四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳足跡和碳生態(tài)效率時空變化

李華　袁鵬飛　王潔　李曉英　王文玉

摘要：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)具有碳源和碳匯功能，是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，探究農(nóng)田碳足跡進(jìn)而為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供參考?；?000—2020年四川省以及21個市（州）的農(nóng)田生產(chǎn)投入和農(nóng)作物產(chǎn)量等數(shù)據(jù)，構(gòu)建農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳足跡模型，對碳足跡、碳生態(tài)效率的時空變化特征和影響因素進(jìn)行探討。結(jié)果表明，2000—2020年四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳排放量呈先波動上升后下降的趨勢，拐點(diǎn)發(fā)生在2016年，其中土壤翻耕、化肥使用為碳排放量的主要貢獻(xiàn)因素，占比分別為44.74%、30.22%。碳吸收量呈先減后增的趨勢，2006年碳吸收量減至最低值，氣象災(zāi)害是主要影響因素。水稻、玉米、小麥對碳吸收量的貢獻(xiàn)較大。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳足跡呈先波動增長后持續(xù)下降的變化，2006年為最大值。2000—2020年四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)均為碳生態(tài)盈余狀態(tài)，碳生態(tài)效率年均為5.150 kg C/kg CE。從空間上看，四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳排放、碳吸收、碳足跡、碳生態(tài)效率均呈現(xiàn)西北低、東南高的分布格局；單位面積碳足跡卻呈現(xiàn)西北高、東南低的分布，空間差異和變化幅度差異均較大，主要是因?yàn)楦鞯貐^(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和發(fā)展水平不同。應(yīng)因地制宜，從農(nóng)資投入、田間管理、種植結(jié)構(gòu)等進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，進(jìn)而促進(jìn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)綠色發(fā)展。

關(guān)鍵詞：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)；碳足跡；碳排放；碳吸收；碳生態(tài)效率；時空變化特征；四川省

中圖分類號：S181文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1002-1302（2023）11-0192-10

近年來，溫室氣體排放導(dǎo)致氣候變暖已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)問題，其中減源增匯成為研究熱點(diǎn)［1］。應(yīng)對氣候變化，中國提出“雙碳”目標(biāo)［2］。根據(jù)2018年《中華人民共和國氣候變化第三次國家信息通報》，甲烷、氧化亞氮排放總量成為位居我國第二和第三的溫室氣體，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動產(chǎn)生的甲烷占我國甲烷排放量的40.5%，而氧化亞氮占總量的65.4%，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動成為重要的溫室氣體排放源。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是半自然的生態(tài)系統(tǒng)，兼具碳源和碳匯作用，是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分［3-5］。分析農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳足跡以及影響因素對區(qū)域農(nóng)業(yè)低碳發(fā)展具有重要意義［1］。Rees提出生態(tài)足跡，并由此而產(chǎn)生包括生態(tài)足跡、碳足跡和水足跡的足跡家族，為全面評價區(qū)域資源環(huán)境壓力提供了理論基礎(chǔ)［6-7］。碳足跡是指在一定時間和空間內(nèi)，某種活動引起的直接或間接的二氧化碳排放量的度量［5］。農(nóng)田碳足跡是指農(nóng)田生產(chǎn)活動中，吸收農(nóng)田生產(chǎn)性投入而引起的碳排放所需的生產(chǎn)性的土地面積［5，8］。國內(nèi)學(xué)者從多尺度對農(nóng)田碳足跡進(jìn)行探究，田云等對中國農(nóng)業(yè)碳排放以及農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳足跡進(jìn)行分析［9-10］；郭永奇等對河南省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳足跡時空變化進(jìn)行探討［11-12］；張精等分別對安徽、吉林、江蘇、湖南、新疆、云南、海南等省域農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳足跡進(jìn)行研究［8，13-17］，各區(qū)域生態(tài)足跡差異明顯；市域尺度下，楊皓然等分別研究安徽省濰坊市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳足跡變化以及碳足跡動態(tài)影響效應(yīng)［18-19］；縣域尺度下，唐廉等研究重慶市酉陽縣農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳足跡特征［20］，邵技新對貴州省畢節(jié)地區(qū)巖溶山區(qū)縣域農(nóng)業(yè)碳足跡進(jìn)行分析［21］。當(dāng)前國內(nèi)學(xué)者對碳源、碳匯以及碳足跡進(jìn)行較多研究，而碳足跡與碳效率的聯(lián)合分析較少。田志會等對北京市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳足跡以及碳生態(tài)效率進(jìn)行研究［22］，史磊剛等對華北平原主要作物生產(chǎn)的碳效率進(jìn)行研究［23］。四川省是我國中西部地區(qū)最具代表性的農(nóng)業(yè)大省，是全國優(yōu)質(zhì)糧、油、畜、禽、菜、果、茶等農(nóng)產(chǎn)品重要基地，是全國重要糧食主產(chǎn)區(qū)和重要農(nóng)產(chǎn)品供給區(qū)［24-25］，隨著農(nóng)業(yè)化肥和農(nóng)業(yè)機(jī)械在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的廣泛應(yīng)用，農(nóng)業(yè)碳排放所造成的環(huán)境問題也日益突出，已成為造成農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境惡化的重要原因之一［25-26］。目前對于四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳足跡以及碳效率的時空變化研究尚未見報道。本研究分析四川省近20年來的碳源/匯、碳足跡、碳效率時空變化特征以及主要影響因素，以期為四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)管理以及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

