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富碳农业

袁东来:富碳农业中国农业革命第三次新崛起

时间:2016-10-14 20:45:05  作者:袁东来 张秋生 刘继芳  来源:国粹网  浏览:849  评论:0
内容摘要: 【引言,富碳农业研究意义】  自然界中万物的变化,无外乎是为了生存而改变自己;一切生物的进化,皆是由于环境倒逼而成就。对于地球上最有智慧的物种——人类而言,这种进化,在相当程度上,则体现在社会生产方式的改革; 我们今天要讨论的是:在人类经过了几百年的后工业化的今天,面临气候变化...

 【引言,富碳农业研究意义】

  自然界中万物的变化,无外乎是为了生存而改变自己;一切生物的进化,皆是由于环境倒逼而成就。对于地球上最有智慧的物种——人类而言,这种进化,在相当程度上,则体现在社会生产方式的改革;   我们今天要讨论的是:在人类经过了几百年的后工业化的今天,面临气候变化,能源、食品、耕地日渐萎缩的重大生态环境变迁四大近代难题,我们的生产方式应当进行什么样的调整和改革?探索和实践“富碳农业”的发展方式, 以期系统解决我国经济、社会与环境发展面临的若干综合性难题。

  在每个时代转型且困惑重重的大转折时期,必定有大的重要思想、科技创新、重大发现、重大发明的涌现,改变世界,改变人类社会的生产方式和生活方式,这是人类发展的铁律。而“富碳农业”就是人类智慧的全新结晶,是解决全球生态危机制约经济发展问题的一条铁律。

  人类社会经过漫长的发展进程,从自然界中吸取养分并进行交换,已经同生态环境浑为一体,形成了一个类似于人体结构的硕大的自适应系统。在这个大系统中,哲学、科学、文学作为大脑,通讯、语言、媒介作为神经,欲望、信仰、好奇作为激素,工农业生产作为营养循环系统,生态环境作为所依托的肉体和骨骼。现在的问题是

  由于碳循环的严重失调,这个大系统开始生病了,主要症状为气候变化、能源危机及粮食匮乏;生病是自适应系统的一种自然反应。生病的原因应当是工农业生产的营养系统的碳循环出了毛病,正像人体中的血液或气体循环出了毛病,富碳农业则是根治此病因的重要处方。   我们需要通过大面积的富碳农业工厂,消化掉过量的二氧化碳并用于调解气候,滋养农业,使整个生态系统进行调整和休养生息,在生存发展的同时,修复地球。

  一、富碳农业思路的由来

  生态兴则文明兴,生态衰则文明衰。“生态环境保护和生态文明建设,是我国可持续发展最为重要的基础。建设天蓝、地绿、水清的美丽中国,建设粮食安全、生态安全的健康中国,是“尊重自然、顺应自然、保护自然”,实现经济效益、社会效益、生态效益相统一的目标,是贯彻落实绿色创新发展理念作为我们党科学把握“创新、协调、绿色、开放、共享”发展规律的必然要求,明确了新形势下完成第一要务的重点领域和有力抓手,为我们党切实担当起新时期执政兴国使命指明了前进方向。也是广大人民群众的热切期盼。具有很强的现实针对性和实践指导性。

  农业,是人类生存的根本,是地球上最大的生态系统,它不只是为人类提供必需的生存、生活发展资料,而且提供生态环境,是人与自然和谐相处、并可持续的“发展规律”。

  中国是个农业大国,五千年的文明史,就是一部灿烂的农业文明发展史。中国农民用占世界7%的土地,养活了22%的人口,中国农民做出了巨大的贡献与牺牲。改革开放的三十多年来,中央对农业的发展高度关注,连续十几年下发的中央一号文件,足以说明国家对农业的重视,并把农业作为安天下的战略产业。“食为政首、农为邦本、国以民为本、民以食为天”已经成为从中央到地方各级政府对发展农业重要性的共识。

  富碳农业在中国及世界经济由期是工农业发展中,第一次提出了对“碳”的全新认识、即利用农业碳汇功能来消纳碳实现工业排碳与农业固碳良性循环的全新经济发展模式。是中国农业的第三次(绿色)革命。

