粮食系统是全球温室气体核心排放源,农业、林业及其他土地利用(AFOLU) 年排放约11.9±4.4GtCO₂e,占全球人为排放的1/3,是实现1.5℃温控目标的关键环节。农田碳汇长期被忽视,但气候智能型农业(土壤固碳、生物炭、林牧复合)具备巨大减排潜力,还能带来增产、提升农业韧性等协同效益。现有全球减排路径未纳入农业碳汇,且缺乏跨部门、市场动态的综合经济评估;各国对农业强制性碳减排政策态度谨慎,存在治理、监测成本、粮食安全、贫困等现实阻碍。
研究内容:
采用GLOBIOM 经济土地利用模型+G4M森林模型,联动MESSAGEix 能源经济模型,量化农业碳汇的经济潜力与社会经济效应。设置基准情景(无土地减排)、默认情景(无农业碳汇)、agCO₂情景(纳入农业碳汇),并配套 1.5℃目标下的生物能源需求情景;设定 2050 年碳价为80/160/240USD₂₀₂₂/tCO₂e。聚焦三种核心农业碳汇技术——农田/草地土壤有机碳(SOC)提升、农田生物炭施用、牧草地改造为林牧复合系统。评估全球与区域固碳潜力、农户经济收益、AFOLU 净零排放可行性,并开展敏感性分析( adoption上限、固碳周期、生物质需求、饮食结构等)。
结果表明,在固碳能力方面:2050 年碳价 160 USD₂₀₂₂/tCO₂e 时,全球农业年固碳达2.8 GtCO₂e,占 AFOLU 总减排需求的36%-41%,潜力堪比造林;73%固碳潜力集中在南半球,撒哈拉以南非洲潜力最大;技术贡献占比来看,土壤固碳39%、生物炭35%、林牧复合26%。在减排与经济效应上:纳入农业碳汇后,AFOLU可在80-120USD₂₀₂₂/tCO₂e碳价下,2050年实现净零排放,160美元碳价时达负排放(-1.6 GtCO₂e/年);全球碳价下降48%,2050年全球GDP提升0.6%;农户碳汇增收显著,160美元碳价下全球增收3750 亿美元,净收益2350亿美元。敏感性特征上:生物能源需求增加会使生物炭固碳潜力减半;adoption上限、固碳周期、饮食结构变化,会使农业碳汇潜力下降 15%-50%。
研究结论: