提倡低碳的幾個問題

劉巽浩

(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，北京 100193)

20世紀(jì)以來，世界人口猛增，從10多億劇增至70億之眾，人口與糧食的矛盾尖銳化。幸好60年代以后，通過綠色革命和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，世界農(nóng)業(yè)取得歷史性的重大成就，它不但滿足了日益增長的人口對農(nóng)產(chǎn)品的需要，而且推動了世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展。問題是，這種增長大都是建立在增加碳耗的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，依靠的是高投入的農(nóng)作制、高碳的新品種、高額的肥料與灌溉等等。這樣，資源消耗加劇，高產(chǎn)與資源的矛盾激化。

眾所周知，人類的任何活動都需要有能量來推動。碳是能量的主要來源之一，它儲存于煤、石油、天然氣等不可再生能源以及生物質(zhì)能源中，數(shù)量是有限的，必須加以保護(hù)并節(jié)約使用。為了爭奪珍貴的能源，一些國家間不惜以兵戎相見。面對資源與發(fā)展的矛盾，低碳的聲音就脫穎而出。當(dāng)前，低碳已是十分廣泛流行的名詞之一。從西半球到東半球、從政要到學(xué)術(shù)界以至民間，都在提倡、宣傳、議論低碳問題，幾乎成為學(xué)術(shù)界的主旋律。

另一方面，21世紀(jì)地球上出現(xiàn)氣候變暖現(xiàn)象。IPCC(聯(lián)合國政府間氣候變化專業(yè)委員會)得出，近25年期間地球氣溫每10年上升0.19°C，當(dāng)前空氣中的二氧化碳濃度已比過去增加100mg/kg，達(dá)到390mg/kg。一些科學(xué)家利用數(shù)學(xué)模擬的方法，將這類現(xiàn)象聯(lián)系起來，認(rèn)為排放的二氧化碳形成溫室效應(yīng)是天氣變暖的元兇。于是，低碳的聲音就空前強(qiáng)化，一些人積極提倡低碳甚至要“農(nóng)業(yè)低碳化”，但也有學(xué)者認(rèn)為“中國農(nóng)業(yè)不能盲目低碳化”［1～2］。

1 農(nóng)業(yè)提倡低碳是歷史的必然

所謂“低碳”，指的是在人類各種活動中要盡量減少作為能源碳的消耗和二氧化碳的排放。

農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要部門之一。人類進(jìn)行各種農(nóng)業(yè)活動以及消費(fèi)的各種資源都要消耗能量，農(nóng)田基本建設(shè)、種子、肥料、灌溉、機(jī)械、燃料、耕種、造林、農(nóng)產(chǎn)品加工等都直接或間接地消耗碳，產(chǎn)量越高，消費(fèi)的碳也就越多。因此要求對稀缺的能源加以保護(hù)并予以節(jié)約集約利用，這是歷史發(fā)展的必然。無論二氧化碳促成氣候變暖的推論是否正確，地球只有一個，節(jié)約資源 (包括能源)保護(hù)環(huán)境是人類面臨的刻不容緩的歷史責(zé)任。為此，農(nóng)業(yè)上就要因地制宜地采取節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)燃料、節(jié)工以及循環(huán)利用農(nóng)業(yè)廢物 (秸稈、糞尿)等措施。

與工業(yè)不同，農(nóng)業(yè)是一種生物性產(chǎn)業(yè)，它一方面消耗各種資源，另一方面在植物生長過程中通過光合作用，又能吸收空氣中的二氧化碳而將以儲存，形成“碳匯”現(xiàn)象，從而減少空氣中的溫室效應(yīng)。因此，農(nóng)業(yè)提倡“低碳”，包含著低碳耗和高碳匯的雙重意義。農(nóng)業(yè)中高碳匯的內(nèi)容有如:采用高光效 (如C4作物)或生長期長的植物類型或品種、提高單位面積產(chǎn)量、實行多熟制等。人們在實踐中往往重視“低碳耗”而忽視“高碳匯”這一重要方面，而后者恰恰是充分利用可再生自然能源 (太陽光、熱量、雨雪、風(fēng)能等)來減少溫室氣體的捷徑。

可見，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)要力求達(dá)到高碳匯與低碳耗，爭取單位面積上以較少的碳投入獲得較高產(chǎn)出。

