界面新聞?dòng)浾?| 王磬

界面新聞編輯 | 鄭萃穎

4月27日，全球可持續(xù)發(fā)展獎(jiǎng)項(xiàng)“前沿地球獎(jiǎng)”公布首屆獲獎(jiǎng)?wù)呙麊?，中?guó)科學(xué)家、浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院教授谷保靜成為四位全球獲獎(jiǎng)?wù)咧弧?/p>

近年來，從事可持續(xù)發(fā)展工作的科學(xué)家已經(jīng)確定了一系列不應(yīng)跨越的“地球安全邊界”，包括氣候變化、生物多樣性損失、氮磷循環(huán)等九項(xiàng)，突破任一邊界都會(huì)為地球環(huán)境帶來巨大風(fēng)險(xiǎn)。工業(yè)革命以來，人類行為已成為地球環(huán)境變化的主要驅(qū)動(dòng)力，也將這九項(xiàng)指標(biāo)推向了前所未有的境地，采取行動(dòng)刻不容緩。

“前沿地球獎(jiǎng)”旨在表彰有助于將地球系統(tǒng)保持在九大“地球安全邊界”之內(nèi)的科學(xué)研究，它由總部設(shè)在瑞士洛桑的非營(yíng)利組織“前沿研究基金會(huì)”發(fā)起，本屆競(jìng)賽由全球100位可持續(xù)發(fā)展科學(xué)家組成獨(dú)立評(píng)審團(tuán)進(jìn)行獎(jiǎng)項(xiàng)評(píng)選。

谷保靜因其研究論文《在緩解空氣PM2.5污染方面，減少氨比氮氧化物更具成本效益》獲獎(jiǎng)。該研究成果于2021年11月在美國(guó)《科學(xué)》雜志發(fā)布，首次分析了氨氣和氮氧化物在全球PM2.5污染形成中的貢獻(xiàn)，重點(diǎn)關(guān)注在應(yīng)對(duì)全球PM2.5污染的治理和應(yīng)對(duì)舉措，提出控制氨氣排放對(duì)降低PM2.5污染具有重要意義。

在瑞士蒙特勒舉行的頒獎(jiǎng)儀式上，谷保靜致辭表示，其課題研究的核心關(guān)注全球氮素管理，這不僅關(guān)乎糧食安全，也是地球安全邊界最脆弱的環(huán)節(jié)之一。

中國(guó)科協(xié)國(guó)際科技交流中心履職事務(wù)處處長(zhǎng)孫躍對(duì)界面新聞表示，此次獲獎(jiǎng)對(duì)中國(guó)科學(xué)家團(tuán)體及相關(guān)研究具有鼓勵(lì)和肯定的作用。他指出，中國(guó)科技界在過去處于“跟跑”西方的狀態(tài)，但現(xiàn)在已經(jīng)越來越多地在“并跑”甚至“領(lǐng)跑”。目前進(jìn)入了三跑并行的階段。

在頒獎(jiǎng)典禮的會(huì)場(chǎng)，谷保靜就相關(guān)問題接受了界面新聞的采訪。

氮肥利用率低，中國(guó)一半污染來自農(nóng)業(yè)氮素

界面新聞：請(qǐng)您為我們解釋一下氮循環(huán)的機(jī)制，為什么氮素污染治理如此緊迫？

谷保靜：自然界里面幾乎所有的生物，特別是植物都受到氮素供應(yīng)的限制。可以說氮素是木桶的短板，作物長(zhǎng)得好不好，生產(chǎn)力高不高取決于木桶的短板，這就觸發(fā)人類去解決作物缺氮的問題。

