典型農戶生產項目的碳排放計量與比較分析

王若菡 趙曙毫 李煜陽 姜天

摘 要： 本研究是基于陜西省農戶生產項目碳排放分析框架和計量方法，以典型農戶案例剖析，對農戶生產項目的碳排放進行核算和分析。通過四個典型案例農戶的碳排放量測算，分析說明碳排放量因農戶生產項目不同而差異明顯，其中糧食種植和經濟林果種植碳排放量較大，單一糧食種植比“糧食種植+養殖業”模式碳排放量大。經濟作物（如蔬菜）種植碳排放量相對小，特別是使用塑料大棚的種植方式，有效地控制了農戶生產項目碳排放總量。農戶不合理的行為模式可極大增加碳排放量，如過量的化肥投入、過度的柴油施用、大量翻耕等，會影響農戶生產的低碳水平。灌溉、人工投入雖然在農戶生產投入碳排放結構中所占比重較小，但這些行為所產生的碳排放量也不容忽視。本研究為陜西省低碳農業的發展提供一定有效數據的借鑒和參考。

關鍵詞：碳排放 碳計量 生產項目 農戶行為

中圖分類號：X82 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）08-0248-04

在全球化的低碳經濟趨勢下，農業低碳化越來越受到關注。低碳農業是農業產前、產中、產后全過程溫室氣體減排（王昀，2008），是農產品從“搖籃到墳墓”低碳化的生產過程（許廣月，2010）；是農業生產和經營中排放最少的溫室氣體，同時獲得最大收益（翁伯琦，2010）；是全世界應對能源枯竭和氣候變暖的一種全新農業形態，它在農業生產領域產生了巨大的影響（趙其國，2010）。適應了全球碳減排潮流，響應了國家推進生態文明建設的號召，是農業可持續發展的必然選擇。有利于轉變農業經濟增長方式，提高農產品質量安全水平和市場競爭力，對于促進農業增效、農村經濟與社會協調發展和農民增收具有重大的現實意義。

農業在氣候變化中扮演著重要角色，也是碳排放的重要領域。農業生產活動具有普遍性和廣泛性，農業生產主體具有分散性和差異性。我國特有的農業家庭聯產承包責任制度決定了我國農業碳排放來自千千萬萬個農戶，由每一戶農戶不同的生產項目的碳排放所構成。關于農戶層面低碳農業生產方式，漆雁斌、陳衛洪（2010）較早開展了研究，他們以農業總產值為被解釋變量，以化肥施用量、農機總動力為解釋變量，建立了我國低碳農業發展影響因素的回歸模型，結果表明化肥對我國農業產值的影響占主導地位。董謙等（2011）研究了主要投入要素對河北省農業產值的影響，她們在解釋變量中增加了農膜、柴油、農藥使用量，發現影響最大的是農膜使用量。而杜華章（2011）對1990-2008年江蘇省和2008年江蘇省52個縣（市）農業增加值與化肥、農膜、柴油、農藥、農機數據建立模型后發現，在時間序列分析中，對農業增加值貢獻最大的是柴油使用量，其次是農機總動力，而化肥施用量起負作用，這與漆雁斌、陳衛洪和董謙等的研究差異明顯。姚延婷、陳萬明（2010）選取農機、化肥、電力、柴油、灌溉五種碳排放途徑，采用灰色關聯分析法計算了農業總產值與上述因素的關聯度；發現對農業總產值影響最大的是農村用電量，其次是農機總動力、柴油和化肥使用量，影響最小的是有效灌溉面積。

Ernesto（2008）以加納為例，通過分析不同作物種植策略選擇模式下土壤凈碳匯和農民的經濟效益，且以此為基礎確認了最優的農作物種植模式，以期達到生態效益和經濟效益的雙贏。West（2002）將農田投入換算成能量，并進一步折算出每項投入造成的碳排放系數，提出了衡量新管理措施下農田生態系統對大氣二氧化碳排放貢獻多少的方程，即相對凈碳排放方程。Michael Popp（2011）在分析和測算農業碳效應的基礎上，探討了農業應對碳補償政策的策略。

