河南省低碳農業發展水平及其評價*

王 娜

(河南工業職業技術學院,南陽 473000)

0 引言

我國作為農業大國，農業在整個國民經濟發展體系中占據重要地位，IPCC統計數據顯示，農業所造成的碳排放量已經排名全球第二[1-2]。人類對于氣候系統所造成的影響是明顯的， 21世紀末期以及以后時期全國平均地表變暖和累積CO2排放密切相關，即使停止了CO2的排放，氣候變化將會持續很長時間[3]。據預測， 2030年，農業源中的CH4排放量將會在2010年的基礎上增加60%[4]。低碳農業所堅持的理念就是要在農業生產的過程中減少溫室氣體的排放，但是截至現在對于低碳農業的定義仍然沒有形成統一的認識。有學者認為低碳農業就是把一切減少溫室氣體排放的農業生產方式都包含在內[5]。低碳農業當前并沒有一個相對統一的解釋，但是這些觀點都有共同點，就是要使能源的利用率提高，減少能源消耗，實現經濟效益和社會效益的雙贏。河南省作為我國的農業大省，發展低碳農業勢在必行。目前有關河南省低碳農業的研究主要集中在低碳農業經濟的SWOT分析[6]、必要性[7]、困境及對策[8-10]等方面，雖然對河南省低碳農業的發展具有一定的指導意義，但隨著時間的發展，河南省低碳農業呈現出新的特點。基于此，文章以2005～2015年的低碳數據為基礎，通過對其進行評價，探討影響河南省低碳農業發展的影響因素，以期為河南省低碳農業進一步發展指明方向。

1 研究區概況

河南是傳統的農業大省，因此農業經濟的發展與河南經濟發展的整體水平密切相關。近幾年來，隨著機械化水平的提高，河南省的農業經濟發展速度加快，農業總產值一直處于不斷上升的狀態，以河南省的農林牧漁業生產總值來看， 2005年總產值為1 892.1億元， 2015年已經達到了7 641.3億元。生產總值的增加也使得相應的能源消耗不斷增加，能源利用率呈現出波動升高的趨勢。據統計， 2013年時河南省的農林牧副漁水利業的能量消耗已經達到了740萬t標準煤，能源利用效率為5.5%，其中2010年的能源利用效率最高為6.0%。

2 研究方法和數據來源

2.1 研究方法

2.1.1 層次分析法

該文通過層次分析法[11]確定評價指標的權重(表2)，步驟大概分為3步。

(1)建立層次結構模型。對河南省低碳農業發展進行評價需要依照系統性、實用性和科學性等相關原則來建立結構模型，包括目標層、準則層、指標層。

(2)構建判斷矩陣，各層要素間兩兩比較判斷，比較其重要程度，對其進行量化，構建判斷矩陣R。

(1)

判斷矩陣具有以下性質：Bij>0，Bji=1/Bij，Bij表示Bi比Bj的相對重要性，比值越大，說明越重要。反之Bji≤1，表示指標j比指標i不重要。判斷矩陣中指標的相對重要性數值一般通過權衡專家的意見、相關部門的統計數據以及該文的判斷等多方面綜合得到結果。通常Bij可取1， 3，…， 9以及其倒數，主要含義如表1。

表1 判斷矩陣的相對重要性尺度及含義

賦值Bij含義1i因素與j因素同樣重要3i因素比j因素稍微重要5i因素比j因素明顯重要7i因素與j因素非常重要9i因素與j因素極端重要2，4，6，8中間情況標度值倒數Bji=1/Bij

(3)根據判斷矩陣計算權重值

首先對R矩陣逐行計算算術平均值，即比重權數Wi。

(2)

(3)

(4)

其次計算最大特征根，為后面的一致性檢驗服務。

(5)

最后計算一致性比率CR，以檢查所構判斷矩陣R及由之導出的權向量的合理性。

CR=CI/RI

(6)

2.1.2 標準化處理

在進行低碳農業系統評價過程中，各個指標的性質具有差異性，因此該文以2005年的數據作為原始數據進行標準化處理。

正作用指標所采用的評價公式為：

(7)

負作用指標所采用的評價公式為:

(8)

