全球气候变化深刻影响着人类生存和发展，是各国共同面临的重大挑战。粮农体系既是温室气体最主要的排放源之一，也是碳汇的重要来源，是实现双碳目标和减缓气候变化的重要部分。随着全球平均气温的上升，极端气候事件发生频率与强度增加，叠加新冠肺炎疫情、地缘政治冲突等全球性危机影响，严重冲击全球粮农体系，粮食安全危机亟待解决。

粮农体系

温室气体主要的排放源之一1990至2021年间，全球温室气体排放总量呈现上升的趋势，其中包括土地利用、土地利用变化和林业排放（LULUCF）。1990-2021年全球温室气体排放总量分部门来看，温室气体排放主要来源于五个经济部门：能源供应；工业；农业、林业和其他土地利用变化（AFOLU）；运输；建筑中的直接能源使用。

《自然-食品》研究显示，世界粮农体系温室气体排放占全球人为温室气体排放量的三分之一以上，而其中约三分之二的排放量来自以土地为基础的部门，包括农业、土地利用和土地用途变更。
粮农体系的温室气体排放是指农业生产活动、土地利用变化以及生产前后过程产生的排放。前两者为农业用地产生的排放，例如作物种植、牲畜养殖、森林砍伐，而后者是指供应链过程中的排放，包括零售、运输、消费、燃料生产、废弃物管理、工业加工和包装。

2020年世界粮农体系温室气体排放

粮农体系 3大温室气体及9大温室气体排放源

温室气体是指“大气中那些吸收和重新放出红外辐射的自然和人为的气态成分”。1997年，《联合国气候变化框架公约》缔约方会议通过《京都议定书》，要求各缔约方控制六种人为排放的温室气体：二氧化碳 (CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮 (N2O)、氢氟碳化物 (HFCS)、全氟化碳 (PFCS)、六氟化硫(SF6)。
2012年，多哈会议通过《京都议定书》修正案，规定了第七种温室气体三氟化氮（NF3）。2021年，中国生态环境部公布《碳排放权交易管理办法（试行）》，自2021年2月1日起施行，规定了上述7种需要减排的温室气体。
粮农体系是二氧化碳 (CO2)、甲烷 (CH4) 、氧化亚氮(N2O)的主要排放源。

1990-2020年世界粮农体系三大温室气体排放量就单一气体而言，2019年粮农体系产生了全球21%的CO2排放，53%的CH4排放和78%的N2O排放。值得一提的是，CH4吸收热量的效率是CO2的20倍，N2O则是300倍, 二者在推动全球温度上升方面影响更加明显。

粮农体系 直面气候变化挑战

农业是全球温室气体的主要排放源之一，也是气候变化的主要受害者。与工业制造业、能源、交通及建筑等行业相比，农业更易受气候变化的影响。

产量大幅下降联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）研究表明，全球平均气温每升高1℃，主要农作物产量将大幅下降：小麦下降6.0±2.9%，大米下降3.2±3.7%，玉米下降7.4±4.5%，大豆下降3.1%。
此外，气候变化引发的夜间温度升高、暖冬提前发芽、洪涝干旱等极端天气，也会对农作物产量产生负面影响。

营养含量降低大气CO2浓度水平上升会抑制植物将硝酸盐转化为蛋白质的能力，从而降低小麦等农作物营养含量；苜蓿和大豆植物中蛋白质和氮含量降低，也会导致畜禽所需饲料质量下降。研究显示，当二氧化碳浓度升高至568-590 ppm（相当于升温2.3-3.3℃），18种东南亚广泛种植的水稻中蛋白质、B族维生素及其他微量元素的含量均有显著下降，对超过6亿人的营养健康造成威胁。

产业安全威胁加剧对养殖业而言，热应激会导致畜禽采食量下降、增重率降低、产奶量减少、繁殖性能降低、免疫力下降、疾病发生率增高等。对渔业而言，全球变暖导致海洋溶氧量下降、酸碱平衡遭破坏；两极冰川融化使大量淡水流入海洋，导致海水盐性稀释；水温升高，可能会使许多鱼类和贝类物种的栖息地发生变化。这些因素不仅对渔业产量造成损失，也威胁着海洋鱼类的生存环境。

农业成本大幅提高受全球变暖的影响，土壤有机质和氮的流失，杂草蔓延和病虫害流行加剧，这意味着需要投入更多的肥料、农药、除草剂满足作物生长需求。水资源短缺，土地荒漠化加剧，使灌溉成本提高，进行土壤改良和水土保持的费用加大，增加农业成本和投资。

