南通市低碳农业发展研究

张云飞

(中共南通市委宣传部,江苏南通 226000)

1 引言

在全球气候变暖的背景下,以低能耗、低污染为基础的低碳经济成为全球热点。低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,实质是高能源利用效率和清洁能源结构问题,核心是能源技术创新、制度创新和人类生存发展观念的根本性转变。即希望以最少的碳排放量,获得最大的社会、经济、环境效益,低碳经济概念及低碳经济发展模式的提出是人类社会发展继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。

低碳经济涉及到社会经济的各个方面,低碳农业是低碳经济的有机组成部分。低碳农业是指在农业生产、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农业绿色生产模式,其目的是减少温室气体排放,节约有限资源,改善农村环境,实现农业和农村可持续发展[1]。农业作为国民经济的基础产业,是一个重要的温室气体来源,同时又受到温室效应的严重影响。响应低碳经济的号召,控制农业温室气体的排放量并探寻减排办法已成为农业生产的当务之急。

2 农业生产与温室气体排放

2.1 农业生产是温室气体的排放源之一

人类活动尤其是人类的农业生产活动,已引起各类生态系统显著变化,如毁林开荒、放牧、种植经济收益高的作物、弃牧毁草开垦、草场退化、农田侵蚀性退化、土地沙化等森林和草场破坏所引起的大气CO2浓度变化是双向性的:一方面,植物通过光合作用吸收固定CO2的数量减少;另一方面,被毁坏林木、草原通过燃烧或腐解而释放到大气中的CO2数量增加。

土地利用变化是目前大气中碳含量增加的第2大来源,其作用仅次于化石燃料的燃烧。由于土地利用变化每年向大气中排放1.6pgC/年,约占人类活动总排放量的20%。长期以来大量自然生态系统向人工生态系统转换,增加了大气中CO2的含量。施肥不当会加剧温室效应。向土壤中施用石灰能够降低土壤的酸性,促进作物生长,但是碳酸盐和重碳酸盐的溶解和释放过程中也会产生大量的CO2。尿素施用过程中碳素的易挥发性也导致大量CO2的损失。因此施用石灰和尿素也成为CO2的排放源。由此可见,在全球变暖过程中农业生产活动产生了重大影响。如何减少农业的温室效应是应该充分重视的问题。

2.2 气温升高威胁农业生产

根据有关研究资料表明,气候变化使得农业生产的不稳定性增加,产量波动幅度增大。气温升高导致很多极端气候灾害的出现,致使海水变暖和膨胀,不利于沿海滩涂的农业开发,同时也将增加盐渍土地范围。台风、风暴潮、暴雨等造成的危害也使农业结构、农业病虫害发生规律和农业气象灾害发生规律产生了变化,加剧了气候灾害对农业生产的影响。由于气候变暖,降水减少,使农业需水量加大,水资源短缺将成为农业生产的重要影响因素。为适应生产条件的变化,农业成本和投资需求将大幅度增加。

3 南通低碳农业发展面临的挑战

3.1 土壤肥力下降,土壤侵蚀严重

目前,由于工业化扩张等原因,南通市优质耕地的损失尤为严重,同时耕地质量面临环境恶化问题的严峻挑战。南通市农业土壤中HCH、DDT的残留水平虽然有所下降,但是这2年有机氯农药残留的检出率仍相当高[2]。农业面源污染防治工作滞后,污染治理力度小,难度大。农业生产中化肥利用率低、流失率高,不仅导致农田土壤污染,还通过农田径流造成了对水体的有机污染、富营养化污染甚至地下水污染和空气污染。

3.2 农业的水环境问题

目前,农业的水环境状况十分严峻,灌溉水污染严重,且呈逐渐加剧趋势。近年来监测结果显示,南通市通扬运河、如海河、焦港河、新通扬运河符合地表水Ⅲ类水质标准;通昌运河、九好港河、通启运河、如泰运河符合地表水W类水质标准;拼茶运河符合地表水V类水质标准。由于氮素和磷素等营养物质、农药以及其他有机或无机污染物质通过农田的地表径流和农田渗漏形成为、水环境的污染(主要包括化肥污染、农药污染、集约化养殖场污染),相对于土壤和空气的污染要严重[3]。

3.3 农业废弃物的污染

南通市近年来养殖业不断发展壮大,由于畜禽粪便运输困难,施用麻烦,又没有化肥的速效作用,在农业生产中受到冷落,因此大量畜禽粪便未经过处理就直接排放,这些畜禽粪便携带大量的大肠杆菌、寄生虫卵以及病原微生物进入江河湖泊或地下水,不仅污染养殖场周围的环境,而且导致水体和大气的污染。农膜的推广和大面积使用,对农业生产的发展起了十分积极的作用。但是,由于农膜在自然条件下极难降解,残膜严重影响土壤的物理性状,抑制作物根系的生长发育、致使作物减产。

3.4 生活污水、垃圾和工业废弃物的污染

生活污水中主要是洗衣粉和洗涤剂的磷负荷贡献率。农村的固体废弃物主要是垃圾,由于没有集中处理更谈不上利用,露天堆放,其渗滤液污染了地下水和地表水,导致生态环境恶化。

随着南通市各类企业的快速发展,三废排放量日益增加。除了传统的航运、造船等工业发展迅速外,造纸、印染、化工等高耗水工业也沿水系密布,尤其在长江和较大河流沿岸,高污染企业组成的工业区沿江排列,水环境造成极大破坏,严重影响农村生产。工业废气除了直接影响作物生长之外,其引发的酸雨对土壤的影响更大,使得土壤的宜种性变窄。工业废水和生活污水未经处理或经处理未达标便排入水系,加剧了水体的富营养化。工业废渣受雨水冲刷进入土壤耕作层,也影响作物的生长,加剧对农业环境的破坏。

3.5 秸秆资源利用率低,焚烧现象普遍

农作物秸秆是农业生产的“副产品”,是一种重要的农业资源。对其合理利用,有利于提高农业生产的生态效益、经济效益和社会效益。相反,对其不利用或不合理利用,则会对农业生态系统的可持续发展产生诸多负面影响,如污染农业环境、降低生产效益等。据环保部门监测,在夏、秋两季秸秆焚烧比较集中和严重的地区,大气中的CO2,CO和氮氧化物的浓度为平时的3～5倍,大气环境受到严重污染。

3.6 农村沼气等新能源建设发展不平衡

南通市沼气建设发展很不平衡,部分县、市、区尚没有开展沼气建设;对养殖场和养殖小区沼气工程建设、生物质固化成型、生物液体燃料、太阳能利用等投入有限;沼气建后管理和技术服务工作严重滞后;沼气技术的科研和教育落后。

4 发展低碳农业的具体措施

4.1 垄作免耕技术

过度耕作使土壤中的C素释放,是农业排放C的主要途径。垄作免耕可以从很多方面减少温室气体的排放。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,相应减少CO2的排放。免耕对环境的有益之处还包括,免耕可以保持水土,改善地表水水质,减少沙尘的发生,提高生物多样性。

4.2 灌溉节水技术

(1)进行土地平整和条田建设,平整度较好的土地比较差的土地平均节水10%～20%,这是改进地面灌溉技术的基本条件。

(2)高度重视农艺节水技术,根据作物生长周期,需求饱和度进行适时、适量供水,实现节水、增产和增效,打破部分农民只要有水就浇,浇的越多越好的片面认识。此外,大力推广喷灌、滴灌等节水农业技术,较大限度的提高水资源的利用率,可大大减少农业生产成本。

4.3 施肥技术

农业施肥不但会通过影响地上植被的生物量来影响土壤碳源的供应量,而且还会影响土壤微生物活性,决定土壤呼吸强度。通过对土壤增施有机肥,减缓土壤有机质腐烂,缩短有机粪肥的田间暴露时间,减少土地耕作活动,改善土壤水分管理。可以减少CO2向大气的排放量。

4.4 病虫害防治技术

实施农作物病虫害的综合防治措施。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。

4.5 畜禽健康养殖技术

畜禽养殖不仅排放大量废水,还是导致全球变暖的6种温室气体中的CO2、N2O和CH4的主要来源。要根据国家的政策、法规、标准,畜禽养殖业通过改变养殖方式,对集约化养殖场畜禽粪便和污水进行无害化处理与肥料化利用等措施,为本地区适应气候变化及降低气候变化影响作出贡献。在进行畜禽养殖场改造时,提倡推广干法清粪工艺,并将产生的粪渣及时运至贮存或处理场所,实现日产日清,降低粪便流失率。建设固体粪便有机肥厂,对规模化畜禽养殖场采用好氧发酵技术处理固体畜禽粪便,进行无害化处理并制成有机肥,反哺生态农业,生产有机食品、绿色食品。

