王 劼,朱朝枝
(福建農(nóng)林大學 新農(nóng)村發(fā)展研究院,福州 350002)
農(nóng)業(yè)是中國乃至全世界溫室氣體排放的第二大主體。農(nóng)業(yè)活動產(chǎn)生的非二氧化碳溫室氣體排放(甲烷、N2O等)占非二氧化碳溫室氣體排放總量的58%,溫室氣體排放占全球溫室氣體排放總量的14%。目前,國內(nèi)學者主要關(guān)注中國農(nóng)業(yè)發(fā)展與碳排放的實際情況,研究重點集中于中國及各?。ㄊ?、自治區(qū))農(nóng)業(yè)碳排放量與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長的地區(qū)比較,以及農(nóng)業(yè)碳排放量的因素分解、脫鉤效應和碳排放效率關(guān)鍵影響因素識別,基于國際背景的研究文獻甚少,無法明確中國農(nóng)業(yè)碳排放總量、碳排放強度與世界上農(nóng)業(yè)發(fā)達國家、農(nóng)業(yè)落后國家的比較中處于何位置,無法為中國參與農(nóng)業(yè)發(fā)展或碳排放的國際談判提供有力的證據(jù)支撐。鑒于此,本文將研究視角從國內(nèi)背景轉(zhuǎn)向國際背景,利用WIOD數(shù)據(jù)庫和FAO數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)數(shù)據(jù),基于32個國家2000—2014年的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù),比較發(fā)達國家和發(fā)展中國家在碳排放量變化、碳排放的影響因素、碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長的脫鉤效應類型等方面的變化趨勢及其差異,一方面可豐富農(nóng)業(yè)碳排放領(lǐng)域的研究成果,另一方面又可為政策設(shè)計者制定碳減排政策提供有益的決策參考。
目前,碳排放變化的影響因素分解方法主要包括:Laspeyres指數(shù)法、簡單平均分解法(SAD)、對數(shù)平均迪氏指數(shù)法(LMDI)、平均增長率指數(shù)法(MRCI)等。其中LMDI方法是國內(nèi)外學術(shù)界應用最為廣泛的方法,更具成熟性。鑒于此,本文選擇Ang(2000)提出的對數(shù)平均迪氏指數(shù)法(LMDI)對樣本國家碳排放的影響因素進行分解。在因素分解前,借助日本教授Yoichi Kaya提出的Kaya恒等式,并根據(jù)研究目標進行適當?shù)臄U展。最初的Kaya恒等式為:
其中,C、POP與GDP分別代表CO2排放量、國內(nèi)人口總量與國內(nèi)生產(chǎn)總值分別表示一國的平均生產(chǎn)效率、碳排放強度。由上可知,傳統(tǒng)的Kaya恒等式將一國二氧化碳排放變化的影響因素分解為人口規(guī)模、生產(chǎn)效率和碳排放強度。但是,后續(xù)國內(nèi)外學者對Kaya恒等式進行不斷的擴展,如韓岳峰和張龍(2015)通過擴展恒等式,將能源結(jié)構(gòu)、進口因素、出口因素等引入恒等式,從而考察能源結(jié)構(gòu)和貿(mào)易因素對農(nóng)業(yè)碳排放量變動的影響;王強和張歡歡(2016)在擴展恒等式的過程中,將農(nóng)業(yè)碳源結(jié)構(gòu)因素引入恒等式,進而考察農(nóng)業(yè)碳源結(jié)構(gòu)變化對碳排放量變化的影響效應。由于本文的數(shù)據(jù)中,農(nóng)業(yè)碳排放源主要來自3個碳源:CO2、N2O、CH4,而不同的碳源結(jié)構(gòu)可反映一國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中哪個環(huán)節(jié)或者細分行業(yè)對碳排放的貢獻更大,這可在一定程度上反映出農(nóng)業(yè)內(nèi)部產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對碳排放變化的影響,理由是:CO2和N2O主要來自種植業(yè)和林業(yè),而CH4主要來自畜牧業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)。鑒于此,本文借鑒王強和張歡歡(2016)的思路,構(gòu)建農(nóng)業(yè)碳排放的Kaya恒等式如下:
