施振斌 冉娜

摘要建立農(nóng)地集約利用投入產(chǎn)出指標(biāo)體系，對山東省17個地級市的農(nóng)地集約利用過程中的碳排放效率進行分析，研究農(nóng)地集約利用程度與碳排放效率的關(guān)系。結(jié)果表明，農(nóng)地集約利用度的高低與碳排放效率高低并不具有普遍的一致性，山東省農(nóng)地集約利用度較高的地區(qū)主要分布在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)區(qū)和部分發(fā)達城市；濟南、青島、煙臺 3 個經(jīng)濟較發(fā)達的地級市農(nóng)地集約利用碳排放效率普遍偏低；農(nóng)地技術(shù)（如育種、灌溉和機械）投入不足，化肥、農(nóng)藥、電力投入過多是農(nóng)地集約利用的碳排放效率低的普遍原因。針對各地級市的特點，提出了如何在以碳排放為成本的前提下實現(xiàn)農(nóng)地集約利用的最優(yōu)，探索低碳優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞農(nóng)地集約利用；碳排放效率；低碳優(yōu)化；山東省

中圖分類號F301.2文獻標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2017）17-0181-03

AbstractBased on the establishment of agricultural land intensive use inputoutput index system， we analyzed the efficiency of carbon emissions in the intensive use of agricultural land in 17 prefecturelevel cities in Shandong Province， clarified the relationship between the degree of intensive use of agricultural land and the efficiency of carbon emission.The results showed that the level of intensive use of agricultural land and the efficiency of carbon emission were not generally consistent，the areas with high intensive land use in Shandong Province were mainly distributed in traditional agricultural areas and some developed cities；Jinan， Qingdao， Yantai， the 3 most economically developed prefecturelevel cities in Shandong Province， whose agricultural land intensive use of carbon emissions efficiency was generally low；inadequate investment in agricultural land technologies （such as breeding， irrigation and machinery）， fertilizer， pesticides， and excessive investment in electricity are the common reasons for the low carbon efficiency of agricultural land intensive use.For the characteristics of 17 prefecturelevel cities， we discussed how to realize the optimization of agricultural land intensive use under the premise of using carbon emissions as a cost， explore lowcarbon optimization measures.

Key wordsAgricultural land intensive utilization；Carbon emissions efficiency；Lowcarbon optimization；Shandong Province

作者簡介施振斌（1963— ），男，江蘇南通人，高級工程師，碩士，從事土地整治規(guī)劃設(shè)計研究。

收稿日期2017-04-26

農(nóng)地集約利用是當(dāng)前土地城市化進程下選擇的一種農(nóng)用地利用狀況，是資源限制在一定條件下實行的對農(nóng)用地高投入手段，以取得單位農(nóng)地面積高收益，從而滿足國民不斷增長的農(nóng)產(chǎn)品需求[1]。農(nóng)地的集約利用改變了以往分散經(jīng)營、利用率低、投入低的情況，轉(zhuǎn)變?yōu)樵趩挝幻娣e上投入更多的生產(chǎn)資料、科學(xué)技術(shù)、人力和資金，實現(xiàn)在不增加農(nóng)地面積的情況下，在有限的農(nóng)用地中獲取更大的產(chǎn)出，這是農(nóng)地集約利用帶來的前瞻性的好處，同時，也存在外部性問題。農(nóng)地集約利用投入更多的化肥、電力、農(nóng)藥、農(nóng)膜、柴油等生產(chǎn)資料的同時也帶來更多的碳源，更大規(guī)模的碳排放。因此，研究農(nóng)地集約利用和碳排放效率之間的關(guān)系變得重要，探索農(nóng)地集約利用下的低碳模式顯得尤為緊迫。

目前國內(nèi)外研究農(nóng)地集約利用在評價指標(biāo)體系方面主要體現(xiàn)在投入[2-4]和產(chǎn)出指標(biāo)[5-6]的建立上；基于農(nóng)地集約利用與碳排放的效率，提出了可持續(xù)發(fā)展的模式[7]、農(nóng)地利用和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在整個碳循環(huán)中的重要性[8]以及碳足跡[9]研究等。筆者側(cè)重研究在減少碳排放的同時，更強調(diào)以碳排放為成本的前提下實現(xiàn)農(nóng)地集約利用的最優(yōu)，探究何種情況下農(nóng)地集約利用既能兼顧農(nóng)地的集約利用又能使其朝低碳的模式轉(zhuǎn)型。

