Analysis of SpatialandTemporal CharacteristicsandDecoupling EffectofAgricultural CarbonEmisionsinKarst MountainAreas of Northwest Guizhou
FAN Zu-hong12,WANG Yang12,RENJi-tog12etal(1.ColegeofEcoogicalEnginering,Guzu UniversityofEngiigSci ence,Bijie,Guizhou 55170o;2.Wetland Remote Sensing Sub-centre ofthe Gaofen Guizhou Centre,Bijie,Guizhou )
AbstractExplongthatiempoalaractestsdcoplingtsofaluabomissosiarstmouaosisf greatsignfianceforguidingagiculturalcarboreductionandachievinglowcarbonagricutureinthisgion.TakingBijieCityinteast mountaioseotoalesbfslateautsi andlivestokdulabossoobs andtheTapiodelealaceaalealbssir to2022nditseolgelatiosioicoesulsoatfto22tualabesisiCi generallprdadoffssidsintofb fromhightolilestocndouingatealiputsnduivatiottesiicalbisioso downardtredaasatialfeoacteiofuralbsisiotdisfi areobviousdalsaialstibatisgidistesialbs allcountiesOalloslol nomicgrowthinjCiyissowigpositredtcoupliyaoleasigeakdcougtotrodcouow erteresosodsi geststhatneoudaesueschucibiltroti oftheaoutuatealsedlrovincydenaloatoibo chieve agricultural emisson reduction and low-carbon transformation.
KeyWordsAgriculturalcarbonemisions;Spatial-temporalcharacteristics;Decouplingefect;Karstmountainarea;BijieCity
作為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),農(nóng)業(yè)在滿足人類生產(chǎn)生活需求的同時(shí),也因物料投入、土地翻耕以及畜禽養(yǎng)殖等引發(fā)大量碳排放。據(jù)估計(jì),農(nóng)業(yè)活動(dòng)產(chǎn)生的碳排放,約占全球排放總量的1/3,是僅次于化石能源燃燒的全球第二大溫室氣體排放源[]。我國是農(nóng)業(yè)大國,源自農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的碳排放約占全國碳排放總量的 17% ,且呈逐年增長態(tài)勢[2]??梢姡r(nóng)業(yè)是極為重要的碳排放行業(yè)[3],推進(jìn)農(nóng)業(yè)碳減排、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)低碳發(fā)展已刻不容緩[4]。在此背景下,探究不同區(qū)域的農(nóng)業(yè)碳排放,厘清其時(shí)空特征與脫鉤效應(yīng)對于指導(dǎo)區(qū)域農(nóng)業(yè)碳減排和推動(dòng)農(nóng)業(yè)發(fā)展低碳轉(zhuǎn)型具有重要意義。
目前,國內(nèi)外學(xué)者對于農(nóng)業(yè)碳排放的研究聚焦于農(nóng)業(yè)碳排放核算及其相關(guān)特征,農(nóng)業(yè)碳排放影響因素,農(nóng)業(yè)碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相互關(guān)系等方面[5-6。農(nóng)業(yè)碳排放核算及其相關(guān)特征分析方面,學(xué)者們常運(yùn)用碳排放因子法進(jìn)行農(nóng)業(yè)碳排放評估,并進(jìn)一步解析其來源結(jié)構(gòu)。如,West等利用排放因子法從能源利用、農(nóng)藥及化肥投人、農(nóng)業(yè)灌溉及種子培育等方面評估了美國的農(nóng)業(yè)碳排放情況;田云等[8運(yùn)用碳排放因子法對我國農(nóng)業(yè)碳排放進(jìn)行測算,發(fā)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的碳排放占比最大;葛小君等研究發(fā)現(xiàn),農(nóng)業(yè)物資投入是廣西農(nóng)業(yè)碳排放的主要來源;陳柯君等[\"]研究發(fā)現(xiàn),化肥投入是河南省種植業(yè)碳排放最主要的來源之一。