甘肅省農(nóng)業(yè)碳排放效率測(cè)算及提升對(duì)策研究

馬愛(ài)玲，王建平，談存峰

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)財(cái)經(jīng)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

0 引言

農(nóng)業(yè)作為一個(gè)國(guó)家的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著舉足輕重的作用，同時(shí)也是溫室氣體重要的來(lái)源之一。黨的十九大報(bào)告中提出鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，指出“農(nóng)業(yè)、農(nóng)村和農(nóng)民”問(wèn)題是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的根本性問(wèn)題，必須始終把解決好“三農(nóng)”問(wèn)題作為全黨工作的重中之重，農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展作為解決“三農(nóng)”問(wèn)題中的重要環(huán)節(jié)被高度關(guān)注。甘肅省作為西北地區(qū)重要的綠洲農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)域，經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為落后，生態(tài)環(huán)境脆弱，氣候變化會(huì)加劇其生態(tài)環(huán)境的惡化，使得綠洲面積減少，自然災(zāi)害（旱災(zāi)）頻發(fā)，土地荒漠化愈發(fā)嚴(yán)重，不利于甘肅省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)低污染、高質(zhì)量發(fā)展。在新的形勢(shì)下，“雙碳”（碳達(dá)峰、碳中和）將成為新的農(nóng)業(yè)發(fā)展目標(biāo)，通過(guò)發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)節(jié)能減排，提高甘肅省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，有利于保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，提高甘肅省特色農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的高質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展。

近幾年隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷快速發(fā)展和人類(lèi)對(duì)全球氣候變暖、生態(tài)環(huán)境破壞等問(wèn)題的高度重視，我國(guó)在碳排放方面的相關(guān)研究逐漸增多，研究的主流方向?yàn)椋海?）碳排放量來(lái)源及測(cè)算研究。最具代表性的是李波[1]等選取農(nóng)藥、化肥投入、農(nóng)地農(nóng)膜使用、土地翻耕過(guò)程導(dǎo)致的碳流失、農(nóng)業(yè)灌溉和農(nóng)業(yè)機(jī)械燃料消耗6種碳排放源，對(duì)中國(guó)31個(gè)省1993—2008年種植業(yè)碳排放量進(jìn)行估算；田云[2]等基于化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、農(nóng)用柴油等4個(gè)主要方面碳源，測(cè)算了湖北省1993—2010年及其地、市、州2008年的農(nóng)業(yè)碳排放量。他們所歸納的碳排放源成為學(xué)者們研究農(nóng)業(yè)碳排放估算的主要依據(jù)。（2）碳排放效率研究。2001年，Tone[3]提出了方向性距離函數(shù)SBM模型，并考慮非期望產(chǎn)出，能很好地解決規(guī)劃求解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的投入和產(chǎn)出松弛性問(wèn)題，利用這一模型可以使綠色農(nóng)業(yè)環(huán)境效率等測(cè)算的結(jié)果更精確。高揚(yáng)[4]等依據(jù)中國(guó)30個(gè)省份2003—2015年的面板數(shù)據(jù)，采用SBM-ML指數(shù)法，測(cè)算農(nóng)業(yè)綠色全要素生產(chǎn)率，其中包括了技術(shù)效率變化指數(shù)和技術(shù)進(jìn)步指數(shù)的測(cè)算。研究發(fā)現(xiàn)中國(guó)農(nóng)業(yè)綠色全要素生產(chǎn)效率增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿κ寝r(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步。（3）碳排放影響因素研究。韋沁[5]等根據(jù)1999—2014年中國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)，基于小麥、水稻和玉米等主要農(nóng)作物、農(nóng)藥、化肥、農(nóng)膜、農(nóng)業(yè)灌溉、農(nóng)業(yè)機(jī)械等主要農(nóng)業(yè)投入碳源，對(duì)我國(guó)31個(gè)省、自治區(qū)和直轄市的農(nóng)業(yè)碳排放量進(jìn)行測(cè)算，并利用卡雅（Kaya）恒等式分析其影響因素，利用泰爾（Theil）指數(shù)分析農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度的區(qū)域差異。結(jié)果表明，我國(guó)農(nóng)業(yè)碳排放量呈逐年上升趨勢(shì)且北方碳排放量總體大于南方。夏四友[6]等對(duì)1997—2016年中國(guó)31個(gè)省域的農(nóng)業(yè)碳排放率進(jìn)行測(cè)度，在此基礎(chǔ)上以碳排放效率為因變量，選取農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、農(nóng)村居民收入情況、種植結(jié)構(gòu)、耕地面積構(gòu)成情況、耕地規(guī)模為自變量，采用ESTDA框架和GWR模型從時(shí)空關(guān)聯(lián)視角對(duì)其時(shí)空動(dòng)態(tài)演變特征及驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行分析。