  社会的命脉是经济,自然生态的命脉则是碳。我们的地球被称为碳星球,因为在这个星球所有的生命体中,碳是基础元素,由碳为框架形成的有机质是生命的基础物质。碳是生命之本。自然万物的生长和繁衍,实际上是碳循环的不同表观形式。

  由于几百年的工业化的蓬勃发展,在提升了人民群众物质生活水平的同时,产生的大量碳排放也给全球气候和生态环境带来了影响,大气、水资源、耕地污染对人类的健康影响情势严峻,气候、粮食、能源安全已成为经济发展的主要制约因素。处理好这个两难问题对于我们这样一个发展中大国来说至关重要,目前提出的节能减排对策只能缓解这一矛盾,并非根本之策。我们认为问题的根源之一是碳循环的严重失调。

  2014年3月13日,在“两会”闭幕的当天,富碳农业首席科学家,北京林业大学袁东来等人在《人民日报》理论版发表 “富碳农业—为二氧化碳找出路”,以及2015年3月3日人民网发表“农业富碳化——中国国民经济发展新的拉动极”,3月23日《科技日报》头版的“探索‘富碳农业’的发展模式”等系列文章,系统提出了富碳农业“生态建设产业化、产业发展生态化,工业经济低碳化、农业生产富碳化”的发展创新理念。3月25日中央政治局会议首次提出绿色化 ,并在中央五中全会上写入国家十三五规划蓝图中。实现工业排碳与农业固碳的良性循环,解决生态问题,最终得到生态系统最大效能的发挥,改变一个农业大国生产方式和生活方式。

  “富碳农业”(包括富碳林业)是一种全新的理念,是在保护自然生态环境条件下,跟据自然界植物生长规律,并遵循自然科学、生态环境学、能源经济学、循环经济学,土壤学、植物学、植保学基本原理,运用系统工程和现代科技成果,“将工业生产活动产生的、巨量的、大自然不能自然消纳的二氧化碳富集后,用于工农业生产”。以高于大气二氧化碳含量数倍的浓度,作为碳肥释放在设施农业和农业生产的小区域中,辅以光、电、热、无土栽培和自动调节等科技手段,创造一个高效率的光合作用环境,培养种植各类作物,促进农、林、牧、副、渔业单产大幅提高,并能可持续发展的、集约经营的高效大农业。既可利用碳资源节能减排,消纳碳资源,解决日益突出的生态环境问题,又可以促进相关工农业生产。

  通过富碳农业创建科技创新多轮驱动的大农业战略产业园区,打造以碳、氢、磁、菌、水、光等六大元素为核心的研究型和创新型企业。努力找到顺应能源大势之道,创造性的形成可再生能源全面发展的多轮驱动能源供给体系,推动农业的第三次(绿色)革命,和新能源技术革命,带动市,县,乡(镇)三级产业升级,以此来分类推动技术创新,农业创新,产业创新,商业模式创新,还能源的商品属性。创造出极大的经济效益和社会效益”。形成一个巨大的新兴农业产业。

  探索和实践富碳农业的发展方式,有助于系统解决我国经济社会发展面临的应对气候变化、能源危机、粮食短缺、困难立地四大综合性难题。

  二、二氧化碳 ——绿色资源宝藏

  化石能源是人类生存发展的重要物质基础。前身是亿万年前的绿色植物。富碳农业就是把黑色的化石能源燃烧产生的二氧化碳还原成绿色的资源,把高碳的资源转变成绿色的财富。

  目前,国际上比较公认的是,由于燃烧化石能源而排放的温室气体约为每年200 亿吨,这相当于每年燃烧掉 60 亿吨的碳相当的化石能源,占已探明的可开采的化石能源总量5万亿吨的大约千分之一。

  富碳农业所提出的农业第三次(绿色)革命---现代化工农业生产一体化的富碳农业工厂方案,是将人类生产活动产生的60 亿吨二氧化碳,在尽量减少排放的同时,加入植物的光合作用的循环之中,将二氧化碳有机地使用、转化为碳水化合物并以粮食或其它干物质的形式储存在地球表面的一种碳储存方法。它所转换成的碳水化合物不仅可以作为食粮供给人类生活,而且碳水化合物其它形式可以代替目前需要大量碳排放才能获得的钢材,水泥,化学纺织品,化石燃料等等。所以,尽管人类对碳水化合物的食用的部分是恒量,人类生活的需求和改善的刚性要求是二氧化碳的巨大的存储库,全部消化掉并转化成食物和生物燃料,成为新的能源和资源,使其既能减少碳排放,又能增加人类食物生产,逐渐平息极端气候变化的发生和振幅,是我国现代化新兴农业必由之路,是解决近代经济社会发展的科学命题。 

