農(nóng)業(yè)低碳技術(shù)視域下地形特征與作物類型對化肥施用質(zhì)性影響分析

王綺雯 張小有

[摘要]基于江西省規(guī)模農(nóng)戶調(diào)查數(shù)據(jù)，分析地形特征和農(nóng)作物類型對農(nóng)戶低碳的影響，結(jié)果表明：（1）江西省農(nóng)業(yè)碳排放從2000年以來一直保持正增長，且排名位于全國前列，減排形勢嚴(yán)峻;（2）江西省農(nóng)業(yè)化肥碳排放量與耕地面積不成正比;（3）江西省農(nóng)戶種植水稻施用高量化肥意愿更強(qiáng);（4）平原和盆地在化肥施用量上更傾向于高量。

[關(guān)鍵詞] 碳排放;規(guī)模農(nóng)戶;地形特征;作物類型

[中圖分類號] F323.22 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

1 引言

中國作為四大文明古國綿延不絕，與小農(nóng)經(jīng)濟(jì)的給養(yǎng)有很大關(guān)系。然而，傳統(tǒng)的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)是典型的“高碳農(nóng)業(yè)”。全球變暖形式不容樂觀，我國于2015年向聯(lián)合國環(huán)境與氣候變化委員會主動提出：到2030年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降60%～65%的目標(biāo)。研究顯示，中國的糧食產(chǎn)量占世界的1/5左右，但是化肥使用量卻占到了1/3，每1hm2的用量是世界平均用量的四倍，這不僅會帶來土壤結(jié)塊等“過勞”問題，還會對生態(tài)造成不可估量的威脅，尤其在碳排放方面。據(jù)統(tǒng)計(jì)，農(nóng)業(yè)源溫室氣體排放占全球認(rèn)為源溫室氣體排放總量的10%～12%，其中，CH4占由人類活動造成的CH4排放總量的50%，N2O占60%，由此可見，農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為全球溫室氣體排放的重要來源。農(nóng)民在生產(chǎn)過程中投入種子、農(nóng)藥、化肥等碳源，相應(yīng)的就會產(chǎn)生碳（圖1）。江西省是農(nóng)業(yè)大省，耕地面積為308.87萬hm2，其每年的碳排放量不可忽視。圖2顯示了江西省2007～2015年農(nóng)業(yè)的碳排放量及增長率，可以看出江西省農(nóng)業(yè)碳排放量在前期顯著下降，2012年下降最快，為-18.16%。但之后開始緩慢上升，且增長率一直維持在4%左右，表明江西省農(nóng)業(yè)減碳形式不容樂觀。本文以江西省為例，以地形特征與作物類型為切入點(diǎn)，以農(nóng)作物生產(chǎn)過程中化肥施用量為研究對象，研究這兩方面因素對農(nóng)業(yè)低碳技術(shù)應(yīng)用的影響，為江西省后續(xù)農(nóng)業(yè)工作的開展提供了一定的借鑒意義。

2 文獻(xiàn)回顧

2.1 國外關(guān)于農(nóng)業(yè)低碳技術(shù)的研究

國外關(guān)于農(nóng)業(yè)低碳技術(shù)的討論比較早，主要關(guān)注點(diǎn)在政策、技術(shù)和影響等方面。Peter J.G.Pearson研究了英國的第一次工業(yè)革命的制度因素，認(rèn)為低碳技術(shù)將是另一種不同形式的工業(yè)革命，這對于提高經(jīng)濟(jì)效益具有重大的意義。Pedro A Arraes Pereira研究了巴西農(nóng)業(yè)，認(rèn)為技術(shù)改造對農(nóng)業(yè)的貢獻(xiàn)極大，而從環(huán)保的角度考慮，低碳技術(shù)將在巴西農(nóng)民中被廣泛采納。David Norse認(rèn)為農(nóng)業(yè)是溫室氣體排放量最大的人為來源之一，而低碳戰(zhàn)略的實(shí)施通常有很大的限制，所以要想達(dá)到減排和農(nóng)民增收的雙贏目的必須在政策方面下苦功。Sharon Friel研究了巴西的農(nóng)業(yè)碳匯排放量，認(rèn)為農(nóng)業(yè)低碳技術(shù)改進(jìn)到2030年將會減少30%的碳排放，這有利于為公眾提供一個可接受的、健康的、低排放的飲食環(huán)境。