2 提倡低碳要適度、合情、合理，不宜盲目“低碳化”

人要生存，就要吃飯，就要消耗資源 (包括能源)，個子越大，消耗的糧食就越多。植物要生長發(fā)育，也要“吃飯”，也要消耗能量 (碳)，同時要排放二氧化碳。

熱力學(xué)第二定律 (也稱能量散逸定律)表明，能量在轉(zhuǎn)換過程中是要向周圍散逸的，產(chǎn)量越高，能量散逸越多;反之，為了提高系統(tǒng)的功能，就要增加投入。農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的能量散逸是雙通道型的，除自然散逸外，還有人工將系統(tǒng)中的產(chǎn)品移走，因而形成加速散逸局面［3］，這樣就大量消耗資源 (包括能源)。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)量增加，不可再生的化石資源會越來越少，從而形成人類需要與資源的尖銳矛盾。人類只講低碳而不吃飯不行，若破壞環(huán)境把資源消耗殆盡也不行，怎么辦?除了設(shè)法研究尋找新的能源外，就要講究適度、合情、合理的低碳追求。

2.1 要適度:“度”就是事物所達(dá)到的程度

它涉及事物的多與少、長與短、點與面、局部與整體。提倡低碳不等于“低碳化”。農(nóng)業(yè)生態(tài)很重要，但不等于因此就要實行“生態(tài)農(nóng)業(yè)”。適度低碳，就是投入資源與產(chǎn)出相適應(yīng)，量體裁衣，不多不少，既不超出需要而浪費(fèi)，又不盲目減少投入而達(dá)不到溫飽。吃飯超過十分飽就是過度，但若只滿足三分肚子，則是不足。在農(nóng)業(yè)上適度低碳的主要原則是:“爭取在單位面積上，以較少的資源投入獲得較高的產(chǎn)出”，但這不等于農(nóng)業(yè)總體的“低碳化”。講究“適度”，就是要避免將農(nóng)業(yè)低碳走向絕對化、極端化、擴(kuò)大化。為了適度就要依靠合情合理原則。

2.2 要合情:就是要從實際的國情、地情、人情出發(fā)

根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件和社會經(jīng)濟(jì)狀況，因地制宜地制定農(nóng)業(yè)發(fā)展的模式、技術(shù)和各種措施，以達(dá)到適度節(jié)約資源與集約利用資源的目的。例如，在濕潤山區(qū)營造防護(hù)林防止水土流失，符合因地制宜原則，效果良好;但不從當(dāng)?shù)氐膶嶋H出發(fā)，盲目在缺水的大西北干旱與半干旱地區(qū)推行“退耕還林”，結(jié)果是勞民傷財、得不償失。

合情，就是要求在制定碳耗策略時，盡量避免盲目跟著風(fēng)走、跟著洋人走、跟著書本走。

2.3 要合理:指的是農(nóng)業(yè)提倡低碳要符合科學(xué)道理

符合農(nóng)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、生態(tài)學(xué)、邏輯學(xué)規(guī)律，從而避免反科學(xué)的種種行為。例如，“無肥農(nóng)業(yè)”、“四無農(nóng)業(yè)”、“農(nóng)業(yè)免耕化”等都是違反科學(xué)原理的。有機(jī)肥是好肥料，有人就簡單地推論為要實行“有機(jī)農(nóng)業(yè)”，違反了邏輯推理原理。

合理，要求在提倡低碳時，不違反科學(xué)原理、不偷換概念、不弄虛作假。

根據(jù)作者多年的農(nóng)業(yè)實踐與國內(nèi)外考察研究，擬圍繞著如何適度合情合理地提倡低碳問題，對農(nóng)業(yè)主要的4個方面問題作些具體分析與探索。首先涉及宏觀全局性的農(nóng)作制問題，其次是農(nóng)業(yè)的兩個主要耗碳技術(shù)——施肥和耕作，最后是具有碳匯作用的森林生態(tài)功能問題。

