徐婷婷 郭 嘉 李慶衛(wèi) 孫新旺 白保勛

（1.鄭州市農(nóng)林科學(xué)研究所，河南 鄭州 450005；2.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)新技術(shù)研究所，北京 100091；3.北京林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院，北京 100083；4.南京林業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院，江蘇 南京 210037）

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)和森林生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是重要的大氣碳源和碳匯，對(duì)溫室氣體含量影響較大。農(nóng)林業(yè)凈碳匯越大，吸收固定大氣中的二氧化碳越多，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)和森林生態(tài)系統(tǒng)在全球碳循環(huán)中的價(jià)值越大［1］。

1 農(nóng)林業(yè)凈碳匯的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

農(nóng)林業(yè)碳匯價(jià)值包括正價(jià)值和負(fù)價(jià)值，正價(jià)值為農(nóng)林業(yè)固碳價(jià)值，負(fù)價(jià)值為農(nóng)林業(yè)碳投入價(jià)值和環(huán)境成本，碳投入價(jià)值包括農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中的能量投入和物資投入，環(huán)境成本為治理農(nóng)藥、化肥污染所需費(fèi)用。農(nóng)林業(yè)凈碳匯價(jià)值為農(nóng)林業(yè)固碳價(jià)值減去農(nóng)林業(yè)碳投入價(jià)值和環(huán)境成本，具體指標(biāo)體系見圖1。

圖1 農(nóng)林業(yè)凈碳匯評(píng)估指標(biāo)體系

2 農(nóng)林業(yè)凈碳匯相關(guān)計(jì)算方法

2.1 固碳價(jià)值計(jì)算方法

將農(nóng)林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)按照綠色植物類型分為糧經(jīng)作物、葉菜類作物、果菜和根菜類作物、果樹和林木，分別計(jì)算各自的固碳價(jià)值。

2.1.1 糧經(jīng)作物固碳價(jià)值。糧經(jīng)作物固碳價(jià)值計(jì)算公式如下：

式（1）中，U糧經(jīng)為糧經(jīng)作物固碳價(jià)值，單位為元/（hm2·a）；C碳為碳的價(jià)格，單位為元/t；A為糧經(jīng)作物的種植面積，單位為hm2；V系為作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)，經(jīng)濟(jì)系數(shù)=經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量/生物量×100%；Y糧經(jīng)為作物的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，單位為t/（hm2·a）；H糧經(jīng)為糧經(jīng)作物籽粒含水率（%）。

2.1.2 葉菜類作物固碳價(jià)值。葉菜類作物固碳價(jià)值計(jì)算公式如下：

式（2）中，U葉菜為葉菜年固碳價(jià)值，單位為元/（hm2·a）；C碳為碳的價(jià)格，單位為元/t；R碳為CO2中碳的含量；B葉產(chǎn)為葉菜產(chǎn)量，單位為t/（hm2·a）；A為葉菜的種植面積，單位為hm2；V葉為菜含水率（%）。

2.1.3 果菜和根菜類作物固碳價(jià)值。果菜和根菜類作物固碳價(jià)值計(jì)算公式如下：

式（3）中，U果菜為果菜、根菜的固碳價(jià)值，單位為元/（hm2·a）；C碳為碳的價(jià)格，單位為元/t；V果菜果菜、根菜含水率（%）；A為果菜、根菜的種植面積，單位為hm2；Y果菜為果菜、根菜的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，單位為t/（hm2·a）；H果菜為果菜、根菜的經(jīng)濟(jì)系數(shù)，無量綱。

2.1.4 果樹固碳價(jià)值。果樹固碳價(jià)值計(jì)算公式如下：

式（4）中，U果品為果樹固碳價(jià)值，單位為元/（hm2·a）；C碳為碳的價(jià)格，單位為元/t；A為果樹的種植面積，單位為hm2；V水果為果實(shí)含水率（%）；Y水果為果實(shí)的產(chǎn)量，單位為t/（hm2·a）；H水果為果樹的經(jīng)濟(jì)系數(shù)。

2.1.5 林木固碳價(jià)值。林木固碳價(jià)值計(jì)算公式如下所示：

式（5）中，U碳為植物年固碳價(jià)值，單位為元/（hm2·a）；C碳為碳的價(jià)格，單位為元/t；R碳為CO2中碳的含量；A為不同種類植物的種植面積，單位為hm2；B年為凈生產(chǎn)力，單位為t/（hm2·a）。

