我國農地資源利用的碳排放測算及驅動因素實證分析

梁青青

摘要：以1995～2014年農業能源消耗為基礎數據，利用碳排放估算公式對我國農地資源利用的碳排放規模、強度和結構進行測算。基于改進的Kaya等式與LMDI分解法，結合計量模型，對碳排放驅動因素進行實證分析。結果表明：我國農業碳排放量逐年增加，1995年為38828293萬噸，2014年達到83859491萬噸，年均增長415%。農藥、化肥等所產生的碳排放量隨著經濟增長和農業生產方式的轉變都出現了不同程度的增長。農業人均碳排放總量、單位耕地面積碳排放量不斷遞增。化肥、農藥、農膜和農用柴油與農業碳排放量之間存在長期的穩定均衡關系。

關鍵詞：農地資源；碳排放；強度；結構；因素分解

DOI：10.13956/j.ss.1001-8409.2017.01.18

中圖分類號：F1245；F3012 文獻標識碼：A 文章編號：1001-8409（2017）01-0081-04

Abstract： This paper calculates the scale of emissions， carbon intensity， and carbon emissions structure of agriculture by the formulas for calculating carbon emissions， based on the status of agricultural carbon emissions from 1995 to 2014. And then， it empirically analyzes the carbon emissions driving factor decomposition by equality and improved Kaya LMDI decomposition. Results show that， the carbon emissions from agricultural country is increasing year by year， in 1995 is 38828293 million tons， and in 2014 increases to 8385.9491 million tons， the average growth rate is of 415%. Carbon emissions produced by pesticide， chemical fertilizer increases with the transformation of economic growth and the way of agricultural production. Per capita carbon emissions in agriculture and farmland has increased. There is the longterm stable equilibrium relationship between fertilizers， pesticides， plastic sheeting， diesel oil and agriculture carbon emissions.

Key words：agricultural land resource； carbon emission； strength； structure； factor decomposition

氣候變化是本世紀影響最為深遠的全球性環境問題，應對氣候變化的挑戰是一項復雜的系統工程，其核心是減少二氧化碳等溫室氣體的排放和適應氣候變化的總體趨勢，節能減排已成為全球共同的責任。發展低碳農業是應對氣候變暖、確保能源安全、保護資源環境可持續發展的必然選擇。

目前比較常見的農業碳排放量影響因素的研究有三種方法：IPAT 方程、Kaya等式和LMDI方法[2]。其他還包括DPSIR模型、資源利用回歸模型、經濟增長與環境監測模型。同時結合脫鉤指標、計量模型等。本研究以1995～2014年農業能源消耗為基礎數據，利用碳排放估算公式對我國農地資源利用的碳排放規模、強度和結構進行測算，基于改進的Kaya等式與LMDI分解法，結合計量模型，對碳排放驅動因素進行實證分析。

1測算方法和數據來源

11測算方法

基于農地利用的角度測算碳排放量應用最為普遍。農業碳排放主要來源于農業生產過程中的6個方面：①化肥；②農藥；③農膜；④農業機械；⑤農地翻耕；⑥灌溉農業。碳排放估算公式為：

E=∑Ei=∑Ti·δi

其中E為農業碳排放總量，Ei為各種碳源的碳排放量，Ti為各碳排放源的量，δi為各碳排放源的碳排放系數[2]。

12數據來源

數據來源于《中國統計年鑒》（1995～2014年），并結合相關的政府工作報告和國家統計局、農業部公布的相關數據。包括化肥、農藥等各項農業能源消耗以及農村總人口、農業GDP等相關數據。

2測算結果與分析

21我國農業碳排放規模

211我國農業碳排放總量

根據碳排放公式和數據，計算出1995～2014年我國農業碳排放總量，其波動規律呈現如下趨勢（見圖1）。

（1）1995年我國農業碳排放量為38828293萬噸，2014年增加到83859491萬噸，年均增長415%。農藥、化肥、農膜、農用柴油、翻耕、灌溉等所產生的碳排放量隨著經濟增長和農業生產方式的轉變都不同程度出現了波動性增長，年均遞增率分別為455%、369%、687%、484%、050%、124%。

隨著我國農業中化肥施用量的不斷增加，化肥的碳排放總量從1995年的25122476萬噸增加到2014年的49810585萬噸，化肥年均碳排放量37888358萬噸；農藥帶來的碳排放量從1995年的3774587萬噸增加到2014年的8674148萬噸，年均排放6340565萬噸；農膜的碳排放量從1995年的3325560萬噸增加到2014年的11256140萬噸，年均增長率高于其他各種碳源的碳排放量。農用柴油碳排放總量和增長率呈現在波動中增長的趨勢，總量從1995年的5158861萬噸增加到2014年的12369649萬噸，后者是前者的24倍。農業有效灌溉面積總量基本穩定，所以其帶來的碳排放量相對平穩，1995～2014年間一直在100萬噸左右。翻耕面積變化不大，其碳排放量也相對平穩，一直在50萬噸左右，年均碳排放量480732萬噸。