3 提倡低碳與低碳農(nóng)作制

3.1 農(nóng)作制

又通稱農(nóng)業(yè)系統(tǒng) (farming system)，指的是在一個區(qū)域或農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營單位中，農(nóng)業(yè)生物與周圍環(huán)境包括投入產(chǎn)出等多種相互關(guān)聯(lián)的亞系統(tǒng)的集合體。農(nóng)作制類型 (模式)涉及農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的總體與全局，也是農(nóng)業(yè)碳投入產(chǎn)出的核心問題，它決定了農(nóng)業(yè)的資源保護(hù)與利用的關(guān)系、高投入還是低投入、高產(chǎn)出還是低產(chǎn)出、高效還是低效益、技術(shù)路線等重要方面。

自古以來，大體上有4種農(nóng)作制類型，即:原始生態(tài)農(nóng)作制，基本上沒有人為的碳投入;傳統(tǒng)農(nóng)作制，屬低碳投入;現(xiàn)代集約農(nóng)作制，為高碳投入;還有當(dāng)代學(xué)術(shù)界提倡的自然農(nóng)作制，主張“低碳農(nóng)業(yè)”或“農(nóng)業(yè)低碳化”。低碳活動古已有之，古代實行的就是低碳農(nóng)業(yè)，甚至是無碳農(nóng)業(yè)。

20世紀(jì)中后期，隨著世界人口膨脹與資源環(huán)境矛盾的尖銳化，形形色色自然低碳農(nóng)作制 (或稱低碳農(nóng)業(yè))的模式或口號相繼出現(xiàn)。70～80年代美國提出“低投入農(nóng)業(yè)”“可再生農(nóng)業(yè)”，“生態(tài)農(nóng)業(yè)”、“有機(jī)農(nóng)業(yè)”;歐洲稱“生物農(nóng)業(yè)”、“生態(tài)動力農(nóng)業(yè)”、日本叫“自然農(nóng)法”、“四無農(nóng)業(yè)”;90年代隨著可持續(xù)發(fā)展聲音的興起，國際上出現(xiàn)“低熵農(nóng)業(yè)”、“可持續(xù)農(nóng)業(yè)”、“環(huán)保農(nóng)業(yè)”、“綠色農(nóng)業(yè)”;21世紀(jì)初又響起了“循環(huán)農(nóng)業(yè)”、“低碳農(nóng)業(yè)”等［4］。

上述這些農(nóng)作制模式各有所長，也都有一定的根據(jù)和道理。盡管名稱多樣，但有其共同之處。它們的核心思想是模仿古代低碳的做法，主張適應(yīng)自然、積極保護(hù)資源環(huán)境，同時主張少投入甚至不投入，它們反對現(xiàn)代的人工高投入農(nóng)業(yè)，將它貶稱為“石油農(nóng)業(yè)”，認(rèn)為這種農(nóng)業(yè)是不可持續(xù)的。

3.2 低碳與高產(chǎn)

前述的能量散逸定律表明，能量在轉(zhuǎn)移過程中會不斷減少的，產(chǎn)出越高要求投入也越高。如果按低碳農(nóng)業(yè)學(xué)派的主張，眾多人口所需的糧食、肉奶蛋等食品從哪里來?在一次國際農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略學(xué)術(shù)討論會上的交鋒頗具典型性，華裔美籍農(nóng)業(yè)科學(xué)家左天覺博士是一位熱心為中國農(nóng)業(yè)獻(xiàn)策的友好長者，他在講演時坦誠地表示反對中國國務(wù)院提出的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效農(nóng)業(yè)方針，認(rèn)為它破壞資源環(huán)境，是不可持續(xù)的［5］。作者認(rèn)為中國是一個人多地少的國家，如果不走高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效的道路，那么10多億人吃飯靠什么?只有兩種可能，一是將中國人口削減一半，二是一半糧食靠進(jìn)口。但這兩種辦法顯然都行不通，怎么辦?既要保護(hù)資源環(huán)境，又要高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效，實現(xiàn)“集約持續(xù)農(nóng)業(yè)”，這是唯一的選擇，當(dāng)然，為之要付出更大的代價。

