国际顶级期刊《Nature Food》发表了由浙江大学吴伟祥教授团队领衔完成的研究论文，题为“A biochar-based strategy for long-term carbon sequestration and emission reduction in paddy fields”。该研究系统揭示了生物质炭在稻田生态系统中实现长效固碳与温室气体减排的协同机制，并提出了一套创新性的技术策略，为全球应对气候变化、保障粮食安全与实现农业可持续发展提供了重要的科学依据和技术路径。
该研究的核心在于，团队不仅验证了生物质炭施入稻田后能显著增加土壤有机碳库、实现长期固碳（超过百年尺度）的潜力，更重要的是，阐明了生物质炭如何通过调控稻田土壤微生物群落结构与功能、改善土壤物理化学性质，从而同步大幅减少甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）这两种强效温室气体的排放。这种“固碳减排”双赢的效果，突破了传统农业管理措施往往顾此失彼的瓶颈。
吴伟祥教授团队提出，将生物质炭的施用与优化的水分管理、养分管理相结合，形成一套集成的“生物质炭+”稻田管理新范式。该策略能有效将农业废弃物（如秸秆）转化为具有高稳定性的生物质炭还田，在提升土壤肥力与作物产量的将农田从温室气体的“源”转变为重要的“汇”。论文通过长期定位试验和模型模拟，量化了该策略在全球尺度上的减排固碳潜力，其效果显著且具有经济可行性。
生物质能资源数据库信息系统的支撑作用
这项突破性研究的背后，离不开对生物质资源精准认知与高效利用的支撑。吴伟祥教授团队在长期研究中，高度重视基础数据的积累与分析。一个完善的“生物质能资源数据库信息系统”在此类研究中发挥着不可或缺的作用。该系统通常整合了各类生物质原料（如作物秸秆、林业剩余物、畜禽粪便等）的空间分布、产量数据、理化特性（如碳含量、热值、灰分等）以及收集、运输成本等信息。
对于生物质炭稻田固碳减排策略而言，该数据库信息系统能提供关键支持：
- 资源评估与选址优化：系统可以精准评估不同区域可用于制备生物质炭的原料潜力和分布，为规模化工程的选址和原料供应链设计提供依据，确保策略的原料可持续性。
- 特性分析与炭品设计：不同原料、不同工艺生产的生物质炭性质差异显著。数据库中的原料特性数据有助于指导生产针对稻田土壤改良与减排最优化的“定制化”生物质炭产品。
- 生命周期与效益核算：结合地理信息，系统可辅助核算从生物质收集、运输、炭化到田间施用的全生命周期碳排放与经济成本，精准评估不同区域实施该策略的净减排效益和成本效益，为政策制定提供数据支撑。
- 策略推广与动态管理：基于数据库信息系统，可以构建决策支持平台，帮助农业管理部门和农户根据本地资源条件，选择最适宜的实施方案，并对固碳减排效果进行长期监测与动态评估。
吴伟祥教授团队在《Nature Food》上发表的研究，标志着我国在农业碳中和领域的基础与应用研究走在了世界前沿。而将前沿科学发现落地为可推广的解决方案，离不开像“生物质能资源数据库信息系统”这样的基础设施的强有力支撑。这项研究不仅提出了一项具有巨大潜力的负排放技术，也为构建智慧型、数据驱动的绿色农业体系指明了方向，对实现我国“双碳”目标及全球农业可持续发展具有深远意义。