因此，當前從農戶角度計算碳排放量并分析對比生產結構的研究還很少。故本研究試圖核算典型農戶各個生產項目的碳排放量，比較不同農戶行為模式下生產的碳排放量，分析影響碳排放的因素。為促進陜西地區農業低碳生產，提供一定的有效可靠的數據，為中國的農村可持續發展提供一定的參考價值。

一、農戶層面碳排放分析框架和計量方法

1.分析框架

本研究小組通過多次預調研、調研，結合以往的研究成果，咨詢相關專家，對陜西省涇陽縣云陽鎮滑里村農戶生產經營項目進行調查分析，以農戶碳排放計量為基礎，基于生產投入視角，把生產項目主要分為糧食作物種植、經濟作物種植、經濟林果種植、養殖業四大類。糧食作物，主要包括小麥、玉米，其碳排放量主要從施肥、農藥、灌溉、翻耕、秸稈處理、人工投入六個方面進行分析。經濟作物，主要是蔬菜，具體有西紅柿、白菜、芹菜、菜花等，其碳排放量在糧食作物種植的碳排放計量的基礎上，加上設施投入和地膜覆蓋。經濟林果，其碳排放量在糧食作物種植的碳排放計量的基礎上，加上落葉枝干的處理方式。養殖業，包括家畜和家禽的養殖，碳排放主要從腸道發酵、糞便處理以及人工投入三個方面來分析和核算。

2.計量方法

對于農戶生產經營項目碳排放的核算，每一項目的碳排放不盡相同，盡可能采用IPCC的研究方法，同時采用了一些現有的國內外學者的研究成果。

針對農戶經營項目排放量的計算，以農戶碳效應分析框架為基礎，其具體的核算公式為E=∑Ei=∑Ti*∮i，式中E為項目碳排放總量，Ei為投入類型i的碳排放量，Ti為第i種碳源的使用量，∮i為第i種碳源的碳排放系數。為了方便研究分析，本研究對碳排放量統一換算成標準碳。關于農戶項目用地和投入來源于調研分析，關于各種投入的碳排放系數見表2。

動物腸道發酵溫室氣體排放是動物在正常代謝過程中，寄生在生物體內的微生物分解消化飼料是產生的甲烷等氣體，主要是從口、鼻、直腸排出體外的甲烷氣體（韋秀麗，2013）。腸道發酵碳排放通過將不同類型牲畜數量（Nij ）乘以相應腸道發酵溫室氣體排放系數δij獲得，牲畜飼養量數據來源于實際調查或統計年鑒資料。溫室氣體系數參考了省級溫室氣體清單編制指南，相關數據見表3。

畜牧業反芻動物瘤胃發酵和畜禽糞便處理過程產生的CH4及糞便還田利用過程中的NO2直接或間接排放，已成為農業溫室氣體的主要來源（Olesen J E.，2006）。糞便管理產生的溫室氣體是畜牧業溫室氣體主要包括CH4和NO2，在核算過程中分別將不同類型牲畜數量Ni乘糞便管理排放的CH4和NO2的CO2當量，以西北黃土高原地區為例，省級溫室氣體排放指南相關排放系數整理為表4。

二、案例農戶碳排放計量與比較分析

1.滑里村農戶生產經營情況

滑里村位于云陽鎮，由滑里、仝家、雷家、東華云、西華云、互助六個村民小組。有520余戶，2210人，全村面積4000余畝，耕地3400畝，以養殖業和勞務輸出為主導，靠多種經營收入。其中，水果1400畝，以桃為主；糧食900畝，以小麥、玉米為主；蔬菜1100畝，其中溫室大棚菜300余畝、陸地蔬菜700余畝。全村農業生產總值1300萬元，養殖業養奶牛800多頭，生豬3000多頭，蛋雞20萬只，鵪鶉10萬余只，奶山羊1000多只，產值1000多萬元，2015年農民人均收入9600元。目前，滑里村的種植業、養殖業發展基本采取高投入、高產出的高碳型模式。經濟作物種植技術主要是地膜種植和大棚種植。地膜種植成本和收益相對于大棚種植都較低。生產過程中肥料和藥品的使用方面，絕大部分使用化肥和農藥，極少數進行了糞肥的施用。因為經濟作物收入可觀，為了產量的提高，農民不惜付出化肥價格逐年提高的成本，經濟作物種植施用了大量的化肥。為了保證產品質量，農藥使用量同樣較高。養殖業主要為規模化養殖，分布于村邊居住區之外，采取散養和籠養的養殖方式，養殖業垃圾堆放于養殖場周邊，沒有使用污染物處理相關技術。