2.2 國內(nèi)關(guān)于農(nóng)業(yè)低碳技術(shù)的研究

國內(nèi)關(guān)于農(nóng)業(yè)低碳技術(shù)方面，也進(jìn)行過多次探討。馬曉旭認(rèn)為，低碳農(nóng)業(yè)是“三低”農(nóng)業(yè)，但是現(xiàn)階段我國低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨著諸多矛盾和問題，如大量農(nóng)藥、化肥殘留，農(nóng)村土壤和水源污染等，要從提高農(nóng)業(yè)資源利用率、技術(shù)創(chuàng)新、制度保障三個方面著手。田云等基于1995～2010年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)我國碳排放總量逐年上升，并且區(qū)域差距明顯，我國減碳排放還面臨一定的壓力。李波等在研究農(nóng)戶行為時(shí)發(fā)現(xiàn)，戶主的性別、年齡、文化程度、耕地面積等都對農(nóng)田的碳排放量有一定的影響，要加強(qiáng)對農(nóng)戶的培訓(xùn)，使他們逐步走向低碳的生產(chǎn)方式。吳賢榮等采用Tobit模型，分析了中國31個?。ㄊ?、區(qū)）的農(nóng)業(yè)碳排放變化，指出東部地區(qū)在農(nóng)業(yè)碳排放方面持續(xù)改善主要源于技術(shù)進(jìn)步的影響，而中、西部地區(qū)是源于技術(shù)效率的改善而非技術(shù)進(jìn)步的推動，且波動性較大。周勝等通過一系列的實(shí)驗(yàn)表明，施肥類型會影響農(nóng)作物的碳排放量，例如：有機(jī)肥的稻田釋放的甲烷要高于施用等量復(fù)合肥釋放的甲烷，普通復(fù)合肥的用量也會影響農(nóng)作物的碳排放量。同時(shí)也指出，水稻品種不同，其CH4的產(chǎn)量也不同，所以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中我們要優(yōu)化肥料的使用配方，開發(fā)低排高產(chǎn)的水稻品種，這樣才能有效減少農(nóng)業(yè)碳排放量。高雪萍針對江西1069名農(nóng)戶的調(diào)查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，由于農(nóng)戶種植規(guī)模很大，具備一定的基礎(chǔ)設(shè)施條件，且地理位置不會很偏僻，故地形的差異對農(nóng)業(yè)低碳新技術(shù)的應(yīng)用沒有很大的影響。

總體而言，當(dāng)前國內(nèi)外對于農(nóng)業(yè)低碳技術(shù)方面的研究還是比較深入，在全球變暖的這一大背景下，農(nóng)業(yè)低碳顯然已經(jīng)成為一個熱門話題。本文在已有文獻(xiàn)研究的基礎(chǔ)上，通過分析地形特征和作物類型這兩方面的因素，結(jié)合在江西省的實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)，研究上述兩項(xiàng)因素對農(nóng)業(yè)低碳技術(shù)應(yīng)用的影響，以期對江西省農(nóng)業(yè)低碳技術(shù)應(yīng)用發(fā)展提供一定的支持。

