中国农业减缓气候变化对策与关键技术

 本书是在多年科学试验和生产实践的基础上完成的，拟从理论、技术和政策等多层面出发，探讨我国农业生产减排的对策与关键技术问题。本书理论联系实际，技术内容丰富，可以作为从事作物耕作栽培及农田生态环境科研人员的参考用书，也可以作为农业高等院校相关专业的教学参考用书。

李虎，副研究员，生态学博士，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所。 王立刚，研究员，生态学博士，中国农科院农业资源与农业区划所农业生态系统与全球变化学科带头人。北京九三学社农林委员会委员。先后主持或作为主要完成人参加了公益性行业(农业)科研专项“环渤海区域农业碳氮平衡定量评价及调控技术研究”、科技支撑计划“城郊集约化农田污染综合防控技术集成与示范”、农业部“948”项目“基于区域水资源管理的农业结构优化模型引进与调试”、国家自然科学基金“西辽河流域农田土壤碳循环规律及调控机制研究”、中国科学技术学会课题“土地利用结构对减少温室气体排放作用的研究”等***和国际合作项目20多项，农业部课题10多项。

章全球气候变化及其对农业的影响()
节全球气候变化概况()
第二节温室气体与气候变化()
第三节我国气候变化的观测事实()
第四节气候变化对我国农业的影响()第二章全球主要国家农业减缓气候变化的对策()
节国外农业减缓气候变化主要政策()
第二节国外农业减缓气候变化主要技术()第三章我国农业减缓气候变化的对策()
节加强政策的制定和实施()
第二节推进科学研究与技术开发()
第三节提高公众应对气候变化意识()
第四节建立应对气候变化机构和体制()第四章我国农业减缓气候变化的适用技术()
节旱地粮食作物农田温室气体减排技术()
第二节水稻田温室气体减排技术()
第三节经济作物种植模式温室气体减排技术()
第四节畜禽养殖与废弃物处理温室气体减排技术()参考文献()

序言
气候变化不仅是当今世界人类发展面临的严峻挑战，也是国际经济、政治与外交博弈的重大全球性问题。我国政府高度重视应对气候变化工作，积极履行与发展程度相适应的国际责任与义务，于2015年6月，如期正式向联合国提交了“国家自主决定贡献”，向世界做出了郑重的承诺和实施减缓、适应气候变化的政策与行动，显现了我国作为全球第二大经济体应该肩负的责任，让世界看到了中国方案。
我国政府非常重视科技对适应与减缓气候变化的支撑作用。科技部、中国气象局、中国科学院和中国工程院等部门联合发布了3次《气候变化国家评估报告》，为依靠科技创新应对气候变化提供了依据。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020）》把气候变化相关内容确定为科技发展的优先领域和主题。“十二五”期间，组织实施了“气候变化影响与适应”“二氧化碳捕集封存与利用”“国际谈判与国内减排”“气象预报及人工影响天气”等一系列的技术研发与示范项目。由国家发展和改革委员会组织的，各个部门参加的清洁发展机制项目（CDM），从不同行业适应与减排的角度出发，安排实施了不同行业碳排放监测、评价和核查的项目与技术，为推动我国碳交易市场的形成和应对气候变化都起到了积极的推动作用。
农业是受气候变化影响直接的产业，我国是一个幅员辽阔、种养殖类型多样的农业大国，近10年来，我国政府在支持农村新能源开发利用、农业节能减排方面开展了卓有成效的工作，形成了以国家自主贡献预案目标指导下，《国家应对气候变化国家方案》统领的农业应对气候变化的产业与技术推广体系，尤其是在针对我国农业生产实际情况，实施了农业应对气候变化的对策和减缓技术的研究。由中国农业科学院农业资源与农业区划研究所王立刚研究员带领下的“碳氮循环”创新团队一直从事农业生态系统碳氮气体排放过程与减排机理、减排技术与政策方面的研究工作，积累了大量的研究成果与技术储备。
由李虎、李建政、王虹扬、王立刚等著述的《中国农业减缓气候变化对策与关键技术》以“农业减缓气候变化”为核心，在分析气候变化对我国农业生产影响的基础上，梳理了全球主要国家在农业减缓气候变化方面上的对策，立足于长期定位试验研究的结果，系统总结了我国农业在减缓气候变化的政策与适用技术，以期促进农业领域应对气候变化相关研究的开展，扎实推进农业绿色发展的步伐，对我国农业领域节能减排具有一定的推动作用。