 三、应对减排 ——植物光合功效

  地球上的植物,不管是早期的裸子植物,还是后期进化成的被子植物,是地球上各种物种的基础的食物,而植物生长的主要食物是由水、二氧化碳通过太阳光的光合作用转化来的,任何干物质的植物的组成,主要成分是碳、氧、氢,其中 45%是碳、45%是氧、6%是氢,剩余的 4%是氮、磷、钾、钙、镁、硫等元素。 

  应对减排与气候变化方面。绿色植物在光合作用过程中,可以主动大量吸收利用并固定二氧化碳形成碳水化合物并放出氧气,不需要付出额外的成本,就可降低大气中二氧化碳的浓度,是目前最经济有效的二氧化碳利用途径。

  万物生长靠太阳,阳光是地球生物生存发展的第一要素,是大自然赐予人类的无价之宝,它取之不尽,用之不竭。地球植物光合作用每年吸收7000多亿吨二氧化碳,合成5000多亿吨有机物,但被有效利用的太阳能还不到地球吸收总量的1%,对于整个地球和现代化大农业而言,依旧是天大的浪费。依据植物学理论,提高光合速率和光能利用率才是使植物增加生物产量的基本要素和必由之路。也就是说传统农业调动的是4%的增产因素,而富碳农业开发的是96%的增产潜力,换言之,如果没有了阳光,就是把植物种在肥堆上它也不会生长。二氧化碳碳肥可使作物光能利用率提高50~250%,且价格低廉、安全高效。伴随人类可持续发展意识以及光合技术的不断提升,人口、资源、环境等世纪难题将得到极大缓解,富碳农业也由此向前迈出了更加坚实的一步。

  地球生物生存发展的第二要素是碳:是有机质的共同组份,其无机化合物二氧化碳,是碳循环中最关键的物质形态。 二氧化碳是光合作用的重要原料,植物对它的需求量远远超过目前常用的氮、磷、钾肥,为它们的50~250倍,植物产量的三分之二来源于二氧化碳,而这样一个重要的主导肥源,却一直没有得到应有的认知和有效可行的开发利用。

  富碳农业驯服了二氧化碳这匹“野马”,为破解“三农”难题出力,为现代农业服务,不但能使人类在农业方面获得更大自由,也关系到工业生产中作为废气处理的资源变废为宝和综合利用,更关系到人类当今和未来的生存环境与质量。

  四、富碳农业-----生产方式重要的变革

  1,中国农业的第一次革命

  从新石器时代开始,先民们在寻找新的食物来源时,通过种植植物,生产出自己的食物。从此人类与自然的关系、人与人之间的关系,都发生了新的变化。在漫长的历史长河中,人们普遍認为牛耕、犁耕的运用,是我国农业技术发展史上的第一次农业革命。

  2,中国农业的第二次“化学农业”革命

  牛耕牛犁时代一直持续到工业化革命的二十世纪五十年代,才从机悈、化肥、农药、种子等方面开始较大发展。这一阶段被認为是中国农业的第二次革命。

  3,第二次“化学农业”革命对人类的贡献

  在第二次“化学农业”革命中,中国农业生产的粮食、棉花、油菜籽、烟叶、肉类、蛋类、水产品、疏菜、水果等九类农产品,均居世界第一,谷物产量占世界1/4,肉类占1/3,中国农业的发展,对于整个人类来讲,具有深远的影响和意义。

  4,第二次“化学农业”革命中化肥、农药的作用

  为了提高农业产量,人类发明了化肥;为了消灭害虫,发明了农药;在农业生产获得高产量的过程中,化肥、化学农药成了第二次“化学农业”革命获得高产量的大功臣。每投资一元钱的化肥和农药,即可获得8---16元的回报。

