合肥市農業碳排放的時空變化特征研究

楊志強 韓亞芬 方強

摘要：本文根據碳源排放量計算公式，計算合肥市農業碳排放量，描述合肥市農業碳排放總量與各個碳源的時空變化特征。結果顯示：合肥市農業碳排放量呈現逐年上升趨勢，2004年～2016年碳排放增幅可達75.26%;合肥市碳排放組分中主要以化肥施用量與翻耕為主，化肥施用量占總碳排放的42%～46%，翻耕占總碳排放的37%～43%;對2016年的合肥市空間變化進行研究，長豐縣排放量可達為14.9萬噸，居于首位;廬江縣為12.89萬噸，合肥市轄區與巢湖市排放量最小。

關鍵詞：農業碳排放; 合肥市; 時空變化

基金項目：農業部節水灌溉工程重點實驗室開放課題（FIRI2019-01-0201）、安徽省教育廳高校省級質量工程項目（2018mooc390、2017jyxm0501）、宿州學院重點建設課程（szxy2018zdkc53）、國家級大學生創新創業項目（201710379049）聯合資助成果

中圖分類號： F327;X71 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： ?A ? ? ? ? ? ? ? ? DOI編號： ? 10.14025/j.cnki.jlny.2019.14.007

農業是支撐我國國民經濟發展建設的基礎，也是產生溫室氣體的重要來源之一[1]。目前，農業碳排放量在我國溫室氣體排放總量中占據17%[2]。實現農業碳排放的減排成為我國減少溫室氣體排放的有效途徑之一。現如今，對于農業碳排放開展的大量工作，主要集中于農業碳排放時空特征、農業碳排放驅動因素分析、農業碳排放與經濟發展的關系等研究，如閔繼勝等[3]、田云等[4]對中國農業碳排放進行測算以及時空分析，賀亞亞等對湖北省農業碳排放進行時空比較;楊紅娟等、王強等分別以云南省和東北為例，利用LMDI模型對影響農業碳排放影響因素進行分析;孫耀華等、李琦等分別對我國、對安徽省農業碳排放與經濟發展之間的關系進行研究。本文選取合肥市作為分析對象，來分析其農業碳排放的時空變化，為農業碳排放節能減排以及農業政策制定提供指導。

1 材料與方法

本文以狹義農業為研究對象，研究主要農業活動過程中產生的碳排放，不同學者采用不同的測算方法，本文主要使用能源排放量進行計算（IPCC），見公式1。

農業碳排放估算公式： ■ ? ? ?（1）

式中：E表示農業碳排放總量（萬噸）;■表示第■類農業碳源的農業碳排放量（萬噸）;■表示第■類碳排放源的量;■表示第■類碳排放源的排放系數。根據相關經驗與查閱相關資料，本文農業碳排放來源主要選擇化肥，農膜，農藥，有效灌溉，翻耕這5類。采用農業碳源排放系數如下（見表1）。

表1 農業主要碳源碳排放系數

2 結果與討論

2.1合肥市碳排放時間特征

2.1.1合肥市碳排放總量變化 根據本文采用的農業碳排放計算公式，測算出合肥市2004年～2016年農業碳排放總量并計算出其環比的增速，結果如圖1所示。從圖1可以看出，合肥市農業碳排放量總體呈現上升趨勢，由2004年的33.59萬噸上升到2016年的58.87萬噸，增加了25.28萬噸，增長了75.26%。根據碳排放的增長幅度，可以大致分為四個階段：

第一階段為2004年～2010年，碳排放量緩慢增長，由2004年的33.59萬噸到2010年的40.33萬噸，增長了6.74萬噸，年平均增長率為0.87%。因農用塑料薄膜與化肥施用量逐步上升，導致碳排放量增長。第二階段為2010年～2011年，碳排放增長迅速，由2010年40.33萬噸增長到2011年61.48萬噸，增長了21.15萬噸，增長了52%。主要是因為廬江縣與巢湖市劃入到合肥市，合肥市耕地面積由2010年的22萬公頃增長到2011年34萬公頃，碳源使用量增加，導致化肥施用量與翻耕產生的碳排放量快速上升，合肥市整體總量上升。第三階段為2011年～2014年，碳排放量小幅上升，由2011年的61.48萬噸增長到2014年的62.63萬噸，僅增長1.15萬噸，僅增長了1.9%。第四階段為2014年～2016年，碳排放量小幅下降，由2014年的62.63萬噸減少到58.87萬噸，減少了3.76萬噸。

