如何兼顾粮食安全与碳减排？

全球气候变暖背景下，农业碳中性已成为国际社会关注的核心议题。作为世界第一大粮食生产国，我国的农田不仅要保障14亿人的粮食供应，还需应对农业温室气体排放带来的环境压力。那么，如何在确保粮食安全的前提下，通过优化农田管理实现碳减排呢？

近日，中国农业大学资源与环境学院刘学军教授和郝天象等通过一项综述研究系统分析了我国农田碳收支现状，为这一难题提供了科学解答。相关文章已发表于《农业科学与工程前沿》（英文）（DOI: 10.15302/J-FASE-2025602）。

研究显示，我国农田生态系统呈现“弱碳汇、强排放”的双重特征。1990年至2015年，农田温室气体排放量以每年4.3 Tg CO₂-eq的速度增长，2015年达到400 Tg CO₂-eq峰值；此后通过管理优化，2015至2021年排放量年均减少11.6 Tg CO₂-eq，2021年降至340 Tg CO₂-eq。尽管排放增速放缓，农田仍是重要排放源，其排放量占农业总排放的50.3%，相当于全国总排放量的3.6%。

从碳汇能力看，我国农田表层土壤（0–30 cm）有机碳储量达5.5 Pg，自20世纪80年代以来以每年21.3 Tg C的速度积累，相当于每年吸收78 Tg CO₂。但土壤无机碳流失严重，年均损失16 Tg C，抵消了约75%的有机碳汇效应。这种“碳汇-排放”的失衡，凸显了农田碳管理的复杂性。

研究指出，优化农田管理是实现碳减排的核心路径。氮肥管理方面，我国农田氮肥利用率仅为25%–40%，低于国际平均水平。通过“4R养分管理”（正确肥料种类、用量、时间和位置），有机肥替代部分化肥结合秸秆还田，能使土壤有机碳含量提升9%–39%。

灌溉与耕作技术改进同样成效显著。传统水稻淹水种植会释放大量甲烷，而“干湿交替”灌溉技术可减少甲烷排放37%；免耕、覆盖种植等保护性耕作若在全国推广，农田碳汇能力可提升至4.6 Tg C/年，相当于当前碳汇量的五分之一。

尽管技术潜力明确，现有措施应用率仍较低。数据显示，有机肥占氮肥施用比例仅约10%，秸秆还田率约40%，保护性耕作面积不足耕地总面积的10%。研究建议，需通过政策引导与技术培训，推动综合管理模式落地。同时，农田碳中性需兼顾区域差异。华北干旱地区土壤无机碳对碳封存的贡献甚至超过有机碳，而南方稻田需重点控制甲烷排放。未来还需培育高碳汇作物品种、发展低碳农业机械，从全产业链推动绿色转型。