1. 研究背景

人類活動(dòng)引發(fā)的地表GHGs釋放將不利于《巴黎協(xié)定》的控溫以及雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。為此，有眾多學(xué)者開展了化石燃料燃燒造成的二氧化碳（CO₂）排放的機(jī)制研究，包括排放趨勢(shì)以及涵蓋人口、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的能源強(qiáng)度等因子的驅(qū)動(dòng)力分析。此前有大量研究顯示，同屬于人類活動(dòng)的土地利用既可以充當(dāng)GHGs的源（正排放），也可以充當(dāng)GHGs的匯（負(fù)排放），這讓土地利用排放具有一定的復(fù)雜性，同時(shí)也加大了全面系統(tǒng)評(píng)估土地利用排放內(nèi)在機(jī)制的難度。此外，考慮到細(xì)化研究不同層面（如區(qū)域、過程、產(chǎn)品等）的土地利用排放可以阻止更多的土地利用排放，因此開展相關(guān)的研究更具有必要性?；诖?，作者利用碳記賬模型BLUE (carbon-bookkeeping model BLUE) 和聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織開發(fā)的FAOSTAT數(shù)據(jù)庫(kù)，估算了1961-2017年間229個(gè)國(guó)家或地區(qū)、169個(gè)農(nóng)產(chǎn)品和13個(gè)來源或過程的土地利用排放，并利用Pale identity分析了土地利用排放的驅(qū)動(dòng)因子，分別在國(guó)家、產(chǎn)品層面完成了全球土地利用排放機(jī)制研究。

2. 主要內(nèi)容

2.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地對(duì)土地利用排放具有較大影響

圖1 | 1961-2017年間土地利用排放量估算結(jié)果。a-b分別展示基于不同分類維度的GHGs排放量估算。(a) 全球區(qū)域土地排放量；(b) 基于過程的排放量；(c) 基于產(chǎn)品的排放量；(d) 基于GHGs種類的排放量。其中，粗體的黑線表示凈排放量（排放量－吸收量），白色虛線是對(duì)凈排放的分段線性擬合（可以看出2001年是一個(gè)拐點(diǎn)）。

圖1(a)顯示，雖然以森林再生為目的的種植政策可以提高土地系統(tǒng)的碳吸收量，但擁有大量森林覆蓋率的拉丁美洲、撒哈拉以南非洲和東南亞一直是土地利用排放的最大區(qū)域來源（53%）。而圖1(b)和圖1(c)便可很好的解釋這一反常現(xiàn)象：基于土地利用排放的過程分析顯示(圖1 b)，這51年間農(nóng)田土地利用變化和牲畜腸道發(fā)酵釋放的GHGs為全球凈GHGs排放量貢獻(xiàn)了近95%；基于產(chǎn)品的排放量估算結(jié)果顯示 (圖1 c)，谷物和牛肉是全球排放量的最大兩個(gè)來源，二者合計(jì)貢獻(xiàn)了近71%的全球凈排放量。而這其中，CO₂的凈排放量占所有GHGs排放量的54% (圖1 d)。

由此可見，土地利用中農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地對(duì)土地利用排放量結(jié)果具有較大程度的影響。因此為了進(jìn)一步研究土地利用排放的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，作者確定了人口P、人均農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量a、土地利用排放全球通量E、土地利用的排放強(qiáng)度e、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的土地利用強(qiáng)度I、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的排放強(qiáng)度f這六種土地利用排放的驅(qū)動(dòng)因子，并研究了每個(gè)驅(qū)動(dòng)因子的貢獻(xiàn)及年變化趨勢(shì)。

2.2 土地利用變化為主要驅(qū)動(dòng)因子

圖2 | 1961-2017年間土地利用排放的全球和區(qū)域驅(qū)動(dòng)因子。在刻畫土地利用排放相對(duì)變化的結(jié)果中（較高位置的圖），黑色曲線描述了土地利用排放相對(duì)變化率的年際變化，其余不同顏色曲線分別描述了人口P、人均農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量a、土地利用排放全球通量E、土地利用的排放強(qiáng)度e、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的土地利用強(qiáng)度I、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的排放強(qiáng)度f這六種驅(qū)動(dòng)因子相對(duì)變化率的年際變化。(a) 相對(duì)1961年的全球土地利用排放及各驅(qū)動(dòng)因子的變化趨勢(shì)；(b-i) 相對(duì)1961年的各子區(qū)域土地利用排放及各驅(qū)動(dòng)因子的變化趨勢(shì)。在刻畫土地利用變化和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地分別對(duì)土地利用排放的貢獻(xiàn)結(jié)果中（較低位置的圖），粉色曲線描述了土地利用變化對(duì)土地利用排放貢獻(xiàn)的年際變化，灰色虛線描述了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地對(duì)土地利用排放貢獻(xiàn)的年際變化（貢獻(xiàn)均不包含土地吸收部分）。