4.6 沼气工程节能减排技术

农村沼气工程的实施可以节约能源,减少温室气体排放,减少污染保护环境。农村沼气工程不但能解决农村燃料能源问题,节约大量薪柴、煤炭资源,也减少温室气体的排放量。沼渣还可作为有机肥在农田中施用,作为一种高效有机肥,沼渣不但能提高农作物产量,而且能有效杀灭害虫和病菌,效果比专用叶面肥还要好。同时,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。另外,使用沼气还可以节省农民对能源和肥料等的支出,为农民带来更多的经济效益。

4.7 秸秆资源化利用

农作物秸秆是一种廉价、清洁的可再生能源,平均含硫量只有0.38%,约为煤的33%,而热值则达标准煤的50%。在南通市农村,多数秸秆仍是被焚烧,既污染环境,又浪费资源。就作物残留物的管理方式而言,焚烧秸秆不仅直接释放碳,还加快土壤有机碳的分解损失;而秸秆还田则可以缓解土壤有机碳的下降。减少农田CO2排放的最直接有效措施是提高地面秸秆还田的比例。此外,在治理污染、作物秸秆综合利用过程中,秸秆饲用、秸秆发电、秸秆碳化等是继秸秆还田处理后,适合高效资源化利用方式。

5 发展低碳农业的政策建议

5.1 大力宣传,总体规划

低碳农业,对于许多人来讲,特别是农民,可能是闻所未闻。因此,必须通过报刊、杂志、广播、电视、培训、讲座等形式,大力宣传,转变公众和社会的观念,提高全面对低碳农业的认识。制定总体规划,一是将低碳农业纳入南通农业生产规划,进行总体安排部署。二是将低碳农业技术研发纳入科技计划之中。三是制定农业能源发展规划,实现农业生产由高碳向低碳转型。

5.2 推广低碳农业技术,开展减排技术示范模式

在农业生产过程中,积极推广应用垄作免耕技术、施肥技术、畜禽健康养殖技术、沼气工程、秸秆综合利用技术、提升土地利用技术、绿肥种植技术、新型农作物育种技术、病虫害防治技术、节水灌溉技术、水产生态健康养殖技术、农业机械节能减排技术等各种节能减排技术,从而减缓温室气体的排放,保护生态环境。

5.3 调整能源结构,转变农村能源服务思维

目前南通市农业和农村节能减排的问题与潜力重视程度不够,进展相对缓慢。主要表现在种植业能源浪费严重,养殖业污染治理空间大,农村生活污染治理刚刚起步等。因此,必须调整能源结构,积极转变农村能源服务的思维,形成开源、替代、减排、增收,低碳化的农业能源服务体系。充分挖掘和利用农村太阳能、风能、水电、地热能等可再生能源和生物质能源,提高可再生能源和生物质能在农村能源消费中的比例。

5.4 制定相关政策,完善政策法规体系建设

当前,低碳农业发展急需制定有机肥补贴、秸秆和畜禽粪便等废弃物综合利用的优惠政策与奖励办法,出台化肥农药税的财政政策等,同时完善农业固碳的生态补偿机制,鼓励农业废弃物能源化、资源化利用,鼓励发展循环农业和生物质经济等,提高农业的节能减排技术水平。

6 结语

低碳农业是在应对全球气候变化中应运而生的新生事物,是一种绿色模式[4]。而这种全新的模式所带动的则是低碳农业经济的发展,是一种全新的以低能耗和低污染为基础的绿色农业经济,这将是农业发展模式的重大创新。在经济发展的同时,抓好低碳农业建设,降低农业生产温室气体排放,缓解能源结构矛盾,有助于优化生态环境,提高农民生活质量,促进社会主义新农村建设,从而推动我市现代农业的可持续发展。

[1]王 昀.低碳农业经济略论[J].中国农业信息,2008(8):75～76.

[2]吴晓丽,许 泉,王 进,等.江苏南通常规农田土壤重金属污染状况研究[J].江苏农业科学,2005(5):7～9.

[3]王志强,黄胜海.施肥对南通市农田环境影响的调查及防治对策[J].现代农业科技,2006(8):132～134.

[4]朗春雷.全球气候变化背景下中国产业的低碳发展研究[J].社会科学,2009(6):62～64.