四川省位于中國西南地區(qū)內(nèi)陸，轄區(qū)面積48.6萬km²，地處長江上游，素有“天府之國”的美譽(yù)。地貌東西差異大，地形復(fù)雜，氣候多樣。四川省作為我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大省，是全國13個糧食主產(chǎn)區(qū)之一，四川省農(nóng)業(yè)發(fā)展取得重大成效。在全省由農(nóng)業(yè)大省向農(nóng)業(yè)強(qiáng)省跨越的同時，農(nóng)業(yè)環(huán)境被污染，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)被破壞，農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展面臨嚴(yán)重威脅。

1.2數(shù)據(jù)來源

本研究數(shù)據(jù)主要來源于《四川統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》《四川農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》以及21個市（州）的統(tǒng)計(jì)年鑒、統(tǒng)計(jì)公報，包括2000—2020年四川省以及各市（州）的化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、農(nóng)用柴油用量，農(nóng)作物播種面積、灌溉面積、耕地面積以及各類農(nóng)作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。

1.3研究方法

1.3.1農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳排放量估算農(nóng)業(yè)生產(chǎn)碳排放包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程所投入的化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜所引起的碳排放；農(nóng)業(yè)機(jī)械使用所消耗化石燃料（如柴油）所產(chǎn)生的碳排放；農(nóng)業(yè)翻耕引起土壤有機(jī)碳庫的碳排放；農(nóng)業(yè)灌溉過程中間接消耗化石燃料所形成的碳釋放［3，11］，其計(jì)算公式［8］為

1.3.2農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳吸收量估算

1.3.3農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳足跡估算碳足跡為消納碳排放所需要的生產(chǎn)性土地的面積，即 CEF（hm²）。其計(jì)算公式［15-16］為

1.3.4農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳生態(tài)效率計(jì)算參考田志會等的研究結(jié)論［22］，碳生態(tài)效率的計(jì)算公式為

2結(jié)果與分析

2.1四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳排放特征

2.1.1碳排放的時間變化特征2000—2020年四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳排放量總體呈現(xiàn)為先波動上升再下降的趨勢（圖1）。2000—2016年碳排放量波動增加，自2000年的621.63萬t增加至2016年的690.02萬t，年均增長率為0.654%，主要原因?yàn)檗r(nóng)膜、柴油和農(nóng)業(yè)灌溉碳排放量的持續(xù)增加，分別自2000年的25.17 萬、17.60萬、65.79萬t增加至2016年的47.75萬、27.80萬、75.01萬t，年均增長率分別為4.08%、2.90%、0.82%；2017—2020年碳排放量呈現(xiàn)下降趨勢，從2017年的686.20萬t下降到2020年667.40萬t，其中化肥、農(nóng)膜、農(nóng)藥引起的碳排放量減少趨勢較明顯，從2017年的208.02萬、47.11萬、27.51萬t分別下降到2020年的190.04萬、41.04萬、20.79萬t。2000—2020年在碳排放的驅(qū)動因素中，農(nóng)業(yè)翻耕和化肥使用導(dǎo)致的碳排放量所占比例最高，平均分別為44.74%、30.22%，其他驅(qū)動因素如農(nóng)膜、農(nóng)藥、柴油所占百分比較小，平均占比分別為5.85%、4.28%、3.72%。

