摘要：气候智慧型农业是一种可持续提高农业效率、增强适应性、

减少温室气体排放，以更高目标实现粮食安全的农业生产和发展模

式。当前，世界各国围绕气候智慧型农业理念，开展了大量的政策激

励、技术优化、模式集成，以及示范推广等方面的研究与应用。本文

在介绍分析国外气候智慧型农业发展现状与趋势的基础上，提出了加

快中国气候智慧型农业发展的政策激励、科技创新、国际交流等方面

的相关建议，以提升中国农业生产对气候变化的应对能力，促进农业

可持续发展。

关键词：气候智慧型农业；粮食安全；固碳减排；发展趋势；建议

1引言

保障人类粮食安全与减缓气候变化影响是当今全球社会面临的两大

热点问题，农业生产活动作为人类最基本的活动之一，与以上两者密

切相关。据预测，全球人口在2050年将达到创纪录的90亿人，特别

是在新增加的人口中，将有24亿人生活在经济相对落后的发展中国

家，相应的全球农业至少需要增加60%的产量才能满足人类的食物需

求。因此，保持农业生产能力持续稳定增长是减少贫困人口、保障粮

食安全的必然出路。

然而，以大气温度升高和极端气候事件频发特征的气候变化已经给

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全球农业带来了不同程度的影响。相关研究表明，气候变化导致全球

玉米和小麦的平均单产分别下降了3.8%和5.5%，如果未来大气温度

持续升高，将导致更为严重的作物减产。特别是在低纬度地区，即使

小幅的升温(1～2℃)也会显著影响种植业和畜牧业的生产能力

[4-5]，不利于全球粮食安全。由于人类干扰而引起的大气中CH4、

N20和C02等温室气体浓度不断升高是气候变化的主要驱动因素，而

农业生产和与之相关的土地利用变化（主要是森林砍伐）导致了温室

气体的大量排放，占据了人类活动引发的全球温室气体排放总量的

30%左右。这种以资源大量投入为前提的传统农业发展模式还导致了

生物多样性与生态系统服务功能的退化，以及土壤与水体的污染。由

此可见，如果不对当前的发展模式进行变革，农业将难以承担保障粮

食安全和减缓气候变化的重任。在这一背景下，FAO于2010年率先

提出了气候智慧型农业(Climate-smartAgriculture，CSA)的理念，

强调发展气候智慧型农业既可增加农业生产，为消除贫困做出贡献，

也可使农业更适应气候变化，减少排放，并提高作物捕获和封存大气

中碳的能力。近年来，各国围绕气候智慧型农业理念开展了大量的政

策激励、技术优化、模式集成以及示范推广等方面的研究与应用，气

候智慧型农业的发展方兴未艾。

中国是世界上人口最多的发展中国家，农业面临粮食增产与节能减

排的巨大压力，本文旨在通过系统梳理国外气候智慧型农业发展现状

与趋势，为中国农业增强对气候变化的适应能力、提高农业产量、减

少温室气体排放提供借鉴。

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2气候智慧型农业的定义

FAO将气候智慧型农业定义为旨在可持续提高农业效率、增强适应

性，减少温室气体排放，并可更高目标实现国家粮食安全的农业生产

和发展模式，而世界银行则定义为建立面对气候变化，能满足不断增

长的需求，并保持盈利和可持续发展的食物系统。总体而言，气候智

慧型农业是在以往发展理念基础上提取而出的更高的标准、智能化应

对气候变化的农业发展模式，是对众多发展理念的融合、创新和超越，

且更强调智能技术的使用。

气候智慧型农业的总体发展目标是实现从农户到全球不同尺度下的

农业系统可持续利用，保障人类的粮食与营养安全，同时增强农业系

统应对气候变化影响的适应性与弹性。其具体目标主要体现在3个方

面：一是要持续提高农业系统的生产效率，二是要提高农田应对气候

变化的弹性与适应性，三是要减少农业系统的温室气体排放，增强碳

封存能力，最终达成农业系统增产、抗逆与减排的三方共赢。值得注

意的是，根据不同区域的资源禀赋、农业结构、经济发展情况，气候

智慧型农业3个目标的优先实现顺序性存在侧重，并且需要找到三者

的平衡点。例如，提高农业生产效率，保障粮食安全与经济增长是发

展中国家农业生产的最重要目标，而贫穷的农民是最易遭受气候变化

影响的群体，虽然通过采取必要的措施提高农业应对气候变化的弹性

能够显著地增强农业系统适应性、提高粮食安全保障度，但这些措施

可能需要额外的资金投入，因此，在实施过程中要在保障农业生产效

益的前提下，通过必要的资金投入实现农业的减排。

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气候智慧型农业发展不能依靠单一技术或技术模式组合来实现，而