在此基礎(chǔ)上,部分學(xué)者進(jìn)一步探討了農(nóng)業(yè)碳排放的時(shí)空特征及排放趨勢,如薛媛等[1]研究表明,我國農(nóng)業(yè)碳排放主要集中于黃淮海及中部平原地區(qū);鄭瑞等[12]研究發(fā)現(xiàn),福建省縣域農(nóng)業(yè)碳排放存在顯著空間正相關(guān)關(guān)系;白義鑫等[13]預(yù)測表明,未來貴陽市農(nóng)業(yè)碳排放將呈逐年下降趨勢。農(nóng)業(yè)碳排放影響因素研究方面,學(xué)者們主要運(yùn)用STIRAT模型、GWR模型、LMDI模型以及地理探測器等方法,揭示了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力規(guī)模、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)水平、農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度、財(cái)政支農(nóng)力度、環(huán)境規(guī)制水平以及城鎮(zhèn)化等內(nèi)外部因素的作用機(jī)制。如Gomiero等[14]研究認(rèn)為,發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè)對農(nóng)業(yè)碳排放具有抑制作用;Tasman等[15]研究發(fā)現(xiàn),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式是導(dǎo)致農(nóng)業(yè)碳排放區(qū)域差異的主要因素;呂劍平等[1]研究表明,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)從業(yè)人口對農(nóng)業(yè)碳排放具有抑制作用,而農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有促進(jìn)效應(yīng);賀青等[17]研究認(rèn)為,經(jīng)濟(jì)因素是農(nóng)業(yè)碳排放的增加因素,而效率因素和勞動(dòng)力因素則可以減少農(nóng)業(yè)碳排放;盧奕亨等[18]研究認(rèn)為,相比于經(jīng)濟(jì)因素,社會(huì)因素對農(nóng)業(yè)碳排放的貢獻(xiàn)更大。農(nóng)業(yè)碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系方面,學(xué)者們多借助Tapio脫鉤模型、耦合協(xié)調(diào)模型以及EKC模型等探究各區(qū)域農(nóng)業(yè)碳排放與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相互關(guān)系。如,寧靜等[19]分析我國糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相互關(guān)系時(shí),發(fā)現(xiàn)各省脫鉤關(guān)系向好;徐玥等[20]在論證徐州市農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的脫鉤關(guān)系時(shí),發(fā)現(xiàn)二者經(jīng)歷了“弱脫鉤一強(qiáng)負(fù)脫鉤一擴(kuò)張負(fù)脫鉤—強(qiáng)脫鉤”的演變過程;馬志超[2]運(yùn)用耦合協(xié)調(diào)模型實(shí)證表明,黃河流域農(nóng)業(yè)碳排放與經(jīng)濟(jì)增長已達(dá)整體協(xié)調(diào)狀態(tài);田云等[22研究驗(yàn)證了長江經(jīng)濟(jì)帶各省市均存在EKC關(guān)系。綜上可見,現(xiàn)有研究極為豐富,但多數(shù)研究在測算農(nóng)作物碳排放時(shí)僅考慮水稻種植產(chǎn)生的碳排放[8,12-13]忽略了其他農(nóng)作物種植引發(fā)的碳排放;同時(shí),已有研究多關(guān)注于全國、部分省區(qū)、糧食主產(chǎn)區(qū),碳排放測算單元以全國、省域及市域?yàn)橹鳎瑢λ固厣絽^(qū)縣域單元農(nóng)業(yè)碳排放的研究則相對不足。
喀斯特山區(qū)耕地破碎,土層淺薄,肥力較低[23],相較于其他區(qū)域,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對化肥、農(nóng)藥等的需求更大[13];同時(shí),該地區(qū)仍屬傳統(tǒng)型農(nóng)業(yè),農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平較低,從而導(dǎo)致大量碳排放[24],嚴(yán)重制約了該地區(qū)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。鑒于此,筆者以黔西北喀斯特山區(qū)一畢節(jié)市為例,從物資投入、作物種植與畜禽養(yǎng)殖3方面選取16種碳源,采用碳排放因子法測算2013—2022年畢節(jié)市農(nóng)業(yè)碳排放水平,并分析其來源結(jié)構(gòu)與時(shí)空演變特征;在此基礎(chǔ)上,運(yùn)用Tapio脫鉤模型探究畢節(jié)市農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤關(guān)系,以期為喀斯特山區(qū)農(nóng)業(yè)減排與低碳發(fā)展提供有益參考。