由于四川省的耕地面積以及不同農(nóng)作物的種植面積在2000—2020年均發(fā)生改變，碳排放總量不能充分反映碳排放特征，單位面積碳排放量的研究尤為必要。四川省農(nóng)田單位面積碳排放總量呈先上升再下降的趨勢：2000—2011年單位面積碳排放量總體呈現(xiàn)上升的趨勢，從2000年的646.92 kg/hm²增加到2011年的730.81 kg/hm²，年均增長率為1.11%。2012—2020年呈現(xiàn)下降趨勢，從2012年的729.00 kg/hm²下降為2020年的677.63 kg/hm²，年均下降速率為0.91%，原因是化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜用量持續(xù)減少。

2.1.2碳排放的空間變化四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳排放量總體呈現(xiàn)“西北低、東南高”的格局（圖2）。2000—2020年平均碳排放量較大的地區(qū)有川東經(jīng)濟(jì)區(qū)的南充市、達(dá)州市和成都平原經(jīng)濟(jì)區(qū)的成都市，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)達(dá)地區(qū)，年平均碳排放量均超過55萬t，其貢獻(xiàn)比分別為8.64%、8.08%、8.20%。年平均碳排放總量低于10萬t的有川西北的甘孜州、阿壩州和攀西經(jīng)濟(jì)區(qū)的攀枝花市，其碳排放量占比分別為0.82%、0.79%、1.05%，甘孜州的碳排放量最低，僅為5.91萬t。甘孜州、阿壩州以畜牧業(yè)發(fā)展為主，農(nóng)田種植較少，各地區(qū)碳排放量最大值與最小值之間相差近15倍。從時間上看，多地的碳排放量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。涼山州的碳排放量持續(xù)增長，自2000年的30.29萬t增加到2020年60.73萬t，增幅為100.5%，年均增長率為3.54%。成都市碳排放量呈現(xiàn)下降趨勢，自2000年的69.25萬t下降到2020年55.71萬t，年均降幅為1.1%。由此可見，四川省農(nóng)田碳排放量在空間分布上不均勻，時間變化幅度也存在較大差異。

四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)單位面積碳排放量空間分布不均勻（圖3），單位面積碳排放量年均最大的為攀枝花市， 達(dá)1 171.39 kg/hm²。 2015年攀枝花市單位面積碳排放量達(dá)到最高值，為1 354.07 kg/hm²，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍以農(nóng)資高投入為主，資源利用率不高；最低值為資陽市，僅為603.94 kg/hm²。2000—2015年多地單位面積碳排放量呈現(xiàn)增加趨勢，農(nóng)業(yè)資源的投入水平仍為持續(xù)增加狀態(tài)；2015—2020年單位面積碳排放量呈現(xiàn)下降趨勢，與碳排放總量的變化趨勢一致，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向可持續(xù)狀態(tài)發(fā)展。

2.2四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳吸收特征

2.2.1碳吸收的時間變化特征2000—2020年四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳吸收總量呈先減后增的趨勢

變化（圖4）。2000—2006年碳吸收總量和單位面積碳吸收量均呈波動下降趨勢；2007—2020年碳吸收總量和單位面積碳吸收量均持續(xù)上升，年均增幅為分別為1.58%、1.09%。碳吸收總量和單位面積碳吸收量的最低值均出現(xiàn)在2006年，因?yàn)?006年川渝地區(qū)遭遇自有氣象記錄以來最嚴(yán)重的干旱，導(dǎo)致主要糧食作物水稻、玉米、小麥產(chǎn)量大幅下降。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)碳庫構(gòu)成中水稻、玉米、小麥、油菜為主要碳吸收的農(nóng)作物，碳吸收總量分別為1 202.75萬、813.25萬、406.44萬、362.22萬t，貢獻(xiàn)比為水稻（35.59%）>玉米占（24.06%）>小麥（12.03%）>油菜（10.72%）。2000—2020年玉米、油菜、蔬菜、豆類等的碳吸收量均持續(xù)增長，其中玉米的碳吸收量從2000年的631.53萬t增至2020年的1 090.78萬t，年均增幅為2.77%；小麥的碳吸收量持續(xù)下降，從2000年的655.86萬t降至2020年的263.39萬t，年均降幅為4.46%；2000—2006年水稻的碳吸收量波動下降，2007—2020年保持穩(wěn)定，變化較小。不同作物碳吸收量的時間變化差異較大，是因?yàn)榉N植結(jié)構(gòu)調(diào)整、種植面積以及產(chǎn)量變化而導(dǎo)致。

