“雙碳”背景下的甘肅省農業碳排放驅動因素及脫鉤效應

李東武 李 莉

（新疆農業大學公共管理學院，新疆烏魯木齊 830052）

根據聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）有關數據顯示，農業的溫室氣體排放為除工業排放以外的第二大排放來源。農業領域固碳減排綠色發展已成為社會熱點。我國作為農業大國，其農業領域固碳減排任務艱巨。在倡導低碳經濟大背景下，研究區域農業碳排放特征及驅動因素對加快農業減排，推進農業現代化發展和低碳綠色轉型具有重要意義。

目前，關于農業領域碳排放的研究主要集中在以下幾個方面。一是碳排放測算方面。如李波等[1]從農業生產要素投入方面對農業碳排放進行了測算；常青等[2]研究表明，河南省農業凈碳排放中畜牧業碳排放占據比重較大，且以牛、羊、豬碳排放為主。二是時空演變研究。如李娜等[3]從時序動態演進規律和空間格局演變對我國農業碳排放情況進行了分析；黃曉慧等[4]采用莫蘭散點圖等方法對2007—2019年中國31個省份的農業碳排放進行了研究，其呈現先快速增長、緩慢增長到快速下降的階段特征。三是碳排放驅動因素及脫鉤效應的研究。如朱艦偉等[5]對內蒙古農業碳排放驅動因素進行分析，發現農業生產效率因素對農業碳排放的抑制作用顯著，經濟發展水平因素的促進作用大于農業結構因素；賀青等[6]研究了農業碳排放中產業集聚的非線性影響。四是碳減排策略等研究。有學者針對我國農業低碳化發展面臨的困境提出固碳減排的路徑和措施。如蔡育蓉等[7]探究了北方農業生態系統的碳減排路徑；金書秦等[8]提出以低碳帶動農業綠色轉型；田云等[9]提出新的農業碳減排補償機制，將農業碳源減排獎懲與碳匯補償相結合。從梳理相關文獻來看，對于碳排放的研究集中在胡煥庸線以東，農業經濟較為發達的地區，而對于西部半農半牧地區的研究較少。

甘肅地處西部內陸地區，受氣候和交通等條件限制，經濟發展相對滯后，農業種植散小的特點較為明顯。作為傳統的半牧半旱農業省份的典型，在保障糧食產量的前提下，探索農牧領域低碳發展路徑，對于鞏固“糧袋子”“菜籃子”“肉盤子”安全，推進農業現代化發展和低碳綠色轉型具有重要意義。基于此，本文以甘肅省為研究對象，利用LMDI 構建甘肅省碳排放的分解模型，利用Tapio脫鉤模型分析甘肅省經濟增長和碳排放之間的脫鉤狀態，以期為甘肅區域間農業碳減排，實現農業低碳可持續發展提供參考。

1 研究方法與數據來源

1.1 研究方法

1.1.1 農業碳排放測算方法本研究主要針對甘肅省在農業碳排放過程中的人類生產活動產生的CO2進行測算，在借鑒其他學者在農業碳排放的研究成果基礎上，結合甘肅省農業碳排放實際，選取農地投入碳排放、土壤利用碳排放、畜牧養殖碳排放三類作為農業碳源排放源，借鑒田云等[10]的研究，對甘肅省農業碳排放量進行測算，構建農業碳排放測算公式如下：

式（1）中：CT為農業領域碳排放總量，Ci為第i類農業生產要素碳源排放量，Ti為第i類農業生產要素投入量，θi為第i類農業碳源的排放系數。

（1）農業生產投入方面。此類碳源主要是指農業生產過程中所投入的各種生產要素，包括化肥（折純量）、農藥、柴油、農膜、農地翻耕和農地灌溉6 種主要碳排放源，具體碳排放系數及參考來源如表1所示。

（2）農業土壤生產方面。此類碳源主要是指人類在土地上進行不同作物的種植生產活動對土壤表層破壞所產生的碳排放。涉及的種植作物有小麥、玉米、蔬菜、大豆和油料等作物，對應碳排放系數如表2所示。

表2 農業土壤碳排放系數

（3）畜牧養殖方面。此類碳源主要是指在畜牧養殖中動物腸道發酵產生的CH4，以及動物排泄糞便時所產生的CH4和N2O，結合甘肅省養殖歷史和畜牧養殖結構，基于測算數據的可得性，選取牛、羊、騾、馬、驢、豬6類養殖牲畜作為碳排放源[17]，對應碳排放系數如表3所示。