  5,第二次“化学农业”革命中化肥、农药的弊端

  化肥、农药在农业生产中虽有不可磨灭的功绩,但它产生的负面影响也越来越被人们所认识,现已成为社会关注的热点、焦点难点和重点,其传播距离之远,富集程度之高,污染范围之广,危害之大,损失之重,已经到了催人反思、令人深醒的境地。我们今天所面临的人口、食品、健康、资源、环境等重大问题,无一不与化肥、农药有关。

主要表现在:

  对大自然的破坏:由于使用化肥、化学农药,省工省力见效快,致使大量的植物残体、动物粪便遭到遗弃,大多堆放在地头、路沟、河边等,通过日晒、降雨分解,最终随雨水流入坑、沟、河、湖、海,造成水体富氮富磷,致使坑、沟、河、湖蓝藻爆发,水体遭到破坏,浮游生物及贝类消失,水产养殖受到威胁,大自然生物链被切断,成了污染治理老大难。

  对生态的破坏:化学农药在杀灭有害生物的同时,也杀灭了有益生物,如天敌昆虫、蛙类、鸟类、蜜蜂、家蚕、野生生物等(如一只一年可捕食1.5万只昆虫,有“庄稼卫士”之称的青蛙大量死亡),各种病、虫、草害抗药性大多提高100倍以上,其中蚜虫的抗药性高达1600倍。

  对大气环流的破坏:每生产一吨化肥,要排放出两吨以上二氧化碳,光化肥生产每年要排放出千万吨二氧化碳。由此加速导致了气候变暖、冰雪消融、海平面升高、地质灾害频发等。

  对土壤的破坏:由于大量使用化肥,导致土壤板结、活性降低、土壤团粒结构遭到破坏,蓄水蓄气能力降低,通透性差,从而导致多种作物根腐病、枯萎病、病毒病等病害大面积发生,成了农业持续增产、高产的瓶颈。

  对人体健康的危害:由于化肥、化学农药的长期、大量使用,致使亚硝酸盐及有害金属铅、砷、铬、汞、镉在土壤、农产品中大量残留、超标,让人民的食品安全、生命健康受到极大威胁,造成大量育龄青年的精子、卵子减少,生育能力急剧减退,造成青少年视力、记忆力、体质严重下降,亚健康人群成倍增加,造成各种皮肤类、虚胖类、心理障碍类,以及罕见的各种疾病增多,各种癌症每年新增300多万人。在众多的癌症患者中,有80%是因长期食用含有超标的亚硝酸盐、铅、砷、镉、汞等有害残留造成的。

  对人类未来的破坏:导致癌症低龄化趋势加剧,造成婴幼儿童奇异病症患者数量增多,如脑瘫、先天性心脏病、血液病等像潮水般涌现。

  五、“富碳农业”中国农业的第三次(绿色)革命。

  当今的化学农业生产方式,因离生态规律越来越远,社会矛盾加剧等等。人类必须重新反思现代化学农业的弊端,向正确的道路回归。当前,摆在人类面前有两条道路:农业化学化和农业富碳化。

  “富碳农业”和“化学农业”理论的区别

  1,富碳农业的理论基础是:植物生长三要素“阳光”,“空气”,“水”,植物生长过程中需要的三大元素“碳”,“氢”,“氧”,碳元素可以结合转化成氮元素供植物生长积累,种子中的营养足以使植物生根发芽长出叶片,再以叶片吸收二氧化碳,进行光合作用以叶促根,进行自身积累达到高产。

  2,化学农业的理论是植物生长需要大量氮、磷、钾,以及中、微量元素,靠根吸收,以根长叶。一味的追求“补”,完全忽略了土壤中固有、空气中存有、植物秸秆、动物粪便中都有的大中微量元素的存在,忽略了大自然的碳、氮转化。

  3,富碳农业以太阳为能源的生物链规律和持续的发展规律:是自然界不可抗拒的“铁规侓”一切生命都要依靠以绿色植物为主的“自养”生物,利用太阳能合成的生命物质,取得生命资源。吸收二氧化碳,在阳光照射下合成叶绿素,供植物生长积累,是一个不可逾越的“基本规律”。 

