摘要：對(duì)上海市1993～2018年間的農(nóng)業(yè)溫室氣體排放進(jìn)行測(cè)算，分析排放總量、氣體組成和排放源的變化情況，并基于LMDI模型分析了相關(guān)影響因素，以及給出了減排建議，研究結(jié)果對(duì)厘清上海大都市郊區(qū)農(nóng)業(yè)溫室氣體減排重點(diǎn)和路徑具有參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：上海市；農(nóng)業(yè)溫室氣體；影響因素；LMDI模型

引言

工業(yè)革命以來，溫室氣體排放所引起的全球變暖已成為亟待解決的全球性問題。中國作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，其農(nóng)業(yè)碳排放量約占亞洲農(nóng)業(yè)碳排放總量的29%，世界農(nóng)業(yè)碳排放的12%左右，并以每年5%的速度持續(xù)增長(zhǎng)[1][2]。由此可見，農(nóng)業(yè)溫室氣體減排已經(jīng)到了刻不容緩的地步，對(duì)綠色農(nóng)業(yè)和可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。上海市是我國都市農(nóng)業(yè)發(fā)展的領(lǐng)先城市[3]，因此本文對(duì)上海市1993～2018年的農(nóng)業(yè)溫室氣體排放進(jìn)行測(cè)算，然后展開影響因素分析，并提出相應(yīng)的減排建議，以期為上海農(nóng)業(yè)溫室氣體減排提供參考路徑。

1農(nóng)業(yè)溫室氣體排放的測(cè)算

本文參照《IPCC國家溫室氣體清單編制指南》[4]《省級(jí)溫室氣體清單編制指南（試行）》和過往研究，確定上海市農(nóng)業(yè)溫室氣體主要有5種排放源，即農(nóng)業(yè)投入使用的物資所產(chǎn)生的CO2排放、水稻生長(zhǎng)過程中的CH4排放、農(nóng)地利用導(dǎo)致的直接和間接的N2O釋放、動(dòng)物的反芻過程所產(chǎn)生的CH4排放、集中管理動(dòng)物糞便所帶來的CH4和N2O氣體排放，最終將所有計(jì)算數(shù)據(jù)統(tǒng)一換算為增溫潛勢(shì)。本研究所使用的農(nóng)業(yè)活動(dòng)數(shù)據(jù)來自《中國農(nóng)業(yè)年鑒》《上海市統(tǒng)計(jì)年鑒》《上海郊區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒》等資料，數(shù)據(jù)處理時(shí)涉及到牲畜年均飼養(yǎng)量調(diào)整方法可從過往文獻(xiàn)中查取[5]，測(cè)算方法參考了田云等[6]的研究和《省級(jí)溫室氣體清單編制指南（試行）》。根據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）第4次評(píng)估報(bào)告，農(nóng)業(yè)溫室氣體CO2、CH4、N2O的增溫潛勢(shì)分別為1、25、298。

2上海市農(nóng)業(yè)溫室氣體排放及趨勢(shì)演變

本研究對(duì)1993～2018年上海市農(nóng)業(yè)活動(dòng)產(chǎn)生的CO2、CH4和N2O溫室氣體進(jìn)行測(cè)算，并將其轉(zhuǎn)化為增溫潛勢(shì)進(jìn)行統(tǒng)一分析，結(jié)果如圖1所示。在這26年間，農(nóng)業(yè)溫室氣體總體上呈現(xiàn)出先升后降的變化態(tài)勢(shì)，上升期間生豬養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴(kuò)大，種植業(yè)規(guī)模沒有明顯擴(kuò)大，但化肥、農(nóng)藥等農(nóng)用物資投入量卻不斷增加，相應(yīng)地引起溫室氣體排放量增加。從總量上看，上海市農(nóng)業(yè)溫室氣體排放從1993年的526.37萬t攀升至1999年峰值551.91萬t，然后一路降至2018年的258.18萬t，相比1993年下降50.95%，年均減排幅度達(dá)到2.78%，農(nóng)業(yè)減排效果顯著；1997年數(shù)據(jù)波動(dòng)較大，主要是這一年投入物資量明顯較其他年份??；1999年上海市被定位為“全國重要的經(jīng)濟(jì)中心”和“國際化大都市”之后，開始強(qiáng)調(diào)技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)，農(nóng)業(yè)溫室氣體排放量到達(dá)頂峰后趨于下降，加之農(nóng)業(yè)規(guī)模不斷縮小，溫室氣體排放量也同步快速下降。

