長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放的時(shí)空差異特征分析

吳傳清 宋子逸

(1.武漢大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，湖北 武漢 430072；2.武漢大學(xué) 區(qū)域經(jīng)濟(jì)研究中心，湖北 武漢 430072)

聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)發(fā)布的《氣候變化2007：聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會第四次評估報(bào)告》指出，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是全球溫室氣體排放的第二大來源?！吨腥A人民共和國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》(2016)明確提出，要主動控制碳排放，落實(shí)減排承諾，增強(qiáng)適應(yīng)氣候變化能力，深度參與全球氣候治理，為應(yīng)對全球氣候變化作出貢獻(xiàn)。因此，控制農(nóng)業(yè)碳排放對減緩全球氣候變暖、提高我國國際話語權(quán)具有重要意義。

農(nóng)業(yè)碳排放問題是近年來學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)話題之一，現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)碳排放研究成果側(cè)重農(nóng)業(yè)碳排放及其效率測算(吳賢榮等，2014；高鳴等，2016)、動態(tài)演進(jìn)(李秋萍等，2015)和影響因素分析(史常亮等，2017)。從研究的空間尺度來看，大致可分為三類：一是全國31個(gè)省份農(nóng)業(yè)碳排放研究(文清等，2015)，二是單個(gè)省份農(nóng)業(yè)碳排放研究(王亞，2015)，三是市縣級行政單位農(nóng)業(yè)碳排放研究(高標(biāo)等，2017)。目前對長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放研究成果只涉及江西省、湖北省等省份碳排放研究(曹俊文等，2016；徐磊等，2017)，而研究長江經(jīng)濟(jì)帶整體農(nóng)業(yè)碳排放問題的成果缺乏。

一、農(nóng)業(yè)碳排放測算方法

(一)碳排放總量測算方法

筆者聚焦于狹義農(nóng)業(yè)，即種植業(yè)。農(nóng)業(yè)碳排放源主要為灌溉、翻耕、農(nóng)用柴油、化肥、農(nóng)藥以及農(nóng)膜六類，農(nóng)業(yè)碳排放總量的測算公式如下:

(1)

式中，C為農(nóng)業(yè)碳排放總量；Cn為第n種碳源的碳排放量；CSn和εn分別為第n種碳排放源的量及其排放系數(shù)，碳排放源量的指標(biāo)為有效灌溉面積、農(nóng)作物總播種面積、農(nóng)用柴油使用量、農(nóng)用化肥施用折純量、農(nóng)藥使用量和農(nóng)藥塑料薄膜使用量，每種碳排放源的碳排放系數(shù)εn如表1所示。

表1 農(nóng)業(yè)碳排放源及其排放系數(shù)

注：資料來源于李波等(2011)的研究成果。

(二)碳排放強(qiáng)度測算方法

推進(jìn)長江經(jīng)濟(jì)帶低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展，不僅要控制農(nóng)業(yè)碳排放總量，也要控制農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度。農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度即單位農(nóng)業(yè)GDP所產(chǎn)生的碳排放量。測算公式如下：

(2)

式中，CIit為i省份在t時(shí)期的農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度；Cit為i省份在t時(shí)期的農(nóng)業(yè)碳排放總量；GDPit為i省份在t時(shí)期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值，為剔除價(jià)格變化的影響，采用農(nóng)村居民消費(fèi)價(jià)格指數(shù)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值進(jìn)行平減。

(三)碳排放結(jié)構(gòu)測算方法

為考察長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放來源的變化情況，必須對農(nóng)業(yè)碳排放結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，碳排放量構(gòu)成測算公式如下：

(3)

式中，Sn為第n種農(nóng)業(yè)碳排放源產(chǎn)生的碳排放量占農(nóng)業(yè)碳排放總量的比重。

鑒于重慶市1997年升為直轄市，筆者將考察期界定為1997～2016年。有效灌溉面積、農(nóng)作物總播種面積、農(nóng)用柴油使用量、農(nóng)用化肥施用折純量、農(nóng)藥使用量和農(nóng)藥塑料薄膜使用量的數(shù)據(jù)均來源于《新中國農(nóng)業(yè)六十年統(tǒng)計(jì)資料匯編》和歷年《中國農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、農(nóng)村居民消費(fèi)價(jià)格指數(shù)的數(shù)據(jù)均來源于歷年《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》。

