云南省農(nóng)業(yè)碳排放核算實證研究

□鄭 遠，付 偉，張旭杰

（西南林業(yè)大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院 云南 昆明 650224）

農(nóng)業(yè)碳排放是指在生產(chǎn)經(jīng)營過程中因化肥、能源的消費或土地翻耕過程中直接或間接造成的溫室氣體的對外排放[1]。統(tǒng)計表明，農(nóng)業(yè)碳排放量占到國內(nèi)平均碳排放量的17%左右，農(nóng)業(yè)碳排放量的日漸增加，限制了中國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

近年來，因為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的自由性、普遍常見性以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主體的分布性，加上農(nóng)業(yè)碳排放涉及影響范圍廣、不易實時監(jiān)測、難以具體量化、操作控制難度強等特征，農(nóng)業(yè)碳排放矛盾問題不斷凸顯，逐漸成為研究人員的聚焦熱點[2]。

根據(jù)有關(guān)學(xué)者的分析研究，18 世紀(jì)之后，大氣里的CH4實際有效濃度增長了1 倍多，其中大概有70%是人類生產(chǎn)活動所導(dǎo)致的，例如水稻種植栽培、生物燃燒等。所以，精確把握好云南省農(nóng)業(yè)碳排放實時動態(tài)及改變態(tài)勢，對科學(xué)制定云南省農(nóng)業(yè)碳減排管理政策具有關(guān)鍵意義。

羅廣芳等[3]提出農(nóng)業(yè)碳排放的主要內(nèi)容通常是化肥、農(nóng)膜、農(nóng)藥在運用過程中形成的農(nóng)業(yè)碳排放、農(nóng)用機械設(shè)備損耗化石礦物能源形成的碳排放和農(nóng)業(yè)灌溉過程中形成的碳排放等。崔朋飛等[4]應(yīng)用農(nóng)田碳排放核對與化石燃料碳排放核對兩大類模式，估算并且對比分析了我國30 多個省份及地區(qū)的農(nóng)業(yè)碳排放總量。Jane[5]分析研究了腸道發(fā)酵、糞便綜合管理、農(nóng)業(yè)能源使用等數(shù)個方面相互之間的聯(lián)系，說明過分運用與損耗農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工物質(zhì)資料，會造成農(nóng)業(yè)碳排放的增長。

Acil 等[6]分析了少數(shù)地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放的真實狀況，得知各區(qū)域農(nóng)業(yè)碳排放之間存在著一定的差異，而這些差異是由各地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的不同所形成的。錢昭英等[7]運用碳排放估算方法分析了近年來貴州省農(nóng)業(yè)碳排放的動態(tài)變化情況，并提出減排路徑。孟軍等[8]應(yīng)用LMDI 系數(shù)分解處理法對黑龍江省農(nóng)業(yè)碳排放實時動態(tài)改變的影響因子展開了研究，分析并提出農(nóng)業(yè)碳減排路徑。

在農(nóng)業(yè)碳排放的相關(guān)文獻中，農(nóng)業(yè)碳排放的核算方法主要有以下兩種。一是生命周期法。通過農(nóng)作物生長周期內(nèi)碳排放情況進行估算。劉貴斌等[9]通過生命周期法對湖南省農(nóng)業(yè)碳排放進行測算，結(jié)果表明，湖南省的碳排放量小于碳吸收量，并對此現(xiàn)象提出碳減排路徑。曹雙琪[10]運用生命周期法對湖北省農(nóng)業(yè)碳排放的現(xiàn)狀進行分析，并提出減排策略。二是投入產(chǎn)出法。通過投入產(chǎn)出生產(chǎn)活動對研究對象單位碳排放源所排放的溫室氣體數(shù)量的估算。馬翠萍等[11]通過投入產(chǎn)出法計算農(nóng)業(yè)碳排放，發(fā)現(xiàn)推行精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)可以有效減少農(nóng)業(yè)碳排放。

結(jié)合實際，生命周期法計算碳排放量能夠全面地界定碳排放活動，方法比較簡單，而投入產(chǎn)出法主要用于分析能源碳排放，其所需數(shù)據(jù)量較大，方法相對復(fù)雜，且我國的投入產(chǎn)出表每5年公布1 次，不能進行年度動態(tài)分析。

全球?qū)＜覍W(xué)者針對農(nóng)業(yè)碳排放的研究，在農(nóng)業(yè)碳排放分析方面獲得了一定的技術(shù)成果，為未來的深入分析打下堅實的基礎(chǔ)。中國專家學(xué)者對農(nóng)業(yè)碳排放的分析研究視角持續(xù)對外拓展轉(zhuǎn)換，但是大多都只是宏觀層面的研究，針對省域視角分析農(nóng)業(yè)碳排放矛盾問題的相對較少[12]。

