湖南省農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤效應(yīng)研究

王慧敏，朱玉林，王錦錦

(中南林業(yè)科技大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，湖南 長沙 410004)

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，也帶來了碳排放的相關(guān)問題，碳排放的不斷增加使得氣候問題已成為全球關(guān)注的焦點[1]。為應(yīng)對越來越嚴(yán)重的環(huán)境挑戰(zhàn)，中國在2015年的巴黎氣候峰會上承諾，爭取到2030年，實現(xiàn)碳排放強(qiáng)度比2005年降低60%左右[2]。目前，由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所引起的碳排放已占中國溫室氣體排放總量的17%[3]，所占比重較高。作為我國“魚米之鄉(xiāng)”的湖南省，農(nóng)業(yè)各類碳源排放量隨著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展在持續(xù)升高[4]。因此，通過對湖南省農(nóng)業(yè)碳排放的研究不僅有助于探索適宜的低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展路徑，而且有利于實現(xiàn)減排目標(biāo)。

目前學(xué)者們對有關(guān)農(nóng)業(yè)碳排放問題的研究主要集中在以下4個方面。

(1)測算。田云等[5]選取了四方面的16類碳源對中國1995～2010年的農(nóng)業(yè)碳排放量進(jìn)行測算后得出結(jié)論：農(nóng)業(yè)碳排放量在16年間上升了將近13%點且由稻田所引起的碳排放量所占比重最大，但總量區(qū)域差異較為明顯，碳排放強(qiáng)度總體也呈現(xiàn)出西高東低的特點；梁青青[6]主要測算了中國1995～2014這10年的農(nóng)業(yè)碳排放后指出：農(nóng)業(yè)碳排放總量每年平均增長4%左右，且農(nóng)業(yè)碳排放源(例如：農(nóng)藥、農(nóng)用柴油、化肥和農(nóng)膜等)與其有長期穩(wěn)定關(guān)系。

(2)空間格局和動態(tài)演變。李遠(yuǎn)玲等[7]采用碳轉(zhuǎn)化系數(shù)法測算出湖南省農(nóng)業(yè)的碳排放總量,并分析了2007～2017年湖南省農(nóng)業(yè)碳排放在時空的不同特征，指出湖南省各縣(市、區(qū))農(nóng)業(yè)碳排放在空間布局上存在顯著同質(zhì)性，11年間各縣(市、區(qū))空間均質(zhì)性呈增強(qiáng)之勢，空間異質(zhì)性呈減弱之勢。

(3)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長與其碳排放之間的研究。曠愛萍等[8]采用TAPIO脫鉤模型研究了2005～2018年影響廣西農(nóng)業(yè)碳排放因素及與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的脫鉤效應(yīng)，認(rèn)為農(nóng)業(yè)技術(shù)對其影響最大且兩者以弱和強(qiáng)脫鉤關(guān)系為主。

(4)影響農(nóng)業(yè)碳排放的因素分析。黎孔清等[9]采用了Stirpat模型對影響江蘇南京的農(nóng)業(yè)碳排放因素進(jìn)行了分析，指出農(nóng)業(yè)碳排放與其當(dāng)?shù)氐目萍妓?、貧富差距、人均受教育水平和人口基?shù)有線性關(guān)系，與當(dāng)?shù)氐某擎?zhèn)化水平、森林占用面積和人均消費及儲蓄支出呈反相關(guān)；戴小文等[10]通過分析影響1990～2013年間中國的農(nóng)業(yè)碳排放因素發(fā)現(xiàn)農(nóng)村的生活用水和農(nóng)業(yè)低碳技術(shù)的變化對農(nóng)業(yè)碳排放影響最大，城鎮(zhèn)化率和人口基數(shù)的變動對其影響較小。

湖南省是農(nóng)業(yè)大省，農(nóng)業(yè)碳排放占湖南溫室氣體總碳排放的比例較高，然就目前而言，我國學(xué)者對于湖南省農(nóng)業(yè)碳排放的定量研究較少。本研究采用應(yīng)用于資源環(huán)境領(lǐng)域的Tapio脫鉤彈性分析法，通過分析2000～2019年湖南省農(nóng)業(yè)碳排放與其經(jīng)濟(jì)增長兩者之間的脫鉤情況，從而為湖南省的農(nóng)業(yè)低碳發(fā)展路徑、節(jié)能減排和社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)與參考。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來源