其中,Ct為農(nóng)業(yè)第t年的碳排放總量(即CO2、N2O、CH4三種溫室氣體排放的二氧化碳當量);Cit為第i種碳源第t年的碳排放量(二氧化碳當量);VAt為一國農(nóng)業(yè)第t年的增加值。通過以上擴展后的Kaya恒等式,將一國農(nóng)業(yè)碳排放影響因素分為3個,即α、β、λ(具體詳見式(3)),分別表示:碳源結(jié)構(gòu)效應、碳排放強度效應、規(guī)模效應,可較好地考察農(nóng)業(yè)碳排放變化的內(nèi)在根源。式(2)中,令:
將式(3)代入式(2)可得,農(nóng)業(yè)碳排放影響因素分解模型變化為:
接著,令基期t碳排放為Ct,t+1期為Ct+1,利用LMDI的加和分解方法對式(4)進行差分分解,則差分如下:
式中,Δαi、Δβ、Δλ分別表示碳源結(jié)構(gòu)效應、碳排放強度效應、出口反效應和規(guī)模效應引起的農(nóng)業(yè)碳排放變化。而根據(jù)Ang提出的LMDI模型,3個因子所引起的農(nóng)業(yè)碳排放變化量計算公式分別為:
基于Kaya恒等式和LMDI模型的碳排放因素分解結(jié)果,可給出各組成要素對農(nóng)業(yè)碳排放增長的貢獻值和貢獻率,幫助找到碳排放增長的助推因子和抑制因子,研究結(jié)論具有直觀的決策參考價值。
為進一步研究農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長與碳排放壓力的動態(tài)關(guān)系,繼續(xù)引入Tapio(2005)脫鉤模型,直觀比較t年的農(nóng)業(yè)碳排放的增長率與農(nóng)業(yè)增加值增長率,綜合總量變化和相對量變化兩類指標,采用以時期為時間尺度的彈性分析方法反映變量間的脫鉤關(guān)系,有效緩解期初期末值選定的高度敏感性或極端性而導致的計算偏差,保障脫鉤關(guān)系測度和分析的客觀性和準確性。Tapio模型中農(nóng)業(yè)發(fā)展與碳排放脫鉤彈性的計算公式為:
其中,e(CO,IGDP)t表示 t年的碳排放與 IGDP 脫鉤彈
2性,與減排技術(shù)、能源結(jié)構(gòu)變化、能源效率有關(guān);分別為t年碳排放增長率、增加值增長率;脫鉤分析的時間尺度方面,由于存在經(jīng)濟增長與能源消耗變化的滯后關(guān)系,應采用5~10年時期分析。
Tapio將經(jīng)濟發(fā)展與碳減排脫鉤彈性分為負脫鉤、脫鉤和連結(jié)三種狀態(tài),具體的脫鉤狀態(tài)判斷標準見表1。其中,弱脫鉤、強脫鉤、衰退脫鉤等3種脫鉤類型是較為良好的結(jié)果,而擴張性脫鉤、強負脫鉤、弱負脫鉤、增長連接、衰退連接等5種脫鉤類型是不理想的結(jié)果。因此,只要某一國家在樣本期間前3種脫鉤類型的出現(xiàn)頻率越高,農(nóng)業(yè)碳減排表現(xiàn)就越好;反之,越差。1.3 數(shù)據(jù)來源及說明
表1 脫鉤狀態(tài)的判斷標準
農(nóng)業(yè)增加值的原始數(shù)據(jù)來自WIOD數(shù)據(jù)庫的社會經(jīng)濟賬戶子數(shù)據(jù)庫(SEA),該數(shù)據(jù)庫將農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)分為3個子產(chǎn)業(yè):作物和動物生產(chǎn)、狩獵和相關(guān)服務活動;林業(yè)和伐木;漁業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖,因此農(nóng)業(yè)增加值為3個子產(chǎn)業(yè)增加值的總和。