（2）根據各年份不同的碳排放總量增長率，本文把1995～2014年劃分為以下幾個階段：

第一個階段為1995～2001年，碳排放增長率均高于5%。我國化肥用量及其增長速度也令人吃驚。這主要源于1982年到1986年的農業一號文件的影響。隨后農業部把1990年定為農業技術推廣年，積極推動農業科技進步和科技成果轉化，建立高效的農業科技推廣體系，轉變農業生產方式，這也是該階段化肥用量大幅增長的主要原因。

第二個階段為2002～2007年，這個階段的碳排放增長率稍有放緩，控制在34%以內。

第三個階段為2008～2011年，在這幾年時間里，碳排放增長率較上個階段有所反彈，增幅在33%～65%之間。這主要源于2007年開始，國家發布的支持農業的“一號文件”，對促進農業和農村發展進行了全新的頂層設計。

第四個階段為2012～2014年。這幾年間，隨著國家對生態環境和農業生產方式轉變的重視，農業能源消耗量減少，碳排放量的增速明顯放緩，控制在134%～361%之間。這主要源于三農政策的引導作用。

212我國人均農業碳排放量

英國前副首相普雷斯科特在北京舉行的中歐戰略伙伴關系研討會上表示，“為了公正地評估相互的污染程度，我們應該使用新的標準，也就是人均碳排放量。運用人均碳排放這個指標，能更好地顯示發達國家和發展中國家在碳排放上的態度、行動及其后果。”與此同時，人均碳排放量相比其他指標，剔除了不同國家和地區人口密度對碳排放總量的影響。目前在人均二氧化碳排放量方面，我國正在飛速進入發達國家的行列。

人均農業碳排放量=農業碳排放總量/農村總人口。從圖2可以看出，農業人均碳排放總量逐年增加，從1995年的00459噸/人增加到2014年的01250噸/人。同時增長比率也呈現增長的趨勢，從1995年的472%增長到2014年的1006%。

213單位耕地面積碳排放量

單位耕地面積碳排放量是評價低碳農業競爭力的一個重要指標，是從土地利用角度體現碳排放情況，單位耕地面積碳排放量=農業碳排放總量/耕地面積。這里耕地面積不考慮耕地資源現實生產能力。數據顯示，單位耕地面積碳排放量由1995年的04059噸/公頃增長到2014年的06889噸/公頃。除1999～2000年間單位耕地面積碳排放量有所下降外，其他時段的單位耕地面積碳排放量呈現直線上升的趨勢。

22我國農業碳排放強度

碳排放強度也就是GDP碳排放，或稱GDP能耗、GDP能耗強度。是指單位GDP的CO2排放量，該指標主要是用來衡量一國經濟發展同碳排放量之間的關系。一國或地區的經濟發展模式是低碳還是高碳，主要是通過每單位GDP所帶來的CO2排放量是下降還是上升來體現。同時與整體碳排放目標這個絕對的指標不同，碳排放強度指標是一個相對的指標，隨著不同條件和因素的變化而變化。

本文將碳排放強度的概念應用到低碳農業中，農業碳排放強度=農業碳排放量/農業GDP，反映每單位農業GDP產出所帶來的CO2排放量[5]。農業碳排放強度是衡量農業經濟增長的質量和效率的一個重要指標。

由圖4可看出，1995年我國農業碳排放總量38828293萬噸，農業GDP53422億元，農業碳排放強度073噸/萬元；2014年我國農業碳排放總量83859491萬噸，農業GDP405336億元，農業碳排放強度021噸/萬元。1995～2014年間，我國農業碳排放強度呈現不斷下降的趨勢，年均下降615%。

1995～2014年我國碳排放強度變化趨勢呈現階段性特征，大致可分為三個階段：第一階段為1995～2000年，這一階段碳排放強度呈逐年下降趨勢，從1995年的073噸/萬元下降到2000年的038噸/萬元，表明農業經濟增長的質量和效率不斷提高；第二階段為2001～2005年，這一階段碳排放強度變化不大，均在039噸/萬元～040噸/萬元之間。第三階段為2006～2014年，隨著國家政策對生態環境的重視和經濟增長方式的轉變，這一階段碳排放強度呈階梯式下降趨勢，從2006年的039噸/萬元下降到2014年的021噸/萬元，這一時期我國農業經濟增長的質量和效率不斷提高。