1指標(biāo)選取、數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1研究區(qū)概況

山東省位于我國東部沿海，土地總面積1 571.26萬hm2，其中農(nóng)用地面積1 156.6萬hm2，占土地總面積的73.61%。在農(nóng)用地中，耕地、園地、林地、牧草地和其他農(nóng)用地的面積分別為751.5萬、100.7萬、135.7萬、3.4萬、165.3萬hm2。山東省是個農(nóng)業(yè)大省，也是人口大省，常住人口為9 789.43萬（2014年），耕地面積、糧食產(chǎn)量顯得尤為重要，然而耕地墾殖率高，后備耕地少，人均耕地面積僅0.08 hm2，低于全國人均耕地面積的情況不容忽視，走農(nóng)地集約化經(jīng)營道路是必經(jīng)之路，同時兼顧碳排放量，走低碳化發(fā)展道路?；诖?，探究以碳排放為成本實現(xiàn)農(nóng)地產(chǎn)出的最大價值化，分析山東省的農(nóng)地集約利用和碳排放之間的關(guān)系，找到最佳協(xié)調(diào)點對山東省未來農(nóng)地的發(fā)展是非常有意義的。

1.2農(nóng)地集約利用指標(biāo)體系構(gòu)建

基于山東省的農(nóng)地集約利用和碳排放效率，選擇投入產(chǎn)出指標(biāo)。在農(nóng)地集約利用中，農(nóng)地的投入主要是地均農(nóng)村勞動力即第一產(chǎn)業(yè)就業(yè)人員、地均農(nóng)業(yè)資金投入即農(nóng)業(yè)中間消耗量，地均技術(shù)投入以地均農(nóng)業(yè)機械總動力為指標(biāo)[10]。以地均農(nóng)業(yè)增加值、地均糧食產(chǎn)量、地均家庭經(jīng)營性收入為產(chǎn)出指標(biāo)。在農(nóng)地利用過程中，農(nóng)地利用的碳源主要來源于農(nóng)藥、化肥、農(nóng)業(yè)用電、農(nóng)業(yè)柴油使用、農(nóng)地地膜的使用，因此，該研究以地均化肥使用量、地均農(nóng)藥使用量、地均柴油使用量、地均農(nóng)用電力使用量為指標(biāo)，計算得出碳的排放量。權(quán)重的確定參考游和遠(yuǎn)等[2]對農(nóng)地集約利用指標(biāo)權(quán)重的確定，采用專家咨詢法和層次分析法，經(jīng)過比較矩陣和一致性檢驗得出每一個指標(biāo)對農(nóng)地集約利用的貢獻值。農(nóng)地集約利用的投入產(chǎn)出指標(biāo)見表1。

1.3數(shù)據(jù)來源

該研究采用的數(shù)據(jù)主要來源于《山東統(tǒng)計年鑒（2014）》《山東農(nóng)村統(tǒng)計年鑒（2013）》；化肥碳排放系數(shù)、農(nóng)藥碳排放系數(shù)、地膜碳排放系數(shù)、柴油碳排放系數(shù)來自相關(guān)學(xué)者研究；農(nóng)用電力排放系數(shù)參考我國區(qū)域電網(wǎng)單位供電碳源排放系數(shù)。

1.4研究方法

1.4.1農(nóng)地集約利用度指數(shù)計算模型。農(nóng)地集約利用度指數(shù)的計算公式[11]如下：

式中，I為農(nóng)地集約利用度指數(shù)；a為各個指標(biāo)量；y為每個指標(biāo)量的權(quán)重。

1.4.2農(nóng)地集約利用碳排放量計算模型。農(nóng)地集約利用碳排放量主要來自農(nóng)地利用中所投入的農(nóng)藥、化肥、地膜、柴油使用量和農(nóng)用電力。根據(jù)所收集的上述各項指標(biāo)投入和能源消耗量，基于一些專家學(xué)者和實驗室等對各指標(biāo)碳排放系數(shù)，得出山東省各地級市農(nóng)地利用中碳排放量[12]。農(nóng)地集約利用中碳源碳排放系數(shù)參考游和遠(yuǎn)等[2]的研究。碳排放量的計算模型為：

式中，CE表示農(nóng)地利用中碳源碳排放總量；t表示第某種碳源；P表示某種碳源系數(shù)；M表示某種碳源排放量。

2結(jié)果與分析

2.1山東省各地級市農(nóng)地集約度和碳排放量

根據(jù)山東省各地級市農(nóng)地集約利用的投入產(chǎn)出和權(quán)重，利用公式（1）、（2）以及山東省各地級市農(nóng)地利用中所投入碳源和各碳源碳排放系數(shù)，計算得出山東省各地級市農(nóng)地集約利用度總指數(shù)和碳排放量（表2）。

