簡介
當前世界農業正處在一個由“高碳”向“低碳”的重大轉型期。低碳農業是全球性的生態危機特別是全球氣候變暖催生的生態革命產物。聯合國政府間氣候變化專業委員會第四次評估報告（2007）指出，農業是溫室氣體的第二大來源，農業源溫室氣體排放占全球人為排放的13.5%；聯合國和世界銀行在其發表的一份由全球400多位科學家撰寫的報告《國際農業知識與科技促進發展評估（2008）》中進一步指出：“世界需要一個從嚴重依賴農藥和化肥等化學品、對環境破壞很大的農業模式轉化為對環境友好、能保護生物多樣性和農民生計的生態農業模式。”在世界多國共同反思高碳農業弊端的同時，世界農業隨之步入新型的有機、生態、高效的現代農業發展期，即低碳農業經濟時代。
農業是國民經濟的基礎，低碳農業是我國實現低碳經濟的根本保證和重要領域。當前，我國農業面臨高投入、低產出、低效益、資源高消耗和過度利用、生態退化、環境惡化、農村生活條件差等一系列問題。而低碳農業實質上就是在系統集成的前提下，通過內部自然性資源和外部各投入要素的最佳化組合，利用技術和制度創新，最終實現農業生產系統的低投、高產、低(負)碳生態的整體目標，是一種生態經濟學原理指導下的農業可持續發展類型或模式。
與傳統高碳農業相比，低碳農業具有明顯的優勢，集中體現在：節約性、環保性、安全性、高效性、和諧性，其發展理念體現了低碳農業是資源節約型農業、環境友好型農業、優質安全型農業、經濟高效型農業、社會和諧型農業。另外，低碳農業拓展了現代農業功能，具有生產、安全保障、氣候調節、生態涵養、金融、提升國際競爭力、調整農業生產結構及改善農村環境等功能。發展低碳農業有利於減緩全球氣候變暖，緩解能源資源匱乏，有效保護生態環境、維護農業生態系統平衡，提高農產品質量，確保農產品安全，增加農民收入，構建社會主義新型農村，是我國農業未來發展主要方向和主導思路。
特徵
節約高效
節能高效是指，它是一種節約高效型農業。低碳農業要求住確保糧食安全前提下，在發展農業生產過程中儘可能地減少化石能源投入，即減少化肥、農藥、農膜、除草劑、植物生長調節劑、土壤改良劑、飼料添加劑等各種農用化學品的投入，這樣既可以大大節省農業生產成本，提高農業生產效益和促進農民增收，又減少了二氧化碳等溫室氣體排放，特別適宜在人多地少、人均資源不足的中國大力發展。通過儘可能地節約使用各類資源，儘可能地減少人力、物力和財力消耗．低碳農業能夠最大限度地利用農業環境條件，通過資源再生和循環利用獲取最大的產出效益，以儘可能少的投入得到更多更好的產品，大幅度提高資源利用率，因而它是一種高效益型農業。典型的可持續農業發展模式如精準農業、生態農業、循環農業等，與低碳農業的這方面特徵和要求是一致的。
優質環保
優質環保是指，低碳農業是優質環保型農業。由於減少了農用化學品的使用。特別是通過推廣“生態災”技術與措施，可大大減少或基本做到不使用農藥、除草劑等“有毒、有害”化學品，從而可有效地保護天敵，這對生產無公害食品、綠色食品和有機食品十分有利，不僅有利於提高農產品質量，更有利於提高其安全性和保健性。此外，由於減少了農用化學品的投人，從而避免或減少了因大量生產、製造農用化學品而產生的生態破壞，低碳農業能夠將農業產前、產中、產後全過程中可能對人類經濟、社會、環境帶來的不良影響降低到最低限度，減少或消除農村環境污染，對保護和最佳化生態環境具有直接作用。此外，發展低碳農業的減排增匯作用，還可以有效緩解或消除因溫室氣體高排放引發的國際“環境糾紛”，既收穫了優質農產品，又改善了生態環境，還促進了社會和諧，實現了經濟、生態和社會效益的相統一。典型的可持續農業發展模式如有機農業、綠色農業、碳匯林業等，與低碳農業的這方面特徵和要求是一致的。