3.3 低碳農(nóng)作制

半個世紀(jì)以來，世界各地圍繞著低碳農(nóng)作制，熱心提倡者付出了很大努力，其實踐效果究竟如何?作者在美、歐、日、俄、印度等國家考察看到，低碳的理念已被廣泛接受，有些已體現(xiàn)在部分的實際的技術(shù)環(huán)節(jié)之中，如少耕、節(jié)水、節(jié)肥、廢物循環(huán)利用等。不過，作為全局性整體性的“低碳農(nóng)作制” (或稱“低碳農(nóng)業(yè)”)卻很難行得通。在鄰居日本，各種名稱的低碳農(nóng)業(yè)模式很多，例如，“四無農(nóng)業(yè)”“生態(tài)農(nóng)業(yè)”“自然農(nóng)法”等［6］，經(jīng)深入了解，所有這些低碳農(nóng)業(yè)的實踐加在一起，只占全日本耕地的1‰;美國是當(dāng)代現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的龍頭，也是低投入、低碳叫得最響的國家，但它的所有各種類型的低碳農(nóng)業(yè)只占耕地1%;世界上低碳農(nóng)業(yè)最多的國家是德國，它的比例是2%。有意思的是，即使這1%～2%的低碳農(nóng)業(yè)模式，也是打了折扣的，許多低碳模式建立在政府或社會環(huán)保團(tuán)體的資助基礎(chǔ)之上的。

可見，積極提倡低碳，盡量減少碳的浪費(fèi)，是當(dāng)前世界各國面臨的重大課題。但企圖將全國整個農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)椤暗吞嫁r(nóng)業(yè)”(低碳農(nóng)作制)恐怕是難以實現(xiàn)的。既非適度，又不合情不合理。

3.4 中國的選擇

中國人多地少，資源相對緊缺，糧食是中國永恒的主題與難題，不能盲目提倡“低碳農(nóng)業(yè)”或“農(nóng)業(yè)低碳化”。顯然，中國在農(nóng)業(yè)總體上要比美國等人少地多的國家要投入較多的碳，這是不可避免的。另一方面，要力求在單位面積上以較少的碳投入取得較多的產(chǎn)出，例如，我國黃淮海平原、河西走廊一些地區(qū)，小麥玉米兩熟的水分利用率 (WUE)高達(dá)1kg/mm以上，體現(xiàn)了單位產(chǎn)品低碳投入的范例”。既要高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效 (集約)，又要節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境促可持續(xù)發(fā)展，發(fā)展現(xiàn)代“集約持續(xù)農(nóng)業(yè)”［3］。

4 節(jié)肥與“無肥農(nóng)業(yè)”

施肥是農(nóng)業(yè)活動中耗碳最多的項目，無論是化肥還是有機(jī)肥，在它們制作、運(yùn)輸、施用過程中都要消耗大量的能量 (碳)，因此在當(dāng)今低碳聲中，它們是首先被沖擊的對象，尤其是化肥。

4.1 肥料是莊稼的糧食

人要生存就要吃糧食，莊稼要生長也要吃糧食，莊稼的糧食就是肥料。糧食對人體是無毒的，肥料(包括化肥和有機(jī)肥)也是無毒無害的。當(dāng)過量使用肥料的時候，不但浪費(fèi)資源，而且還會污染地下水，甚至危害人類健康。道理是一樣的。

莊稼的生長需要氮磷鉀等營養(yǎng)元素，這是硬道理。100kg小麥的籽粒和秸稈含氮近3kg，100kg玉米則含氮2kg。若667m2產(chǎn)500kg冬小麥和500kg夏玉米，那么至少需氮25kg，加上肥料約1/3因揮發(fā)和淋洗的損失量，那么這塊噸糧田，大致要施入40kg氮。有人說，施入15kg就能獲得噸糧，這就不合科學(xué)道理了。節(jié)肥的著眼點應(yīng)放在按需施肥、平衡施肥、配方施肥，以減少損失，不應(yīng)盲目地“少肥”、“無肥”。

至于化肥，它和有機(jī)肥一樣，同樣是莊稼的糧食，而且是主糧。當(dāng)前的輿論竭力丑化化肥而對有機(jī)肥充滿了溢美之詞，這也有欠公平。應(yīng)該肯定，有機(jī)肥是好東西，它含有多種植物所需的養(yǎng)分;化肥也是好東西，它物美價廉，起效快，各種元素配合的化肥施用，照樣可以滿足作物的需要。植物對化肥或有機(jī)肥一視同仁，無論化肥還是有機(jī)肥都要經(jīng)過微生物的分解為無機(jī)養(yǎng)分，才能夠被植物吸收，大分子的有機(jī)物是不能吸收的。所謂“有機(jī)農(nóng)業(yè)”實際上仍是無機(jī)當(dāng)家。