3 數(shù)據(jù)來源與模型設(shè)定

3.1 數(shù)據(jù)來源

江西的地形條件十分復(fù)雜，不僅有山地、丘陵，還有平原、盆地，使得農(nóng)作物種類也豐富多樣。不僅有水稻這一南方種植面積最大的農(nóng)作物，還形成了“南有贛南臍橙、廣昌白蓮，北有寧州紅茶、廬山云霧茶”的特色農(nóng)作物產(chǎn)區(qū)。研究江西的農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀對全國農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。多項(xiàng)研究表明，我國化肥的投入量過大，利用率低，且投入已超過225kg/ha的上限。由此可知，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，化肥的合理有效利用已經(jīng)成了一個重要問題。故本文以化肥的使用量為例，研究在盆地、平原、山地、丘陵四類地形狀況和作物類型不同的狀況下，規(guī)模農(nóng)戶施肥用量的多少。

本文所用的數(shù)據(jù)來自于課題組2017年對江西省撫州市、贛州市、吉安市等地的調(diào)查，調(diào)查的主要內(nèi)容包括規(guī)模農(nóng)戶的作物種植類型、所處的地形特征等，本次調(diào)查共發(fā)放問卷370份，剔除具有缺失值的問卷31份，最終回收339份有效問卷。表1列出了江西不同地形條件和作物類型下規(guī)模樣本農(nóng)戶施用化肥量的選擇。從樣本數(shù)據(jù)中我們可以發(fā)現(xiàn)，大部分規(guī)模農(nóng)戶種植的所在地為丘陵，占總樣本的48.67%，78.17%的規(guī)模農(nóng)戶選擇種植水稻。化肥的施用量差距也比較大，最小值為149.25kg/hm2，最大值為2985.07kg/hm2。

農(nóng)業(yè)低碳技術(shù)應(yīng)用水平的高低主要以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的碳排放量衡量，國內(nèi)外關(guān)于農(nóng)業(yè)碳排放值的計(jì)算有很多，在此借鑒謝淑娟的做法，即

× （1）

式（1）中，表示第t年的農(nóng)業(yè)碳排放總量，為碳排放系數(shù)，Tti表示第t年碳排放源的用量。通過美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室可以得知，化肥的碳排放系數(shù)為0.8956（表2），表明化肥用量與碳排放量成正相關(guān)，故把化肥用量作為因變量。圖3顯示了江西省2007～2016年化肥碳排放數(shù)據(jù)，從2007年的118.76萬t上升到2016年的127.18萬t，年均增長率為0.76%，其中，2013～2016年的增幅為0.09%，但是江西農(nóng)業(yè)的耕地面積卻由2013年的308.73hm2下降到2016年的308.22hm2，降幅0.06%，表明耕地面積與農(nóng)用化肥碳排放量并不匹配，江西省農(nóng)業(yè)減碳形式依舊嚴(yán)峻。

張小有等人在研究江西省規(guī)模農(nóng)戶化肥施用行為時(shí)認(rèn)為，農(nóng)戶的受教育程度作為自覺行為對農(nóng)田碳減排具有積極意義，故把受教育程度作為協(xié)變量，探討其對規(guī)模農(nóng)戶低碳行為的影響。

3.2模型設(shè)定

回歸是研究變量與變量間關(guān)系的一種手段，多重線性回歸模型主要在自變量不止有一個時(shí)所采用。本文用地形特征和農(nóng)作物類型兩個自變量來計(jì)算對規(guī)模農(nóng)戶低碳生產(chǎn)行為的影響。其中：為被解釋變量化肥施用量，是影響被解釋變量y的各種因素，i=1，2，3，……，n， 是解釋變量的線性組合;為常數(shù)項(xiàng);，，……為自變量;，……為相應(yīng)自變量的回歸系數(shù);為隨機(jī)干擾項(xiàng)。則：