贮存和运输过程中热损、腐坏、污染概率增加，极端气候事件的频率和破坏性增强，这些因素都会加剧农业生产的不稳定性，提高农业生产成本。

粮食安全受威胁《2022年世界粮食安全和营养状况》报告指出，2021年全球受饥饿影响的人数已达8.28亿，较2020年增加约4600万，自新冠疫情暴发以来累计增加1.5亿。报告最新证据表明，全世界正在进一步偏离目标，无法保证到2030年消除饥饿、粮食不安全和一切形式营养不良。

到2050年，世界人口预计将增长30%以上。届时，为满足对粮食和资源大幅上涨的需求，全球每年需多生产约50%的粮食，这无疑对土地耕作与粮食产量提出了巨大挑战。在地缘政治冲突、新冠疫情导致经济衰退等背景下，气候变化不仅影响了以农产品为经济支柱国家（多数为发展中国家）的国民收入，也波及了全球粮食供应链及粮食贸易。粮农体系遭破坏，粮食成本增加，粮食价格大涨，饮食健康风险和粮食安全危机亟待解决。

主要经济体碳中和战略模式及减排目标鉴于全球主要经济体在政治体制、经济发展、产业基础、资源禀赋等方面上存在差异，其碳中和战略、目标、措施等也不尽相同，大致可划分为引领型、增长型、跟随型、摇摆型4类碳中和战略模式。

引领型强调以碳中和引领新经济增长、生产生活方式变革、能源供应、生态保护等，实现整个经济社会绿色发展转型。

这类经济体（以欧盟及英、法、德等欧洲国家为主）具有雄厚的绿色政治基础和发达的经济条件，能承受一定的转型成本，并给予其系统性绿色发展转型战略设立法保障。例如：欧盟国家通过了《欧洲气候法》，自2021年7月29日起生效，将欧盟在2050年实现碳中和的承诺写入法律，并设定了减排中期目标，即到2030年其温室气体排放量至少比1990年的排放水平减少55%。

2008年，英国通过《气候变化法案》，使其成为全球首个为温室气体减排设计出具有法律约束力措施体系的国家。新修订的《气候变化法案》于2019年生效，正式确立到2050年实现温室气体“净零排放”的目标。
与1990年的排放水平相比，英国计划到2030年将温室气体排放量至少降低68%，到2035年实现减排78%的目标。

2015年，法国通过《绿色增长能源转型法》，2020年以法令形式正式通过《国家低碳战略》，设定2050年实现碳中和的目标。2019年，德国通过《气候保护法》，首次以法律形式确定德国中长期温室气体减排目标，包括到2030年实现温室气体排放总量较1990年至少减少55%。2021年，《联邦气候保护法（修订案）》确立2045年实现碳中和。

增长型将碳中和视为实现经济发展的一种手段，这类经济体以制定绿色增长战略为主要举措。
例如，2020年，日本发布《绿色增长战略》，将应对全球变暖、实现绿色转型视为拉动经济持续复苏的新增长点，并预计到2030年该战略每年带来90万亿日元的经济效益。

摇摆型主要以美国为代表，碳中和战略取向受执政党影响具有周期性、易变性的特点。
共和党小布什、特朗普执政期间，美国在应对气候变化及国际气候合作领域的态度和行为都相对消极，例如不批准《京都议定书》，退出《巴黎协定》等。民主党拜登上任后，于2021年签署了“应对国内外气候危机的行政命令”，发布《迈向2050年净零排放的长期战略》。

跟随型
主要以尚未形成系统完整脱碳计划的发展中国家为代表，如印度。尽管印度在2021年宣布到2070年实现碳中和的目标，但其经济处于相对快速的增长阶段，总体上仍不得不依赖传统的工业化道路，尚无法支撑全面的碳中和转型。
这类经济体客观上仍处在碳排放不断增长阶段，双碳战略着重于慎重平稳推进。

主要经济体的减排目标及阶段性目标设定简化示意图

双碳目标下，中国绿色低碳转型路径2020年，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上明确了中国的双碳目标——二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。2021年，《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》发布，国务院发布《2030年前碳达峰行动方案》，两项政策共同构成我国双碳“1+N”政策体系的顶层设计。

