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    美为农业设计“一氧化二氮温室气体减排方法”

    2012-7-24 14:27:20

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        在全球温室效应加剧,气候变化已引发各国极大关注的今天,人们谈论最多的是工业减排问题。实际上,现代农业生产对气候变化的影响也是一个非常重要的因素,农业减排对某些国家的重要性甚至超过了工业减排。只是对农业减排问题的认识以及农业如何减排而不影响农作物产量的问题,尚处于探索研究阶段。

    现代农业生产对气候变化的影响

        现代农业生产离不开化肥,特别是氮肥。为确保农作物产量,无论是自然条件好的地区,还是土壤条件差的地区,都在不同程度地使用各种类型的氮肥。事实上,这些氮肥并不完全为农作物所吸收,多余的以一氧化二氮的形式,流向土壤、地下水和空气之中,对环境构成危害。研究显示,农业生产造成的一氧化二氮的排放量正随氮肥使用的多少,呈现出指数级增长。

        一氧化二氮分子可以在大气中存在100年以上而不分解,并且对热量的吸附作用极强,是二氧化碳的300多倍,因此,它对温室效应的贡献远远超过二氧化碳。而人类活动所产生的一氧化二氮主要来自农业生产,如美国与人类活动有关的一氧化二氮排放,有70%来自农业生产。

        因此,在积极应对全球气候变暖、重视和采取工业减排措施的同时,作为一个新课题,农业减排问题已摆在人们面前,特别是摆在农业生产大国面前。

    农业减排的困境和前景

        在全球人口不断增加,粮食安全日益严重的今天,一味强调保护环境,要求农民减少对化肥的使用,以牺牲农作物产量为代价,显然是不现实的。为解决这一矛盾,就必须拿出一种办法,既让农民合理使用氮肥,确保增产增收,又能减少对化肥的过度依赖,减少对环境的污染。目前,美国研究人员正试图通过平衡农民收益的办法,研制出一种系统方法,使农民积极参与到减排与环保之中。

        该方法的全名为“一氧化二氮温室气体减排方法”,由美国国家科学基金会(NSF)凯洛格生物站(KBS)承担。经过数十年努力,目前已处于收尾验收阶段。设计这种方法的主要目的是,在确保农民收入的情况下,最大限度地减少农业生产中化肥的使用量,从而降低农业生产对环境带来的负面影响。

        研究人员通过收集各种数据,比对氮肥使用量的增减对环境的影响,以及对农民利益带来的损害,并由此设计出一种运算体系,帮助农民优化使用化肥。根据这个方法,如果农民因氮肥使用减少导致一定程度的减产,则可以通过这种方法设计出的体系,获得相应的碳信用额,而这些碳信用额能够在碳交易市场中兑换成经济补偿。目前这一交易市场已经获得“美国碳注册”的批准,并即将得到“验证碳标准”认可。该方法已在密西根州图斯克拉县一个农场进行了示范使用。

        “碳信用额鼓励农民精确使用化肥,而不是减少产量。”项目主要研究者、密西根大学科学家菲尔·罗伯森说,“如果产量下降太快,则会刺激农民使用更多化肥,从而产生更多的一氧化二氮排放,对环境形成更大危害。”

        研究领导人之一、凯洛格生物站科学家内维尔·米拉尔认为,该方法的主要价值是简单、易行。农民可以运用它尽量减少对氮肥的依赖,有利于降低农业生产对一氧化二氮的排放;而且,该方法还可以在减少地下水中的氮排放和降低大气中其他形态的氮排放方面发挥作用。

    研究人员认为,此方法将环境利益与环境市场联系起来,而不是仅仅减少粮食产量,对维持地球生态系统、养活更多的人具有重大意义。
     
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