1 研究區(qū)概況
畢節(jié)市( 位于貴州省西北部(圖1),東連貴陽市、遵義市,南接安順市、六盤水市,西鄰云南省昭通市與曲靖市,北與四川省瀘州市接壤,全市面積2.69萬 ,轄七星關(guān)、大方、黔西、金沙、織金、赫章、納雍和威寧8個(gè)縣(市、區(qū))。畢節(jié)市地處滇東高原向黔中山原丘陵過渡的傾斜地帶,地勢西高東低,海拔落差較大;境內(nèi)喀斯特地貌分布廣泛,石漠化等生態(tài)問題突出,農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境相對脆弱。同時(shí)該地為貴州省糧食主產(chǎn)農(nóng)業(yè)區(qū)[25],農(nóng)業(yè)體量較大,從業(yè)人口多,2022年全市農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值921.25億元,鄉(xiāng)村人口占比達(dá) 60.5% 。玉米、馬鈴薯等是畢節(jié)市主要的糧食作物,經(jīng)濟(jì)作物以蔬菜、油菜及煙草為主,牛、羊、豬為主要的養(yǎng)殖品種。
2研究方法與數(shù)據(jù)來源
2.1 研究方法
2.1.1農(nóng)業(yè)碳排放測算體系。構(gòu)建農(nóng)業(yè)碳排放測算體系是進(jìn)行農(nóng)業(yè)碳排放研究的基礎(chǔ),在參考已有研究并考慮數(shù)據(jù)可得性的基礎(chǔ)上,從物資投入、作物種植和畜禽養(yǎng)殖3方面選取碳源指標(biāo),構(gòu)建農(nóng)業(yè)碳排放測算體系。其中,物資投入包括化肥(氮肥、磷肥、鉀肥和復(fù)合肥)農(nóng)膜、農(nóng)藥和農(nóng)用柴油4個(gè)測算指標(biāo);作物種植選擇畢節(jié)市種植規(guī)模較大的8類農(nóng)作物,分別為水稻、小麥、玉米、豆類、薯類、油菜、煙草和蔬菜;畜禽養(yǎng)殖主要選擇牛、羊、豬與家禽4類。需要說明的是,該研究所述碳排放包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中所產(chǎn)生的 和
等溫室氣體,為便于核算,依據(jù)IPCC 評估報(bào)告[2],以1tCO2=0.2727tC1N2O=81.2727Ccdot1tCH=6.818 C的換算關(guān)系,將各類溫室氣體統(tǒng)一折算為標(biāo)準(zhǔn)C 。
(1)物資投入。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中由于化肥、農(nóng)藥等農(nóng)用物資的投人會(huì)直接或間接誘發(fā)碳排放,該研究根據(jù)各類物資投入量與排放系數(shù)測算出物資投入產(chǎn)生的碳排放量,計(jì)算公式為
式中: 為物資投入碳排放量;
為第 i 類物資投入量;
為第 i 類投入物資的碳排放系數(shù),具體見表
(20號(hào)
(2)作物種植。水稻生長過程中產(chǎn)生的 以及各類農(nóng)作物在種植過程中導(dǎo)致土壤表層破壞產(chǎn)生的
構(gòu)成了作物種植的碳排放[20],其計(jì)算公式為
式中: 為作物種植碳排放量;
為第 i 種農(nóng)作物播種面積;δi為第i種農(nóng)作物的碳排放系數(shù),具體見表2[27-28] 。
(3)畜禽養(yǎng)殖。動(dòng)物腸道發(fā)酵和糞便管理產(chǎn)生的 和
是畜禽養(yǎng)殖碳排放的主要來源[29]。由于各類畜禽飼養(yǎng)周期不同,為精準(zhǔn)評估各類畜禽品種在養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的碳排放量,參考胡向東等[30]的研究,計(jì)算各類畜禽品種的年平均飼養(yǎng)量。具體操作:對出欄率小于1的牛和羊,運(yùn)用上年年末存欄量與當(dāng)年年末存欄量的平均值作為當(dāng)年平均飼養(yǎng)量;對出欄率大于1的豬與家禽,年平均飼養(yǎng)量則利用當(dāng)年出欄量進(jìn)行調(diào)整。具體計(jì)算公式為
(出欄率 gt;1 )
式中: 為各類畜禽品種的年平均飼養(yǎng)量;
為上年年末存欄量,
為當(dāng)年年末存欄量, d 為飼養(yǎng)周期; n 為出欄量。豬的飼養(yǎng)周期為
,家禽飼養(yǎng)周期為
根據(jù)調(diào)整后的飼養(yǎng)數(shù)量,結(jié)合各類畜禽品種的排放系數(shù),測算出畜禽養(yǎng)殖的碳排放量,計(jì)算公式如下:
式中: 為畜禽養(yǎng)殖碳排放量;
為第 i 類畜禽品種平均飼養(yǎng)量;
和
分別為第 i 類畜禽品種的
和
排放系數(shù),具體見表3[28]
