樂(lè)小芳　陳佳淳　苗璐

摘 要：農(nóng)業(yè)土壤碳匯具有極大減排潛力和減排成本優(yōu)勢(shì)，是應(yīng)對(duì)氣候變化的重要途徑。本文梳理了國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果，從土壤有機(jī)碳碳庫(kù)的估算、農(nóng)業(yè)土壤碳匯潛力、農(nóng)業(yè)土壤碳匯影響因素、農(nóng)業(yè)土壤碳匯模型應(yīng)用、農(nóng)業(yè)碳匯的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制等方面進(jìn)行總結(jié)和分析，認(rèn)為目前缺乏從社會(huì)學(xué)角度的微觀尺度分析，較少關(guān)注政府管理者和農(nóng)戶等因素和碳匯功能之間的相互作用。今后應(yīng)加強(qiáng)農(nóng)戶行為模式、經(jīng)濟(jì)和碳匯機(jī)制共生、農(nóng)業(yè)碳匯模型等方面的研究。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)土壤碳匯;農(nóng)戶;減排潛力

中圖分類號(hào)：S15 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.19754/j.nyyjs.20201130003

氣候變化是當(dāng)前國(guó)際社會(huì)普遍關(guān)心的重大全球問(wèn)題。根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）報(bào)告，農(nóng)業(yè)已成為第二大溫室氣體來(lái)源，但同時(shí)也具有巨大的固碳減排能力。因此，可以通過(guò)合理的農(nóng)業(yè)管理措施，減少土壤釋放二氧化碳或增強(qiáng)土壤固碳能力，在實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的同時(shí)提高土壤碳匯存量，改善生態(tài)環(huán)境。

中國(guó)發(fā)展碳匯農(nóng)業(yè)刻不容緩。我國(guó)是農(nóng)業(yè)溫室氣體的排放大國(guó)，在全球氣候變暖的背景下我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn);中國(guó)政府于2015年向世界承諾：CO2排放2030年左右達(dá)到峰值，碳排放強(qiáng)度比2005年下降60%～65%。這意味著中國(guó)未來(lái)碳減排目標(biāo)更加明晰、任務(wù)更加艱巨。我國(guó)農(nóng)業(yè)土壤碳匯具有極大減排潛力，是應(yīng)對(duì)氣候變化的重要途徑。因此深入了解我國(guó)農(nóng)業(yè)碳匯、碳源現(xiàn)狀，以及其在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的時(shí)空演化規(guī)律，對(duì)于指導(dǎo)下一步農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、低碳化極為重要。

1 文獻(xiàn)綜述

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)界關(guān)于農(nóng)業(yè)土壤碳匯的相關(guān)研究主要集中在土壤有機(jī)碳庫(kù)的估算研究、農(nóng)業(yè)土壤碳匯潛力研究、農(nóng)業(yè)土壤碳匯影響因素研究、農(nóng)業(yè)土壤碳匯模型應(yīng)用研究、農(nóng)業(yè)碳匯的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制等方面。

1.1 土壤有機(jī)碳庫(kù)的估算研究

過(guò)去的幾十年，諸多學(xué)者在全球、國(guó)家和區(qū)域等尺度上進(jìn)行了土壤碳庫(kù)的估算，從不同尺度證實(shí)了土壤碳庫(kù)在陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)中的重要作用及與氣候變化之間的關(guān)系。金琳等[1]通過(guò)分析各種農(nóng)田管理措施下土壤有機(jī)碳（SOC）的變化量，估算中國(guó)農(nóng)田管理土壤碳匯量;楊果[2]通過(guò)構(gòu)建農(nóng)業(yè)源浄碳匯與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的耦合模型對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)源碳匯進(jìn)行估算;黃耀等[3]提出了農(nóng)田土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)模型研究，并用來(lái)預(yù)測(cè)農(nóng)田有機(jī)碳含量變化等。但是，由于采用的數(shù)據(jù)源、樣本、土壤植被分類系統(tǒng)、估算面積、土壤層計(jì)算深度和方法的不同，諸多學(xué)者估算結(jié)果差距較大。因此，應(yīng)用合適的方法或模型、選取合適的參數(shù)對(duì)于土壤有機(jī)碳的估算極其重要。