  4,富碳农业碳肥对农作物的高产原理

  把二氧化碳碳肥喷施在植物叶茎上供作物吸收利用,增强光合作用,提高光合速率,夜间抑制光呼吸,合成叶绿素供作物生长积累,从而达到不施化肥也能高产的目的。根据测定,空气中现有二氧化碳含量大多在350---380PPM之间,二氧化碳直接使植物高产的浓度含量应在760PPM---1200PPM。把碳肥喷在作物叶茎上,聚集在作物叶茎周围供植物吸收利用,从而达到不施化肥也能高产的目的。

 北京交通大学富碳研究中心沈阳科技工作站经过多年在东北三省农业大田实践中通过释放二氧化碳气肥取得了以下数据

  粮食类增产:

  小麦86%   水稻:45%   玉米: 45%   

  蔬菜类增产:

  西芹:增产45%  黄瓜:增产46.5%  豇豆:增产43.5%

  西红柿:增产47%  白菜:40%

  果类增产:油桃:45%

  这个经过实践得出来的数据给出了中国农业进一步增产的更大空间。

  5,富碳农业的现实意义

  “富碳农业”诠释了人类与自然平衡发展的哲学关系,找到了人类与自然长期平衡发展的“必由之路”,是对中国政府“建设生态文明”事业的最有力的理论践行。

  人类与自然的平衡,是关系到人类是否能够与大自然共存的关键。只有满足了人类与自然平衡、社会平衡、政治平衡、人体平衡、心理平衡等条件,“生态健康”才能实现,天下才会太平。故,平衡,乃生态健康之本。

  自然生态之美。保护自然生态环境,是建设美丽中国的重要前提。习近平同志强调,生态环境保护是功在当代、利在千秋的事业,要真正下决心把环境污染治理好,把生态环境建设好。所以说,美丽中国必然是天蓝地绿水清的中国,必然是山川秀丽、环境优美的中国。气同吸,水同饮,我们每个人迈出保护生态环境的一小步,就是迈向美丽中国的一大步。

  富碳农业是一场“绿色革命”, 深刻把握美丽中国的科学内涵。习近平在的十二届全国人大三次会议上强调,创新是引领发展的第一动力。科学发展之美,加快科技创新和经济转型是建设美丽中国的重要基础。

  富碳农业是既要金山银山,更要绿水青山。绿水青山和金山银山决不是对立的,关键在人,关键在思路, 环境就是民生,青山就是美丽,蓝天也是幸福。要像保护眼睛一样保护生态环境,像对待生命一样对待生态环境。绿水青山就是金山银山的发展观,富碳农业实现了发展理念的新提升。科学地回答了人应该如何对待自然、实现全面发展、协调发展等重大问题。

  富碳农业提出了一套较为完整的科学理论体系,不仅是农业科学技术的突破,而且是生态环境学、能源经济学、循环经济学的重大创新和突破。

  富碳农业优势:一是从源头保护生态环境,绿水青山,生态景观美好,农田里没有农药瓶和垃圾地膜等白色污染,有乔、灌、草多重农田防护林;二是品种多样,种养结合,轮作倒茬、农田可食生物多样性丰富;三是食物口感好;四是对人群健康好,尤其对孩子的成长发育最好;五是传统的种子能够保留下去;六是人的繁殖力旺盛,从嘴里进入的食物中化学物质基本杜绝。

  富碳农业缺点:费人工,尤其对杂草的控制,需要人工或人工操作机器,不如飞机喷农药那样高大上;被认为是落后的代名词。

  化学农业道路,始终是资本控制的,在每一个环节都有资本的黑手,一直到医院,到墓地,是典型的互害模式。

 富碳农业道路,是受自然生态规律控制的,每个环节上的人要么多付出劳动,要么多付出钞票,最终受益的是农民、市民、各级消费者,以及生态环境,是典型的互助模式,且外来资本不容易插手。

  化学农业道路,符合资本的逻辑,是资本主义玩的游戏,以人类生存环境和地球物种为代价。农药和化肥,原本是二次大战期间过剩的军事产能,是作为神经毒剂使用在战场上的,而今在农业上堂而皇之地被应用、被吹捧。其引发的环境问题、健康问题和社会稳定问题,是非常明显的。