早年人們都是去海島上挖鳥糞來獲得氮素，一開始主要是用于生產(chǎn)炸藥，但后來發(fā)現(xiàn)這個(gè)東西實(shí)際可以當(dāng)化肥，但是產(chǎn)量特別有限。直到1908年，化學(xué)家哈伯和博施發(fā)明了工業(yè)固氮，把空氣里的氮?dú)飧鷼錃夥磻?yīng)生成氨，氨就可以進(jìn)一步生產(chǎn)化肥。工業(yè)固氮一下就解放了人類缺氮的限制，讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入綠色革命時(shí)期。在綠色革命時(shí)期，實(shí)際上通過氮肥的使用大概養(yǎng)活了全世界一半左右的人口。但是，自然界本來是一種缺氮的環(huán)境，在氮素微量供給的時(shí)候，它可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)，而且利用效率特別高；但是當(dāng)人們大量往地里施化肥，大量的氮素實(shí)際上并沒有被作物吸收，就流失到環(huán)境里面去了。

從氮素全球循環(huán)利用的視角來看，不僅僅是氮肥，還有電廠燒煤，汽油燃燒，養(yǎng)殖業(yè)的廢棄物，沖廁所的污水廢水，特別是農(nóng)村地區(qū)，大量的生活污水未經(jīng)處理直接排放到環(huán)境中。這些氮素不僅可以進(jìn)入空氣，也可以進(jìn)到水里，殘留在土壤當(dāng)中，它都會(huì)產(chǎn)生多重效應(yīng)。首先是空氣污染，隨后它會(huì)通過降雨和灰塵沉降到地面上，導(dǎo)致生物多樣性損失，土壤里面大量施用氮肥也會(huì)導(dǎo)致土壤酸化。同時(shí)氮素里面還有一個(gè)氣體叫氧化亞氮，在百年尺度上1分子的氧化亞氮的溫室效力相當(dāng)于300倍左右的二氧化碳。因此，氮素除了養(yǎng)活全球一半人口之外，它也有強(qiáng)烈的負(fù)面影響。

氮素也是九大地球邊界里面超標(biāo)最嚴(yán)重的兩項(xiàng)之一，另一個(gè)是生物多樣性喪失，其中生物多樣性喪失很大一部分又是由過量氮素導(dǎo)致的。所以，我們認(rèn)為，氮素可能是地球的九大安全邊界里面情況最嚴(yán)重的，而在氮素的諸多影響中，空氣污染又是最嚴(yán)重的，因?yàn)榭諝馕廴菊T發(fā)肺癌、冠心病等六大疾病，每年會(huì)導(dǎo)致幾百萬人過早死亡。

那么，氮素具體如何影響空氣污染呢？PM2.5是一個(gè)二次污染物，有很多前體物，比如氨氣、氮氧化物、二氧化硫，以及一些其他污染物，它們相互反應(yīng)，生成PM2.5。也有很少一小部分PM2.5是一次污染物，比如說來自燒秸稈或者是運(yùn)貨大拖拉機(jī)的尾氣。因此，要降低PM2.5，必須追溯它的源頭，降低它的前體物，從而實(shí)現(xiàn)減排。當(dāng)我們?nèi)タ刂芇M2.5污染的時(shí)候，我們需要去控制氮素，因?yàn)榈貙?duì)污染物貢獻(xiàn)很大，在全球平均能貢獻(xiàn)40%，在發(fā)達(dá)國(guó)家能貢獻(xiàn)到百分之七八十以上，中國(guó)大概有一半左右的PM2.5污染來自于氮素。

發(fā)達(dá)國(guó)家氮排放治理的經(jīng)驗(yàn)和啟示

界面新聞：為什么在發(fā)達(dá)國(guó)家氮素對(duì)PM2.5污染的占比更高？

谷保靜：因?yàn)楫?dāng)?shù)氐亩趸蛳陆蹈@著。1952年的倫敦?zé)熿F事件中，污染物主要來自于燒煤帶來的二氧化硫排放，所以后來開始大量工業(yè)脫硫，在工業(yè)燃燒過程中增加一些脫硫的裝置。工業(yè)脫硫達(dá)到一定水準(zhǔn)之后，空氣污染就變成氮素主導(dǎo)了。

我們國(guó)家也是類似的情況。九十年代，中國(guó)的硫排放開始走低，但是氮素一直在增加，直到2012年左右，氮氧化物開始下降，但是氨氣一直在往上走。所以PM2.5三個(gè)最重要的前提物，二氧化硫、氮氧化物、氨氣，前兩者開始減排了，但是氨氣沒有。由于氨氣和氮氧化物都屬于氮，氮素的貢獻(xiàn)率就會(huì)上升。