2.1 農(nóng)業(yè)碳排放測算方法

通過查閱文獻(xiàn)可以得出結(jié)論，農(nóng)業(yè)的碳源主要為：①使用化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜等農(nóng)資直接或間接引起的碳排放；②在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中采用農(nóng)用機(jī)器時所耗損的柴油和電力供應(yīng)農(nóng)業(yè)灌溉時所帶來的碳排放[11]；③為了土地更有肥力，進(jìn)行翻耕時土壤的表層破壞，導(dǎo)致有機(jī)碳的流失。

結(jié)合現(xiàn)有研究并根據(jù)《IPCC2006國家溫室氣體清單指南》所提供的溫室氣體排放方法[12]，本文選取了農(nóng)膜、化肥、翻耕面積、農(nóng)藥、農(nóng)業(yè)灌溉面積和農(nóng)用柴油等6類碳源作為湖南省的農(nóng)業(yè)碳排放源，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了湖南省農(nóng)業(yè)碳排放測算模型：

C=∑Ci×δi

(1)

式(1)中，C為農(nóng)業(yè)的碳排放總量，Ci為第i種農(nóng)業(yè)碳排放源所排放的碳排放量，δi為第i種農(nóng)業(yè)碳排放源要排放的碳排放系數(shù)[13]。以上6類碳排放源的碳排放系數(shù)如表1所示。

表1 各類農(nóng)業(yè)碳排放源的碳排放系數(shù)及來源

2.2 農(nóng)業(yè)碳排放與經(jīng)濟(jì)水平脫鉤模型

Tapio脫鉤模型主要是通過分析環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系，從而來衡量整個社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與其物質(zhì)的投入情況及所造成的生態(tài)環(huán)境之間的壓力。目前學(xué)術(shù)界主要使用的是OECD和Tapio這兩種脫鉤模型來進(jìn)行脫鉤分析，后者是在前者的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的[15]。Tapio脫鉤模型主要運用了“彈性概念”來反映所選用變量之間的脫鉤關(guān)系，它解決了OECD模型在基期選擇上的困境，從而可以更詳細(xì)、全面、具體的反映所研究對象的脫鉤狀態(tài)?；诖?，本文選用了Tapio脫鉤模型并構(gòu)建了農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值之間的脫鉤模型：

(2)

式(2)中，e為脫鉤彈性系數(shù)，Δc和ΔAOV分別表示農(nóng)業(yè)碳排放的變化和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值的變化，c0和AOV0分別表示基期的農(nóng)業(yè)碳排放量和基期的農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值[16]。按照脫鉤彈性系數(shù)，脫鉤狀態(tài)可劃分8種類型，如表2所示。

表2中8種類型包含了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)在增長或下降過程中所引起的碳排放量相對應(yīng)增加或減少的所有脫鉤狀態(tài)。可以看出：擴(kuò)張連接是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和碳排放之間相對不可持續(xù)的理想狀態(tài)，但仍有改善空間；弱脫鉤是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與其碳排放之間比較可觀的狀態(tài)；而強(qiáng)脫鉤是最佳狀態(tài)。其他脫鉤狀態(tài)都代表著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與其碳排放之間的不可持續(xù)發(fā)展，幾乎沒有改進(jìn)空間。

表2 Tapio脫鉤彈性系數(shù)及狀態(tài)

2.3 數(shù)據(jù)來源

本文采用2000～2019年湖南省農(nóng)膜、農(nóng)藥、農(nóng)用柴油、化肥、灌溉面積(用有效灌溉面積來代表)和翻耕面積(用總播種面積來代表)等數(shù)據(jù)測算了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與其碳排放的脫鉤效應(yīng)，數(shù)據(jù)收集整理于2001～2020年的《湖南省統(tǒng)計年鑒》和《中國農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》。

3 結(jié)果分析

3.1 湖南省農(nóng)業(yè)碳排放測算

根據(jù)式(1)，本文計算出2000～2019年湖南省農(nóng)業(yè)各碳源的碳排放量、總碳排放量以及各碳源占農(nóng)業(yè)總碳排放的比重，詳細(xì)數(shù)據(jù)如表3、表4所示。從湖南省農(nóng)業(yè)各類碳源排放量及其所占比重的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，化肥的每年碳排放量都在600萬t以上，最高的是在2013年達(dá)到了767.77萬t，且化肥所占農(nóng)業(yè)碳排放比重都在70%以上，雖說從2000～2019年有明顯的下降(從80.56%下降到76.36%，下降了4.2%)，但不影響其在6類主要的碳排放源中居首位；其次為有效灌溉面積，近20年內(nèi)每年灌溉的碳排放量為70～85萬t左右，由灌溉所引起的碳排放所占總碳排放比重沒有化肥高，但比其他幾類排放源還是相對較高，基本在8%左右；再者為農(nóng)藥、農(nóng)膜和農(nóng)用柴油，三者的碳排放量居中，農(nóng)藥的碳排放量平均為50萬t左右，其所占總碳排放量比重平均為6%左右，農(nóng)膜的為30萬t左右，所占比重平均為4%左右，農(nóng)用柴油的為20萬t左右，所占比重平均為2%左右；最后由翻耕所引起的碳排放量是最少的，平均只有0.3%左右。

