凤凰网湖南讯 （文／袁树勋）“农田土壤，是实施‘碳达峰、碳中和’战略的有效发力点。”

这个声音，来自2月10日召开的“湖南自然生态系统碳汇监测研讨会”。

会议在长沙举行，由湖南省自然资源厅主办。中国科学院院士龚健雅、省自然资源厅党组成员、副厅长谢文，以及省内外多家科研单位的代表，参加了会议。

在自然生态碳库中，农田土壤是个很特殊的存在，因此被与会专家们重点关注。

研讨会现场

自然生态系统是碳汇主力

先解释本文会提到的几个关键词。

“碳”，在大气环保领域，它往往用于指代二氧化碳等温室气体。

能产生温室效应的气体，有多种。目前被各国纳入管控计划的，只有甲烷、二氧化碳、亚氧化氮等主要几种，二氧化碳又是其中最主要的。

“碳库”，指地球系统中把碳固定存储起来的部分。地球上有广阔的森林、湿地、草原、湖泊、海洋、土壤，它们都能大量吸收温室气体，都是主要的碳库。

“碳源”，指排放温室气体的源头。比如能源开采、火力发电、交通运输等排放大户，都是大碳源。

森林、湿地、草原等自然生态系统，也会通过植物、微生物呼吸作用排放温室气体。但其碳吸收远大于碳排放，所以它们仍被视为碳库。唯一例外的是农田土壤，后面会详细说它。

“碳汇”，指大气中温室气体被汇集起来的机制和过程。

人类已经可以通过技术手段实现碳汇，比如把煤电厂排放的碳净化、提纯、压缩然后存于地下，甚至从大气中捕捉并封存二氧化碳。但这类技术总体上还不够成熟，成本也比较高。目前地球上的碳汇主力，还是自然生态系统。

为了延缓地球升温、保护生态环境，中国在2020年提出了“双碳”战略，计划在2030年前实现碳排放达到峰值，2060年前实现碳中和。

实施这项战略的路径无非两条——节能减排、增加碳汇。

前面说到，自然生态系统是碳汇主力。湖南的自然生态系统很丰富，在增加碳汇方面大有可为。所以湖南省自然资源厅要组织一个会议，专门研究碳汇。

农田土壤的碳减排空间很大

土壤，是自然生态系统的重要组成部分，本身也是个重要碳库。

但人类为了吃饱肚子、供应能源，把大量自然土壤开垦成了农田土壤。人们在农田里施肥、翻土、种植、堆积秸秆，破坏了土壤原有的碳平衡，制造出了一个大碳源。

《中国气候变化第二次两年更新报告》估算，2014年中国农业土壤排放的温室气体高达2.88亿吨二氧化碳当量，约占当年全国温室气体总排放量的2%。它的一大重要来源，是化肥释放的亚氧化氮（N₂O）。亚氧化氮还有个名字叫“笑气”，是一种软性毒品。

原国家农业部发布的《到2020年化肥使用量零增长行动方案》显示，2013年中国农用化肥的使用量为5912万吨（折纯），位居世界第一；农作物亩均化肥使用量为21.9公斤，远高于8公斤的世界平均水平，是美国的2.6倍，欧盟的2.5倍。

之后几年里，国内农用化肥使用量持续增长。直到2017年，才开始下降。

如果测土配肥等科学施肥方式得到普及，中国的化肥用量可以大幅削减，从而大量减少亚氧化氮排放。合理的休耕、秸秆处理等措施，也能减少二氧化碳和甲烷的排放。

以上道理，同样适用于农业大省湖南。

一些智能化的施肥手段，已经得到应用。中联智慧农业股份有限公司的“数字化水稻”种植系统，能用机器采集分析土壤肥力数据再给出精准施肥方案。上图，是该系统给某块农田定制的施肥处方图。