2.2.2碳吸收的空間變化特征四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳吸收量呈現(xiàn)西北低、東南高的格局（圖5）。2000—2020年平均碳吸收量最大的地區(qū)為南充市、成都市和達(dá)州市，碳吸收量均在300萬t左右，貢獻(xiàn)比分別為9.38%、8.76%、8.20%。碳吸收量低于50萬t的地區(qū)為攀枝花市、阿壩州、甘孜州、分別占碳排放總量的0.94%、0.45%、0.35%，甘孜州的碳吸收量僅為11.96萬t。碳吸收量最大值與最小值的地區(qū)相差28倍，地區(qū)差異較大。從時間上看，2000—2005年除甘孜州的碳吸收量微弱增加外，其他20個地區(qū)的碳吸收量均在減少，多個地區(qū)持續(xù)減至2010年。2010—2020年除雅安市和廣安市的碳吸收量減少外，其他19個地區(qū)的碳吸收量均持續(xù)增加。2000—2020年甘孜州和廣元市的碳吸收量均有較大增幅，甘孜州自2000年的8.93 萬t持續(xù)增加至2020年的16.70 萬t，增幅為87.01%；廣元市自2000年的149.14萬t持續(xù)增加至2020年的202.76 萬t，增幅為35.95%。

四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)單位面積碳吸收量呈現(xiàn)西北低、東南高的空間格局（圖6）。單位面積碳吸收量均值最大的地區(qū)為攀枝花市，達(dá)到5.25 t/hm²，最小的地區(qū)為甘孜州，僅為1.43 t/hm²。2000—2020年共有10個地區(qū)（成都市、德陽市、廣安市、廣元市、內(nèi)江市、綿陽市、樂山市、眉山市、阿壩州、甘孜州）的單位面積碳吸收量出現(xiàn)增長，其中增幅最大的為甘孜州，達(dá)65.74%，其余10個地區(qū)呈現(xiàn)不同程度的下降，降幅最大的為攀枝花市，達(dá)26.76%。各地單位面積碳吸收量雖呈現(xiàn)波動，但四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)單位面積碳吸收量總體呈現(xiàn)上升趨勢，碳匯功能在增強(qiáng)。

2.3四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳足跡特征

2.3.1碳足跡的時間變化2000—2006年四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳足跡呈波動增長，且在2006年達(dá)到最大值；2007—2020年碳足跡持續(xù)下降，年均降幅為0.84%。單位面積碳足跡與碳足跡總量的變化趨勢一致。2000—2020年農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)均為生態(tài)盈余狀態(tài)，2000—2010年碳生態(tài)盈余出現(xiàn)波動下降，2011—2020年后碳盈余持續(xù)增加，均處于其生態(tài)系統(tǒng)承載范圍內(nèi)，能夠?qū)ζ渌袠I(yè)的生產(chǎn)、生活所引起的碳生態(tài)赤字進(jìn)行補(bǔ)償。參照韓召迎等的研究結(jié)論［32］，碳足跡效率為農(nóng)田碳吸收總量與碳足跡的比值，該值越大，則碳足跡效率越大。四川省農(nóng)田碳足跡效率主要受碳吸收量的影響，先下降后持續(xù)增加（表2）。

2.3.2碳足跡的空間變化四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳足跡呈現(xiàn)西北低、東部高的格局（圖7）。2000—2020年平均碳足跡較大的地區(qū)為涼山州、南充市，均達(dá)16萬hm²以上，分別占碳足跡總量的8.48%、8.46%；碳足跡最小的地區(qū)為攀枝花市，僅為 1.50 萬hm²，占碳足跡總量的0.76%。2000—2020