二、全國視野下的長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放特征分析

(一)碳排放總量分析

1997～2016年長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放總量及其占全國比重變化情況如圖1所示，長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放總量總體呈平穩(wěn)上升趨勢。長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放總量年均增長率為1.78%，低于2.49%的全國增長速度。根據(jù)其增長速度大致可分為3個(gè)階段：1997～2003年，長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放總量以較慢速度增長；2004～2014年，長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放總量以較快速度增長；2015～2016年，長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放總量出現(xiàn)連續(xù)下降。1997～2016年長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放總量占全國比重總體呈波動下降趨勢，占比從1997年的40.39%下降到2016年的35.38%。根據(jù)其下降速度可分為2個(gè)階段：1997～2007年，長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放總量占全國比重以較快速度波動下降；2008～2016年，長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放總量占全國比重以較慢速度持續(xù)下降。

圖1 長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放總量及其占全國比重變化

(二)碳排放強(qiáng)度分析

1997～2016年全國和長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度變化情況如圖2所示。長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度總體呈下降趨勢，且20年來基本都小于全國碳排放強(qiáng)度。長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度平均下降速度為3.84%，快于3.29%的全國下降速度。根據(jù)其下降速度，大致可分為2個(gè)階段：1997～2002年，長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度較為平穩(wěn)，略有下降，除1998年外都低于全國碳排放強(qiáng)度；2003～2016年，長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度快速下降，且2010年以來，與全國碳排放強(qiáng)度的差距呈擴(kuò)大趨勢。由此可見，近年來長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式在快速轉(zhuǎn)變，比較優(yōu)勢愈發(fā)明顯，這可能是由于長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展政策成效顯著。

(三)碳排放結(jié)構(gòu)分析

1997～2016年全國和長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放結(jié)構(gòu)如表2所示，長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放結(jié)構(gòu)與全國相似，化肥、柴油、農(nóng)藥、農(nóng)膜導(dǎo)致的碳排放量占絕對比重，其中化肥導(dǎo)致的碳排放量占比均超過60%，說明我國農(nóng)業(yè)發(fā)展高度依賴化肥施用。從變化情況來看，長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放結(jié)構(gòu)變化基本與全國一致，灌溉、翻耕、化肥、農(nóng)藥導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)碳排放量占比總體上均呈下降趨勢，而柴油、農(nóng)膜導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)碳排放量占比均呈上升趨勢。從均值來看，長江經(jīng)濟(jì)帶灌溉、柴油和農(nóng)膜導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)碳排放量占比低于全國水平，翻耕、農(nóng)藥、化肥導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)碳排放量占比高于全國水平。由此可見長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展對化肥、農(nóng)藥等化學(xué)投入品的依賴度降低，但仍高于全國水平，且農(nóng)業(yè)機(jī)械化和現(xiàn)代大棚農(nóng)業(yè)也有所發(fā)展，但低于全國水平。

表2 全國和長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放結(jié)構(gòu)

注：均值為算術(shù)平均值，下同。

三、長江經(jīng)濟(jì)帶上中下游地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放特征分析

(一)碳排放總量分析

長江經(jīng)濟(jì)帶上游地區(qū)包括重慶市、四川省、貴州省、云南省四省份，中游地區(qū)包括安徽省、江西省、湖北省、湖南省四省份，下游地區(qū)包括上海市、江蘇省、浙江省三省份。1997～2016年長江經(jīng)濟(jì)帶上中下游地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放總量變化情況如圖3所示。

從碳排放總量來看，長江經(jīng)濟(jì)帶中游地區(qū)碳排放總量一直保持最高，2007年以前長江經(jīng)濟(jì)帶上游地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放量低于下游地區(qū)，但在2007年以后超過下游地區(qū)，且差距越來越大。從增長速度來看，長江經(jīng)濟(jì)帶上中下游地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放總量均有所增長，上游地區(qū)增長速度最快，中游地區(qū)次之，下游地區(qū)最慢。值得注意的是，近年來長江經(jīng)濟(jì)帶中下游地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放總量均出現(xiàn)下降。

圖3 長江經(jīng)濟(jì)帶上中下游地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放總量

(二)碳排放強(qiáng)度分析

1997～2016年長江經(jīng)濟(jì)帶上中下游地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放總量變化情況如圖4所示。長江經(jīng)濟(jì)帶中游地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度最高，下游地區(qū)次之，上游地區(qū)最低。從下降速度來看，上中下游地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度下降速度依次為3.52%、4.22%和3.44%，均快于全國水平。20年來長江經(jīng)濟(jì)帶上中下游地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度下降幅度依次為49.36%、55.94%和48.61%，且差異越來越小，可見長江經(jīng)濟(jì)帶上中下游地區(qū)低碳農(nóng)業(yè)均取得快速發(fā)展。

