中國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)碳排放核算實(shí)證研究

李僅鳳

我國(guó)從1949 年落后的農(nóng)業(yè)國(guó)發(fā)展到目前機(jī)械化、數(shù)字化普及的農(nóng)業(yè)大國(guó)，走過(guò)了70 多年的歷程。農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的提高，促進(jìn)了我國(guó)種植業(yè)和畜牧業(yè)的大力發(fā)展，其產(chǎn)量得到了大幅度提升，隨之面臨的問(wèn)題也逐漸凸顯，例如化肥、農(nóng)藥等化學(xué)品的過(guò)度施用導(dǎo)致耕地土壤酸化，耕地的分散種植大大降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中播種、施肥和收割的效率，畜牧業(yè)動(dòng)物反芻產(chǎn)生了大量的甲烷等。農(nóng)業(yè)碳排放量越來(lái)越大，農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展受到了制約。我國(guó)為了環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，提出了力爭(zhēng)2030 年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和的重大戰(zhàn)略決策。農(nóng)業(yè)碳排放量占據(jù)了我國(guó)平均碳排放量的1/5，因此，加大農(nóng)業(yè)碳減排力度是實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略目標(biāo)的重要措施。

關(guān)于農(nóng)業(yè)碳排放量的核算，已有不少學(xué)者從不同的地區(qū)、方法、碳源視角進(jìn)行了研究，分析我國(guó)農(nóng)業(yè)碳排放的排放量、強(qiáng)度、影響因素等。從碳排放的核算方法角度來(lái)看，有LMDI（對(duì)數(shù)平均迪氏指數(shù)法）模型、STIRPAT（可拓展的隨機(jī)性的環(huán)境影響評(píng)估）模型、PVAR（面板向量自回歸）模型；從碳排放的影響因素角度分析，主要有農(nóng)業(yè)要素投入因素、經(jīng)濟(jì)因素、技術(shù)因素等。我國(guó)是人口大國(guó)，糧食生產(chǎn)是我國(guó)14 億多人口的生活保障，糧食主產(chǎn)區(qū)承擔(dān)著我國(guó)糧食生產(chǎn)的重任，因此，本文選擇糧食主產(chǎn)區(qū)為研究對(duì)象，運(yùn)用生命周期法計(jì)量糧食主產(chǎn)區(qū)的碳排放量以及碳排放強(qiáng)度。

一、研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

（一）核算方法

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的投入貫穿農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的全過(guò)程。農(nóng)作物種植前需要機(jī)械設(shè)備對(duì)耕地進(jìn)行犁地、翻耕、施肥、灌溉等一系列操作，如種植特殊農(nóng)作物，還需要對(duì)土地進(jìn)行覆蓋薄膜，保持一定的溫度，防止水分流失。農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中需要進(jìn)行除草、施肥、噴灑農(nóng)藥，防止農(nóng)作物出現(xiàn)病蟲害造成減產(chǎn)。收獲季節(jié)則需要機(jī)械設(shè)備進(jìn)行收割。農(nóng)作物從播種到收獲的全過(guò)程，化肥、農(nóng)藥、薄膜、燃油的使用都會(huì)產(chǎn)生碳排放，本文借鑒鄭遠(yuǎn)等人主要測(cè)算狹義農(nóng)業(yè)（種植業(yè)）碳排放量的重要指標(biāo)，如化肥、農(nóng)藥、柴油、農(nóng)膜、灌溉、翻耕，對(duì)中國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)的碳排放進(jìn)行核算。核算方法使用聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)《2006 年IPCC 國(guó)家溫室氣體清單指南》推薦的方法。碳排放的公式如下所示：

在此公式中，E 是農(nóng)業(yè)碳排放總量，Ei是碳源的碳排放量，Ti是各種碳源的總量，是碳排放源凈碳量的參數(shù)。

碳排放作用強(qiáng)度公式如下所示：

在此公式中，A 是農(nóng)業(yè)碳排放作用的強(qiáng)度，B是農(nóng)業(yè)總耕地面積。各碳源的參數(shù)參考見(jiàn)表1。

表1 農(nóng)業(yè)碳排放碳源、碳排放系數(shù)及參考來(lái)源

（二）變量選取與數(shù)據(jù)來(lái)源

根據(jù)造成農(nóng)業(yè)碳排放的碳源選擇變量，化肥以當(dāng)年折純量為準(zhǔn)；農(nóng)藥、柴油、農(nóng)膜以當(dāng)年實(shí)際使用量為準(zhǔn)；農(nóng)業(yè)灌溉以當(dāng)年實(shí)際灌溉面積為準(zhǔn)；土地翻耕以當(dāng)年實(shí)際播種面積為準(zhǔn)。所用數(shù)據(jù)均來(lái)源于2011—2019 年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》以及各省份統(tǒng)計(jì)年鑒，缺失值采用插值法進(jìn)行推算。

二、結(jié)果分析

（一）農(nóng)業(yè)碳排放時(shí)序特征

根據(jù)公式（1）和公式（2）計(jì)算出中國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)2011—2019 年6 種碳源碳排放量和碳排放強(qiáng)度如表2 所示。

表2 2011—2019 年中國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放量和碳排放強(qiáng)度

