2010—2020年內蒙古自治區農業碳排放動態變化及影響因素分析

白如雪 趙光影 劉永祥

哈爾濱師范大學地理科學學院，黑龍江 哈爾濱 150500

0 引言

近年來，全球氣候變暖成為熱門話題，其引發的環境問題更是成為各國學者的重點研究內容。研究表明，全球氣候變暖主要源于溫室氣體的排放。溫室氣體中含有大量的二氧化碳（CO2），對大氣具有顯著的增溫作用，而農業是第二大碳排放源［1］。

目前，我國對農業碳排放的研究主要包括以下3個方面。一是對農業碳排放量的測算。例如，田云等［2］測算了1995—2010 年我國31 個省（自治區、直轄市）的農業碳排放量，結果表明，2010 年我國農業碳排放總量為28 673.23 萬t，較1995 年增加了12.31%；胡婉玲等［3］測算了1997—2017 年我國31 個省（自治區、直轄市）農業碳排放量，并進行峰值分析、LMDI 分解和EKC 檢驗，發現全國及中西部地區農業碳排放量峰值均出現在2015 年和2016 年，且2015 年是東部地區農業碳排放量的極大值點，佐證了2015 年“減肥減藥”行動在減少農業碳排放中發揮的積極效用。二是農業碳排放效率的測算。例如，吳昊玥等［4］根據碳排放松弛量與實際值使用GB-US-SBM 模型測算得出2000—2019年我國30個省（自治區、直轄市）的農業碳排放效率均值為0.778，具有較大的減排潛力。三是對農業碳排放影響因素的研究。例如，李波等［5］通過Kaya 恒等式變形對農業碳排放影響因素進行分解研究，結果表明對碳排放起抑制作用的因素為結構因素、效率因素、勞動力規模因素。

當前，我國對地區層面農業碳排放的研究成果并不多，尤其是對內蒙古自治區（以下簡稱內蒙古）的研究。目前，只有李潔等［6］采用系數法估算1991—2017年內蒙古農業碳排放量，得到統計期限內農業碳排放量的變化趨勢與增長速率，并利用ARDL模型分析內蒙古農業科技進步貢獻率與農業總產值對碳排放量的影響。筆者在以往研究的基礎上，測算2010—2020年內蒙古農業碳排放量，使用LMDI模型對內蒙古農業碳排放的影響因素進行分析，并對各因素的作用方向進行探討，旨在為內蒙古農業低碳發展政策的制定提供依據。

1 研究方法與數據來源

1.1 農業碳排放量與強度測算

以化肥、農藥、農膜、農用柴油、翻耕和灌溉等6 類農業碳源測算內蒙古農業碳排放量，計算公式為［7］

式（1）中：C表示農業碳排放總量，Ci表示第i種碳源的碳排放量，Ei表示第i種碳源的使用量，δi表示第i種碳源的碳排放系數。

農業碳排放強度計算公式為

式（2）中：A表示農業碳排放強度，B表示耕地面積，其他同公式（1）。農業碳排放系數見表1。

表1 農業碳排放系數

1.2 LMDI模型分解方法

在農業碳排放影響因素研究中，常用的研究模型有IPAT 模型［7］、STIRPAT 模型［8］、LMDI 分解模型、Kaya 恒等式［9］等。相比其他模型，LMDI 分解模型能夠滿足因素可逆、消除殘差項需求，被廣泛應用于碳排放研究［10］，且大量學者的研究均證明了其適用性［11-15］。因此，筆者利用LMDI 模型對內蒙古農業碳排放影響因素進行分解，具體分解公式為［16］

式（3）中：C表示碳排放總量，PY表示種植業總產值，AY表示農林牧漁業總產值，P表示農業勞動力總數，EI表示農業生產效率因素，CI表示農業結構因素，SI表示經濟發展水平因素。

對式（3）兩邊取對數［16］，得到

對式（4）采用相關分解運算，得到［16］

則各因素對內蒙古農業碳排放的貢獻值為［16］

式（5）和式（6）中：T表示總的變化，t表示目標年，0 代表基準年。根據實際情況Ct-C0≠0，引入的各個參數不為0，則總效應為［16］

1.3 數據來源

化肥、農藥、農膜、農用柴油、土地翻耕、農業灌溉面積、種植業總產值、農林牧漁業總產值和農業勞動力數據均來自《內蒙古統計年鑒》（2011—2020 年）。土地翻耕用當年農作物的實際播種面積來表示，灌溉面積為當年有效灌溉面積。

