錢昭英，馮林丹

( 貴州財(cái)經(jīng)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，貴州 貴陽 550025)

1 引言

農(nóng)業(yè)碳排放(本研究僅指種植業(yè))指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，由于農(nóng)業(yè)機(jī)械、化肥、農(nóng)藥、能源消費(fèi)以及農(nóng)業(yè)廢棄物處置過程中直接或間接產(chǎn)生的溫室氣體的排放[1]。隨著人類現(xiàn)代科技的進(jìn)步和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的推廣，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，土地翻耕、灌溉等活動(dòng)以及化肥、農(nóng)藥、農(nóng)業(yè)機(jī)械、農(nóng)膜的使用導(dǎo)致了農(nóng)業(yè)碳排放量的不斷增加[2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國的農(nóng)業(yè)碳排放總量為6.21億t CO2當(dāng)量，占全國溫室氣體總排放量的17%[2]，農(nóng)業(yè)碳排放日益增多，阻礙了我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，因此，近年來農(nóng)業(yè)碳排放問題已成為研究者們的關(guān)注焦點(diǎn)，其中國外學(xué)者偏重對(duì)碳排放的產(chǎn)生機(jī)理以及以行政、市場為等手段為主的減排對(duì)策研究，而國內(nèi)學(xué)者主要研究碳減排的實(shí)驗(yàn)技術(shù)[3]。近年來也有學(xué)者運(yùn)用經(jīng)濟(jì)管理方法就農(nóng)業(yè)碳排放動(dòng)態(tài)變化、地區(qū)差異、驅(qū)動(dòng)因素與減排對(duì)策等方面進(jìn)行了研究[4～6]，并取得了豐碩的成果。但總的看來，大多數(shù)現(xiàn)有研究僅從幾種主要的碳源入手，研究缺乏全面性及系統(tǒng)性，目前對(duì)農(nóng)地投入碳排放趨勢預(yù)測的研究尚不多，結(jié)合二者進(jìn)行農(nóng)業(yè)減排路徑設(shè)計(jì)的研究有待進(jìn)一步拓展深入。

貴州是以喀斯特地貌為典型的巖溶發(fā)育地區(qū)，地形較崎嶇，可耕種面積小，土層較薄，水量流失嚴(yán)重，土壤肥力低，相對(duì)于其他地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，貴州省的農(nóng)業(yè)需要投入更多的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，如灌溉，翻耕等，更依賴農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的使用，如化肥、農(nóng)藥等，導(dǎo)致了該省農(nóng)業(yè)碳排放量的不斷增加。因此，對(duì)貴州省農(nóng)業(yè)碳排放的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析與預(yù)測，掌握貴州省碳排放量的變化趨勢與主要影響因素，提出相應(yīng)的減排路徑，有利于貴州省農(nóng)業(yè)低碳、可持續(xù)發(fā)展。

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)碳排放核算

本文使用了灌溉、翻耕、農(nóng)膜、化肥、農(nóng)藥和農(nóng)用柴油的數(shù)據(jù)，計(jì)算貴州省的農(nóng)業(yè)碳排放量，其使用的公式是：

E=∑Ei=∑Ti×δi

(1)

式(1)中：E代表碳排放總量，Ti代表各碳排放源投入量，Ei代表各類農(nóng)業(yè)碳源碳排放量，δi為各碳源的碳排放系數(shù)。農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度的計(jì)算公式如下：

(2)

式(2)中：A代表碳排放強(qiáng)度，B代表耕地面積。綜合分析以往的各研究成果，本文使用的碳排放系數(shù)如下：化肥0.895 6 kg /kg，農(nóng)膜5.18 kg/kg，農(nóng)藥4.934 1 kg/kg，農(nóng)用柴油0.592 7 kg/kg，翻耕312.6 kg/km2，農(nóng)業(yè)灌溉20.476 kg/hm2[3,7]。

2.1.2 灰色預(yù)測模型GM(1,1)

