GCB｜全球农业温室气体排放的可持续减排途径

农业是全球温室气体 (GHG) 的来源和汇，农业集约化继续增加温室气体排放。气候智能型农业涵盖基于自然和技术的行动，为减轻温室气体排放提供了有希望的解决方案。本研究综合了联合国粮食及农业组织 (FAO) 1990 年至 2021 年的全球数据，使用结构方程模型分析了农业活动对全球农业用地温室气体排放的影响。然后，使用深度学习模型获得了 2022-2050 年未来时期农业温室气体排放的预测估计值。粮农组织的数据显示，从 1990 年到 2021 年，全球牲畜数量、无机氮 (N) 肥料使用量、作物残留物和灌溉面积分别增加了 27%、47%、49% 和 37%。牲畜数量的增加导致了CH4和N2O排放量的增加，而无机氮肥、作物残留物和灌溉是N2O排放量增加的主要原因。由于净森林损失减少了 29%，CO2 排放量有所下降。由于森林砍伐排放量减少，尽管牲畜数量、无机氮肥、作物残留物和灌溉量有所增加，但从 1990 年到 2021 年，农业温室气体总排放量从 11.50 GtCO2eq 下降到 10.89 GtCO2eq。展望未来，模型预测，如果目前的农业趋势持续下去，到 2050 年，温室气体排放量将上升到 11.82±0.07 GtCO2eq。但是，如果净森林损失的减少率翻一番，那么到 2050 年将农业温室气体排放量维持在 2021 年的水平是可能的。此外，如果将这一速度提高三倍，到 2050 年，农业温室气体排放量可限制在 9.85±0.07 GtCO2eq。我们的研究结果表明，通过强调加速森林保护的并行努力，可以减少农业温室气体排放，实现可持续的农业集约化和气候智能型农业实践。

图1.1990 年至 2021 年全球农业温室气体 (GHG) 排放和农业活动。数据来自粮农组织。GtCO2eq，十亿吨二氧化碳当量；LSU，牲畜单位；Mha，百万公顷；Mt，百万吨。阴影表示 95% 的置信区间。虚线表示 95% 的预测区间。(a) 全球农业用地温室气体排放，(b) 农业用途造成的全球净森林损失，(c) 全球牲畜数量，(d) 全球农业无机氮肥使用量，(e) 全球农田上残留的作物残渣，(f) 全球配备灌溉设施的农业用地面积。

图2.通过结构方程模型检验 1990 年至 2021 年农业活动对全球农业温室气体排放的影响。方框代表变量。箭头表示因果关系。箭头宽度表示效应大小。箭头旁边的值是标准化路径系数，即效应大小。值越大，影响越大。数据来自粮农组织，共计 37,824 个数据点，来自 214 个国家和地区。

图3.1990 年至 2021 年全球农业二氧化碳、一氧化二氮和甲烷排放量。数据来自粮农组织。GtCO2eq，十亿吨二氧化碳当量。阴影表示 95% 置信区间。虚线表示 95% 预测区间。(a) 全球农业用地二氧化碳排放量，(b) 全球农业用地甲烷排放量，(c) 全球农业用地一氧化二氮排放量。

图4.情景 1 中的全球农业温室气体 (GHG) 排放。森林损失、畜牧生产、无机氮肥施用、农田作物残留物和灌溉的变化率与历史时期保持一致。GtCO2eq，十亿吨二氧化碳当量；LSU，牲畜单位；Mha，百万公顷；Mt，百万吨。阴影表示预测不确定性。(a) 全球农业用地温室气体排放，(b) 全球因农业用途造成的净森林损失，(c) 全球牲畜数量，(d) 全球农业无机氮肥使用量，(e) 全球农田作物残留物，(f) 全球配备灌溉设施的农业用地面积。