湖北省農(nóng)業(yè)碳排放時(shí)空特征及脫鉤研究*

蔣添誠(chéng) 胡 純 王巧稚# 吳爾希

(1.武漢科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 武漢 430080；2.武漢輕工大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 武漢 430040)

農(nóng)業(yè)已成為世界第二大溫室氣體排放源。同時(shí)，我國(guó)農(nóng)業(yè)碳排放占全國(guó)碳排放的比例高達(dá)17%，遠(yuǎn)超國(guó)際平均水平[1]。因此，對(duì)農(nóng)業(yè)碳排放的研究不僅關(guān)系著我國(guó)碳減排目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)，對(duì)我國(guó)綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展也具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)農(nóng)業(yè)碳排放進(jìn)行了諸多研究，主要集中在4個(gè)方面：(1)農(nóng)業(yè)碳排放測(cè)算[2-3]；(2)農(nóng)業(yè)碳排放時(shí)空特征分析[4]，[5]42；(3)農(nóng)業(yè)碳排放與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)間脫鉤關(guān)系的研究[6-8]；(4)碳減排措施的研究[9-11]。總體而言，這些研究取得了豐碩成果，但仍缺乏農(nóng)業(yè)政策與碳排放特征響應(yīng)機(jī)制的探索。

湖北省在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中扮演著重要角色。因此，本研究以湖北省為研究對(duì)象，基于種植業(yè)和畜牧業(yè)兩方面8類碳源測(cè)算湖北省2012年以來(lái)農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度，運(yùn)用Tapio脫鉤模型探究農(nóng)業(yè)碳排放與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)間的關(guān)系，并在梳理影響農(nóng)業(yè)碳排放政策工具基礎(chǔ)上探討農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的策略。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 農(nóng)業(yè)碳排放測(cè)算方法

通過(guò)查閱統(tǒng)計(jì)年鑒并測(cè)算，2012—2018年湖北省種植業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、副業(yè)和漁業(yè)產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的平均比例分別為50%、3%、25%、5%、17%。由此可見(jiàn)，種植業(yè)和畜牧業(yè)在湖北省農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)組成中占據(jù)重要地位，故本研究選取種植業(yè)和畜牧業(yè)碳源作為研究對(duì)象。

本研究種植業(yè)碳源包括化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、農(nóng)用柴油、農(nóng)業(yè)灌溉5類；由于湖北省其他牲畜的養(yǎng)殖規(guī)模小，故選取豬、牛、山羊作為主要的畜牧業(yè)碳源。參考文獻(xiàn)[12]和文獻(xiàn)[13]，采用較常見(jiàn)的測(cè)算方法(政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)(IPCC)碳排放系數(shù)法)計(jì)算農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度(A，kg/萬(wàn)元)，其中碳源i的碳排放量(Ti)和碳排放系數(shù)(ki)單位根據(jù)實(shí)際碳源類型確定；碳排放系數(shù)參考文獻(xiàn)[14]和文獻(xiàn)[15]，為消除價(jià)格因素的擾動(dòng)，以2007年為基期，采用GDP可比價(jià)。計(jì)算公式為：

(1)

式中：G為農(nóng)業(yè)產(chǎn)值，萬(wàn)元；E為農(nóng)業(yè)碳排放總量，kg。

1.2 脫鉤模型

目前，較常用的脫鉤分析模型有OECD、Tapio脫鉤模型。Tapio脫鉤理論在OECD脫鉤理論基礎(chǔ)上發(fā)展出了脫鉤彈性的概念，進(jìn)一步細(xì)化了指標(biāo)，用脫鉤彈性動(dòng)態(tài)反應(yīng)變量間的脫鉤關(guān)系，充分考慮研究對(duì)象的總量及相對(duì)量的變化，提高了脫鉤模型測(cè)度的準(zhǔn)確性[16]。因此，本研究構(gòu)建Tapio脫鉤模型如下：

(2)

