4%和60.3%）、棉花种植（2007年种植面积和皮棉产量分别占全省总量的83.4%和89.9%）、油菜种植（2007年种植面积和总产分别占全省的56.7%和54.9%）、畜禽养殖（2007年生猪出栏和肉类总产分别占全省的37.7%和36.2%）、有机茶生产、无公害蔬菜生产基地。

2 农业生态系统温室气体的影响因素

在人类活动所排放的温室气体中，农业生态系统排放的占 1/15～1/5，主要有 CO2，CH4，N2O和NOx等[2]。通过了解农田土壤温室气体影响因素，可为温室气体减排措施的制定提供理论依据。

大量研究证明，生物因素（土壤主要温室气体的产生无不与土壤微生物、作物根系、土壤动物和各种真菌的数量及活性有关，即与生物因素密切相关）、土壤质地（其直接影响土壤通透性和水分含量，进而影响土壤硝化作用、反硝化作用、有机质氧化分解和还原过程的相对强弱及温室气体的产生及其在土壤中的扩散[3]）、土壤温度（温室气体排放通量与土壤温度之间存在一定程度的正相关）、土壤结构（土壤团聚体损失与土壤有机碳存在动力学关系[4]）、土壤湿度（CH4氧化和N2O排放与土壤水分含量呈极显著的负相关性[5]）、土壤pH（一定的酸化累积可促进CO2排放，且CH4和N2O的排放基本上随酸化累积程度的加深而增加）、土壤有机质（土壤有机碳含量决定微生物碳库的大小，从而影响CO2，CH4排放的总量）、农作措施（耕作方式、灌溉方式、施肥方式、农作物品种、畜禽养殖技术、病虫害防治技术、农业废弃物的处理和利用）是影响农业生态系统温室气体排放的主要因素。

3 鄱区低碳农业实施路径

低碳农业是指在生产、经营中排放最少的温室气体，同时获得整个社会最大效益的产业。它具有低能耗、低污染、低排放、节水、节肥、节药、节种、高产、高效、安全等特点。农业低碳通过固碳（培肥土壤和作物增产）与减排实现。根据温室气体影响因素，鄱区地形、气候、植被、土壤、农业发展情况和资源环境及目标市场与系统内部空间结构相互作用的关系寻找鄱区低碳农业实施路径。

3.1 保护性耕作

过度耕作使土壤中的碳素释放，是农业排放碳的主要途径[6]。垄作免耕、覆盖免耕等保护性耕作可以减少地表径流量、土壤侵蚀和土壤水分蒸发，提高土壤水分的有效性，抑制杂草，更能减少温室气体的排放。免耕可以减少农业机械的使用，减少化石燃料的燃烧和CO2的排放。许多研究表明，免耕可增加土壤团聚体数量，保存土壤中的碳含量，提高土壤有机质含量[7]。Tracy等认为，由于有机质对土壤N，P，K的吸附作用，免耕会提高土壤有机质含量，自然有机质吸附的N，P，K也会随着增加，提高土壤肥力，同时随着土壤肥力的增加，耕作中化肥的使用也相应减少，也就减少了N2O的排放[8-10]。夏季鄱区是我国四大火炉之一，盛夏覆盖免耕可降低地温，减少温室气体排放，鄱区应大力推广免耕稻草覆盖种植甘薯、油菜、棉花、无公害蔬菜。此外，鄱区保护性耕作还应大力发展间作、混作、套作、复种、轮作多熟种植技术。作物轮作可以改善土壤理化和生物学性状，消除土壤有毒、有害物质，减少作物病虫草害，对实现作物高产、稳产和提高农田经济效益具有重要作用（如鄱区水稻与棉花轮作取得了较好效果）。此外，间混套作比一般的单作具有更高的资源利用率、生产力和抗逆力。当前，适宜在鄱区推广的农作物间混套作模式有早稻+晚稻/紫云英、玉米+大豆、花生+玉米、棉花+蔬菜、紫云英×油菜×肥田萝卜、油菜/棉花等等。

3.2 灌溉节水技术的运用

灌溉节水技术的运用可提高灌溉效率，影响作物生长机理、田间灌溉微环境。有研究认为，滴灌能很好地保持土壤疏松状态，土壤孔隙度高，通气性能好，厌氧环境被破坏，厌氧细菌繁殖受抑制，因此甲烷排放减少且不破坏土壤团粒结构，滴灌土层中的土壤含水量、土壤中有机质及氮磷钾的含量、作物产量均较高；喷灌可节约灌溉水25%以上，减少硝态氮对地下水的潜在污染，能够促进种子的出苗及植物生长[11]。大量研究还表明，保水材料通过自身的吸水、供水可增加土壤团粒结构，降低土壤容重，增加孔隙度，抑制蒸发以达到保水效果，减少降雨对土壤的侵蚀[12]。鄱区7月中旬后进入伏旱，天气炎热干旱、降水量小、蒸发量大，而作物生长旺盛、需水量大，灌溉用水十分紧缺。因此，滴灌、喷灌技术和保水材料的运用是该区农业可持续发展的重要举措。