由表3也可以清楚地看到，2000～2019年由農(nóng)膜所引起的碳排放量占比從2.71%上升到4.9%、農(nóng)藥從5.46%上升到5.89%、有效灌溉面積從9.23%上升到9.56%和農(nóng)用柴油從1.72%上升到3%，分別上升了2.19%、0.42%、0.34%和1.28%，而由化肥和翻耕所造成的碳排放量占比分別下降了4.2%和0.04%。這主要與湖南省耕地面積的逐年增加及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的普及有關(guān)。

表3 2000～2019年湖南省的農(nóng)業(yè)各類碳排放量

表4 2000～2019年湖南省農(nóng)業(yè)碳排放源占碳排放總量的比重 %

另外，根據(jù)圖1可以很清晰地看出，除2004年出現(xiàn)爆發(fā)性增長外(同比增速達(dá)到9.27%)，湖南省的農(nóng)業(yè)碳排總量的同比增長率一直處于平穩(wěn)或下降狀態(tài)(基本維持在1%以下)，從2015年開始，直到2019年湖南省農(nóng)業(yè)碳排放量的同比增長速度都為負(fù)且在2019年達(dá)到了-6.04%。這是農(nóng)業(yè)發(fā)展的好趨勢，說明湖南省的碳排放量在不斷持續(xù)的減少，農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展態(tài)勢良好。

圖1 2000～2019年湖南省農(nóng)業(yè)碳排放總量及同比增速

3.2 湖南省農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度分析

碳排放強(qiáng)度表示為湖南省碳排放總量與湖南省農(nóng)地面積的比，其具體數(shù)據(jù)如表5所示。為了更加直觀的反映湖南省農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度，本文繪制了柱狀和折線組合圖，如圖2所示。由統(tǒng)計數(shù)據(jù)可得，湖南省的農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度由2000年的96.62 kg/hm2到2006年的119.39 kg/hm2，是一個逐漸升高的過程，短短7年時間其碳排放強(qiáng)度就上升了22.77 kg/hm2，并2006年后碳排放強(qiáng)度一直維持在一個較高的水平(平均為110 kg/hm2)，直到2019年才有下降的趨勢。從同比增速來看，2003～2007年、2015～2018年湖南省的碳排放強(qiáng)度增速都呈現(xiàn)出“M”的形狀，且在2007和2019年間有明顯大幅的下降(2006～2007年下降了11.37%、2018～2019年下降了7.34%)。從2007～2019年，這十幾年來碳排放強(qiáng)度的同比增速一直保持在一個相對低水平的狀態(tài)(同比增速平均為負(fù))，這可能和2006年湖南省政府出臺的減少使用農(nóng)藥化肥政策及2018年“十九大”號召全面推進(jìn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、政治建設(shè)、文化建設(shè)、社會建設(shè)、生態(tài)文明建設(shè)的理念有關(guān)，在一定程度上減少了碳排放。

3.3 湖南省農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長脫鉤狀態(tài)分析

基于以上數(shù)據(jù)的計算與Tapio脫鉤模型得出了2000～2019年期間湖南省農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長與其碳排放的脫鉤關(guān)系，由計算結(jié)果(表5)可以看出，湖南省出現(xiàn)弱、強(qiáng)、擴(kuò)張負(fù)和弱負(fù)脫鉤4種狀態(tài)，呈現(xiàn)出以下演變過程。

表5 湖南省農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度

圖2 湖南省農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度及同比增速(2000～2019年)

(1)第一次波動階段。主要表現(xiàn)在2000～2003年，此階段出現(xiàn)了3種狀態(tài)，這可能主要由于湖南省農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的一些調(diào)整，造成該階段脫鉤狀態(tài)不穩(wěn)定。

(2)弱脫鉤階段。主要表現(xiàn)在2004～2012年，它說明湖南省農(nóng)業(yè)碳排放量隨農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的增長而增加，但其增幅小于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)。這主要是因為當(dāng)?shù)卣幌盗械霓r(nóng)業(yè)利好政策，增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的積極性，同時農(nóng)用科技和機(jī)械化在農(nóng)業(yè)方面得到更廣泛的普及。