式中：e為脫鉤彈性值；ΔE為年際間碳排放變化量，kg；ΔG為年際間農(nóng)業(yè)產(chǎn)值變化量，萬(wàn)元。

依據(jù)脫鉤彈性值，TAPIO[16]將脫鉤狀態(tài)分為8類。

2 研究結(jié)果

2.1 湖北省農(nóng)業(yè)碳排放時(shí)空特征

由圖1可見(jiàn)，湖北省農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度呈現(xiàn)不斷下降的趨勢(shì)，由2012年的334.52 kg/萬(wàn)元降至2018年的234.16 kg/萬(wàn)元，年均遞減5.00%。其中，2017年碳排放強(qiáng)度降幅最大(10.69%)，顯示出該時(shí)期農(nóng)業(yè)碳減排政策的有效性，有必要進(jìn)行系統(tǒng)分析。李波等[17]4312基于種植業(yè)碳源測(cè)算了湖北省1993—2017年的農(nóng)業(yè)碳排放，發(fā)現(xiàn)碳排放強(qiáng)度自2009年開(kāi)始逐漸下降，與本研究結(jié)果基本一致，但在分析其政策原因時(shí)未對(duì)同一時(shí)期的農(nóng)業(yè)政策進(jìn)行梳理。

圖1 2012—2018年湖北省農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度及增速時(shí)序變化Fig.1 Time series changes of agricultural carbon emission intensity and growth rates in Hubei from 2012 to 2018

鑒于數(shù)據(jù)的可獲取性及新穎性，本研究測(cè)算了2017年湖北省各地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度，并依據(jù)碳排放強(qiáng)度絕對(duì)量差異將其劃分為3個(gè)等級(jí)，結(jié)果見(jiàn)圖2。

注：基于湖北省地理信息公共服務(wù)平臺(tái)下載的標(biāo)準(zhǔn)地圖(審圖號(hào)鄂S(2020)003號(hào))制作。圖2 2017年湖北省農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度空間差異Fig.2 Spatial differences of agricultural carbon emission intensity in Hubei in 2017

湖北省農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度空間差異明顯，全省71%(以行政區(qū)個(gè)數(shù)計(jì)，下同)的低碳排放地區(qū)位于武漢城市圈，57%的中碳排放地區(qū)和67%的高碳排放地區(qū)位于鄂西生態(tài)文化旅游圈，農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度總體上呈現(xiàn)出鄂西生態(tài)文化旅游圈高于武漢城市圈的特征。武漢市農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度最低(64.20 kg/萬(wàn)元)；神龍架農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度最高(303.14 kg/萬(wàn)元)，是武漢市的近5倍。湖北省農(nóng)業(yè)碳排放空間差異明顯的主要原因可能在于兩大圈域發(fā)展規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)水平的不同。與武漢城市圈相比，鄂西生態(tài)文化旅游圈以發(fā)展旅游業(yè)為主，整體經(jīng)濟(jì)水平落后，缺乏先進(jìn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)[17]4314，農(nóng)業(yè)碳排放趨于高強(qiáng)度化。陳煒等[5]42基于作物類型分析了中國(guó)種植業(yè)碳排放空間差異特征，認(rèn)為與經(jīng)濟(jì)作物相比，糧食價(jià)格普遍較低，而中部地區(qū)均為種糧大省，故導(dǎo)致其碳排放趨于高強(qiáng)度化。

2.2 湖北省農(nóng)業(yè)碳排放脫鉤特征

2012—2018年湖北省農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)間脫鉤特征見(jiàn)表1。湖北省農(nóng)業(yè)碳排放脫鉤特征由弱脫鉤(ΔE/E>0，ΔG/G>0，0≤e<0.8)向強(qiáng)脫鉤(ΔE/E<0，ΔG/G>0，e<0)轉(zhuǎn)變，相應(yīng)可分為兩個(gè)階段：(1)2012—2014年為弱脫鉤階段，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)碳排放都存在不同程度的增長(zhǎng)，但農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增速明顯高于農(nóng)業(yè)碳排放。(2)2015—2018年為強(qiáng)脫鉤階段，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)不斷增長(zhǎng)的同時(shí)，農(nóng)業(yè)碳排放量持續(xù)下降。

