“雙碳”目標(biāo)下農(nóng)業(yè)資源利用方向?qū)I(yè)學(xué)位碩士課程體系優(yōu)化與建設(shè)

賈漢忠，劉富豪，田霄鴻，?？沙?/p>

（西北農(nóng)林科技大學(xué)，陜西 楊凌 712100）

氣候變化是威脅人類生存與發(fā)展的重大環(huán)境問題，聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第六次評估報告指出，全球氣候異常已經(jīng)引起了極端高溫、暴雨和干旱等災(zāi)難的頻繁發(fā)生，人類必須在未來幾十年內(nèi)大幅減少CO2和其他溫室氣體的排放，否則本世紀(jì)將超過氣候不可逆轉(zhuǎn)的臨界點-1.5 ℃和2 ℃。為了共同應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)，減緩全球變暖趨勢，世界各國共同簽署氣候變化協(xié)定《巴黎協(xié)定》，為2020 年后全球應(yīng)對氣候變化行動作出安排，減排溫室氣體，我國是首批簽署的締約方之一。在此基礎(chǔ)上，2020 年9 月，國家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上發(fā)表重要講話：中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030 年前達(dá)到峰值，努力爭取2060 年前實現(xiàn)碳中和。2021 年3 月，習(xí)近平總書記主持召開中央財經(jīng)委員會第九次會議特別強調(diào)，實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)性變革，要把碳達(dá)峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局，拿出抓鐵有痕的勁頭，如期實現(xiàn)2030 年前碳達(dá)峰、2060 年前碳中和的目標(biāo)[1]。為深入貫徹落實“雙碳”戰(zhàn)略，2021年7 月，教育部印發(fā)了《高等學(xué)校碳中和科技創(chuàng)新行動計劃》，指出高等院校應(yīng)肩負(fù)起培養(yǎng)碳中和人才及碳中和科技創(chuàng)新的重要使命，明確培養(yǎng)具有低碳意識和全面掌握氣候變化理論以及與碳中和知識結(jié)構(gòu)相關(guān)的專業(yè)技術(shù)人才。2021 年9 月，《中共中央 國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》中提出，開展耕地質(zhì)量提升行動，提升生態(tài)農(nóng)業(yè)碳匯，并把綠色低碳發(fā)展納入國民教育體系，建設(shè)碳達(dá)峰碳中和人才培養(yǎng)體系。

農(nóng)業(yè)領(lǐng)域是受全球氣候變化影響最直接的領(lǐng)域，同時也是溫室氣體的重要排放源，聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，農(nóng)業(yè)用地釋放出的溫室氣體超過全球人為溫室氣體排放總量的20%～30%，相當(dāng)于每年產(chǎn)生150 億t 的CO2。農(nóng)業(yè)還是潛在的溫室氣體吸收匯，特別是在土壤固碳方面具有較大的潛力，是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要領(lǐng)域之一。因此，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的高效減排和農(nóng)業(yè)資源的合理利用是實現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和重要舉措，探索農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中減排增匯的有效途徑和方法可為實現(xiàn)國家“雙碳”目標(biāo)作出積極貢獻(xiàn)。

“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)迫切需要將新興農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化技術(shù)、減排固碳方案、廢棄物綜合利用、碳監(jiān)測與碳評估、碳核算與碳政策等理念及技術(shù)與方法進(jìn)行良好的結(jié)合，凝練出“雙碳”目標(biāo)下相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)方案及對其素質(zhì)與能力的全新要求，探索“雙碳”戰(zhàn)略的實施與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)資源利用領(lǐng)域?qū)I(yè)的融合機制和路徑，對農(nóng)業(yè)資源利用類人才培養(yǎng)模式進(jìn)行深入改革，為國家和社會培養(yǎng)具有低碳意識、掌握碳中和知識、適應(yīng)國家“雙碳”目標(biāo)需求的專業(yè)型高端人才，為我國實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)力量[2]。

一 “雙碳”目標(biāo)下資源利用類專碩開展相關(guān)教育的現(xiàn)狀

由于人類對氣候變化的認(rèn)知與重視度滯后于其他環(huán)境問題，如水污染、大氣污染、固體廢棄物與土壤污染等，全球氣候變化和促進(jìn)“雙碳”戰(zhàn)略實施至今尚未形成獨立的學(xué)科方向和系統(tǒng)的教學(xué)課程體系。特別是在農(nóng)業(yè)資源利用領(lǐng)域研究生的培養(yǎng)環(huán)節(jié)中，還未有系統(tǒng)的模式進(jìn)行“雙碳”背景相關(guān)的專業(yè)內(nèi)容教育，更是缺乏成熟的“雙碳”相關(guān)課程，因此，在該方向的培養(yǎng)過程中提升學(xué)生的碳中和相關(guān)知識與能力迫在眉睫。

