CEMF观点分享 | NbS助力农业领域减缓和适应气候变化

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近年来,随着气候变化加剧,高温、暴雨等频发的极端天气给人类的生产生活带来了愈发显著的影响,其中,如何保障粮食安全已成为全球关注的热点议题之一。政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告(AR6) 指出,人类活动导致的气候变暖已经对粮食系统产生了负面影响。

 

 
 
 
 
 
 

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中国作为农业与人口大国,同时也是全球气候变化的敏感地区之一,近年来的“水热双增”态势,已经对中国的农业气候资源造成了不可忽视的影响。因此,加快对不同情景下农业生产低碳转型的研究和应用势在必行。

 
 
 
 
 
 

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NbS:兼顾“减缓”与“适应”的气候变化应对方案

 

在应对气候变化的诸多手段中,“基于自然的解决方案”(Nature-based Solutions, NbS)的重要性和经济性正日益凸显。NbS是指保护、可持续管理和恢复自然的和被改变的生态系统的行动,有效和适应性地应对社会挑战,同时提供人类福祉和生物多样性效益。

 

在讨论气候变化议题时,NbS也被称为“自然气候解决方案”(Natural Climate Solutions, NCS),通过对生态系统进行保护、修复和可持续管理来增加固碳能力,同时避免因土地利用产生的温室气体排放。相比传统的以节能减排为主的解决方案,NbS在减缓气候变化的同时,还能提供综合的生态系统服务,从而提升区域对气候变化的适应能力。也正是因为能够实现“减缓”与“适应”兼顾,使得NbS成为备受瞩目的气候变化解决方案之一。

 

NbS在农业领域应用潜力巨大,但其贡献可能因缺乏准确评估而被低估

 

虽然国内关于NbS的讨论主要集中在森林生态系统的保护和管理上,但在农业生态系统的减排增汇方面NbS也具有巨大潜力。

 

农业除了易受气候变化影响,其生产过程中的温室气体排放在国家清单中也占有一定比例。已有研究表明,在农业生产中通过农田养分管理、改善饲料结构、改善粪便处理方式及土壤修复等NbS路径,能够对减缓气候变化产生显著影响。同时,在面对气候变化引发的极端天气或阶段性事件(高温、干旱等)时,NbS也可以通过发挥生态系统服务功能,在一定程度上降低农业系统的脆弱性,从而起到适应气候变化、保障农业生产安全的作用。然而,由于缺乏细致、可量化的研究,目前NbS在应对气候变化中的贡献很难准确评估甚至可能被低估。

 

 
 
 
 
 
 

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农业应对气候变化应“减缓”与“适应”并重

 

业内专家指出目前针对农业应对气候变化的研究中,“减缓”和“适应”很多时候是脱节的。中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所研究员居辉认为,气候变化与农业生产是相互作用的,在研究气候变化对农业生产的影响时,应把适应和减缓结合起来综合分析。以黄淮海小麦种植研究为例,通过模拟未来气候变化场景,研究发现高二氧化碳条件下,小麦叶片水分利用效率有所提高,从而可以减少灌溉水的消耗。同时,二氧化碳浓度升高能产生一定的自然增产肥效,还能够提高氮肥利用效率,意味着种植过程中可以减少化肥施用量。类似的关联研究思路就能很好地体现种植业在适应和减缓两方面上的协同潜力。中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所研究员郭李萍也强调,未来的农业生产研究应该从多维度进行评估,其中包括减缓、适应、其它污染物的协同减排、作物产量和品质、以及资源利用效率、土壤质量等方面,这也符合基于自然的解决方案的多目标思路。

 

除了种植业,牧业适应、减缓气候变化的研究也备受关注,且极具应用价值。兰州大学草地农业科技学院刘敏教授团队使用IPCC二级算法,基于无人机和深度学习技术获取动物种类、数量和体重数据,结合入户调查获取的样本牧户牲畜养殖方式、饲养方式、草地类型等,计算大范围放牧牧场反刍动物肠道发酵产生的甲烷排放因子,以及粪便管理产生的甲烷和氧化亚氮排放因子。该方法完善了 IPCC和发改委发布的动物碳排放因子,能有效地解决目前国内外大尺度畜牧生产碳排放监测中存在的准确度和效率无法同时兼顾的问题,提高了动物碳排放计算的准确性,可以为优先减排区域和减排技术的选择提供参考。

 

内蒙古大学生态与环境学院宝音陶格涛教授在休牧轮牧方面开展了多年研究和实践,对于助力可持续牧业生产提供了有益的借鉴和参考方案。他认为以牧草高度作为动态放牧强度控制的依据以进行合理的放牧管理,能够刺激牧草的补偿生长,从而增加草场生物量,同时在植物生长中后期适度放牧比全生长季放牧,更能提高草地家畜承载力和土壤微生物量,实验得出的结论为合理安排休牧时间和判别牧草高度进行放牧管理提供了有益的参考。

 

 
 

结语

 

NbS在实现中国“双碳目标”中的重要价值,已成为业内共识,未来应进一步量化NbS在应对气候变化中的贡献,并加强NbS在农业生产中的研究应用。在农业应对气候变化的研究和应用中,应将“适应”和“减缓”措施并重作为未来工作的方向。与此同时需要对NbS的概念进行细化,以期更有针对性的将研究成果应用于农业应对气候变化的实践中,促进农业的健康可持续发展。

 

 
 
 
 
文章来源:清华大学CIDEG