2.2 碳投入價(jià)值計(jì)算方法

糧經(jīng)作物、露地蔬菜果樹、林木碳投入價(jià)值計(jì)算公式為：

式（6）中，U投為碳投入價(jià)值，單位為元/（hm2·a）；n為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程能源消耗量，包括柴油、電能等，單位為t/（hm2·a）；Cti為農(nóng)業(yè)農(nóng)藥、化肥等生產(chǎn)碳排放參數(shù)；m為生產(chǎn)資料消耗量，包括化肥、農(nóng)藥使用量，單位為t/（hm2·a），β為第i種生產(chǎn)耗能的碳排放參數(shù)；C碳為碳的價(jià)格，單位為元/t。

2.3 環(huán)境成本計(jì)算方法

2.3.1 農(nóng)藥污染治理碳排放價(jià)值。糧經(jīng)作物、露地蔬菜、果樹及林木農(nóng)藥污染治理碳排放價(jià)值計(jì)算公式為：

式（7）中，U藥為農(nóng)藥農(nóng)業(yè)污染治理碳排放價(jià)值，單位為元/（hm2·a）；U為農(nóng)藥使用費(fèi)，單位為kg/hm2；R為農(nóng)藥利用率，單位為%；N為農(nóng)作物純收益，單位為元/kg；H為農(nóng)產(chǎn)品的合格率，單位為%。

2.3.2 化肥污染治理碳排放價(jià)值。糧經(jīng)作物、露地蔬菜、果樹及林木化肥污染治理碳排放價(jià)值計(jì)算公式為：

式（8）中，E肥為化肥污染治理碳排放價(jià)值，單位為元/（hm2·a）；F量為化肥用量，單位為t/（hm2·a）；V含為化肥含氮量（%）；H污為1 t 化肥氮素污染種類碳排放價(jià)值，單位為元/t。

在化肥污染治理碳排放試驗(yàn)研究中，以河南省中北部為例，使用1 t氮素污染治理碳排放價(jià)值為1 324元，使用1 t五氧化二磷治理碳排放價(jià)值為23元，可見化肥污染主要表現(xiàn)為氮素污染，同時(shí)磷肥使用量較少。因此，計(jì)算化肥治理碳排放價(jià)值時(shí)，忽略了磷污染，只考慮氮素治理碳排放價(jià)值。

2.4 農(nóng)林業(yè)凈碳匯計(jì)算方法

糧經(jīng)作物、露地蔬菜、果園及林木的凈碳匯價(jià)值計(jì)算公式為：

式（9）中，U凈為植物凈碳匯的價(jià)值，單位為元/（hm2·a）；U碳為植物固碳價(jià)值，單位為元/（hm2·a）；U投為碳投入價(jià)值，單位為元/（hm2·a）；U藥為農(nóng)藥污染治理碳投入價(jià)值，單位為元/（hm2·a）；E肥為化肥污染治理碳排放價(jià)值，單位為元/t。

3 結(jié)果與分析

以河南省為例，選擇不同的農(nóng)林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)類型，觀測(cè)農(nóng)林業(yè)凈生產(chǎn)力、能量投入和物資投入，根據(jù)式（1）至式（9）計(jì)算凈碳匯價(jià)值，得出結(jié)果見表1。

表1 不同類型農(nóng)林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)每年凈碳匯的價(jià)值

由表1可以看出，復(fù)合農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)凈碳匯的價(jià)值最大，其次為糧經(jīng)作物，城鎮(zhèn)綠地、林地和露地蔬菜3 類生態(tài)系統(tǒng)凈碳匯價(jià)值相近，遠(yuǎn)小于復(fù)合農(nóng)林，果園生態(tài)系統(tǒng)凈碳匯價(jià)值最小。

4 結(jié)語

隨著現(xiàn)代化與工業(yè)化的發(fā)展，機(jī)械動(dòng)力逐漸代替了人工動(dòng)力，柴油和汽油等能源投入加大；化肥代替有機(jī)肥，化肥、農(nóng)藥使用量也加大，從而增加了碳排放量［2］。如果能改善種植制度，大力發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)，不僅可以保障糧食安全，而且能增加碳匯，發(fā)揮農(nóng)業(yè)的生態(tài)價(jià)值。根據(jù)農(nóng)林業(yè)生態(tài)價(jià)值測(cè)算結(jié)果，按照碳交易規(guī)則，借鑒國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)生態(tài)補(bǔ)償?shù)慕?jīng)驗(yàn)，結(jié)合各地實(shí)際，可以設(shè)定農(nóng)林業(yè)生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)，為農(nóng)林業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展提供幫助，保障我國(guó)低碳減排目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)。