上海市農(nóng)業(yè)排放的溫室氣體中各氣體比例如圖2所示，1997年開始隨著農(nóng)業(yè)投入物資的增加，CO2所占比例逐漸升高，2002年達(dá)到35.67%，超過了N2O，成為排放量最高的氣體，并在2007年升至頂峰，此時(shí)CO2所占比例高達(dá)43.46%，隨后穩(wěn)定在41%附近；N2O的比例整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；CH4的占比則先是一路下降，2007年出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，開始緩慢上升，并在2014年達(dá)到26%，超過N2O，主要是化肥使用量的明顯下降所致。

5種排放源的排放情況如圖3所示，農(nóng)業(yè)物資投入所引起的排放在農(nóng)業(yè)溫室氣體排放中始終占據(jù)主要地位，其余按照排放貢獻(xiàn)分別是農(nóng)地N2O、稻田CH4、糞便管理和反芻動(dòng)物的腸胃發(fā)酵?？偭可?，物資投入所引起的排放在1999年之前呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，1999年之后波動(dòng)下降；農(nóng)用地N2O在1993～2001年間處于波動(dòng)狀態(tài)，2001年之后一路下降；稻田CH4在1999年之前緩慢下降，1999～2003年間由于水稻種植規(guī)模的減少而快速下降，隨后排放量趨于穩(wěn)定；糞便管理引起的排放在1999～2002年間緩慢上升，2002年后由于生豬和羊的養(yǎng)殖規(guī)模下降，排放量也隨之下降；動(dòng)物腸胃發(fā)酵的CH4排放量始終較為穩(wěn)定，這與奶牛養(yǎng)殖數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定有關(guān)。

3上海市農(nóng)業(yè)溫室氣體排放的影響因素分析

基于對(duì)數(shù)平均迪氏指數(shù)（LMDI）模型，本研究將影響上海市農(nóng)業(yè)溫室氣體排放的因素分解為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率（APE）、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（APS）、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平（ADL）和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力規(guī)模（ALF）4部分[7]，按式（1）計(jì)算農(nóng)業(yè)溫室氣體排放量。

基于LMDI模型，將上海市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的溫室氣體排放的影響因素歸結(jié)為效率因素、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)因素、經(jīng)濟(jì)發(fā)展因素和勞動(dòng)力規(guī)模因素4個(gè)方面，分解結(jié)果如表1所示。鑒于價(jià)格波動(dòng)可能導(dǎo)致實(shí)際產(chǎn)值缺乏縱向比較性，因此對(duì)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值和種植業(yè)產(chǎn)值進(jìn)行了可比價(jià)格的調(diào)整。從表1可以看出，農(nóng)業(yè)溫室氣體排放在一定程度上受到效率和勞動(dòng)力規(guī)模的制約，且提升生產(chǎn)效率對(duì)減排效果的影響明顯大于勞動(dòng)力規(guī)模因素。生產(chǎn)效率的提高減少了單位產(chǎn)值所需要的排放，大大提升了上海市的農(nóng)業(yè)綠色生產(chǎn)能力；同時(shí)，這期間上海市農(nóng)業(yè)人口不斷減少，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力向非農(nóng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，有利于農(nóng)業(yè)規(guī)?；a(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)減排。另外，相對(duì)而言，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)因素卻促進(jìn)了上海市農(nóng)業(yè)溫室氣體的排放，其中經(jīng)濟(jì)發(fā)展是導(dǎo)致農(nóng)業(yè)溫室氣體排放增加的主要因素，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)因素帶來的影響則相對(duì)較小。

4結(jié)果與減排建議

基于1993～2018年的上海市農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，本研究評(píng)估了農(nóng)業(yè)溫室氣體排放情況，運(yùn)用LMDI模型分析了效率、結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)和勞動(dòng)力規(guī)模因素對(duì)其的影響，并提出了減排建議。

