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低碳农业与可持续发展两者是一个密不可分的系统，是目前应对全球气候变化的必然因果链，只有构建低碳农业，才可能实现可持续发展。
农业发展方式的转变就是要从高碳高效农业转向低碳高效农业。并且，过去的原始农业也是低碳农业，这不是我们所需求的农业，因此，准确地说，我们追求的现代农业就是要发展低碳高效农业。
农业可持续发展是针对传统工业化农业发展中出现的资源消耗大、生态环境污染严重等一系列问题而提出的一种农业发展战略，这种发展能够有效合理利用与保护土地、水资源、植物和动物遗传资源，而不会造成生态环境退化。
尽管我国在发展低碳农业和可持续发展方面做出了不懈的努力和巨大的贡献，但也还存一些亟待解决的问题，依然任重道远。
一、农业生产方式不尽合理
长期以来我国自然资源总量和人均资源严重不足，资源利用效率相对低下。如土地总量较大，位居世界第三，但人均耕地面积仅0.085hm2，只有世界平均水平的1/3。为了应付日益膨胀的人口增长需求，我国过去采取了一系列不合理的农业生产方式，已成为我国低碳农业和可持续发展面临的主要障碍。
1.土地利用改变，耕地面积减少，水土流失严重，破坏和降低了森林、草地植物的碳汇功能。土地利用变化是目前大气中碳含量增加的第二大来源，其作用仅次于石化燃料的燃烧。2006年中国共减少耕地67.4万公顷，2006年底全国耕地面积只有1.218亿公顷，已逼近1.2亿公顷的“红线”；目前我国水土流失面积高达138万平方公里，年均土壤侵蚀总量为45.2亿吨，且以每年1万平方公里的速度流失；全国沙化面积达173.97km2。致使野生动物栖息繁衍地日益缩小，加上人为乱捕滥猎，导致物种数量减少和濒临灭绝。据有关资料，我国有15%～20%的物种处于濒危和受威胁状态，包括4600多种高等植物和400多种野生动物。近几十年已绝迹的高等植物就有200多种，野生动物有10余种，还有20多种濒临灭绝。
2.土地利用与施肥方式不合理。为了追求农产品单产，提高农地复种指数，大量使用化肥，导致农田土壤退化，土壤中有机碳大量丢失排放，引起农业生产报酬递减，进而造成整个农业生态系统脆弱，病虫害频繁发生，进一步加大化肥和农药使用的恶性循环。同时，施肥方式不当加剧了温室效应。如大量施用石灰和尿素已成为CO2的排放源。向土壤中施用石灰能够降低土壤的酸性，促进作物生长；但是碳酸盐和重碳酸盐的溶解和释放过程中也会产生大量的CO2。尿素施用过程中碳素的易挥发性也导致大量CO2的损失。
3.草地过度放牧。我国草地总面积的大约90%存在着不同程度退化，全国沙漠化、盐碱化的草原面积达1.35亿公顷，约占总面积的1/3，且以每年200万公顷的速度迅速增加。严重降低了我国现有的4亿平方公里草原的碳汇功能。
4.农业灌溉方法不当。占我国有效水资源利用量77%的农业用水未采用节水灌溉，加剧了水资源短缺；加上大量施用化肥、牲畜粪便有害排放等导致水资源污染严重；过度开采地下水以保障生活和农业用水，这又导致地下水位下降，进一步加剧了土壤退化和沙漠化，降低了农业碳汇功能。
二、农业生产与经营是温室气体排放的第二大来源，其中农业生产的废气又是主要的温室气体来源
1.畜禽集约化养殖、水稻种植、肥料施用以及农业秸秆燃烧等活动向大气中排放大量的温室气体。据估算，2000年农业源排放甲烷占我国甲烷排放总量的80%，排放氧化亚氮占我国氧化亚氮排放总量的90%以上。