本文將甘肅省14個(gè)地州市作為重點(diǎn)研究對(duì)象，選取勞動(dòng)力、土地、機(jī)械、肥料和灌溉等為相關(guān)投入指標(biāo)，以農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值為期望產(chǎn)出，以農(nóng)業(yè)碳排放總量為非期望產(chǎn)出，利用包含非期望產(chǎn)出的SBM超效率模型對(duì)甘肅省14個(gè)地州市的農(nóng)業(yè)碳排放效率水平進(jìn)行測(cè)度分析，客觀地反映甘肅省各市（州）農(nóng)業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中的碳排放效率狀況，為甘肅省地區(qū)差異化農(nóng)業(yè)碳減排提供一定的理論依據(jù)。

1 研究方法、指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究方法

本文運(yùn)用非期望產(chǎn)出的SBM超效率模型來(lái)測(cè)度農(nóng)業(yè)碳排放效率。其中SBM的表達(dá)式為：

式（1）中，ρ*代表農(nóng)業(yè)碳排放效率值；m、s分別代表投入和產(chǎn)出指標(biāo)的數(shù)量；x和y表示各項(xiàng)投入和產(chǎn)出的要素；i 和r表示投入和產(chǎn)出的決策單元表示投入和產(chǎn)出的松弛變量；xik代表第k個(gè)決策單元中第i個(gè)投入要素；表示第k個(gè)決策單位的第r個(gè)產(chǎn)出要素；λ為權(quán)重向量；n是生產(chǎn)決策單位的個(gè)數(shù)。

1.2 指標(biāo)選取

參考學(xué)者們已有的研究成果，結(jié)合考慮甘肅省實(shí)際和數(shù)據(jù)的可得性，以狹義農(nóng)業(yè)（種植業(yè)）為主要研究對(duì)象，選取如表1中的指標(biāo)進(jìn)行甘肅省農(nóng)業(yè)碳排放效率狀況分析。

表1 碳排放效率測(cè)算指標(biāo)選取情況

關(guān)于非期望產(chǎn)出農(nóng)業(yè)碳排放量的測(cè)算，目前我國(guó)學(xué)者主要以IPCC清單法為依據(jù)進(jìn)行測(cè)算，根據(jù)甘肅省種植業(yè)的實(shí)際情況，參照一些學(xué)者的研究成果，確定甘肅省農(nóng)業(yè)碳排放主要直接或間接碳排放源包括6類(lèi)，分別為：農(nóng)藥、農(nóng)膜、化肥、柴油、灌溉、翻耕。測(cè)算地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放總量的算式為：

式中，E為農(nóng)業(yè)碳排放總量；Ei為各類(lèi)碳源碳排放量；Ti為各碳排放源的量；δi為各碳排放源的碳排放系數(shù)。具體各類(lèi)碳排放源及碳排放系數(shù)見(jiàn)表2。

表2 農(nóng)業(yè)碳排放源及碳排放系數(shù)

1.3 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文選取了甘肅省14個(gè)地州市作為對(duì)比樣本，選取相應(yīng)的投入產(chǎn)出指標(biāo)進(jìn)行分析。文中數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《甘肅發(fā)展年鑒》《甘肅農(nóng)村年鑒》《國(guó)家統(tǒng)計(jì)年鑒》，并對(duì)部分指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算所得。關(guān)于碳排放量測(cè)算和碳排放系數(shù)，學(xué)術(shù)界并無(wú)一致性說(shuō)法，因此本文借鑒美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、IPPCC、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院和Dubey確定碳排放系數(shù)，根據(jù)李波[1]、田云[2]、張廣勝[7]等學(xué)者的研究確定狹義農(nóng)業(yè)（種植業(yè)）的碳排放源來(lái)進(jìn)行本文碳排放量的測(cè)算。

