近日，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院、國家農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展研究院張福鎖院士團(tuán)隊(duì)莊明浩副教授聯(lián)合清華大學(xué)魯璽教授、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃所王立剛研究員和重慶大學(xué)楊易教授在《自然》（Nature）子刊《自然-食物》（Nature Food）發(fā)表研究論文《農(nóng)業(yè)機(jī)械可能會占2050年中國總碳排放和空氣污染物排放的20%，并妨礙實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)》（Agricultural machinery could contribute 20% of total carbon and air pollutant emissions by 2050 and compromise carbon neutrality targets in China）。
協(xié)同推進(jìn)移動源減污降碳是實(shí)現(xiàn)我國碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)與空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵。農(nóng)業(yè)機(jī)械作為重要的非道路移動源，在保障糧食安全和提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率方面發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。然而，農(nóng)業(yè)機(jī)械在使用過程中伴隨著化石燃料的燃燒，燃燒過程中產(chǎn)生了大量的二氧化碳（CO?）和大氣污染物，如大氣顆粒物（PM2.5）、氮氧化物（NOx）和總碳?xì)溆袡C(jī)氣體（THC）。農(nóng)業(yè)機(jī)械是重要的二氧化碳和大氣污染物排放源，且被目前忽略的排放源。因此，亟需開展農(nóng)業(yè)機(jī)械CO?和大氣污染物排放的量化研究，這對于制定有效的減排策略至關(guān)重要。
本研究基于改進(jìn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械CO?和大氣污染物核算方法，結(jié)合多源數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)構(gòu)建了1985年-2020年我國農(nóng)業(yè)機(jī)械CO?和大氣污染物排放清單。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，1985年至2020年間，農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)生的CO?和大氣污染物排放量分別增加了近7倍和4-7倍。2020年農(nóng)業(yè)機(jī)械的CO?、PM2.5 NOx和THC排放達(dá)到1.6億噸，9.1萬噸，97.2萬和17.2萬噸。其中，CO?排放量占全國碳排放的1.5%左右，這一數(shù)字超過了荷蘭、菲律賓和尼日利亞等國的年度CO2排放量。此外，PM2.5和NOx排放量占全國相應(yīng)總排放量的1.3%和6.0%。
研究基于對數(shù)平均除數(shù)指數(shù)（LMDI）方法分析影響1985-2020年農(nóng)業(yè)機(jī)械CO?和大氣污染物排放量的驅(qū)動因素。結(jié)果顯示，農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的持續(xù)提高是造成排放量快速增長的主要原因。從1985年19.43%躍升至2020年的71.25%，相對應(yīng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械的保有量和能源消耗顯著增加。尤其注意的是，2010年至2020年間，農(nóng)業(yè)機(jī)械排放強(qiáng)度的下降有效遏制了排放的增長。這一成效主要得益于小型機(jī)械逐步被效率更高和排放強(qiáng)度更低的大型機(jī)械所取代，以及中國日益嚴(yán)格的農(nóng)業(yè)機(jī)械空氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)了排放控制技術(shù)，淘汰了不符合標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械。
1985-2020年農(nóng)業(yè)機(jī)械的CO?、PM2.5 NOx和THC以及驅(qū)動力因素
研究發(fā)現(xiàn)，如果按照目前的農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展趨勢，預(yù)計(jì)到2050年，農(nóng)業(yè)機(jī)械CO?、PM2.5 和NOx排放量將達(dá)到2.1億噸， 5.5萬噸和90.3萬噸。這些排放量占中國在實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)情景下對應(yīng)的全國CO?、PM2.5 和NOx排放量的20%、4%和17%左右。這一結(jié)果進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了農(nóng)業(yè)機(jī)械在減污降碳中的作用。研究進(jìn)一步分析了三種不同政策情景下可再生能源使用對農(nóng)業(yè)機(jī)械減污降碳的潛力，包括既定政策情景（STEPS）、已宣布的承諾情景（APS）和凈零排放情景（NZE）。結(jié)果顯示，在NZE情景下，農(nóng)業(yè)機(jī)械CO?和大氣污染物排放量將減少超過70%。可再生能源在未來農(nóng)業(yè)機(jī)械減污降碳中具有重要的作用。
2021-2050年中國農(nóng)業(yè)機(jī)械CO?、PM2.5 、NOx和THC排放預(yù)測及減排潛力分析
本研究系統(tǒng)分析了我國農(nóng)業(yè)機(jī)械CO?和大氣污染物排放的時空分布格局及其減污降碳協(xié)同潛力，為我國農(nóng)業(yè)機(jī)械綠色低碳轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展提供科學(xué)支撐，也為全球農(nóng)業(yè)機(jī)械綠色低碳發(fā)展提供借鑒意義。
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院莊明浩副教授為論文第一作者和通訊作者，博士研究生王旭為論文共同第一作者。清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院魯璽教授、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃所王立剛研究員和重慶大學(xué)環(huán)境與生態(tài)學(xué)院楊易教授為論文共同通訊作者。碩士研究生吳一斐參與了該研究。該研究獲得國家自然科學(xué)基金、重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)2115人才計(jì)劃等資助。
來源： 中國農(nóng)大新聞網(wǎng)
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