為什么歐美國(guó)家氮素的加總貢獻(xiàn)率能達(dá)到百分之七八十？就是因?yàn)楫?dāng)?shù)氐牧蛞呀?jīng)被控制得很好。如果歐美國(guó)家希望進(jìn)一步降低空氣污染，達(dá)到世界衛(wèi)生組織推薦的5微克每立方米，那么歐美國(guó)家需要去控制氮氧化物和氨氣，尤其是更多去關(guān)注氨氣。

界面新聞：控氨氣和控氮氧化物，具體到農(nóng)業(yè)工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐上，意味著什么？

谷保靜：工業(yè)減排方面，以電廠為例，可以通過改變電廠燒煤的方式，實(shí)現(xiàn)超低排放。對(duì)于汽車尾氣，可以改變它的燃燒過程和尾氣處理過程。農(nóng)業(yè)減排方面，養(yǎng)殖業(yè)從飼養(yǎng)、廢棄物的生成和儲(chǔ)存、運(yùn)輸、施肥，每個(gè)階段都會(huì)有氨氣排出。因此我們需要全鏈條改變管理方式，需要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)從粗放型的管理方式向現(xiàn)代化變革。

界面新聞：在歐洲，控制氮排放已經(jīng)成為一個(gè)政治問題。荷蘭現(xiàn)任政府執(zhí)政中最大的危機(jī)之一就是減氮問題，荷蘭的氮排放超標(biāo)在歐盟國(guó)家里屬于比較嚴(yán)重的，政府要出臺(tái)法規(guī)減排，農(nóng)民對(duì)此非常不滿意，還開著拖拉機(jī)上街游行。您如何看待此事？

谷保靜：癥結(jié)就在于農(nóng)民是不是真的不賺錢，政府需要去計(jì)算這一點(diǎn)。全球氮素污染情況，分污染物來看：氨氣80~90%來自農(nóng)業(yè)，種植業(yè)養(yǎng)殖業(yè)大概各貢獻(xiàn)一半；對(duì)于水體污染物來說，農(nóng)業(yè)也是大頭，能夠占到一半以上。

中國(guó)跟荷蘭不太一樣，中國(guó)是小農(nóng)經(jīng)濟(jì)，一家一戶大概只有五六畝地，一年最多賺四五千塊錢。本來農(nóng)民相對(duì)收入水平就比較低，如果說政府要求農(nóng)民去減氮減污的話，要去測(cè)算一下減氮減污要花多少錢，對(duì)農(nóng)民的收益有什么影響。如果收益跟成本之間是不對(duì)等的，讓農(nóng)民支付減排成本，全社會(huì)享受減排收益，那就是錯(cuò)配，農(nóng)民肯定不愿意干這個(gè)事兒。

工業(yè)領(lǐng)域是誰污染誰治理，不治理就處罰。由于工業(yè)產(chǎn)品有極強(qiáng)的替代性，就算把這家處罰停產(chǎn)，還有另外的企業(yè)可以擴(kuò)大產(chǎn)能，滿足社會(huì)的需求。但是糧食是剛需產(chǎn)品，剛需產(chǎn)品的生產(chǎn)不能夠受到干擾。你罰農(nóng)民，農(nóng)民一旦停止生產(chǎn)，糧食安全就會(huì)出問題。對(duì)任何一個(gè)國(guó)家來說，糧食安全永遠(yuǎn)是頭等大事。

所以不能對(duì)農(nóng)民應(yīng)用治理工業(yè)污染的方法，除非農(nóng)業(yè)本身已經(jīng)具有很強(qiáng)的工業(yè)屬性，比方說它是工業(yè)化種植，農(nóng)場(chǎng)主有幾萬畝地，每年的利潤(rùn)率特別高，否則就會(huì)出現(xiàn)荷蘭的拖拉機(jī)上街的問題。我猜測(cè)荷蘭農(nóng)民種地也不是特別賺錢，這種情況下政府強(qiáng)力推行減氮和治污，會(huì)嚴(yán)重影響農(nóng)民的利潤(rùn)，只有威脅到農(nóng)民的生存的時(shí)候，他們才會(huì)上街。