2.1.2農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度。為進(jìn)一步衡量農(nóng)業(yè)碳排放水平,引入農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度指標(biāo),運(yùn)用農(nóng)業(yè)碳排放量與農(nóng)業(yè)產(chǎn)值之比表征農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度,計(jì)算公式為
式中: 為農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度; c 為農(nóng)業(yè)碳排放量;
為農(nóng)牧業(yè)總產(chǎn)值。
2.1.3Tapio脫鉤模型。為揭示黔西北喀斯特山區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的相互關(guān)系,采用Tapio脫鉤模型揭示農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的脫鉤狀態(tài),計(jì)算公式為
式中: e 為脫鉤系數(shù); 為農(nóng)業(yè)碳排放變化量;
為
期農(nóng)業(yè)碳排放總量;
為農(nóng)牧業(yè)總產(chǎn)值變化量;
為 t-1 期農(nóng)牧業(yè)總產(chǎn)值。依據(jù)脫鉤系數(shù)大小,可將其劃分為8種類型[31]
2.2數(shù)據(jù)來源與處理 所涉及的農(nóng)業(yè)碳源數(shù)據(jù)及經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)
來源于2014—2023年《貴州統(tǒng)計(jì)年鑒》《畢節(jié)統(tǒng)計(jì)年鑒》,其中經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)以2013年為基期進(jìn)行不變價(jià)調(diào)整;部分年份缺失數(shù)據(jù)則運(yùn)用年均增長率進(jìn)行計(jì)算補(bǔ)充。
3結(jié)果與分析
3.1農(nóng)業(yè)碳排放時(shí)序特征
3.1.1農(nóng)業(yè)碳排放變化趨勢。2013—2022年畢節(jié)市農(nóng)業(yè)碳排放總量整體呈先增后降的演變趨勢(圖2)。2013—2016年農(nóng)業(yè)碳排放總量由120.17萬t增至127.92萬t,增幅達(dá)6.45% ,年均增長 2.15% 。2016年后農(nóng)業(yè)碳排放總量呈波動(dòng)下降趨勢,到2022年農(nóng)業(yè)碳排放總量降至121.92萬t,較2016年下降了 4.70% ,年均下降 0.78% 。
研究期內(nèi),三大類農(nóng)業(yè)碳源的排放量由大到小依次為畜禽養(yǎng)殖、物資投人和作物種植,排放量分別占全市總量的48.46%.34.64% 和 16.90% ,這與地形地貌密切相關(guān),畢節(jié)市地形起伏較大,喀斯特地貌分布廣泛,更適宜于畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展。從變化趨勢看,物資投入產(chǎn)生的碳排放量整體呈下降趨勢,從2013年的49.14萬t下降到2022年的34.44萬t,10年間下降了 29.91% ,這主要得益于化肥、農(nóng)膜與農(nóng)藥使用量的減少。作物種植產(chǎn)生的碳排放無明顯變化,10年間一直徘徊于20.00萬t左右,雖然水稻、小麥等糧食作物播種面積的減縮一定程度上降低了碳排放量,但蔬菜、油菜等經(jīng)濟(jì)作物卻持續(xù)增長,糧經(jīng)作物種植規(guī)模的此消彼長使得作物種植碳排放量趨于穩(wěn)定。畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的碳排放量則呈持續(xù)上升態(tài)勢,由2013年的51.60萬t增至2022年的67.32萬t,整體上升了 30.47% ,這主要由畜禽養(yǎng)殖規(guī)模擴(kuò)大,飼養(yǎng)數(shù)量激增導(dǎo)致;數(shù)據(jù)顯示,研究期內(nèi)畢節(jié)市豬、牛、羊和家禽飼養(yǎng)數(shù)量分別增加了 29.43%.30.07%.26.55% 和 153.75% 。
3.1.2農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度變化趨勢。從碳排放強(qiáng)度的變化趨勢來看(圖3),2013—2022年畢節(jié)市農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度呈逐年下降趨勢( ),由2013年的 0.44t 萬元降至2022年的
萬元,整體降幅達(dá) 40.91% ,年均減少 0.02t 萬元,說明畢節(jié)市農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的低碳效應(yīng)愈發(fā)凸顯,單位農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)值的碳排放量持續(xù)降低,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率顯著提高。
