由于三分之二的土地在海平面之下，荷兰人积累了丰富的治水经验。远古时代他们就学会了建筑人造山丘（terps），作为洪水来袭时的逃难之地；十世纪前后，弗里斯兰地区的僧侣们开始用草皮建造最原始的大坝；十五世纪，他们发明了风车来排水；上个世纪，又先后启动须德海工程和三角洲工程，以系统治理洪水。马仕朗防风暴大坝（Maeslantkering）是人类防洪工程的登峰造极之作，被誉为七大世界工程奇迹之一。由于预期海平面会进一步升高，荷兰人无奈之下又尝试“还河流以空间、还土地给海洋”，实现人与水的和谐共存。在阿姆斯特丹、鹿特丹、马斯特里赫特等地方，荷兰人开始建造漂浮房屋。这些房子有着中空的混凝土基座，可以浮在水上，用固定在岸边的缆绳拉住房屋，随着水位自由升降。碳排放对气候的影响是巨大的，一个直接的后果就是温室效应导致冰川融化从而推动海平面上升。到那个时候，可能大家都不得不学习荷兰人了。

全球平均温度距平图片来源：中国气象局《中国气候变化蓝皮书》

温室效应是已经被权威研究机构证实了的现状。中国气象局发布的《中国气候变化蓝皮书》显示，与工业化前相比，年全球平均温度升高了约1.1℃，而到的五年是有完整气象观测记录以来最暖的五个年份。从上个世纪八十年代开始，每个连续十年都比前一个十年更暖。温室效应是近年来全球极端天气的重要原因。以年为例，加拿大的莱顿镇最高气温达到49.6摄氏度，刷新了该国历史最高温度；美国有记录以来的年中，今年的6月为“最热6月”，全美白天气温创造新高的有个地方，夜间创造高温纪录的有个地方；德国、荷兰、比利时、卢森堡等国出现“世纪洪灾”，中国的河南、日本热海突发洪水，一片狼藉……目前Nature杂志已经将北美山火、亚马逊干旱、北极融冰等9个异常现象识别为气候临界点，这是地球气候系统从缓慢量变到激烈质变的信号，临界点一旦越过，可能我们就再也回不到从前了。

自然杂志气候临界点图片来源：Nature杂志

在工业革命以前，二氧化碳在大气中的浓度大约为ppm，其后逐年增加。到上世纪50年代增加到ppm，年4月首次突破ppm，年4月首次突破ppm。年5月，浓度均值已经达到.7ppm，这是人类历史上前所未有的水平，也是数百万年来的最高。然而，除了少数的科学家之外，人类作为一个整体对这个问题缺乏足够的关切，最新的政府间气候变化专门委员会评估报告描述大众的反应为“一切如常”，这是最糟糕的情况。如果继续“一切如常”，年，这一数值将达到ppm，年到达ppm。二氧化碳浓度持续升高将引发环境灾难，全球气候变暖所导致的一系列灾变会直接危及人类的生存。

全球年度碳排放（十亿吨）来源：globalcarbonproject

工业社会大量使用化石燃料，是碳排放的主要来源。每燃烧1吨煤，会排放2.5吨CO2，燃烧1吨石油会排放3.1吨CO2。据美国气候责任研究所分析，从年到年，全球碳排量及能源相关沼气总量是1.万亿吨，而同期仅20家化石燃料公司就制造了亿吨的碳排放量，占到全世界的35%。年全球燃烧化石燃料产生的CO2排放量高达.7亿吨，年更是高达亿吨。自工业革命以来，碳排放一直保持着快速攀升的状态，期间重大的灾难性事件会带来短暂的下降，但很快又会强势反弹。年西班牙流感全球流行导致碳排放下降了近14%，但翌年即上升15%；年全球金融危机以全球数亿人失业的代价减少了4.8亿吨的碳排放量，年经济刚缓过气来就增长了16.5亿吨；年的新冠疫情使全球经济遭受重创，换来了碳排放减少24亿吨，但在尚未完全复苏的12月份就已经比上一年多排放了万吨。中间的几次下降分别对应着大萧条、二战和石油危机，可短暂休整之后便又重拾升势，不断创出新高。根据一些研究的结论，当前人类碳排放的速度大约相当于万年前古新世-始新世极热事件（PETM）时期的9到10倍。在PETM期间，全球的平均气温比现在高大约7摄氏度，导致了地球上一场大规模的生物灭绝。

面对严峻的环境压力，各国政府及国际间组织采取了一系列行动。自年开始，每年在世界不同地区轮流举办联合国气候变化大会，以寻求应对方案。“治疗这个星球没有疫苗”，联合国秘书长古特雷斯指出，全球应对气候变化的行动应该马上付诸实施。年9月22日，中国政府在第七十五届联合国大会上提出：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于年前达到峰值，努力争取年前实现碳中和（习近平，）。”中国的承诺和正在实施的行动，体现了大国的担当。

问一个问题：世界上有没有已经实现碳中和的国家？答案是有，不丹和苏里南。可惜，它们都位列全球最不发达国家的队伍中，这对于工业国来说，并不具备太大的参考意义。工业化的国家，在现行的生产生活方式下，是没办法实现碳中和的，在今后的一段时间里，全球的碳排放总量还将持续攀升。面对现实，我们唯有从生产方式上进行根本性的变革。

PETM事件发生后，通过陆地上的植物和海洋中的藻类，光合作用逐渐将大气中的二氧化碳变成大量的有机质储存起来，地球从饱受创伤再到恢复之前的状态整整花了15万年。人类在可能的大灾变中很难幸免于难，我们需要从历史中吸取经验教训，从而避免惨剧的重演。结合当前的实际，减少直至停止使用化石燃料是减少碳排放最有效的措施，而通过生物捕获空气中的二氧化碳是碳中和最可行的措施。地球上的生命是碳基生命，农基生产过程就是碳循环过程。生物通过光合作用将CO2和水结合形成碳氢化合物，在此过程中将太阳能储存在化合物的化学键中，同时实现碳捕获。科学家已经确认了几种主要的生物固碳方式，包括卡尔文-本森-巴沙姆循环、C4/CAM途径、还原三羧酸酸循环、厌氧乙酰辅酶A途径等，农基生产藉此将二氧化碳转化为乳酸、丙酮、异丙醇、丁醇、异戊二烯等材料或能源化学品。

从农基产业的角度来看，以生物质替代化石燃料是优先选择，这将既满足人类的能源需求，又可实现碳中和，在技术上、经济上和可持续性上也完全可行。年，全球以生物法生产的可再生液体燃料已近万吨（邢雪荣、刘斌，）；年全球一次能源消费总量为.65亿吨油当量，而每年新产生的生物质超过亿吨，折算成标准煤亿吨或油当量亿吨（闫强等，）。考虑到还有大量的未利用土地以及技术进步因素，生物质的产量尚有相当大的空间，理论上完全能够满足人类的能源需求。农基生产在碳中和方面并不局限于生物质这一种载体，生物光伏、生物制氢等同样会大有作为，同样有着碳中和效应的生物基材料的生产我们在后续的部分中再进行探讨。

参考文献

[1]习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上的重要讲话．新华网．-09-22

[2]邢雪荣,刘斌.工业生物技术发展现状及未来趋势[J].中国科学院院刊,(03):-.

[3]闫强,王安建,王高尚,于汶加.全球生物质能资源评价[J].中国农学通报,,25(18):-.