所以我們給出的建議是，為了確保糧食安全，同時(shí)為了確保全民的環(huán)境健康身心健康，需要對(duì)農(nóng)民的減排措施進(jìn)行一定程度的補(bǔ)充，以解決錯(cuò)配問題。全社會(huì)從農(nóng)民的減排中獲得了收益，所以要把一部分的收益拿出來，去補(bǔ)貼農(nóng)民的綠色生產(chǎn)行為，讓農(nóng)民愿意去減排，最終能夠推動(dòng)綠色措施的落地。我們估計(jì)過，如果做了這件事情，環(huán)境健康能夠得到改善，改善之后的收益大概是實(shí)施成本的10倍到25倍。很多地方現(xiàn)在都這樣做，比如美國(guó)對(duì)于冬閑田會(huì)推薦農(nóng)民去做覆蓋作物，政府給農(nóng)民補(bǔ)貼成本，同時(shí)還給額外獎(jiǎng)勵(lì)。

農(nóng)業(yè)污染“面源”難題待解

界面新聞：您剛剛提到了農(nóng)業(yè)污染和工業(yè)污染的區(qū)別。您覺得現(xiàn)在特別是在國(guó)內(nèi)，農(nóng)業(yè)污染來源跟工業(yè)污染相比有一些什么樣的特點(diǎn)？

谷保靜：區(qū)別就在于工業(yè)污染是點(diǎn)源，農(nóng)業(yè)污染是面源。

什么叫點(diǎn)源？就是它有一個(gè)排污口，或者固定在那的煙囪。有排污口，我就很容易控制這個(gè)排污口，要求你把污染物降低到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)以下，實(shí)現(xiàn)升級(jí)改造。

什么叫面源？中國(guó)18億畝耕地，每一畝耕地上都會(huì)有污染物排放。養(yǎng)殖場(chǎng)也是面源，農(nóng)村的一家一戶的廁所也是面源。中國(guó)的廁所可能有幾億個(gè)，很多廁所都沒有污染處理設(shè)施，這些地方都會(huì)變成一個(gè)面源。

農(nóng)業(yè)面源污染跟工業(yè)點(diǎn)源污染比起來，更加難控制。首先難以監(jiān)督，因?yàn)槲廴镜闹黧w量太大了。想象一下你走到田間地頭，你能看出來哪塊田污染嗎？工廠排污不一樣，是清水還是黑水一眼就能看出來。所以面污染實(shí)際上只能去監(jiān)控它的過程。比方說你采用某種生產(chǎn)方式，我就知道這種生產(chǎn)方式的污染量相對(duì)低，比如說機(jī)械深埋化肥和手撒化肥相比，氨氣排放量一下就會(huì)小很多。

同時(shí)，由于糧食安全跟環(huán)境治理之間的博弈問題，希望對(duì)這些從事新型經(jīng)營(yíng)方式的農(nóng)民進(jìn)行補(bǔ)貼，讓他們能夠去操作綠色生產(chǎn)。

界面新聞： 現(xiàn)在在國(guó)內(nèi)，對(duì)于監(jiān)控生產(chǎn)流程從而降低氮排放方面，有一些您印象比較深刻的實(shí)踐嗎？

谷保靜： 現(xiàn)在比較常見的是服務(wù)租賃。如果一個(gè)農(nóng)民只有一畝地，他肯定不會(huì)自己去買大型拖拉機(jī)。那么我可以買一個(gè)大型拖拉機(jī)，這個(gè)村的地我都幫大家種了，每種一畝地收20塊錢30塊錢。通過這種成本分?jǐn)偟姆绞阶屜冗M(jìn)技術(shù)落地。