鑒于此，以云南省為研究對象，應(yīng)用生命周期法對云南省農(nóng)業(yè)碳排放進行實證分析，找出制約云南省農(nóng)業(yè)碳排放的關(guān)鍵影響因素，為云南省農(nóng)業(yè)的碳減排發(fā)展提供一定的參考。

1 農(nóng)業(yè)碳排放核算模型構(gòu)建

生命周期法（LCA）是通過研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中每一個物質(zhì)與能量的投入、產(chǎn)出和環(huán)境相互之間的聯(lián)系來評價判定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工活動的物質(zhì)資源與能源對自然環(huán)境的影響作用，經(jīng)過生命個體活動周期法來分析研究，農(nóng)業(yè)碳排放是從農(nóng)作物的整個發(fā)展過程展開分析研究。而碳排放參數(shù)法的運算關(guān)系到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工的每一個方面，農(nóng)業(yè)碳排放總量是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工中所需要的各影響因素的運用量和農(nóng)業(yè)碳排放參數(shù)乘積的總和，所以在研究分析里，把所運用碳排放總量的運算方法稱為LCA 參數(shù)法。

在農(nóng)作物生產(chǎn)過程中，農(nóng)用物資的投入使用融入了農(nóng)作物生長的全流程。在農(nóng)作物種植栽培前，需用農(nóng)業(yè)機械等設(shè)備對農(nóng)地進行翻耕并施肥，最后還需要對農(nóng)地進行覆膜以減少水分的流失。在農(nóng)作物生長過程中要用水泵灌溉農(nóng)地，用農(nóng)藥治理病蟲害；在農(nóng)作物豐收時，需用機械設(shè)備收割。在農(nóng)作物生長的過程中，化肥與農(nóng)藥會產(chǎn)生大量的碳排放，農(nóng)用機械設(shè)備所用的柴油會產(chǎn)生污染廢氣。僅分析種植栽培業(yè)，不考慮秸稈燃燒和反芻動物腸道廢棄物質(zhì)處理過程中形成的農(nóng)業(yè)碳排，選用化肥、農(nóng)藥、柴油、農(nóng)膜、農(nóng)業(yè)灌溉、農(nóng)業(yè)翻耕等形成農(nóng)業(yè)碳排放的六大主要影響因素，展開云南省農(nóng)業(yè)碳排放的估算。

碳排放的概算運算方程式如下（1）所示。

上述計算方程式中，E是農(nóng)業(yè)碳排放總數(shù)量，Ei是多種碳源的碳排放總量，Ti是各影響因素碳排放的總量，δi是各排放源的碳排放參數(shù)。至此，得知農(nóng)業(yè)碳排放作用強度的運算方程式是（2）。

上述計算方程式中，A是農(nóng)業(yè)碳排放作用強度，B是農(nóng)業(yè)耕地總面積，參考依據(jù)有關(guān)實踐經(jīng)驗整理出各碳源的碳排放參數(shù)如表1。

表1 農(nóng)業(yè)碳排放碳源、參數(shù)及參照主要來源

2 云南省農(nóng)業(yè)碳排放核算實證分析

隨著農(nóng)業(yè)與種植業(yè)的大力發(fā)展，2010—2019年云南省農(nóng)用物資的使用量呈增長態(tài)勢，由農(nóng)用物資的使用所形成的農(nóng)業(yè)碳排放已逐漸成為云南省農(nóng)業(yè)碳排放的主要構(gòu)成成分。

隨著生產(chǎn)物資的不斷投入，農(nóng)業(yè)碳排放總量也不斷增長，經(jīng)過估算得知影響云南省農(nóng)業(yè)碳排放重要的碳排放源是化肥，其次為農(nóng)地翻耕。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進步與人類需要的持續(xù)提升，云南省農(nóng)業(yè)走上了高投入與產(chǎn)業(yè)化的科技化生產(chǎn)加工發(fā)展道路，這對生態(tài)環(huán)境帶來一定的影響。

2.1 數(shù)據(jù)來源

云南省2010—2019年的化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜的數(shù)據(jù)來源于《云南統(tǒng)計年鑒》，其中化肥是當(dāng)年化肥的折純總量，農(nóng)藥是當(dāng)年的實際使用量；農(nóng)用柴油、翻耕面積、灌溉面積數(shù)據(jù)信息來自《中國農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》，在這其中，農(nóng)用柴油是當(dāng)年的實際使用量，灌溉實際有效面積是當(dāng)年高效灌溉實際有效面積，翻耕實際有效面積以當(dāng)年農(nóng)作物的播種實際有效面積替代。