3.2農(nóng)業(yè)碳排放空間特征
3.2.1農(nóng)業(yè)碳排放空間分布特征。依據(jù)畢節(jié)市各縣區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放數(shù)據(jù)的分布情況,將各縣區(qū)劃分為低排放區(qū)( lt;15 萬t)中等排放區(qū)(15萬\~ lt;25 萬t)和高排放區(qū)( ?25 萬t)3個(gè)等級(jí),并借助ArcGIS10.8軟件對2013、2017、2022年各縣區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放進(jìn)行可視化呈現(xiàn)(圖4)。
2013年全市大部分縣區(qū)為低排放區(qū),僅威寧縣(23.42萬t)和七星關(guān)區(qū)(18.88萬t)為中等排放區(qū),兩地農(nóng)業(yè)碳排放量占全市農(nóng)業(yè)碳排放總量的 35.20% 。2017年各縣區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放量較2013年均有所增加,中、高排放區(qū)數(shù)量明顯增多,其中大方縣與黔西市由低排放區(qū)演變?yōu)橹械扰欧艆^(qū),中等排放區(qū)達(dá)到3個(gè),威寧縣則以25.63萬t的排放量成為全市唯一的高排放區(qū)。2022年全市農(nóng)業(yè)碳排放以低排放區(qū)為主,其中威寧縣(31.58萬t)仍是全市唯一的高排放區(qū),七星關(guān)區(qū)(17.48萬t)為中等排放區(qū),其余縣區(qū)為低排放區(qū)??傮w來看,研究期內(nèi)畢節(jié)市農(nóng)業(yè)碳排放空間分異特征明顯,整體呈西高東低的空間分布格局。位于畢節(jié)市西部的威寧縣一直是農(nóng)業(yè)碳排放大戶,七星關(guān)區(qū)則是僅次于威寧縣的第二大農(nóng)業(yè)碳排放區(qū),原因在于兩地農(nóng)業(yè)發(fā)展水平較高,種植業(yè)與畜牧業(yè)規(guī)模較大,農(nóng)用物資投入較多,因此一直是農(nóng)業(yè)碳排放的高等級(jí)區(qū)域。從變化趨勢來看,2013—2022年全市8個(gè)縣區(qū)中,威寧、織金和赫章的農(nóng)業(yè)碳排放量整體呈增長趨勢,其中威寧縣增幅最大,為 34.84% ;而七星關(guān)、大方、黔西、金沙和納雍5個(gè)縣區(qū)的農(nóng)業(yè)碳排放量均較期初有所下降,其中納雍縣降幅最大,為 16.86% 。由此可見,研究期內(nèi)畢節(jié)市農(nóng)業(yè)碳排放的空間極化現(xiàn)象愈發(fā)明顯。
為進(jìn)一步揭示畢節(jié)市不同農(nóng)業(yè)碳源排放量的空間分布特征,統(tǒng)計(jì)了2013—2022年各縣區(qū)三大類農(nóng)業(yè)碳源的排放情況(表4)。由表4可知,畢節(jié)市各類碳源排放量亦存在顯著空間差異。物資投入方面,高排放區(qū)位于威寧縣與七星關(guān)區(qū),兩地2013—2022年因農(nóng)業(yè)物資投人累計(jì)產(chǎn)生的碳排放占全市總量的 37.18% ,說明兩地農(nóng)業(yè)發(fā)展水平較高,農(nóng)用物資投入體量大,統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),兩地每年使用的化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用塑料薄膜等物資均較多,從而誘發(fā)大量的碳排放。金沙縣和織金縣兩地源自物資投入的碳排放量在全市偏低,研究期內(nèi)累計(jì)排放量均低于40.00萬t,說明兩地農(nóng)業(yè)物資投入不多,化肥、農(nóng)藥等高碳物資使用量控制較好。
作物種植方面,高排放區(qū)位于七星關(guān)區(qū),研究期內(nèi)七星關(guān)區(qū)因作物種植產(chǎn)生的碳排放量累計(jì)達(dá)36.12萬t,占全市總量的 17.35% ,說明七星關(guān)區(qū)種植業(yè)規(guī)模較大,各類農(nóng)作物播種面積較廣,尤其是玉米、蔬菜兩類高碳作物的播種面積一直位于全市前列,從而導(dǎo)致七星關(guān)區(qū)較高的作物種植排放量。黔西市與織金縣兩地因地處畢節(jié)市東部海拔較低地帶,水稻、玉米、蔬菜等作物播種面積較大,是作物種植碳排放量的次高區(qū)域,累計(jì)排放量均超過了30.00萬t。赫章縣作物種植碳排放量最低,累計(jì)排放量僅占全市的 8.33% ,這主要是由于該地區(qū)地勢起伏落差較大,耕種條件較差,各類作物種植面積均較小,因此作物種植碳排放量較小。
畜禽養(yǎng)殖方面,高排放區(qū)位于威寧縣,2013—2022年威寧縣因畜禽養(yǎng)殖累計(jì)產(chǎn)生的碳排放量遠(yuǎn)大于其他縣區(qū),為161.72萬t,占全市總量的 27.09% ,這說明威寧縣畜禽養(yǎng)殖規(guī)模較大,究其原因在于威寧縣地處烏蒙山區(qū)腹地,境內(nèi)海拔較高,草地資源分布廣泛,適宜進(jìn)行大規(guī)模的牲畜養(yǎng)殖。金沙縣畜禽養(yǎng)殖碳排放量在全市最低,累計(jì)排放量為45.06萬t,說明該地畜禽養(yǎng)殖規(guī)模相對較小。