資源利用與植物保護(hù)農(nóng)業(yè)專業(yè)學(xué)位碩士是與土壤肥料、植物保護(hù)、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境治理等領(lǐng)域相關(guān)聯(lián)的專業(yè)學(xué)位。該學(xué)位培養(yǎng)包括兩大方向，分別是資源利用和植物保護(hù)。其中，資源利用方向主要關(guān)注于土壤、水分、養(yǎng)分、氣候、生物和農(nóng)業(yè)廢棄物等農(nóng)業(yè)資源的優(yōu)化配置和持續(xù)安全利用，聚焦于農(nóng)業(yè)資源高效利用、養(yǎng)分資源管理與施肥技術(shù)、農(nóng)業(yè)環(huán)境污染與修復(fù)、農(nóng)業(yè)廢棄物資源綜合利用及農(nóng)業(yè)資源信息系統(tǒng)等方面的知識和技能[3]。早在2002 年黨的十六大報告中就明確提出，發(fā)展“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效、生態(tài)、安全”的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是構(gòu)建我國可持續(xù)農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)安全的戰(zhàn)略決策需要。而農(nóng)業(yè)環(huán)境污染控制、資源合理利用、綠色植物保護(hù)成為實現(xiàn)這一目標(biāo)的重要舉措，也是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中密不可分的重要環(huán)節(jié)，同時這些內(nèi)容均或多或少與“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)相關(guān)聯(lián)。然而，在當(dāng)前的研究生培養(yǎng)體系中，課程體系建設(shè)過程中對氣候變化問題的重視與融入度遠(yuǎn)滯后于減肥減藥等傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)資源利用措施及其他環(huán)境保護(hù)問題。因此，在新的全球社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢下，要以“雙碳”目標(biāo)為契機，立足新發(fā)展階段，貫徹新發(fā)展理念，對現(xiàn)有培養(yǎng)模式和課程體系進(jìn)行優(yōu)化，將綠色低碳理念融入到資源利用方向人才培養(yǎng)過程中。

二 “雙碳”理論內(nèi)涵在農(nóng)業(yè)資源利用類課程體系中的融入與建設(shè)

盡管“雙碳”目標(biāo)與資源利用有著密切的關(guān)系，但在目前的教學(xué)體系中有關(guān)氣候變化和碳中和理論與技術(shù)并未作為系統(tǒng)的知識去講授，也缺乏完整的教學(xué)體系，這便造成了“雙碳”相關(guān)課程知識在該方向教育的缺位現(xiàn)狀。在國家實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的需求下，系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)展農(nóng)業(yè)碳中和相關(guān)課程體系并將其納入到現(xiàn)有的教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中是亟待解決的問題[4]。就農(nóng)業(yè)資源利用類專業(yè)碩士學(xué)位研究生的課程體系而言，需要以碳中和為主要課程建設(shè)理念，并涉及農(nóng)業(yè)“雙碳”課程建設(shè)、“碳減排”教學(xué)實踐案例和平臺挖掘等層面，構(gòu)建出農(nóng)業(yè)資源利用類教學(xué)課程體系（圖1）。

圖1 農(nóng)業(yè)碳中和知識體系的構(gòu)建思路

（一）傳統(tǒng)專業(yè)課程生態(tài)文明建設(shè)要素融入

在資源利用方向?qū)I(yè)學(xué)位碩士培養(yǎng)過程中，有關(guān)全球氣候變化與碳中和的內(nèi)容缺乏系統(tǒng)的教育體系，甚至尚未形成一門完整的課程；但碳中和背景與現(xiàn)有的專業(yè)課程有著緊密的關(guān)聯(lián)性，特別是農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)、土壤退化與修復(fù)、農(nóng)化產(chǎn)品高效利用與管理、農(nóng)業(yè)面源污染與生態(tài)治理和土地資源利用保護(hù)與恢復(fù)等課程涉及農(nóng)業(yè)溫室效應(yīng)、碳足跡、碳氮循環(huán)機制和土壤固碳原理等全球氣候變化和碳減排的相關(guān)內(nèi)容。這使得將氣候變化理念與低碳技術(shù)有機融合在農(nóng)業(yè)資源利用類專業(yè)課程體系中具有較大的可實施性?；诖?，首先需要明確與碳中和背景體系相關(guān)聯(lián)的專業(yè)課程，進(jìn)一步確定碳中和知識體系中的原理、技術(shù)、評估方法，以及管理政策分別應(yīng)融合到哪門專業(yè)課程中，增加的具體內(nèi)容是什么，與原來的課程內(nèi)容如何銜接等問題，以此構(gòu)建全面的碳中和融入元素和內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行課程體系的設(shè)計與優(yōu)化，具體可體現(xiàn)如下層面的內(nèi)容。

