王慧敏，朱玉林，王錦錦

(中南林業(yè)科技大學(xué) 經(jīng)濟學(xué)院，湖南 長沙 410004)

1 引言

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，也帶來了碳排放的相關(guān)問題，碳排放的不斷增加使得氣候問題已成為全球關(guān)注的焦點[1]。為應(yīng)對越來越嚴重的環(huán)境挑戰(zhàn)，中國在2015年的巴黎氣候峰會上承諾，爭取到2030年，實現(xiàn)碳排放強度比2005年降低60%左右[2]。目前，由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所引起的碳排放已占中國溫室氣體排放總量的17%[3]，所占比重較高。作為我國“魚米之鄉(xiāng)”的湖南省，農(nóng)業(yè)各類碳源排放量隨著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展在持續(xù)升高[4]。因此，通過對湖南省農(nóng)業(yè)碳排放的研究不僅有助于探索適宜的低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展路徑，而且有利于實現(xiàn)減排目標(biāo)。

目前學(xué)者們對有關(guān)農(nóng)業(yè)碳排放問題的研究主要集中在以下4個方面。

(1)測算。田云等[5]選取了四方面的16類碳源對中國1995～2010年的農(nóng)業(yè)碳排放量進行測算后得出結(jié)論：農(nóng)業(yè)碳排放量在16年間上升了將近13%點且由稻田所引起的碳排放量所占比重最大，但總量區(qū)域差異較為明顯，碳排放強度總體也呈現(xiàn)出西高東低的特點；梁青青[6]主要測算了中國1995～2014這10年的農(nóng)業(yè)碳排放后指出：農(nóng)業(yè)碳排放總量每年平均增長4%左右，且農(nóng)業(yè)碳排放源(例如：農(nóng)藥、農(nóng)用柴油、化肥和農(nóng)膜等)與其有長期穩(wěn)定關(guān)系。

(2)空間格局和動態(tài)演變。李遠玲等[7]采用碳轉(zhuǎn)化系數(shù)法測算出湖南省農(nóng)業(yè)的碳排放總量,并分析了2007～2017年湖南省農(nóng)業(yè)碳排放在時空的不同特征，指出湖南省各縣(市、區(qū))農(nóng)業(yè)碳排放在空間布局上存在顯著同質(zhì)性，11年間各縣(市、區(qū))空間均質(zhì)性呈增強之勢，空間異質(zhì)性呈減弱之勢。

(3)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長與其碳排放之間的研究。曠愛萍等[8]采用TAPIO脫鉤模型研究了2005～2018年影響廣西農(nóng)業(yè)碳排放因素及與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的脫鉤效應(yīng)，認為農(nóng)業(yè)技術(shù)對其影響最大且兩者以弱和強脫鉤關(guān)系為主。

(4)影響農(nóng)業(yè)碳排放的因素分析。黎孔清等[9]采用了Stirpat模型對影響江蘇南京的農(nóng)業(yè)碳排放因素進行了分析，指出農(nóng)業(yè)碳排放與其當(dāng)?shù)氐目萍妓健⒇毟徊罹?、人均受教育水平和人口基?shù)有線性關(guān)系，與當(dāng)?shù)氐某擎?zhèn)化水平、森林占用面積和人均消費及儲蓄支出呈反相關(guān)；戴小文等[10]通過分析影響1990～2013年間中國的農(nóng)業(yè)碳排放因素發(fā)現(xiàn)農(nóng)村的生活用水和農(nóng)業(yè)低碳技術(shù)的變化對農(nóng)業(yè)碳排放影響最大，城鎮(zhèn)化率和人口基數(shù)的變動對其影響較小。

湖南省是農(nóng)業(yè)大省，農(nóng)業(yè)碳排放占湖南溫室氣體總碳排放的比例較高，然就目前而言，我國學(xué)者對于湖南省農(nóng)業(yè)碳排放的定量研究較少。本研究采用應(yīng)用于資源環(huán)境領(lǐng)域的Tapio脫鉤彈性分析法，通過分析2000～2019年湖南省農(nóng)業(yè)碳排放與其經(jīng)濟增長兩者之間的脫鉤情況，從而為湖南省的農(nóng)業(yè)低碳發(fā)展路徑、節(jié)能減排和社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)與參考。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來源