表1 2012—2018年湖北省農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)間脫鉤特征Table 1 Decoupling characteristics between agricultural carbon emissions and agricultural economic growth in Hubei from 2012 to 2018

政策工具是實(shí)現(xiàn)政策目標(biāo)的具體方法，農(nóng)業(yè)碳減排政策工具作為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)碳減排的重要手段，關(guān)系著碳減排目標(biāo)能否順利實(shí)現(xiàn)。依據(jù)政策類型和政策工具發(fā)揮作用的方式，本研究結(jié)合湖北省實(shí)際，將農(nóng)業(yè)碳減排政策工具分為經(jīng)濟(jì)型、強(qiáng)制型和導(dǎo)向型3類[18-19]，經(jīng)濟(jì)型政策工具的實(shí)施主要依靠市場(chǎng)調(diào)節(jié)機(jī)制，通過(guò)影響經(jīng)濟(jì)收益的方式實(shí)現(xiàn)政策目標(biāo)，包括罰款、獎(jiǎng)勵(lì)和稅收等；強(qiáng)制型政策工具通過(guò)政府的干預(yù)來(lái)達(dá)到政策效果，主要包括政府出臺(tái)的各項(xiàng)法律法規(guī)；導(dǎo)向型政策工具指政府通過(guò)建議與推廣等形式引導(dǎo)農(nóng)民進(jìn)行技術(shù)革新以發(fā)揮政策作用，包括政府出臺(tái)的技術(shù)導(dǎo)則、開(kāi)展的技術(shù)推廣行動(dòng)和農(nóng)業(yè)建設(shè)工程等。本研究結(jié)合表2整理出相關(guān)農(nóng)業(yè)碳減排政策工具，結(jié)果見(jiàn)表3。

文獻(xiàn)[6]至文獻(xiàn)[8]在分析脫鉤特征產(chǎn)生的政策原因時(shí)未對(duì)同一時(shí)期的農(nóng)業(yè)政策進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，得出的結(jié)果缺乏關(guān)聯(lián)性。為針對(duì)性分析農(nóng)業(yè)碳排放的時(shí)空及脫鉤特征，本研究對(duì)同一時(shí)期的農(nóng)業(yè)政策工具進(jìn)行梳理，以識(shí)別有效的農(nóng)業(yè)碳減排政策措施。

3 政策梳理與討論

3.1 農(nóng)業(yè)政策及政策工具

農(nóng)業(yè)政策對(duì)碳排放的調(diào)控起著舉足輕重的作用。近年來(lái)為促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，湖北省出臺(tái)了一系列的政策。本研究系統(tǒng)分析了這些政策文件對(duì)種植業(yè)(化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、柴油、灌溉)及畜牧業(yè)碳排放的影響，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 2012—2018年湖北省農(nóng)業(yè)政策及其影響1)Table 2 Agricultural policy and its influence in Hubei from 2012 to 2018

3.2 討 論

2012年以來(lái)，湖北省農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度不斷下降主要得益于這一時(shí)期的農(nóng)業(yè)碳減排政策工具(見(jiàn)表3)。針對(duì)2017年農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度急劇下降這一現(xiàn)象，本研究重點(diǎn)關(guān)注了2016、2017年的農(nóng)業(yè)政策。2016年《湖北省農(nóng)業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃綱要》提出的2020年基本實(shí)現(xiàn)“一控兩減三基本”是這一時(shí)期的核心戰(zhàn)略目標(biāo)之一，“一控”指控制農(nóng)業(yè)工程性用水總量；“兩減”指減少化肥和農(nóng)藥使用量；“三基本”指畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈、農(nóng)用殘地膜基本資源化利用。針對(duì)這一目標(biāo)，湖北省實(shí)施了高效節(jié)水建設(shè)工程、化肥零增長(zhǎng)工程、農(nóng)藥零增長(zhǎng)工程和農(nóng)牧業(yè)廢棄物資源化利用示范工程等一系列導(dǎo)向型政策工具。