2.2 數(shù)據(jù)來源

貴州省1997～2016年的化肥(折噸量)、農(nóng)膜、農(nóng)藥及農(nóng)用柴油等數(shù)據(jù)來源于《中國農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》(1998～2017)，為當(dāng)年的實(shí)際使用量；翻耕面積、灌溉面積來自《貴州省統(tǒng)計(jì)年鑒》(1998～2017)，其中以當(dāng)年農(nóng)作物的播種面積作為翻耕面積，灌溉按農(nóng)業(yè)有效灌溉面積計(jì)算。

3 結(jié)果及分析

3.1 研究區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放動(dòng)態(tài)分析

基于農(nóng)業(yè)總體投入，運(yùn)用農(nóng)業(yè)碳排放量公式(1)及碳排放強(qiáng)度估算公式(2)測算出1997～2016年貴州省農(nóng)業(yè)的碳排放量和排放強(qiáng)度，結(jié)果見表1。

如表1所示，貴州省的農(nóng)業(yè)碳排放總量總體上處于緩慢上升趨勢，1997年的農(nóng)業(yè)碳排放量為80.98萬t，到2016年上升到了133.11萬t，增長了64.4%，這20年的平均增速為3.39%。尤其是在2001年到2009年之間，碳排放持續(xù)上升，但在2010年農(nóng)業(yè)碳排放量減少，從2011年起，由于農(nóng)業(yè)科技水平不斷提高，碳排放量也在持續(xù)增長。1997年貴州省的碳排放強(qiáng)度為57.84萬t/hm2，到2016年增加到76.50萬t/hm2，期間處于波動(dòng)增長趨勢，總體增長速度較緩慢。其中，2005年到2008年增速較快，2008年到2010年碳排放強(qiáng)度下降，由于農(nóng)膜的碳排放量減少，2010年的碳排放強(qiáng)度驟降。

表1 1997～2016年貴州省農(nóng)業(yè)碳排放量與碳排放強(qiáng)度

3.2 研究區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放組成結(jié)構(gòu)分析

經(jīng)計(jì)算，1997～2016年貴州省農(nóng)業(yè)碳排放年均值為104.23萬t。其中，化肥年均值為 74.07萬t，占比最高，為 71.19%，化肥是影響貴州省農(nóng)業(yè)碳排放第一碳源；農(nóng)膜處居第二，年均值為17.47萬t，占比為 16.79%；農(nóng)藥的年均值為 5.44萬t，所占比重為 5.23%；翻耕的均值較小，為1.52萬t，所占比重為 1.46%；農(nóng)用柴油的均值為3.60萬t，所占比重為3.29%；灌溉為2.13萬t，所占比重為 2.04%(圖1)。

3.3 研究區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放預(yù)測

3.3.2 預(yù)測結(jié)果分析

基于灰色預(yù)測模型GM(1,1)原理，使用貴州省1997～2016年碳排放量數(shù)據(jù)，得出各碳源的預(yù)測模型，經(jīng)matlab2014a軟件計(jì)算，預(yù)測得到貴州省未來5年的農(nóng)業(yè)各碳源年碳排放預(yù)測值，具體數(shù)據(jù)見表2所示。

預(yù)測到2021年，貴州省農(nóng)業(yè)碳排放總量將達(dá)158.34萬t，從2017年到2021年，年均增長率為3.60%，略高于過去20年的年均增長率3.39%，可見今后貴州省農(nóng)地利用碳減排壓力巨大。其中，化肥的增長幅度最大，據(jù)預(yù)測結(jié)果化肥的碳排放將從2017年的138.40萬t增長到2021年的158.34萬t；農(nóng)膜的碳排放量從2017年的23.41萬t增長到32.83萬t；2017年翻耕的碳排放為1.76萬t，緩慢增長到2021年的1.84萬t；預(yù)測到2021年灌溉的碳排放量將達(dá)到3.98萬t，農(nóng)藥的碳排放量在未來5年的增長幅度相對(duì)較小，而農(nóng)用柴油碳排放量在未來5年卻有緩慢下降趨勢。

圖1 1997～2016貴州省農(nóng)業(yè)碳排放結(jié)構(gòu)