圖2(a)顯示，大幅降低土地單位面積的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量可以減少近68%的因農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地帶來的土地利用排放，由此可見農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地會(huì)顯著影響土地利用排放。此外，人口P和人均農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量a也是我們不能忽略的兩個(gè)因子。結(jié)合圖2(b-i)的結(jié)果，雖然農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地在1961-2017年間穩(wěn)定下降，但伴隨著人口P和人均農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量a的強(qiáng)勢(shì)增長(zhǎng)，全球土地利用排放總體上仍呈現(xiàn)近24%的增長(zhǎng)，且這種增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)在2001年之后更為顯著。

作者認(rèn)為，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地和土地利用變化是土地利用排放變化的兩大驅(qū)動(dòng)因子。前文提到的對(duì)全球1961-2017年間土地利用排放做出較大貢獻(xiàn)的拉丁美洲、撒哈拉以南非洲和東南亞，它們土地利用排放的急劇增加與農(nóng)田擴(kuò)張（土地利用變化）有著密不可分的關(guān)系，具體可表現(xiàn)為土地利用的排放強(qiáng)度e的激增。而以中國(guó)為代表的東亞地區(qū)通過控制土地利用變化減緩?fù)恋乩门欧?，便是土地利用變化?duì)土地利用排放存在直接影響的證據(jù)。而當(dāng)土地利用變化不再明顯（不再是影響土地利用排放的主要驅(qū)動(dòng)因子）時(shí)，可反映農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地（另一個(gè)主要的土地利用排放驅(qū)動(dòng)因子）的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的排放強(qiáng)度f便可以在很大程度上解釋土地利用排放。例如，南亞和中東51年間的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)擴(kuò)大促進(jìn)了土地利用排放量的緩慢增加。

2.3 產(chǎn)業(yè)模式會(huì)深刻影響土地利用排放

討  論

3.1 針對(duì)不同國(guó)家或地區(qū)的緩解方案

根據(jù)土地利用排放情況的區(qū)域性差異，作者認(rèn)為可將這些地區(qū)分為三組：1）較貧窮的地區(qū)，如拉丁美洲、撒哈拉以南非洲和東南亞，這些地區(qū)因土地利用變化率較高而擁有顯著且不斷增加的土地利用排放；2）新興市場(chǎng)，如東亞、南亞和中東，這些地區(qū)雖然土地利用變化率較小，但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)引發(fā)的GHGs排放呈現(xiàn)強(qiáng)勁的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)；3）相對(duì)富裕的地區(qū)，如北美、歐洲和大洋洲，這些地區(qū)因同時(shí)表現(xiàn)出負(fù)值土地利用變化率和大規(guī)模農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程，而實(shí)現(xiàn)了土地利用排放的兩種相反效應(yīng)的持平。

對(duì)于第一類國(guó)家來說，限制土地利用的變化可作為緩解的最優(yōu)解。而對(duì)于第二、三類國(guó)家，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的排放強(qiáng)度f是至關(guān)重要的，比如加強(qiáng)土壤和牲畜排泄物的管理、減少食物浪費(fèi)等。而之后有關(guān)降低土地利用排放的研究，可能會(huì)將視角放在評(píng)估飲食結(jié)構(gòu)的變化以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的范圍和強(qiáng)度上。

3.2 政策等非技術(shù)因素可能是關(guān)鍵

作者的研究結(jié)果有助于緩解全球土地利用排放。但現(xiàn)實(shí)情況是，伴隨著未來人口和收入的增長(zhǎng)，為滿足糧食需求，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地可能會(huì)發(fā)生持續(xù)性擴(kuò)張，這必然會(huì)阻礙減少土地使用排放的進(jìn)程。我們很難做到在保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的情況的同時(shí)，大幅減少土地使用排放。然而，最近的研究提供了一些可以應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的緩解方案，比如改變水稻品種和耕作方式不僅可以提高產(chǎn)量，也可大幅降低甲烷的排放。此外，牛的膳食補(bǔ)充劑的應(yīng)用可以減少高達(dá)95%的甲烷排放。因此，諸如政治惰性、治理薄弱和缺乏資金等非技術(shù)性因素可能是關(guān)鍵的障礙。

總而言之，雖然人們認(rèn)識(shí)到氣候目標(biāo)的達(dá)成與否很大程度上取決于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中排放，但因地制宜的土地利用及管理的政策和實(shí)踐方案政策可能有利于緩解土地利用排放。