2.案例選擇與描述

通過對涇陽縣云陽鎮滑里村的調查研究，發現種植業存在三類典型農戶生產經營，分別為糧食種植、蔬菜種植、桃樹種植。鑒于此，在每種類別中各取一家典型農戶進行剖析。此外，該村還存在養殖業、種植業兼業農戶生產經營，根據農戶稟賦的相似性，選取了一家“糧食種植+養羊”典型農戶作為案例進行剖析。

案例農戶的生產資源信息（見表5）。根據農戶主體經營項目的不同和農戶稟賦的相似，分別選取以糧食種植為主的FZD農戶、以蔬菜種植為主的YXF農戶、以桃樹種植為主的PZL農戶和以“糧食種植+養羊”為主的TJZ農戶。

FZD，48歲，女，初中文化程度，涇陽縣云陽鎮滑里村東滑云人，家中5口人，其中有一個老人，一人務農，三人外出務工。她主要經營了8畝土地，主要種植糧食，6月份至8月份種植玉米，9月份至次年6月份種植小麥。為了提高糧食產量和質量，FZD加大化肥和農藥的投入，對土地及時進行翻耕和灌溉，加強人工管理的同時，租用消耗柴油的農用機械進行施肥、翻耕、灌溉等，農藥的噴灑也用到了小型電機。

YXF，57歲，男，初中文化程度，涇陽縣云陽鎮滑里村東滑云人，家中9口人，務農人員有兩人，外出務工人員有四人。經營了9畝土地，用于種植蔬菜。為了提高質量和產量，建起了大棚。大棚內種植了經濟作物，主要是蔬菜，包括菜花和洋蔥等。一年種植兩茬，第一茬在過完春節開春以后種植，具有生長期短、成熟早、見效快，且耐低溫、抗病的優勢。第二茬一般在秋季，這段時間蔬菜市場價格較高、經濟效益比較可觀，能有效解決露地栽培后期市場供應問題。為了提高蔬菜的質量和產量，該農戶注重地膜及棚膜的投入，地膜一茬一換，棚膜兩年一換；此外，農藥和化肥投入以及灌溉量都很大。

PZL，59歲，男，小學文化，涇陽縣云陽鎮滑里村仝家村人，家中有6口人，兩位老人，其余四人皆務農。經營了12畝桃林。為了提高產量，化肥、農藥的投入量大；為了提高果品質量，增強土壤肥力，翻耕力度和灌溉量大；人工投入（修剪枝葉、套袋等）力度大。

TJZ，70歲，男，小學文化，涇陽縣云陽鎮滑里村雷家村人，家中5口人，一個未成年人正在念書，兩口年輕人進城打工，老兩口務農。除經營了8畝土地用于糧食種植外，在自己院落里養殖了兩頭奶山羊。羊糞除了為糧食施肥外，還用于自家沼氣的原料和動力。機械和柴油的使用量大，小麥的收割、玉米的播種、土地的翻耕、化肥的施用、農藥的噴灑以及灌溉都租用或使用了消耗柴油的機器。

