全球人口的增长和有限的农业用地给提高粮食产量和实现农业可持续性带来了挑战。据估计，食品系统产生的温室气体排放占全球总量的21%-37%，并且农业领域的此类排放正以每年1%的速度持续增长。中国是全球最大的农业温室气体排放国，其中小规模农户构成了98%的农业经营者，管理着70%的耕地。这些小型、分布广泛的农场以及相对较低的机械化程度，成为了减排工作的一大障碍。
为了在保障粮食安全的前提下，实现温室气体排放的公正减少，中国科学院地理科学与资源研究所的徐湘博副研究员、张林秀研究员等，与中国农业大学的赵启然、樊胜根教授合作，基于超过43万个农户的数据，探讨了1993年至2020年间中国农户层面农业温室气体排放强度的长期变化趋势及其不平等现象。
研究表明，2015年是中国农业温室气体排放强度的一个重要转折点，从那一年到2020年，农作物生产过程中的温室气体排放强度降低了16%。具体来说，从1993年的3914公斤二氧化碳当量/公顷增至2015年的4710公斤二氧化碳当量/公顷，之后降至2020年的3978公斤二氧化碳当量/公顷。从整个生命周期的角度分析，稻谷种植（特别是甲烷）、田间管理和化肥生产是导致作物温室气体排放的三大主要原因；就单个作物而言，玉米和水稻的影响最大。
中国的农业区域依据气候条件、地理位置和耕作方式的不同，可以分为九个大区。除了少数几个地区在2015年至2018年间达到排放高峰外，大多数农业区的温室气体排放强度都在2015年达到了顶峰。其中，南方地区作为排放量最高的农业区，其排放量是排放量最低的青藏高原地区的6.58倍。从2006年起，南方地区的温室气体排放强度显著上升，直到2018年达到峰值12834公斤二氧化碳当量/公顷，随后降至10403公斤二氧化碳当量/公顷。这主要是由于复合肥和杀虫剂的使用导致的温室气体排放增加超过了因水稻种植面积减少而减少的部分。此外，长江中下游平原、黄淮海平原和东北平原分别是水稻、小麦和玉米的主要产区，这三个地区在2020年的产量分别占各自作物总产量的50%、58%和32%。
研究团队通过生产函数模型分析了影响作物生产温室气体排放强度的因素，发现主要驱动因素包括农田投入、其他投入、农业劳动力投入和全要素生产率，而非资本投入。研究还指出，从1993年到2020年，中国农业温室气体排放强度的不平等度从0.166上升到了0.272，显示出不平等现象的加剧。耕地和其他投入贡献了大约80%的不平等，而全要素生产率的影响逐渐减弱，取而代之的是由城市化进程引发的农业劳动力投入差异的增加。随着技术差距的缩小，全要素生产率的作用逐渐减少，但同时，城市化也导致了农业劳动力投入差异的加大，进而影响了温室气体排放强度的不平等。此外，农村地区的资本投入一直保持平稳，对不平等的贡献较小且变化不大。综上所述，要有效降低农业温室气体排放强度并遏制不平等的扩大，关键在于优化各种生产要素的投入。
近期，该成果以“Inequality in agricultural greenhouse gas emissions intensity has risen in rural China from 1993 to 2020”为题，发表在国际权威学术期刊Nature Food（IF=23.6）。中国科学院地理科学与资源研究所为该论文的第一署名单位，中国科学院地理科学与资源研究所徐湘博副研究员、中国农业大学经济管理学院赵启然教授为该文的共同第一作者，中国农业大学经济管理学院樊胜根教授和中国科学院地理科学与资源研究所张林秀研究员为共同通讯作者。该研究成果得到了国家自然科学基金项目和地理资源所“可桢-秉维青年人才”项目的资助与支持。
樊胜根教授是国家杰出青年科学基金获得者，现任中国农业大学经济管理学院讲席教授，全球食物经济与政策研究院院长。
张林秀教授现任中国科学院地理科学与资源研究所研究员，联合国环境署国际生态系统管理伙伴计划主任，发展中国家科学院院士，国家杰出青年基金获得者。
