云南省農業碳排放時序特征及影響因素分解

盧冬冬 郭勇

【摘要】本文通過Kaya恒等式變形對云南省農業碳放影響因素進行分解研究，結果表明，農業生產效率因素、農業經濟發展水平對農業碳排放具有正效應，農業結構因素對農業碳排放呈現負效應，農業就業人口規模對農業碳排放的影響先正后負。

【關鍵詞】云南 ?農業碳排放 ?時序特征 ?因素分解

農業在云南省整個國民經濟中具有非常重要的地位，全省66%的人口為農業人口，75%的國民收入、70%的財政收入、60%的創匯收入和80%的輕工業原料直接或間接來自農業。云南省農業屬于山地農業，農業灌溉用水的利用率不到40%，化肥的利用率不到30%，高碳農業依然是當前云南農業發展的主要特征。研究云南省農業碳排放的情況，對云南省經濟社會和生態可持續發展有重要的現實指導意義。

一、研究方法選擇及數據來源

（一）農業碳排放量估算方法

農業碳排放研究相對復雜，目前國內研究還處于起步階段，對農業碳排放估算的方法也有一定的差異性。李波等（2011）選擇化肥、農藥、農業機械、灌溉用能、秸稈焚燒5個測算指標。田云等（2011）認為農業活動所導致的碳排放來源于六個方面：化肥、農藥、農膜、和農用機械使用引發的碳排放;農地翻耕對土壤表層的破壞，使有機碳流失而形成的碳排放;農業灌溉用能引起的碳排放。綜合現有學者研究及數據可獲得性，本文在指標選擇上選擇化肥、農藥、農膜、柴油、翻耕、灌溉作為研究指標。

碳排放估算公式為：■ （1）

其中，C為農業碳排放總量，Ci為第i種碳源的碳排放量，Ei為第i種排放源的使用量，ηi為第i種碳排放源的碳排放系數，碳排放系數如表1所示。

表1 農業主要碳源、系數及參考來源

（二）農業碳排放分解方法

楊來科等（2012）對碳排放影響因素測算的研究方法進行了梳理，將其分為單一型和組合型，單一型具體包括情景分析法、指數分解分析法和傳統計量法，組合型包括情景分析下的投入產出、CGE、系統動力學。指數分解法（LMDI）是目前運用較為廣泛的方法，利用日本學者Yoichi Kaya建立的Kaya碳排放恒等式，從歷史數據中分解出影響地區碳排放總量的因素，并實證測算各因素對碳排放量影響程度大小。本文選擇指數分解分析法作為碳排放分解研究方法。

Kaya模型設定碳排放量與經濟產出、經濟結構、能源使用效率、能源結構等因素有關。其表達式為：

■ （2）

■

其中，C、PE、GDP、P分別表示碳排放量、能源消費總量、國內生產總值、人口總量。CI、EI、G、P分別表表示能源結構因素、能源效率因素、經濟規模因素、人口規模因素。結合本文研究需要，對kaya恒等式進行適當變形，如下所示：

■ （3）

■

其中，C、AGRI、AGR、P分別表示農業碳排放量、種植業產值、農業總產值、農業就業人口數量。EI、AI、EL分別為表示農業生產效率因素、農業結構因素、農業經濟發展水平、農業就業人口規模效應。則（3）式可寫為：

■ （4）

由于LMDI方法采用“乘積分解”和“加和分解”兩種方法進行分解，兩種方法最終分解結果是一致的。對于公式（3），設基期碳排放總量為C0，采用加和分解，將差分分解為：

■ （5）

各分解因素貢獻值的表達式分別為：

■ （6）

■ （7）

■ （8）

■ （9）

總效應為：■

（三）數據來源

本文中翻耕數據以當年農作物播種面積為準，種植業產值、農業總產值農業生產總值剔除了物價因素，以1995年為價格基期，農業就業人口以當年第一產業就業人數為準。模型中所用數據均來自《云南省統計年鑒》和《中國農村統計年鑒》。

三、云南省農業碳排放實證分析

（一）云南省農業碳排放時序特征分析

根據公式（1），對云南省1995～2011年農業碳排放進行了測算。

1.從環比增長率（如圖1）來看，1995～2011年碳排放總量變化分三階段：（1）1995～2000年，此階段農業碳排放總量波動較大，主要原因在于農膜、農藥的使用導致碳排放增長率先降后升，在2000年各碳源的碳排放增長率明顯，化肥、農藥、柴油、翻耕、灌溉、農膜的碳排放增長較上一年均有增長，其增長率為歷史最高;（2）2001～2007年，此階段農業碳排放增長率穩定在4%水平，柴油、農膜的碳排放增長率有明顯下降的趨勢，同期農藥的碳排放為逐漸上升趨勢;（3）2008～2011年，此階段農業碳排放總量增長率約8%，2008年各項指標在2007年基礎上有較大幅度的增加，柴油使用碳排放年增長率仍處于10%以上的高水平，此階段農業碳排放特征與云南省農業結構及生產方式調整有關，但高碳排放的根本趨勢并未得到改善。

