徐嘉琦

哈爾濱師范大學，黑龍江哈爾濱 150025

糧食是一個國家可以長治久安、百姓可以幸福生活的基本保障，我國糧食自給率已大幅度的下降。而將糧食安全與氣候變化相結合，具有重要意義。農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展必須保證環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。國內(nèi)已有很多學者對碳排放進行了研究。

Zhang等[1]研究了1996—2015年中國糧食主產(chǎn)區(qū)的農(nóng)業(yè)碳排放量，研究結果是支持中國糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放的環(huán)境庫茲涅茨曲線假說。曾福生等[2]以2000—2016年中國31個省份為研究對象，采用DEA模型進行農(nóng)業(yè)生態(tài)效率評價，結果發(fā)現(xiàn)中部、西部的農(nóng)業(yè)生態(tài)效率被低估。

1 數(shù)據(jù)來源及研究方法

1.1 研究對象及數(shù)據(jù)來源

以中國31個省（自治區(qū)、直轄市）為研究對象?？紤]數(shù)據(jù)的可得性與實踐上的可行性，借鑒多位學者的研究結果，最終確定的農(nóng)業(yè)碳排放源為化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)使用、土地翻耕和農(nóng)業(yè)灌溉六類。文章所有數(shù)據(jù)均來自2005—2021年的《中國農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》和《中國統(tǒng)計年鑒》，有個別一些數(shù)據(jù)是來自各?。ㄊ小⒆灾螀^(qū)）的統(tǒng)計年鑒。

1.2 研究方法

根據(jù)每種碳排放源的數(shù)量和各種碳排放源的排放系數(shù)，即可通過（1）核算農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的總碳排放量。具體計算公式如下：

式（1）中，C代表農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的碳排放總量，Ei為第i類碳排放源的碳排放量，Ti和δi分別是第i類碳排放源的數(shù)量及其相應的碳排放系數(shù)[3]。

2 結果與分析

2.1 農(nóng)業(yè)碳排放源排放量結構分析

將農(nóng)業(yè)碳排放量分解為水稻耕作過程中的甲烷碳排放、動物腸道發(fā)酵和糞便碳排放、肥料施用過程中產(chǎn)生的碳排放。從碳排放源結構來看，農(nóng)業(yè)資源投入占比最大，約占65%；其次，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程約占6.4%；稻田甲烷和動物養(yǎng)殖各約占7.8%和6.7%。根據(jù)圖1可知，2004—2016年，中國農(nóng)業(yè)碳排放結構呈現(xiàn)出比較穩(wěn)定的狀態(tài)，到2017年碳排放來源比例發(fā)生變化。2017—2020年動物腸道發(fā)酵和糞便碳排放增幅較大，從2%上升至50%左右。因2017年我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部建議北方農(nóng)業(yè)要大力推廣糧改飼、快速發(fā)展雜糧產(chǎn)業(yè)和畜牧業(yè)。我國畜牧業(yè)發(fā)展迅速，畜禽養(yǎng)殖規(guī)模也在不斷擴大，畜禽所產(chǎn)生的糞便也不斷增加且農(nóng)戶處理糞便不合理，這些原因使動物腸道發(fā)酵和糞便的碳排放量增大。

圖1 2004—2020年中國農(nóng)業(yè)碳排放源的排放量比例

化肥是我國農(nóng)業(yè)主要的碳排放源，年平均增速為1.69%。農(nóng)藥的平均碳排放量為27.01萬 t，年平均增速為0.65%?；屎娃r(nóng)藥在施用及其生產(chǎn)過程中都會產(chǎn)生大量的二氧化碳。我國是世界上唯一以煤為主要原料生產(chǎn)氮肥的國家[4]。未來應嚴格控制化肥和農(nóng)藥的施用量，并采用科學合理的器械和方法進行施用。農(nóng)膜和有效灌溉的碳排放量也位居前列，年平均增速為3.59%?？傮w來看，稻田甲烷的占比最小，約為10%。而比重最大的是農(nóng)作物耕作活動碳排放，約為85%。

2.2 農(nóng)業(yè)碳排放量分析

根據(jù)基礎數(shù)據(jù)，核算了2004—2020年東部、中部和西部地區(qū)及全國農(nóng)業(yè)總碳排放量，計算結果見表1。

表1 2004—2020年全國農(nóng)業(yè)碳排放總量匯總表 萬t

從表1可知，近17年來全國的農(nóng)業(yè)碳排放量經(jīng)歷了先減少后增加的過程，年平均增長24.44%。2005—2008年農(nóng)業(yè)碳排放量不斷減少，從2005年的71 919.77萬 t減 少 至2008年 的66 364.64萬 t；2009—2016年碳排放總量不斷增加，至2016年 已 高 達72 320.29萬 t。2016—2020年碳排放總量波動式減少，從2016年的72 320.29萬 t減少至2020年的70 951.34萬 t。

三大地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放量排序依次為中部＞西部＞東部，其中只有東部地區(qū)碳排放量呈波動式減少的趨勢，中部地區(qū)的農(nóng)業(yè)碳排放量與東西部地區(qū)相比差距較大。三大區(qū)在2005—2007年碳排放量均不斷減少；而中西部地區(qū)2007年后卻呈現(xiàn)不斷增加的態(tài)勢。這一變化也表明要注重因中西部地區(qū)經(jīng)濟的后發(fā)追趕優(yōu)勢所引起的碳排放問題。