2.农村乡镇企业工业和农业机械化的使用已成为温室气体排放的重要来源。2001～2006年，我国农机总动力从5.50亿千瓦增长至7.26亿千瓦，拖拉机保有量由1405.5万台增长到1728.3万台。2006年大中型拖拉机保有量达到167.6万台，水稻插秧机保有量11.2万台。2006年的机械化耕地、播种和收获总面积达到1.56亿公顷，作业水平分别为52.1%，32.4%和25.2%，全国耕种收综合机械化水平達到38%。在小麦、水稻和玉米三大粮食作物中，小麦机播和机收水平均超过80%，基本实现了生产全程机械化；水稻机械化栽植和收获水平分别为10%和40%；玉米机播和机收水平分别达到58%和5%。由于农用动力机械排放标准低于城市用车，且油品质量也低，所以农用动力的温室气体排放成为农村大气污染的主要来源。
3.过量使用农用化学物质。农用化学物质包括农药、化肥、农用薄膜、化学除草剂、作物生长剂等。在现代农业生产中，虽然农用化学物质的投入对保障农业增产起着十分重要的作用，但如果不合理使用或过量使用也会造成低碳农业和可持续发展的严重障碍。
我国是化学品生产和消费量最大的国家，其中氮肥生产占化肥总产量的80%。1997年，中国的氮肥达到自给自足，2007年氮肥过剩近1000万吨。我国氮肥使用量从1960年代的50万吨增长到2008年的3000多万吨。我国化肥用量赶上和超过世界施肥水平最高的比利时等国，但其利用率平均仅27%～30%，其余部分都流失到环境中，常常造成大气、地表水、地下水污染。农药和除草剂对防治作物病虫草害具有重要作用，但往往含有各种毒素，农药残留可在生物体内蓄积，并对多种生物造成危害。我国农药的使用在很大程度上带有一定的盲目性，总用量有逐年增加的趋势，至2000年每公顷使用农药已达24.2kg。其用途已不局限于农业，还涵盖畜牧业、林业、园林、工业、宠物、家庭户内和庭院花园等，日常生活，无处不用。由于农药施用有效利用率很低，一般仅20%～30%，因此农药和除草剂大部分漂浮在空气中或降落在地面，一小部分则进入土壤、水体、生物体内。此外，据有关资料，我国农用薄膜残留量每年每公顷45kg，废弃地膜每年约有40万吨在农田里。我国农用化学物质的过量使用，不仅其生产过程的典型高能耗和高污染是温室气体的主要来源，而且造成土壤和水环境严重污染，造成土壤等碳素贮存库和转化器功能的减弱或丧失。
4.农业废弃物处理方式不合理，低碳价值观念有待提高。农业废弃物包括种植业的秸秆和集约化养殖业产生的畜禽粪便废弃物等。在我国传统农业生产发展模式中，生产环节单一，往往有意无意地把种植业与养殖业分割开来。每年农作物秸秆有7亿吨，除一部分还田外，更多的是当作废弃物焚烧，结果不仅浪费资源，又增加了温室气体排放。农业集约化养殖产生畜禽粪便，每年约18亿吨，由于处理需要成本会影响经济效益，所以往往任意堆放，其结果又造成温室气体排放。这些有机废弃物中大约含有的6000多万吨农作物必须营养成分氮磷钾总量甚至比目前我国化肥产量还要高。此外，更重要的是还有大约6亿多吨，目前我国土壤急需要的有机碳。
发达国家过去现代农业形成的发展模式是一种非持续性的发展模式，我国低碳农业和可持续发展不能再重复这种高碳发展模式。我国要实现低碳农业和可持续发展，不仅是农业发展模式的变革，而且是包括价值观念和生活方式等要从高碳理念向低碳理念的一系列革命性变革。在这场方兴未艾的低碳发展浪潮中，特别在我国还未完成全面工业化和未充分享受现代工业文明成果的发展道路上，必须完成低碳农业和可持续发展的思想跳跃，转变农业发展观念和生活理念，牢固树立我国低碳农业和可持续发展意识。