表3 牲畜養殖碳排放系數

1.1.2 農業碳排放驅動因素分解方法梳理相關學者關于碳排放驅動因素方面的文獻發現，對于農業碳排放驅動因素研究方法主要有Kaya 恒等式、STIRPAT 模型和LMDI 分解法等。由于LMDI 分解結果無殘差被學者廣泛應用于能源強度分析中。本文借鑒李波等[1]的研究成果，考慮到甘肅省實際情況，將能源因素去掉，同時參考張小平等[20]的研究，從效率因素、結構因素、經濟因素、勞動力因素4個方面構建農業碳排放分解公式。

式（2）中，CT為農業碳排放總量，ZG為種植業總產值，AG為農林牧漁總產值，L為農業勞動力總數，用表示效率因素，用表示結構因素，用表示經濟因素，則公式表示如下：

對式（3）取對數則有：

對式（4）采用加和分解，將差分解為：ΔCT=Ct-C0進而得到各個因素分解的貢獻值表達式：

則總效應為：

其中：CT為表示總的碳排放量變化，t表示目標年，0 表示基期年，ΔCT表示總的碳排放量，ΔN、ΔS、ΔM、ΔL分別表示在各個影響因素下的碳排放量。

1.1.3 農業碳排放脫鉤效益測算脫鉤理論最早用于探究經濟發展與環境之間的關系，其中Tapio脫鉤模型克服了OECD脫鉤模型在基期選擇上的不足[18]。因此，本研究選用Tapio脫鉤模型對甘肅省農業碳排放和經濟增長之間的關系進行研究。脫鉤彈性系數公式如下：

式（10）中：λ表示脫鉤彈性系數；C表示基準期的農業碳排放量，ΔC表示農業碳排放量變化；ZG表示基準期的種植業總產值，ΔZG表示種植業總產值的變化。根據彈性值的大小劃分為8種脫鉤類型（見表4）。

表4 Tapio脫鉤彈性系數狀態

1.2 數據來源

本文對2000—2020 年間甘肅省的農業碳排放進行統計研究。文中化肥、農藥、柴油、農膜以當年統計的實際使用量表示，農業灌溉面積數以當年有效灌溉面積表示，翻耕則用當年農作物的實際播種面積表示，以上數據來自《中國農村統計年鑒》和《中國統計年鑒》等。種植業總產值和農林牧漁業總產值數據來源于《甘肅省統計年鑒》等，其中農業勞動力規模以各年度農業從業人數表示。

2 結果與分析

2.1 甘肅省農業碳排放時序特征

根據農業碳排放式（1）測算，2000—2020 年甘肅省種植業碳排放、土壤耕作碳排放、畜牧養殖碳排放量和農業碳排放總量的測算情況見表5。

從表5 可以看出，甘肅省農業碳排放可以分為3個不同的階段。

2000—2008 年為第一階段。農業碳排放呈緩慢增長，受國家西部大開發戰略和農業稅減免等政策的影響，農業發展活力逐步釋放的同時增加了農業碳排放的增長。其中，種植業碳排放呈增長變化，土地碳排放趨于穩定，但2008年碳排放總量與畜牧養殖碳排放總量變化趨于一致呈斷崖式下降，主要是受當年疫病、5·12地震災后影響和金融危機等的沖擊，對于農業經濟發展的影響較為明顯。

2009—2015 年為第二階段。農業碳排放呈緩慢增長變化，種植業碳排放總量與農業碳排放總量變化一致。該階段通過優化農村產業結構、發展特色產業、實行農民增收“六大”行動、推動惠農政策的支持力度促進甘肅省農業提質增效發展效果明顯。

2016—2020 年為第三階段。農業碳排放總量逐步呈現下降趨勢，種植業碳排放、土地碳排放量呈下降趨勢，畜牧養殖碳排放出現上升增長變化。隨著國家扶貧戰略的推進，農村的農田水利，機械化水平發生了翻天覆地的變化，農業現代化、規模化、集約化水平進一步提升。由此可見，甘肅省農業碳排放總量主要受畜牧養殖碳排放影響較大。

從圖1 可以看出，甘肅省農業碳排放總量在2000—2020 年整體呈現先上升后下降的趨勢，農業碳排放與畜牧業養殖規模的大小有密切關系；種植業碳排放緩慢上升后平緩下降；土壤碳排放較為穩定。農業碳排放總量從2000年的339.62 萬t增長到2020 年的521.13 萬t，增加了181.51 萬t，增幅53.44%，年均增速2.54%。從農業碳排放結構來看，種植業碳排放量、土壤碳排放量和養殖業碳排放量三者呈先升后降的變化，其中養殖業碳排放量（4 978.34 萬t）＞種植業碳排放量（3 751.00 萬t）＞土壤碳排放量（832.74 萬t）。從甘肅省農業碳源排放主要來源來看，養殖業碳排放量占52%，種植業碳排放量占39%，土壤碳排放量占9%。從環比增速來看，甘肅省農業碳排放總量波動較大，2008 年為最低點（-15.81%），2010年為最高點（22.41%），兩者相差約38%，但總體上呈下降趨勢。