3.結果分析

3.1案例農戶生產項目碳排放分析比較

從案例農戶生產項目碳排放量（見表6）來看，FZD、YXF、PZL和TJZ碳排放總量分別是3344.928kg，2578.744kg，4770.376kg和2735.778kg。從單個生產項目來看，PZL桃樹種植和FZD糧食種植為主要的碳排放源，TJZ“糧食種植+養羊”比FZD單一糧食種植碳排放量少。很大程度上歸結于養殖糞肥的使用抵消了化肥的碳排放量，因而“糧食種植+養羊”總的碳排放量少于單一糧食種植的碳排放量。而從單位面積生產項目碳排放量來看，FZD單一糧食種植碳排放量最高，PZL桃樹種植碳排放量次之，YXF蔬菜種植碳排放量小于FZD糧食種植和PZL桃樹種植碳排放量，TJZ糧食種植和養羊的碳排放量相近。

3.2案例農戶生產投入碳排放結構分析

從案例農戶生產投入碳排放結構（見表7）來看，化肥投入、柴油以及翻耕是FZD最重要的碳排放源，分別找碳排放總量的71.6%、16.7%和5.0%。YXF最主要的碳排放源是農膜投入、化肥投入和農藥投入，分別占碳排放總量的52.8%、31.3%和4.8%。PZL主要碳排放源為化肥投入、農藥投入和翻耕，分別占碳排放總量的77.1%、13.9%和5.3%。TJZ碳排放源最多，共8個，最主要的是化肥投入、柴油、羊腸道發酵和翻耕，分別占碳排放總量的45.8%、24.3%、17.2%和6.1%。化肥投入、農藥投入、翻耕、柴油的碳排放占極大比重，是共同的碳排放源。由此可以看出，在促進發展低碳生產行為過程中，農戶存在很大潛力，轉變農戶的生產行為極為重要。此外，灌溉、人工投入雖然所占比重較小，但這些行為所產生的碳排放也不容忽視。

三、結論與建議

本研究基于農戶生產項目碳排放分析框架和計量方法，以典型農戶案例剖析的方法對農戶生產項目的碳排放進行分析，取得如下幾點結論：

1.四個典型案例農戶的碳排放量測算分析說明碳排放量因農戶生產項目不同而差異明顯，糧食種植和經濟林果種植碳排放量較大，單一糧食種植比“糧食種植+養殖業”模式碳排放量大。

2.經濟作物（如蔬菜）種植碳排放量相對小，特別是使用塑料大棚的種植方式，有效地控制了農戶生產項目碳排放總量。

3.農戶不合理的行為模式可極大增加碳排放量，如過量的化肥投入、過度的柴油施用、大量翻耕等，影響農戶生產的低碳水平。

4.灌溉、人工投入雖然在農戶生產投入碳排放結構中所占比重較小，但這些行為所產生的碳排放量也不容忽視。

根據以上研究結論，我們得出以下促進減排的政策啟示。第一，樹立低碳經濟意識，切實轉變農業發展方式。我們必須摒棄傳統發展思維和發展模式，徹底改變重開發輕節約、重速度輕效益，片面追求GDP增長、忽視資源和環境的傾向，加快推進低碳農業發展。第二，降低化肥、農藥使用強度，提高其利用效率。應以節肥、節藥為突破口，推廣應用節約型農業技術。我們要運用農業、物理及生物防治技術，減少農藥使用量，提高農藥利用率；同時，進一步加大測土配方施肥覆蓋面，提高化肥使用效率，從源頭上減少農業碳排放。第三，強化科技創新，提高農業生產低碳化的科技引領和技術支撐能力。我們要加大科技攻關和技術組裝配套集成力度，不斷研發和推廣低碳農業技術。第四，政府可以加強規劃指導的同時，完善相關政策和法規等保障措施。建議將可持續發展低碳排放農業項目歸納到國家中長期發展規劃中去，相關領域的專家和主管部門制定專門的法規和政策，從而明確我國低碳農業可持續發展的目標及各部門的政策導向，同時由相關部門負責相關協調組織工作，將其取得的效果和成績納入績效考核中去。國家相關部門應研究和制定出相應補貼和獎勵制度來鼓勵農民和企業施行減量投入，同時為取得社會的認可度和關注度，可以頒布相關的減量認證標志及建立制度。

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作者簡介：王若菡（1994.9-），女，西北農林科技大學經濟管理學院本科生。