合肥市農(nóng)業(yè)碳排放的時空變化特征研究

楊志強 韓亞芬 方強

摘要：本文根據(jù)碳源排放量計算公式，計算合肥市農(nóng)業(yè)碳排放量，描述合肥市農(nóng)業(yè)碳排放總量與各個碳源的時空變化特征。結(jié)果顯示：合肥市農(nóng)業(yè)碳排放量呈現(xiàn)逐年上升趨勢，2004年～2016年碳排放增幅可達(dá)75.26%;合肥市碳排放組分中主要以化肥施用量與翻耕為主，化肥施用量占總碳排放的42%～46%，翻耕占總碳排放的37%～43%;對2016年的合肥市空間變化進行研究，長豐縣排放量可達(dá)為14.9萬噸，居于首位;廬江縣為12.89萬噸，合肥市轄區(qū)與巢湖市排放量最小。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)碳排放; 合肥市; 時空變化

基金項目：農(nóng)業(yè)部節(jié)水灌溉工程重點實驗室開放課題（FIRI2019-01-0201）、安徽省教育廳高校省級質(zhì)量工程項目（2018mooc390、2017jyxm0501）、宿州學(xué)院重點建設(shè)課程（szxy2018zdkc53）、國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目（201710379049）聯(lián)合資助成果

中圖分類號： F327;X71 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼： ?A ? ? ? ? ? ? ? ? DOI編號： ? 10.14025/j.cnki.jlny.2019.14.007

農(nóng)業(yè)是支撐我國國民經(jīng)濟發(fā)展建設(shè)的基礎(chǔ)，也是產(chǎn)生溫室氣體的重要來源之一[1]。目前，農(nóng)業(yè)碳排放量在我國溫室氣體排放總量中占據(jù)17%[2]。實現(xiàn)農(nóng)業(yè)碳排放的減排成為我國減少溫室氣體排放的有效途徑之一?，F(xiàn)如今，對于農(nóng)業(yè)碳排放開展的大量工作，主要集中于農(nóng)業(yè)碳排放時空特征、農(nóng)業(yè)碳排放驅(qū)動因素分析、農(nóng)業(yè)碳排放與經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系等研究，如閔繼勝等[3]、田云等[4]對中國農(nóng)業(yè)碳排放進行測算以及時空分析，賀亞亞等對湖北省農(nóng)業(yè)碳排放進行時空比較;楊紅娟等、王強等分別以云南省和東北為例，利用LMDI模型對影響農(nóng)業(yè)碳排放影響因素進行分析;孫耀華等、李琦等分別對我國、對安徽省農(nóng)業(yè)碳排放與經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系進行研究。本文選取合肥市作為分析對象，來分析其農(nóng)業(yè)碳排放的時空變化，為農(nóng)業(yè)碳排放節(jié)能減排以及農(nóng)業(yè)政策制定提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

本文以狹義農(nóng)業(yè)為研究對象，研究主要農(nóng)業(yè)活動過程中產(chǎn)生的碳排放，不同學(xué)者采用不同的測算方法，本文主要使用能源排放量進行計算（IPCC），見公式1。

農(nóng)業(yè)碳排放估算公式： ■ ? ? ?（1）

式中：E表示農(nóng)業(yè)碳排放總量（萬噸）;■表示第■類農(nóng)業(yè)碳源的農(nóng)業(yè)碳排放量（萬噸）;■表示第■類碳排放源的量;■表示第■類碳排放源的排放系數(shù)。根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗與查閱相關(guān)資料，本文農(nóng)業(yè)碳排放來源主要選擇化肥，農(nóng)膜，農(nóng)藥，有效灌溉，翻耕這5類。采用農(nóng)業(yè)碳源排放系數(shù)如下（見表1）。

表1 農(nóng)業(yè)主要碳源碳排放系數(shù)

2 結(jié)果與討論

2.1合肥市碳排放時間特征

2.1.1合肥市碳排放總量變化 根據(jù)本文采用的農(nóng)業(yè)碳排放計算公式，測算出合肥市2004年～2016年農(nóng)業(yè)碳排放總量并計算出其環(huán)比的增速，結(jié)果如圖1所示。從圖1可以看出，合肥市農(nóng)業(yè)碳排放量總體呈現(xiàn)上升趨勢，由2004年的33.59萬噸上升到2016年的58.87萬噸，增加了25.28萬噸，增長了75.26%。根據(jù)碳排放的增長幅度，可以大致分為四個階段：

第一階段為2004年～2010年，碳排放量緩慢增長，由2004年的33.59萬噸到2010年的40.33萬噸，增長了6.74萬噸，年平均增長率為0.87%。因農(nóng)用塑料薄膜與化肥施用量逐步上升，導(dǎo)致碳排放量增長。第二階段為2010年～2011年，碳排放增長迅速，由2010年40.33萬噸增長到2011年61.48萬噸，增長了21.15萬噸，增長了52%。主要是因為廬江縣與巢湖市劃入到合肥市，合肥市耕地面積由2010年的22萬公頃增長到2011年34萬公頃，碳源使用量增加，導(dǎo)致化肥施用量與翻耕產(chǎn)生的碳排放量快速上升，合肥市整體總量上升。第三階段為2011年～2014年，碳排放量小幅上升，由2011年的61.48萬噸增長到2014年的62.63萬噸，僅增長1.15萬噸，僅增長了1.9%。第四階段為2014年～2016年，碳排放量小幅下降，由2014年的62.63萬噸減少到58.87萬噸，減少了3.76萬噸。