2 實(shí)證分析

2.1 農(nóng)業(yè)碳排放量測(cè)算分析

根據(jù)前文公式（6）計(jì)算甘肅省14市（州）的碳排放總量和均值，測(cè)算結(jié)果如表3所示。

表3 2010—2019年甘肅省各市（州）碳排放總量（單位：萬(wàn)噸）

從整體來(lái)看，2010—2019年甘肅省碳排放總量呈先升后降的發(fā)展趨勢(shì)，但整體碳排放水平維持在15～18（萬(wàn)噸）之間，變化幅度不是很明顯，但2015年之后大部分城市碳排放量呈下降趨勢(shì)。從省內(nèi)各市（州）來(lái)看碳排放量差異明顯，其中武威市年均值達(dá)到30.98萬(wàn)噸在所有城市中排名第一，而排在最后的嘉峪關(guān)市農(nóng)業(yè)碳排放均值僅為0.52萬(wàn)噸，比武威市低了30.46萬(wàn)噸，兩個(gè)地區(qū)之間農(nóng)業(yè)碳排放差距巨大。

從地區(qū)劃分上來(lái)看，甘南地區(qū)的臨夏回族自治區(qū)和甘南藏族自治區(qū)由于自然條件和經(jīng)濟(jì)條件的限制，其農(nóng)業(yè)發(fā)展和碳排放水平都長(zhǎng)期處于較低的狀況，而金昌市和嘉峪關(guān)市屬于資源型工業(yè)城市，農(nóng)業(yè)碳排放量一直低于其他地區(qū)。河西地區(qū)（武威、張掖、酒泉）作為甘肅省主要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域農(nóng)業(yè)碳排放量較高，隴中地區(qū)（蘭州、白銀、定西）整體碳排放量低于河西地區(qū)，且2010—2015年碳排放量整體呈上升趨勢(shì)，之后幾年呈下降趨勢(shì)，其中定西市作為隴中農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)其碳排放量較高。隴東南地區(qū)（慶陽(yáng)、平?jīng)觥⑻焖?、隴南）在四個(gè)區(qū)域內(nèi)中屬于碳排放量較高的地區(qū)，僅次于河西。除隴南市外其他3市在農(nóng)業(yè)上的投入高，碳排放量大。

2.2 碳排放效率值測(cè)算結(jié)果分析

利用MaxDEA軟件，以非期望產(chǎn)出的超效率SBM模型為研究基礎(chǔ)，對(duì)甘肅省各市（州）2010—2019年的農(nóng)業(yè)碳排放效率進(jìn)行測(cè)算，并對(duì)其相對(duì)變化情況做分析，如表4所示。

表4 2010—2019年甘肅省各市（州）農(nóng)業(yè)碳排放效率值

總體來(lái)看，2010—2019年整個(gè)甘肅省各市（州）除少數(shù)地區(qū)的個(gè)別年份農(nóng)業(yè)碳排放效率值低于0.5，其他地區(qū)大多數(shù)農(nóng)業(yè)碳排放效率值在0.6以上，甘肅省整體水平為0.7，表明在對(duì)應(yīng)技術(shù)與投入要素條件下還可以減少30%的碳排放量，農(nóng)業(yè)碳排放效率水平較好，存在進(jìn)一步提升的空間。但甘肅省各地區(qū)大部分年份碳排放效率值小于1，表明決策單元無(wú)效，需要去調(diào)整投入和產(chǎn)出。

從市（州）層面來(lái)看，十年間農(nóng)業(yè)碳排放效率值最高的三個(gè)地區(qū)依次為嘉峪關(guān)市（0.90）、平?jīng)鍪校?.83）和武威市（0.82），雖然碳排放仍處于無(wú)效狀態(tài)，但具有較好的發(fā)展空間。碳排放效率均值排在相對(duì)較低的兩個(gè)城市分別是天水市（0.55）和張掖市（0.60），作為省內(nèi)農(nóng)業(yè)發(fā)展較好的城市，天水市和張掖市在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中投入和產(chǎn)出需要作出調(diào)整，但從各自的發(fā)展變化來(lái)看，其碳排放效率值在2010—2019年整體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，還是具有一定的發(fā)展空間。剩余城市來(lái)看，蘭州市的農(nóng)業(yè)碳排放效率值波動(dòng)變化較為明顯，從2010年的0.56上升到2016年的0.91，隨后下降又回升，其碳排放效率均值為0.7；同樣的變化幅度大的還有慶陽(yáng)市，在2010—2016年碳排放效率呈穩(wěn)步增長(zhǎng)趨勢(shì)，2016年增長(zhǎng)到0.78，2017年又回落到0.59隨后又開(kāi)始回升。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