“肥料減少50%而產(chǎn)量不減”?日本有一個學(xué)派稱為“四無農(nóng)業(yè)”，即主張無肥料、無耕作、無除草、無農(nóng)藥，又稱“什么也不干運(yùn)動”［6］。中國在一段時間提倡低碳高潮中也掀起了類似的無肥或少肥論。有的專家在某地通過田間試驗得出，減少化肥用量50%而并不減少作物產(chǎn)量或減產(chǎn)很少。有人講，農(nóng)業(yè)上化肥利用率只有30%，70%都浪費(fèi)了，成了環(huán)境的污染源。因此，有人建議，“低碳”就首先要削減我國的化肥使用量30%～50%，甚至提出，中國化肥工業(yè)可以減少一半化肥產(chǎn)量，還建議政府減少對化肥工業(yè)的補(bǔ)貼。這些說法涉及國計民生的重大問題，引起了輿論界轟動效應(yīng)和熱烈爭論，搞不好會影響糧食生產(chǎn)與農(nóng)用工業(yè)甚至社會動蕩。

4.2 肥料的效率

肥料 (包括化肥和有機(jī)肥)一旦施入農(nóng)田后，往往要經(jīng)過10多年的長時間，才被作物吸收用盡。作者在1990年發(fā)表“對氮肥利用效率若干傳統(tǒng)概念的質(zhì)疑”一文［8］中闡明，30%利用率只是指化肥氮被作物當(dāng)季吸收的部分 (稱“表觀利用率”)，另外還有30%多經(jīng)土壤吸收后被以后多年作物所利用，兩者相加的化肥真實累加利用率達(dá)60%多［8］。20世紀(jì)80年代中國科學(xué)院建立了一批農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗站，近幾年參加了對它們的評估，看到許多長期試驗碩果累累。其中，在河南的封丘農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗站通過17年的長期田間試驗得出，小麥玉米氮化肥多年累加利用率為60%與61%［9］。中國農(nóng)科院土壤肥力組在北京昌平區(qū)的試驗也給出了相似的結(jié)果。這些從全國大尺度研究得出的結(jié)論完全一致。很遺憾，多年來輿論上一直將表觀利用率誤為真正的累加利用率，人云亦云，將錯就錯。

由于肥料的后效期長，故短期的田間試驗難以說明問題。即使某些短期田間試驗的數(shù)據(jù)是真實可信的話，它也只是局部、短期、小尺度的結(jié)果，不能擴(kuò)大為全局全國的大尺度結(jié)論。在城市郊區(qū)菜田以及部分高產(chǎn)區(qū)，由于多年大量施用有機(jī)肥和化肥，少數(shù)農(nóng)田出現(xiàn)土壤過肥的情況是存在的，因而可以在一二年內(nèi)適當(dāng)減少肥料施用量，但不能因此長期化、擴(kuò)大化。尤其值得注意的是，多數(shù)情況下所謂“減肥不減產(chǎn)”現(xiàn)象是靠挖取土壤養(yǎng)分資源庫存的結(jié)果，竭澤而漁，連年這么做的話，必將導(dǎo)致土壤肥力減退與作物產(chǎn)量遞減，影響農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

可見，從“低碳”出發(fā)，節(jié)肥應(yīng)著眼于適度投入和合情合理地加以施用，但不宜提倡“無肥農(nóng)業(yè)”“減肥不減產(chǎn)”等夸張說法。

5 適度少耕與“免耕化”

5.1 少免耕——異軍突起的低碳措施

土壤耕作是農(nóng)業(yè)活動中主要碳耗之一。縱觀近半個世紀(jì)以來，人們不斷在探尋農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的低碳途徑，各種學(xué)派、名稱、口號此起彼伏，采取的措施也多種多樣，但真正有效并廣泛為農(nóng)民接受的措施或技術(shù)仍很缺失，唯有少免耕這一項取得了突破性的進(jìn)展。據(jù)報道，推廣面積已近世界耕地面積的1/10左右，而且節(jié)約能耗的效果十分顯著。