1）篩選和編輯與全球氣候變化、碳減排相關(guān)的科普紀(jì)錄片和影視片，從知識背景、視覺、思辯的多維角度提高學(xué)生的綠色低碳和可持續(xù)發(fā)展意識。結(jié)合習(xí)近平生態(tài)文明思想、“綠水青山就是金山銀山”理念、山水林田湖草沙冰綜合治理等內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識全球氣候變化和我國“雙碳”目標(biāo)的相互關(guān)系，使學(xué)生意識到“雙碳”目標(biāo)是以習(xí)近平同志為核心的黨中央統(tǒng)籌國內(nèi)國際兩個大局做出的重大戰(zhàn)略決策。

2）通過研讀國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)與書籍，了解國內(nèi)外有關(guān)碳達(dá)峰、碳中和相關(guān)協(xié)議、政策和法律，獲取氣候變化、溫室氣體減排等環(huán)境科普知識，將綠色低碳發(fā)展理念和方法融入到課堂教學(xué)體系中，以此為基礎(chǔ)，提升學(xué)生對“雙碳”背景的認(rèn)識，拓寬可持續(xù)發(fā)展思維，提升學(xué)生開展綠色低碳工作的能力。使學(xué)生意識到“雙碳”目標(biāo)是著力解決資源環(huán)境約束突出問題、實現(xiàn)中華民族永續(xù)發(fā)展的必然選擇。

3）圍繞“雙碳”目標(biāo)與國際形勢設(shè)計課堂討論和辯論，重點認(rèn)識“雙碳”目標(biāo)對我國乃至全球經(jīng)濟(jì)、社會、地緣政治發(fā)展的影響，以及我們應(yīng)對的策略。并結(jié)合“雙碳”目標(biāo)提出的戰(zhàn)略背景和意義，使學(xué)生意識到在人類歷史發(fā)展過程中自身所肩負(fù)的使命與責(zé)任，以及我國所需要彰顯的大國責(zé)任與擔(dān)當(dāng)，明確“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)是推動構(gòu)建人類命運共同體的莊嚴(yán)承諾。

（二）“雙碳”目標(biāo)下課程體系的構(gòu)建

“碳中和”概念雖然簡單易懂，但與碳中和相關(guān)的理論、技術(shù)與政策卻比較龐雜，想要清晰認(rèn)識與農(nóng)業(yè)資源利用相關(guān)的“雙碳”目標(biāo)體系，需要全面系統(tǒng)地構(gòu)建農(nóng)業(yè)碳中和相關(guān)前沿進(jìn)展類課程及教學(xué)內(nèi)容。然而，農(nóng)業(yè)資源利用類專業(yè)如若把所有碳中和相關(guān)技術(shù)都囊括進(jìn)來并不現(xiàn)實，那么農(nóng)業(yè)資源利用類專業(yè)應(yīng)該包括碳中和技術(shù)中的哪些內(nèi)容？有效地解決這些問題，需要明確碳中和知識體系的內(nèi)涵與外延，科學(xué)地界定農(nóng)業(yè)碳中和知識的結(jié)構(gòu)與內(nèi)在邏輯關(guān)系，從而明確農(nóng)業(yè)碳中和的核心內(nèi)容。

1 知識體系的內(nèi)涵與外延

想要認(rèn)識農(nóng)業(yè)碳中和的內(nèi)涵和外延，首先需梳理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的碳足跡，這涉及到農(nóng)業(yè)碳排放、農(nóng)業(yè)碳匯過程、農(nóng)業(yè)廢棄物的處置等層面問題[5]。

首先，我們需要認(rèn)識農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中溫室氣體的排放源及相應(yīng)的減排技術(shù)。從20 世紀(jì)80 年代發(fā)現(xiàn)稻田CH4排放開始，逐漸認(rèn)識到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中N2O 的排放和反芻動物CH4排放，到20 世紀(jì)90 年代，越來越多的科研工作關(guān)注于畜禽排泄物貯存和處理過程溫室氣體排放。隨后，開始探討秸稈還田、有機肥替代化肥、減少化肥施用量和添加生物炭等方式對碳排放的影響[6]。當(dāng)前的研究熱點是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)對大氣CO2濃度升高的響應(yīng)。

