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富碳农业首席科学家、中国质量检验协会碳中和绿色发展专业委员会会长袁东来教授:发展富碳 实现“双碳”目标

2022年06月23日 17:02   来源:中国质量网   
   “为推动实现碳达峰、碳中和目标,中国将陆续发布重点领域和行业碳达峰实施方案和一系列支撑保障措施,构建起碳达峰、碳中和“1+N”政策体系。”2021年10月12日, 我国领导人在《生物多样性公约》第十五次缔约方大会领导人峰会上向全世界宣布的声音言犹在耳。今天的中国,应该选择什么以及如何破解“双碳”目标,是我们要研究、反思的重要课题。

 

  过去,学术界研究得更多的是社会法则,研究发展经济的道路如何走。现在,我们应该从自然法则的角度研究碳。从大生态的角度来讲,我们生活的地球应该叫“碳星球”,由四大碳氢组成——微生物碳氢、动物碳氢、植物碳氢和人类碳氢。那么,四大碳氢是如何完成一个平衡点,如何可持续发展,是人类未来要研究的一个问题。

  从农业的角度来讲,我国现在并没有把光合作用利用好,包括新疆的光、内蒙的光、辽宁的光都没有得到充分利用。只有“光”与“碳”中和,万物才能生长。从碳氧平衡的角度看,自然万物的生长和繁衍,实际上是碳循环的不同表现形式:人类、动物、植物、微生物都在碳循环中生生不息。地球碳氧平衡可承载20亿人口,而当今人类数量已经超过70亿人,然而工业、军事、能源消耗又在加速碳的排放导致碳循环的严重失调。为了解决这个问题,全球现在都提倡“双碳”。

  全世界公认光合作用利用最大值为11%,中国利用率仅为0.8%,美国、荷兰等均在3%以上。现在,西方国家光合作用利用值正在上升,最高大概可以达到7%,通过光合作用可以产生更多的干物质。如今,欧洲谈到蔬菜时常常说每平米长多少菜,而我们还在谈每亩长多少,每垧长多少,这正是光合作用利用多少的鲜明对比。

  

  富碳农业就是把工业上排放到大自然中不可消纳的、过多的二氧化碳,通过农业、林业、渔业、中草药、瓜果业进行固碳,从而产生如蔬菜、中草药等干物质,达到生态平衡。

  我国的光合作用利用值仅为0.8%,并没有把光合作用利用好。以玉米为例,每人午餐吃两个馒头是吃饱饭,植物想吃一顿饱饭,起步需要900—1200ppm二氧化碳;如果一个人中午吃大鱼大虾算是吃好饭,那植物想吃一顿好饭,起步就需要2000—2400ppm二氧化碳。现在,我国二氧化碳的自然排放量为400ppm,在光合最好的情况下,即使在新疆、内蒙、辽宁地区,都没有一种植物能吃饱饭。所以,通过光和大自然去固碳,这才是可持续发展的方法。

  按照大自然的规律发展经济,是解决碳中和最有效的方法。这里还以玉米为例,比如红光,如果我们将玉米放在二氧化碳浓度为2000ppm的环境中(忽略产量翻倍),通过光合作用,红光使玉米的糖分链条往下拉长。一般来讲,四亩田能提取一吨木糖醇。又如蓝光,为什么说吃玉米对老人身体有益?玉米的膳食纤维、蛋白链长。人们在烹饪高碳食物时,蓝光使膳食纤维拉得更长,使得食物更有营养。而且提取一吨膳食纤维能卖两万元,提取一吨木糖醇能卖两万元,经济效益相当可观。另外,最关键的是,世间万物所有吃碳的“嘴”都是绿光,所有的植物叶绿素等一系列多酚、多酶全靠绿光转换。例如,四亩玉米可以提取一吨叶绿素,叶绿素的批发价大概是80元/斤,也就是说,一吨叶绿素收入约为16万元,这就是生态资本论。从生态当中要资本,既解决了工业排碳的问题,又能实现农业增产增收,使农业产值呈向上递增趋势。

  如今,农村的一些大棚里都会放一块黄板,因为黄光遇到高碳可以直接杀掉病虫害。可以说,我国在农业上没有很好地利用大自然赋予的光,在经济发展中也没有考虑碳,没有运用光与碳的自然规律。

  当前,我国面临的主要问题是工业碳无序地向天空排放,而农业既吃不饱饭又吃不好饭。为什么不能把工业二氧化碳捕捉起来,以高于大气中二氧化碳含量几倍的浓度释放到森林、农田、果蔬、中草药里固碳,变成植物的“粮食”,达到经济发展的平衡点。

  

  图1是全世界公认的光合作用元素表。任何干物质包括粮食、蔬菜等,主要由四种物质组成:45%的碳、45%的氧、6%的氢、不到4%的氮磷钾等。我国为了仅仅不到4%的氮磷钾,建成了2万多家化肥农药厂。为什么要建这么多化肥农药厂呢?因为碳、氢、氧是大自然给予的,不要钱,利益集团无利可图。而氮能促进叶子生长,磷促进果实生长,钾促进根和茎生长,植物同时又分碳三植物和碳四植物,结果在该补钾的时候,把氮和磷也一同扔到土地里,就像人类一样,在婴儿、少年、壮年和老年等不同阶段所吃的食物都是不一样的。但是,这些化肥农药厂根本不懂这个道理,一股脑地将氮磷钾化肥扔进土地,造成土壤板结的恶果。

  通常来讲,氮磷钾都是靠生物多样性自我循环生产出来的,比如蚯蚓的粪便等。我国五千年的农耕文明,都是靠自然生态链得以循环的。据徐俊忠教授介绍,1959年底,毛泽东同志几乎逐句逐字地阅读苏联科学院经济研究所编撰的《政治经济学教科书》。当读到书中关于“农业的化学化可以保证全部农作物得到稳定的丰收”观点时,毛泽东同志明确表达了不同看法,指出:“光靠化学化来得到稳定的丰收,有危险。无机化学要有,但是如果只靠它,而不同有机肥结合起来,会使土壤硬化。无机肥不如有机肥”。毛泽东同志特别强调:“对于农业,我们现在不能提化学化。农业生产必须依靠有机肥料,有机肥料和无机肥料相结合”。遗憾的是,我们后来忽视了毛泽东同志的警告,中国的农业实际走上了“化学农业”的发展道路,大量施用化肥、农药和除草剂等化学品,不仅严重破坏了土壤结构,而且造成了严重的面源污染。现在看来,这是一个代价过于沉重的教训!

  发展“富碳农业”,不仅能促进中国工业、农业的可持续发展,还能支持各地区因地制宜地探索和发展生态农业、循环农业、有机农业等,为探索中国特色的农业现代化道路提供助力。(本文作者为我国富碳农业首席科学家、中国质量检验协会碳中和绿色发展专业委员会会长 袁东来)

(责任编辑:苏兰)