安徽省農(nóng)業(yè)碳排放結(jié)構(gòu)與效率研究

朱麗君 王光宇 姚升等

摘要：借鑒農(nóng)業(yè)碳排放領(lǐng)域研究成果，研究安徽省農(nóng)業(yè)碳排放，運(yùn)用生命周期評價(jià)法（LCA）系統(tǒng)梳理安徽省農(nóng)業(yè)2000-2013年度化肥施用量、畜禽養(yǎng)殖量、農(nóng)藥農(nóng)膜使用量、土壤面積、農(nóng)用機(jī)械總動(dòng)力等碳排放活動(dòng)，測算安徽省農(nóng)田碳排放總量、碳排放結(jié)構(gòu)與碳排放效率。結(jié)果表明，安徽省農(nóng)業(yè)碳排放總量逐年緩慢上升，與農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢基本一致，上升幅度小于農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值上升幅度，整體而言安徽省農(nóng)業(yè)系統(tǒng)碳排放處于正平衡狀態(tài)；工業(yè)投入品碳排放是安徽省農(nóng)業(yè)碳排放最重要的來源，其中化肥生產(chǎn)、運(yùn)輸、施用過程中引起的碳排放在整個(gè)農(nóng)業(yè)碳排放系統(tǒng)中所占比重最大；農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度呈逐年下降趨勢，農(nóng)業(yè)碳排放效率逐年提高。

關(guān)鍵詞：安徽省；農(nóng)業(yè)碳排放；碳排放效率

中圖分類號(hào)：X322；F320 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）14-3546-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.14.054

Study on Estimation， Structure and Efficiency of

Anhui Agricultural Carbon Emissions

ZHU Li-jun， WANG Guang-yu， YAO Sheng， ZHANG Yang， JIANG Tao， ZHANG Yao-lan

（Institute of Agricultural Economy and Information， Anhui Academy of Agricultural Science， Hefei 230031， Anhui， China）

Abstract： Using the research achievements in field of agricultural carbon emmissions for reference，the carbon emission source and factor of Anhui agriculture was identified by LCA. The fertilizer consumption， the amount of livestock， the amount of pesticide and plastic sheeting， soil area， the total power of agricultural machinery and other carbon activities of Anhui from 2000 to 2013 were systematically combed to measure the carbon emissions of farmland in Anhui， the structure of carbon emissions and carbon emission efficiency. The results showed that the total agricultural emissions was gradually slowly rise in Anhui， and remained the same upward trend with agricultural development， and the rate of increase of was less than the rate of increase of agricultural output， overall carbon emissions of Anhui agricultural system was in the positive equilibrium state. Industrial inputs carbon emissions was the most important source of Anhui Agricultural greenhouse gases， and carbon emissions caused by fertilizer production， transport， application process emissions was the largest share of carbon emissions in Anhui entire agricultural system. Agricultural carbon intensity showed a declining trend， and the efficiency of agricultural carbon emissions increased every year.

Key words： Anhui province； agricultural carbon emissions； carbon emission efficiency

由于人類不合理的生產(chǎn)、開發(fā)與消費(fèi)活動(dòng)而產(chǎn)生的溫室氣體導(dǎo)致全球氣候變暖、海平面上升、極端惡劣氣候頻繁出現(xiàn)、病蟲害頻發(fā)、水資源短缺加劇、生態(tài)惡化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到嚴(yán)重影響。農(nóng)業(yè)活動(dòng)在承受溫室氣體帶來的極端惡劣天氣影響的同時(shí)，也向大氣中進(jìn)行著碳排放，隨著農(nóng)業(yè)規(guī)模化和機(jī)械化程度的提高，大量的CO2、CH4和N2O排放，農(nóng)業(yè)成為地球上僅次于化石燃料的第二大碳排放源。在共同應(yīng)對經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展所受到的環(huán)境壓力、能源壓力、氣候惡化壓力之時(shí)，發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)碳減排迫在眉睫。

要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)碳減排，須先明確農(nóng)業(yè)溫室氣體的排放源、排放數(shù)量等。學(xué)者從化肥施用量、農(nóng)藥施用量、農(nóng)膜使用量、機(jī)械總動(dòng)力、農(nóng)作物播種面積、農(nóng)業(yè)能源、畜牧養(yǎng)殖等方面對農(nóng)業(yè)碳排放進(jìn)行了研究。漆雁斌等[1]對農(nóng)業(yè)產(chǎn)值與化肥施用量、機(jī)械總動(dòng)力以及農(nóng)作物播種面積等碳排放因素進(jìn)行了分析；胡向東等[2]對中國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的碳排放進(jìn)行了測算與分析；黃祖輝等[3]以浙江省為例，研究了農(nóng)業(yè)碳足跡；冉光和等[4]探討了中國農(nóng)業(yè)碳排放的變動(dòng)趨勢；閔繼勝等[5]研究了中國農(nóng)業(yè)溫室氣體排放量；張廣勝等[6]對中國農(nóng)業(yè)碳排放的總量、結(jié)構(gòu)、效率和其決定機(jī)制進(jìn)行了研究。