23我國農業碳排放結構

我國農業碳排放結構組成包括6大要素，分別是：化肥、農藥、農膜、農用柴油、有效灌溉面積和翻耕。

（1）1995～2014年，從農業碳排放結構來看，化肥所占比重最大，達到6138%。但是化肥所占比重總體趨勢是下降的。從1995年的647%下降到2014年的594%。其次依次為以農業機械消耗為代表的農用柴油、農膜、農藥、有效灌溉面積和翻耕，比重分別為1405%、1175%、1027%、177%和078%。農用柴油所占比重呈現出在波動中增長的趨勢，主要是源于隨著農業機械化的不斷推進，農業機械動力的不斷增加，對柴油的消耗量也在逐漸增加。

（2）從各具體結構組成來看，化肥碳排放量所占比重最大，但其比重是不斷減少的。從1995年的647%一直下降到2014年的594%。近年來，隨著測土配方施肥技術的不斷推廣，化肥利用率普遍提高5%～10%，增產率一般為10%～15%，最高可達20%以上。所以在保證糧食安全的前提下，不斷提高化肥使用效率，并逐漸減少化肥施用量，使碳排放量不斷降低。

農用柴油帶來的碳排放量所占比重次之。2014年，我國農用柴油消耗量為348438萬噸，占全國柴油消耗總量的30%～40%。同時受國際油價大環境的影響，我國柴油價格的不斷攀升，農業機械化生產成本是造成農業生產成本“天花板”價格的重要因素。同時柴油價格的變動帶來的碳排放量也呈現出波動中不斷增加的趨勢。

再次是農膜。我國是農膜生產量和使用量最多的國家，每年棚膜耗用量已達70萬噸，地膜年銷量45萬噸，農膜使用量是其他所有國家總和的16倍。農膜使用量的不斷增加帶來的碳排放量不斷增加。

最后是農藥、有效灌溉面積和翻耕面積。后兩者的總量基本不變，所以其導致的碳排放量也較為穩定[6，7]。農藥帶來的碳排放量所占比重在波動中增長，從1995年的972%增長到2014年的1034%。

（1）總體來看，農業經濟因素成為了導致農業碳排放增加的最主要因素。研究結果表明，1995～2014年，經濟因素累計產生了30444%（1370915萬噸）的農業碳排放增量。這與很多學者關于農業資源環境與經濟發展的EKC驗證結果是一致的。這說明目前我國經濟發展與環境質量仍然處于EKC曲線拐點左側[2]。

（2）在抑制農業碳排放量減少效果方面，依次為效率因素、結構因素、人口因素。1995～2014年，農業生產效率因素、農業結構因素、勞動力規模因素對碳減排的累計貢獻分別為10859%（489008萬噸）、592%（266603萬噸）、3664%（164993萬噸）。

（3）為進一步分析碳排放量影響因素的每一個結構沖擊對我國農業碳排放量變化的貢獻度，對碳排放因素進行方差分解。結果顯示，化肥和農藥對農業碳排放的長期貢獻度呈現先增加后減小的趨勢，而且經歷了逐步衰減的過程，均值分別為135083%、18883%。農膜對農業碳排放的長期貢獻度呈現不斷增加的趨勢。農用柴油對農業碳排放的長期貢獻度比較平穩。

（4）協整檢驗說明，化肥、農藥、農膜和農用柴油與農業碳排放量之間存在長期的穩定均衡關系。脈沖響應函數分析結果表明，對化肥、農藥、農膜和農用柴油的正向沖擊會對農業碳排放量的增加產生穩定的促進作用。

3結論和建議

（1）目前我國經濟發展與環境質量仍然處于EKC曲線拐點左側。因此隨著我國農業經濟發展和能源消耗的不斷加大，農業碳排放量不斷增加。

（2）化肥、農藥、農膜和農用柴油的正向沖擊會對農業碳排放量的增加產生穩定的促進作用。農業能源消耗仍將是我國農業碳增量的主要因素。

（3）在大農業的背景下，發展低碳農業的手段主要有三個，包括減少碳排放、增加碳匯、配套一些實用的技術和基礎設施建設等。其中減少農業碳排放的措施包括減少農業能源消耗、開發農村可再生能源、做好農村生活節能和實施農業清潔生產。增加碳匯的方式包括增加耕地碳匯、草地碳匯和通過植樹造林增加碳匯。在使用一些實用的技術發展低碳農業方面，主要包括加強農業基礎設施建設、調整種植結構和種植制度、發展節水農業等。

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（責任編輯：何彬）