其中，《意见》作为“1”发挥统领作用，对双碳工作进行系统谋划和总体部署。《方案》是“N”中为首的政策文件，在此基础上，针对细分领域和行业（能源、工业、农业农村、交通运输、城乡建设等）部署制定碳达峰实施方案、支撑措施（科技支撑、碳汇能力、统计核算、督察考核等）和保障政策（财政金融价格政策）。

据统计，2011-2015年间，有关部门出台的低碳发展相关政策共计32项，该时期我国节能潜力较大，政策侧重能效提高（占比约为56%）。2016-2020年间，低碳发展相关政策数量不断增加至106项，该时期通过节能提高能效的空间进一步压缩，出台的相关政策则侧重能源结构调整（占比约为59%）。
从政策类型看，我国低碳政策多以规划、政策文件或标准为主，围绕应对气候变化、低碳发展的法律仍然欠缺。

我国实现双碳目标大致分为3个不同阶段：
2030年前，通过强制命令型手段遏制高耗能、高污染项目盲目发展，逐步淘汰落后产能。建立碳排放强度为主、碳排放总量为辅的双控制度；实施电力领域碳排放交易市场，逐步纳入其他领域；投融资政策要纳入气候变化因素，抑制过快流向高碳资产。

2030-2035年，巩固碳达峰阶段的减排成效，防止峰值突破。建立完善的碳排放总量管控制度；构建完善的产业和产品的碳排放标准体系；构建完善以碳达峰、碳中和为导向的投融资政策体系；有效结合碳排放标准手段和市场激励措施，加速成熟型低碳技术的推广应用。

2035-2060年，稳步推动碳排放逐步下降。健全碳中和立法体系；发挥市场价格、竞争机制对绿色低碳产业引导作用，建立完善的绿色金融体系；加速推动先进低碳、零碳和负碳技术商业化进程；针对能源、工业、建筑、交通、农业等重点领域及技术研发、推广、应用等全流程精准布局。

就农业领域而言，农业农村部、国家发展改革委联合印发《农业农村减排固碳实施方案》，提出围绕种植业节能减排、畜牧业减排降碳、渔业减排增汇、农田固碳扩容、农机节能减排、可再生能源替代六项任务，实施稻田甲烷减排、化肥减量增效、畜禽低碳减排、渔业减排增汇、农机绿色节能、农田碳汇提升、秸秆综合利用、可再生能源替代、科技创新支撑、监测体系建设十大行动。

十大行动

化肥减量增效：

粮食主产区、果菜茶优势产区、农业绿色发展先行区

• 优化不同区域稻田、农用地、养殖场等监测点位设置
• 构建科学布局、分级负责的监测评价体系
• 甲烷、氧化亚氮排放和农田、渔业固碳等定位监测
• 农村可再生能源等监测调查
• 常态化的统计分析
• 创新监测方式和手段
• 加快智能化、信息化技术在监测领域的推广应用

科系创新支撑：

国家科技计划支持

• 综合性技术解决方案，补齐农业农村绿色低碳的科技短板
• 农业农村减排固碳技术目录
• 农业农村减排固碳专家指导委员会，加强技术指导、技术培训和技术服务
• 农业农村减排固碳标准体系，制修订一批国家标准、行业标准和地方标准

可再生能源替代：

清洁低碳转型

• 建设规模化沼气/生物天然气工程
• 沼气集中供气供热、发电上网生物天然气车用或并入燃气管网
• 生物质成型燃料、打捆直燃、热解炭气联产等技术
• 清洁炉具和生物质锅炉，清洁取暖
• 推广太阳能热水器、太阳能灯、太阳房
• 利用农业设施棚顶、鱼塘等发展光伏农业

秸秆综合利用：

秸秆集约化、产业化、高值化

• 秸秆肥料化、饲料化和基料化利用
• 秸秆耕地保育和种养结合
• 秸秆能源化利用
• 秸秆生物质能供气供热供电
• 拓宽秸秆原料化利用途径
• 秸秆浆替代木浆造纸
• 秸秆资源转化为环保板材、炭基产品
• 秸秆收储运体系，秸秆资源台账

农田碳汇提升：

耕地土壤有机质提升

• 国家黑土地保护工程
• 推广有机肥施用、秸秆科学还田、绿肥种植、粮豆轮作、有机无机肥配施等技术
• 用地养地结合的培肥固碳模式
• 保护性耕作
• 推广秸秆覆盖还田免少耕播种技术
• 退化耕地治理，重点加强土壤酸化、盐碱化治理
• 高标准农田建设
• 补齐农业基础设施短板
• 提高水土资源利用效率