（2）

3.3 數(shù)據(jù)測算

關(guān)于調(diào)查數(shù)據(jù)，本文所選取的描述性統(tǒng)計(jì)見表3。

4 研究結(jié)果及分析

4.1 多重線性模型估計(jì)結(jié)果

經(jīng)過多重共線性檢驗(yàn)后，利用前文所構(gòu)建的多重線性回歸模型檢驗(yàn)各個變量對農(nóng)業(yè)低碳行為的影響，結(jié)果如表4。從結(jié)果看，模型的擬合度較差（小于0.10），對總體變量的解釋程度較低。但是從方差分析檢驗(yàn)結(jié)果來看，擬合的模型有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且符合標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。地形特征和農(nóng)作物類型以及受教育程度對規(guī)模農(nóng)戶在化肥使用量和化肥類型的選擇上都有顯著影響。

4.2 估計(jì)結(jié)果分析

4.2.1 地形特征的影響。線性模型結(jié)果顯示，地形對化肥施用量的選擇上具有顯著負(fù)向影響。即山地和丘陵所用化肥量偏低，盆地和平原化肥用量相對較高。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果也顯示，盆地和平原施用高量化肥的比例分別為31.58%和37.33%，而丘陵和山地相應(yīng)的比例分別為16.97%和26.25%。山地丘陵地區(qū)，自然資源較多，規(guī)模農(nóng)戶常常會利用豬牛羊的糞便以及落葉作為天然肥料來替代化學(xué)肥料，且山地丘陵地區(qū)大都地處偏遠(yuǎn)，規(guī)模農(nóng)戶運(yùn)送化肥的成本會相對高于平原和盆地地區(qū)，這在無形中也使得山地丘陵地區(qū)偏向于低量的化肥。此外，江西省規(guī)模農(nóng)戶的土地大部分是流轉(zhuǎn)而來，只有使用權(quán)，沒有所有權(quán)，故規(guī)模農(nóng)戶在施用化肥時(shí)并沒有考慮土壤結(jié)塊等可持續(xù)發(fā)展問題，更多的是關(guān)注眼前利益，這也是導(dǎo)致江西省農(nóng)業(yè)碳排放量居高不下的原因之一。

4.2.2 農(nóng)作物類型的影響。根據(jù)上述模型得知，農(nóng)作物類型對化肥施用量的選擇上具有顯著負(fù)向影響。即水稻的化肥施用量比果蔬和其他經(jīng)濟(jì)作物高。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果也顯示，水稻的化肥施用量高于果蔬和其他經(jīng)濟(jì)作物。這可能與作物所需肥量有關(guān)，果蔬和其他經(jīng)濟(jì)作物的耕地面積不如水稻，大部分規(guī)模農(nóng)戶平時(shí)會用人糞尿等有機(jī)肥澆灌，在合理利用資源的同時(shí)又節(jié)約施肥成本。同時(shí)，由于所需肥料不多，一些規(guī)模農(nóng)戶在力所能及的情況下會購買價(jià)格更高的生物肥料，不僅能提高口感，而且在價(jià)格方面也會得到更多的經(jīng)濟(jì)效益。而水稻的種植面積很大，用人糞尿遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足其所需養(yǎng)分，如果一味施用生物肥料，在產(chǎn)量方面不會提高甚至可能會大大減產(chǎn)，即使這樣的水稻在價(jià)格上有很大的優(yōu)勢，規(guī)模農(nóng)戶也會考慮機(jī)會成本，為了提高產(chǎn)量，規(guī)模農(nóng)戶往往會選擇施用大量的化肥。

4.2.3 教育程度的影響。根據(jù)上述分析結(jié)果得知，教育程度對規(guī)模農(nóng)戶化肥施用量上有顯著負(fù)向影響，即受教育程度高的規(guī)模農(nóng)戶在化肥施用量上偏低。可能的原因是教育程度高的規(guī)模農(nóng)戶更愿意把書本中的知識用于實(shí)踐，更愿意采用低碳方法來種植作物。且近年來，國家對于農(nóng)業(yè)低碳宣傳力度較大，受過高等教育的規(guī)模農(nóng)戶也樂于響應(yīng)國家號召，親身實(shí)踐。在實(shí)地調(diào)研過程中也證實(shí)了這一點(diǎn)。