秸秆处置有学问

湖南最大宗的农作物，是水稻。它通过光合作用吸收二氧化碳，将碳元素存储于根、茎、叶、果实各个部分。

水稻收割后，根留在土里、果实进入消费市场，它们所携带的碳元素确实不好处理。

比较好集中处理的是秸秆，它包括了水稻的茎和叶，也携带了很多碳元素。

早年前，农民通常把秸秆一烧了之。从控制碳排放的角度看，这很不科学。因为在燃烧过程中，秸秆携带的碳元素转化为二氧化碳等温室气体，又排入了大气中。

后来，秸秆还田得到推崇。但随着研究的深入人们发现，把秸秆堆在田中任其分解、或是切碎后再入田等方式，也不够科学。因为稻田中的水提供了厌氧环境，秸秆在这种环境下被微生物分解，会产生更多的甲烷。甲烷对温室效应的贡献，仅次于二氧化碳。

稻田占中国耕地总面积的27%，湖南耕地总面积的67%。怎么处理水稻秸秆？是农业碳减排领域的热点和难点。

“我们主张，对水稻秸秆实施‘异地还土’，或加工成生物质炭。” 中国科学院亚热带农业生态研究所研究员沈健林，在2月10日的研讨会上说。

他所在单位之前做过专项调研，证实了上述办法的有效性。

这两个办法，都是围绕“土壤碳汇潜力”做文章。

这里重点说说“异地还土”。

其大意是：把水稻秸秆集中运往旱地、园地等旱土区域，作处理后让其自然分解。

在土壤微生物的作用下，秸秆中携带的碳元素会转化为土壤有机碳。土壤有机碳，是土壤肥力的关键来源。水稻秸秆“异地还土”，既能消除秸秆在水田中易产生大量甲烷的弊端，又能提升旱土的土壤肥力，可谓一举双得。

土壤有机碳是固态，不会产生温室效应。

二氧化碳通过“植物——土壤”路径转化为土壤有机碳，就是农田土壤碳汇的核心机制。

水稻秸秆可以用来制作环保板材。图为湖南省衡阳县的一家秸秆回收企业，正在打包水稻秸秆。但几乎所有的秸秆回收手段，都存在成本难题。（图/白田田）

“消除掉全省8%的碳排放量”

湖南农田土壤碳汇能力有多强？潜力有多大？

如果你是省内“双碳”政策的研究者、制定者，肯定需要掌握相关数据。碳领域的从业者、投资者，也希望知道答案。

遗憾的是，目前还缺乏精准的调查数据，只能借用一些大空间尺度数据来推测。

研讨会上，沈健林引用中科院“中国农田土壤固碳潜力与速率”课题组的调查成果，做了个推算。

这项调查，在2011年开展。结果显示，包括湖南在内的中南地区，农田土壤的有机碳平均含量为30吨/公顷，比1988全国第二次土壤普查的数据提升了6.7吨/公顷。

照此推算，1988年—2021年，湖南农田土壤有机碳含量的年均增速为0.22吨/公顷。换句话说，一公顷农田平均每年增加了0.22吨有机碳。农田生态系统转化出一吨有机碳，大概需要3.33吨二氧化碳。照这么算，一公顷农田每年从大气中吸收并固定住的二氧化碳为0.73吨。

目前，湖南有451.5万公顷农田。假设上述固碳速率保持不变，意味着湖南农田每年能吸收并固定0.036亿吨二氧化碳——约为当前全省年碳排放总量的1%。

这个比例，看上去似乎无足轻重。

但随着“双碳”战略的推进，湖南的碳排放总量会下降，“到2060年，可能会降到一亿吨的水平。”沈健林说，“如果届时通过秸秆还田、有机肥和生物质炭施用等措施提升湖南农田土壤的年均碳汇量至0.08亿吨二氧化碳的话，意味着它能消除掉全省8%的碳排放量。”

农田土壤的有机碳含量，是有上限的。含量越低，它增加碳汇的空间就越大，反之就越小。如果有土壤机碳含量趋于饱和，就没什么增汇空间了。

由于长期有机肥投入不足，当前湖南农田有机碳平均含量相对较低——按中科院调查给出的30吨/公顷的数值，离日本和欧美发达国家50吨/公顷的水平，还有很大的提升空间。这意味着湖南农田土壤增加碳汇的空间很大，足以展望2060年。