我國免耕、少耕的做法古已有之，近20～30年來，從國外引進(jìn)推廣了現(xiàn)代免耕機(jī)械，少耕免耕已在我國南北大范圍鋪開。近些年，作者在全國南北各地考察，看到推廣少耕免耕已取得了積極的效果，它打破了年年耕翻的傳統(tǒng)作法，少動土、少碳耗、少用工、少花錢，在風(fēng)蝕水蝕的半干旱地區(qū)還有利于保持水土，受到農(nóng)民歡迎［10］。

真正美國式的全年不耕作的免耕做法在中國目前尚少，在內(nèi)蒙古和西北正在啟動;大量的是在多熟制地區(qū)一年二三季作物中，其中有一季采用免耕播種機(jī)播種，如在冬小麥后免耕播種或免耕套種夏玉米，面積估計在1 000萬hm2以上;更多的是，用旋耕機(jī)淺松土 (深10～12cm)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的耕翻，這在全國從北到南已成燎原之勢，因此大幅度地減少了碳耗，不過，隨之也埋下了隱患。

5.2 耕作的實質(zhì)——調(diào)整三相比

為什么要進(jìn)行土壤耕作?為什么又可以不耕作?這要從耕作的實質(zhì)說起。

生長在土壤中的植物根系要求適宜的水分、養(yǎng)分和空氣，為此就要求土壤中的三相——固體、液體、氣體有一個合適的比例，稱為土壤三相比。土壤耕作的最終目的就是調(diào)整三相比。過于堅實的土壤，水氣不通，過于疏松的土壤容易丟失水分。古人早在2 000多年前《呂氏春秋任地篇》中講道:“凡耕只大方——力者欲柔，柔者欲力;棘者欲肥，肥者欲棘;燥者欲濕，濕者欲燥”，一針見血地點出了土壤耕作的實質(zhì)。也即，堅實的土壤要求變松，疏松的土壤要求變實。根據(jù)許多研究的結(jié)果，不同作物和不同土壤要求的土壤緊實度有所差異，一般認(rèn)為，土壤容重以1.2～1.5為宜。土壤耕作措施中有的是疏松土壤的，如翻耕、深松或淺松，有些是動土少而保持土壤緊實的，如免耕、鎮(zhèn)壓等。任何一種土壤耕作措施都有其功能的特點，也都有其作用的正面與反面，有利有弊。例如，免耕的好處是少碳耗、省工、保土保水，缺點是過緊土壤不利于出苗與根系發(fā)育、病蟲害雜草多;相對講，翻耕可疏松土壤，翻壓肥料與雜草，但消耗能量多，損失水分多。各種土壤耕作措施都有它的正面和負(fù)面作用，對少免耕也不能絕對化。

5.3 “適”受益“過”招損

在看到少免耕積極意義的同時，不能忽視它的副作用。全國各地各種土壤與作物對少免耕反映很不相同，連續(xù)免耕后土壤變緊實，影響根系發(fā)育與作物產(chǎn)量。近些年作者考察了20多個免耕的田間試驗，有的稍增產(chǎn)，有的“被增產(chǎn)”(虛報數(shù)字)，多數(shù)是一二年內(nèi)平產(chǎn)或稍減產(chǎn)，以后則逐漸減產(chǎn)。不同土壤對免耕的反應(yīng)不同，黑鈣土、黃綿土的反應(yīng)較好，而栗鈣土、水稻土以及灌溉高產(chǎn)土壤問題較多。這說明，適地適度少免耕是可行的，它為低碳提供了空間，但不能長期化、擴(kuò)大化、絕對化、免耕化。

尤其值得注意的是，全國南北由于多年連續(xù)進(jìn)行淺旋耕 (10～12cm)作業(yè)，已出現(xiàn)了耕層變淺和犁底層形成等現(xiàn)象，因而不利于作物根系生長，這涉及大面積增產(chǎn)或減產(chǎn)問題，亟待解決。

遺憾的是，有的部門未經(jīng)過充分適應(yīng)研究和農(nóng)藝論證，就不加區(qū)別地用幾十多億元的國家投資，打算在全國東西南北各地推廣美國式免耕及其機(jī)具?；仡櫼幌伦鳛楝F(xiàn)代免耕源的美國作法，會有所啟示。經(jīng)過三四十年的推廣，美國也不是絕對“免耕化”，而是多種耕作措施的配合。2004年，該國免耕面積占耕地面積的22%，主要分布在中西部半干旱的坡耕地上，其他，淺松留茬18%，深松耕22%，傳統(tǒng)耕翻38%［11］，近年免耕面積下降為14%。作者走訪的東西歐和日本諸國，很少見到免耕。原蘇聯(lián)半干旱地區(qū)的經(jīng)驗是，在年降雨量少于400mm地方，免耕利大于弊，而在超過400mm的地區(qū)，翻耕效果比免耕好。