表3 農(nóng)業(yè)碳減排政策工具Table 3 Agricultural carbon emission reduction policy tools

基于2015年湖北省農(nóng)業(yè)碳排放由弱脫鉤向強(qiáng)脫鉤轉(zhuǎn)變這一現(xiàn)象，本研究重點(diǎn)關(guān)注了2014、2015年的農(nóng)業(yè)政策。2015年《湖北省農(nóng)業(yè)廳關(guān)于加強(qiáng)農(nóng)業(yè)環(huán)境突出問(wèn)題治理工作的通知》(鄂農(nóng)發(fā)〔2015〕17號(hào))同樣提出到2020年，農(nóng)業(yè)環(huán)境突出問(wèn)題得到明顯改善，實(shí)現(xiàn)“一控兩減三基本”，對(duì)此湖北省相繼實(shí)施了農(nóng)業(yè)節(jié)水行動(dòng)、化肥農(nóng)藥零增長(zhǎng)行動(dòng)[17]4314、畜禽糞便基本資源化利用行動(dòng)等導(dǎo)向型政策工具。

通過(guò)上述分析與討論，主要有兩點(diǎn)發(fā)現(xiàn)：(1)化肥農(nóng)藥零增長(zhǎng)工程等導(dǎo)向型政策工具對(duì)湖北省農(nóng)業(yè)碳減排起到了關(guān)鍵作用。因此，應(yīng)進(jìn)一步推廣此類政策工具。種植業(yè)方面，湖北省應(yīng)大力實(shí)施化肥和農(nóng)藥零增長(zhǎng)工程等政策工具，進(jìn)一步落實(shí)測(cè)土配方施肥、精準(zhǔn)施藥、節(jié)油技術(shù)和節(jié)水灌溉技術(shù)等相關(guān)技術(shù)措施；畜牧業(yè)方面，湖北省應(yīng)持續(xù)推進(jìn)農(nóng)牧業(yè)廢棄物資源化利用示范工程和畜禽糞便基本資源化利用行動(dòng)等政策工具，進(jìn)一步發(fā)展農(nóng)村畜禽廢棄物資源化利用技術(shù)，提高全省的農(nóng)業(yè)資源化利用率。(2)湖北省兩大圈域發(fā)展規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)水平的不同導(dǎo)致其農(nóng)業(yè)碳排放空間差異明顯。因此，湖北省應(yīng)根據(jù)兩大圈域的特點(diǎn)實(shí)施差異化的碳減排政策。對(duì)于鄂西生態(tài)文化旅游圈，應(yīng)廣泛發(fā)揮其地域優(yōu)勢(shì)，大力發(fā)展特色休閑農(nóng)業(yè)，不斷優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)要素的投入以控制碳排放；對(duì)于武漢城市圈，應(yīng)在進(jìn)一步落實(shí)現(xiàn)有碳減排政策工具的基礎(chǔ)上，依托自身強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)實(shí)力與科研優(yōu)勢(shì)積極研發(fā)先進(jìn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)[20]，為全省的碳減排貢獻(xiàn)力量。

與現(xiàn)有研究相比，本研究在農(nóng)業(yè)碳排放測(cè)算的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析了同一時(shí)期的農(nóng)業(yè)政策及政策工具的影響，提出的政策建議也相對(duì)更具有針對(duì)性，在一定程度上彌補(bǔ)了現(xiàn)有研究的不足。

4 結(jié) 論

通過(guò)測(cè)算，明確湖北省農(nóng)業(yè)碳排放現(xiàn)狀，并基于政策分析對(duì)湖北省農(nóng)業(yè)碳排放時(shí)空及脫鉤特征背后的形成原因進(jìn)行了探索，對(duì)湖北省今后農(nóng)業(yè)碳減排工作的方向提出了建議，同時(shí)也為其他領(lǐng)域碳排放的政策研究提供了參考。