图 全球农田氮素污染减排的成本收益分析
在国家自然科学基金项目（批准号：41721001、42261144001、42061124001和41822701）等资助下，浙江大学环境与资源学院谷保静、徐建明等与国内外合作者利用全球1500多个田间实验数据以及IMAGE、MAgPIE、CHANS、GAINS等模型，系统量化了全球农田氮素减排的可行路径，并建立了与之对应的氮素信用系统，推动农田氮素污染减排措施的落地实施。相关成果以“经济有效地治理全球农田氮素污染（Cost-effective mitigation of nitrogen pollution from global croplands）”为题，于2023年1月5日发表在《自然》（Nature）杂志上。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05481-8。
全球每年农田总氮输入高达2亿吨，但是由于氮素利用效率不足50%，导致一半以上施用的氮素流失到环境中，这不仅导致经济损失，也会带来严重的环境和健康效应。提高氮素利用效率，在保障粮食产量的前提下控制农田氮素污染，一直是全球农田管理的重要任务之一。通过整合全球田间实验结果和多模型模拟，筛选出了11项关键氮素减排措施，可以减少农田30%～70%的氮素流失，提高10%～30%的作物产量和10%～80%的氮素利用效率。这些措施如果在全球农田实施的话，每年可以多收获1700万吨作物氮，减少2200万吨氮肥使用量，减少2600万吨氮素污染。这些变化可以为粮食供应、人类健康、生态系统和气候带来4760亿美元的社会收益，而净减排成本只有190亿美元（图），其中150亿美元的化肥成本节约可以抵消44%的总减排成本。同时，需要建立农业氮素信用系统（NCS），从社会收益中拿出一部分对农民的减排成本进行补贴，补贴金额除了需要涵盖农民的减排成本外，还需要有足够的激励资金去奖励农民的绿色生产行为，以保障社会的粮食安全、环境和健康收益可以真正实现。
该工作对实现联合国环境规划署将全球氮素污染减半的目标具有重要意义，为全球农业面源污染治理提供了可行的路径，为相关政策制定提供了重要的科学依据。