本研究借鑒已有的農(nóng)業(yè)碳排放研究成果，從生命周期思想出發(fā)，對安徽省農(nóng)業(yè)碳排放進(jìn)行界定與分類，構(gòu)建安徽省農(nóng)業(yè)碳排放的測算體系，考察碳排放數(shù)量變動(dòng)和結(jié)構(gòu)特征，全面分析農(nóng)業(yè)碳排放源及其影響強(qiáng)度，以期為安徽省農(nóng)業(yè)碳減排研究與政策制定提供參考。

1 農(nóng)業(yè)碳排放測算的構(gòu)架

農(nóng)業(yè)中的碳排放活動(dòng)如下：土壤中的有機(jī)質(zhì)經(jīng)過微生物分解，以CO2的形式排入大氣；水田經(jīng)發(fā)酵產(chǎn)生CH4；牛、羊、豬等動(dòng)物消化道內(nèi)發(fā)酵飼料時(shí)產(chǎn)生CH4，畜禽糞便處理中也排放大量的CH4和N2O；生物質(zhì)燃燒產(chǎn)生大量CO2等溫室氣體；農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)過程中化石能源的消耗產(chǎn)生大量的溫室氣體；化肥、農(nóng)藥以化石能源為原料，生產(chǎn)過程中還會(huì)排放大量CO2等溫室氣體。與安徽省農(nóng)業(yè)碳排放數(shù)量相關(guān)的主要有化肥施用量、畜禽養(yǎng)殖量、農(nóng)藥農(nóng)膜使用量、土壤面積、農(nóng)用機(jī)械總動(dòng)力等。

農(nóng)業(yè)碳排放的氣體種類主要為CO2、CH4、N2O，在測算中根據(jù)IPCC第四次評估報(bào)告，利用全球增溫潛勢（GWP）把各種碳排放氣體統(tǒng)一折算為CO2e來進(jìn)行度量：GWP■=1，GWP■=25，GWP■=298。

進(jìn)行農(nóng)業(yè)碳排放量測算主要有生命周期評價(jià)法（LCA）和投入產(chǎn)出法（IO）。LCA方法是基于微觀產(chǎn)品自下而上的過程分析方法，本研究應(yīng)用此法研究安徽省農(nóng)業(yè)碳排放量。

農(nóng)業(yè)碳排放量計(jì)算公式為：

T=∑（Ei×Qi×GWP）

式中，T為農(nóng)業(yè)碳排放總量，E為每種碳排放活動(dòng)的數(shù)量，Q為各碳排放源的排放系數(shù)，GWP為排放氣體的增溫潛勢，i表示各種碳排放活動(dòng)[6]。

安徽省2000-2013年度化肥施用量、畜禽養(yǎng)殖量、農(nóng)藥農(nóng)膜使用量、土壤面積、農(nóng)用機(jī)械總動(dòng)力等數(shù)據(jù)來自《安徽統(tǒng)計(jì)年鑒》，農(nóng)業(yè)各種碳排放情況詳見表1。

2 測算結(jié)果

2.1 安徽省2000-2013年農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值與碳排放總量變動(dòng)趨勢

安徽省2000-2013年農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值與碳排放總量變動(dòng)趨勢詳見表2、圖1。

整體看，安徽省農(nóng)業(yè)碳排放量呈上漲趨勢，從2000年的8 534.20萬t增加至2013年的9 691.42萬t，CO2e增長了13.56%。安徽省農(nóng)業(yè)碳排放總量變動(dòng)大約呈現(xiàn)3個(gè)階段：2000-2002年呈大致平緩，在8 600萬tCO2e/年上下浮動(dòng)；2003～2007年呈現(xiàn)出逐年下降趨勢，2008～2013年呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢，但年增長速度大致呈減緩趨勢。

2.2 安徽省農(nóng)業(yè)碳排放結(jié)構(gòu)

從安徽省2000-2013年農(nóng)業(yè)各碳排放源年均排放量結(jié)構(gòu)（圖1）可以看出，化肥生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用過程中碳排放量最大，年均值在3 531萬tCO2e，占年均碳排放總量的43.99%；其次，水田中的CH4碳排放量較大，年均值在1 567萬tCO2e，占年均碳排放總量的19.53%；再次，豬的腸道發(fā)酵、糞便處理CH4碳排放量年均值在1 068萬tCO2e，占年均碳排放總量的13.31%；電、牛的碳排放量分別占年均碳排放總量的8.12%、6.52%；柴油、羊、農(nóng)藥與農(nóng)膜的碳排放量分別占年均碳排放總量的2.39%、2.13%、2.2%、1.8%；驢、馬的碳排放量分別約占年均碳排放總量的0.01%。

