長江經濟帶農業碳排放的時空差異特征分析

吳傳清 宋子逸

(1.武漢大學 經濟與管理學院，湖北 武漢 430072；2.武漢大學 區域經濟研究中心，湖北 武漢 430072)

聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)發布的《氣候變化2007：聯合國政府間氣候變化專門委員會第四次評估報告》指出，農業生產是全球溫室氣體排放的第二大來源。《中華人民共和國經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》(2016)明確提出，要主動控制碳排放，落實減排承諾，增強適應氣候變化能力，深度參與全球氣候治理，為應對全球氣候變化作出貢獻。因此，控制農業碳排放對減緩全球氣候變暖、提高我國國際話語權具有重要意義。

農業碳排放問題是近年來學術界關注的熱點話題之一，現有的農業碳排放研究成果側重農業碳排放及其效率測算(吳賢榮等，2014；高鳴等，2016)、動態演進(李秋萍等，2015)和影響因素分析(史常亮等，2017)。從研究的空間尺度來看，大致可分為三類：一是全國31個省份農業碳排放研究(文清等，2015)，二是單個省份農業碳排放研究(王亞，2015)，三是市縣級行政單位農業碳排放研究(高標等，2017)。目前對長江經濟帶農業碳排放研究成果只涉及江西省、湖北省等省份碳排放研究(曹俊文等，2016；徐磊等，2017)，而研究長江經濟帶整體農業碳排放問題的成果缺乏。

一、農業碳排放測算方法

(一)碳排放總量測算方法

筆者聚焦于狹義農業，即種植業。農業碳排放源主要為灌溉、翻耕、農用柴油、化肥、農藥以及農膜六類，農業碳排放總量的測算公式如下:

(1)

式中，C為農業碳排放總量；Cn為第n種碳源的碳排放量；CSn和εn分別為第n種碳排放源的量及其排放系數，碳排放源量的指標為有效灌溉面積、農作物總播種面積、農用柴油使用量、農用化肥施用折純量、農藥使用量和農藥塑料薄膜使用量，每種碳排放源的碳排放系數εn如表1所示。

表1 農業碳排放源及其排放系數

注：資料來源于李波等(2011)的研究成果。

(二)碳排放強度測算方法

推進長江經濟帶低碳農業發展，不僅要控制農業碳排放總量，也要控制農業碳排放強度。農業碳排放強度即單位農業GDP所產生的碳排放量。測算公式如下：

(2)

式中，CIit為i省份在t時期的農業碳排放強度；Cit為i省份在t時期的農業碳排放總量；GDPit為i省份在t時期的農業生產總值，為剔除價格變化的影響，采用農村居民消費價格指數對農業生產總值進行平減。

(三)碳排放結構測算方法

為考察長江經濟帶農業碳排放來源的變化情況，必須對農業碳排放結構進行分析，碳排放量構成測算公式如下：

(3)

式中，Sn為第n種農業碳排放源產生的碳排放量占農業碳排放總量的比重。

鑒于重慶市1997年升為直轄市，筆者將考察期界定為1997～2016年。有效灌溉面積、農作物總播種面積、農用柴油使用量、農用化肥施用折純量、農藥使用量和農藥塑料薄膜使用量的數據均來源于《新中國農業六十年統計資料匯編》和歷年《中國農村統計年鑒》，農業總產值、農村居民消費價格指數的數據均來源于歷年《中國統計年鑒》。

二、全國視野下的長江經濟帶農業碳排放特征分析

(一)碳排放總量分析

1997～2016年長江經濟帶農業碳排放總量及其占全國比重變化情況如圖1所示，長江經濟帶農業碳排放總量總體呈平穩上升趨勢。長江經濟帶農業碳排放總量年均增長率為1.78%，低于2.49%的全國增長速度。根據其增長速度大致可分為3個階段：1997～2003年，長江經濟帶農業碳排放總量以較慢速度增長；2004～2014年，長江經濟帶農業碳排放總量以較快速度增長；2015～2016年，長江經濟帶農業碳排放總量出現連續下降。1997～2016年長江經濟帶農業碳排放總量占全國比重總體呈波動下降趨勢，占比從1997年的40.39%下降到2016年的35.38%。根據其下降速度可分為2個階段：1997～2007年，長江經濟帶農業碳排放總量占全國比重以較快速度波動下降；2008～2016年，長江經濟帶農業碳排放總量占全國比重以較慢速度持續下降。

圖1 長江經濟帶農業碳排放總量及其占全國比重變化

(二)碳排放強度分析

1997～2016年全國和長江經濟帶農業碳排放強度變化情況如圖2所示。長江經濟帶農業碳排放強度總體呈下降趨勢，且20年來基本都小于全國碳排放強度。長江經濟帶農業碳排放強度平均下降速度為3.84%，快于3.29%的全國下降速度。根據其下降速度，大致可分為2個階段：1997～2002年，長江經濟帶農業碳排放強度較為平穩，略有下降，除1998年外都低于全國碳排放強度；2003～2016年，長江經濟帶農業碳排放強度快速下降，且2010年以來，與全國碳排放強度的差距呈擴大趨勢。由此可見，近年來長江經濟帶農業生產方式在快速轉變，比較優勢愈發明顯，這可能是由于長江經濟帶農業可持續發展政策成效顯著。