1.2 農(nóng)業(yè)土壤碳匯潛力研究

農(nóng)田土壤在自然因素和農(nóng)業(yè)管理的作用下在全球碳庫(kù)中最為活躍。日益加劇的氣候變化使得農(nóng)田土壤固碳潛力受到廣泛關(guān)注。美國(guó)和加拿大已完成了全國(guó)農(nóng)業(yè)土壤有機(jī)庫(kù)與固碳潛力的研究;加拿大建立了特定農(nóng)業(yè)土地管理措施下土壤有機(jī)碳變化的數(shù)據(jù)庫(kù)。各種尺度的農(nóng)業(yè)土壤碳匯潛力及演化機(jī)制等方面的研究也在國(guó)內(nèi)開展。梁二[4]等根據(jù)近20a來(lái)中國(guó)各?。ㄊ?、區(qū)）農(nóng)田土壤有機(jī)碳量變化趨勢(shì)，估算了農(nóng)田土壤碳源、匯潛力，對(duì)認(rèn)識(shí)和評(píng)價(jià)中國(guó)農(nóng)田土壤碳匯能力提供了方法和依據(jù)。韓冰等[5]估算了不同管理措施下我國(guó)農(nóng)田土壤的固碳潛力和能力。但是，中國(guó)目前進(jìn)行該項(xiàng)研究的學(xué)者仍較少，更鮮有學(xué)者從宏觀尺度上對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)土壤碳匯功能及潛力的動(dòng)態(tài)演化機(jī)制進(jìn)行研究。

1.3 農(nóng)業(yè)土壤碳匯影響因素研究

土壤有機(jī)碳不但受自然因素影響，而且很大程度上受農(nóng)業(yè)耕作管理措施的影響。國(guó)內(nèi)外學(xué)者從4個(gè)方面對(duì)農(nóng)業(yè)土壤碳匯的影響因素做了分析和研究。地形、氣溫、降雨、水土流失、農(nóng)作物類型等自然因素對(duì)土壤碳匯功能的影響。如，Pellis等研究了氣候因素以及森林?jǐn)U張對(duì)土壤碳庫(kù)的影響[6];馬艷芹等[7]研究了紫云英還田配合氮肥對(duì)土壤有機(jī)碳及其活性的影響。研究農(nóng)業(yè)土地利用管理，如秸稈還田、復(fù)合種植、輪作、有機(jī)肥施用、免耕技術(shù)、開墾方式、生草栽培等農(nóng)田管理措施在固碳減排中的作用及其潛力;如，何炫蕾等[8]通過(guò)分析蘭州市農(nóng)業(yè)碳排放因素分析，得出農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)碳排放量增加有負(fù)向影響的結(jié)論。研究土地利用變化對(duì)土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量和分布的影響。研究碳稅政策的實(shí)施對(duì)碳匯量的影響。如，馬曉哲等[9]模擬分析了2008—2050年碳稅政策的實(shí)施對(duì)全球各區(qū)域農(nóng)業(yè)土地覆被及土地利用變化碳排放的影響。但是，由于農(nóng)田土壤的固碳能力受到作物種類、氣候、土壤性質(zhì)和種植制度等多種因素的影響，而有些影響因素還很難定量，導(dǎo)致研究結(jié)果難以達(dá)成共識(shí)。此外，目前國(guó)內(nèi)外研究者一般只選取某種或某幾種影響因素進(jìn)行研究，而大部分國(guó)內(nèi)研究者尚停留在定性研究階段，還未開展全面、綜合的量化研究。