式(7)(8)中，所出現的X′指的是標準化后的值，Xi代表的是2005年第i項的原始值。

表2 評價體系具體指標及權重

目標層準則層指標層指標含義低碳農業發展綜合指數農業生產要素產出效率指標(0 29)碳生產率(0 45)農業總產值/碳排放量能源生產率(0 35)農業總產值/耕地總面積土地產出率(0 20)農業總產值/耕地總面積能源利用低碳化水平指標(0 27)自然灌溉面積率(0 36)化石能源總消費量/農業總產值能源強度(0 39)自然灌溉面積/總面積×100%低碳能源替代潛力(0 25)可再生能源產出量/農業主要化石能源耗費量×100%農業生產方式低碳化指標(0 19)化肥使用強度(0 69)化肥使用量/總耕地面積農藥使用強度(0 31)農藥使用量/總耕地面積農業碳匯效應指標(0 25)植被覆蓋率(0 43)耕地面積+園地面積/總面積單位耕地面積農作物固碳量(0 57)農作物實際播種面積×平均固碳系數/年末實際耕地面積

表3 農業碳源排放系數及對應指標

碳源種類對應指標碳排放系數農藥農藥施用量4 9341kg/kg農膜農用塑料膜使用量5 18kg/kg柴油農業作業耗用量0 5927kg/kg化肥農業化肥施用量0 8956kg/kg農業灌溉有效灌溉面積266 48kg/hm2 注：IPCC指聯合國政府間氣候變化專門委員會(2006)

表4 2005～2015年河南省農業碳排放量 萬t

2.2 數據來源

3 結果與分析

3.1 河南省碳排放量分析

根據表4可以看出，河南省農業碳排放量2005～2015年期間總體表現為上升的趨勢。且在這期間，河南省農業種植面積從2005年的915.341萬hm2增加到2015年的1 026.715萬hm2，隨之而來的農藥、農膜、柴油及化肥的碳排放量整體上呈現增加趨勢，但農業灌溉的碳排放量整體變化幅度較小。從碳排放源來看，化肥碳排放量最大，約占碳排放總量的70%左右，農藥碳排放量約占碳排放總量的7%～8%； 農膜碳排放量約占碳排放總量的7%～9%； 柴油碳排放量約占碳排放總量的7%～9%； 農業灌溉碳排放量約占碳排放總量的1%～2%； 由此可見河南省的碳排量主要是施用化肥導致的碳排放。

3.2 河南省低碳農業綜合發展水平分析

從表6可以看出，河南省低碳農業發展整體呈上升趨勢， 2015年低碳農業綜合得分是2005年的1.6倍，其中2005～2009年，低碳農業綜合得分增長緩慢，之后逐年增加。此外，農業生產要素產出效率增長最快，增長了2.4倍，同時也說明農業發展中農業生產要素的重要性； 能源利用低碳化水平增長了1.9倍； 農業生產方式低碳化增長了1.1倍； 農業碳匯效應增長了0.9倍。

農業碳排放量是衡量低碳農業發展的主要標準，但是當前關于農業碳排放量的計算還沒有形成完善的研究機制[12-13]。該文利用IPCC公式計算發現，河南省的農業投入品在2005～2015年間不斷增加，進而導致碳排放量不斷增加。同時結合表6可以看出， 2005～2015年間，低碳農業各項評分及總體評分增加速度較快， 2011年之后的幾年內，碳總排放量雖然整體為增加趨勢，但是增長速度放緩，從2009年的738.9 萬t到2010年的772.1 萬t再到2011年的803.4 萬t。說明2011年為河南省低碳農業發展的轉型年份。此外， 2011年前后農業生產要素產出率指標變化情況比較明顯，尤其是在2011年之后增加幅度放緩，能源利用低碳化水平、農業生產方式低碳化指標等均發生不同程度的變化。

表5 2005～2015年河南省低碳農業數據標準化處理結果

表6 2005～2015年河南省低碳農業綜合評價結果

4 結論及討論

4.1 結論

低碳農業的最終目的是減少能源的消耗發展農業。隨著社會各階層對環境保護重視度的不斷加強，低碳農業的發展必然成為未來農業的發展趨勢。河南省作為農業大省，也是我國主要的糧食生產基地，其低碳農業的發展更是具有十分重要的實際意義。該文以河南省2005～2015年農業碳排放量為基礎進行計算，河南省低碳農業綜合發展水平呈逐年增加的趨勢，且2011年為河南省低碳農業發展的轉型年份，而化肥較高的碳排放量影響著河南省低碳農業的發展。受統計數據的限制，如植被覆蓋率、能源強度等指標并未納入指標體系的構建中，且碳排放源等計算指標也不夠完善，如何利用更多的指標計算碳排放量及評價低碳農業的發展水平，使之更加科學、合理，是需要進一步進行的工作，也是下一步的研究內容。