圖4 長江經(jīng)濟(jì)帶上中下游地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度

(三)碳排放結(jié)構(gòu)分析

1997～2016年長江經(jīng)濟(jì)帶上中下游地區(qū)各農(nóng)業(yè)碳排放源產(chǎn)生的碳排放量占碳排放總量比重的均值如表3所示。長江經(jīng)濟(jì)帶上中下游地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放的主要來源都是化肥，且灌溉和翻耕產(chǎn)生的碳排放占比均較低，但長江經(jīng)濟(jì)帶上中下游地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放構(gòu)成情況各有特色：長江經(jīng)濟(jì)帶上游地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放主要由化肥、農(nóng)膜導(dǎo)致，中游地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放主要由化肥、農(nóng)藥導(dǎo)致，下游地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放主要由化肥、柴油導(dǎo)致。這是由各自的地理環(huán)境、氣候條件和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平?jīng)Q定的：上游地區(qū)海拔較高，氣溫較低，因此大棚農(nóng)業(yè)應(yīng)用廣泛，農(nóng)膜使用量大；中游地區(qū)以丘陵山地為主，害蟲種類繁多，因此農(nóng)藥使用量大；而下游地區(qū)以平原為主，適宜推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化，因此柴油使用量大。

表3 長江經(jīng)濟(jì)帶上中下游地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放結(jié)構(gòu)

四、長江經(jīng)濟(jì)帶沿線11省份農(nóng)業(yè)碳排放特征分析

(一)碳排放總量分析

1997～2016年長江經(jīng)濟(jì)帶沿線11省份農(nóng)業(yè)碳排放總量均值及年均增長率如表4所示。從均值來看，江蘇省農(nóng)業(yè)碳排放量均值最高，達(dá)449.52萬噸；安徽省、湖北省、湖南省、四川省4個(gè)農(nóng)業(yè)大省農(nóng)業(yè)碳排放量均值較高，均超過300萬噸/年；浙江省、江西省、重慶市、云南省、貴州省5個(gè)省份農(nóng)業(yè)碳排放量均值均在100～300萬噸；上海市農(nóng)業(yè)碳排放量均值最低，僅為35.14萬噸，這是因?yàn)樯虾Ｊ修r(nóng)業(yè)規(guī)模小，且農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化程度高。從年均增長率來看，長江經(jīng)濟(jì)帶沿線11省份農(nóng)業(yè)碳排放總量均有所增長，上海市、江蘇省、浙江省、湖北省4個(gè)省份的農(nóng)業(yè)碳排放量年均增長率較低，均低于長江經(jīng)濟(jì)帶水平；安徽省、江西省、湖南省、重慶市、四川省4個(gè)省份農(nóng)業(yè)碳排放量年均增長率較高，均高于長江經(jīng)濟(jì)帶水平，但低于全國水平；貴州省、云南省農(nóng)業(yè)碳排放量年均增長率最高，分別為3.11%、4.35%，均高于全國水平。

表4 長江經(jīng)濟(jì)帶沿線11省份農(nóng)業(yè)碳排放總量

(二)碳排放強(qiáng)度分析

1997～2016年長江經(jīng)濟(jì)帶沿線11省份農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度均值及年均增長率如表5所示。從均值來看，江蘇省、湖南省、重慶市、四川省、貴州省5個(gè)省份農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度均值較小，均低于長江經(jīng)濟(jì)帶水平；上海市農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度均值高于長江經(jīng)濟(jì)帶水平，但低于全國水平；浙江省、安徽省、江西省、湖北省、云南省5個(gè)省份農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度均值較高，均高于全國水平。從年均增長率來看，長江經(jīng)濟(jì)帶沿線11省份農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度均有所降低，江蘇省、湖北省、湖南省、四川省、貴州省5個(gè)省份農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度下降速度最快，均快于長江經(jīng)濟(jì)帶水平；重慶市農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度下降速度慢于長江經(jīng)濟(jì)帶水平，但快于全國水平；上海市、浙江省、安徽省、江西省、云南省5個(gè)省份農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度下降速度最慢，均慢于全國水平。