其次，土壤有機碳在全球碳平衡中扮演重要角色，其根本來源是植物光合作用固定的大氣CO2，提高土壤有機碳含量也就意味著固定的大氣中增加的CO2。由此，土壤碳封存是恢復(fù)土壤健康的關(guān)鍵戰(zhàn)略，也在減緩氣候變化方面發(fā)揮著重要作用。農(nóng)田土壤固碳是《京都議定書》認(rèn)可的固碳減排途徑之一，被認(rèn)為擁有巨大的固碳潛力[7]。土壤固碳過程與土壤的形成有著密切的關(guān)系，土壤有機碳是一個“輸入—分解”的動態(tài)過程，土壤碳的儲存能力在一定程度上是固定的，主要受自然和人為兩方面的驅(qū)動。由此看來，有關(guān)農(nóng)業(yè)固碳的內(nèi)容主要涉及土壤有機碳含量的提升過程及其影響因素。

此外，中國政府提交的《強化應(yīng)對氣候變化行動——中國國家自主貢獻(xiàn)》明確提出：推進(jìn)農(nóng)業(yè)低碳發(fā)展還需推動秸稈綜合利用、農(nóng)林廢棄物資源化利用和畜禽糞便的綜合利用[8]?；谝陨戏治霾浑y看出，農(nóng)業(yè)碳中和的核心內(nèi)容為農(nóng)業(yè)碳減排和碳匯的有機結(jié)合（圖2）。以便構(gòu)建出農(nóng)業(yè)碳中和的完整知識體系。

圖2 農(nóng)業(yè)碳中和知識結(jié)構(gòu)及邏輯關(guān)系

2 農(nóng)業(yè)碳中和涉及的核心內(nèi)容

基于農(nóng)業(yè)碳中和的知識體系及其邏輯關(guān)系，結(jié)合資源利用方向?qū)I(yè)學(xué)位碩士的培養(yǎng)目標(biāo)，形成從種植業(yè)養(yǎng)殖業(yè)減排、土壤固碳理論與技術(shù)、農(nóng)業(yè)廢棄物資源化技術(shù)、農(nóng)業(yè)碳中和潛力與途徑及農(nóng)業(yè)固碳減排綜合效益的碳中和等核心內(nèi)容。構(gòu)建專題課程體系，在內(nèi)容上突出科學(xué)性、先進(jìn)性、前沿性和實用性，反映該學(xué)科的最新成果、發(fā)展動態(tài)和社會需求。具體的內(nèi)容和知識點包括以下幾方面。

1）農(nóng)田固碳理論與技術(shù)。本專題方向涉及的主要內(nèi)容包括農(nóng)田土壤有機和無機碳庫時空變化及碳匯功能；農(nóng)田土壤有機碳與外源有機碳轉(zhuǎn)化、擴(kuò)容增匯機制與途徑，以及固碳潛力綜合評價；農(nóng)田土壤有機和無機碳庫對土地利用方式及管理措施的響應(yīng)；農(nóng)田土壤立體化綜合固碳管理方法與技術(shù)。

2）農(nóng)業(yè)減排理論與技術(shù)。主要包括種養(yǎng)殖業(yè)、種養(yǎng)殖業(yè)碳排放及減排技術(shù)；耕作和管理方法對農(nóng)田溫室氣體排放的影響和機制；低碳種養(yǎng)殖模式的優(yōu)化及其固碳減排潛力；農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源循環(huán)高效利用與固碳減排；養(yǎng)殖業(yè)物能流動和碳足跡綜合評價。

3）農(nóng)業(yè)碳中和監(jiān)測體系與評估。主要包括“雙碳”大背景下農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測體系構(gòu)建；農(nóng)業(yè)農(nóng)村碳排放管理部門、生產(chǎn)主體、碳交易主體的核算方法體系與監(jiān)督技術(shù)規(guī)范制定；碳排放第三方監(jiān)測監(jiān)督、計算、核證和評估；碳排放、碳足跡、碳交易和碳吸收等智能監(jiān)測指揮平臺建設(shè)；綠色低碳循環(huán)發(fā)展模式與低碳技術(shù)評估體系發(fā)展。