實(shí)際上從種到收的環(huán)節(jié)，服務(wù)租賃在華北很多地方已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了，這些人往往是買一個(gè)大型收割機(jī)，按照成熟期從南到北連著割，可以服務(wù)很大一片范圍。現(xiàn)在的難點(diǎn)在于，農(nóng)業(yè)污染主要來自于施肥過程，而服務(wù)租賃實(shí)際上只解決了種和收，并沒有解決施肥的問題。想優(yōu)化施肥需要兩個(gè)東西，第一，裝備要配備到位，比如先進(jìn)的分層施肥機(jī)等等，現(xiàn)在裝備配備到位的很少。其次，這塊地應(yīng)該施多少肥，需要專業(yè)的知識(shí)，農(nóng)民和租賃商對(duì)此都不夠了解?，F(xiàn)在很多農(nóng)戶就在種植前把肥料直接拿去撒一撒。

界面新聞：是否是因?yàn)槿狈σ恍┘?lì)？

谷保靜：激勵(lì)是一個(gè)很重要的點(diǎn)。中國(guó)跟荷蘭還是不一樣。小農(nóng)經(jīng)濟(jì)之下，我們家可能只有5畝地，一畝地施肥100塊錢，5畝地500塊錢。假如超額施肥30%，也就多花150塊錢，我沒有理由去買先進(jìn)的施肥機(jī)器或者讓服務(wù)商去搞個(gè)先進(jìn)的施肥機(jī)器，也不想去聽政府的培訓(xùn)班。實(shí)際上我們?cè)缙谝呀?jīng)發(fā)現(xiàn)了，農(nóng)地規(guī)模跟過量施肥存在負(fù)相關(guān)，農(nóng)地規(guī)模越大，過量施肥的概率越低。

界面新聞：是因?yàn)槭┓时旧硎潜仁崭罡鼜?fù)雜的一個(gè)過程嗎？

谷保靜：是，農(nóng)民也好，租賃服務(wù)商也好，他們需要去判斷這塊地要施多少肥，而施肥是影響產(chǎn)量的。服務(wù)商不愿意擔(dān)這個(gè)責(zé)任，萬一我今年幫你施肥，你的產(chǎn)量低了，你還得埋怨我。而農(nóng)民自己施肥，就容易多撒一點(diǎn)以確保產(chǎn)量。

耕作一塊地既需要投入先進(jìn)的機(jī)械、先進(jìn)的管理知識(shí)，又需要投入化肥灌溉。其中，機(jī)械屬于固定成本，生產(chǎn)的產(chǎn)品越多，平攤下來成本越低。化肥投入屬于非固定成本，不會(huì)隨著規(guī)模而變化。這兩者之間實(shí)際上是存在替代關(guān)系的。當(dāng)規(guī)模很小的時(shí)候，我就愿意多投一點(diǎn)化肥，少投固定成本，否則不劃算。兩畝地一年賺不到2000塊錢，我肯定不在意，我在城市打工一個(gè)月可能就能賺5000塊錢，所以施肥的時(shí)候就很輕松，隨便撒撒就完了，節(jié)約下來的時(shí)間就去城里打工了。如果要實(shí)現(xiàn)優(yōu)化施肥，首先要買機(jī)器，要把肥料深施到土壤里面，這個(gè)過程很復(fù)雜。其次施肥的時(shí)候要分次，一年施肥多次最理想，先施一遍地基肥，作物種上去了再去追肥，一次不夠再追一次。那么在城里打工的農(nóng)民肯定不愿意干這個(gè)事，因?yàn)榛卮迦ナ┓实某杀咎吡恕?/p>

但是，假如你有200畝地，200畝地賺的錢可能已經(jīng)超過在城市打工的收入水平，你就是職業(yè)農(nóng)民了。200畝地施肥的成本就需要2萬，也不可能端著盆去撒，必須用機(jī)器去協(xié)助施肥，那么農(nóng)民不但不愿意過量施肥，還會(huì)琢磨2萬的化肥量能不能降到1萬5。如此一來肯定是精準(zhǔn)化的施肥以及分次去施肥。