1.農(nóng)業(yè)碳源結(jié)構(gòu)分析。從表2 可知，碳排放量排前3 位的分別是土地翻耕、化肥、灌溉。土地翻耕和灌溉的過(guò)程中會(huì)使用機(jī)械設(shè)備，產(chǎn)生廢氣；施用化肥會(huì)釋放碳排放，這是導(dǎo)致農(nóng)業(yè)碳排放量較大的重要因素。2019 年化肥、灌溉、農(nóng)藥、柴油、翻耕、農(nóng)膜的碳排放量分別為3524.8 萬(wàn)t、1163.7 萬(wàn)t、594.1 萬(wàn)t、738.1 萬(wàn)t、3518.2 萬(wàn)t、741.6 萬(wàn)t。其中化肥、柴油、翻耕、農(nóng)膜碳排放量在2011—2019 年呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，而灌溉碳排放量在2011—2019 年呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。農(nóng)藥碳排放量從2011 年起有緩慢上升的趨勢(shì)，在2016 年趨于穩(wěn)定。農(nóng)業(yè)碳排放總量整體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，說(shuō)明政府出臺(tái)的一系列低碳農(nóng)業(yè)政策，對(duì)農(nóng)業(yè)碳排放量的控制初見(jiàn)成效。

2.農(nóng)業(yè)碳排放量分析。由表2 可知，2011 年農(nóng)業(yè)碳排放量為9902.4 萬(wàn)t，2019 年農(nóng)業(yè)碳排放量為10280.5 萬(wàn)t，年均增長(zhǎng)率為0.46%。碳排放量年均增長(zhǎng)率呈現(xiàn)正相關(guān)的碳源有化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、柴油，年均增長(zhǎng)率分別為1.5%、3.1%、0.42%、1%；土地翻耕和灌溉的年均增長(zhǎng)率呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，分別為-0.39%、-1.3%。從增長(zhǎng)率來(lái)看，農(nóng)藥增長(zhǎng)率排名第1，化肥排名第2，說(shuō)明降低農(nóng)業(yè)碳排放量可從減少農(nóng)藥和化肥的使用量角度切入。

（二）農(nóng)業(yè)碳排放地區(qū)特征分析

表3 2011—2019 年中國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)碳排放強(qiáng)度

從表3 可以看出，中國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)碳排放強(qiáng)度從2011—2019 年呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)，在2019 年又出現(xiàn)上升的跡象。遼寧的碳排放強(qiáng)度在2011—2019 年居首位，第2、3 位的省份分別是山東、河北。遼寧的碳排放強(qiáng)度在逐年遞增，安徽、江蘇、江西、湖南、四川這幾個(gè)省份的碳排放強(qiáng)度呈逐年下降趨勢(shì)。查看遼寧的碳源使用量可知，遼寧出現(xiàn)碳排放強(qiáng)度逐年遞增的原因是灌溉、柴油、農(nóng)膜這3 個(gè)指標(biāo)的使用量沒(méi)有減少，處于增加或者是平穩(wěn)的狀態(tài)。碳排放強(qiáng)度排在最后的2 個(gè)省份是黑龍江和吉林。遼寧、黑龍江、吉林都在中國(guó)的東北方向，地域特征差異不大，碳排放強(qiáng)度的差別主要體現(xiàn)在化肥施用量、土地灌溉面積、土地翻耕面積上?？傮w來(lái)看，中國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)碳排放量和碳排放強(qiáng)度距離低碳農(nóng)業(yè)還有較大的發(fā)展空間。

三、建議

農(nóng)業(yè)要素的大量投入會(huì)形成大量的農(nóng)業(yè)碳排放，停滯農(nóng)業(yè)發(fā)展達(dá)到碳排放量減少的方式是不可取的，如何在不增加農(nóng)業(yè)碳排放甚至是減少碳排放的基礎(chǔ)上促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展，是目前我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必須解決的問(wèn)題?；诖?，提出以下建議：

（一）推廣碳減排技術(shù)

農(nóng)業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)可以用機(jī)械化代替手工勞動(dòng)，解放農(nóng)民的雙手，提高生產(chǎn)效率，但是會(huì)導(dǎo)致能源大量的消耗。推廣碳減排技術(shù)，研發(fā)低排量、低污染的機(jī)械性器具顯得尤為重要，不僅可以減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中機(jī)械化帶來(lái)的污染，還可以優(yōu)化農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，提高農(nóng)業(yè)種植技術(shù)，科學(xué)地對(duì)農(nóng)地進(jìn)行耕作。

（二）合理施用有機(jī)肥

今后我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)會(huì)向綠色農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，因此我們不僅要降低化肥的施用量，還要合理施用有機(jī)肥，提高化肥的利用率，促進(jìn)農(nóng)業(yè)低碳綠色發(fā)展。

（三）加強(qiáng)宣傳引導(dǎo)

與工業(yè)不同的是，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中除產(chǎn)生碳排放外，還可以通過(guò)其他可再生資源減少碳排放，例如通過(guò)改善農(nóng)田管理、植樹造林等方式增加碳匯。因此，要加大對(duì)碳減排的宣傳。政府要發(fā)揮主導(dǎo)作用，邀請(qǐng)專業(yè)人員對(duì)農(nóng)民進(jìn)行碳減排相關(guān)知識(shí)講解，鼓勵(lì)農(nóng)民積極參與碳減排行動(dòng)，對(duì)積極參與碳減排行動(dòng)的農(nóng)民給予一定的物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)。