1.4 農(nóng)業(yè)土壤碳匯模型應(yīng)用研究

為了解土壤有機(jī)碳大尺度范圍、長(zhǎng)時(shí)間跨度內(nèi)的動(dòng)態(tài)演變，很多學(xué)者進(jìn)行了土壤碳匯模型的建立和應(yīng)用研究。目前，應(yīng)用最廣泛的有3大模型：Century模型，Rothc模型，DNDC模型。其中，Century模型是當(dāng)前評(píng)價(jià)農(nóng)田生態(tài)土壤有機(jī)碳演變最有效的工具之一。國(guó)內(nèi)外學(xué)者已將該模型廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)土壤碳匯研究中。高崇升等[10]運(yùn)用該模型對(duì)不同農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)模式下的黑土農(nóng)田土壤有機(jī)碳變化進(jìn)行了比較與預(yù)測(cè);Yang等[11]應(yīng)用Century模型模擬了長(zhǎng)期施肥對(duì)我國(guó)東北玉米地土壤碳的動(dòng)態(tài)變化;Brandani等[12]應(yīng)用Century模型模擬了土壤管理對(duì)甘蔗地土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)變化的影響?？梢?jiàn)，目前應(yīng)用Century模型主要集中在中、小尺度某類作物或某類型土壤的碳匯的研究。

1.5 農(nóng)業(yè)碳匯的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制研究

近年來(lái)，隨著全球生態(tài)環(huán)境的惡化，生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制問(wèn)題成為一個(gè)備受關(guān)注的研究領(lǐng)域。農(nóng)業(yè)土壤在降低大氣中二氧化碳濃度和減緩溫室效應(yīng)方面潛力巨大。基于農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)碳匯的生態(tài)價(jià)值，國(guó)內(nèi)外不少學(xué)者對(duì)農(nóng)業(yè)碳匯的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制進(jìn)行了積極探索。Antle[13]指出進(jìn)行合適的政策設(shè)計(jì)以激勵(lì)農(nóng)民采取可持續(xù)耕種方式是政策研究者最急需解決的問(wèn)題;朱立志等[14]提出，構(gòu)建具有我國(guó)特色的溫室氣體減排的土地利用經(jīng)濟(jì)機(jī)制必須建立激勵(lì)型生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制;王偉等[15]研究了秸稈綜合利用補(bǔ)償機(jī)制的框架體系。糧食作物碳匯功能的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制研究仍處于起步階段，完整的補(bǔ)償機(jī)制研究較少，對(duì)于補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)和補(bǔ)償模式的制定和實(shí)施仍需要進(jìn)行深入研究。

2 評(píng)述

農(nóng)戶是地球上參與土壤碳庫(kù)管理的最大群體，農(nóng)業(yè)土壤碳匯政策是通過(guò)農(nóng)戶發(fā)生作用的，因此，農(nóng)業(yè)碳匯的相關(guān)研究不能忽略農(nóng)戶的作用。基于此，已有的研究仍存在改進(jìn)和完善之處。

國(guó)內(nèi)外對(duì)農(nóng)業(yè)土壤碳匯的研究主要集中于自然科學(xué)研究領(lǐng)域，從社會(huì)科學(xué)角度研究農(nóng)業(yè)碳匯的相對(duì)較少，即使從社會(huì)科學(xué)角度研究也主要側(cè)重于宏觀尺度分析，其研究結(jié)果給出的政策指導(dǎo)操作性不強(qiáng)。對(duì)農(nóng)戶這一有效鏈接“政策”和“碳匯”的基本單位的生產(chǎn)過(guò)程沒(méi)有進(jìn)行深入研究，難以揭示“政策實(shí)施—農(nóng)戶行為響應(yīng)—土壤碳匯功能變動(dòng)—評(píng)估并調(diào)整政策”之間的響應(yīng)機(jī)制。

農(nóng)戶生產(chǎn)方式的諸多影響因素和碳匯功能兩者之間的相互作用很少有人關(guān)注。特別是諸多因素中政府管理者和農(nóng)戶之間的相互作用被忽視，一般認(rèn)為農(nóng)戶都是被動(dòng)的管理，但事實(shí)上農(nóng)戶和政府管理者之間存在動(dòng)態(tài)博弈過(guò)程。因?yàn)檗r(nóng)戶生產(chǎn)方式的影響因素錯(cuò)綜復(fù)雜，且諸多因素之間也彼此影響，并且沒(méi)有合適的方法模擬受農(nóng)戶決策影響的農(nóng)戶生產(chǎn)方式的變化過(guò)程及其之間的相互作用過(guò)程。