  富碳农业道路,符合社会主义的逻辑,即共同富裕。只有社会分工不同,没有高低贵贱之分,这样的农业模式有人气,人之间需要合作,人与自然之间需要和谐,而不是一味对抗。

  化学农业道路,就是现在人们津津乐道的所谓现代农业,以美国农业为典型代表;富碳农业模式。由中国人发起,是中国五千年农耕文明的传承。

  人类社会还能够走多远,取决于人类选择什么样的农业道路,是富碳农业还是化工农业?是可持续农业还是不可持续的农业模式?化学农业追求的是数量,富碳农业追求的是质量和数量共赢,且优质优价。化学农业中的利润农民得到的很少,连10%都不到,而富碳农业中的70%左右的利润给一线的农民。

  人与自然环境关系的和谐非常重要,人是环境的保护者、共生者。人类能否在地球上可持续地生存下去?取决于富碳农业是否良性健康发展,取决于大众的觉醒,取决于社会财富的合理分配,取决于人与自然、人与人之间关系的改善。地球给人类思考的时间已经不多了。

  一木是木 ,两木是林,三木是森,只有一片片森林才能改变空气质量,才能抵御风暴灾难;一人是人,两人是从,三人才是众,只有万众团结起来,才有强大的能量,推动富碳农业的进程,建设天蓝、地绿、水清的美丽中国,建设粮食安全、生态安全的健康中国,人心齐,泰山移。

  习近平强调,健康是促进人的全面发展的必然要求,是经济社会发展的基础条件,是民族昌盛和国家富强的重要标志,也是广大人民群众的共同追求。我们党从成立起就把保障人民健康同争取民族独立、人民解放的事业紧紧联系在一起。没有全民健康,就没有全面小康。要把人民健康放在优先发展的战略地位,以普及健康生活、优化健康服务、完善健康保障、建设健康环境、发展健康产业为重点,加快推进健康中国建设努力全方位、全周期保障人民健康,为实现“两个一百年”奋斗目标、实现中华民族伟大复兴的中国梦打下坚实健康基础。

  富碳农业开辟了一条符合我国国情的生态安全与健康发展道路。

  富碳农业已经进入实质性操作阶段。让沙漠变成绿洲、让困难立地变成良田、让我国耕地面积翻一番、让农作物产量翻一番已不再是口号和梦想。从我国国情经济财力以及技术层面上讲,也已具备了后备耕地高效开发利用和耕地林地异地置换的相关条件,富碳农业成为本次农业革命的第一主攻目标。

六、富碳农业社会经济效益

  应对减排与气候变化方面。绿色植物在光合作用过程中,可以主动大量吸收利用并固定二氧化碳形成碳水化合物,不需要付出额外的成本,就可降低大气中二氧化碳的浓度,是目前最经济有效的二氧化碳利用途径。

  按照IPCC对全球的减排目标,我国如果承担3.6亿吨二氧化碳的年减排量,势必对工业生产造成影响。如果不是减排,而是通过富碳农业把这些工业生产中产生的二氧化碳作为资源应用于农业生产,充分利用则可产出7.2亿吨农林干物质(植物、粮食等),其中2.5亿吨可以作为食物,是2014年全国粮食总产量的43%。这样既不影响工业生产,又可增加食物供给。

  解决食物短缺方面。富碳农业开辟了高效增产的新途径,遵照自然法则,通过光合作用,提升农产品的数量和质量。对于大部分植物,在充分具备水、光、二氧化碳三要素的条件下,这样的极限效率可以达11%左右。这是一个同近代农业的常规效率(约为0.8%左右)差距很大的数据。这个由人类经过数百年实践得出来的数据给出了农业的进一步增产的更大空间。

  中国农科院在富碳农业利用二氧化碳方面开展了深入研究和实践,设施农业二氧化碳需求及固碳潜力巨大,植物光合作用理想的CO2浓度为800-1800ppm,大气二氧化碳浓度仅为380ppm,由于设施系统内相对密闭,植物光合作用时二氧化碳处于严重亏缺状态(常常低于200ppm),严重限制了植物生产潜力的发挥。如果能通过工业源排放气体并得到纯净的二氧化碳,不仅可以大幅增加植物产量,而且还可以实现二氧化碳减排。通过计算机对作物生育过程中的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度以及营养液等环境要素进行自动控制,实现了不受或很少受自然条件制约的作物生产,达到高效增产的目的。