2.1 農(nóng)業(yè)碳排放測算方法

通過查閱文獻可以得出結(jié)論，農(nóng)業(yè)的碳源主要為：①使用化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜等農(nóng)資直接或間接引起的碳排放；②在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中采用農(nóng)用機器時所耗損的柴油和電力供應(yīng)農(nóng)業(yè)灌溉時所帶來的碳排放[11]；③為了土地更有肥力，進行翻耕時土壤的表層破壞，導(dǎo)致有機碳的流失。

結(jié)合現(xiàn)有研究并根據(jù)《IPCC2006國家溫室氣體清單指南》所提供的溫室氣體排放方法[12]，本文選取了農(nóng)膜、化肥、翻耕面積、農(nóng)藥、農(nóng)業(yè)灌溉面積和農(nóng)用柴油等6類碳源作為湖南省的農(nóng)業(yè)碳排放源，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了湖南省農(nóng)業(yè)碳排放測算模型：

C=∑Ci×δi

(1)

式(1)中，C為農(nóng)業(yè)的碳排放總量，Ci為第i種農(nóng)業(yè)碳排放源所排放的碳排放量，δi為第i種農(nóng)業(yè)碳排放源要排放的碳排放系數(shù)[13]。以上6類碳排放源的碳排放系數(shù)如表1所示。

表1 各類農(nóng)業(yè)碳排放源的碳排放系數(shù)及來源

2.2 農(nóng)業(yè)碳排放與經(jīng)濟水平脫鉤模型

Tapio脫鉤模型主要是通過分析環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系，從而來衡量整個社會經(jīng)濟發(fā)展與其物質(zhì)的投入情況及所造成的生態(tài)環(huán)境之間的壓力。目前學(xué)術(shù)界主要使用的是OECD和Tapio這兩種脫鉤模型來進行脫鉤分析，后者是在前者的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的[15]。Tapio脫鉤模型主要運用了“彈性概念”來反映所選用變量之間的脫鉤關(guān)系，它解決了OECD模型在基期選擇上的困境，從而可以更詳細、全面、具體的反映所研究對象的脫鉤狀態(tài)?；诖耍疚倪x用了Tapio脫鉤模型并構(gòu)建了農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值之間的脫鉤模型：

(2)

式(2)中，e為脫鉤彈性系數(shù)，Δc和ΔAOV分別表示農(nóng)業(yè)碳排放的變化和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值的變化，c0和AOV0分別表示基期的農(nóng)業(yè)碳排放量和基期的農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值[16]。按照脫鉤彈性系數(shù)，脫鉤狀態(tài)可劃分8種類型，如表2所示。

表2中8種類型包含了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟在增長或下降過程中所引起的碳排放量相對應(yīng)增加或減少的所有脫鉤狀態(tài)。可以看出：擴張連接是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟和碳排放之間相對不可持續(xù)的理想狀態(tài)，但仍有改善空間；弱脫鉤是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與其碳排放之間比較可觀的狀態(tài)；而強脫鉤是最佳狀態(tài)。其他脫鉤狀態(tài)都代表著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與其碳排放之間的不可持續(xù)發(fā)展，幾乎沒有改進空間。

表2 Tapio脫鉤彈性系數(shù)及狀態(tài)

2.3 數(shù)據(jù)來源

本文采用2000～2019年湖南省農(nóng)膜、農(nóng)藥、農(nóng)用柴油、化肥、灌溉面積(用有效灌溉面積來代表)和翻耕面積(用總播種面積來代表)等數(shù)據(jù)測算了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與其碳排放的脫鉤效應(yīng)，數(shù)據(jù)收集整理于2001～2020年的《湖南省統(tǒng)計年鑒》和《中國農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》。

3 結(jié)果分析

3.1 湖南省農(nóng)業(yè)碳排放測算

根據(jù)式(1)，本文計算出2000～2019年湖南省農(nóng)業(yè)各碳源的碳排放量、總碳排放量以及各碳源占農(nóng)業(yè)總碳排放的比重，詳細數(shù)據(jù)如表3、表4所示。從湖南省農(nóng)業(yè)各類碳源排放量及其所占比重的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，化肥的每年碳排放量都在600萬t以上，最高的是在2013年達到了767.77萬t，且化肥所占農(nóng)業(yè)碳排放比重都在70%以上，雖說從2000～2019年有明顯的下降(從80.56%下降到76.36%，下降了4.2%)，但不影響其在6類主要的碳排放源中居首位；其次為有效灌溉面積，近20年內(nèi)每年灌溉的碳排放量為70～85萬t左右，由灌溉所引起的碳排放所占總碳排放比重沒有化肥高，但比其他幾類排放源還是相對較高，基本在8%左右；再者為農(nóng)藥、農(nóng)膜和農(nóng)用柴油，三者的碳排放量居中，農(nóng)藥的碳排放量平均為50萬t左右，其所占總碳排放量比重平均為6%左右，農(nóng)膜的為30萬t左右，所占比重平均為4%左右，農(nóng)用柴油的為20萬t左右，所占比重平均為2%左右；最后由翻耕所引起的碳排放量是最少的，平均只有0.3%左右。

