由二氧化碳等溫室氣體排放引起的全球氣候變化已經成為全人類需要面對的重大挑戰之一。中國將力爭于2030年前實現碳達峰，并努力爭取2060年前實現碳中和。農業約占全球人為碳排放的15%，如果把與農業或者食物生產直接相關的土地利用碳排放貢獻也計算在內，農業或食物生產則是第一大排放行業，約占全球人為總排放的1/3。農業擁有綠色生態的鮮明底色，在實現碳達峰、碳中和的征程中，起到的作用舉足輕重。
正是瞅準這樣的歷史機遇，青島農業大學在碳中和的研究領域作出了全新部署。
青島主要生態系統目前固定了多少碳？生態系統的固碳速率有多大？生態系統碳匯如何增加，能增多少？青島造林增匯的空間在哪里、有多少？近日，全國高校第一個涉農碳中和研究院——青島農業大學黃河中下游高效農業碳中和研究院成立。研究院執行院長李峰介紹，研究院著力于固碳創新模式、農業資源固碳減排、低碳種養、海洋碳匯與碳評價與交易五個方面開展農業農村領域的“雙碳”理論、方法、技術和政策研究。作為中國高校第一個面向農業的碳中和研究院，這個研究院將為黃河中下游農業綠色發展、低碳發展提供解決方案。
農業低碳需多學科發力
農業碳中和，是一個復雜的體系。從生命周期的角度來看，農業部門產生的碳排放貫穿于從種養業生產到能源和投入品使用以及廢棄物處理全過程中。農業生產過程碳排放來自化肥的生產、運輸及使用、耕種過程的農機耗能、農藥農膜等產品的使用等方面。畜禽養殖業也是農業重要的碳排放源，包括動物飼料的生產和運輸、農場的能源使用、動物消化（尤其是反芻動物）和糞肥腐解等方面，據估測，畜牧業溫室氣體排放占人類活動溫室氣體排放總量的18%。
要在種植和養殖的環節實現低碳，需要有效利用資源。比如精準農業，用高效能耕種機械實現精準灌溉、施肥等；用生物肥料取代化肥，減少土壤板結化，提升土壤固碳潛力；利用飼料添加劑，減少牲畜腸發酵產生的氣體……
目前，國內高校建立的碳中和研究院研究方向主要集中于能源、環境、碳儲存等。青島農業大學化學與藥學院、園林與林學院、資源與環境學院、海洋科學學院前期在固碳創新技術、農業資源固碳減排、海洋碳匯、低碳種養和碳評價與交易方面已取得特色鮮明的研究成果，在農業方面，青島農業大學率先提出了農業碳中和的研究方向。
土壤賦能助力碳中和
“在耕作過程里，我們有很大的空間減少碳排放，提升土壤固碳能力，但這是一個長期的工程，需要多個交叉學科配合。”研究院低碳種養研究中心主任鄒曉霞來自青農大農學院，他們正在對農田碳排放進行監測，核算農業生產碳足跡，通過長期定位實驗來評判種植模式和管理措施對農田碳中和的影響。據他們測算，依據青島市當前的耕地面積，按照全國第二次土壤普查推薦的土壤肥力分級標準，若土壤有機質含量能達到3級水平，固碳減排量可達1.4-2.1億噸二氧化碳，若能達到2級水平，固碳減排量可提高到2.8-3.6億噸二氧化碳，足以中和當前規模以上工業綜合能源消費和全社會用電排放量。因此，這就是未來青島努力的方向。此外，團隊還構建了牛胃腸道甲烷和二氧化碳減排模型、開發了反芻動物甲烷減排添加劑技術，并基于上述研究基礎對青島市種養業減排潛力進行了預估。如在牛飼料中添加3-硝基丙醇，每年可降低碳排放70.8-83.9萬噸二氧化碳當量。
研究院農業資源低碳高值研究中心主任柴國華來自青農大資源環境學院。他所在中心采用多種“硬科技”改良土壤有機質。中心當前篩選了高固碳鄉土樹種，經測算，楊樹某些品種光和固碳能力可以提高10%；研發的低碳/零碳污（廢）水處理技術，資源化利用率>90%；開發的畜禽糞污納米生物膜有機肥發酵技術，已在新希望六和集團、青島康利來生物科技等公司推廣應用，若替代50%的工業化肥即可減少我國15%以上的碳排放量。
藻類和貝類是海洋固碳主力軍。我國2020年貝類養殖產量約1480萬噸，占水產養殖產量的69.3%；貝類養殖碳匯約1100萬噸二氧化碳，占海洋碳匯的50%。青農大培育出國家級雜交扇貝“渤海紅”、“青農2號”和“青農金貝”新品種3個，在我國多個沿海省市推廣應用，使養殖產量提高30%以上，2014-2020年總產值約280億元。2014-2019新品種產量約550萬噸，固碳約52萬噸，吸收二氧化碳約193萬噸，其中由于養殖新品種多增二氧化碳吸收約77.2萬噸。
海洋碳匯研究中心將構建固碳微藻篩選方法和評價體系以及藻種育種方法技術體系，形成自主知識產權的固碳技術體系。在貝類養殖上，選育經濟價值和碳匯能力均高的貝類新品種，探討提高碳匯移除能力的貝類增養殖技術和貝藻混養模式。
專業測算支撐精準碳匯
元旦假期，碳評價與交易研究中心主任李士美和團隊成員在即墨鶴山的山林里測算碳匯數值。研究人員進行土壤采樣、測量樹木胸徑和高度、清點樹林的密度，再結合青島地區的氣候條件等因素，統籌考慮植物碳、土壤碳等碳庫，將綠水青山資源折算成更直觀的“金山銀山”概念。
森林被譽為“地球之肺”，濕地被譽為“地球之腎”。在降低大氣中溫室氣體濃度、減緩全球氣候變暖中，具有十分重要的獨特作用。目前，林業碳匯貸、濕地碳匯貸已雙雙落地青島。李士美就參與了森林和濕地碳匯能力評估。
研究院里，固碳創新研究中心承擔的是生態系統碳匯基礎支撐研究。中心主任蓋盼盼介紹，他們的研究開拓了微生物固碳新模式。與野生菌種相比，微生物固碳效率提高近90倍，中心正在將固碳創新模式推廣至植物、森林、土壤、海洋碳匯。“利用新型微生物細胞工廠產20噸番茄紅素，可消耗180余噸二氧化碳，產2噸欖香烯可消耗約200噸二氧化碳；高效固碳功能微生物菌劑如在全省范圍內應用推廣100萬畝耕地，可減少1萬噸化肥用量，減少二氧化碳排放約1.8萬噸，最終實現微生物固碳減排和創造經濟價值的雙贏。”（青島日報/觀海新聞記者 趙黎）
責任編輯：岳文燕