隨著農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，相關(guān)農(nóng)用物資的運用量增加，主要是以化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜的運用量為實踐案例，根據(jù)表2 可知，在2010—2019年云南省農(nóng)用物資的運用呈增長態(tài)勢。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，隨著國家惠農(nóng)管理政策的推廣普及與農(nóng)業(yè)科學(xué)專業(yè)技術(shù)的發(fā)展進步，云南省的農(nóng)業(yè)得到了一定的發(fā)展，這使云南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總量逐漸提高，但也造成了很多農(nóng)業(yè)的碳排放現(xiàn)象，給自然環(huán)境帶來巨大壓力，嚴(yán)重影響了云南省農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，阻礙了中國許諾的2020年減少碳排放目標(biāo)的順利完成。

表2 云南省2010—2019年化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜運用量

2.2 研究結(jié)果分析

以云南省為例，以2010—2019年《云南統(tǒng)計年鑒》和《中國農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》等公開出版的統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，用生命周期法對云南省農(nóng)業(yè)碳排放量進行估算，計算了近10年云南省農(nóng)業(yè)碳排放量，通過農(nóng)業(yè)碳排放量對云南省農(nóng)業(yè)碳排放現(xiàn)狀進行分析，具體如下。

2.2.1 農(nóng)業(yè)碳排放總量分析

根據(jù)農(nóng)業(yè)與種植業(yè)整體投入，應(yīng)運用農(nóng)業(yè)碳排放總量運算方程式（1）及碳排放作用強度概算運算方程式（2）估算出云南省2010—2019年農(nóng)業(yè)的碳排放量和排放強度，結(jié)果見表3。

如表3 所示，10年來云南省農(nóng)業(yè)碳排放量增勢明顯，2010—2019年從514.71 萬t 增長到553.03 萬t，增長了38.32 萬t，增長率約7.44%，這10年的平均增速為0.74%。特別是在2010—2013年，碳排放量持續(xù)上升，但由于農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進步，從2014年起，碳排放量持續(xù)減少。

表3 云南省2010—2019年農(nóng)業(yè)碳排放總量和碳排放作用強度

2.2.2 影響農(nóng)業(yè)碳排放的關(guān)鍵因素

一是化肥的使用。化肥是影響云南省農(nóng)業(yè)碳排放重要的碳排放源。2010—2019年，化肥的施用導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)碳排放量由165.31 萬t 增至182.73 萬t，碳排放量增加了17.42 萬t，增長率達11%，超過了云南省的農(nóng)業(yè)碳排放總量。2016年產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)碳排放量占云南省農(nóng)業(yè)總碳排放量的38.6%，占比為10年中農(nóng)業(yè)碳排放的最高值。因此，化肥是云南農(nóng)業(yè)碳排放的主要因素。二是農(nóng)地翻耕。2010—2019年，農(nóng)地翻耕所造成的碳排放總量由201.24 萬t 增加到216.91 萬t，碳排放總量增長了15.67 萬t。近10年之后，農(nóng)地翻耕在云南農(nóng)業(yè)碳排放總數(shù)量里所占據(jù)比例長期在34%及其以上，2019年最高達到39%。

農(nóng)藥、農(nóng)膜、柴油和農(nóng)業(yè)灌溉等所產(chǎn)生的碳排放量較低。2019年所產(chǎn)生的碳排放量依次為23.36 萬t、63.27 萬t、15.53 萬t、51.23 萬t。農(nóng)藥和柴油在近10年中呈現(xiàn)先升后減的趨勢，農(nóng)膜和農(nóng)地灌溉呈現(xiàn)緩慢上升態(tài)勢。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與人類需要的持續(xù)提升，中國農(nóng)業(yè)走上了高投入與產(chǎn)業(yè)化的科技化生產(chǎn)加工發(fā)展道路，隨著生產(chǎn)加工物資的持續(xù)投入，農(nóng)業(yè)碳排放總量也有所增長。2010—2019年云南省農(nóng)業(yè)碳排放量在持續(xù)增加，在2018年表現(xiàn)出降低的態(tài)勢，這表明云南農(nóng)業(yè)對自然環(huán)境存在很大的影響作用，農(nóng)業(yè)碳減排，引起了政府管理部門的高度重視[13-14]。

3 結(jié)論及政策分析

3.1 結(jié)論

根據(jù)云南省2010—2019年農(nóng)業(yè)碳排放總量分析，結(jié)果表明：

（1）影響云南省農(nóng)業(yè)碳排放重要的碳排放源是化肥和農(nóng)地翻耕。

（2）通過機械化生產(chǎn)雖然會提高生產(chǎn)率，但也會帶來大量能源消耗和污染，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)碳排放增加。

