國際頂級期刊《Nature Food》發(fā)表了由浙江大學(xué)吳偉祥教授團(tuán)隊領(lǐng)銜完成的研究論文，題為“A biochar-based strategy for long-term carbon sequestration and emission reduction in paddy fields”。該研究系統(tǒng)揭示了生物質(zhì)炭在稻田生態(tài)系統(tǒng)中實現(xiàn)長效固碳與溫室氣體減排的協(xié)同機(jī)制，并提出了一套創(chuàng)新性的技術(shù)策略，為全球應(yīng)對氣候變化、保障糧食安全與實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了重要的科學(xué)依據(jù)和技術(shù)路徑。
該研究的核心在于，團(tuán)隊不僅驗證了生物質(zhì)炭施入稻田后能顯著增加土壤有機(jī)碳庫、實現(xiàn)長期固碳（超過百年尺度）的潛力，更重要的是，闡明了生物質(zhì)炭如何通過調(diào)控稻田土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與功能、改善土壤物理化學(xué)性質(zhì)，從而同步大幅減少甲烷（CH?）和氧化亞氮（N?O）這兩種強(qiáng)效溫室氣體的排放。這種“固碳減排”雙贏的效果，突破了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)管理措施往往顧此失彼的瓶頸。
吳偉祥教授團(tuán)隊提出，將生物質(zhì)炭的施用與優(yōu)化的水分管理、養(yǎng)分管理相結(jié)合，形成一套集成的“生物質(zhì)炭+”稻田管理新范式。該策略能有效將農(nóng)業(yè)廢棄物（如秸稈）轉(zhuǎn)化為具有高穩(wěn)定性的生物質(zhì)炭還田，在提升土壤肥力與作物產(chǎn)量的將農(nóng)田從溫室氣體的“源”轉(zhuǎn)變?yōu)橹匾摹皡R”。論文通過長期定位試驗和模型模擬，量化了該策略在全球尺度上的減排固碳潛力，其效果顯著且具有經(jīng)濟(jì)可行性。
生物質(zhì)能資源數(shù)據(jù)庫信息系統(tǒng)的支撐作用
這項突破性研究的背后，離不開對生物質(zhì)資源精準(zhǔn)認(rèn)知與高效利用的支撐。吳偉祥教授團(tuán)隊在長期研究中，高度重視基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的積累與分析。一個完善的“生物質(zhì)能資源數(shù)據(jù)庫信息系統(tǒng)”在此類研究中發(fā)揮著不可或缺的作用。該系統(tǒng)通常整合了各類生物質(zhì)原料（如作物秸稈、林業(yè)剩余物、畜禽糞便等）的空間分布、產(chǎn)量數(shù)據(jù)、理化特性（如碳含量、熱值、灰分等）以及收集、運輸成本等信息。
對于生物質(zhì)炭稻田固碳減排策略而言，該數(shù)據(jù)庫信息系統(tǒng)能提供關(guān)鍵支持：
- 資源評估與選址優(yōu)化：系統(tǒng)可以精準(zhǔn)評估不同區(qū)域可用于制備生物質(zhì)炭的原料潛力和分布，為規(guī)模化工程的選址和原料供應(yīng)鏈設(shè)計提供依據(jù)，確保策略的原料可持續(xù)性。
- 特性分析與炭品設(shè)計：不同原料、不同工藝生產(chǎn)的生物質(zhì)炭性質(zhì)差異顯著。數(shù)據(jù)庫中的原料特性數(shù)據(jù)有助于指導(dǎo)生產(chǎn)針對稻田土壤改良與減排最優(yōu)化的“定制化”生物質(zhì)炭產(chǎn)品。
- 生命周期與效益核算：結(jié)合地理信息，系統(tǒng)可輔助核算從生物質(zhì)收集、運輸、炭化到田間施用的全生命周期碳排放與經(jīng)濟(jì)成本，精準(zhǔn)評估不同區(qū)域?qū)嵤┰摬呗缘膬魷p排效益和成本效益，為政策制定提供數(shù)據(jù)支撐。
- 策略推廣與動態(tài)管理：基于數(shù)據(jù)庫信息系統(tǒng)，可以構(gòu)建決策支持平臺，幫助農(nóng)業(yè)管理部門和農(nóng)戶根據(jù)本地資源條件，選擇最適宜的實施方案，并對固碳減排效果進(jìn)行長期監(jiān)測與動態(tài)評估。
吳偉祥教授團(tuán)隊在《Nature Food》上發(fā)表的研究，標(biāo)志著我國在農(nóng)業(yè)碳中和領(lǐng)域的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究走在了世界前沿。而將前沿科學(xué)發(fā)現(xiàn)落地為可推廣的解決方案，離不開像“生物質(zhì)能資源數(shù)據(jù)庫信息系統(tǒng)”這樣的基礎(chǔ)設(shè)施的強(qiáng)有力支撐。這項研究不僅提出了一項具有巨大潛力的負(fù)排放技術(shù)，也為構(gòu)建智慧型、數(shù)據(jù)驅(qū)動的綠色農(nóng)業(yè)體系指明了方向，對實現(xiàn)我國“雙碳”目標(biāo)及全球農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。