2.2山東省各地級市農(nóng)地集約度和碳排放效率分析

從表2可以看出，山東省各地級市農(nóng)地集約利用度從高到低依次為聊城、臨沂、日照、濰坊、青島、濟寧、棗莊、萊蕪、德州、煙臺、濱州、濟南、菏澤、泰安、淄博、威海、東營；各地級市地均碳排放量從多到少依次為淄博、棗莊、煙臺、濰坊、濟南、萊蕪、菏澤、青島、威海、日照、臨沂、聊城、濟寧、泰安、德州、濱州、東營。聊城市農(nóng)地集約利用度最高，淄博市地均碳排放量最大，碳排放效率最低。

農(nóng)地集約利用是基于現(xiàn)在社會、環(huán)境和經(jīng)濟三者矛盾協(xié)調(diào)的驅(qū)動下必須選擇的一種對農(nóng)地的手段，現(xiàn)如今人口增多，大量土地用于城市化建設(shè)，許多農(nóng)地也被城市化，這是現(xiàn)在城市化的必然趨勢，不斷的城市化建設(shè)必然由不夠充裕的城市土地轉(zhuǎn)向城市邊緣的農(nóng)地，一些城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村的工廠也在不斷侵占農(nóng)地[13]。人口的增加對糧食產(chǎn)量的要求不斷增加，不斷減少的農(nóng)地面積威脅著糧食安全，因此，通過提高單位農(nóng)地面積的產(chǎn)量的農(nóng)地集約利用是其農(nóng)地利用的重點和焦點。

聊城市是山東省17個地級市中農(nóng)地集約度最高的地級市。對農(nóng)業(yè)重視程度很高，是山東乃至全國的產(chǎn)糧大市，在單位農(nóng)地面積上第一產(chǎn)業(yè)勞動力投入位居全省第一，有著充沛的農(nóng)業(yè)勞動力，有著原始產(chǎn)糧農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)。隨著聊城市經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展，其農(nóng)業(yè)機械總動力的投入很大，單位農(nóng)地面積農(nóng)業(yè)機械投入位居山東省各地級市第一，包括耕作機械、排灌機械、收獲機械等。在農(nóng)業(yè)中間消耗方面，聊城市投入了大量的資金，在農(nóng)業(yè)播種、生產(chǎn)過程中，對種子的選取、肥料、農(nóng)藥、地膜等方面投入很大，在山東省各地級市中位列第五。農(nóng)業(yè)產(chǎn)出方面，聊城市最高的農(nóng)地集約利用度也為單位面積農(nóng)地糧食的產(chǎn)量帶來巨大效益，地均糧食產(chǎn)量、單位農(nóng)地家庭經(jīng)營性收入位居全省第一，地均增加值位居全省第四。而聊城市碳排放量在山東省17個地級市中排名第12位，碳排放效率較高，在農(nóng)地利用方面，單位面積農(nóng)地投入大量的勞動力、資金和技術(shù)，同時也投入了大量的化肥，然而在農(nóng)藥、地膜、農(nóng)用柴油、農(nóng)用電力方面的投入相對較少，這使得聊城的農(nóng)地碳排放效率較高，碳排放量較少，符合當(dāng)前的低碳模式，是較為理想的農(nóng)地利用模式，既提高了農(nóng)地集約利用度，也做到了低碳發(fā)展。

臨沂市的農(nóng)地集約利用度在山東省17個地級市中位居第二。臨沂地農(nóng)地面積富裕，同樣是山東的產(chǎn)糧大市，從事第一產(chǎn)業(yè)的人數(shù)很多，但在農(nóng)業(yè)中間消耗和農(nóng)業(yè)技術(shù)方面投入不足。這顯然會成為臨沂市未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個短板，在如今的農(nóng)地集約和低碳發(fā)展模式下，資金和技術(shù)投入非常關(guān)鍵，對農(nóng)業(yè)未來的發(fā)展具有深刻的意義。臨沂市農(nóng)地利用中，碳排放效率在山東省各地級市中較高，在對農(nóng)地單位面積投入中，控制了化肥和農(nóng)藥的使用，同時也控制了農(nóng)業(yè)柴油的使用，這在很大程度上減少了碳源的排放量，但其地膜的投入和農(nóng)地電力的投入?yún)s高于山東省其他地級市。臨沂市農(nóng)地集約利用很大程度是在單位面積的農(nóng)村勞動力投入上，而在資金和技術(shù)兩方面卻是短板，這種發(fā)展模式有一定弊端，農(nóng)地的未來發(fā)展主要是農(nóng)業(yè)技術(shù)的使用以及農(nóng)業(yè)資金的投入方面。