(三)碳排放結構分析

1997～2016年全國和長江經濟帶農業碳排放結構如表2所示，長江經濟帶農業碳排放結構與全國相似，化肥、柴油、農藥、農膜導致的碳排放量占絕對比重，其中化肥導致的碳排放量占比均超過60%，說明我國農業發展高度依賴化肥施用。從變化情況來看，長江經濟帶農業碳排放結構變化基本與全國一致，灌溉、翻耕、化肥、農藥導致的農業碳排放量占比總體上均呈下降趨勢，而柴油、農膜導致的農業碳排放量占比均呈上升趨勢。從均值來看，長江經濟帶灌溉、柴油和農膜導致的農業碳排放量占比低于全國水平，翻耕、農藥、化肥導致的農業碳排放量占比高于全國水平。由此可見長江經濟帶農業生產發展對化肥、農藥等化學投入品的依賴度降低，但仍高于全國水平，且農業機械化和現代大棚農業也有所發展，但低于全國水平。

表2 全國和長江經濟帶農業碳排放結構

注：均值為算術平均值，下同。

三、長江經濟帶上中下游地區農業碳排放特征分析

(一)碳排放總量分析

長江經濟帶上游地區包括重慶市、四川省、貴州省、云南省四省份，中游地區包括安徽省、江西省、湖北省、湖南省四省份，下游地區包括上海市、江蘇省、浙江省三省份。1997～2016年長江經濟帶上中下游地區農業碳排放總量變化情況如圖3所示。

從碳排放總量來看，長江經濟帶中游地區碳排放總量一直保持最高，2007年以前長江經濟帶上游地區農業碳排放量低于下游地區，但在2007年以后超過下游地區，且差距越來越大。從增長速度來看，長江經濟帶上中下游地區農業碳排放總量均有所增長，上游地區增長速度最快，中游地區次之，下游地區最慢。值得注意的是，近年來長江經濟帶中下游地區農業碳排放總量均出現下降。

圖3 長江經濟帶上中下游地區農業碳排放總量

(二)碳排放強度分析

1997～2016年長江經濟帶上中下游地區農業碳排放總量變化情況如圖4所示。長江經濟帶中游地區農業碳排放強度最高，下游地區次之，上游地區最低。從下降速度來看，上中下游地區農業碳排放強度下降速度依次為3.52%、4.22%和3.44%，均快于全國水平。20年來長江經濟帶上中下游地區農業碳排放強度下降幅度依次為49.36%、55.94%和48.61%，且差異越來越小，可見長江經濟帶上中下游地區低碳農業均取得快速發展。

圖4 長江經濟帶上中下游地區農業碳排放強度

(三)碳排放結構分析

1997～2016年長江經濟帶上中下游地區各農業碳排放源產生的碳排放量占碳排放總量比重的均值如表3所示。長江經濟帶上中下游地區農業碳排放的主要來源都是化肥，且灌溉和翻耕產生的碳排放占比均較低，但長江經濟帶上中下游地區農業碳排放構成情況各有特色：長江經濟帶上游地區農業碳排放主要由化肥、農膜導致，中游地區農業碳排放主要由化肥、農藥導致，下游地區農業碳排放主要由化肥、柴油導致。這是由各自的地理環境、氣候條件和經濟發展水平決定的：上游地區海拔較高，氣溫較低，因此大棚農業應用廣泛，農膜使用量大；中游地區以丘陵山地為主，害蟲種類繁多，因此農藥使用量大；而下游地區以平原為主，適宜推進農業機械化，因此柴油使用量大。

表3 長江經濟帶上中下游地區農業碳排放結構

四、長江經濟帶沿線11省份農業碳排放特征分析

(一)碳排放總量分析

1997～2016年長江經濟帶沿線11省份農業碳排放總量均值及年均增長率如表4所示。從均值來看，江蘇省農業碳排放量均值最高，達449.52萬噸；安徽省、湖北省、湖南省、四川省4個農業大省農業碳排放量均值較高，均超過300萬噸/年；浙江省、江西省、重慶市、云南省、貴州省5個省份農業碳排放量均值均在100～300萬噸；上海市農業碳排放量均值最低，僅為35.14萬噸，這是因為上海市農業規模小，且農業現代化程度高。從年均增長率來看，長江經濟帶沿線11省份農業碳排放總量均有所增長，上海市、江蘇省、浙江省、湖北省4個省份的農業碳排放量年均增長率較低，均低于長江經濟帶水平；安徽省、江西省、湖南省、重慶市、四川省4個省份農業碳排放量年均增長率較高，均高于長江經濟帶水平，但低于全國水平；貴州省、云南省農業碳排放量年均增長率最高，分別為3.11%、4.35%，均高于全國水平。