年除了涼山州、成都市、甘孜州，其余18個市（州）的變化趨勢均為2000—2015年呈現(xiàn)增加的趨勢，而后至2020年均在減少。涼山州的碳足跡持續(xù)增加，自2000年的9.73萬hm²增至2020年的21.51萬hm²，增幅為194.7%；而甘孜州的碳足跡卻持續(xù)減少，自2000年的5.54萬hm²減至2020年的3.41萬hm²，降幅為38.45%。

單位面積碳足跡呈西北高、東南低的分布態(tài)勢（圖8）。單位面積碳足跡最大的地區(qū)是甘孜州，為0.520 hm²/hm²；單位面積碳足跡最小的地區(qū)是瀘州市，僅為0.176 hm²/hm²。2000—2020年甘孜州的碳足跡持續(xù)減少， 年均降幅為2.93%；其余20個市（州）的單位面積碳足跡變化趨勢均為2000—2015年呈現(xiàn)增加，而后至2020年均在減少。2000—2020年各地區(qū)均為生態(tài)盈余狀態(tài)，其中14個地區(qū)的碳盈余均呈現(xiàn)持續(xù)增加的態(tài)勢。

2.4四川農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳效率變化

2000—2020年四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳生態(tài)效率均大于1（表2），說明農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的固碳量大于碳投入量，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)為碳匯，且碳匯能力較強(qiáng)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)性高。其變化趨勢為2000—2006年呈現(xiàn)先波動下降，以2006年最低，而后持續(xù)增加，2020年達(dá)到5.724 kg C/kg CE。各市（州）碳生態(tài)效率均大于1（圖9），其中較小的地區(qū)為甘孜州和阿壩州，分別為2.01、2.85 kg C/kg CE，較大的地區(qū)為瀘州市和資陽市，分別為5.78、5.66 kg C/kg CE。甘孜州碳生態(tài)效率雖然較低，但2000—2020年卻保持增加態(tài)勢；2000—2020年涼山州碳生態(tài)效率持續(xù)降低，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)性下降；除了甘孜州和涼山州外的其他地區(qū)，2000—2015年碳生態(tài)效率均為下降，而后到2020年增加。

3結(jié)論、討論與建議

3.1結(jié)論

基于2000—2020年四川省以各市（州）農(nóng)業(yè)資源投入以及農(nóng)作物產(chǎn)量等數(shù)據(jù)，研究四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳排放、碳吸收、碳足跡、碳生態(tài)效率的時空特征，并分析其影響因素，結(jié)果表明，（1）2000—2020年四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳排放量變化為先波動上升，2016年達(dá)到最大值后又持續(xù)下降，其主要影響因素為化肥、農(nóng)膜、農(nóng)藥、柴油等農(nóng)業(yè)資源用量的變化。2015年四川省全面實(shí)施化“零增長”行動，通過“轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理及資源利用方式”，使得農(nóng)業(yè)資源用量自2016年后持續(xù)減少，進(jìn)而影響到碳排放量。碳排放量在空間上呈現(xiàn)西北低、東南高的格局，碳排放量最大的是南充市，最小的為甘孜州，碳排放量相差近15倍，地區(qū)差異明顯。川西北經(jīng)濟(jì)區(qū)的甘孜州和阿壩州以畜牧業(yè)發(fā)展為主，農(nóng)田種植相對較少，碳排放量較低。單位面積碳排放量最大的地區(qū)為攀枝花市，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍以農(nóng)資的高投入為主，資源利用率不高。（2）2000—2020年四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳吸收量變化呈先減后增的趨勢，2006年碳吸收量下降為2000—2020年以來的最低值，原因是2006年川渝地區(qū)嚴(yán)重干旱的影響，導(dǎo)致主要糧食作物水稻、玉米、小麥產(chǎn)量大幅下降。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳吸收量的貢獻(xiàn)主要來自水稻、玉米、小麥和油菜。碳吸收量在空間上為西北低、東南高的格局，碳吸收量最大的是南充市，最小的是甘孜州，相差約28倍，地區(qū)差異較明顯。2000—2020年各市（州）碳吸收量和單位面積碳吸收量雖呈現(xiàn)波動變化，但總體呈現(xiàn)上升趨勢，碳匯功能在不斷增強(qiáng)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向可持續(xù)狀態(tài)發(fā)展。（3）2000—2020年四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳足跡和單位面積碳足跡均呈現(xiàn)先波動增長后再持續(xù)下降的趨勢。2000—2020年農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)均為生態(tài)盈余狀態(tài)，并呈現(xiàn)增加的態(tài)勢。碳足跡在空間上呈現(xiàn)西北低、東部高的格局，碳足跡較大的地區(qū)是涼山州、達(dá)州市和南充市。涼山州的碳足跡持續(xù)增加，年均增幅為4.05%，2000—2015年其余20個市（州）的碳足跡呈現(xiàn)增加趨勢，而后至2020年呈現(xiàn)減少的變化態(tài)勢。單位面積碳足跡與之相反，呈西高東低的分布。（4）2000—2020年四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳生態(tài)效率均大于1，均值為5.150 kg C/kg CE，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)為碳匯，且碳匯能力較強(qiáng)。其變化趨勢為2000—2006年呈現(xiàn)先波動下降，以2006年最低，而后持續(xù)增加。除涼山州的碳生態(tài)效率為下降、甘孜州呈持續(xù)增加的趨勢外，其余19個地區(qū)雖在2000—2015年下降，但2016—2020年卻增加，總體向可持續(xù)方向發(fā)展。