3.2.2農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度空間分布特征。圖5為2013、2017、2022年畢節(jié)市各縣區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度的空間分布態(tài)勢,為確保各時(shí)期農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度的可比性,將各縣區(qū)劃分為低強(qiáng)度區(qū)( lt;0.25t/ 萬元)、中等強(qiáng)度區(qū)( 0.25~lt;0.40t 萬元)和高強(qiáng)度區(qū)(gt;0.40t萬元)3個(gè)等級(jí)。2013年,全市農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度以高強(qiáng)度縣區(qū)為主,金沙縣、大方縣、黔西市、織金縣和納雍縣為高強(qiáng)度區(qū),雖然同期上述縣區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放量較低,但農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)值也較低,單位農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)值所產(chǎn)生的碳排放量較高;威寧縣、七星關(guān)區(qū)和赫章縣為中等強(qiáng)度區(qū),其中威寧縣和七星關(guān)區(qū)雖然同期農(nóng)業(yè)碳排放量較高,但兩地農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)值也較高,單位農(nóng)業(yè)產(chǎn)值所產(chǎn)生的碳排放量則較低。2017年,各縣區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度均有所下降,以中等強(qiáng)度縣區(qū)為主,僅金沙縣、黔西市和納雍縣3地為高強(qiáng)度區(qū)。2022年,各縣區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度持續(xù)降低,其中七星關(guān)區(qū)、大方縣和赫章縣轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛷?qiáng)度區(qū)??傮w來看,研究期內(nèi)畢節(jié)市各縣區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度均表現(xiàn)出明顯的下降趨勢,碳排放強(qiáng)度由以高強(qiáng)度為主逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐灾袕?qiáng)度為主,說明隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件得以改善,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率顯著提高,各縣區(qū)單位農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)值的碳排放量越來越低。
3.3農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的脫鉤效應(yīng)基于Tapio脫鉤模型測算出2013—2022年畢節(jié)市及其8個(gè)縣區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放與經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤關(guān)系,測算結(jié)果見表5。整體來看,研究期內(nèi)畢節(jié)市農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤類型由弱脫鉤轉(zhuǎn)為強(qiáng)脫鉤,二者脫鉤關(guān)系總體向好。具體而言,2013—2016年畢節(jié)市農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長之間的脫鉤關(guān)系為弱脫鉤,這期間畢節(jié)市農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)呈快速發(fā)展勢頭,而農(nóng)業(yè)碳排放則保持低速增長態(tài)勢,脫鉤彈性系數(shù)從0.48降至0.03,說明這一階段畢節(jié)市農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的環(huán)境脅迫逐漸降低,單位農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的碳排放規(guī)模逐年下降。2017—2022年,農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤關(guān)系以強(qiáng)脫鉤為主,除2020與2021年受疫情影響,出現(xiàn)弱脫鉤外,其余年份均為強(qiáng)脫鉤狀態(tài),這期間農(nóng)業(yè)碳排放整體呈現(xiàn)下降趨勢,農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)則繼續(xù)保持增長態(tài)勢,說明這期間畢節(jié)市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率得到有效提升,農(nóng)業(yè)發(fā)展對化肥、農(nóng)藥等高碳物資的依賴降低,二者之間的脫鉤效應(yīng)較為理想。