年份翻耕萬t灌溉萬t化肥萬t農(nóng)藥萬t農(nóng)膜萬t農(nóng)用柴油萬t碳排放總量萬t20171.763.6096.347.4623.412.18138.4020181.783.6299.867.7326.542.04143.3820191.803.64102.978.1229.641.90149.6720201.823.81105.818.4131.191.80153.6320211.843.98108.738.7132.831.70158.34

4 貴州省農(nóng)業(yè)碳排放減排路徑

4.1 實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，開展測土配方施肥工作

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢，實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)可以幫助農(nóng)戶提高資源使用效率及農(nóng)作物產(chǎn)量，減少由于過度投入現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)而導(dǎo)致的環(huán)境污染，其中，測土配方施肥是一種科學(xué)施肥技術(shù),它主要是通過測量土壤的營養(yǎng)物質(zhì)含量，并根據(jù)農(nóng)作物所需的營養(yǎng)要素，科學(xué)合理地使用化肥。測土配方施肥有很多作用：首先，能夠科學(xué)合理地使農(nóng)作物增產(chǎn)增收，且降低由于過度施用化肥產(chǎn)生的碳排放；其次，有利于保護(hù)土壤的生態(tài)，增加土壤的肥力，協(xié)調(diào)土地養(yǎng)分。對(duì)于石漠化嚴(yán)重，高度依賴化肥的貴州喀斯特山區(qū)農(nóng)業(yè)低碳發(fā)展來說，這一項(xiàng)技術(shù)是較好的嘗試。

4.2 發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，推廣使用有機(jī)肥

基于貴州省的自然環(huán)境條件和長期的實(shí)踐探索，推進(jìn)生態(tài)農(nóng)業(yè)是貴州省農(nóng)業(yè)發(fā)展的未來趨勢，省內(nèi)各地區(qū)要充分發(fā)揮自身的資源優(yōu)勢，打造具有地方特色的生態(tài)農(nóng)業(yè)。在生態(tài)農(nóng)業(yè)理論和實(shí)踐的指導(dǎo)下，貴州省可進(jìn)一步調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展生態(tài)畜牧業(yè)。按照國家相關(guān)規(guī)定使用化肥、農(nóng)藥及農(nóng)用機(jī)械等，減少化肥的施用量，發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)，使用動(dòng)物的糞便等有機(jī)肥作為養(yǎng)料，注重保護(hù)農(nóng)田的生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)的低碳模式。

4.3 充分發(fā)揮政府扶持與引導(dǎo)作用，促進(jìn)貴州低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展

貴州省作為西部后發(fā)地區(qū)，由于生態(tài)脆弱性以及貧困等現(xiàn)實(shí)問題，近年來在農(nóng)業(yè)碳減排方面面臨著巨大的挑戰(zhàn)，貴州省要做到農(nóng)地的低碳利用，政府的扶持與引導(dǎo)作用將起到舉足輕重的作用。一是制定貴州省農(nóng)業(yè)低碳綠色發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，建立健全相應(yīng)的扶持政策；二是合理部署農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的雙贏；三是發(fā)揮政府引導(dǎo)作用，進(jìn)一步提高農(nóng)民務(wù)農(nóng)素質(zhì)與低碳意識(shí)。

5 結(jié)論

文章通過分析貴州省喀斯特山區(qū)過去20年及未來5年的農(nóng)業(yè)碳排放動(dòng)態(tài)變化趨勢，發(fā)現(xiàn)其農(nóng)業(yè)碳排放量基本符合貴州省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特征，今后該省在農(nóng)地利用碳減排方面壓力巨大。該省應(yīng)將降低農(nóng)業(yè)碳排放的工作重點(diǎn)應(yīng)放在控制化肥的施用量上，貫徹測土配方工程提高化肥使用效率，積極發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，推廣使用有機(jī)肥，充分發(fā)揮政府扶持與引導(dǎo)作用，提高全民低碳意識(shí)，以實(shí)現(xiàn)農(nóng)地利用可持續(xù)發(fā)展。