浙江大学蒋茜静：给稻田算一笔碳排放账丨浙科青托·新质力量④

编者按

浙江省科协“青年人才托举培养项目”（以下简称“青托”）自2022年实施以来，每年通过省级学会和科协基层组织，遴选一批优秀青年人才进行连续3年稳定的综合培养，支持其在创造力黄金期脱颖而出，打造一支具有创新创造潜力的优秀青年科技人才队伍。本号特开辟专栏，从历届被托举人中选取具有代表性的青年科学家，记录他们在“青托”助力下的突破与蜕变。他们或深耕基础研究，或致力临床转化，或潜心教书育人，展现了新时代浙江青年科技工作者的风貌。

本期，我们走进浙江大学，认识一位从加拿大旱地回到浙江水稻田，把中国的农业减排方案写进联合国报告的青年研究者——蒋茜静。

大多数人谈到“碳排放”，首先想到的是工厂烟囱、汽车尾气，或是能源工业。但在蒋茜静的研究里，碳排放也发生在一片片水稻田里。

稻田为什么会排放温室气体？排了多少？怎样才能减下来？减排之后会不会影响粮食产量？这些问题，构成了蒋茜静近年来最重要的研究方向。

蒋茜静是浙江大学生物系统工程与食品科学学院副研究员，主要从事农业碳排放精准感知与减排调控研究。用更直白的话说，就是搞清楚农田里温室气体从哪里来、排多少、怎么减，同时还要保证粮食稳产甚至增产。

回国任教后，她主持了浙江省“尖兵”重点研发计划千万级项目，在浙江多地建立示范区。她还牵头联合国粮农组织可持续农业相关项目，总结不同地区的农业减排实践。

蒋茜静（右四）随联合国粮农组织课题组在鄂尔多斯调研

把问题带回中国稻田

蒋茜静的科研训练始于工程背景。2013年本科毕业后，她赴加拿大麦吉尔大学攻读博士，进入农业温室气体排放与减排研究领域。加拿大主要种植玉米、小麦、大豆等旱地作物，她参与的研究也围绕这些作物展开。

博士毕业后，蒋茜静继续在加拿大从事博士后研究。2021年，她被引进至浙江大学。过去研究旱地作物，回国后面对的却是浙江水稻田。

旱地和稻田的水肥管理方式、土壤环境、温室气体产生机制都有显著差异。水稻长期处于淹水或湿润环境中，甲烷排放机制与旱地作物完全不同。过去积累的经验不能简单复制，她需要面对的是中国南方稻作区的真实问题。

此时，国家“双碳”目标已经提出，浙江也在推进稻田固碳减排。面向国家“双碳”战略和农业绿色高质量发展需求，蒋茜静把自己在农业温室气体监测、模型评估和减排调控方面的积累，与浙江水稻生产的实际需要结合起来。入职当年，她申报并主持浙江省“尖兵”重点研发计划千万级项目，随后在省内多地建立示范区。

蒋茜静主持的浙江省“尖兵”研发攻关计划项目示范区

从加拿大旱地到浙江稻田，她把研究问题带回了中国，也把已有的研究积累转向浙江水稻生产的实际需求。

为稻田装上“减碳的眼睛”

农业领域所说的“碳排放”是广义的温室气体排放，核算对象不只二氧化碳。稻田里最重要的两类温室气体，是甲烷和氧化亚氮。淹水状态下，土壤缺氧，产甲烷菌会在厌氧环境中活动并产生甲烷。施用氮肥后，土壤中的氮经历硝化和反硝化过程，也可能产生氧化亚氮。

算清这笔账，第一步是监测。

传统方法是原位静态箱法。研究人员在农田里罩上箱体，每隔一段时间抽取气体样本，再分析温室气体浓度变化。一个试验田往往有多种处理方式，每种处理还要设置重复实验，一次采样就可能持续一整天。

蒋茜静提到团队在富阳水稻所做实验时的情景：“高温天气，夏天嘛，基本上都是七八月份采气，非常耗时耗力，条件也很艰苦。”

她所在的团队长期从事农业信息技术与智能装备研究，拥有无人机、地面机器人、自动导航车辆等技术基础。他们开始尝试用智能装备改变传统监测方式，通过无人机和地面平台搭载高精度传感器，在田间上空和地面同步检测甲烷、氧化亚氮等温室气体，构建“空地协同”的农田温室气体动态监测体系。

这相当于为稻田装上了一双“减碳的眼睛”。监测之后，团队希望通过连续数据建立排放预测模型，识别不同生育期、不同水肥管理措施下的排放规律，再进一步设计减排模式。

水分管理是最直接的路径之一。在部分生长阶段，通过科学排水、适度晒田、调节土壤通气状况，可以减少厌氧环境，降低甲烷排放。但这个过程必须精准控制，因为水分管理不能以牺牲产量为代价。