农业发展方式的转变就是要从高碳高效农业转向低碳高效农业。并且，过去的原始农业也是低碳农业，这不是我们所需求的农业，因此，准确地说，我们追求的现代农业就是要发展低碳高效农业。
农业可持续发展是针对传统工业化农业发展中出现的资源消耗大、生态环境污染严重等一系列问题而提出的一种农业发展战略，这种发展能够有效合理利用与保护土地、水资源、植物和动物遗传资源，而不会造成生态环境退化。
尽管我国在发展低碳农业和可持续发展方面做出了不懈的努力和巨大的贡献，但也还存一些亟待解决的问题，依然任重道远。
一、农业生产方式不尽合理
长期以来我国自然资源总量和人均资源严重不足，资源利用效率相对低下。如土地总量较大，位居世界第三，但人均耕地面积仅0.085hm2，只有世界平均水平的1/3。为了应付日益膨胀的人口增长需求，我国过去采取了一系列不合理的农业生产方式，已成为我国低碳农业和可持续发展面临的主要障碍。
1.土地利用改变，耕地面积减少，水土流失严重，破坏和降低了森林、草地植物的碳汇功能。土地利用变化是目前大气中碳含量增加的第二大来源，其作用仅次于石化燃料的燃烧。2006年中国共减少耕地67.4万公顷，2006年底全国耕地面积只有1.218亿公顷，已逼近1.2亿公顷的“红线”；目前我国水土流失面积高达138万平方公里，年均土壤侵蚀总量为45.2亿吨，且以每年1万平方公里的速度流失；全国沙化面积达173.97km2。致使野生动物栖息繁衍地日益缩小，加上人为乱捕滥猎，导致物种数量减少和濒临灭绝。据有关资料，我国有15%～20%的物种处于濒危和受威胁状态，包括4600多种高等植物和400多种野生动物。近几十年已绝迹的高等植物就有200多种，野生动物有10余种，还有20多种濒临灭绝。
2.土地利用与施肥方式不合理。为了追求农产品单产，提高农地复种指数，大量使用化肥，导致农田土壤退化，土壤中有机碳大量丢失排放，引起农业生产报酬递减，进而造成整个农业生态系统脆弱，病虫害频繁发生，进一步加大化肥和农药使用的恶性循环。同时，施肥方式不当加剧了温室效应。如大量施用石灰和尿素已成为CO2的排放源。向土壤中施用石灰能够降低土壤的酸性，促进作物生长；但是碳酸盐和重碳酸盐的溶解和释放过程中也会产生大量的CO2。尿素施用过程中碳素的易挥发性也导致大量CO2的损失。
3.草地过度放牧。我国草地总面积的大约90%存在着不同程度退化，全国沙漠化、盐碱化的草原面积达1.35亿公顷，约占总面积的1/3，且以每年200万公顷的速度迅速增加。严重降低了我国现有的4亿平方公里草原的碳汇功能。
4.农业灌溉方法不当。占我国有效水资源利用量77%的农业用水未采用节水灌溉，加剧了水资源短缺；加上大量施用化肥、牲畜粪便有害排放等导致水资源污染严重；过度开采地下水以保障生活和农业用水，这又导致地下水位下降，进一步加剧了土壤退化和沙漠化，降低了农业碳汇功能。
二、农业生产与经营是温室气体排放的第二大来源，其中农业生产的废气又是主要的温室气体来源
1.畜禽集约化养殖、水稻种植、肥料施用以及农业秸秆燃烧等活动向大气中排放大量的温室气体。据估算，2000年农业源排放甲烷占我国甲烷排放总量的80%，排放氧化亚氮占我国氧化亚氮排放总量的90%以上。