而農(nóng)業(yè)碳排放的原始數(shù)據(jù)來自FAO數(shù)據(jù)庫,主要包括CO2以及CH4和N2O所釋放的二氧化碳當量。WIOD數(shù)據(jù)庫提供40個國家或地區(qū)2000—2014年的數(shù)據(jù),考慮盧森堡等7個國家農(nóng)業(yè)增加值絕對量過小,以及臺灣地區(qū)部分變量的缺失,最終確定32個國家樣本:德國、瑞典、芬蘭、意大利、法國、荷蘭、比利時、西班牙、波蘭、奧地利、英國、葡萄牙、西班牙、捷克、瑞士、匈牙利、丹麥、立陶宛、羅馬尼亞、愛爾蘭、美國、中國、加拿大、巴西、印尼、日本、韓國、俄羅斯、土耳其、墨西哥、印度、澳大利亞。由于SEA子數(shù)據(jù)庫提供的農(nóng)業(yè)增加值數(shù)據(jù)和FAO數(shù)據(jù)庫提供的農(nóng)業(yè)碳排放數(shù)據(jù)均僅更新至2014年,因此本文的研究期間為2000—2014年,該樣本期間已能反映出發(fā)達國家和發(fā)展中國家農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長、碳排放等方面的演變趨勢及其差異,保證研究結(jié)論的代表性。
2.1.1 樣本國家農(nóng)業(yè)碳排放變化的總效應:以2000年為基期
32個樣本國家農(nóng)業(yè)碳排放變化的總體效應呈現(xiàn)較為明顯的異化特征。表2中發(fā)達國家19個:澳大利亞、奧地利、比利時、加拿大、丹麥、芬蘭、法國、德國、愛爾蘭、意大利、日本、韓國、荷蘭、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士、英國、美國;發(fā)展中國家13個:巴西、保加利亞、中國、捷克共和國、匈牙利、印度、印尼、立陶宛、墨西哥、波蘭、羅馬尼亞、俄羅斯、土耳其。國家劃分標準為:2000—2014年間超半數(shù)年份人均GDP超過10000美元為發(fā)達國家;反之,為發(fā)展中國家。由表2顯示,首先,發(fā)達國家中,比利時、加拿大、西班牙、韓國和美國的農(nóng)業(yè)碳排放量與2000年相比出現(xiàn)增長,其他發(fā)達國家則呈現(xiàn)出下降的特征,美國甚至比2000年增長35116 kt CO2-e。其次,巴西、中國、印度、印尼、墨西哥、土耳其作為發(fā)展中國家中土地和人口規(guī)模較大的國家,同時也處在經(jīng)濟規(guī)模和農(nóng)業(yè)發(fā)展的上升階段,農(nóng)業(yè)碳排放量也出現(xiàn)較大的增長幅度,分別比2000年增加116037 kt CO2-e、137211 kt CO2-e、27487 kt CO2-e、143056 kt CO2-e、13039 kt CO2-e、12556 kt CO2-e。
表2 樣本國家農(nóng)業(yè)碳排放的變化量 (單位:kt CO2-e)
2.1.2 樣本國家農(nóng)業(yè)碳排放變化的因素分解結(jié)果分析
(1)規(guī)模效應對農(nóng)業(yè)碳排放變化的貢獻度甚高,農(nóng)業(yè)自身經(jīng)營規(guī)模擴大是其碳排放增長的促進因素。
規(guī)模效應是以增加值作為代理變量反映農(nóng)業(yè)總體經(jīng)營規(guī)模變動對農(nóng)業(yè)碳排放量的影響效應。一般來說,種植業(yè)的經(jīng)營面積越大,化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜等中間品的投入數(shù)量越大,農(nóng)業(yè)機械投入與運行數(shù)量越大導致的能源消耗量越大,產(chǎn)生的CO2和N2O排放量也就越多,而畜牧養(yǎng)殖規(guī)模越大,動物糞便及腸道發(fā)酵所產(chǎn)生的CH4排放量也相應越多。