2 2011—2020年內蒙古農業碳排放變化分析

結合農業碳排放公式（1）、公式（2）和表1 中農業碳排放系數，測算2011—2020 年內蒙古農業碳排放量及農業碳排放強度，結果見表2。

表2 2011—2020年內蒙古農業碳排放狀況

2.1 農業碳排放總量及其強度變化

由表2 可以看出，2011—2020 年內蒙古農業碳排放總量整體上呈先上升后下降的趨勢，從2011 年的246.44 萬t 增 長至2016 年的332.86 萬t，2016 年 達 到最高峰之后開始下降，2020 年下降至302.54 萬t，年均增長率為2.30%。農膜、農用柴油、翻耕、化肥、灌溉等產生的碳排放量年均增長率分別為5.15%、2.88%、1.84%、1.80%、0.44%；農藥所產生的碳排放量年均增長率為-0.50%，環比增速總體上呈波動下降趨勢。

2011—2020 年，內蒙古農業碳排放強度整體呈先下降后上升再下降的趨勢，從2011 年的221.61 kg/hm2急劇下降至2012年的185.83 kg/hm2，后上升至2017年的227.05 kg/hm2，再下降至2020 年的199.28 kg/hm2，年均增長率為-1.17%。2011—2020 年，內蒙古農業碳排放強度環比增速整體上呈先上升后下降趨勢。

2.2 農業碳排放結構及其變化

由表2 可知，化肥是內蒙古最大的農業碳排放源，占農業碳排放總量的1/2 以上，其次依次為農膜和農用柴油，農藥、翻耕和灌溉的碳排放量較少。就內蒙古農業碳排放結構變化而言，化肥所占比重變化最明顯，從2011年的158.43萬t上升至2017年的210.50萬t，又下降至2020 年的186.01 萬t；農膜和農用柴油整體呈現波動上升趨勢，農膜由2011 年的31.42 萬t 增長至2020 年的49.37 萬t，農用柴油由2011 年的35.86 萬t增長至2020年的46.29萬t。

3 2011—2020 年內蒙古農業碳排放影響因素分析

根據2011—2020 年內蒙古農業碳排放量，采用LMDI 模型，計算出各影響因素對內蒙古農業碳排放量的貢獻值，結果見表3。

表3 2012—2020年內蒙古農業碳排放影響因素分解結果 萬t

由表3可知，農業生產效率是內蒙古農業碳排放量增長的最主要原因，與基期相比，累計實現了74.01萬t的碳增量，說明近年內蒙古農業生產資料的使用效率低；勞動力規模是除農業生產效率因素外的第二大增碳因素，與基期相比，累計實現了23.98 萬t 的碳增量，說明內蒙古農業勞動力投入仍然較多。農業結構是影響內蒙古農業碳增量的又一因素，與基期相比，累計實現了2.75 萬t 的碳增量。農業經濟發展水平則是抑制碳排放量增加的因素，累計貢獻了156.84 萬t 的碳減排量。

4 結論與建議

4.1 結論

①2010—2020 年內蒙古農業碳排放總量總體上呈先上升后下降的趨勢，從2011 年的246.44 萬t 增長至2016 年的332.86 萬t，2016 年達到最高峰之后開始下降，2020 年下降至302.54 萬t，年平均增長率為2.30%；農業碳排放強度整體上呈先下降后上升再下降的趨勢，從2011年的221.61 kg/hm2急劇下降至2012年的185.83 kg/hm2，后上升至2017年的227.05 kg/hm2，再下降至2020 年的199.28 kg/hm2。其中，化肥是最主要的碳源，占農業碳排放總量的1/2 以上，且年平均增速為1.80%。

②采用LMDI 模型分析發現，內蒙古農業碳排放量增加最主要的影響因素是農業生產效率，與基期相比，累計實現了74.01 萬t 的碳增量，其次是勞動力規模因素和農業結構，分別累計實現了23.98 萬t 和2.75萬t 的碳增量。農業經濟發展水平是抑制碳排放量增加的因素，累計貢獻了156.84萬t的碳減排量。

4.2 建議

為促進內蒙古農業低碳化、高質量發展，農業部門一是應積極引進測土配方施肥技術與高效噴藥技術，采用農業低碳生產技術，提高農業生產效率；二是加大力度宣傳低碳農業生產方式，培養農業勞動力減碳意識，提高農業勞動力低碳生產技能；三是調整農業生產結構，適當減少種植業比重，向林業、漁業擴展，且發展種植業時減少投入大、能耗高的農作物種植；四是完善農業碳排放監督機制，并制定相應的農業生態補償機制。