圖1 1995～2011年云南省農業主要投入的碳排放量增長率趨勢圖

2.碳排放強度分析。碳排放的強度從1995年的254.55kg/ha增長到447.22kg/ha，年均增長率為3.58%;同時，人均農業碳排放強度由1995年的31.64kg/人增長為2011年的64.73kg/人，年均增長率4.56%，均高于全國水平（如圖2）。從圖2中可以看出，云南省農業碳排放的強度處于全國水平之上，其原因從一定程度上是由經濟水平所決定的，2011年為例，云南省三次產業比重為16.1：45.6：38.3，全國三次產業比重為10.1：46.8%：43.1%，另一方面是由于云南省特殊地貌特征造成的化肥、農藥的有效使用率較低。

圖2 1995～2011年云南省及全國農業碳排放強度變化

（二）云南省碳排放影響因素分解分析

利用公式（5）-（9）對影響因素對碳排放量的影響進行量化。從圖3中可以看到不同影響因素對農業碳排放的影響效應有較大的差別。農業生產效率對農業碳排放影響在2000年形成拐點，在2000年前對農業碳排放影響較大，影響作用具有先正后負的短期波動性特征，其原因在于此期間農藥、化肥、農膜、柴油的使用量大幅波動，2002年以來農用生產資料利用效率有所提高，但受傳統生產方式影響，總體上處于一種低水平的增長態勢;農業結構因素對農業碳排放的影響作用在2001年是拐點，由不顯著逐漸趨向明顯的負效應，與農業產業結構內部的調整相關，2001年以來農業內部結構逐漸調整，林、牧、漁等農產業得到顯著的發展，種植業在農業中的比重由64.42%降為56.70%;農業經濟發展水平對農業碳排放的影響作用也是在2003年形成一個拐點，由不顯著轉為明顯趨勢的正效應，在2008～2010年期間較為平穩，2011年有較大幅度的上升，與農業生產總值的增長率的變動相一致，說明高能耗、高物耗、高排放、高污染的農業發展模式并未發生根本改變;勞動力人口規模對農業碳排放的影響處于低水平的先正后負效應，與1995～2011年期間第一產業就業人數先增后減的特征相一致，2002年形成拐點，表明第一產業就業人數的減少有益于適度規模經營，生產方式的調整有助于減少了農業碳排放規模。

圖3 1995～2011年各影響因素比較

四、結論與啟示

從前面分析可以看出，1995年以來云南省農業碳排放量具有明顯的上升趨勢，化肥、農藥、柴油、農膜是主要的碳排放來源。碳排放的強度從1995年到2011年，年均增長率為3.58%;人均農業碳排放強度由1995年到2011年，年均增長率4.56%，均高于全國水平。從其影響因素分解來看，農業生產效率因素、農業經濟發展水平對農業碳排放具有正效應，農業結構因素對農業碳排放呈現負效應，農業人口規模對農業碳排放的影響先正后負。

云南省要實現從高碳農業向低碳農業的轉變，控制農業生產過程中二氧化碳排放量可從以下兩方面著手：一是走出“大量投入—大量使用資源—大量碳排放”的傳統生產模式，走循環農業、生態農業、有機農業之路，推廣保護性耕作、輪作施肥、秸稈還田、施用有機肥等技術，實施沃土工程變“三跑土”（跑水、跑土、跑肥）為“三留土”（留水、留土、留肥），增加農田土壤有機質和固碳潛力，促進農業生產過程碳排放的有效改善;二是因地制宜實施農業產業結構調整，推廣農業生產過程中的適度規模經營，促進農村剩余勞動力向第二、三產業轉移，通過制度創新、產業轉型、新能源開發利用等多種手段，減少農業能源消耗，減少碳排放，實現農業生產發展與生態環境保護雙贏。

參考文獻

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作者簡介：盧冬冬（1988-），女，漢族，河南南陽人，畢業于云南財經大學，研究方向：農村經濟、農村發展;郭勇（1986-），男，漢族，四川廣安人，畢業于云南財經大學，研究方向：農村經濟、農村發展。