Fig.5Spatial distribution pattern of agricultural carbon emission intensity in Bijie City from 2013 to 202
從縣域?qū)用鎭砜?,研究期?nèi),各縣區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤類型雖整體趨向強(qiáng)脫鉤,但脫鉤態(tài)勢存在較大差異。其中,七星關(guān)區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放與經(jīng)濟(jì)增長之間的脫鉤關(guān)系較為穩(wěn)定,研究期內(nèi)以強(qiáng)脫鉤為主,主要在于七星關(guān)區(qū)作為畢節(jié)市的政治經(jīng)濟(jì)文化中心,政策技術(shù)優(yōu)勢比較明顯,對農(nóng)業(yè)發(fā)展的環(huán)境效應(yīng)較為重視,通過農(nóng)化減量、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等措施,在發(fā)展農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的同時(shí),有效抑制了農(nóng)業(yè)碳排放,促使二者形成較為穩(wěn)定的脫鉤態(tài)勢。威寧縣農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤關(guān)系相對較差,研究期內(nèi)出現(xiàn)擴(kuò)張負(fù)脫鉤等不利脫鉤形態(tài),這主要由于近年來該地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展速度較快,尤其是畜牧業(yè)發(fā)展迅速,導(dǎo)致大量農(nóng)業(yè)碳排放,因此威寧縣亟待探索建立低碳農(nóng)業(yè)模式,促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展深度脫碳,形成有效脫鉤局面。研究期內(nèi)赫章縣脫鉤關(guān)系波動(dòng)明顯,可能原因在于該地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展仍處于過渡期,農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長與農(nóng)業(yè)碳排放尚未形成穩(wěn)定的脫鉤形態(tài)(表5)。
4結(jié)論與建議
4.1結(jié)論該研究以典型喀斯特山區(qū)畢節(jié)市為例,從物資投入、作物種植和畜禽養(yǎng)殖3方面構(gòu)建農(nóng)業(yè)碳排放測算體系,運(yùn)用碳排放因子法測算了2013—2022年畢節(jié)市農(nóng)業(yè)碳排放水平,并分析其碳源結(jié)構(gòu)和時(shí)空演變特征,在此基礎(chǔ)上,利用Tapio脫鉤模型探究了農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤關(guān)系。結(jié)果表明:
(1)2013—2022年,畢節(jié)市農(nóng)業(yè)碳排放總量整體呈先增后降的演變趨勢,排放量從2013年的120.17萬t增至2016年的127.92萬t,而后降至2022年的121.92萬t;三大類碳源排放量從大到小依次為畜禽養(yǎng)殖、物資投人與作物種植;農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度呈逐年下降趨勢,由2013年的 0.44t 萬元降至2022年的 0.26? 萬元,說明畢節(jié)市農(nóng)業(yè)碳排放已得到初步控制,農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的低碳效應(yīng)愈發(fā)凸顯。
(2)2013—2022年,畢節(jié)市農(nóng)業(yè)碳排放量空間分異特征明顯,整體呈西高東低的空間分布格局,威寧縣、七星關(guān)區(qū)一直是農(nóng)業(yè)碳排放的高等級(jí)區(qū)域,三大類碳源排放量亦存在顯著的空間差異;各縣區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度均表現(xiàn)出明顯的下降趨勢,碳排放強(qiáng)度由以高強(qiáng)度為主逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐灾袕?qiáng)度為主。