4.1整體分析結(jié)果

從溫室氣體排放總量看，26年間上海市農(nóng)業(yè)溫室氣體排放呈現(xiàn)2個(gè)階段的變化特征，即1993～1999年波動(dòng)上升，從526.37萬t上升至551.91萬t，1999年達(dá)到峰值；2000～2018年穩(wěn)步下降，2018年農(nóng)業(yè)溫室氣體排放量已降至258.18萬t，減排效果顯著。從溫室氣體組成看，CO2、N2O、CH4這3種氣體中CO2所占比例在2002年超越N2O成為排放最多的氣體，且穩(wěn)定在41%以上；N2O的比例在2014年以前高于CH4，2014年以后由于化肥使用量的減少而被CH4超過。從排放源看，農(nóng)用物資投入所引起的排放量最高，2004年之后穩(wěn)定在41%以上；其余按照貢獻(xiàn)大小分別是農(nóng)地N2O、稻田CH4、糞便管理和反芻動(dòng)物的腸胃發(fā)酵。從影響因素看，LMDI分解結(jié)果顯示效率因素和勞動(dòng)力規(guī)模因素能夠抑制溫室氣體排放，且效率因素是主要抑制因素；經(jīng)濟(jì)因素和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)因素則促進(jìn)了農(nóng)業(yè)溫室氣體的排放，經(jīng)濟(jì)因素占據(jù)主導(dǎo)地位。

4.2減排建議

農(nóng)業(yè)乃民生之根本，農(nóng)業(yè)發(fā)展不僅要盡力保護(hù)環(huán)境，還需要以最小的生態(tài)代價(jià)獲取最大的價(jià)值收益。1993～2018年間，上海市農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)了低規(guī)模、高產(chǎn)值的質(zhì)量發(fā)展，同時(shí)充分考慮綠色農(nóng)業(yè)需要，溫室氣體減排效果顯著。2018年以來，上海市農(nóng)業(yè)產(chǎn)值有所下降，雖然養(yǎng)殖業(yè)波動(dòng)不大，但種植業(yè)規(guī)模持續(xù)縮小使得“排放大戶”農(nóng)用物資使用量減少較為可觀。以化肥為例，截至2021年底，化肥投入量相比2018年已減少21.27%，對(duì)農(nóng)業(yè)減排具有重大意義。針對(duì)研究結(jié)果和實(shí)際情況，本研究提出4項(xiàng)建議，即①推廣優(yōu)良稻種，優(yōu)化水田灌溉管理，盡力減少稻田的CH4排放；②適度減少農(nóng)業(yè)化學(xué)物資投入，積極推廣科學(xué)施肥、施藥等農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)；③加快農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備的改造與更新，引進(jìn)和推廣高效節(jié)能的農(nóng)業(yè)新機(jī)械；④優(yōu)化種植業(yè)和畜牧業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與加強(qiáng)農(nóng)民的技術(shù)培訓(xùn)相結(jié)合，推廣先進(jìn)農(nóng)業(yè)管理模式，促進(jìn)農(nóng)業(yè)要素的高效利用和循環(huán)使用。

結(jié)語

在工業(yè)化和城市化快速發(fā)展的宏觀背景下，上海市的農(nóng)業(yè)發(fā)展雖然面臨土地非農(nóng)化、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值份額和就業(yè)份額持續(xù)下降的不利局面，但令人欣慰的是上海市農(nóng)業(yè)走上了規(guī)?；?、現(xiàn)代化、品牌化發(fā)展之路。上海市農(nóng)業(yè)在良種化、水利化、機(jī)械化和理性化學(xué)化等農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化方面領(lǐng)先全國的同時(shí)，都市農(nóng)業(yè)的低碳化發(fā)展同樣取得了可喜的成績(jī)。在20世紀(jì)末歷經(jīng)農(nóng)業(yè)溫室氣體排放達(dá)峰之后，21世紀(jì)上海市農(nóng)業(yè)已步入農(nóng)業(yè)溫室氣體減排的新時(shí)期。但需要清醒的是這種成績(jī)?cè)诤艽蟪潭壬嫌煞N植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的總體規(guī)?？s小而取得的，并非是完全由生產(chǎn)效率的提升而獲得的，特別是種植業(yè)所投入的物資量并未隨其規(guī)模的縮小而同步下降，導(dǎo)致CO2排放的比例依然居高不下。因此，種植業(yè)應(yīng)當(dāng)成為未來上海市農(nóng)業(yè)溫室氣體減排的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。

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作者簡(jiǎn)介

李海諾（1998—），男，漢族，河南信陽人，碩士研究生在讀，主要研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)溫室氣體排放。

通信作者

石憶邵（1963— ），男，漢族，湖南邵陽人，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事土地資源管理、城市與區(qū)域規(guī)劃、城市地理信息系統(tǒng)等方面的研究。