4.2 討論

該文通過對2005～2015年河南省農業低碳數據的計算和分析，對其綜合發展情況進行了分析。整體來看，河南省處于溫帶季風氣候，四季分明，日照、雨水資源都豐富，也具備較好的光熱資源，為不少農作物的生長提供了有利條件。雖然資源總量豐富，但河南省是我國人口最多的省份，人均資源嚴重不足，資源所面臨的承載壓力較大。我國人均耕地面積為0.093 hm2，而河南省人均耕地面積僅為0.081 hm2[14]。加之受到生產觀念、土地不合理利用等問題的影響，使得農業生產效率大大降低。近年來，河南省為了促進農業的增產和農民的增收，不斷加大對農業的投入，截止2013年，河南省的農用大中型拖拉機已經達到了35.78萬臺，農用運輸車則是已經超過了218.71萬輛，經過幾年時間的發展，農業基礎設施變得更加完善。

在生產方式方面，河南省的農業發展中依然采用粗放型的生產方式，幾乎很少會考慮到生態效益和環境效益，導致河南省的農業科技水平處于較低的水平，對河南省低碳農業的持續發展起到不良影響。沼氣工程作為典型的生態農業發展模式，可以最大限度地減少能源的消耗，減少溫室氣體排放，更好地解決農業生產中出現的環境污染問題。河南省近年來大力推進沼氣工程，這也帶動了與其相關的產業，如綠色農產品業、養殖業等。農村沼氣工程的推進可以使傳統農村以煤、柴為主的生活方式發生轉變，減少秸稈焚燒帶來的環境污染[15]。因此要實現河南省低碳農業的可持續發展，在今后的發展過程中必須重視經濟和社會系統兩者的推動作用，以此來實現農民增收、農村發展和農業增效的目的，為河南省低碳農業的發展提供更好的支持。農業資源投入作為目前影響河南省低碳農業進一步發展的主要因素，在今后低碳農業的發展中必須要減少農藥、化肥的使用量，提高農業科技水平，推動循環和生態農業的發展，提高資源的利用率。與此同時必須要確保耕地紅線，加大對農民更重的保護力度。

[1] 呂志強，龐容，朱金盛，等.2000～2011年我國農業碳循環及低碳競爭力特征分析.中國農業資源與區劃， 2015， 12(7)： 1～10， 40

[2] 普倩倩. 河南省低碳農業發展測評與影響因素分析.天津：天津財經大學， 2015

[3] 王磊， 劉金錘，余飛.河南省低碳農業發展戰略研究.福建農業， 2014， 6(Z1)： 120～121

[4] 王亞偉， 韓珂.河南省低碳農業系統評價研究.天津農業科學， 2015, 8(3): 50～53

[5] 郭素玲. 河南省農業低碳轉型的困境及對策.北京農業職業學院學報， 2014, 9(6): 13～18

[6] 王越. 河南省發展低碳農業經濟的SWOT分析和對策研究.時代金融， 2015，(21)： 274， 276

[7] 石璐銘. 淺談河南省發展低碳農業的必要性.企業導報， 2012，(18)： 172

[8] 李秋芹. 河南省農村低碳經濟發展的現狀、問題及對策研究.決策探索(下半月)， 2012，(3)： 30

[9] 劉戰偉. 河南省低碳農業發展的現狀、問題及對策.江蘇農業科學， 2014, 7(2): 393～395

[10]王洪偉. 淺談中原經濟區發展低碳農業的創新模式與發展對策.中國農業信息, 2016，(24)： 24～26

[11]張莉. 基于互聯網環境下的農產品營銷模式研究.中國農業資源與區劃， 2016, 37(11): 187～192

[12]李穎， 葛顏祥，梁勇.農業碳排放與農業產出關系分析.中國農業資源與區劃， 2013， 6(3)： 60～65， 72

[13]李炎麗. 河南省發展低碳農業的路徑實現研究.鄭州：河南農業大學， 2012

[14]薛麗麗. 河南省低碳農業發展研究.鄭州：河南農業大學， 2011

[15]孫紅霞. 河南省低碳農業發展存在問題及對策研究.地域研究與開發， 2011, 14(5): 97～102