5 結(jié)論與建議

本文的主要結(jié)論為：第一，江西省農(nóng)用化肥碳排放量居高不下，減排形勢依舊嚴(yán)峻;第二，江西省水稻化肥用量高于其他作物，且偏向施用高碳化肥;第三，江西省盆地和平原化肥用量高于丘陵、山地。第四，江西省規(guī)模農(nóng)戶受教育程度與農(nóng)業(yè)低碳成正比。

農(nóng)業(yè)碳排放是碳排放的重要組成部分之一，農(nóng)業(yè)減排對于減少溫室氣體具有重要意義，本文分別從以下三個角度對降低江西省農(nóng)業(yè)碳排放提出以下建議：

5.1 發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)

江西省水稻種植面積一直處于第一位，但水稻高產(chǎn)并不意味著肥料越多越好，適當(dāng)使用有機(jī)肥不僅能提高水稻的產(chǎn)量，也能提高口感。水稻豐收后在稻田里養(yǎng)殖魚蝦，來年種植時(shí)能有效減少肥料的使用。同時(shí)，各地也可以根據(jù)實(shí)際情況，以農(nóng)家樂等新型農(nóng)業(yè)發(fā)展模式為例，不僅能使農(nóng)業(yè)發(fā)展綠色化、生態(tài)化，還能有效帶動第一、第三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，帶動地方經(jīng)濟(jì)效益。

5.2 推廣測土配方肥

根據(jù)實(shí)地調(diào)研，規(guī)模農(nóng)戶不選擇除化肥以外的其他肥料的主要因素是成本和產(chǎn)量，但現(xiàn)階段由于這些肥料的制作成本較高，降低其價(jià)格顯然很不現(xiàn)實(shí)，但測土配方肥能有效解決規(guī)模農(nóng)戶這兩大顧慮。測土配方肥是根據(jù)作物所缺營養(yǎng)來有目的的施肥，達(dá)到提高肥料利用率和減少用量的效果。為此，政府部門應(yīng)該鼓勵農(nóng)技人員田間指導(dǎo)，對規(guī)模農(nóng)戶進(jìn)行測土配方肥的技術(shù)培訓(xùn)，以期達(dá)到效益和低碳雙贏的目的。

5.3 培育新型職業(yè)農(nóng)民

當(dāng)前人口紅利萎縮，勞動力資源顯著下降，培養(yǎng)新一代職業(yè)農(nóng)民顯得尤為重要。這支新型職業(yè)農(nóng)民能及時(shí)適應(yīng)新理念、新技術(shù)，對于農(nóng)業(yè)低碳技術(shù)應(yīng)用的推廣具有重要意義。同時(shí)，具備高度的責(zé)任感和現(xiàn)代觀念，有利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，更好的貫徹“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的發(fā)展理念。

中國是農(nóng)業(yè)大國，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排對世界農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重大意義。江西省作為我國的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大省，農(nóng)業(yè)碳排放高于全國平均水平，農(nóng)業(yè)低碳發(fā)展?jié)摿薮蟆?yīng)因地制宜種植作物，在“十三五”政策的大背景下，大力發(fā)展新型職業(yè)農(nóng)民，推廣農(nóng)業(yè)低碳技術(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)碳排放的絕對減排。

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[收稿日期]2018-11-22

[基金項(xiàng)目]國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“農(nóng)業(yè)低碳技術(shù)應(yīng)用激勵機(jī)制與支持政策研究——基于江西規(guī)模農(nóng)戶的實(shí)證”（71563018）

[作者簡介]王綺雯（1995—），女，江西南昌人，碩士研究生，研究方向：環(huán)境會計(jì)理論與實(shí)務(wù)。

[通訊作者]張小有（1970—），男，江西贛州人，副教授，博士，研究方向：環(huán)境會計(jì)理論與實(shí)務(wù)。