圖1 甘肅省2000—2020年農業碳排放變化情況

2.2 農業碳排放驅動因素影響分析

通過Kaya恒等式，根據LMDI建立的分解模型，以及甘肅省農業碳排放測算的相關數據計算分析，得到2000—2020 年甘肅省農業碳排放驅動因素計算結果（表6）。

表6 甘肅省農業碳排放驅動因素影響分解

2.2.1 農業生產效率對農業碳排放因素的影響從表6可以得知，甘肅省從2000—2020年農業生產效率對農業碳排放抑制累計達到了479.79 萬t，貢獻率為272.08%，年均減排23.98 萬t。由此可見，農業生產效率對于農業碳排放呈負向驅動效應。伴隨著農業節水灌溉生產技術和高標準農田建設等技術的推廣，推動了農業產業結構的優化，各種技術的應用對農業生產技術的提高降低了農業的碳排放量。

2.2.2 農業產業結構因素對農業碳排放效率影響從2000—2020 年農業產業結構抑制碳排放17.67 萬t，貢獻率為10.02%，年均減排0.88 萬t。根據農業產業結構年際之間的農業碳源排放量來看，年際變化量不大。由此可見，甘肅省農業產業結構趨于穩定，以旱作農業為主，除了傳統的作物種植以外，這與全省優化農業產業結構布局有關。產業相對穩定對于農業的碳排放影響總量趨于穩定，農業結構對農業碳排放呈正向效應，但是減排效果不明顯。

2.2.3 經濟發展因素對農業碳排放的影響從2000—2020年經濟發展因素促進農業碳排放876.96萬t，貢獻率為497.28%，年均減排43.85萬t。經濟發展因素對農業碳排放具有正向驅動作用。從圖1可以看出，經濟發展因素對于農業總量的增長變化趨勢與農業碳排放總量變化趨于一致，除2008和2017年出現負向影響之外，其余年份均為正向效應。伴隨著農業政策的深化改革、農業現代化水平的提升、農業產業附加值的增加，甘肅省農業GDP 增長與農業碳排放的變化開始趨向穩定和下降趨勢。由此可以看出，經濟發展因素對農業碳排放的抑制作用最大，是影響農業碳排放的主要因素。

2.2.4 農村勞動力因素對農業碳排放的影響根據表6測算結果，從2000—2020 年農業勞動力因素抑制農業碳排放203.14 萬t，貢獻率為115.19%，年均減排10.16萬t。隨著新型農民培育和農業勞動力教育水平的提升，農業生產過程中的勞動力賦能對于農業碳排放發揮了重要作用。由此可見，農業勞動力素質水平的提升有利于農業碳排放的減少，具有負向驅動作用。

2.3 農業碳排放脫鉤效應分析

根據Tapio 模型和公式（10）計算，得出2000—2020 年甘肅省農業碳排放與農業經濟增長之間的脫鉤關系，如表7所示。

表7 2000—2020年甘肅省農業碳排放脫鉤狀態

由表7 可以看出，2000—2020 年甘肅省農業碳排放脫鉤狀態呈現弱脫鉤、擴張負脫鉤、強脫鉤、增長連接4 種類型，其中以弱脫鉤為主要類型。根據表7農業碳排放脫鉤狀態可以分為2個階段。

2000—2016 年農業碳排放脫鉤狀態呈現波動狀態。此階段種植業的碳排放增速大于農業碳排放，且脫鉤狀態呈現弱脫鉤、擴張負脫鉤、強脫鉤、增長連接4 種狀態，以弱脫鉤為主。主要原因是該階段甘肅省通過農業領域的深化改革進行技術推廣（尤其是脫貧攻堅政策對于農村基礎設施建設和產業的扶持），優化產業結構，提升農業現代化水平，完善農業水利基礎設施建設，提升農業產業發展效率，促進了農業碳排放的減排。

2016—2020年農業碳排放脫鉤狀態較為平穩。脫鉤狀態呈現強脫鉤和弱脫鉤。伴隨著國家綠色農業和低碳農業政策的出臺，加速了農業科技成果的應用，通過推廣農業低碳技術和扶持“新農人”等農業新業態的應用和發展，促使農業產業生態化，生態產業化發展，最終實現農業低碳化發展。因此，此階段農業碳排放出現了負向增長，趨向于平穩變化。

