中國糧食主產區碳排放核算實證研究

李僅鳳

我國從1949 年落后的農業國發展到目前機械化、數字化普及的農業大國，走過了70 多年的歷程。農業發展水平的提高，促進了我國種植業和畜牧業的大力發展，其產量得到了大幅度提升，隨之面臨的問題也逐漸凸顯，例如化肥、農藥等化學品的過度施用導致耕地土壤酸化，耕地的分散種植大大降低了農業生產過程中播種、施肥和收割的效率，畜牧業動物反芻產生了大量的甲烷等。農業碳排放量越來越大，農業綠色發展、可持續發展受到了制約。我國為了環境的可持續發展，提出了力爭2030 年前實現碳達峰、2060 年前實現碳中和的重大戰略決策。農業碳排放量占據了我國平均碳排放量的1/5，因此，加大農業碳減排力度是實現戰略目標的重要措施。

關于農業碳排放量的核算，已有不少學者從不同的地區、方法、碳源視角進行了研究，分析我國農業碳排放的排放量、強度、影響因素等。從碳排放的核算方法角度來看，有LMDI（對數平均迪氏指數法）模型、STIRPAT（可拓展的隨機性的環境影響評估）模型、PVAR（面板向量自回歸）模型；從碳排放的影響因素角度分析，主要有農業要素投入因素、經濟因素、技術因素等。我國是人口大國，糧食生產是我國14 億多人口的生活保障，糧食主產區承擔著我國糧食生產的重任，因此，本文選擇糧食主產區為研究對象，運用生命周期法計量糧食主產區的碳排放量以及碳排放強度。

一、研究方法與數據來源

（一）核算方法

農業生產要素的投入貫穿農業生產的全過程。農作物種植前需要機械設備對耕地進行犁地、翻耕、施肥、灌溉等一系列操作，如種植特殊農作物，還需要對土地進行覆蓋薄膜，保持一定的溫度，防止水分流失。農作物生長過程中需要進行除草、施肥、噴灑農藥，防止農作物出現病蟲害造成減產。收獲季節則需要機械設備進行收割。農作物從播種到收獲的全過程，化肥、農藥、薄膜、燃油的使用都會產生碳排放，本文借鑒鄭遠等人主要測算狹義農業（種植業）碳排放量的重要指標，如化肥、農藥、柴油、農膜、灌溉、翻耕，對中國糧食主產區的碳排放進行核算。核算方法使用聯合國政府間氣候變化專門委員會《2006 年IPCC 國家溫室氣體清單指南》推薦的方法。碳排放的公式如下所示：

在此公式中，E 是農業碳排放總量，Ei是碳源的碳排放量，Ti是各種碳源的總量，是碳排放源凈碳量的參數。

碳排放作用強度公式如下所示：

在此公式中，A 是農業碳排放作用的強度，B是農業總耕地面積。各碳源的參數參考見表1。

表1 農業碳排放碳源、碳排放系數及參考來源

（二）變量選取與數據來源

根據造成農業碳排放的碳源選擇變量，化肥以當年折純量為準；農藥、柴油、農膜以當年實際使用量為準；農業灌溉以當年實際灌溉面積為準；土地翻耕以當年實際播種面積為準。所用數據均來源于2011—2019 年《中國統計年鑒》《中國農村統計年鑒》以及各省份統計年鑒，缺失值采用插值法進行推算。

二、結果分析

（一）農業碳排放時序特征

根據公式（1）和公式（2）計算出中國糧食主產區2011—2019 年6 種碳源碳排放量和碳排放強度如表2 所示。

表2 2011—2019 年中國糧食主產區農業碳排放量和碳排放強度

1.農業碳源結構分析。從表2 可知，碳排放量排前3 位的分別是土地翻耕、化肥、灌溉。土地翻耕和灌溉的過程中會使用機械設備，產生廢氣；施用化肥會釋放碳排放，這是導致農業碳排放量較大的重要因素。2019 年化肥、灌溉、農藥、柴油、翻耕、農膜的碳排放量分別為3524.8 萬t、1163.7 萬t、594.1 萬t、738.1 萬t、3518.2 萬t、741.6 萬t。其中化肥、柴油、翻耕、農膜碳排放量在2011—2019 年呈現先升后降的趨勢，而灌溉碳排放量在2011—2019 年呈現下降的趨勢。農藥碳排放量從2011 年起有緩慢上升的趨勢，在2016 年趨于穩定。農業碳排放總量整體呈現下降的趨勢，說明政府出臺的一系列低碳農業政策，對農業碳排放量的控制初見成效。

2.農業碳排放量分析。由表2 可知，2011 年農業碳排放量為9902.4 萬t，2019 年農業碳排放量為10280.5 萬t，年均增長率為0.46%。碳排放量年均增長率呈現正相關的碳源有化肥、農藥、農膜、柴油，年均增長率分別為1.5%、3.1%、0.42%、1%；土地翻耕和灌溉的年均增長率呈現負相關，分別為-0.39%、-1.3%。從增長率來看，農藥增長率排名第1，化肥排名第2，說明降低農業碳排放量可從減少農藥和化肥的使用量角度切入。

（二）農業碳排放地區特征分析

表3 2011—2019 年中國糧食主產區碳排放強度

從表3 可以看出，中國糧食主產區碳排放強度從2011—2019 年呈現出先上升后下降的趨勢，在2019 年又出現上升的跡象。遼寧的碳排放強度在2011—2019 年居首位，第2、3 位的省份分別是山東、河北。遼寧的碳排放強度在逐年遞增，安徽、江蘇、江西、湖南、四川這幾個省份的碳排放強度呈逐年下降趨勢。查看遼寧的碳源使用量可知，遼寧出現碳排放強度逐年遞增的原因是灌溉、柴油、農膜這3 個指標的使用量沒有減少，處于增加或者是平穩的狀態。碳排放強度排在最后的2 個省份是黑龍江和吉林。遼寧、黑龍江、吉林都在中國的東北方向，地域特征差異不大，碳排放強度的差別主要體現在化肥施用量、土地灌溉面積、土地翻耕面積上。總體來看，中國糧食主產區碳排放量和碳排放強度距離低碳農業還有較大的發展空間。

三、建議

農業要素的大量投入會形成大量的農業碳排放，停滯農業發展達到碳排放量減少的方式是不可取的，如何在不增加農業碳排放甚至是減少碳排放的基礎上促進農業發展，是目前我國農業生產必須解決的問題。基于此，提出以下建議：

（一）推廣碳減排技術

農業發展到現在，已經可以用機械化代替手工勞動，解放農民的雙手，提高生產效率，但是會導致能源大量的消耗。推廣碳減排技術，研發低排量、低污染的機械性器具顯得尤為重要，不僅可以減少農業生產過程中機械化帶來的污染，還可以優化農業種植結構，提高農業種植技術，科學地對農地進行耕作。

（二）合理施用有機肥

今后我國農業的發展趨勢會向綠色農業、生態農業轉變，因此我們不僅要降低化肥的施用量，還要合理施用有機肥，提高化肥的利用率，促進農業低碳綠色發展。

（三）加強宣傳引導

與工業不同的是，農業生產過程中除產生碳排放外，還可以通過其他可再生資源減少碳排放，例如通過改善農田管理、植樹造林等方式增加碳匯。因此，要加大對碳減排的宣傳。政府要發揮主導作用，邀請專業人員對農民進行碳減排相關知識講解，鼓勵農民積極參與碳減排行動，對積極參與碳減排行動的農民給予一定的物質獎勵。