农业部农业生态与资源保护总站2017年12月

前言
气候变化是目前全人类共同面临的全球性重大生态环境问题与环境风险，影响着人类的生存、生产与生活。为了控制温室气体排放和气候变化的危害，为了全人类共同的家园，人们逐渐形成了共识，从初的《气候变化框架公约》《京都议定书》到《巴黎协定》，强调“气候变化对人类社会和地球构成紧迫的可能无法逆转的威胁，这就要求所有国家尽可能开展广泛的合作，参与有效和适当的国际应对行动，以期更快地减少全球温室气体排放量”，把全球平均温升控制在明显低于工业化前水平的2℃之内。相对于适应，近年来则更强调人类活动对减缓气候变化的作用和意义。
农业生态系统是一种受人类强烈干预的人控系统,也是自我调节机制较为薄弱的生物系统,是气候变化的主要承受者和受害者，因此，受气候变化影响为突出，也显著，即使到目前为止，气候变化对农业的影响是复杂、多方面而又难以准确预测的，而除了农业适应气候变化外，当前，更多的关注则是农业在减缓气候变化方面的作用。农业温室气体约占全球总排放量的135％，与交通运输温室气体排放量相当，更需要值得关注的是全球范围内农业排放CH4占由人类活动造成的CH4 排放总量的 50％、N2O 占 60％，如果不实施有效的固碳减排技术和额外的农业政策，预计到2030年农业CH4和N2O排放量将会比2005年分别增加60%和35%～60%。控制农业温室气体排放对减缓全球气候变化具有重要作用，尤其是在未找到控制工业CO2排放替代技术前的近20～30年间，农业减排成为减缓大气CO2浓度升高的关键。
我国是一个人口众多的农业大国，农田施肥量和水稻种植面积均为全球。进入2000年以来，中国年氮肥用量达到2 000万t（折纯）以上，消费总量为世界，约占全球总量的 30％。猪、牛、羊和禽饲养量分别占世界50%、85%、18%、28%，畜牧业温室气体排放量范围为405亿～452亿t CO2当量。据估算，2005年稻田CH4排放589万t，农田排放N2O为78万t。可见，我国农田生产活动基数数量大、增长快，如果没有相应的控制措施，农田温室气体排放量也会相应的迅速增大。我国政府、科研人员以及农民针对农业减排近年来开展了卓有成效的工作，认识到全国农田氮肥当季利用率仅有30％左右，如果氮肥利用率提高1个百分点，全国就减少250万t标准煤氮肥生产的能源消耗，推广稻田间歇灌溉可减少单位面积稻田CH4排放30%，推行缓释肥、长效肥料可减少农田N2O排放50%～70%。我国主要农业区表层土壤有机碳库比较贫乏，耕地平均有机碳含量低于世界平均值的30%以上，低于欧洲50%以上，研究表明，我国农田固碳潜力在22～3PgC，增汇减排总量每年可达468TgC，约相当于我国当前每年碳排放总量的6%。可见，我国农业固碳减排潜力巨大，并且合理固碳减排技术选择和应用被认为是保障粮食安全、提高土壤肥力、减少农田温室气体排放的“多赢”策略。
本著作系统梳理了气候变化对我国主要区域农业生产的影响，概括了欧美等国家（地区）农业减缓气候变化的对策，在立足于“十二五”建立的农业源温室气体监测与控制技术试验点长期研究的基础上，总结集成了旱地粮食作物、水稻田、经济作物、畜禽养殖等4个方面近30项在保持产量（生物量）前提下的固碳减排技术，并对每项技术的固碳减排效应进行了分析，总结了我国农业在减缓气候变化，减少温室气体排放方面的政策与行动。内容是众多相关研究者共同的成果，特别是控制技术的总结集成，可以说是集体智慧的结晶。在这里，特别感谢中国农业大学巨晓棠教授、孟凡乔副教授、董仁杰教授、潘志华教授，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所董红敏研究员、李玉娥研究员，山东省农业科学院农业资源与环境研究所江丽华研究员，中国科学院沈阳应用生态研究所徐慧研究员，安徽农业大学马友华教授，甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所马忠明研究员、吕晓东博士，西北农林科技大学郭胜利教授，辽宁省农业科学院植物营养与环境资源研究所刘慧颖研究员，中国科学院大气物理研究所郑循华研究员等领导的团队成员对本著作的支持与贡献。感谢农业部农业生态与资源保护总站和中国农业科学院科技创新工程对本著作出版的支持。全书共分为四章，章由李虎、李贵春负责编写，第二章、第三章由李建政、李虎、王虹扬、周颖负责编写，第四章由王立刚负责编写。全书由王立刚、李虎负责后校对。
由于作者的写作水平所限，本书中难免出现疏漏之处，恳请广大读者和同行批评指正。
著者2017年10月