本文通過(guò)構(gòu)建農(nóng)業(yè)碳排放效率測(cè)算指標(biāo)體系，運(yùn)用DEA超效率模型測(cè)算2010—2019年甘肅省14個(gè)市（州）的碳排放效率并進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，根據(jù)以上分析結(jié)果可以得出結(jié)論：

從農(nóng)業(yè)碳排放總量來(lái)看，甘肅省整體碳排放量在2010—2019年呈先上升后下降的發(fā)展趨勢(shì)，其節(jié)點(diǎn)為2015年。這說(shuō)明2015之后整個(gè)甘肅省在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面更加注重生產(chǎn)效率，開(kāi)始探索綠色、節(jié)能和特色化的發(fā)展道路。從具體市（州）來(lái)看，就甘肅省內(nèi)各城市之間的碳排放量差異明顯，這與各市（州）的地域分布、涉農(nóng)活動(dòng)的多少和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有很大的關(guān)系。

從碳排放效率來(lái)看，甘肅省碳排放量效率值除個(gè)別年份有回落外整體呈上升態(tài)勢(shì)，其碳排放均值為0.70，具有較大的發(fā)展?jié)摿?。從具體城市來(lái)看，各市（州）農(nóng)業(yè)碳排放效率存在較大差距，其中嘉峪關(guān)、平?jīng)龊臀渫?市碳排放效率優(yōu)于其他城市，如果繼續(xù)加強(qiáng)技術(shù)效率提升和投入與產(chǎn)出調(diào)整，將有望從無(wú)效轉(zhuǎn)為有效，而天水市、張掖市和定西市作為全省農(nóng)業(yè)較為密集的城市，在所有市（州）中碳排放效率均值排名靠后，說(shuō)明這三個(gè)城市農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)條件不優(yōu)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中只注重農(nóng)業(yè)產(chǎn)出而忽視環(huán)境保護(hù)，需要加強(qiáng)控制碳排放源，促進(jìn)技術(shù)效率進(jìn)步。

3.2 建議

綜合農(nóng)業(yè)碳排放總量和農(nóng)業(yè)碳排放效率值的測(cè)算結(jié)果和結(jié)論，充分考慮各市（州）要素稟賦和農(nóng)業(yè)產(chǎn)出情況，反映各地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放績(jī)效水平，對(duì)于甘肅省整體實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，綠色、低碳化發(fā)展給予以下建議：

（1）因地制宜的控制各區(qū)域碳排放總量，推進(jìn)區(qū)域農(nóng)業(yè)節(jié)能減排進(jìn)程。甘肅省作為特色農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)，各市（州）農(nóng)業(yè)發(fā)展各具特色，要尊重農(nóng)業(yè)碳排放效率的地域差異化特征，因地制宜地制定各區(qū)域碳減排策略。在眾多影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不同因素中要重視碳排放關(guān)鍵影響因素，針對(duì)不同地區(qū)的碳排放影響因子給出特有的具體可行的調(diào)整和發(fā)展方案。

（2）注重農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中資金和技術(shù)的投入，研發(fā)和推廣低碳農(nóng)業(yè)技術(shù)。加大農(nóng)業(yè)資本在低碳增效技術(shù)和設(shè)施上的投入，大力培育農(nóng)業(yè)低碳減排方面的專家和技術(shù)人員，研發(fā)和推廣新型農(nóng)業(yè)技術(shù)。

（3）構(gòu)建科學(xué)的農(nóng)業(yè)碳補(bǔ)償機(jī)制，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)法規(guī)法治建設(shè)。對(duì)從事低碳減排農(nóng)業(yè)活動(dòng)的農(nóng)戶和農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)進(jìn)行農(nóng)業(yè)碳補(bǔ)貼；對(duì)從事農(nóng)業(yè)高污染，高排放的企業(yè)或部門(mén)進(jìn)行嚴(yán)厲處罰和限制，從而加強(qiáng)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)。

（4）將碳排放效益優(yōu)化的市（州）作為模范區(qū)，學(xué)習(xí)和借鑒先進(jìn)地區(qū)優(yōu)化方案和措施。針對(duì)一些市（州）某些年份碳排放效率變化起伏較大的問(wèn)題，需要學(xué)習(xí)借鑒其他碳排放績(jī)效較穩(wěn)定和優(yōu)化的市（州）的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，在保持自身特色的同時(shí)彌補(bǔ)農(nóng)業(yè)低碳化發(fā)展中的不足之處，保持碳排放效率穩(wěn)定持續(xù)上升。?