3.3 发展环境友好型施肥体系

合理的养分投入不仅是提高作物产量、改善作物品质的重要措施，也是影响土壤生产力提高与生态环境可持续发展的重要因素。无机肥和有机肥都是农业生产不可或缺的资源。但过量使用有机肥会促进土壤中CO2和CH4的排放，有机肥和畜禽粪肥的堆放场地产生大量氨气，且有机物的焚烧可直接向大气排放大量的CO2，CH4及固体微粒，使城乡空气受到严重污染。过量施用氮肥会呈现出碳成本高于碳收益的形势[13]，即生产化学氮肥所消耗的化石燃料造成的碳排放、氮肥的挥发及使用氮肥导致的N2O排放增加所造成的温室效应足以完全抵消施用氮肥的土壤固碳潜力。向艳文等[14]认为，化肥和有机肥（稻草）长期配合施用能显著提高大团聚体内有机碳、氮的含量和储量，是改善土壤团粒结构，提升红壤水稻土肥力的有效措施。红壤水稻土是鄱区主要的土壤，具有酸、贫、黏等特点。鄱区有机碳密度低，尤其九江地区有机碳密度只有3.330 kg/m2[15]，是江西省有机碳密度最低区。因此，通过测土配方，根据鄱区土壤及作物需求，坚持有机-无机肥配施，不但能提高鄱区土壤松结合态有机质含量，培肥土壤，更能提高土壤固碳量和生产力、减少温室气体的排放。

3.4 建立健康养殖区

鄱区为保护性单元类型，具有调蓄洪水、调节气候、净化水体、保护生物多样性等生态功能，有各种野生鸟类310多种，越冬的候鸟多达80万～100万只，种类有148种。区内有世界最大的越冬白鹤群，集聚最多时总数可达2 958只，占世界白鹤总数的95%[16]；有鱼类136种。鄱阳湖是过水性湖，枯水期有大面积的湖滩草洲露出湖面，湖洲草地面积为12万hm2，理论载畜量为奶牛15万头，肉牛23万头[17]。以保护鄱阳湖一湖清水为前提，统筹考虑畜牧养殖业的经济效益、社会效益和生态环境效益，依靠鄱区的资源、区位和产业优势，根据区域生态环境特点，发展畜牧、渔业健康养殖区（所谓健康养殖，就是在养殖环境自净能力限度内，养殖产生的污染对其他生物和养殖生物自身的健康不产生危害状态下的养殖方式），进行草地资源生态监测，严格控制养殖数量和规模（实际饲养奶牛12万头、肉牛20万头左右）。孔玉华等[18]研究认为，合理放牧有助于土壤碳的积累，可减少碳释放；过度放牧不仅使草地植物固定碳素的能力降低，大大减少草地植被对土壤碳库的碳输入，而且会促进土壤的呼吸作用，加速碳素从土壤向大气中的释放。此外，吴英豪等[16]认为，过度放牧会影响白鹤栖息。10月至第2年3月枯水时期，洲滩显露，湖泊释放CO2，通过建立畜牧、渔业健康养殖区有助于防风固沙，净化水体，保护气候和生物多样性。

3.5 生物固碳/氮

鄱区岗地、丘陵、山地分布广泛，海拔高度为500～1 200m，土地类型为宜园土壤资源和宜林土壤资源类，具有保持水土、调节气候、提供经济植物、储存碳氮功能。王华等[19]研究表明，次生常绿阔叶林碳、氮储存功能最强，杉阔混交林比同林龄的杉木纯林碳、氮储存功能强。根据该区地形、土壤等特点，围绕江西省森林覆盖率达到63%的目标，充分发挥次生常绿阔叶林和杉阔混交林的最佳生态效应，大力种植香樟树、杉木、花卉、中药材、柑橘、茶叶、茶油、豆科作物，实现经济效益、社会效益和生态环境效益的最大化。

3.6 运用新型农业技术

3.6.1 病虫害防治技术 实施农作物病虫害的综合防治措施。应充分发挥自然因素的控害作用，全面普及生物防治和物理防治病虫害技术，积极推广农药增效剂和农药替代品，加强农业清洁生产技术的研究，以恢复和保持农田生态平衡，达到控害、保产、保益、保环境、保安全、增效益的目的。

3.6.2 新型农作物育种技术 如培育抗高温、耐干旱、抗病虫害的高产品种，开发培育氮素高效利用的水稻品种，可减少N2O排放对环境的破坏，有助于全球温室气体排放的控制。

3.6.3 畜禽清洁养殖技术 畜禽养殖不仅会排放大量废水，而且还是导致全球变暖的6种温室气体中CO2，N2O和CH4的主要来源。根据国家的政策、法规、标准，畜禽养殖业通过改变养殖方式，由传统的养殖方式向清洁养殖转变，应严格执行《畜禽养殖场污染物排放标准》。鄱区是重要的畜禽养殖基地，每年要产生大量的畜禽粪便，由于粪污处理率低，造成的环境污染状况严重。针对规模化养殖场开展清洁发展机制（Clean DevelopmentMichanism，CDM），即对于规模养殖场，利用沼气工程处理粪污，并利用产生的沼气发电来替代养殖场从电网购电，这样既能减少现有的粪便管理方式造成的CH4排放和对周边环境的污染，又能充分利用可再生能源，减少以化石燃料为主的电网电量使用造成的温室气体排放。

3.7 农业废弃物的处理和利用

农业废弃物主要包括作物秸秆和畜禽粪便。首先，将作物秸秆和畜禽粪便进行发酵，产生沼气，用于生活燃料和发电，沼渣可作为有机肥在农田中施用，实现秸秆还田。其次，作物秸秆综合利用[20-21]，如秸秆饲用、秸秆发电、秸秆碳化等是继秸秆还田处理后，适合鄱区特点的高效资源化利用方式。目前，鄱区沼气利用模式为：粮（饲）-猪（牛）-沼-稻（果、棉、茶、油、菜）。

鄱区低碳农业的全面实施还需创建技术创新公共平台，进一步完善产学研合作机制，培养消费者的生态消费意识，提高消费者的生态购买能力，形成低碳生活方式，创新体制机制，发展碳融资，构建农业生态补偿机制，即形成农户、农产品加工企业、消费者、农资部门、农业流通组织、农技研发推广部门以及政府一条龙链式发展的低碳模式。

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