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管理氮素“吸收不良”,科學(xué)家開(kāi)出減排增效良方

時(shí)間:2023-01-09 15:08:43 推薦 666

洪恒飛?吳雅蘭?科技日?qǐng)?bào)記者?江耘

氮肥是農(nóng)田的要緊營(yíng)養(yǎng)來(lái)源之一,但好比人的腸胃功能不佳,農(nóng)田對(duì)氮肥的消化吸收也存在“補(bǔ)不到里面去”的咨詢題。流失到環(huán)境中的氮素,會(huì)導(dǎo)致氮素污染,進(jìn)而引發(fā)大氣污染、水體富營(yíng)養(yǎng)化、土壤酸化等咨詢題。

1月5日,國(guó)際期刊《自然》刊登了浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院谷保靜教授、張秀明博士等與國(guó)內(nèi)外科研團(tuán)隊(duì)的聯(lián)合研究成果。該研究篩選了全球現(xiàn)有可行的減排措施庫(kù),并量化了若干措施減少氮素污染的潛力,并提出建立氮素信用系統(tǒng)來(lái)解決農(nóng)民支付氮素減排成本而全社會(huì)享受減排收益的錯(cuò)配咨詢題,從而幫助農(nóng)民有效實(shí)施氮素減排措施。

罷了一筆賬:將11項(xiàng)氮素治理措施分級(jí)研究

依照世界糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì),2020年全球農(nóng)業(yè)氮肥消費(fèi)量高達(dá)1.13億噸,但是,氮素利用效率還不足50%。

相關(guān)于工業(yè)和日子污染的點(diǎn)源排放,農(nóng)田污染屬于面源排放,并且涉及到全球數(shù)億個(gè)農(nóng)戶。操縱氮素污染的治理措施,必須具備高效、通用、低成本等條件。

基于全球現(xiàn)有可行的減排措施庫(kù),科研人員經(jīng)過(guò)對(duì)過(guò)去20年的1521個(gè)田間觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析,研究確定了一組氮素減排方案,要緊包括灌溉優(yōu)化、豆類輪作等11項(xiàng)氮素治理措施。

依照不同減排措施在全球各地的實(shí)施障礙和費(fèi)用的差別,科研人員將減排措施劃分為三個(gè)層級(jí):第一層級(jí)要緊是肥料改良、豆類作物輪作和建立農(nóng)田緩沖帶;第二層級(jí)是4R養(yǎng)分治理,即正確的施肥率、施肥類型、施肥時(shí)刻和方式;第三層級(jí)是作物新品種的引進(jìn)、優(yōu)化灌溉與耕作方式。

“通常來(lái)說(shuō),減排措施的層級(jí)越高,所需要的知識(shí)和額外投入也較多,農(nóng)民就越難采取該項(xiàng)措施。”谷保靜講。

通過(guò)模擬計(jì)算,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),以2015年為基準(zhǔn),假如在全球農(nóng)田實(shí)施這些措施,每年能夠多收獲1700萬(wàn)噸作物氮,增長(zhǎng)20%左右。并且,可減少2200萬(wàn)噸氮肥使用量,即減少21%左右,減少2600萬(wàn)噸氮素污染。這些變化能夠帶來(lái)的總社會(huì)收益高達(dá)4760±1230億美元。

“還需思考這些減排措施的實(shí)施需要額外的設(shè)備、人工、材料和服務(wù)投入?!惫缺lo講,由于氮素治理措施能夠節(jié)約農(nóng)田氮肥的施用,抵消了44%的總減排成本,最終的凈實(shí)施成本約為190±50億美元,約占總社會(huì)收益的4%。

提供政策參考:以氮素信用系統(tǒng)推動(dòng)舉措落地

僅從理論估算結(jié)果看,優(yōu)化農(nóng)田氮素治理帶來(lái)的社會(huì)效益遠(yuǎn)大于事實(shí)上施成本。實(shí)際事情又當(dāng)怎么?為了給政策制定提供參考,研究團(tuán)隊(duì)探討了2020年—2050年不同層級(jí)措施組合下的農(nóng)田氮素投入、利用和流失事情。

“我們恐怕,第一層級(jí)措施在全球范圍內(nèi)具有最大的應(yīng)用潛力,能夠貢獻(xiàn)一半的農(nóng)田氮素減排潛力。節(jié)約肥料和豆類輪作能夠節(jié)約施肥成本,加上作物增產(chǎn)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益能夠抵消措施的實(shí)施成本,為農(nóng)民提供凈經(jīng)濟(jì)效益?!闭撐墓餐ㄓ嵶髡?、浙大環(huán)境與資源學(xué)院徐建明教授講,雖然實(shí)施第二和第三層級(jí)減排措施對(duì)整個(gè)社會(huì)具有巨大的收益,但對(duì)農(nóng)民而言,需要付出高額成本,這會(huì)阻礙減排措施的落地。

經(jīng)過(guò)成本效益分析,研究團(tuán)隊(duì)揭示了采取相關(guān)措施的潛在社會(huì)效益。怎么經(jīng)過(guò)政策來(lái)支持這些措施的實(shí)施,被認(rèn)為是一個(gè)開(kāi)放的研究咨詢題。

減少氮污染是農(nóng)業(yè)系統(tǒng)可持續(xù)轉(zhuǎn)型的重要組成部分,需要全社會(huì)共同努力。研究團(tuán)隊(duì)給出的對(duì)策是建立農(nóng)業(yè)氮素信用系統(tǒng)(NCS),從氮素優(yōu)化治理中受益的全社會(huì)各方來(lái)籌集財(cái)政預(yù)算,激勵(lì)、補(bǔ)貼實(shí)行最佳治理措施以減少污染和提高產(chǎn)量的農(nóng)民,減少氮素污染。

“我們差不多證明改善農(nóng)業(yè)氮素治理的信用系統(tǒng)具有很大的潛力,但政策落地還是道阻且長(zhǎng),希望可以經(jīng)過(guò)耦合更多的環(huán)境目標(biāo)和政策工具,來(lái)實(shí)現(xiàn)農(nóng)田治理措施的落實(shí)?!惫缺lo講。

來(lái)源:中國(guó)科技網(wǎng)