监测体系很关键

中科院的这项调查，实测了全国58个县的4060个点位。数据成果填补了相关空白，从全国尺度看意义重大。

但放到省级尺度，其意义又有限。它在湖南只调查了几个县，数据成果只能给湖南作参考，还不足以很好地指导湖南实践。

沈健林因此在研讨会上建议：省内自然资源部门发挥自身优势，广泛设立监测点、充分利用遥感等先进技术，建立完整的农田土壤碳汇监测体系，从而更准确地评估全省农田土壤碳汇趋势和潜力。监测对象还应该包括农田土壤减排增汇试点，继而筛选出最适合湖南的减排增汇措施。

这个建议，也适用于森林、湿地、草地等自然资源碳库。它们都缺乏完整的监测体系，现有监测数据要么是针对具体项目的，要么是全国尺度的，省级以下的区域性监测数据很匮乏。

如何建立这样一套省级监测体系？正是研讨会的核心议题。

“为了推进这项工作，自然资源厅在牵头筹建湖南自然生态碳汇监测研究室。研究室有中国科学院院士加盟，省内外多家科研单位参与。”湖南省测绘二院综合调查监测部副部长陈铸，也是其中一份子。

陈铸所在的单位，起草了一份全省自然生态碳汇监测体系的初步构想，带到会上讨论。

“湖南针对这个领域的探索，在全国范围内是比较早的。” 省自然资源厅自然资源调查监测处处长张琳琳说。其中成败得失，都能给其它省份提供经验。

卫星遥感监测作物面积的技术手段，已经比较成熟。它加以改进后，也可以用于农田土壤碳汇监测。

值得期待的碳交易市场

在各个自然生态系统中，农田土壤是受人类干预最剧烈。翻土、施肥、秸秆处理等行为，都能在短期内导致农田土壤从碳库变成碳源。反过来说，只要进行有力调节，也可能在短期内实现角色扭转。

专家们主张的调节措施，有休耕、合理处置秸秆、有机肥替代化肥等。它们除了能减少碳排放、增加碳汇，还能有效保护土壤耕作层、保证粮食生产能力——这也是“耕地保护”工作的重要目标。

但这些措施都存在一个障碍——成本。

拿休耕来说，可以减少对土壤的扰动、缓减土壤呼吸作用，从而减少来自土壤的二氧化碳排放。但如今农田基本承包到户，休耕意味着农户减少了一块生产或租赁收益，得给他补偿才行。补偿少了，农户还不乐意。

有机肥价格较贵，用它替代一部分化肥，意味着种植户要增加成本。秸秆加工成的生物质炭，是一种不错的土壤改良剂，但它的推广使用也存在成本问题。

有没有办法补贴这些成本？很多行内人士寄望碳交易市场。

什么是碳交易市场？可以举个例子来说明——

某公司造了一大片林子，预计某个周期内能吸纳1000吨二氧化碳。经过核查认证后， 这1000吨碳汇额可以作为商品入市交易。买家通常是一些工业类企业，它们购买外部碳汇，用于抵扣自己完不成的碳减排任务。

中国已经有了一个全国性碳交易市场，几个区域性市场。目前市场里出现的碳汇商品，还只有植树造林形成的林业碳汇。但随着交易市场机制的完善，湿地、草地、农业土壤类的碳汇商品，迟早会出现在市场中。

到那一天，休耕、合理处置秸秆、有机肥替代化肥所形成的碳汇额，也可以入市交易。所得到的收益，又可以补贴休耕、处置秸秆等措施。

要实现这个目标，还有很多基础工作要做。搭建自然资源碳汇监测体系，是关键一环。

理由有很多，这里只说一个——假设某家农业企业宣布，它通过各种措施增加碳汇一千吨，准备入市交易。你怎么知道它说的是真的？得靠监测体系去计量核查它。