界面新聞：農(nóng)業(yè)的規(guī)模化效應(yīng)確實(shí)比較明顯，您覺得在國(guó)內(nèi)如何推廣？

谷保靜：跟西方國(guó)家不一樣，我們的土地是集體所有，農(nóng)民擁有承包權(quán)，經(jīng)營(yíng)權(quán)可以流轉(zhuǎn)，三權(quán)分置。一家一戶一般大概就七八畝地，少的人家三四畝地，我不愿意種的話，可以把地流轉(zhuǎn)給我的鄰居，這種經(jīng)營(yíng)的方式叫大戶承包，家庭農(nóng)場(chǎng)。家庭農(nóng)場(chǎng)也可以做到100畝甚至200畝地大小。變成家庭農(nóng)場(chǎng)之后，農(nóng)民可能還是覺得地有點(diǎn)小，因?yàn)?00畝地買個(gè)大型拖拉機(jī)也不劃算。那么10個(gè)家庭農(nóng)場(chǎng)可以并成1個(gè)合作社，2000畝地10家人一塊去經(jīng)營(yíng)，可能會(huì)賺得更多。

還有一種情況是像中糧集團(tuán)和江蘇省農(nóng)墾這樣的工業(yè)化種植，直接大面積使用現(xiàn)代化耕作方式，10萬畝地統(tǒng)一經(jīng)營(yíng)。實(shí)際上在江蘇很多地方已經(jīng)在試點(diǎn)推了，這個(gè)叫適度規(guī)?；?jīng)營(yíng)。當(dāng)我們把規(guī)?；饰廴娟P(guān)聯(lián)起來之后就發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上降低化肥污染必須作為一個(gè)副產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)，隨著規(guī)?；a(chǎn)解決了，先解決農(nóng)民的收入問題，之后優(yōu)化施肥，最終就把環(huán)境問題也解決了。

界面新聞：據(jù)您估算，施肥過程中造成的污染大約占比是多少？

谷保靜：農(nóng)業(yè)污染能夠貢獻(xiàn)中國(guó)氮素污染的一半以上，這一半里面，種植業(yè)跟養(yǎng)殖業(yè)比例差不多，養(yǎng)殖業(yè)稍微大一點(diǎn)，種植業(yè)大概貢獻(xiàn)百分之二十幾的污染量。

“農(nóng)業(yè)氮素信用系統(tǒng)”改善錯(cuò)配

界面新聞：您在論文中提出了一個(gè)名為“氮素信用系統(tǒng)”的設(shè)想，您能否解釋一下這個(gè)系統(tǒng)在理想情況中應(yīng)該怎樣運(yùn)作？

谷保靜：農(nóng)民要為了改善污染付出成本，但是并沒有獨(dú)享環(huán)境改善帶來的收益，農(nóng)業(yè)氮素信用系統(tǒng)實(shí)際上就是為了解決這個(gè)錯(cuò)配問題。

我們有另外一篇2023年1月份剛發(fā)表在《自然》上的論文，提出了減排氮素的11項(xiàng)措施。但凡農(nóng)民采用這11項(xiàng)措施，政府就給他補(bǔ)貼，補(bǔ)貼的錢從哪來？錢就從環(huán)境改善之后，全社會(huì)都獲益的這部分里面摳出來。怎么去執(zhí)行？就是農(nóng)民一旦采用了這些舉措，他就會(huì)獲得氮素信用分，就和航司機(jī)票積分一樣，一個(gè)積分就可以拿到政府那去換錢，從而解決錯(cuò)配問題，激勵(lì)農(nóng)民去做更多的環(huán)境友好型的操作。

氮素信用系統(tǒng)的本質(zhì)就是對(duì)農(nóng)民的綠色生產(chǎn)行為進(jìn)行補(bǔ)貼。2023年1月份的那篇論文出來之后，澳大利亞已經(jīng)去實(shí)踐了，當(dāng)?shù)毓芾泶蟊そ傅臋C(jī)構(gòu)專門寫信來說，他們正在用我們的信用系統(tǒng)去保護(hù)大堡礁。澳大利亞的大堡礁很漂亮，大家都很喜歡去旅游，但大堡礁上游地區(qū)種了很多甘蔗，農(nóng)民為了提升甘蔗的產(chǎn)量大量施肥，肥料就沿河流入海中，引起大堡礁的珊瑚死亡。政府為了解決珊瑚死亡的事件，跟這些農(nóng)民做了協(xié)議，如果農(nóng)民減少氮肥的施用、減少氮素進(jìn)入大堡礁，就能得到信用分，之后可以拿到政府那去換錢。