是要按照生态系统统一规划，从整体的角度考虑农业生产全程，保证

同一生态系统内各区域、各部门采取的措施相互协调，且总体发展规

模在自然资源的承载能力之内，支持跨边界合作（如种植、养殖、水

产、农林复合系统等），解决跨边界的气候模拟监测、资源管理、空

间优化，以及合理政策制定。

3国外气候智慧型农业发展概况

在联合国粮农组织、世界银行、各国政府、非政府组织以及私人公

司资金的支持下，气候智慧型农业在近年来得到了快速的发展。各国

围绕自身的农业生产特点与抗逆减排需求开展了大量的科学研究与

实际应用。由于各国的经济社会发展水平不同，其侧重的领域也因此

存在很大差异，因此其技术应用与政策制定的优先序各有不同。

3.1北美洲

北美洲的美国和加拿大，是农业最为发达的地区之一。该地区土地

资源丰富，以农业机械化、集约化生产著称，其气候智慧型农业的实

践主要注重于完善的激励政策制定与实施、农业废弃物与副产品资源

化技术、可持续土壤管理以及农产品供应链优化等方面。早在2014

年的纽约气候峰会期间，美国总统奥巴马即宣布发起气候智慧型农业

全球联盟，力求到2030年让5亿农民、渔民、畜禽养殖者以及森林

居民采用气候智慧型农业技术，实现可持续提高产量、增强农业应对

气候变化的适应性与弹性、减少温室气体排放‘9]。2016年美

国农业部发布了气候智慧型农业执行路线图，用以帮助美国农民、农

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场主及林场主对气候变化做出响应，其效果主要依赖于自愿性的、基

于集约型的资源保护措施、能源计划，保障减排温室气体、增强土壤

碳储量，并扩展农业部门可再生能源的生产。为了明确农业系统对气

候变化的响应与适应机制，美国建立了7 个气候中心以及包含18 个

农业生态系统长期定位试验站在内的联网试验平台，为气候智慧型农

业技术革新提供支撑。在农业废弃物资源化方面，美国实施了奶牛场

沼气池研究与推广项目，通过建设沼气池将奶牛排泄物产生的CH4 等

温室气体储存起来，并转化为能源进行利用。在土壤养分管理方面，

美国开展了养分研究和教育项目，通过大学与推广机构建立长期的合

作关系，制定合理的氮肥运筹管理方式，指导农民实施高效施肥技术，

以降低氮素流失和降低N20 排放。在土壤健康管理方面，美国和加拿

大主要推广秸秆还田、少免耕、轮耕、休耕等保护性耕作措施，增强

土壤固碳能力和对气候变化的弹性，此外，通过在农田周围设置农业

缓冲带（如农业湿地、植物隔离带等），提高农田减排防虫能力11]。

在畜牧业减排方面，美国依托大学与企业结合研发饲料添加剂，通过

调节肉牛饲料管理，提升肉质，降低温室气体、氮氧化物及粪便中的

氮流失；美国农业部与大学共同开发维护的牧场系统全生命周期温室

气体排放计量与汇报系统，可综合评估牧场生产的每一个过程的温室

气体排放，从而得出指导农场主改进每一步生产措施以提高生产效率

并降低温室气体排放及碳氮损失。

 3.2 欧洲

 欧洲农业发达，农产品经济效益高，在气候智慧型农业的实践过程

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中以发挥农业生态系统的服务功能为主导，通过增强农业基础设施的

适应能力，协调农业适应气候变化与减排的政策目标，改善生产者适

应气候变化的能力。在具体的研究与应用中，欧洲各国更注重整合高

新技术，在提高生产效率的同时，增强农业系统的弹性和节能减排效

果。例如，法国主要通过农业模型、遥感技术与网络技术的结合，实

现作物生产精准化管理，如在葡萄园通过精准化的灌溉等管理，保障

葡萄园的产量与质量同步提升，不仅提高了资源利用效率，相应的也

达到了降低温室气体排放的目标。荷兰将水培作物的副产品转化为有

机肥料，并施用于农田，替代部分高排放的化学肥料，不仅提高了农

业副产品的利用效率，并且减少了温室气体排放；将LED 灯应用于设

施园艺与城市农场，与传统光源相比可提高能源的利用效率，间接降

低温室气体排放；与法国相似，荷兰也通过精准控制灌溉系统与气象

数据的整合，精准控制农田的灌溉水用量与能源消耗，提高农业生产

效率。瑞士制定了能源交易政策，鼓励农民将农业副产品运输到能源

工厂生产燃气，同时可以免费得到有机肥，并施入农田。挪威的气候

智慧型模式主要是发展生物炭，通过将枯枝和秸秆转化为生物炭施入

农田转变为土壤肥力，增加土壤碳储量，减少温室气体排放。

 3.3 拉丁美洲

 拉丁美洲是全球热带雨林分布最广、面积最大的地区。然而自从20

世纪60 年代以来，由于人口迅速增长，居民伐林取木、开辟牧场与

农田，致使雨林面积减少，其森林碳汇与生物多样性保持的生态功能

遭到严重破坏。此外，南美洲的畜牧业发达，在饲料生产和动物饲养

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过程中的温室气体排放量居高不下。因此，拉丁美洲在气候智慧型农