2.1.2合肥市碳排放組分的變化 從圖2中可以看出，合肥市碳排放組分中主要以化肥施用量與翻耕為主，化肥施用量占比為42%～46%，翻耕占比為37%～43%;而農(nóng)用塑料薄膜、農(nóng)藥施用量、有效灌溉所占比例較小，農(nóng)用塑料薄膜基本在5%～11%，農(nóng)藥塑料薄膜基本維持在3%～6%，有效灌溉基本穩(wěn)定在1%。

圖2 2004年～2016年合肥市碳排放組分

在2004年～2016年間，化肥施用量、翻耕、農(nóng)用塑料薄膜、農(nóng)藥施用量、有效灌溉的碳排放總量呈現(xiàn)上升趨勢，但其比例有變化，化肥施用量與翻耕比例略有下降，都從2004年的44%分別下降到2016年的42%、30%，而農(nóng)用塑料薄膜比例呈現(xiàn)上升趨勢，從2004的5%上升到2016年12%。其中，2011年大幅增長，環(huán)比增長60.37%、51.09%、37.13%、30.53%、48.00%，主是由于行政區(qū)劃，將廬江縣與巢湖市劃入合肥市中，合肥市耕地面積由2010年的22萬公頃增長到2011年34萬公頃，直接導(dǎo)致了合肥市總體碳排放量的增加。

2.2 合肥市碳排放空間特征

本文選取了2016年的合肥市各個（縣）農(nóng)業(yè)碳排放數(shù)據(jù)，使用平均值分法將合肥市各縣區(qū)劃分為3個等級，取平均值的1/2倍、3/2倍作為分界值，小于9.8萬噸的為第一個等級，是低排放地區(qū)，主要是合肥市轄區(qū)，巢湖市和肥西縣，分別為3.7萬噸、6.47萬噸和8.44萬噸，因合肥市轄區(qū)農(nóng)業(yè)耕地面積為48.41千公頃，占合肥市整體面積的8.6%，其為經(jīng)濟文化中心，主要以第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展為主，農(nóng)業(yè)發(fā)展較少，導(dǎo)致其碳排放量低。巢湖市耕地面積為77.9千公頃，巢湖市致力于成為現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高地、全國著名的旅游休閑度假勝地和山川秀美的生態(tài)之城，大力實施四大戰(zhàn)略，其碳排放量偏低。肥西縣耕地面積為85.35千公頃，合肥經(jīng)濟圈和皖江城市帶承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移示范區(qū)的核心地帶，發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，其碳排放量在2016年居于第三位。而居于9.8萬噸到14.7萬噸的劃分為第二等級，為中排放地區(qū)，指肥東縣與廬江縣，碳排放量分別為12.48萬噸和12.89萬噸，其位于合肥市的總部地帶，肥東縣北部主要以農(nóng)業(yè)為主，導(dǎo)致其碳排放量過高，肥西縣主要以第三產(chǎn)業(yè)為主，農(nóng)業(yè)發(fā)展較慢。大于14.7萬噸為第三等級，是高排放地區(qū)，為長豐縣，其碳排放量為14.9萬噸，長豐縣為合肥的農(nóng)業(yè)大區(qū)，主要以農(nóng)業(yè)發(fā)展為主，耕地面積多，農(nóng)業(yè)投入量大，導(dǎo)致其碳排放量過高。

3 結(jié)論

本文通過分析2004年～2016年合肥市以及其縣區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放的時空變化特征，得出如下結(jié)論：

一是合肥市農(nóng)業(yè)碳排放總量呈現(xiàn)上升趨勢，表現(xiàn)為緩慢上升、快速上升、緩慢下降的階段性特征;合肥市碳排放組分中主要以化肥施用量與翻耕為主，化肥施用量占比為42%～46%，翻耕占比為37%～43%;而農(nóng)用塑料薄膜、農(nóng)藥施用量、有效灌溉所占比例較小，農(nóng)用塑料薄膜基本在5%～11%，農(nóng)藥塑料薄膜基本維持在3%～6%，有效灌溉基本穩(wěn)定在1%。

二是合肥市各個縣（市）主要研究2016年農(nóng)業(yè)碳排放量，其農(nóng)業(yè)碳排放量最高為長豐縣與廬江縣，其碳排放量分別為14.9萬噸與12.89萬噸。最低的地區(qū)為合肥市轄區(qū)與巢湖市，碳排放量為3.7萬噸和6.47萬噸。各個地區(qū)碳排放量主要是由于化肥與翻耕引起的，化肥維持在39%～50%，翻耕在49%～33%，農(nóng)藥和有效灌溉面積最小，農(nóng)藥為2%～10%，灌溉僅為1%～2%，而塑料薄膜施用量引起的碳排放量在不同的縣區(qū)所占比例不同。

參考文獻

[1]劉陽，汪季，劉靜，等.保護性耕作對玉米農(nóng)田碳儲量的影響[J].內(nèi)蒙古林業(yè)科技，2012，38（01）：14-17.

[2]趙文晉，李都峰，王憲恩.低碳農(nóng)業(yè)的發(fā)展思路[J].環(huán)境保護，2010，（12）：38-39.

[3]田云，張俊飚，尹朝靜，等.中國農(nóng)業(yè)碳排放分布動態(tài)與趨勢演進——基于31個（市、區(qū)）2002-2011年的面板數(shù)據(jù)分析[J].中國人口·資源與環(huán)境，2014，24（06）：91-98.

作者簡介：楊志強，在讀本科生，研究方向：自然地理與資源環(huán)境。

通訊作者：韓亞芬，碩士，講師，研究方向：環(huán)境質(zhì)量評價研究。