由表3可知,除日本外,其他樣本國家農(nóng)業(yè)碳排放量因農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模擴大而不斷增加,尤其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國的碳排放增長幅度更大。例如,澳大利亞、巴西、中國、印度、印尼、俄羅斯、美國等7個國家,因農(nóng)業(yè)經(jīng)營規(guī)模擴大,2014年的農(nóng)業(yè)碳排放量分別比2000年增加157129 kt CO2-e、529324 kt CO2-e、1370957 kt CO2-e、789746 kt CO2-e、240236 kt CO2-e、138527 kt CO2-e、320567kt CO2-e(見表3)。以上結(jié)果表明,經(jīng)營規(guī)模擴大是誘發(fā)農(nóng)業(yè)能源碳排放增長的主要驅(qū)動因素,推動“高投入、高消耗、高產(chǎn)出”的增長方式向“低投入、低消耗、高產(chǎn)出”的增長方式轉(zhuǎn)變,是未來農(nóng)業(yè)低碳化發(fā)展的關(guān)鍵要素。
表3 規(guī)模效應對農(nóng)業(yè)碳排放變化的貢獻 (單位:kt CO2-e)
(2)碳排放強度效應對農(nóng)業(yè)碳排放變化的貢獻度甚大,碳排放強度降低對農(nóng)業(yè)碳排放增長具有顯著抑制作用。
碳排放強度等于農(nóng)業(yè)碳排放量除以農(nóng)業(yè)增加值,即單位農(nóng)業(yè)增加值的農(nóng)業(yè)碳排放量,該值越小表示農(nóng)業(yè)的能源利用效率越高,碳資源回收利用等低碳經(jīng)營能力越強。根據(jù)原始數(shù)據(jù),2001—2014年,32個樣本國家的碳排放強度幾乎都呈現(xiàn)下降的態(tài)勢。中國碳排放強度的降幅非常顯著,2014年與日本和韓國成為碳排放強度低于1的國家,分別為0.89、0.60、0.87,遠低于美國、法國、英國、德國、加拿大等發(fā)達國家,反映出中國在控制農(nóng)業(yè)碳減排方面的措施得力并取得良好成效。而由表4可知,2001—2014年,碳排放強度效應對農(nóng)業(yè)碳排放變化的貢獻值均小于0,表明碳排放強度的降低是抑制農(nóng)業(yè)碳排放增長的關(guān)鍵要素,可有效抵消農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模擴大所引致的碳排放增量。例如,2000—2014年,碳排放強度降低幫助中國農(nóng)業(yè)部門減少碳排放量達1252529 kt CO2-e,這表明提升能源利用效率、畜禽糞便等碳資源回收利用能力、土壤固碳能力、減少農(nóng)作物殘余物燃燒等措施,對農(nóng)業(yè)碳減排具有重要的戰(zhàn)略意義。
表4 碳排放強度效應對農(nóng)業(yè)碳排放變化的貢獻 (單位:kt CO2-e)
(3)碳源結(jié)構(gòu)效應對農(nóng)業(yè)碳排放變化的貢獻度極低,農(nóng)業(yè)內(nèi)部的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對農(nóng)業(yè)碳排放總量的影響效應甚小。
碳源結(jié)構(gòu)效應是指農(nóng)業(yè)碳排放總量中CO2、N2O、CH4三種溫室氣體的占比結(jié)構(gòu)變化對碳排放變化的影響,可在一定程度上反映出農(nóng)業(yè)內(nèi)部產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對碳排放變化的影響,理由是:CO2和N2O主要來自種植業(yè)和林業(yè),而CH4主要來自畜牧業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)。由表3可知,無論是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家,碳源結(jié)構(gòu)效應對農(nóng)業(yè)碳排放變化的貢獻度很低,可忽略不計(幾乎為0,文中未給出結(jié)果,可向作者所?。@表明農(nóng)業(yè)內(nèi)部的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對農(nóng)業(yè)碳排放總量的影響效應甚小。