“我们的目标一定是至少稳产，最好能够增产。”蒋茜静说。

另一条路径是绿肥轮作。冬季水稻田休耕时，可以种植紫云英等覆盖作物。春季翻压还田后，它能增加土壤有机碳和有机氮，减少部分化肥投入，也有助于改善氮素利用效率。目前，团队已在浙江省内建立多个示范区，致力于实现减排、固碳与稳产的“三赢”。

更难得的是，团队提前搭建了一套稻田碳交易技术体系，提出了生态补偿机制的理论框架。在蒋茜静看来，农业碳汇纳入CCER（国家核证自愿减排量）碳交易体系只是时间问题，现在的研究正是为了迎接那一天的到来，让“绿水青山”真正具备转化为“金山银山”的制度基础。

农户关心的是收成

技术问题可以一步步解决，但推广中的障碍更难克服。

蒋茜静说，他们和农户、企业沟通过，反馈很直接：“他们更在乎今年能不能带来实际的保产或增产，对碳也不是特别感兴趣。”农户愿意配合的前提是有实际收益，比如能不能获得补贴，做了减排能不能换成钱。

普通农户、农田经营主体和小农户，目前还没有形成成熟、稳定、低成本的碳交易通道。浙江以小农户、小地块为主，单个农户形成的减排量有限，交易和核证成本相对更高。分散的减排行为很难被核算成可交易、可认证、能够持续带来收益的碳资产。“我觉得还是体量的问题。”蒋茜静说。

做减排的人关心全球碳预算，种地的人关心今年的收成。目前，团队做得更多的还是示范应用，“找一些典型的去合作形成案例”，离“农户想用就可以马上用”还有距离。蒋茜静希望，减排技术和智能化决策最终能让每一个农户“非常快速、直接地用到田间”。

从埋头到抬头

蒋茜静曾用“抬头”来概括自己的蜕变。过去，她的大部分时间都在实验室或试验田里，习惯了低头钻研。随着联合国粮农组织可持续农业项目的推进，她的视野从单一的试验田延伸到不同地区的农业系统，真正“抬头看到了世界”。

联合国粮农组织中国粮食体系数字化转型和可持续发展研究项目

这个以中国为案例的国际项目，涉及浙江的水稻、内蒙古的畜牧业、海南的热带农业、四川攀枝花的特色水果。每个区域的自然条件与农业模式都不相同，减排方案不能“一刀切”。在此期间，她还受邀担任联合国粮农组织老挝首届国家青年论坛的特约评论专家。

这段经历让她重新理解“中国方案”的内涵。中国农业区域差异大，生产类型复杂，能够向外输出的不是一个固定答案，而是框架体系、评价标准和实践案例，让不同地区根据自身条件进行调整。“中国经验可以复制，但绝不能照搬。”她说。

蒋茜静在《双碳背景下的农业可持续发展》课题报告发布会上作报告

这种变化也和“青托”的支持有关。蒋茜静入选“青托”时，正处于回国后的起步阶段。她说，“那时需要的不仅仅是一个项目支持，更重要的是能够被大家看到、被信任”。“青托”项目为入选者提供经费支持，还通过组织学术会议等方式，为青年科技工作者搭建学术交流、成果展示的平台。她后来开展的联合国项目，也是在“青托”和省“尖兵”项目的基础上延伸而来。

把研究放到田地里

回到浙江大学后，何勇教授是对蒋茜静影响很深的人之一。何勇是农业工程和智能装备领域的知名专家，他提醒蒋茜静，农业工程研究不能只停留在模型、算法和论文里，最终要回到真实的农业系统。

蒋茜静也把这种认识带给学生。她会和学生一起讨论，一个问题对国家、地方农业和农户有什么价值；也会把学生带到农业生产现场，看看农户怎样种地、合作社怎样管理、企业真正需要什么。

“只有了解了农业生产的实际场景之后，科研才更容易落地，也更扎实。”她说。

她常用何勇教授的一句话阐述这种科研理念：“我们做科研的时候，可以把研究写到论文里面，也可以把它放到田地里面去。”

我们请蒋茜静对下一批“青托”说几句话，她没有讲大道理。

“大家不要太着急把自己变成一个什么都可以做的人，这也做那也做，反而没有办法真正沉下心来。”她说。青年科技工作者面对的评价标准很多，论文、项目、各种奖项一大堆，但这些“并不能真正帮助我们走很远”。真正决定能走多远的，是能否找到一个明确的问题，并带着兴趣和责任感把它做下去。

蒋茜静（左四）与课题组学生合影（其指导的首位博士毕业生吴晴观已赴美国进行博士后研究）

蒋茜静说自己并不是从小就想当科学家，也没有对未来做太远的规划。现在，她最大的愿景是让减排技术真正走进每一个农户的田里。碳市场还没建立，小农经济的推广困境还没解决，农民关心的仍然是今年的收成.

但她也说了：“不要过分在意结果，只要选对了方向，长期坚持的话一定会有成果的。”

来源：省科协组织人事部、省青年高层次人才协会

责编：叶　扬

美编：陈路漫

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