可見，推廣一種低碳的耕作措施，必須符合當(dāng)?shù)氐淖匀慌c社會經(jīng)濟(jì)條件，必須符合科學(xué)原理，適度推廣應(yīng)用?！斑m”則受益，“過”則受損。最好的選擇是，將不同耕作措施有機(jī)結(jié)合，從而形成適應(yīng)于當(dāng)?shù)氐谋Ｗo(hù)性耕作體系。例如，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)在龍口市推行兩年冬小麥少耕 (旋耕)+一年深翻+夏玉米免耕的3年輪耕體系，取得了良好的效果［12］。

6 森林與低碳效應(yīng)

6.1 正確估計森林的低碳效應(yīng)

溫室效應(yīng)是當(dāng)今世界關(guān)懷的焦點，盡管存在著爭議，但主流意見仍認(rèn)為二氧化碳升高是全球變暖的主要因素［13］。因而全球政治家、科學(xué)家、環(huán)境保護(hù)主義者以至文學(xué)家都對碳流 (carbon flux)給以極大的關(guān)注［14］。

由于森林在生長過程中，能夠吸收空氣中的二氧化碳，從而具有碳匯功能，因此國際上將森林視為減輕溫室效應(yīng)的重要手段，有人甚至將森林看之為氣候變暖的救星。在中國尤為重視植樹造林，幾乎將樹木的地位上升到了神圣化的境地。農(nóng)民無權(quán)處理自己種養(yǎng)的樹木，否則就是犯法。盡管耕地與水資源十分緊張，仍大面積在平原耕地上植樹造林。

究竟森林低碳的作用有多大?大致1hm2森林一年約同化4t碳。當(dāng)前，對森林碳匯作用的估計意見分歧，差異可至5～20倍［15］。方精云等得出“1980年以前中國森林是碳源，最近20多年來中國森林已起著碳匯作用，平均每年吸收0.022pg(1p=1 015)碳，大致與美國單位面積森林固碳量相當(dāng)”［15］。

盡管目前對森林碳匯的估計的方法和結(jié)果出入較大，但樹木在成長過程中碳匯作用是肯定的，當(dāng)然還有問題的另一面。植物在生長過程中通過光合作用吸收固定空氣中的二氧化碳，同時還要進(jìn)行呼吸作用，向空氣中排出二氧化碳。在植物的幼中年期間的碳流特征是碳匯大于碳源，到了老年期則碳源大于碳匯。森林也是同樣，在幼林中林期是凈碳匯，此時林分蓄積量不斷增加，但到老熟林分時，出現(xiàn)光合少呼吸多、枯枝落葉、蓄積量減少或自然稀疏等現(xiàn)象，凈碳匯轉(zhuǎn)化為凈碳源。

可見，任何植物，包括一年生和多年生植物，既是碳匯也是碳源，只不過多年生植物 (如喬木)比一年生植物凈碳匯的時間長，一些樹木的壽命可達(dá)幾十年甚至幾百年，但樹木終究也會老化，經(jīng)過砍伐、加工、儲藏后的木料終究也將腐爛分解、轉(zhuǎn)變成二氧化碳而排向空中?？赡茉谶@一代人時段森林表現(xiàn)為碳匯，但到了子孫后代就成了碳源。以亞馬遜河為代表的熱帶森林是一個范例。號稱“地球之肺”的熱帶雨林占全球森林面積的37%，其碳貯量達(dá)40%～52%。Houghton等研究得出，“1980年以前，熱帶森林固定空氣中1.5～3.2pg碳，而1980年以后，每年約為0.8%的封育熱帶森林遭砍伐，造成大量碳釋放”［16］。Yadvinder 得出 “熱帶森林地區(qū)凈碳源為 0.4pg 碳”［17］。