現代集約
現代集約是指，低碳農業是現代生產要素和人工智慧高度集成的農業。農業承擔著保障人類生命延續的食品供給功能，為了完成這一艱巨任務，必須最大限度地採用至今為止人類文明的所有發明創造，來大幅度地提高光、熱、水、土等農業資源的利用效率，低碳農業亦不可置之度外。低碳農業並不是不加區分地一概排斥化肥、農藥、農膜等高碳農用化學品投入，而是提倡善用、精用、活用，重點是提高利用效率，在增強食品供給能力的同時儘可能地減少其對環境的破壞，儘可能地節約資源，以增強農業生產的可持續性。典型的可持續農業發展模式如設施農業、立體農業、節水節能農業等，與低碳農業的這方面特徵和要求是一致的。
發展狀況
南北發展不均衡是當前世界低碳農業發展面臨的一個主要問題。開發中國家的低碳農業現處於開發的初級階段。素有“南美糧倉”之稱的阿根廷，已經打破“種地必須先耕”的傳統，實行免耕加秸稈還田的低碳農業技術；巴西政府於2010年制訂了“低碳排放農業計畫”，鼓勵農業生產者採用農林牧一體化生產、農作物輪作，並推廣生物固氮技術、整治退化草場等；我國在生態農業面積居世界第二位的基礎上，重點推廣農業固碳技術，減少高碳能源及化肥套用，重建農業濕地系統，發展農業循環經濟。雖然取得進步，但開發中國家的農業安全和糧食安全因氣候變化引發的生態系統退化、自然災害頻發等因素而遭受極大影響。世界銀行在其發布的《2010年世界發展報告：發展與氣候變化》中稱開發中國家將承受氣候變化潛在影響的75%—80%，這是由於開發中國家對農業依賴性強。低碳農業現已突破經濟範疇，上升到政治範疇。開發中國家的農業劣勢直接導致其在“低碳國際”的弱勢地位。已開發國家因具有較為豐富的農業碳匯政策管理經驗和先進的技術手段，在國際碳市場及氣候變化國際談判中具有較大的主動權和決策權。
有些國家採取的有效措施包括改進飼料配方，從而減少家畜腸道發酵產生的CH氣體，建立生物工廠，加強對家畜糞便的循環利用，提高家畜飼養和飼料種植的效率，加強農牧業基地的合理化管理；植樹造林，加強對土地和水資源的管理；利用價格和稅收對畜牧業進行調節等。
澳大利亞大約有16%的溫室氣體排放來自於農業。66%的農業溫室氣體排放是以來自於牲畜內臟的CH形式出現的。澳大利亞通過採用濃縮飼料、替代飼料減少CH排放量。使用濃縮飼料，雖然每頭牲畜每天的CH排放量可能會增加，但是每千克飼料採食量和每千克產品的排放卻在減少。使用濃縮飼料產生的排放的淨效果，取決於動物數量減少或適齡牛被屠宰的數量，及這種做法如何影響土地使用、糞便氮素含量以及生產和運輸濃縮飼料產生的排放。減少CH排放量的做法包括：在飼料中加入油或油籽、提高牧草質量(特別是在欠發達地區)及最佳化蛋白質攝入量以減少氮素排泄和N20排放量。一些食物添加劑可以適度考慮，但應注意其負面效應。離子載體抗生素可以減少CH排放，但效果是“過度性”的，在歐盟已被禁止。抑制甲烷菌的鹵代化合物，但它們的效果也是“過度性”的。並且可能會抑制攝入量。新型化合物，如植物縮合單寧、皂甙或精油可能在減少CH排放方面具有優點，但實現這些效果往往會降低飲食消化率。