3.2討論

川西北的甘孜州、阿壩州地處高原山地，受到土壤肥力、氣候、水分等生產(chǎn)條件的影響，農(nóng)作物的產(chǎn)量較低。單位面積碳排放量較高，而單位面積碳吸收量卻很少，農(nóng)田碳匯功能較小，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，提高農(nóng)田碳匯功能成為必要。攀枝花市單位面積碳排放量最高，為1 171.39 kg/hm²，單位面積碳吸收量也是最高，為5.25 t/hm²，碳吸收量的增大是以碳的高碳排放和化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜等農(nóng)業(yè)資源的高投入為基礎(chǔ)，攀枝花市單位面積化肥施用量均值為583.4 kg/hm²，超出國際化肥施用國際警戒線225 kg/hm²的2倍多，導(dǎo)致碳生態(tài)效率和可持續(xù)性均較低。資陽市單位面積碳排放量最低，為 603.93 kg/hm²，而單位面積碳吸收量卻較高，碳生態(tài)效率位居第2位，單位面積化肥施用量僅為260.01 kg/hm²，較少的農(nóng)業(yè)資源投入獲得了較高的農(nóng)作物產(chǎn)量，生產(chǎn)技術(shù)以及資源利用率的提高是關(guān)鍵。綜上，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、農(nóng)資投入和利用、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)等多因素影響農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳源和碳足跡，應(yīng)從優(yōu)化農(nóng)業(yè)資源投入、提高利用率、保護(hù)農(nóng)田、發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)入手。

2000—2020年四川省碳吸收量的貢獻(xiàn)比為水稻（35.59%）>玉米（24.06%）>小麥（12.03%）>油菜（10.72%），主要為糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物油菜。不同農(nóng)作物單位產(chǎn)量的碳吸收量有較大差異，如棉花（4.14 kg/kg）、油菜（1.62 kg/kg）、豆類（1.12 kg/kg）、小麥（1.07 kg/kg）、玉米（1.02 kg/kg）、花生（0.94 kg/kg）、稻谷（0.81 kg/kg），棉花雖然產(chǎn)量碳吸收量較大，但在四川省的種植面積較少。種植結(jié)構(gòu)、種植面積以及農(nóng)作物產(chǎn)量均會影響農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的碳吸收量，調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、提高農(nóng)作物產(chǎn)量成為必要。甘孜州和阿壩州由于生產(chǎn)條件的限制，只種植了少量水稻，且未種植甘蔗和煙草等經(jīng)濟(jì)作物，青稞的種植量沒有統(tǒng)計(jì)。不同區(qū)域、不同種植模式下的碳源/匯以及碳足跡差異較大。本研究以經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量計(jì)算碳吸收量，沒有考慮植株生物量，造成一定的誤差。地區(qū)特色農(nóng)作物、地標(biāo)特色農(nóng)作物，如綿陽市中藥材麥冬、達(dá)州市大竹縣的苧麻等，因?yàn)橄嚓P(guān)系數(shù)缺乏，沒有考慮特色農(nóng)作物，使研究結(jié)果造成一定的誤差。2006年川渝大旱使得四川省糧食作物產(chǎn)量大幅下降，完善水利設(shè)施，提高抗旱能力成為必要。