應(yīng)用農(nóng)戶模型進(jìn)行研究時(shí)存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：農(nóng)戶模型的純理性假設(shè)不完全符合現(xiàn)實(shí)情況，農(nóng)戶難以按照邊際分析或數(shù)理規(guī)劃理論的最佳值作出決策;目前農(nóng)戶模型應(yīng)用上忽略農(nóng)戶個(gè)體差異，將農(nóng)戶看成同質(zhì)個(gè)體;較難表現(xiàn)農(nóng)戶的自身經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)體系所起的作用。

3 研究展望

針對(duì)以上問(wèn)題，本文認(rèn)為后續(xù)研究可以在以下幾個(gè)方面繼續(xù)拓展。

3.1 農(nóng)戶行為模式研究

農(nóng)業(yè)土壤碳匯政策是通過(guò)農(nóng)戶發(fā)生作用的，農(nóng)戶是我國(guó)農(nóng)村最基本的經(jīng)濟(jì)組織，是有效鏈接“政策”和“碳匯”的基本單位，其生產(chǎn)行為決策受政策的影響，而這些決策行為又直接或間接作用于土壤碳的吸收和排放。因此，研究我國(guó)農(nóng)業(yè)土壤碳匯問(wèn)題的新視角和思維方式應(yīng)該從農(nóng)戶行為入手。針對(duì)“政策實(shí)施—農(nóng)戶行為響應(yīng)—農(nóng)業(yè)土壤碳匯功能變動(dòng)—評(píng)估并調(diào)整政策”循環(huán)響應(yīng)鏈和邏輯關(guān)系，模擬政策變化對(duì)農(nóng)戶行為的影響，以及最終引起農(nóng)業(yè)土壤碳匯效應(yīng)的變化。

3.2 經(jīng)濟(jì)和碳匯機(jī)制共生研究

農(nóng)戶是地球上參與土壤碳庫(kù)管理的最大群體，其生產(chǎn)行為實(shí)際上是一種尋求經(jīng)濟(jì)和碳匯機(jī)制共生的過(guò)程。但是隨著非農(nóng)收入的不斷增加，農(nóng)戶采取了“碳源”生產(chǎn)方式，如，秸稈焚燒，有機(jī)肥被化肥替代，輪作、間作被單一農(nóng)產(chǎn)品種植替代。如有相應(yīng)的政策及激勵(lì)機(jī)制，這一共生過(guò)程不僅可以為農(nóng)戶帶來(lái)經(jīng)濟(jì)利益，也可以為我國(guó)提供巨大的二氧化碳減排空間，降低我國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的成本。因此，后續(xù)研究應(yīng)更加注重提高農(nóng)戶低碳生產(chǎn)積極性，強(qiáng)化農(nóng)業(yè)生態(tài)補(bǔ)償激勵(lì)有效性，提出農(nóng)戶實(shí)行經(jīng)濟(jì)和碳匯機(jī)制共生的具體政策。

3.3 農(nóng)業(yè)碳匯模型研究

在研究方法上，后續(xù)研究應(yīng)解決以往研究中農(nóng)戶的完全理性和同質(zhì)性假設(shè)與現(xiàn)實(shí)不符的問(wèn)題，以及彌補(bǔ)農(nóng)村農(nóng)業(yè)土壤碳匯信息資料缺失造成的較難定量化評(píng)價(jià)政策實(shí)施對(duì)農(nóng)戶行為及土壤碳匯功能影響的問(wèn)題。通過(guò)建立多主體模型這一分析工具，體現(xiàn)各種定性知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的作用。模型的經(jīng)濟(jì)部分可以相對(duì)獨(dú)立的進(jìn)行應(yīng)用，使用抽象的分布數(shù)據(jù)，能有效鏈接經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)土壤碳匯系統(tǒng)的模型，使用自組織自適應(yīng)方法使決策行為更符合現(xiàn)實(shí)生活中行為。

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（責(zé)任編輯 周康）

收稿日期：2020-10-22

基金項(xiàng)目：廣東省自然科學(xué)基金（項(xiàng)目編號(hào)：2017A030313443）;國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金（項(xiàng)目編號(hào)：17BJY061）

作者簡(jiǎn)介：樂(lè)小芳，女，副教授。研究方向：農(nóng)村環(huán)境，節(jié)能減排;通訊作者苗璐，女，博士。