  2014年,作为国内率先践行富碳农业的山西省经过2年实施富碳农业得出结论,如果按照目前世界上先进温室的二氧化碳单位面积每平方米35公斤施用量计算,山西的180万亩温室大棚,一年的二氧化碳施用量可达420亿公斤,相当于山西全省的碳减排任务。

  被誉为中国富锌富硒有机茶之乡、现有35万余亩锌硒茶园的贵州生态大省凤冈县将全面开展实施富碳农业, 几十万亩茶园,可固碳千万吨,即可通过二氧化碳碳肥增产,杀虫,修复土地,又可增加茶叶叶绿素的质量,再进行碳汇交易提高茶农收入,并利用干冰保鲜技术提升锌硒茶叶全生命周期的良性循环,出口全世界。

  解决给土壤"定向"补充有机碳分子。碳元素是土壤有机质的重要组成部分,我国耕地土壤贫瘠化严重。据初步统计,耕地有机质平均含量仅为2.08%,不但达历史最低点,并已接近生态“警戒线”。更让人担忧的是,耕地有机质还在以每年0.05个百分点的趋势在下降。发达国家对耕地有机质含量的要求超过3%。

  我国土壤有机质“失血”如此严重,土壤有机质低使农作物患“缺碳病”。是造成我国农业损失的最重要病害,而农业重大的提升空间也是在补碳。传统化肥的利用率低是由于植物缺碳,离子态的矿物质养分无法在足够的碳框架下“组装”,大量滞留在细胞外液中,阻斥了后续矿物质养分的进入,并使农作物口感变差、质量下降。

富碳农业创造了国际先进水平的向耕地和农作物补碳的新技术,开创了富碳农业的“天补”和“地补”渠道。

  城镇化产业基石方面。城镇化是我国经济社会发展战略之一,实施富碳农业工厂可以作为城镇化的完美的产业落脚地:培养新型农业产业工人,为返乡城市务工人员创造就业,化解农村劳动力老龄化;消纳钢铁、水泥、玻璃等行业部分过剩产能;拉动富碳农业上下游产业链。

  国内践行富碳农业理念的国有大型企业,中电投集团已经在重庆合川双槐电厂正式投运国内第一个万吨级燃煤电厂二氧化碳捕集装置。捕获提纯产生液体二氧化碳的单位成本已可低至200-300元/吨。工业碳捕集系统的成功实施,不但验证了“富碳农业”中碳捕集环节的有效性和低成本,更完成了“富碳农业”产业链中最重要的环节——二氧化碳的系列商品化。二氧化碳正式从工业废气变成了价值不菲的商品。

  金融创新---打造全新生态计价体系。

  生态资源本身就是一种生产力,它不仅能产生木材等大量的实物产品,同时还提供释放氧气、水土保护等生态效能,这些资源和效能让工业、农业文明的发展得到了补充,与工业、农业产品一样,都是有价值的。“如果企业为环境带来了污染,那么它就该付出相应的生态成本,治理需要多少成本,企业就该付出多少成本”,必须发展绿色GDP,让工业生产和农业生产付出使用或污染生态环境的成本,用于环境建设和恢复的资金投入,这是保持生态文明和农业文明、工业文明平衡共存的有效途径。生态资源应该被记入价格体系的良性循环,将为世界输出中国的宝贵经验。

  “富碳农业”事业,打造全新的金融创新模式——富碳经济、造福人类。使中国走上生态保护与经济发展的“健康新常态”。

  提供农副产品保鲜存储。通过二氧化碳捕集,建设工业级干冰生产项目,生产出的干冰为粮仓提供全封闭冷库保鲜储存,年度可节省粮仓人工及运营成本超千亿元,并为农副产品提供保鲜存储以便反季节销售,提升农副产品附加值。

  进行生态修复。维基百科中记载,中国湿地面积约占世界湿地面积的10%,是世界上湿地类型齐全、数量丰富的国家之一。是数千种动植物赖以生存的家园。但由于不合理利用及人为破坏,湿地面积正急剧缩减。据林业局第二次全国湿地资源调查结果显示,10年间,中国湿地面积减少339.63万公顷,接近于一个海南省的总面积。水资源短缺已成为全球性问题,近三十年,黄河、海河、淮河三大流域河川径流呈下降趋势。据联合国世界水发展报告,2025年,中国北方或将面临物理性缺水的严重压力。