界面新聞：在減輕氮排放這個(gè)領(lǐng)域，您在全球范圍內(nèi)是否看到一些比較有趣的實(shí)踐，可以對(duì)中國(guó)當(dāng)下的情況有所啟示？

谷保靜：從很長(zhǎng)的歷史時(shí)間上看，中國(guó)肯定是要持續(xù)推進(jìn)規(guī)?；N植，這是第一步。因?yàn)橐?guī)?；?，污染的確降低了很多，也有利于先進(jìn)的機(jī)械和先進(jìn)的管理，現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)能夠真正落到實(shí)地上。

歐洲地區(qū)、美國(guó)地區(qū)、澳大利亞地區(qū)的規(guī)?；N植，規(guī)模實(shí)際上都很大。我們有可能達(dá)到歐洲的規(guī)模，歐洲現(xiàn)在差不多10個(gè)公頃，100多畝地。國(guó)內(nèi)現(xiàn)在每個(gè)農(nóng)戶的平均規(guī)模是0.5公頃，還是很小。所以我們不要求達(dá)到美國(guó)那樣，也實(shí)現(xiàn)不了。

在持續(xù)推進(jìn)規(guī)?；那疤嵯?，氮素信用系統(tǒng)至關(guān)重要。其中分為三個(gè)層次。最簡(jiǎn)單的就是改用新型肥料——比如說緩控施肥或者是抑制劑肥料——即便采用傳統(tǒng)施肥方式，相比傳統(tǒng)肥料尿素，還是可以大幅度降低污染。但是它價(jià)格要高很多，所以我們推薦政府直接對(duì)新型肥料進(jìn)行補(bǔ)貼，讓新型肥料跟傳統(tǒng)的尿素同價(jià)或者略低一點(diǎn)點(diǎn)，不要低太多，否則可能造成過量施肥?；蛘咄扑]農(nóng)民讓豆科作物跟其他作物輪作。這些都比較特別容易操作，不受規(guī)?；挠绊憽?/p>

當(dāng)進(jìn)入第二層次的時(shí)候，就需要規(guī)?；r(nóng)業(yè)了。如果要優(yōu)化施肥方式，以現(xiàn)在一直推的測(cè)土配方技術(shù)為例，可以檢測(cè)土壤養(yǎng)分含量，據(jù)此決定要施多少化肥。那么中國(guó)有18億塊田的話，一般一塊田要取5個(gè)點(diǎn)，最終大概需要接近100億樣品，即使每年測(cè)一次，一次檢測(cè)成本十塊錢，那么一年的測(cè)試費(fèi)就要1000億人民幣，此外取樣、運(yùn)輸、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)、溝通都是成本，最后光測(cè)土配方這件事情可能就要花上萬億的錢，這就不現(xiàn)實(shí)。所以說，需要當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)已經(jīng)達(dá)到比較高的規(guī)模化水平。

第三個(gè)層次，對(duì)社會(huì)發(fā)展的程度要求就更高?，F(xiàn)在的歐美國(guó)家測(cè)土配方是常態(tài)，因?yàn)樗奶飰K比較大，經(jīng)濟(jì)水平很高，農(nóng)民受教育水平也很高，有先進(jìn)的技術(shù)，比如無人機(jī)甚至是遙感幫你看地面的情況，遠(yuǎn)程決定要用什么施肥。

所以我們的信用系統(tǒng)里面實(shí)際區(qū)分了三個(gè)層次，根據(jù)技術(shù)條件去采用不同的策略和方式補(bǔ)貼和引導(dǎo)農(nóng)民，確保不影響糧食安全。中國(guó)每年的中央1號(hào)文件都是關(guān)于糧食安全的，為什么？因?yàn)檫@個(gè)事情很重要，也很復(fù)雜，涉及到很多技術(shù)問題，管理問題、制度問題，甚至是社會(huì)整體的發(fā)展問題。