2.3 農(nóng)業(yè)碳排放強度分析

農(nóng)業(yè)碳排放強度是指單位農(nóng)業(yè)GDP的二氧化碳排放值。從圖2可看出，我國農(nóng)業(yè)碳排放總量和GDP逐年增加，而碳排放強度卻有所降低。近幾年來，中國經(jīng)濟發(fā)展迅速，農(nóng)業(yè)科技不斷進步，農(nóng)用機械先進，這使得我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)生了深刻變革。2004—2020年中國東部、中部、西部三大地區(qū)的農(nóng)業(yè)碳排放強度均呈下降態(tài)勢，東部地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度最小，原因是該地區(qū)經(jīng)濟增長速度是碳排放量增速的26倍，這一特征也說明東部地區(qū)實行農(nóng)業(yè)綠色低碳發(fā)展已初見成效。

圖2 2004—2020年全國農(nóng)業(yè)碳排放強度的變化趨勢

在研究期間，中部地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度從2004年的2.77 t/萬元下降至2020年0.60 t/萬元。其中,中部地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度較高的地區(qū)是內(nèi)蒙古、山西、河南、黑龍江，分別為1.94、1.11、1.08和1.08 t/萬元。西部地區(qū)的農(nóng)業(yè)碳排放強度與東、中部地區(qū)相比較下降程度最大，下降速度為83%，而東、中部地區(qū)下降速度分別為79%和78%。西部地區(qū)的西藏農(nóng)業(yè)碳排放強度最大，其次是青海省、新疆、寧夏和甘肅省，分別為5.19、1.78、1.66和1.71 t/萬 元。西 部 地區(qū)由于受地形、氣候和交通等因素的影響，經(jīng)濟發(fā)展速度和農(nóng)業(yè)技術水平相對落后，從而導致西部地區(qū)的碳排放強度要明顯高于其他2個地區(qū)。總體來看，中國農(nóng)業(yè)碳排放強度呈下降態(tài)勢，這是因為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長速度大于碳排放量的增長速度。近幾年來，中國經(jīng)濟發(fā)展迅速，農(nóng)業(yè)改革，農(nóng)用機械先進，這也使得我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式得到較大幅度的好轉(zhuǎn)。

2.4 農(nóng)業(yè)碳排放空間分析

基于自然斷裂法，將2004—2020年各?。ㄊ校┑霓r(nóng)業(yè)平均碳排放量按照大小一次劃分為4類排放區(qū)（表2）。

表2 農(nóng)業(yè)碳排放量劃分表

中國農(nóng)業(yè)碳排放量呈現(xiàn)出“四周”包圍“中心”的模式（圖3）。農(nóng)業(yè)高碳排放區(qū)的省份包括河南、山東、黑龍江等9個省份或地區(qū)。河南省是農(nóng)業(yè)大省，15年來種植業(yè)產(chǎn)生的碳排放量占總碳排放量的比例約為43%；其中，化肥生產(chǎn)和施用過程中產(chǎn)生的碳排放總量占該省種植業(yè)碳排放量的比例逐年上升，2010年后均超過65%。同期，山東省在農(nóng)膜施用過程中產(chǎn)生的碳排放量占該省總碳排放量的比值高達52%。從全國來看，該省因農(nóng)膜施用產(chǎn)生的碳排放量位居第一。黑龍江省被譽為“中華大糧倉”，15年來大力實施惠農(nóng)政策，迅速發(fā)展種植業(yè)，灌溉面積和翻耕面積分別增加3.00和1.48倍，導致農(nóng)業(yè)碳排放量增幅達80個百分點。

圖3 2004—2018年中國省域農(nóng)業(yè)平均碳排放量的空間分布

農(nóng)業(yè)碳排放量平均值處于相對較高水平的湖北、江西、湖南和江蘇等7個省份，其中湖北、江西等5個省份均位于長江經(jīng)濟帶沿線上。由于長江流域土地資源豐富、氣候適宜、水源充足，適合種植業(yè)的發(fā)展。農(nóng)業(yè)資源投入和水稻種植是這5個省份主要的農(nóng)業(yè)碳排放源。這些省份農(nóng)藥生產(chǎn)和使用產(chǎn)生的碳排放量是9個碳源中最多的，占各省碳排放總量均達到40百分點。

碳排放量相對較低的地區(qū)主要位于甘肅、貴州、西藏、青海等地。甘肅省的農(nóng)業(yè)碳排放量主要來自農(nóng)膜，所占比例為44%。貴州、西藏和青海因地形崎嶇、海拔高和氣候惡劣等原因，種植業(yè)發(fā)展受限制，主要的農(nóng)業(yè)碳排放來自畜牧業(yè)，3個省份或地區(qū)畜牧業(yè)產(chǎn)生的碳排放量占各省（地區(qū)）農(nóng)業(yè)碳排放總量的比例分別為53%、97%和92%。

重慶、寧夏、北京和天津的農(nóng)業(yè)碳排放總量平均值處于低碳排放區(qū)，其中上海市最小，僅為2 531萬 t，占全國碳排放的0.24%。北京、天津、上海農(nóng)業(yè)碳排放量處于較低水平的原因是農(nóng)業(yè)用地面積小、勞動力相對不足，重視工業(yè)發(fā)展。

3 結論與建議

近17年來，三大經(jīng)濟區(qū)域的農(nóng)業(yè)碳排放強度呈現(xiàn)出西部＞中部＞東部的變化規(guī)律，農(nóng)業(yè)碳排放量總體上是減少的。促進農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的根本途徑是需要構建低碳循環(huán)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系。綠色農(nóng)業(yè)離不開高科技人才和高技術的手段。我國要合理構建與承載能力相匹配的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)布局，大力推廣綠色低碳循環(huán)發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。