表5 長江經(jīng)濟(jì)帶沿線11省份農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度

(三)碳排放結(jié)構(gòu)分析

1997～2016年長江經(jīng)濟(jì)帶沿線11省份年均農(nóng)業(yè)碳排放結(jié)構(gòu)如圖5所示。化肥施用是長江經(jīng)濟(jì)帶沿線省份農(nóng)業(yè)碳排放的主要來源，而次要來源卻有所不同。根據(jù)農(nóng)業(yè)碳排放主次要來源的不同，將長江經(jīng)濟(jì)帶沿線省市分為3類：其一，“化肥-農(nóng)膜”主導(dǎo)型，包括上海市、重慶市、四川省、貴州省、云南省5個(gè)省份；其二，“化肥-柴油”主導(dǎo)型，包括浙江省、江蘇省兩省，值得注意的是，浙江省農(nóng)業(yè)碳排放主要來源于柴油使用，這可能是由于浙江省農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度較高；其三，“化肥-農(nóng)藥”主導(dǎo)型，包括安徽省、江西省、湖北省、湖南省4個(gè)省份。這與上文中對長江經(jīng)濟(jì)帶上中下游地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放結(jié)構(gòu)的差異高度吻合。

五、研究結(jié)論與政策建議

基于上述分析，可得出如下結(jié)論。

第一，長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放發(fā)展?fàn)顩r良好。雖長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放總量總體呈平穩(wěn)上升趨勢，但增長速度趨緩，且占全國農(nóng)業(yè)碳排放量總量呈下降趨勢。長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度總體呈下降趨勢，且下降速度快于全國水平。長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)碳排放結(jié)構(gòu)變化基本與全國一致，灌溉、化肥、農(nóng)藥導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)碳排放量占比總體上均呈下降趨勢，而翻耕、柴油、農(nóng)膜導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)碳排放量占比均呈上升趨勢，但長江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)發(fā)展對化肥、農(nóng)藥等化學(xué)投入品依賴度較高。

第二，長江經(jīng)濟(jì)帶上中下游地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放發(fā)展?fàn)顩r存在顯著差異。長江經(jīng)濟(jì)帶中游地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放量和農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度最高，2007年以前長江經(jīng)濟(jì)帶下游地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放量和農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度均高于上游地區(qū)，2007年以后上游地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放總量超過下游地區(qū)，長江經(jīng)濟(jì)帶上中下游地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放次要來源分別是農(nóng)膜、農(nóng)藥和柴油。

圖5 長江經(jīng)濟(jì)帶沿線11省份年均農(nóng)業(yè)碳排放結(jié)構(gòu)

第三，長江經(jīng)濟(jì)帶沿線11省份農(nóng)業(yè)碳排放發(fā)展?fàn)顩r也存在顯著差異。長江經(jīng)濟(jì)帶沿線11省份農(nóng)業(yè)碳排放總量均有所增長，增長速度差異較大，但大部分省份增長速度都低于全國水平。長江經(jīng)濟(jì)帶沿線11省份農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度均有所降低，下降速度差異較大，但大部分省份農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度都低于全國水平。根據(jù)農(nóng)業(yè)碳排放結(jié)構(gòu)差異，長江經(jīng)濟(jì)帶沿線11省市可分為“化肥-農(nóng)膜”、“化肥-柴油”、“化肥-農(nóng)藥”三種主導(dǎo)類型，其省際差異特征與流域分布高度吻合。

根據(jù)上述研究結(jié)論，提出如下政策建議。

加強(qiáng)農(nóng)業(yè)碳排放統(tǒng)計(jì)與核算。目前我國農(nóng)業(yè)碳排放并沒有官方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，因此必須加強(qiáng)統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)工作和能力建設(shè)，建立農(nóng)業(yè)碳排放數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，完善農(nóng)業(yè)碳排放計(jì)量和監(jiān)測體系，并逐步建立完善各級行政區(qū)域農(nóng)業(yè)碳排放年度核算方法和報(bào)告制度。

建立農(nóng)業(yè)碳排放總量和強(qiáng)度雙重目標(biāo)控制機(jī)制。近20年來長江經(jīng)濟(jì)帶雖然農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度有所降低，但農(nóng)業(yè)碳排放總量仍大幅度增長。因此必須要明確農(nóng)業(yè)碳排放標(biāo)準(zhǔn)，制定短期和長期農(nóng)業(yè)碳排放規(guī)劃，控制高農(nóng)業(yè)碳排放投入品的使用量，并大力開發(fā)低碳農(nóng)業(yè)技術(shù)，以促進(jìn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)。

加快農(nóng)業(yè)碳排放結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。長江經(jīng)濟(jì)帶以化肥等化學(xué)投入品為主導(dǎo)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式并未發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變，應(yīng)大力實(shí)施化肥使用量零增長行動，推廣測土配方施肥，提高化肥使用效率，并實(shí)施耕地質(zhì)量保護(hù)與提升行動，推廣秸稈還田，增施有機(jī)肥，加強(qiáng)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)。