（3）減少農(nóng)業(yè)碳排放不僅需要通過物理方法，還需提高全民低碳意識，充分發(fā)揮政府的引導(dǎo)作用，以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

3.2 政策分析

云南省農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的增長需要很多農(nóng)用物資的投入來完成，但是農(nóng)用物資投入量增長會形成大量的農(nóng)業(yè)碳排放，又不可以以暫停農(nóng)業(yè)社會經(jīng)濟發(fā)展進步的模式來降低農(nóng)業(yè)碳排放，所以轉(zhuǎn)化云南省農(nóng)業(yè)社會經(jīng)濟的發(fā)展進步模式非常關(guān)鍵[15]。

3.2.1 發(fā)展生態(tài)綠色農(nóng)業(yè)，倡導(dǎo)使用有機化肥

今后云南省農(nóng)業(yè)發(fā)展進步的態(tài)勢是推動生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展進步的關(guān)鍵，省內(nèi)各州、縣要大力發(fā)揮運用自身資源優(yōu)勢，打造具備地方鮮明特征的生態(tài)農(nóng)業(yè)。在生態(tài)農(nóng)業(yè)原理與應(yīng)用實踐的支持下，云南省可逐漸修改調(diào)配農(nóng)業(yè)組成結(jié)構(gòu)，全面積極發(fā)展生態(tài)綠色農(nóng)業(yè)。根據(jù)有關(guān)規(guī)定運用化肥、農(nóng)藥及農(nóng)用機械設(shè)備等，減少化肥的使用總量，發(fā)展進步綠色農(nóng)業(yè)，重視維護農(nóng)田的自然生態(tài)體系，推動農(nóng)業(yè)低碳模式的發(fā)展[16]。

3.2.2 加大對農(nóng)業(yè)碳減排技術(shù)的推廣

加大對農(nóng)田水利、農(nóng)地改進等基礎(chǔ)保障性設(shè)施的投入力度，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工綜合水平，降低云南農(nóng)業(yè)碳排放。針對云南省現(xiàn)行的天然資源條件和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，優(yōu)化提高云南省農(nóng)業(yè)的種植栽培專業(yè)技術(shù)，實行科學(xué)合理的輪作耕作體制，加強對農(nóng)田的完善，減少農(nóng)田碳排放[17]。

3.2.3 加強宣傳教育，樹立低碳農(nóng)業(yè)意識

在之后農(nóng)業(yè)碳排放的綜合治理中，首先需要對農(nóng)業(yè)碳排放的有關(guān)專業(yè)知識開展推廣普及工作，讓農(nóng)業(yè)公司與村民了解農(nóng)業(yè)碳排放是怎樣形成的、有何危害以及怎樣降低農(nóng)業(yè)碳排放。將農(nóng)業(yè)碳排放的有關(guān)專業(yè)知識歸類于農(nóng)業(yè)專業(yè)學(xué)科行業(yè)領(lǐng)域，增大對農(nóng)業(yè)碳排放有關(guān)專業(yè)知識的推廣普及，提升人民群眾減少農(nóng)業(yè)碳排放的意識[18]。

3.2.4 發(fā)揮政府的主體作用，加大減碳政策引導(dǎo)

在相關(guān)政策的引導(dǎo)下，調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展。同時根據(jù)農(nóng)民與農(nóng)業(yè)公司的經(jīng)營管理核心社會地位，完善農(nóng)民與有關(guān)公司的聯(lián)動體制，增強國家管理政策的原始推動力，實現(xiàn)降低農(nóng)業(yè)碳排放的發(fā)展目標(biāo)[19]。

4 結(jié)束語

通過研究云南省過去10年的農(nóng)業(yè)碳排放實時動態(tài)改變態(tài)勢，對云南省農(nóng)業(yè)碳排放現(xiàn)狀進行分析。雖然云南省農(nóng)業(yè)碳排放每年持續(xù)增高（在后期有所降低），但從2016年開始，其環(huán)比增加速率一直保持降低趨勢，所以云南省在低碳農(nóng)業(yè)方面發(fā)展相對良好。在對農(nóng)業(yè)碳排放的運算中發(fā)現(xiàn)，化肥與農(nóng)地翻耕是云南省農(nóng)業(yè)碳排放的重要碳源，后期可從這兩個層面展開綜合治理。云南省應(yīng)將工作重點轉(zhuǎn)為積極發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，以降低農(nóng)業(yè)碳排放，同時推廣使用有機肥，提高全民低碳意識，充分發(fā)揮政府引導(dǎo)作用，以實現(xiàn)農(nóng)地利用可持續(xù)發(fā)展。期望通過上述對策，可以減少云南省的農(nóng)業(yè)碳排放，使云南省農(nóng)業(yè)走上綠色可連續(xù)發(fā)展之路。