(3)第二次波動階段。主要表現(xiàn)在2013～2016年，在將近10年的弱脫鉤狀態(tài)之后，2013年再次出現(xiàn)強(qiáng)脫鉤狀態(tài)，之后呈現(xiàn)出強(qiáng)脫鉤、弱脫鉤和弱負(fù)脫鉤相連接的波動狀態(tài)，它可以看作長期趨勢下的正常波動。這說明在這個時期，農(nóng)業(yè)碳排放在向更加理想化的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。

(4)強(qiáng)脫鉤階段。主要表現(xiàn)在2017～2019年，強(qiáng)脫鉤即湖南省農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的同時，農(nóng)業(yè)碳排放下降，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長與農(nóng)業(yè)碳排放呈負(fù)相關(guān)，且碳排放增長率出現(xiàn)負(fù)數(shù)。這說明湖南省農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長之間的關(guān)系比較樂觀，而且預(yù)計這種關(guān)系會越來越好(表6)。

表6 湖南省農(nóng)業(yè)碳排放與經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤狀態(tài)

4 研究結(jié)論

(1)從農(nóng)業(yè)碳排放總量來看，2000～2014年，湖南省農(nóng)業(yè)碳排放總量從773.18萬t持續(xù)增加到978.56萬t，十四年共增加了205.38萬t，但從2015年開始，碳排放總量開始有下降趨勢，直到2019年，碳排放總量降到了884.93萬t。其同比增速，從2015～2019年其增長速度都為負(fù)，整體也是呈下降趨勢。這說明湖南省碳排放量近年來越來越受到控制，農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展之路邁上了一個新臺階。

(2)從碳排放來源的比重方面來看，在農(nóng)業(yè)碳源排放的6類中，由化肥所引起的碳排放量占比是最大的，在50%以上；而由農(nóng)膜、農(nóng)用柴油、翻耕所造成的碳排放占比是極小的，尤其是翻耕只占農(nóng)業(yè)碳排放總量的0.3%左右，農(nóng)膜和農(nóng)用柴油在2000～2019年增長率非常高，分別達(dá)到107.17%和99.61%。

(3)就所研究的核心內(nèi)容脫鉤效應(yīng)而言，湖南省的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長與其碳排放間的關(guān)系正在由弱向強(qiáng)脫鉤狀態(tài)轉(zhuǎn)變。預(yù)計未來二者將會達(dá)到更加理想的脫鉤狀態(tài)。

5 政策建議

(1)提高農(nóng)民發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)意識。因為農(nóng)業(yè)的主體是農(nóng)民，只有農(nóng)民的思想意識得到改變，才可以從根本上解決問題。要想讓幾千年傳承下來的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)思想從根本上得到改變，它可能需要幾代人的不斷學(xué)習(xí)和觀念的更新，在不斷的改革中讓農(nóng)民把低碳農(nóng)業(yè)理論應(yīng)用到實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中去，不斷宣傳低碳理念，這樣低碳農(nóng)業(yè)才會走得長遠(yuǎn)。

(2)提高農(nóng)資利用的效率。第一，政府可以采取對農(nóng)民有利且足夠吸引農(nóng)民的農(nóng)業(yè)利民政策，讓農(nóng)民自覺主動地在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用有機(jī)肥來代替化肥；第二，讓農(nóng)民清楚了解農(nóng)藥對人和莊稼的弊處，向他們介紹生物農(nóng)藥并提供可操作性的措施使農(nóng)民運用到生產(chǎn)中；第三，“白色農(nóng)膜”也是農(nóng)業(yè)污染的源頭之一，所以需要大力推廣新技術(shù)研究的薄膜，并盡快應(yīng)用到農(nóng)業(yè)中；第四，可以采用清潔能源代替農(nóng)用柴油的使用。

(3)加強(qiáng)科技資金的投入和提高農(nóng)用技術(shù)。構(gòu)建以現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系為基礎(chǔ)平臺的低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展機(jī)制?，F(xiàn)在各行各業(yè)都需要科技和技術(shù)的支持，農(nóng)業(yè)作為全球的第一產(chǎn)業(yè)需要通過科技創(chuàng)新來實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展，且農(nóng)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展更需要看向其投入的科技資金和技術(shù)人才的多少。湖南省發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)需要引進(jìn)相關(guān)設(shè)備和人才，以此推進(jìn)新技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。