4）農(nóng)業(yè)碳中和政策。本專題的內(nèi)容主要包括碳達(dá)峰碳中和政策體系、行動方案和路徑規(guī)劃；農(nóng)業(yè)碳排放權(quán)交易市場制度、交易體系、監(jiān)管體系、標(biāo)準(zhǔn)體系和科技創(chuàng)新服務(wù)平臺建設(shè)；農(nóng)業(yè)碳配額分配機制與碳考核制度制定；低碳產(chǎn)品認(rèn)證、碳中和模式認(rèn)證方法內(nèi)容。

（三）農(nóng)業(yè)領(lǐng)域“雙碳”戰(zhàn)略實踐措施與平臺挖掘

案例教學(xué)是增強專業(yè)學(xué)位研究生實踐能力的重要途徑[9]?；谵r(nóng)業(yè)碳中和相關(guān)教學(xué)內(nèi)容和知識點，結(jié)合教學(xué)團(tuán)隊小組成員科研方向和課題，挖掘和整理基于秸稈還田、施加有機肥、添加生物炭等提升土壤質(zhì)量的科研內(nèi)容挖掘“土壤固碳原理與方法”案例；基于種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)過程中碳氮循環(huán)過程的研究內(nèi)容挖掘“種植業(yè)養(yǎng)殖業(yè)減排”案例；基于秸稈還田和畜禽糞便好氧堆肥技術(shù)的研發(fā)挖掘“農(nóng)業(yè)廢棄物資源化技術(shù)”案例；基于退耕還林過程中碳循環(huán)演變過程研究挖掘“生態(tài)恢復(fù)碳循環(huán)”案例；基于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程全生命周期分析法的研究實例挖掘“農(nóng)業(yè)固碳減排綜合效益”案例。形成同時保證案例內(nèi)容的新穎性、科研項目的引領(lǐng)性與研究方向的相關(guān)性。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地和企業(yè)既是碳排放主體，又是實現(xiàn)碳中和愿景、發(fā)展碳中和技術(shù)的主體，是助力我國低碳轉(zhuǎn)型的中堅力量。以培養(yǎng)掌握碳中和能力與技術(shù)的高端實用人才為目標(biāo)，通過挖掘“雙碳”目標(biāo)下產(chǎn)學(xué)研用創(chuàng)新教學(xué)實踐資源與平臺，培養(yǎng)學(xué)生在企業(yè)和科研機構(gòu)進(jìn)行的社會實踐、生產(chǎn)研發(fā)、科學(xué)研究等能力，不斷豐富產(chǎn)學(xué)研合作中的企業(yè)生產(chǎn)、學(xué)生學(xué)習(xí)、教師實踐及科研創(chuàng)新等合作和創(chuàng)新項目，為學(xué)生打通學(xué)研用通道及其實現(xiàn)路徑。

三 結(jié)束語

1）當(dāng)前在農(nóng)業(yè)資源利用領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位碩士培養(yǎng)環(huán)節(jié)中尚未形成與“雙碳”相關(guān)的課程體系，也缺乏成熟的“雙碳”相關(guān)課程，因此，在目前國家“雙碳”目標(biāo)下提升學(xué)生“碳中和”的知識與能力迫在眉睫。

2）以現(xiàn)有課程為出發(fā)點，將土壤固碳原理、農(nóng)業(yè)溫室效應(yīng)、碳足跡和碳氮循環(huán)機制等全球氣候變化和碳減排的相關(guān)內(nèi)容與我國“雙碳”目標(biāo)的提出相呼應(yīng)，形成綠色低碳生態(tài)文明觀，從知識、視覺、思辨的多維角度提高學(xué)生的綠色低碳發(fā)展意識。

3）厘清農(nóng)業(yè)資源利用類專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)環(huán)節(jié)吸納碳中和相關(guān)知識的內(nèi)涵與外延、知識結(jié)構(gòu)及邏輯關(guān)系，形成林草生態(tài)系統(tǒng)中碳中和目標(biāo)的實現(xiàn)過程、種植業(yè)養(yǎng)殖業(yè)減排、土壤固碳理論與技術(shù)、農(nóng)業(yè)廢棄物資源化技術(shù)、農(nóng)業(yè)碳中和潛力與途徑和農(nóng)業(yè)固碳減排綜合效益為核心的專題課程體系。

4）提出了基于課程案例挖掘和實習(xí)平臺建設(shè)的實踐鍛煉途徑，為專業(yè)學(xué)位研究生打通了學(xué)研用通道及其實現(xiàn)路徑。