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更好的管理氮素所产生的收益大于成本

Published on
2023年1月4日

改善农田管理以减少环境中氮流失的成本,只占提供氮成本的一小部分。只需花费近200亿美元的净成本,就可以通过改善农田管理,在全球范围内为粮食供应、人类健康、保护生态系统和减缓气候变化产生近5000亿美元的社会效益。1月4日,科学杂志《自然》发表了这一研究结果。

为了增加粮食和饲料的供应,农业生产中使用了越来越多的氮肥和粪肥。然而,这些投入到农田中的氮元素有一半以上流失到了环境中,这是造成与空气污染有关的人类疾病、水体富营养化、土壤酸化、气候变化和生物多样性的丧失的重要原因。氮污染已经成为一个全球性的挑战,同时也是气候和生物多样性危机需要解决的重要内容。

由于全世界有数百万个农场产生非点源污染,加之农民采用了多种多样、五花八门的农场规模的减排技术,使得在全球范围内有效减少农田的氮污染变得极为困难。因此,缩小知识差距,促进围绕减少氮排放的多部门对话是非常必要的。来自中国、澳大利亚、奥地利、德国、英国和荷兰研究人员组成的一个国际研究小组在一项新的研究中探讨了全球农田的低成本氮减排策略。

分层缓解方案

基于对过去20年间1521个田间观测结果的综合分析,研究人员确定了一系列可行的缓解措施方案,主要包括提高施肥效率(EEF)、采用适宜的肥料种类、施肥频率和施肥时间,改善农田养分管理、灌溉和豆类轮作等技术。通过这些措施可以大大减轻全球农田的氮流失,同时提高产量。然而,不同减排措施的潜在效果、实施难度和费用成本差异很大。

多种社会效益

在这项新的研究中,科学家们发现,如果在全球耕地上实施智能减排措施,可以节省2200万吨(-21%)氮肥,避免2600万吨氮损失,同时每年还可以多收获1700万吨(+20%)作物氮肥。这些全球性的变化可以为粮食供应、人类健康、生态系统和气候产生4760亿美元的社会效益,而净减排成本仅为190亿美元。

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然而,瓦赫宁根大学及研究中心的Wim de Vries教授指出,“由于许多限制因素,比如当地范围内多种多样最佳案例的差异性以及高实施成本,使得这些管理和技术很少被农民完全接受和实施。因此,农民充分实施这些基于知识的氮减排措施需要克服财政问题,因为额外的经济投入可能会超过他们的净经济收入"。

氮信用体系

因此,科学家们主张,应该由整个社会承担其成本,因为减少氮污染可以使全社会受益。研究团队提出了一个创新的农业氮信用体系,明确了在食物供应链中农民、供应商、加工者、零售商、消费者和政府等各方的责任和限制。氮信用体系可为农民提供经济激励(例如,基于实施成本和社会效益的补贴),以鼓励他们采用经认证的环保做法来减轻氮污染。

这项研究由中国浙江大学的研究团队主导。来自中国、澳大利亚、奥地利、德国、英国的其他大学及研究机构,荷兰瓦赫宁根大学及研究中心,以及PBL荷兰环境评估机构(PBL Netherlands Environmental Assessment Agency)也参与了研究。