日照市農(nóng)地面積較少，后備資源也并不是很豐富，因此，農(nóng)地的集約利用對日照的發(fā)展尤為關(guān)鍵。日照市農(nóng)業(yè)勞動力的投入并不是很高，在山東省各地級市里處于中游，但日照市農(nóng)業(yè)資金的投入很大，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中投入了大量的資金，農(nóng)業(yè)技術(shù)投入也很大，這在很大程度上提高了日照的農(nóng)地集約利用度。在碳排放方面，日照市地膜的使用量大，農(nóng)地柴油使用量多，但化肥投入比較少。日照市較好地做到了農(nóng)地集約利用的低碳發(fā)展。

濰坊是山東乃至全國的產(chǎn)糧大市，農(nóng)地面積在山東省地級市中位列第二。濰坊市并不具有富裕的勞動力，必須依賴于農(nóng)地資金和技術(shù)方面的投入增加。在地均資金投入方面，濰坊的投入量顯得并不足夠，農(nóng)業(yè)機械總動力在逐年增加，地均糧食產(chǎn)量和家庭經(jīng)營性收入都位居山東省各地級市前列，農(nóng)用電力的大投入增加了碳的排放量。

青島是山東省經(jīng)濟最發(fā)達的城市，具有最優(yōu)的產(chǎn)業(yè)鏈，城市化建設(shè)程度高，人口數(shù)量大。經(jīng)濟的快速發(fā)展決定著青島在農(nóng)地集約利用度上要求程度高，而第一產(chǎn)業(yè)勞動力的投入低，這就要求農(nóng)業(yè)其他方面的投入增加。在農(nóng)業(yè)資金和技術(shù)投入方面，青島市的重視程度不足，地均增加值不如其他地級市增加快，地均糧食產(chǎn)量和地均家庭經(jīng)營性收入位于山東省各地級市前列。在碳源投入方面，青島市化肥、農(nóng)藥、地膜、農(nóng)用電力都不是很大，只有柴油使用很大。

德州、菏澤、濟寧都是山東乃至全國的產(chǎn)糧大市，這3個地級市在經(jīng)濟方面并不是很靠前，擁有著充足的農(nóng)業(yè)勞動力。在山東省17個地級市中，德州市在地均糧食產(chǎn)量和地均家庭經(jīng)營性收入方面都位居第一，地均增加值不如其他地級市的增加幅度快，在地均農(nóng)業(yè)資金和地均農(nóng)業(yè)技術(shù)投入方面不如其他地級市，這也是限制德州農(nóng)業(yè)發(fā)展的短板因素。菏澤市勞動力充裕，單位面積上的農(nóng)業(yè)技術(shù)投入位居山東省第二，然而在資金上的投入不足，菏澤市地均增加值不如其他地級市的速度快，地均糧食產(chǎn)量和地均家庭經(jīng)營性收入位居山東省各地級市的末位，農(nóng)地集約利用程度還不夠高，碳排放效率也不夠高。濟寧市地均資金和農(nóng)業(yè)地均增加值速度都位居全省第一，地均技術(shù)和地均糧食產(chǎn)量也位居全省第三，很大程度上提高了農(nóng)地集約利用度。濟寧市對碳源的投入不是很高，化肥、地膜、電力的投入都處于適中水平。

山東省其他地級市，如煙臺、東營、淄博、威海、濟南，都是山東省經(jīng)濟發(fā)達城市，農(nóng)地集約利用程度并不是很高，這與它們城市化建設(shè)和糧食問題之間的矛盾的狀況并不符合。在這些比較發(fā)達的城市，農(nóng)地面積的有限、人口的增多、糧食安全威脅增大，對農(nóng)地的集約程度要求應(yīng)該更高。農(nóng)村勞動力的不足時上述這些城市的短板，在資金和技術(shù)方面應(yīng)該是它們的優(yōu)勢，淄博、煙臺、威海、東營4市在地均資金投入方面都不如其他地級市，淄博、煙臺、東營在地均技術(shù)投入方面也不如其他地級市。在碳排放方面，煙臺市地均農(nóng)藥投入很高，位居山東省各地級市第一，柴油使用和電力使用也高于其他地級市，導(dǎo)致碳排放量增多，碳排放效率低。淄博市單位面積農(nóng)地上農(nóng)藥和地膜的投入量很大，也導(dǎo)致碳排放量大，碳排放效率低。