(3)2013—2022年,畢節(jié)市農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤關(guān)系總體向好,脫鉤類型整體由弱脫鉤轉(zhuǎn)為強(qiáng)脫鉤,其中2013—2016年為弱脫鉤階段,2017—2022為強(qiáng)脫鉤階段;各縣區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤類型雖整體趨向強(qiáng)脫鉤,但脫鉤態(tài)勢存在較大差異,其中七星關(guān)區(qū)脫鉤關(guān)系較為穩(wěn)定,威寧縣相對較差,赫章縣波動(dòng)明顯,
4.2建議
4.2.1減少畜禽養(yǎng)殖碳排放量。實(shí)證表明,畜禽養(yǎng)殖是畢節(jié)市農(nóng)業(yè)碳排放的最大來源,且研究期內(nèi)呈逐年增長態(tài)勢,是畢節(jié)市農(nóng)業(yè)減碳工作的重點(diǎn)??赏ㄟ^改良飼養(yǎng)品種,推行低碳養(yǎng)殖模式,提高畜禽糞污資源化利用等途徑降低畜禽養(yǎng)殖碳排放量;同時(shí),應(yīng)引導(dǎo)農(nóng)戶依據(jù)市場需求確定養(yǎng)殖規(guī)模,防止因逐利導(dǎo)致畜禽飼養(yǎng)數(shù)量的過度增長,從而誘發(fā)過多的碳排放量。
4.2.2推進(jìn)農(nóng)資利用減量增效。持續(xù)推進(jìn)農(nóng)化減量和有機(jī)替代,通過測土配方施肥、種養(yǎng)結(jié)合、秸稈還田與綠肥種植等措施減少化肥使用量;同時(shí),研發(fā)推廣綠色農(nóng)藥,開展農(nóng)膜回收利用,健全農(nóng)業(yè)物資循環(huán)利用體系,提高農(nóng)資利用效率,從減量與增效兩方面減少化肥、農(nóng)藥等物資投入產(chǎn)生的碳排放量。
4.2.3加強(qiáng)區(qū)域農(nóng)業(yè)減碳協(xié)作。針對畢節(jié)市農(nóng)業(yè)碳排放的空間極化現(xiàn)象,應(yīng)因地制宜布局農(nóng)業(yè)生產(chǎn),優(yōu)化調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu);同時(shí),構(gòu)建跨縣區(qū)的農(nóng)業(yè)減碳協(xié)作機(jī)制,促進(jìn)低碳生產(chǎn)技術(shù)與管理模式的空間溢出,推動(dòng)畢節(jié)市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的協(xié)同降碳與穩(wěn)定脫鉤。
參考文獻(xiàn)
[1]IPCC. Climate change 2Ol3:The physicle science basis technical summary[R].IPCC,2013.
[2]HUANGXQ,XU XC,WANGQQ,et al.Assessment of agricultural car-bonemissions and their spatiotemporal changesin China,1997-2O16[J].International journal of environmental research and public health,2019,16(17):1-15.
[3]羅仁娟.滇中地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放時(shí)空演變及其驅(qū)動(dòng)因素研究[D].昆明:云南師范大學(xué),2023.
[4]王巧玲,歐陽耀樹,易新云.我國農(nóng)業(yè)碳排放的研究熱點(diǎn)與趨勢:基于CiteSpace的可視化分析[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù),2023,43(4):149-153.
[5]田云,林子娟.中國省域農(nóng)業(yè)碳排放效率與經(jīng)濟(jì)增長的耦合協(xié)調(diào)[J].中國人口·資源與環(huán)境,2022,32(4):13-22.
[6]馬海清,陳強(qiáng)強(qiáng).甘肅省農(nóng)業(yè)碳排放時(shí)空分異特征及影響因素[J/OL].干旱區(qū)地理,2024-08-26[2024-11-10].https://link.cnki.net/urlid/65.1103.X.20240826.1508.002.
[7]WEST T O,MARLAND G.A synthesis of carbon sequestration,carbon e-missions,and net carbon flux in agriculture:Comparing tillage practices inthe United States[J]. Agriculture,ecosystems amp; environment,20O02,91(1) :217-232.
[8]田云,尹怒昊.中國農(nóng)業(yè)碳排放再測算:基本現(xiàn)狀、動(dòng)態(tài)演進(jìn)及空間溢