2.2.1 發(fā)達國家農(nóng)業(yè)碳排放的脫鉤效應測算結(jié)果分析
由下頁表5測算結(jié)果表明,第一,總體上講,發(fā)達國家農(nóng)業(yè)碳排放與經(jīng)濟發(fā)展多數(shù)年份處于具有正面意義的脫鉤狀態(tài),即農(nóng)業(yè)碳排放增長速度小于農(nóng)業(yè)增加值的增長速度,或者快于農(nóng)業(yè)增加值的降低速度,甚至是農(nóng)業(yè)增值上升而碳排放量反而下降的最佳效果。2001—2014年,發(fā)達國家的農(nóng)業(yè)已經(jīng)發(fā)展較為成熟,普遍積累較為豐富的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和較為先進的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù),且低碳技術(shù)成果積累與研發(fā)能力更強,在農(nóng)業(yè)技術(shù)與低碳技術(shù)專利申請數(shù)遙遙領(lǐng)先于世界平均水平,并通過幫助發(fā)達國家提升農(nóng)業(yè)的能源利用效率和碳回收利用能力,進而幫助發(fā)達國家較頻繁地實現(xiàn)農(nóng)業(yè)碳排放與經(jīng)濟發(fā)展的正面意義的脫鉤。第二,發(fā)達國家農(nóng)業(yè)碳排放與經(jīng)濟發(fā)展的脫鉤類型中,以強脫鉤類型(碳排放減少而增加值上升)的出現(xiàn)頻率最高,這表明發(fā)達國家能在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟規(guī)模得到擴大的同時很好地控制碳排放。
2.2.2 發(fā)展中國家農(nóng)業(yè)碳排放的脫鉤效應測度結(jié)果分析
由下頁表6測算結(jié)果可知,第一,總體上講,2001—2014年,保加利亞、立陶宛、波蘭、羅馬尼亞、捷克、匈牙利、土耳其等7個中歐國家農(nóng)業(yè)碳排放與經(jīng)濟發(fā)展的弱脫鉤、強脫鉤、衰退脫鉤等3種脫鉤類型(即表6中的④、⑤、⑥)出現(xiàn)頻率總數(shù)低于或等于9次,且以強負脫鉤、弱負脫鉤為主,同樣源于這些樣本國家農(nóng)業(yè)萎縮的緣故,這符合中歐國家的實際情況。第二,而中國、印尼、印度、墨西哥、巴西、俄羅斯等6個國家農(nóng)業(yè)碳排放與經(jīng)濟發(fā)展在弱脫鉤、強脫鉤、衰退脫鉤等3種脫鉤類型上出現(xiàn)頻率總數(shù)超過9次,而且以弱脫鉤為主、強脫鉤為輔,主要原因在于:在發(fā)達國家農(nóng)業(yè)微弱的同時,發(fā)展中國家農(nóng)業(yè)仍處于發(fā)展爬升階段,農(nóng)業(yè)經(jīng)營規(guī)模逐漸擴大而使增加值不斷增加,而根據(jù)脫鉤效應的計算公式即為增加值增長率必然大于0;只是發(fā)展中國家通過引入國外先進農(nóng)業(yè)技術(shù),提高了生產(chǎn)效率和能源利用效率,使生產(chǎn)經(jīng)營過程的碳排放強度慢慢降低,致使農(nóng)業(yè)碳排放的增長速度慢于增加值的增長速度,從而實現(xiàn)碳排放與經(jīng)濟增長的弱脫鉤現(xiàn)象。
