绿色创新发展研究院iGDP
过去一个世纪,氮肥用量激增,极大提升了农业产量,为不断增长的全球人口提供了粮食安全和营养保障。但与此同时,氮肥的不当使用却对空气、水和土壤的质量造成严重损害,引发生物多样性丧失,进一步加剧了气候变化。为此,联合国粮农组织(FAO)于2025年1月20日发布了《农食系统可持续氮管理综合报告》,该份报告全面阐述了氮在农食系统中的使用现状以及由此带来的诸多挑战,着重强调了实现氮可持续利用的紧迫性,并提出了一系列针对性建议。
氮是食物的关键构成元素,对于动植物及人类生长所必需的氨基酸和蛋白质的合成至关重要。20世纪初,哈伯法的发明使人类能够将大气中丰富的惰性氮转化为氨等有用物质,而氨如今被广泛应用于肥料生产。目前,人类每年通过农业和工业向地球陆地表面释放约1.5万亿吨活性氮,这一数字是工业化前的两倍多。据专家预测,到2100年,气候变化可能会使这一数字增加到每年约6万亿吨,从而导致更多氮流失至环境中。
畜牧业是氮排放的主要来源,约占人类活动产生的氮排放总量的三分之一。而合成肥料、土地利用变化以及畜禽粪污导致的排放是该领域氮污染的三大主因。在农业领域合理使用氮肥,不仅有助于有效防止土壤退化和养分耗竭,还能显著提高作物产量。相反,氮肥的过量使用则会加剧全球变暖,降低空气和水的质量,消耗平流层臭氧,进而增加呼吸道疾病和心脏病的发病率,对人类健康构成严重威胁。因此,以最大限度减少外部投入和损失、最大限度实现循环利用为重点的可持续氮管理变得比以往任何时候都更为迫切。
报告通过案例研究,展示了全球各地为提高氮利用效率所做的努力,并提出了以下建议:
1. 减排优先:化肥行业应迅速采取行动,减少矿物氮肥生产过程中的温室气体排放,并在储存、运输及土地施用环节尽量降低氮素浪费。
2. 生物固氮:各国政府应积极推广生物固氮技术,利用当地适宜的豆科作物(如大豆或苜蓿)轮作,将大气中的氮通过共生作用固定于植物组织内。
3. 粪便管理:各国政府需制定相关指导方针,协助畜牧养殖户采用最佳粪便管理实践,重点减少氮素向环境的无谓流失,提升其在农业生产中的有效利用率。
4. 有机氮肥:农食系统政策应鼓励使用有机氮肥以增强可持续性。各国政府还应通过重新分配牲畜、减少人口经济密集地区的牲畜数量以及推广循环生物经济方法来推动空间规划。
5. 目标设定:各国政府应将可持续氮管理纳入适合本国国情的减排行动和国家自主贡献中,包括设定减少农业食品系统中氧化亚氮排放的目标,以助力实现《巴黎协定》1.5°C目标。
报告作者表示:“可持续的氮管理对于在2030年实现可持续发展目标至关重要,提高农业食品链中的氮利用效率并减少氮损失,有助于低收入和中等收入国家增加粮食产量,让更多的氮资源发挥其预期作用,通过减少有害排放改善健康状况,并保护水体免受污染。”
建设污水处理再利用灌溉系统需要在污水处理厂和灌溉网络(如滴灌系统)的基础设施方面进行投资,并承担运营和维护成本。然而,从长期来看,使用处理过的污水进行灌溉所带来的益处——包括提高农业生产力和增强气候适应能力——将远远超过初始投资。
通过成本量化、收入预测以及公私合作伙伴关系,可以提高污水处理再利用灌溉技术的经济可行性和可持续性。目标受益群体(包括小规模农户等弱势群体)可负担得起这项技术,同时促进农户长期可持续发展。
报告链接:
https://www.fao.org/newsroom/detail/FAO-nitrogen-use-efficiency-report/en