农机绿色节能：

粮食和重要农产品生产所需农机

• 实施更为严格的农机排放标准
• 复式、高效农机装备和电动农机装备
• 培育壮大新型农机服务组织
• 高效便捷的农机作业服务
• 侧深施肥、精准施药、节水灌溉、高性能免耕播种等机械装备推广应用
• 示范推广节种节水节能节肥节药的农机化技术
• 实施农机报废更新补贴政策
• 加大能耗高、排放高、损失大、安全性能低的老旧农机淘汰力度

渔业减排增汇：

重要渔业产区

• 渔业设施和渔船装备节能改造，节能装备配置和升级换代
• 淘汰老旧木质渔船，建造玻璃钢等新材料渔船
• 生态健康养殖模式
• 池塘标准化改造和尾水治理
• 工厂化、集装箱等循环水养殖
• 在主要渔业水域，开展多营养层级立体生态养殖
• 在沿海地区，开展国家级海洋牧场示范区建设

畜禽低碳减排：

畜禽规模养殖场

• 低蛋白日粮、全株青贮等技术
• 高产低排放畜禽品种
• 改进畜禽饲养管理、畜禽粪污处理设施装备
• 粪污密闭处理、气体收集利用或处理等技术
• 粪污资源化利用台账
• 畜禽粪污养分平衡管理

化肥减量增效：

粮食主产区、果菜茶优势产区、农业绿色发展先行区

• 推进氮肥减量增效
• 研发推广作物吸收、利用率高的新型肥料产品
• 水肥一体化等高效施肥技术
• 有机肥与化肥结合使用

稻田甲烷减排：

水稻主产区

• 稻田水分管理
• 稻田节水灌溉技术，提高水资源利用效率
• 改进稻田施肥管理，推广有机肥腐熟还田
• 选育推广高产、优质、低碳水稻品种

整体来看，国家层面和细分行业的双碳战略布局主要着眼于通过产业结构调整实现减污降碳、通过能源结构转型实现脱碳替代、通过生态环境治理实现增汇保碳。

• 产业结构调整：推动高能耗、高排放行业低碳和零碳转型，重点发展低碳流程工业、低碳建筑材料、绿色交通体系、化石资源低碳转化等，建立绿色低碳产业体系及生态经济发展模式。
• 能源结构转型：目前我国能源结构以高碳基的化石能源为主，约占总能源消费的85%，其中煤炭的占比达57%。能源结构转型一方面要推进化石能源的高效清洁利用，另一方面要大力发展可再生能源，替代高碳基能源，构建以清洁能源为主的新型电力和能源供应系统，在工业生产、交通运输、农业、建筑、居民生活等主要碳排放领域中，实现清洁电力、氢能、地热能、太阳能等非碳基能源消费。
• 生态环境治理：通过生态环境建设、土地管理、CO2捕集利用与封存（CCUS）技术等，保护并增强陆地和海洋生态系统固碳能力，抵消或中和基础性的人为碳排放量。

中国实现双碳目标面临严峻挑战目前，我国人为源年均碳排放量大约为100亿吨CO2。到2030年碳达峰时期，人为源年均碳排放量预计为100亿至110亿吨CO2。与发达国家相比，中国等发展中国家仍处于农业及工业化的快速经济增长期，尚未实现CO2自然达峰，仍处于CO2排放的攀升或平台期。

中国实现双碳目标任务艰巨、时间紧迫，在确保到2050年人均实际GDP水平比2020年翻两番的经济社会发展目标的背景下，中国仍面临对能源的刚性需求，在工业产值占GDP超30%、工业能源消费占65%能源消费CO2排放量的情况下，中国需平衡能源脱碳转型、产业结构调整与经济社会发展的关系。同时，我国双碳技术尚处于发展的初级阶段，可支撑双碳行动的科技创新储备不足，技术研发亟待展开。

农业领域，当前我国农业资源高度消耗的经营方式尚未根本改变，种养业绿色生产和低碳加工技术相对落后，一些地区农业面源污染严重，生产生活使用散煤造成的大气污染和碳排放问题突出。加快推进农业农村减排固碳，降低农业农村生产生活温室气体排放强度，提高农田土壤固碳能力，发展农村可再生能源，有利于提升我国农业生产适应气候变化能力，为全球应对气候变化作出积极贡献。