本文主要基于Kaya恒等式和LMDI模型,對32個樣本國家(包括發(fā)達國家和發(fā)展中國家)農(nóng)業(yè)碳排放變化的影響因素進行分解,包括碳源結(jié)構(gòu)效應、碳排放強度效應、規(guī)模效應等3個因素,并進行國際比較;同時,計算農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長的Tapio脫鉤指數(shù)與脫鉤類型,并進行國際比較分析。得出如下結(jié)論:第一,規(guī)模效應和碳排放強度效應幾乎決定農(nóng)業(yè)碳排放變化的總量及方向,但兩個因素的影響方向相反,規(guī)模效應為促增因素,而碳排放強度效應為促減因素;碳源結(jié)構(gòu)效應對農(nóng)業(yè)碳排放變化的貢獻甚小,可忽略不計。第二,發(fā)達國家和發(fā)展中國家由于農(nóng)業(yè)發(fā)展階段差異,農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長的脫鉤效應存在較大差異。以上研究結(jié)論的啟示如下:
表5 發(fā)達國家農(nóng)業(yè)碳排放的脫鉤效應的測算結(jié)果
表6 發(fā)展中國家農(nóng)業(yè)碳排放的脫鉤效應的測算結(jié)果
第一,加快農(nóng)業(yè)增長方式轉(zhuǎn)型升級,降低碳排放強度。中國農(nóng)業(yè)與其他國家類似,經(jīng)營規(guī)模擴大是農(nóng)業(yè)碳排放增長的促進因素,而碳排放強度是抑制農(nóng)業(yè)碳排放增長的關(guān)鍵要素,且技術(shù)效率是提升農(nóng)業(yè)碳排放效率的促進因素。為推進農(nóng)業(yè)碳減排而放棄農(nóng)業(yè)增長的減排模式不符合發(fā)展中國家的實際,轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式是關(guān)鍵。鑒于此,后續(xù)中國的農(nóng)業(yè)碳減排政策應該以增加農(nóng)業(yè)技術(shù)或農(nóng)業(yè)低碳技術(shù)研發(fā)與供給為首要任務,在農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力仍與美國、日本有較大差距的情況下,中國仍需引入國外先進農(nóng)業(yè)技術(shù),加大育種技術(shù)、新肥料、新農(nóng)藥、新農(nóng)機、清潔能源和低碳處理廢棄物技術(shù)等科技成果轉(zhuǎn)化工作的投入力度,按照“減量化、再利用、資源化(3R)”的原則,對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)進行改造升級,努力提升生產(chǎn)效率和能源利用效率,提升碳資源回收利用能力、土壤固碳能力等措施,推動農(nóng)業(yè)由“高投入、高消耗、高產(chǎn)出”的增長方式向“低投入、低消耗、高產(chǎn)出”的增長方式轉(zhuǎn)變,這是未來農(nóng)業(yè)低碳化發(fā)展的關(guān)鍵要素。
第二,發(fā)展中國家須爭取基于碳強度或碳排放效率作為碳減排責任設(shè)定的原則。本文研究發(fā)現(xiàn),發(fā)達國家在碳排放總量控制上發(fā)達國家確實優(yōu)于發(fā)展中國家,符合當前社會各界的認知。但是,發(fā)達國家控制農(nóng)業(yè)碳排放總量的基本途徑是控制國內(nèi)農(nóng)業(yè)的發(fā)展規(guī)模,一方面是因為發(fā)達國家普遍人口較少,另一方面是發(fā)達國家通過增加對發(fā)展中國家初級農(nóng)產(chǎn)品以及農(nóng)副食品的進口,將農(nóng)業(yè)碳排放轉(zhuǎn)嫁給發(fā)展中國家。發(fā)達國家農(nóng)業(yè)的規(guī)模增長幅度遠小于發(fā)展中國家。再考慮中國、巴西、印度、印尼均以弱脫鉤為主、強脫鉤為輔,即農(nóng)業(yè)碳排放量增速慢于增加值增速,再次證明發(fā)展中國家的農(nóng)業(yè)低碳化進程取得較好效果。發(fā)展中國家應繼續(xù)爭取基于碳強度或碳排放效率作為碳減排責任設(shè)定的原則,一方面可獲得更有優(yōu)勢的談判地位和談判依據(jù),另一方面有利于減輕中國農(nóng)業(yè)的碳減排壓力,從而獲得更多的發(fā)展權(quán)。