日本通過提高育種和更好的管理(如減少後備乳用小母牛)產生更好的減排效率，減少了每單位畜牧業產出的CH排放量。利用牲畜健康動態監控表，實時監控健康動態，及時分析生產出現的原因，及時採取有效措施解決。加快畜種和草種的改良步伐。
前景
發展低碳農業要弄清低碳農業的內涵、任務、目標、舉措、機制、政策等，並要深入了解應該如何在過去的生態農業、立體農業、循環農業、觀光農業的基礎上加以凝練與提升。實際上，低碳農業內涵古而有之，只是現階段概念要義的更新與高新技術的介入而使其得以深化並提升。從系統觀點認識，低碳農業是一個追求的整體目標，也是一個複合的技術體系，其基礎應該是現代生態農業和農業循環經濟。
值得注意的是，在農業發展中仍存在著較為嚴重的環境污染及資源浪費現象，例如耕地緊缺與糧食安全矛盾，畜牧發展與飼料不足的困惑，資源不足與過度開發，凡此種種，令人擔憂。同時，大量畜禽排泄物引起了農業面源污染，使得地表水及地下水污染嚴重；作物種植過程中大量農藥和化肥的使用、水稻秸稈再利用方式不當及CH排放等引起的環境污染問題；農業節水技術發展相對落後等，都將使得農業可持續發展面臨嚴峻的考驗。如何實現新的突破，怎樣尋求新的出路，這是新時期提出的新命題，就此也為發展低碳農業提供了良好機遇和廣闊天地。
從實踐意義認識，依靠科技進步，發展低碳農業，就是要從不同的層次來介入，因地制宜地建立不同的模式。特別要強調的是，發展低碳農業要科學規劃，合理設計，項目帶動，轉型提升。很顯然，不同問題要具體探討，不同區域要詳盡研究，不同層次要分別建模，不同優勢要順勢發揮。切不可一哄而上，更不可拼湊而就。例如水田、旱地、坡地、山地如何抓住側重點，是至關重要的。對於水田，要設法降低甲烷排放；對於旱地，要著力減少氧化亞氮釋放；對於種植業，要推廣立體農業模式，提高光能利用效率；對於養殖業，要推廣循環農業模式，提高綜合利用效率；對於加工業，要推廣綠色農業模式，提高整合集成效率等。當然還要最佳化農業系統結構與合理調整生產方式，使之有利於實現高產、優質、高效、安全、生態的目標。這其中有技術環節要突破，也有優惠政策要引導的問題。專家們認為，依靠科技進步，著重要突破減量化技術運用，實現資源節約；要突破再利用技術運用，充分挖掘潛力；要突破再循環技術運用，強化綜合開發；要突破可控化技術運用，防治農業污染。此外，還有高光效作用品種選育，配套技術集成，立體農業深化，循環農業拓展，生態農業提升，這無疑都有利於實現現代農業的低碳化。可以相信，與低碳經濟同步發展的低碳農業，其潛力是巨大的，其套用前景也是十分廣闊的。
模式
1、有害投入品減量、替代模式。化肥、農藥、農用薄膜的使用，是工業革命成果在農業上的套用，對農業的增產作用顯著。但負面作用也不可忽視，既有可能帶來農產品的殘毒，又有可能帶來農業面源污染和土壤退化，影響農業的可持續發展。多年來，各地積極探索化肥、農藥、農用薄膜的減量、替代。如用農家肥替代化肥，用生物農藥、生物治蟲替代化學農藥。用可降解農膜替代不可降解農膜。農業部門開展的測土配方施肥和平衡施肥，根據土壤狀況和農作物生長需要，確定化肥的合理施用量，深受農民歡迎。