由表3也可以清楚地看到，2000～2019年由農(nóng)膜所引起的碳排放量占比從2.71%上升到4.9%、農(nóng)藥從5.46%上升到5.89%、有效灌溉面積從9.23%上升到9.56%和農(nóng)用柴油從1.72%上升到3%，分別上升了2.19%、0.42%、0.34%和1.28%，而由化肥和翻耕所造成的碳排放量占比分別下降了4.2%和0.04%。這主要與湖南省耕地面積的逐年增加及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的普及有關(guān)。

表3 2000～2019年湖南省的農(nóng)業(yè)各類碳排放量

表4 2000～2019年湖南省農(nóng)業(yè)碳排放源占碳排放總量的比重 %

另外，根據(jù)圖1可以很清晰地看出，除2004年出現(xiàn)爆發(fā)性增長外(同比增速達到9.27%)，湖南省的農(nóng)業(yè)碳排總量的同比增長率一直處于平穩(wěn)或下降狀態(tài)(基本維持在1%以下)，從2015年開始，直到2019年湖南省農(nóng)業(yè)碳排放量的同比增長速度都為負且在2019年達到了-6.04%。這是農(nóng)業(yè)發(fā)展的好趨勢，說明湖南省的碳排放量在不斷持續(xù)的減少，農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展態(tài)勢良好。

圖1 2000～2019年湖南省農(nóng)業(yè)碳排放總量及同比增速

3.2 湖南省農(nóng)業(yè)碳排放強度分析

碳排放強度表示為湖南省碳排放總量與湖南省農(nóng)地面積的比，其具體數(shù)據(jù)如表5所示。為了更加直觀的反映湖南省農(nóng)業(yè)碳排放強度，本文繪制了柱狀和折線組合圖，如圖2所示。由統(tǒng)計數(shù)據(jù)可得，湖南省的農(nóng)業(yè)碳排放強度由2000年的96.62 kg/hm2到2006年的119.39 kg/hm2，是一個逐漸升高的過程，短短7年時間其碳排放強度就上升了22.77 kg/hm2，并2006年后碳排放強度一直維持在一個較高的水平(平均為110 kg/hm2)，直到2019年才有下降的趨勢。從同比增速來看，2003～2007年、2015～2018年湖南省的碳排放強度增速都呈現(xiàn)出“M”的形狀，且在2007和2019年間有明顯大幅的下降(2006～2007年下降了11.37%、2018～2019年下降了7.34%)。從2007～2019年，這十幾年來碳排放強度的同比增速一直保持在一個相對低水平的狀態(tài)(同比增速平均為負)，這可能和2006年湖南省政府出臺的減少使用農(nóng)藥化肥政策及2018年“十九大”號召全面推進經(jīng)濟建設(shè)、政治建設(shè)、文化建設(shè)、社會建設(shè)、生態(tài)文明建設(shè)的理念有關(guān)，在一定程度上減少了碳排放。

3.3 湖南省農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長脫鉤狀態(tài)分析

基于以上數(shù)據(jù)的計算與Tapio脫鉤模型得出了2000～2019年期間湖南省農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長與其碳排放的脫鉤關(guān)系，由計算結(jié)果(表5)可以看出，湖南省出現(xiàn)弱、強、擴張負和弱負脫鉤4種狀態(tài)，呈現(xiàn)出以下演變過程。

表5 湖南省農(nóng)業(yè)碳排放強度

圖2 湖南省農(nóng)業(yè)碳排放強度及同比增速(2000～2019年)

(1)第一次波動階段。主要表現(xiàn)在2000～2003年，此階段出現(xiàn)了3種狀態(tài)，這可能主要由于湖南省農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的一些調(diào)整，造成該階段脫鉤狀態(tài)不穩(wěn)定。