45卷17期施振斌等山東省農(nóng)地集約利用的碳排放效率分析與低碳優(yōu)化

3結(jié)論與建議

在城市發(fā)展和糧食安全陷入兩難的境況下，農(nóng)地集約利用是當(dāng)前農(nóng)地不得不采取的手段，而農(nóng)地集約利用和低碳的發(fā)展也是當(dāng)前低碳發(fā)展模式的要求，維持農(nóng)地集約利用和低碳發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。根據(jù)研究結(jié)果，得出如下結(jié)論。

（1）農(nóng)地集約利用度的高低與碳排放效率高低并不具有普遍的一致性，山東省農(nóng)地集約利用度較高的地級市主要分布在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)區(qū)和部分發(fā)達城市。

（2）山東省農(nóng)地集約利用碳排放效率高的地方集中在經(jīng)濟比較落后的地級市，濟南、青島、煙臺 3 個山東省經(jīng)濟較發(fā)達的地級市農(nóng)地集約利用碳排放效率普遍偏低。農(nóng)地技術(shù)如育種、灌溉和機械技術(shù)投入不足，化肥、農(nóng)藥、電力投入過多是其普遍原因。

（3）發(fā)達地區(qū)如青島、濟南、煙臺等地級市的農(nóng)地集約利用低碳策略應(yīng)該結(jié)合新型城鎮(zhèn)化與規(guī)?；r(nóng)地流轉(zhuǎn)，鼓勵農(nóng)村勞動力向城鎮(zhèn)居民轉(zhuǎn)變，同時提高農(nóng)地機械化程度，控制化肥、農(nóng)藥、柴油等碳源過度使用，鼓勵節(jié)能、低化肥、等低碳技術(shù)推廣投入。萊蕪、棗莊、日照、東營4個地級市農(nóng)地集約利用低碳策略應(yīng)注重通過土地綜合整治來增加農(nóng)用地面積，鼓勵推進農(nóng)地規(guī)?；?jīng)營，增加糧食產(chǎn)出，鼓勵發(fā)展密集型農(nóng)業(yè)，促使農(nóng)業(yè)勞動力轉(zhuǎn)移，充分依靠灌溉控制和養(yǎng)分管理等技術(shù)來減少碳排放。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)區(qū)如聊城、菏澤、德州3市要注重農(nóng)業(yè)技術(shù)的引進，單靠勞動力的大力投入并不能滿足未來的發(fā)展，鼓勵農(nóng)村勞動力向城市就業(yè)，鼓勵農(nóng)地的流轉(zhuǎn)。

該研究致力于農(nóng)地集約利用與農(nóng)地低碳發(fā)展的雙重目的。農(nóng)地的集約是針對當(dāng)前面對有效的農(nóng)地面積和糧食安全不得不采取的發(fā)展模式，農(nóng)地的集約利用能解決發(fā)展和糧食的矛盾問題。然而，一些地級市的農(nóng)地集約利用同時也伴隨了大量碳源的投入，使得碳排放含量增加，與當(dāng)前的低碳發(fā)展向違背，因此對農(nóng)地的低碳優(yōu)化有著很深刻的研究意義。在山東省17個地級市中，煙臺、淄博、棗莊、濰坊、濟南是碳排量最多的地級市。煙臺應(yīng)當(dāng)適當(dāng)降低化肥和農(nóng)用柴油的投入，轉(zhuǎn)向提高農(nóng)業(yè)技術(shù)，加大農(nóng)業(yè)灌溉、育種和機械方面的技術(shù)推廣。淄博應(yīng)適當(dāng)降低農(nóng)用電力的投入，適當(dāng)增加化肥、農(nóng)藥和地膜的投入，更應(yīng)該注重農(nóng)業(yè)技術(shù)投入，從而提高農(nóng)地的集約利用度。棗莊在化肥、電力和農(nóng)藥方面投入過多，導(dǎo)致碳排放量增加，應(yīng)該注重農(nóng)業(yè)技術(shù)的提高，以單純的資金投入，轉(zhuǎn)向?qū)C械、灌溉和育種方面的提高；同時，棗莊勞動力富裕，應(yīng)該把部分勞動力向城鎮(zhèn)化轉(zhuǎn)移。濰坊和濟南糧食也都應(yīng)該降低資金方面的投入，轉(zhuǎn)向技術(shù)方面，減少化肥和農(nóng)藥的使用量，提高育種、灌溉和機械投入，可以對減緩地均增加值的追求[14]。聊城和臨沂的勞動力非常富裕，可以把部分勞動力向城市轉(zhuǎn)移，農(nóng)地的集約利用可轉(zhuǎn)向農(nóng)地資金投入和農(nóng)業(yè)技術(shù)的投入，通過增加農(nóng)地增加值來提高家庭經(jīng)營性收入。

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