2、 立體種養 的節地模式。立體種植、養殖充分利用土地、陽光、空氣、水，拓展了生物生長空間，增加了農產品產量，提高了產出效益。在江蘇的江海沖積平原，常見的有農作物合理問種、套種的農作物立體種植，桑田秋冬套種蔬菜、桑田夾種玉米的農桑結合。意楊林中套種小麥、大豆、棉花等農作物的農林結合，苗木合理科學夾種的苗木立體種植，稻田養殖、菱蟹共生、藕鱉共生、藕鱔共生的農漁結合，稻田養鴨的農牧結合，意楊樹下種牧草，養殖羊、鴨、鵝的林牧結合，水網地區的漁牧結合等。
3、節水模式。目前，我國農業年用水量約為4000億m ， 占全國總用水量的68%，是最大的用水戶。其中灌溉用水量為3600億～3800億m ，占農業用水量的90%以上。據水利部農水司測算，全國灌溉水利用係數僅為0.46，即從水源到田間，約有一半以上的灌溉水因滲漏、蒸發和管理不善等原因沒有被作物直接利用。灌溉後農田水的利用效率也很低，每立方米水生產的糧食約lkg，僅為已開發國家的一半。多年來，各地大力發展節水型農業，採取科學的工程措施，積極發展砼防滲渠道和管道輸水。成功地減少和避免了水的滲漏與蒸發；改造落後的機電排灌設施。推廣水稻節水灌溉技術和農作物噴灌、微噴灌、滴溉等技術，較大限度地提高了水資源的利用率。
4、節能模式。推廣節能技術，從耕作制度、農業機械、養殖及龍頭企業等方面減少能源消耗。改革不合理的耕作方式和種植技術，探索建立高效、節能的耕作制度。大力推進免少耕、水稻直播等保護性耕作。旱作地區推廣耐旱作物品種及多種形式的旱作栽培技術。冬季建造充分利用太陽能的溫室大棚，種植反季節蔬菜。推廣集約、高效、生態畜禽養殖技術，降低飼料和能源消耗。利用太陽能和地熱資源調節畜禽舍溫度，降低能耗。
5、“三品”基地模式。“三品”指無公害農產品、綠色食品、有機食品 這3種農產品因其品質好、無農藥殘留或微農藥殘留，深受消費者歡迎。近幾年。各地大力推進“三品”基地建設，農產品的安全性能大大提高。
6、清潔能源模式。利用農村豐富的資源發展清潔能源. 主要有：風力發電、秸稈發電、秸稈氣化、沼氣、太陽能利用等。特別值得一提的是，近幾年，各地積極實施“一池(沼氣池)三改(改廁、改廚、改圈)”生態富民工程，既淨化了環境，又獲取了能源，還增加了收益，農民民眾對此讚不絕口。
7、種養廢棄物再利用模式。如秸稈還田培肥地力、秸稈氨化後餵畜、秸稈替代木材生產複合板材、利用桑樹修剪下的枝條種植食用菌、利用畜禽糞便生產微生物有機肥、將花生殼粉碎加工成細粉再利用等。
8、農產品加工廢棄物循環利用模式。如稻米加工企業可以利用優質稻米為原材生產精製米、米粉、米澱粉。產生的稻殼可作燃料，米漿水中可提取澱粉，再從澱粉中提取葡萄糖和米蛋白，過濾後的水送養豬場餵豬。養豬場有機肥施入企業的稻米生產基地。
9、區域產業循環模式。在一個區域內，產業與市場構建種植業、養殖業、加工業、流通業之間的產業大循環，形成經濟發展的良性循環。
10、農業觀光休閒模式。近幾年到農村觀光休閒已成為城市居民度假休閒的一種新選擇，觀光休閒農業因此獲得較快發展。觀光休閒的主要場所，有農村天然景觀、歷史人文遺址、休閒農莊、農業高新技術園區、特色農業產區、特色產品專業市場、知名度高的鄉鎮企業等。