(2)弱脫鉤階段。主要表現(xiàn)在2004～2012年，它說明湖南省農(nóng)業(yè)碳排放量隨農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的增長而增加，但其增幅小于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟。這主要是因為當(dāng)?shù)卣幌盗械霓r(nóng)業(yè)利好政策，增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的積極性，同時農(nóng)用科技和機械化在農(nóng)業(yè)方面得到更廣泛的普及。

(3)第二次波動階段。主要表現(xiàn)在2013～2016年，在將近10年的弱脫鉤狀態(tài)之后，2013年再次出現(xiàn)強脫鉤狀態(tài)，之后呈現(xiàn)出強脫鉤、弱脫鉤和弱負脫鉤相連接的波動狀態(tài)，它可以看作長期趨勢下的正常波動。這說明在這個時期，農(nóng)業(yè)碳排放在向更加理想化的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。

(4)強脫鉤階段。主要表現(xiàn)在2017～2019年，強脫鉤即湖南省農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長的同時，農(nóng)業(yè)碳排放下降，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長與農(nóng)業(yè)碳排放呈負相關(guān)，且碳排放增長率出現(xiàn)負數(shù)。這說明湖南省農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長之間的關(guān)系比較樂觀，而且預(yù)計這種關(guān)系會越來越好(表6)。

表6 湖南省農(nóng)業(yè)碳排放與經(jīng)濟增長的脫鉤狀態(tài)

4 研究結(jié)論

(1)從農(nóng)業(yè)碳排放總量來看，2000～2014年，湖南省農(nóng)業(yè)碳排放總量從773.18萬t持續(xù)增加到978.56萬t，十四年共增加了205.38萬t，但從2015年開始，碳排放總量開始有下降趨勢，直到2019年，碳排放總量降到了884.93萬t。其同比增速，從2015～2019年其增長速度都為負，整體也是呈下降趨勢。這說明湖南省碳排放量近年來越來越受到控制，農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展之路邁上了一個新臺階。

(2)從碳排放來源的比重方面來看，在農(nóng)業(yè)碳源排放的6類中，由化肥所引起的碳排放量占比是最大的，在50%以上；而由農(nóng)膜、農(nóng)用柴油、翻耕所造成的碳排放占比是極小的，尤其是翻耕只占農(nóng)業(yè)碳排放總量的0.3%左右，農(nóng)膜和農(nóng)用柴油在2000～2019年增長率非常高，分別達到107.17%和99.61%。

(3)就所研究的核心內(nèi)容脫鉤效應(yīng)而言，湖南省的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長與其碳排放間的關(guān)系正在由弱向強脫鉤狀態(tài)轉(zhuǎn)變。預(yù)計未來二者將會達到更加理想的脫鉤狀態(tài)。

5 政策建議

(1)提高農(nóng)民發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)意識。因為農(nóng)業(yè)的主體是農(nóng)民，只有農(nóng)民的思想意識得到改變，才可以從根本上解決問題。要想讓幾千年傳承下來的小農(nóng)經(jīng)濟思想從根本上得到改變，它可能需要幾代人的不斷學(xué)習(xí)和觀念的更新，在不斷的改革中讓農(nóng)民把低碳農(nóng)業(yè)理論應(yīng)用到實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中去，不斷宣傳低碳理念，這樣低碳農(nóng)業(yè)才會走得長遠。

(2)提高農(nóng)資利用的效率。第一，政府可以采取對農(nóng)民有利且足夠吸引農(nóng)民的農(nóng)業(yè)利民政策，讓農(nóng)民自覺主動地在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用有機肥來代替化肥；第二，讓農(nóng)民清楚了解農(nóng)藥對人和莊稼的弊處，向他們介紹生物農(nóng)藥并提供可操作性的措施使農(nóng)民運用到生產(chǎn)中；第三，“白色農(nóng)膜”也是農(nóng)業(yè)污染的源頭之一，所以需要大力推廣新技術(shù)研究的薄膜，并盡快應(yīng)用到農(nóng)業(yè)中；第四，可以采用清潔能源代替農(nóng)用柴油的使用。

(3)加強科技資金的投入和提高農(nóng)用技術(shù)。構(gòu)建以現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系為基礎(chǔ)平臺的低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展機制?，F(xiàn)在各行各業(yè)都需要科技和技術(shù)的支持，農(nóng)業(yè)作為全球的第一產(chǎn)業(yè)需要通過科技創(chuàng)新來實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展，且農(nóng)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展更需要看向其投入的科技資金和技術(shù)人才的多少。湖南省發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)需要引進相關(guān)設(shè)備和人才，以此推進新技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。