3 結論與建議

3.1 結論

基于甘肅省2000—2020 年三類農業碳源排放數據，通過利用LMDI 和Tapio 模型測算得出如下結論。

一是甘肅省農業碳排放時序特征呈現“波動緩慢上升—急速下降—波動上升—緩慢下降”型變化趨勢。從時間序列來看，2000—2020 年農業碳排放總量總體呈上升趨勢，從基期的339.62 萬t 增長到521.13萬t，增加了181.51萬t，增幅53.45%。然而農業碳排放在2008和2016年分別出現急劇變化，這與當時政策和養殖市場供給密切相關。結合農業碳源產生來源看，畜牧業養殖碳源排放占比最大，這與甘肅省半種植半畜牧的農業生產方式密切相關；種植業碳排放緩慢上升后平緩下降，呈倒U型變化，這與農業產業結構調整的種植面積密切相關；土壤碳排放較為穩定。

二是農業經濟增長為甘肅省農業碳排放的主要驅動影響因素。通過Kaya和LMDI方法對時間序列上甘肅省農業碳排放的驅動因素分析發現：農業生產效率、農業經濟發展水平和農業勞動力因素對農業碳減排具有顯著的積極作用，農業碳排放受農業產業結構的波動較大。因此，提升農業現代化水平，提高農業生產附加值和品牌建設，發展綠色農牧業是甘肅省未來農業重點關注的方向。

三是農業碳排放與農業經濟增長之間的關系呈現出弱脫鉤、擴張負脫鉤、強脫鉤及增長連接4種狀態。根據表7測算情況來看，以2013年為界，2013年以前以弱脫鉤為主，2013年以后呈現強弱交替變化狀態，說明甘肅省在農業生產和生態環境方面進行了結構調整，雖取得了一定效果，但是還需要繼續優化低碳農業發展路徑。

3.2 對策建議

3.2.1 做好農業政策補貼扶持和基礎設施建設，盡可能降低農業碳源排放一是樹立低碳綠色農業發展理念，抓好高標準農田和節水灌溉水利基礎設施的建設，提倡發展“一戶一塊田”建設，推廣種養結合的綠色發展模式，出臺相關政策完善小農戶與大市場的對接制度，引導規模化發展。二是從農業投入上進行綠色化和減量化生產，提高農業投入資源的利用效率。尤其是農業化肥和農業機械的投入上，通過測土施肥等低碳農業發展技術精準耕作，降低農業生產過程中的碳排放，提高產品的附加值和價值。

3.2.2 做好數字賦能和新型農民職業培訓，降低人力資源成本對于農業碳排放的影響一是引導農村新型經營主體參與農業發展，農業技術培訓補貼和扶持農村青壯年進行創業，提升農村勞動力素質。通過培育新型農民主體，將低碳農業和綠色農業發展理念深入人心，將互聯網、智聯網及物聯網應用到農業生產中，提高農業生產水平，培育“新農人”和農民職業化發展。二是通過農業科研院所進行技術研發創新，將低碳實用性農業技術向鄉鎮和村進行成果轉化，從種業上下功夫選優配種提高產出的品質，縮短農業生產周期，降低農業碳排放。

3.2.3 在“雙碳”背景下，做好甘肅省農業碳排放規劃按照“雙碳”時間節點，落實甘肅省碳中和碳達峰“1+N”政策[21]，制定和完善農業領域碳排放的減排方案和規劃，根據各地州農業產業發展的規劃和優勢，適度地做好倒排減排時間表。提高種植業發展水平和農產品附加值的品牌建設，降低農業產品在生產全產業鏈過程中的碳排放，打造有機綠色生態農產品，大力推動建設“厚道甘肅·地道甘味”品牌影響力。結合現階段國家低碳農業發展政策和甘肅省“一帶一路”機遇的發展實際，在各地州優化產業布局，尤其是畜牧業提質增效發展過程中對于糞污無害化利用和規模化養殖技術的推廣應用。

3.2.4 優化產業結構，提升“六大行動”提質增效，擴大農戶收入水平的提高按照當地氣候和種植條件，因地制宜重點突出的思路發展特色產業。嚴守“三線一單”生態環境分區管控，完善農業生產生態補償機制，按照質量強農、興農的要求，建設甘肅省區域特色農業發展體系，通過在不同區域發展特色產業，加強農業區域間的合作，實現優勢互補，促進農業低碳化發展。在有條件的地州試點探索一二三產融合發展的現代化農業低碳園區建設，促進低碳農業產業化，產業生態化，生態價值化，品牌化發展。