  富碳农业将二氧化碳转化为干冰,并由国家集中统一使用,在北方七省缺雨地区实施“天河工程”进行人工降雨,“天河工程”是指基于大气空间的跨区域调水模式。项目旨在科学分析大气中存在的水汽分布与输送格局,进而采取人工干预手法,实现不同地域间大气、地表水资源再分配。

  2015年,作为国内率先践行富碳农业“天河工程”的青海大学“天河工程”论证启动。领衔专家中国科学院院士、青海大学校长王光谦介绍说。“在大气边界层至对流层范围内,存在稳定和有序的水汽输送通道,称为‘天河’。”“可在中国三江源的黄河流域和长江流域的分水岭实行空中调水,改变云水资源在两个流域间的转化,以增加黄河流域的降水量。这种天基跨流域调水新模式被称为“天河工程”。

  富碳农业实施“天河工程”进行人工降雨,“这种新方案,对于改善黄河流域水资源短缺现状,开拓黄河流域水资源来源,对于保护三江源生态安全屏障及整个黄河流域经济社会腾飞具有重大作用。这项工程的应用前景非常广阔。”

  “天河工程”现已对云监测卫星及星座开展了论证、地面实施系统构想,针对云水资源监测需求完成了有效载荷需求分析及卫星初步方案,开展了采用火箭、导弹实现中远程人工降雨实施方案的研究。根据规划,“十三五”期间,“天河工程”每年在青藏高原的三江源、祁连山、柴达木地区分别增加降水25亿、2亿和1.2亿立方米,中远期实现每年跨区域调水50亿立方米,大约相当于350个西湖的蓄水量。解决北方地区地表水资源短缺的局面,缓解黄河和部分内陆河水资源短缺问题。

 富碳农业“天河工程”的实施,是进行生态修复和地下水的最为有效补充。从根本上治理黄河因生态问题造成的缺水危机,和不合理利用及人为破坏,其带来的有形和无形效益已无法用经济学数字进行评估。

  通过大面积建设富碳农业工厂,直接消化掉来自工业排放收集的二氧化碳并实现农作物大幅度增产,这样就可以通过占用少量土地,来供应人类生存需要,从而可以解放出的大量土地用于种树,形成森林,使整个生态系统进行调整和休养生息,在供应人类粮食实现生存发展的同时,修复了地球生态。这个过程实际上是实现了碳的逆向循环,从根本上降低大气中二氧化碳的浓度。使生态趋于健康的平衡态。

  我国目前发展富碳农业的基本条件已经具备,现代科学技术和工业的发展已经提供了所有实现富碳农业的基础技术条件,只是技术及其资源分布在各自相对独立的专业领域和管理体系内,只需要把这些技术和资源按照富碳农业的自身规律和理论有机的综合起来,并不断优化,从而实现碳循环的循环利用,解决生态问题。目前发生在全球范围内的气候变化以及它所产生的对人类生存的严重威胁,已经倒逼我们不得不走向富碳农业的道路。这便是发展“富碳农业”的科学依据。

  七、应对全球气候危机利器

  “富碳农业”是践行国家主席习近平在巴黎气候变化大会承诺“将2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%。”目标的得力保障。可以从根本上解决全球世界气候治理和经济发展之间的矛盾,翻开中国乃至世界生态经济发展的全新篇章。中国愿意和世界其他国家共同努力,推动第21届联合国气候变化大会取得预期成果。为完善全球气候治理体系发挥建设性作用。

  让“富碳农业”和有中国特色的生态经济成为中华民族和全中国人民都为之自豪的国家名片,承担起连美国等西方发达国家都无法承担的国际生态保护责任和义务,使中国政府在国际舞台上具有更强大的话语权,并为全人类的可持续发展做出新的贡献和表率!

  “富碳农业”是中国农业第三次(绿色)革命。

  “富碳农业”“点碳成金 ”是中国国民经济发展新的拉动极!

  (作者袁东来系富碳农业首席科学家,北京林业大学、北京交通大学教授,富碳农业研究中心常务副主任;张秋生系北京交通大学经济管理学院院长、教授,富碳农业研究中心主任;刘继芳系中国农业科学院农业信息研究所党委书记、富碳农业研究中心副主任)


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