2.1.2合肥市碳排放組分的變化 從圖2中可以看出，合肥市碳排放組分中主要以化肥施用量與翻耕為主，化肥施用量占比為42%～46%，翻耕占比為37%～43%;而農用塑料薄膜、農藥施用量、有效灌溉所占比例較小，農用塑料薄膜基本在5%～11%，農藥塑料薄膜基本維持在3%～6%，有效灌溉基本穩定在1%。

圖2 2004年～2016年合肥市碳排放組分

在2004年～2016年間，化肥施用量、翻耕、農用塑料薄膜、農藥施用量、有效灌溉的碳排放總量呈現上升趨勢，但其比例有變化，化肥施用量與翻耕比例略有下降，都從2004年的44%分別下降到2016年的42%、30%，而農用塑料薄膜比例呈現上升趨勢，從2004的5%上升到2016年12%。其中，2011年大幅增長，環比增長60.37%、51.09%、37.13%、30.53%、48.00%，主是由于行政區劃，將廬江縣與巢湖市劃入合肥市中，合肥市耕地面積由2010年的22萬公頃增長到2011年34萬公頃，直接導致了合肥市總體碳排放量的增加。

2.2 合肥市碳排放空間特征

本文選取了2016年的合肥市各個（縣）農業碳排放數據，使用平均值分法將合肥市各縣區劃分為3個等級，取平均值的1/2倍、3/2倍作為分界值，小于9.8萬噸的為第一個等級，是低排放地區，主要是合肥市轄區，巢湖市和肥西縣，分別為3.7萬噸、6.47萬噸和8.44萬噸，因合肥市轄區農業耕地面積為48.41千公頃，占合肥市整體面積的8.6%，其為經濟文化中心，主要以第三產業發展為主，農業發展較少，導致其碳排放量低。巢湖市耕地面積為77.9千公頃，巢湖市致力于成為現代產業發展的高地、全國著名的旅游休閑度假勝地和山川秀美的生態之城，大力實施四大戰略，其碳排放量偏低。肥西縣耕地面積為85.35千公頃，合肥經濟圈和皖江城市帶承接產業轉移示范區的核心地帶，發展第三產業，其碳排放量在2016年居于第三位。而居于9.8萬噸到14.7萬噸的劃分為第二等級，為中排放地區，指肥東縣與廬江縣，碳排放量分別為12.48萬噸和12.89萬噸，其位于合肥市的總部地帶，肥東縣北部主要以農業為主，導致其碳排放量過高，肥西縣主要以第三產業為主，農業發展較慢。大于14.7萬噸為第三等級，是高排放地區，為長豐縣，其碳排放量為14.9萬噸，長豐縣為合肥的農業大區，主要以農業發展為主，耕地面積多，農業投入量大，導致其碳排放量過高。

3 結論

本文通過分析2004年～2016年合肥市以及其縣區農業碳排放的時空變化特征，得出如下結論：

一是合肥市農業碳排放總量呈現上升趨勢，表現為緩慢上升、快速上升、緩慢下降的階段性特征;合肥市碳排放組分中主要以化肥施用量與翻耕為主，化肥施用量占比為42%～46%，翻耕占比為37%～43%;而農用塑料薄膜、農藥施用量、有效灌溉所占比例較小，農用塑料薄膜基本在5%～11%，農藥塑料薄膜基本維持在3%～6%，有效灌溉基本穩定在1%。

二是合肥市各個縣（市）主要研究2016年農業碳排放量，其農業碳排放量最高為長豐縣與廬江縣，其碳排放量分別為14.9萬噸與12.89萬噸。最低的地區為合肥市轄區與巢湖市，碳排放量為3.7萬噸和6.47萬噸。各個地區碳排放量主要是由于化肥與翻耕引起的，化肥維持在39%～50%，翻耕在49%～33%，農藥和有效灌溉面積最小，農藥為2%～10%，灌溉僅為1%～2%，而塑料薄膜施用量引起的碳排放量在不同的縣區所占比例不同。

參考文獻

[1]劉陽，汪季，劉靜，等.保護性耕作對玉米農田碳儲量的影響[J].內蒙古林業科技，2012，38（01）：14-17.

[2]趙文晉，李都峰，王憲恩.低碳農業的發展思路[J].環境保護，2010，（12）：38-39.

[3]田云，張俊飚，尹朝靜，等.中國農業碳排放分布動態與趨勢演進——基于31個（市、區）2002-2011年的面板數據分析[J].中國人口·資源與環境，2014，24（06）：91-98.

作者簡介：楊志強，在讀本科生，研究方向：自然地理與資源環境。

通訊作者：韓亞芬，碩士，講師，研究方向：環境質量評價研究。