表4 長江經濟帶沿線11省份農業碳排放總量

(二)碳排放強度分析

1997～2016年長江經濟帶沿線11省份農業碳排放強度均值及年均增長率如表5所示。從均值來看，江蘇省、湖南省、重慶市、四川省、貴州省5個省份農業碳排放強度均值較小，均低于長江經濟帶水平；上海市農業碳排放強度均值高于長江經濟帶水平，但低于全國水平；浙江省、安徽省、江西省、湖北省、云南省5個省份農業碳排放強度均值較高，均高于全國水平。從年均增長率來看，長江經濟帶沿線11省份農業碳排放強度均有所降低，江蘇省、湖北省、湖南省、四川省、貴州省5個省份農業碳排放強度下降速度最快，均快于長江經濟帶水平；重慶市農業碳排放強度下降速度慢于長江經濟帶水平，但快于全國水平；上海市、浙江省、安徽省、江西省、云南省5個省份農業碳排放強度下降速度最慢，均慢于全國水平。

表5 長江經濟帶沿線11省份農業碳排放強度

(三)碳排放結構分析

1997～2016年長江經濟帶沿線11省份年均農業碳排放結構如圖5所示。化肥施用是長江經濟帶沿線省份農業碳排放的主要來源，而次要來源卻有所不同。根據農業碳排放主次要來源的不同，將長江經濟帶沿線省市分為3類：其一，“化肥-農膜”主導型，包括上海市、重慶市、四川省、貴州省、云南省5個省份；其二，“化肥-柴油”主導型，包括浙江省、江蘇省兩省，值得注意的是，浙江省農業碳排放主要來源于柴油使用，這可能是由于浙江省農業機械化程度較高；其三，“化肥-農藥”主導型，包括安徽省、江西省、湖北省、湖南省4個省份。這與上文中對長江經濟帶上中下游地區農業碳排放結構的差異高度吻合。

五、研究結論與政策建議

基于上述分析，可得出如下結論。

第一，長江經濟帶農業碳排放發展狀況良好。雖長江經濟帶農業碳排放總量總體呈平穩上升趨勢，但增長速度趨緩，且占全國農業碳排放量總量呈下降趨勢。長江經濟帶農業碳排放強度總體呈下降趨勢，且下降速度快于全國水平。長江經濟帶農業碳排放結構變化基本與全國一致，灌溉、化肥、農藥導致的農業碳排放量占比總體上均呈下降趨勢，而翻耕、柴油、農膜導致的農業碳排放量占比均呈上升趨勢，但長江經濟帶農業發展對化肥、農藥等化學投入品依賴度較高。

第二，長江經濟帶上中下游地區農業碳排放發展狀況存在顯著差異。長江經濟帶中游地區農業碳排放量和農業碳排放強度最高，2007年以前長江經濟帶下游地區農業碳排放量和農業碳排放強度均高于上游地區，2007年以后上游地區農業碳排放總量超過下游地區，長江經濟帶上中下游地區農業碳排放次要來源分別是農膜、農藥和柴油。

圖5 長江經濟帶沿線11省份年均農業碳排放結構

第三，長江經濟帶沿線11省份農業碳排放發展狀況也存在顯著差異。長江經濟帶沿線11省份農業碳排放總量均有所增長，增長速度差異較大，但大部分省份增長速度都低于全國水平。長江經濟帶沿線11省份農業碳排放強度均有所降低，下降速度差異較大，但大部分省份農業碳排放強度都低于全國水平。根據農業碳排放結構差異，長江經濟帶沿線11省市可分為“化肥-農膜”、“化肥-柴油”、“化肥-農藥”三種主導類型，其省際差異特征與流域分布高度吻合。

根據上述研究結論，提出如下政策建議。

加強農業碳排放統計與核算。目前我國農業碳排放并沒有官方統計數據，因此必須加強統計基礎工作和能力建設，建立農業碳排放數據信息系統，完善農業碳排放計量和監測體系，并逐步建立完善各級行政區域農業碳排放年度核算方法和報告制度。

建立農業碳排放總量和強度雙重目標控制機制。近20年來長江經濟帶雖然農業碳排放強度有所降低，但農業碳排放總量仍大幅度增長。因此必須要明確農業碳排放標準，制定短期和長期農業碳排放規劃，控制高農業碳排放投入品的使用量，并大力開發低碳農業技術，以促進農業領域經濟增長和環境保護的協調。

加快農業碳排放結構轉型。長江經濟帶以化肥等化學投入品為主導的農業生產模式并未發生根本性轉變，應大力實施化肥使用量零增長行動，推廣測土配方施肥，提高化肥使用效率，并實施耕地質量保護與提升行動，推廣秸稈還田，增施有機肥，加強高標準農田建設。