可見，任何植物都有其碳耗與碳源的雙重功能，森林的長處是它的凈碳耗期比其他植物長，當(dāng)代人們就要充分發(fā)揮森林的碳匯功能，但也不能忽視以后的碳源效應(yīng)，更不宜將之神圣化。

6.2 森林耗水多

森林是喬木組成的群落，喬木軀干高大、枝葉茂盛，它的葉面積系數(shù)往往是一年生禾本科作物的2～3倍，而且不能進(jìn)行光合作用但仍蒸騰水分的非光合面積 (枝干)比例甚大，因此消耗水分甚多。世界上的森林都是分布在多雨的濕潤半濕潤地區(qū)，而半干旱地區(qū)為草原，干旱地區(qū)則為沙漠。Bosch等總結(jié)世界上94個集水區(qū)研究得出結(jié)論“林少則水多，林多則水少”［18］。

聯(lián)合國糧農(nóng)組織 (FAO)認(rèn)為“森林要用大量的水，其數(shù)量比任何其它植被均大”［19］。森林生態(tài)學(xué)家斯波爾研究得出，“要支持樹木生長，必須又足夠的水分供應(yīng)。在美國北部維持森林中等生長需年降水量635mm，而在南部需889～1 016mm”［20］。綜合研究得出，喬木的蒸騰系數(shù)遠(yuǎn)高于草本植物，例如，半干旱草原的禾草為250～350、谷子為250～300、玉米400、小麥450～500，而喬木則高達(dá)500～1 000［21］。

6.3 造林要因地制宜

近20～30年來，我國在南方濕潤山區(qū)營造人工林，合情合理，效果顯著，不但防止水土流失，而且在一定時期內(nèi)起了碳匯作用。但是，在北方的一些缺水地區(qū)造林，事與愿違，表面上是為了低碳耗，實際上起了高碳耗的效應(yīng)。多年來，作者在國內(nèi)考察過程中，看到了一些現(xiàn)象:

20世紀(jì)80年代初，在嚴(yán)重缺水的西北干旱區(qū)開展植樹造林運(yùn)動，一風(fēng)而起，一風(fēng)而散。還看到有一城市，甚至通過從黃河13級提水灌溉喬木，高成本，高碳耗。

90年代末，在大西北半干旱草原地區(qū)推行“退耕還林”，既起不到的生態(tài)保護(hù)或低碳的作用，反而損壞草原，弄虛作假，勞民傷財。

20世紀(jì)末，在黃淮海地區(qū)興起了平原造林運(yùn)動。在應(yīng)邀參加中國工程院考察山東省農(nóng)業(yè)的過程中，作者發(fā)現(xiàn)，該省1991～2000年期間，營造平原成片楊樹林119萬hm2，大量侵占耕地，違反國務(wù)院《過于堅決制止占用基本農(nóng)田進(jìn)行種樹等行為的緊急通知》。由于耕地減少，同期，該省年糧食總產(chǎn)由4 330萬t下降到3 500萬t，因而由余糧省變?yōu)槿奔Z省。為此，作者寫了一篇“對黃淮海平原楊上糧下現(xiàn)象的思考”［22］。此文上報后，溫總理批示是“劉巽浩同志的意見確實值得深思。糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展是一個不容忽視的重大問題。千萬不可因這兩年糧食增產(chǎn)而盲目樂觀、掉以輕心”。

最近，在低碳名義的驅(qū)動下，北京市掀起了轟轟烈烈營造6.7萬hm2平原造林的群眾運(yùn)動，將許多耕地和草地開辟為林地。這種作法面臨的挑戰(zhàn)是，誰來補(bǔ)給森林大量消耗的地下水或地表水?北京本來就缺水，只好從同樣缺水的周圍鄰省水庫大量調(diào)水，以鄰為壑，慷他人之概。今后可能還要依靠通過南水北調(diào)千里迢迢調(diào)來的長江水，為此不知直接間接地要付出多少高額的碳機(jī)會成本，它所付出的碳耗又比區(qū)區(qū)樹木的碳匯高出多少倍，值得深思。

可見，對森林的碳匯與碳源功能、對造林與碳流的關(guān)系，要予以辯證分析，提倡造林要適度、合情合理，不可將森林神圣化、政治化。

［1］黃璜.我國低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與對策.低碳農(nóng)業(yè)與湖南經(jīng)濟(jì)發(fā)展論文集，2010

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