业的实践过程中将发展农林复合生态系统和降低畜牧业温室气体排

放摆在首要位置。众多研究表明，农林复合生态系统有利于增加土壤

固碳、提高生物多样性、增加粮食产量、提供生物质产品以及增加农

民收益等优点。例如，巴西南部地区推行热带雨林种植可可、咖啡等

耐阴经济作物，这一种植模式在不破坏热带雨林结构的同时，还可以

生产经济价值较高的产品，改善农民生活条件。萨尔瓦多推广桉树与

玉米农林间作种植，其中玉米可以作为粮食，而桉树可以用作燃料供

农民使用，这一系统可以减少对天然树木的砍伐，增加森林固碳，同

时经济效益要超过单一种植玉米或桉树的种植模式。林牧复合生态系

统是农林复合系统的另一类模式，主要通过在同一土地单元内将林

业、草业与畜牧业进行整合，采取时空分布或短期相间的经营方式，

达到土地资源的高效利用。阿根廷、智利等国广泛采用林牧复合生态

模式发展畜牧业生产，其优势在于一方面为居民提供粮食、木材、牧

草、药材、肉类等产品，另一方面也有利于维持土壤肥力、增加土壤

固碳、控制水土流失，达到增强农业系统弹性与减少温室气体排放的

作用。在畜牧业减排方面，巴西是全球肉牛养殖第一大国，畜牧业温

室气体排放占据全国总排放量的so%左右，减排压力巨大，为此，巴

西政府实施了低碳农业项目，向畜牧业经营者提供低息贷款用于改善

生产条件，提高畜牧业生产效率，降低肉牛生产过程中的温室气体排

放。

 3.4 亚洲

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 农业是亚洲经济最重要的一部分，接近60%左右的亚洲人口从事农

业生产活动，其中南亚地区营养不良人口占据了区域总人口的20%以

上，是亚太地区甚至全球粮食安全问题最严重的地区之一。2011 年

亚洲占全球农业温室气体排放总量的40%以上，远高于世界其他各洲。

水稻是亚洲的主要粮食作物，尤其是在东亚和南亚，但水稻种植过程

中会产生大量的CH4，是温室气体重要排放源之一。因此，亚洲实行

气候智慧型农业的主要目标一是要降低稻田CH4 排放，二是要提高农

业生产效率，减少饥饿人口。目前，稻田减排的关键技术研究已经比

较成熟，并且在东南亚水稻主产区已经有广泛应用，如印度和孟加拉

国等水稻主产国通过低碳排放品种选择、水稻直播、稻田干湿交替灌

溉、施用CH4 抑制剂以及保护性耕作等关键技术的集成应用，在保持

水稻产量不降低的情况下，可以减少稻田CH4 排放，效果十分明显。

在养分管理方面，印度等国鼓励施用有机肥和秸秆还田；根据农田类

型采用不同种类的化肥，如在旱地施用硝酸态肥料、在水田施用铵态

肥料，在提高肥料利用效率的同时减少温室气体排放。优化种植结构

是增加农田生态系统弹性，提高农业生产效率的手段之一。在越南北

部，玉米是农民普遍种植作物，但受气候变化影响，导致农田土壤肥

力下降、种植效益滑坡，在FAO 的支持下，越南开始采用种植咖啡和

茶叶替代玉米，这一方式不仅提升了种植业的经济效益，而且达到了

控制水土流失的效果。在缅甸，农民为了解决燃料问题，采用粮食作

物与鸽豆间作种植，利用鸽豆秸秆作为生活用燃料，减少了对森林的

砍伐。而在亚洲发达国家和地区，如日本和中国台湾地区，人均土地

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资源有限，更注重于保护耕地，往往通过采用休耕的方式来改善农田

生态环境、增加物种多样性。

 3.5 非洲

 农业是大部分撒哈拉以南非洲国家的经济基础，60%的劳动力以农业

为生，农业对国内生产总值的贡献平均在30%左右，也是世界上贫困

人口最多的地区之一。然而，2000 年至今，该地区的农业增长率呈

下降趋势，粮食安全一直令人担忧。粮食安全、贫困和气候变化是密

切关联的，如果没有强有力的气候适应与减排措施以及相应的资金支

持，消除贫困和保证粮食安全的目标是不可能实现的。在这一情况下，

联合国粮农组织、世界银行等机构对非洲气候智慧型农业给予了大量

的技术与资金支持，2012 年联合国粮农组织和欧盟委员会宣布通过

了总额为530 万欧元的项目，帮助马拉维、赞比亚等国实现向气候智

慧型农业的转型，世界银行在2016 财年发布了《非洲气候商业计划》，

批准1. 11 亿美元用于发展尼日尔气侯智慧型农业项目，该项目将直

接惠及约50 万农民和农牧民。此外，非洲国家联盟也成立了非洲气

候智慧型农业联盟(Africa CSA Alliance)，该联盟致力于帮助撒哈