荷兰乳业与耕地农场土壤碳汇措施的经济与环境效应评估：基于模型研究的减排潜力分析

为解决农业土壤碳汇(SCS)措施在荷兰乳业和耕地农场中的实际应用问题，研究人员通过模型评估了增加外部碳输入（如堆肥）和内部碳供应（如覆盖作物）对CO2封存、温室气体(GHG)预算及经济效益的影响。结果表明，堆肥应用可实现+0.74吨CO2 ha?1年?1的碳汇，但受限于资源可用性；永久草地扩展和作物轮作调整虽成本较高，但能协同减少氮盈余。该研究为荷兰实现0.4–0.6 Mton CO2年?1的碳汇目标提供了差异化策略，并强调了政策支持的必要性。

　　

气候变化已成为全球性挑战，农业土壤作为重要的碳汇载体，其管理措施对减缓温室气体排放至关重要。荷兰作为欧盟农业集约化程度最高的国家之一，在《气候协定》中设定了雄心勃勃的目标：到2030年通过农业土壤碳汇(SCS)实现每年0.4–0.6百万吨CO₂的封存。然而，现有措施如堆肥施用、覆盖作物种植等，在实际推广中面临经济可行性、环境副作用（如氮淋失）和资源限制等多重瓶颈。为此，瓦赫宁根大学与研究中心（Wageningen University & Research）的跨学科团队开展了一项开创性研究，通过整合生物经济模型与土壤碳动态模拟，首次在农场尺度量化了不同SCS措施的综合效益，相关成果发表在《European Journal of Agronomy》上。

研究采用三大关键技术：1）基于RothC模型的10年碳动态模拟，计算0–25 cm土层SOC变化；2）使用DairyWise和Farmdyn模型评估7类乳业农场和5类耕地农场的经济与环境指标；3）通过国家尺度升尺度分析，结合区域代表性农场权重。所有模拟均采用固定气候年（2012）以排除年际波动干扰。

3.1 农场层面结果

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  乳业农场：永久草地比例增加50%可使SCS提升37–156 kg CO₂ ha^?1年^?1，成本仅22欧元/吨CO₂，且GHG预算下降0.6%。相反，扩大青贮玉米面积虽减少肠道CH₄排放，但导致土壤碳流失。

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  耕地农场：堆肥部分替代猪粪最具成本效益（17欧元/吨CO₂），但受限于年供应量；冬小麦替代甜菜虽增加SCS 223 kg CO₂ ha^?1，但经济成本高达1215欧元/吨CO₂。

3.2 国家尺度潜力

组合措施（永久草地+覆盖作物+作物轮作）的理论最大SCS为0.22 Mton CO₂年^?1，仅达政策目标的55%。若考虑秸秆还田的替代效应（如原用于垫料的秸秆碳在其他农场循环），实际净增益可能更低。

讨论与意义

该研究揭示了SCS措施的复杂权衡：堆肥等外部碳输入虽高效，但面临资源天花板；而依赖内部碳循环的措施（如覆盖作物）需要长期政策补贴。值得注意的是，土壤碳积累的暂时性要求措施必须持续实施——例如20年后堆肥的SCS效益将趋近于零，而氮₂O排放风险可能上升。研究者建议通过CAP（共同农业政策）的生态计划扩大资金支持，并开发基于GHG预算（而非单一碳汇）的多目标评估框架。这一成果不仅为荷兰气候政策提供科学依据，其方法论（如RothC与农场模型的耦合）更可为全球农业碳中和路径研究提供范式。