“減源增匯”是減少碳足跡、提高碳生態(tài)效率的有效途徑，增匯須要提高農(nóng)作物產(chǎn)量，但產(chǎn)量的提高需要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的完善，農(nóng)業(yè)資源投入的增加，但其導(dǎo)致碳排放量也同時在增加。四川省有效灌溉面積和農(nóng)機(jī)總動力都在增加，現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)備可以提高生產(chǎn)效率，但是化石能源的使用同時導(dǎo)致碳排放量增加，如何在兩者之間尋找平衡點(diǎn)需要深入研究。2000—2020年四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳吸收量遠(yuǎn)大于碳排放量，均為碳生態(tài)盈余狀態(tài)，2010—2020年碳足跡效率、碳生態(tài)效率都持續(xù)增加，四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)總體向可持續(xù)方向發(fā)展。但是空間差異明顯，川西北經(jīng)濟(jì)區(qū)單位面積碳足跡處于較高水平，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)功能有待改善；成都平原、川東北和川南經(jīng)濟(jì)區(qū)單位面積碳足跡處于較低水平，區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件良好，農(nóng)資利用率高，碳生態(tài)效率均較高。

3.3建議

通過對四川省農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳足跡進(jìn)行分析，從3個方面提出建議。第一，從減少農(nóng)業(yè)碳排放角度。加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理方式，以“資源節(jié)約、環(huán)境友好”為目標(biāo)，兼顧經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。加強(qiáng)田間管理，控制和減少化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜等農(nóng)用物資的使用量，推進(jìn)化肥減量增效技術(shù)和測土配方施肥技術(shù)，推廣有機(jī)肥和緩釋肥料，踐行化肥用量“零增長”行動；減少高殘留農(nóng)藥的使用，使用生物農(nóng)藥、物理和生態(tài)防治方法；加強(qiáng)農(nóng)膜回收，使用環(huán)保可降解農(nóng)膜；推進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)，完善節(jié)水農(nóng)業(yè)設(shè)施；推進(jìn)農(nóng)村清潔生產(chǎn)，使用清潔能源和節(jié)能機(jī)械。第二，從增加碳吸收的角度。提高農(nóng)業(yè)科技，培育良種和高產(chǎn)農(nóng)作物；增加復(fù)種指數(shù)，發(fā)展立體農(nóng)業(yè)和間種套種技術(shù)；《四川省“十四五”推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化規(guī)劃》提出推進(jìn)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)，改造中低產(chǎn)田，加強(qiáng)農(nóng)村水利設(shè)施建設(shè)，良好的水利條件才能提高農(nóng)田抵御災(zāi)害和風(fēng)險的能力；進(jìn)行種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，如小麥、棉花、糖料等不適宜在四川省種植，產(chǎn)量不高的作物播種面積不斷縮減，轉(zhuǎn)為發(fā)展蔬菜、油料等經(jīng)濟(jì)作物［33］。發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，提高碳匯的同時兼顧經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。第三，川西北生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)甘孜州、阿壩州、攀西經(jīng)濟(jì)區(qū)的涼山州為單位面積碳足跡較大地區(qū)，為農(nóng)田重點(diǎn)減碳區(qū)域，由于區(qū)位條件的影響，區(qū)域雖擁有豐富的生態(tài)與綠色資源，但“美而不富”，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)薄弱。利用生態(tài)紅利，發(fā)展生態(tài)旅游和休閑觀光農(nóng)業(yè)。通過其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的改善，以此帶動種植業(yè)的發(fā)展。低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展較好的區(qū)域，應(yīng)輻射引領(lǐng)周邊城市，互助互利，生產(chǎn)協(xié)作。以“川酒”“川豬”“川糧（油）”特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)促進(jìn)農(nóng)業(yè)種植業(yè)發(fā)展。開展碳平衡研究，并與工業(yè)等其他產(chǎn)業(yè)碳足跡相結(jié)合，進(jìn)而為其他產(chǎn)業(yè)提供綠色屏障。

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