界面新聞：再說回這次獲獎(jiǎng)的論文《在緩解空氣PM2.5污染方面，減少氨比氮氧化物更具成本效益》，您怎么樣評(píng)價(jià)論文的科學(xué)意義和政策意義？

谷保靜：科學(xué)意義上，實(shí)際上之前很少有人量化過空氣污染里面到底哪種污染物的貢獻(xiàn)大。過去量化的時(shí)候很容易采用的方式是檢測(cè)空氣污染物的組成成分，那么氨占比會(huì)很小，因?yàn)榘睔馀c氮氧化物、二氧化硫相比很輕，但是氨氣又是堿性氣體，二氧化硫和氮化物都是酸性的，在反應(yīng)過程中很容易形成氨鹽。因此，除了重量貢獻(xiàn)之外，氨還會(huì)有反應(yīng)的貢獻(xiàn)。

所以，我們用大氣化學(xué)模型，通過模擬實(shí)驗(yàn)的方式把氨摳掉，去看它整體上的貢獻(xiàn)，會(huì)比原來的檢測(cè)方式更合理。同時(shí)，我們構(gòu)建這個(gè)指標(biāo)把前體物跟最終的污染物聯(lián)系起來，希望能夠量化清楚，同時(shí)把貢獻(xiàn)最終連接到人體健康效應(yīng)上。我們做了大量的健康效應(yīng)的分析和成本收益的分析，最終能夠量化出來，考慮到成本問題，控氨實(shí)際上是一個(gè)更優(yōu)的策略。因?yàn)殡x開成本去談?wù)摥h(huán)境治理是不負(fù)責(zé)任的。我們可以寫一個(gè)非常完美的方案，但是這個(gè)方案要花光全球所有的GDP才能夠?qū)崿F(xiàn)，那也不現(xiàn)實(shí)，所以我們要把成本控制在合理范圍內(nèi)。

從政策意義上來講，中國(guó)控制氮氧化物已經(jīng)有一段時(shí)間了，所以我們需要把氨氣也納入進(jìn)來，作為共同控制的點(diǎn)。世界衛(wèi)生組織推薦的5微克每立方米是一個(gè)特別低的濃度值，現(xiàn)在很多發(fā)達(dá)國(guó)家還沒達(dá)到，發(fā)達(dá)國(guó)家一般是按照之前10微克每立方米來。中國(guó)原來的安全值是75微克每立方，十三五期間已經(jīng)達(dá)到了，但現(xiàn)在還是比10微克要高很多。所以要現(xiàn)在從四五十的水平降到10、降到5的話，需要進(jìn)一步把這些東西都納入減排體系里面。

界面新聞：獲得前沿地球獎(jiǎng)對(duì)您個(gè)人來說意味著什么？可能對(duì)中國(guó)的科學(xué)界來說又意味著什么？

谷保靜：我認(rèn)為這是對(duì)我們整個(gè)團(tuán)隊(duì)工作的一種肯定。這讓我們更有信心，相信我們對(duì)地球科學(xué)系統(tǒng)的研究還是有一定貢獻(xiàn)的。另一方面這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)也能夠激勵(lì)更多的人投身于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的研究。因?yàn)榄h(huán)境保護(hù)不像別的領(lǐng)域，更容易做出產(chǎn)品或?qū)＠?，環(huán)境保護(hù)本身就是一個(gè)公益事業(yè)。

在氣候變化的壓力下，極端氣候事件比如極端高溫、極端低溫、極端干旱、極端暴雨日益頻繁，未來保護(hù)環(huán)境變成特別大的社會(huì)發(fā)展需求的時(shí)候，我們能夠通過前沿地球科學(xué)獎(jiǎng)推動(dòng)更多的年輕人、更多的科學(xué)家進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域，相信這對(duì)于本次會(huì)議提到的“加速地球的保護(hù)進(jìn)程”至關(guān)重要。

（實(shí)習(xí)生高鉑寧對(duì)此文有貢獻(xiàn)）