2.农村乡镇企业工业和农业机械化的使用已成为温室气体排放的重要来源。2001～2006年，我国农机总动力从5.50亿千瓦增长至7.26亿千瓦，拖拉机保有量由1405.5万台增长到1728.3万台。2006年大中型拖拉机保有量达到167.6万台，水稻插秧机保有量11.2万台。2006年的机械化耕地、播种和收获总面积达到1.56亿公顷，作业水平分别为52.1%，32.4%和25.2%，全国耕种收综合机械化水平達到38%。在小麦、水稻和玉米三大粮食作物中，小麦机播和机收水平均超过80%，基本实现了生产全程机械化；水稻机械化栽植和收获水平分别为10%和40%；玉米机播和机收水平分别达到58%和5%。由于农用动力机械排放标准低于城市用车，且油品质量也低，所以农用动力的温室气体排放成为农村大气污染的主要来源。
3.过量使用农用化学物质。农用化学物质包括农药、化肥、农用薄膜、化学除草剂、作物生长剂等。在现代农业生产中，虽然农用化学物质的投入对保障农业增产起着十分重要的作用，但如果不合理使用或过量使用也会造成低碳农业和可持续发展的严重障碍。
我国是化学品生产和消费量最大的国家，其中氮肥生产占化肥总产量的80%。1997年，中国的氮肥达到自给自足，2007年氮肥过剩近1000万吨。我国氮肥使用量从1960年代的50万吨增长到2008年的3000多万吨。我国化肥用量赶上和超过世界施肥水平最高的比利时等国，但其利用率平均仅27%～30%，其余部分都流失到环境中，常常造成大气、地表水、地下水污染。农药和除草剂对防治作物病虫草害具有重要作用，但往往含有各种毒素，农药残留可在生物体内蓄积，并对多种生物造成危害。我国农药的使用在很大程度上带有一定的盲目性，总用量有逐年增加的趋势，至2000年每公顷使用农药已达24.2kg。其用途已不局限于农业，还涵盖畜牧业、林业、园林、工业、宠物、家庭户内和庭院花园等，日常生活，无处不用。由于农药施用有效利用率很低，一般仅20%～30%，因此农药和除草剂大部分漂浮在空气中或降落在地面，一小部分则进入土壤、水体、生物体内。此外，据有关资料，我国农用薄膜残留量每年每公顷45kg，废弃地膜每年约有40万吨在农田里。我国农用化学物质的过量使用，不仅其生产过程的典型高能耗和高污染是温室气体的主要来源，而且造成土壤和水环境严重污染，造成土壤等碳素贮存库和转化器功能的减弱或丧失。
4.农业废弃物处理方式不合理，低碳价值观念有待提高。农业废弃物包括种植业的秸秆和集约化养殖业产生的畜禽粪便废弃物等。在我国传统农业生产发展模式中，生产环节单一，往往有意无意地把种植业与养殖业分割开来。每年农作物秸秆有7亿吨，除一部分还田外，更多的是当作废弃物焚烧，结果不仅浪费资源，又增加了温室气体排放。农业集约化养殖产生畜禽粪便，每年约18亿吨，由于处理需要成本会影响经济效益，所以往往任意堆放，其结果又造成温室气体排放。这些有机废弃物中大约含有的6000多万吨农作物必须营养成分氮磷钾总量甚至比目前我国化肥产量还要高。此外，更重要的是还有大约6亿多吨，目前我国土壤急需要的有机碳。
发达国家过去现代农业形成的发展模式是一种非持续性的发展模式，我国低碳农业和可持续发展不能再重复这种高碳发展模式。我国要实现低碳农业和可持续发展，不仅是农业发展模式的变革，而且是包括价值观念和生活方式等要从高碳理念向低碳理念的一系列革命性变革。在这场方兴未艾的低碳发展浪潮中，特别在我国还未完成全面工业化和未充分享受现代工业文明成果的发展道路上，必须完成低碳农业和可持续发展的思想跳跃，转变农业发展观念和生活理念，牢固树立我国低碳农业和可持续发展意识。