2.3 安徽省碳排放效率

根據(jù)農(nóng)業(yè)碳排放總量可以進(jìn)一步分析得出農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度與農(nóng)業(yè)碳排放密度，這兩個(gè)指標(biāo)均能反映農(nóng)業(yè)碳排放效率。每萬元農(nóng)業(yè)GDP產(chǎn)生的碳排放量稱之為農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度，每公頃播種面積上產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)碳排放量稱之為農(nóng)業(yè)碳排放密度。

2000-2013年安徽省農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度（以當(dāng)年價(jià)格計(jì)算）由7 tCO2e/萬元降至2.42 tCO2e/萬元，降低65.45%，碳排放效率明顯提高；安徽省農(nóng)業(yè)碳排放密度由10.14 tCO2e/hm2緩升至10.83 tCO2e/hm2，增長了6.80%，變動(dòng)趨勢平緩（圖2）。

3 小結(jié)與討論

運(yùn)用生命周期評價(jià)法（LCA）系統(tǒng)明確安徽省農(nóng)業(yè)各種碳排放源，測算安徽省農(nóng)田碳排放總量、碳排放結(jié)構(gòu)與碳排放效率。研究表明：①工業(yè)投入品碳排放是安徽農(nóng)業(yè)溫室氣體最重要的來源，其中化肥生產(chǎn)、運(yùn)輸、施用過程中引起的碳排放在安徽整個(gè)農(nóng)業(yè)碳排放系統(tǒng)中所占比重最大。②安徽省農(nóng)業(yè)碳排放總量呈逐年緩慢上升趨勢，與農(nóng)業(yè)發(fā)展上升趨勢基本保持一致，且上升幅度小于農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值上升幅度，整體而言安徽省農(nóng)業(yè)系統(tǒng)碳排放處于正平衡狀態(tài)[7]。③農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度呈現(xiàn)逐年下降趨勢，農(nóng)業(yè)碳排放效率逐年提高，這和國家的農(nóng)業(yè)政策、農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼政策及政策宣傳、當(dāng)?shù)厣a(chǎn)技術(shù)條件，還有農(nóng)民的低碳意識(shí)提高有著密不可分的關(guān)系。

基于以上研究結(jié)論，對于推進(jìn)安徽省低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展，提出以下政策建議：

1）針對化肥過量施用和不合理施用結(jié)構(gòu)問題改進(jìn)與創(chuàng)新使用技術(shù)，增施有機(jī)肥，大力推廣測土配方施肥，提高化肥利用率；圍繞“測土、配方、配肥、供肥、施肥指導(dǎo)”5個(gè)環(huán)節(jié)，做到“測土到田、配方到廠、供肥到點(diǎn)、指導(dǎo)到戶”，通過宣傳與指導(dǎo)， 改變農(nóng)民盲目大量施用化肥的習(xí)慣，使其重視有機(jī)肥、測土配方的使用；繼續(xù)推廣水肥一體化、精準(zhǔn)施肥、氮肥深施等旨在提高肥料利用率的技術(shù)，優(yōu)化氮肥管理；引導(dǎo)農(nóng)戶通過輪作間作豆科等固氮作物，增加土壤有機(jī)質(zhì)，培育土壤自身肥力[8-10]。

2）在農(nóng)業(yè)機(jī)械方面，財(cái)政應(yīng)優(yōu)先支持研發(fā)與推廣節(jié)能環(huán)保新機(jī)具，同時(shí)對節(jié)能減排作用顯著的農(nóng)機(jī)，加大財(cái)政補(bǔ)貼支持的力度，以加快節(jié)能農(nóng)機(jī)的推廣；另外，大力發(fā)展農(nóng)機(jī)專業(yè)合作社等新型農(nóng)民經(jīng)營主體，積極推進(jìn)土地流轉(zhuǎn)和規(guī)模化經(jīng)營，使農(nóng)機(jī)器具充分發(fā)揮效能，降低農(nóng)機(jī)的綜合能源消耗[9-12]。

3）對于畜禽養(yǎng)殖業(yè)，政府應(yīng)繼續(xù)強(qiáng)化技術(shù)扶持與資金支持，以畜禽糞污處理沼氣工程為扶持重心，進(jìn)一步推進(jìn)農(nóng)村清潔能源開發(fā)利用，減少畜禽養(yǎng)殖廢棄物處理過程中的CH4排放[12]。

4）實(shí)施保護(hù)性耕作，積極倡導(dǎo)與推進(jìn)少耕與免耕，可蓄水保墑、培肥地力、固碳減排[7，13]。

5）根據(jù)安徽省農(nóng)業(yè)發(fā)展實(shí)際，適度發(fā)展資源節(jié)約型農(nóng)業(yè)，減少對化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜等高碳農(nóng)業(yè)投入品的依賴；積極發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè)，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)碳匯能力；積極推進(jìn)碳排放權(quán)交易，通過合理的補(bǔ)償機(jī)制、交易機(jī)制鼓勵(lì)農(nóng)民進(jìn)行低碳農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，可引入CDM機(jī)制[14]。

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