“雙碳”目標下農業碳排放強度的測度評價及其區域差異研究

程振博

（云南農業大學經濟管理學院，云南昆明 650201）

實現“碳達峰、碳中和”對于應對氣候變化和實現可持續發展具有重要意義。早在2015 年9 月，習近平主席在聯合國可持續發展峰會上發表講話，強調了中國應對氣候變化和減少碳排放的決心， 承諾到2030年中國二氧化碳排放達到峰值并爭取盡早實現。2020年9 月，習近平主席在聯合國大會一般性辯論上發表了題為《同舟共濟共同開創未來》的重要講話。 他再次重申中國的減排承諾，強調應對氣候變化需要全球共同努力和合作。 總的來說，中國對碳排放和氣候變化問題非常重視，不僅承諾中國的減排目標，更是呼吁全球共同合作應對氣候挑戰。這些重要講話既體現了中國的責任心與減排態度，也推動了國際社會對碳排放問題的關注。 通過減少溫室氣體排放，可以減緩全球變暖，保護生態環境，改善空氣質量[1]。同時，實現碳達峰、碳中和還能促進經濟轉型，推動綠色產業發展，提高能源利用效率[2]。 盡管在過去幾年中，一些國家和地區開始采取行動，制定和實施碳減排政策和措施來減少溫室氣體排放，但全球總體上的碳排放量仍在增加。這種增長主要是由于全球經濟的快速發展和能源消耗的增加。許多發展中國家正在經歷工業化和城市化進程， 這導致了更多的能源需求和碳排放。同時，一些發達國家仍然依賴化石燃料，尤其是煤炭，從而導致了大量的碳排放。 鑒于此，研究全國及重大區域的碳排放強度及其區域差異，對我國生態文明建設和區域綠色可持續發展具有重要的現實意義[3]。

1 研究方法和數據來源

1.1 碳排放強度的核算

由于農業系統的特殊性，其碳排放的來源也呈現多樣性，因此在核算農業生產過程中的碳排放強度需要獲取不同的碳排放源產生的二氧化碳排放總量和地區生產總值。 因此，綜合多位研究學者的研究成果[4-6]，從4 個方面來測度農業碳排放量。 （1）農業能源利用方面產生的碳排放， 主要包括煤炭、 焦炭、汽油、柴油、煤油、燃料油和天然氣等7 種能源排放的二氧化碳。 （2）農用物資投入方面的碳排放，包括農藥、化肥、農膜產生的甲烷氣體。（3）水稻種植所引發的甲烷排放。 （4）畜禽養殖方面產生的碳排放，主要包括牛、羊、豬等反芻動物腸道發酵產生的甲烷和糞便發酵產生的甲烷和氧化亞氮。 參考陳柔[7]和田云[8]等學者的先前研究，農業碳排放的計算公式：

式中：C表示農業碳排放總量；Cc表示各類碳源的排放總量， 下標c表示碳源的類別；Tc表示不同碳源的實際排放量；δc表示不同碳源相對應的碳排放系數；r表示碳排放強度。

1.2 Dagum 基尼系數及其分解。 Dagum 基尼系數相對于傳統的基尼系數，引入了一個非線性參數，在不同國家或地區之間的比較更加準確，使其能夠更好地適應實際數據的特征。 本文將Dagum 基尼系數測算出來的樣本整體差異分解為組間差異、組內差異和組間超變密度三部分來分析國家重大區域碳排放強度的空間差異。

組間基尼系數：

式中：j和h分別表示2 個不同的區域；yji和yhr分別表示第j個區域內第i個城市和第h個區域內第r個城市的碳排放強度；nj和nh表示對應區域的城市數量和分別表示第j區域所有城市碳排放強度均值和第h區域所有城市碳排放強度均值。

組內基尼系數：

總體基尼系數：

區域間差異對總體基尼系數的貢獻率：

式中：Pj表示第j區域內的城市數量占樣本總量n的比例；Sh表示h區域碳排放強度占樣本總城市碳排放強度的比例；Djh表示第j區域與第h區域之間的相對影響力。

區域內差異對總體基尼系數的貢獻率：

超變密度對總體基尼系數的貢獻率：

1.3 數據來源

本文基于2011—2021 年的統計數據測算全國31 個省份的碳排放強度及其空間區域差異， 相關數據主要來自《中國統計年鑒》《中國農村統計年鑒》《中國環境統計年鑒》以及各省份的統計年鑒等，個別缺失的數據由插值法得到。

2 農業碳排放強度測度評價

2.1 農業碳排放強度省際測度評價

由于篇幅有限，中國31 個省（區、市）在2012 年和2021 年的農業碳排放總量和強度如表1 所示。 由表1 可知，2012 年農業碳排放總量位居前十的省份依次為湖南、河南、黑龍江、四川、山東、江西、安徽、湖北、江蘇和廣西，其農業碳排放總量均在14 000 萬t以上，其農業碳排放總量占全國的57.8%。而重慶、陜西、山西、西藏、海南、青海、寧夏、上海、天津和北京則位于全國碳排放總量的后10 位， 其碳排放總量均在6 000 萬t 以下， 農業碳排放總量占全國的9%。 與2012 年相比，2021 年有20 個省份的碳排放總量呈現下降趨勢， 其中北京降幅最大， 總量變動率達55.72%。 另外11 個省份的碳排放總量呈現增大態勢，其中新疆增幅最大，總量變動率達到32.57%。

表1 中國31 個省（區、市）農業碳排放總量和強度

2012 年各省區市農業碳排放強度最高的是西藏，其碳排放強度達4.077 t/萬元；而北京的農業碳排放強度最低， 僅為0.365 t/萬元， 僅為西藏的9%左右。從2012 年和2021 年的碳排放強度排名的變化程度上來看，沒有發生變化的有西藏、青海、湖南、福建、安徽5 個省份，其中西藏、青海2 個省份位于高寒區，這2 個地區以畜牧業和農業為主要經濟支柱，畜牧業的發展導致了大量的溫室氣體排放，同時農業生產中的農藥使用和土地利用變化也會對碳排放產生影響，因此碳排放強度排名較高且較穩定。而湖南、福建、安徽3 個省份的共同特點是都分布在中部地區。碳排放強度排名發生變化幅度較大的有天津、吉林、貴州、云南4 個省市，其中天津和吉林的碳排放強度排名發生較大幅度下降，這是源于在經濟發展中二者進行了能源結構的調整和優化，減少了對煤炭和柴油等傳統能源的依賴，且近些年在政府政策的支持下，制定了碳排放限額政策、激勵企業降低碳排放。 而貴州和云南2 個省份在地理位置上位于經濟相對欠發達的西部地區， 在農業生產過程中過于依賴農業能源利用，且農業經濟作物以水稻種植為主，這就導致了其碳排放強度呈現增加的趨勢。

2.2 農業碳排放強度區域測度評價

根據碳排放測度公式，計算出全國以及四大經濟區域的平均碳排放強度，逐年的計算結果如圖1。

圖1 2012—2021 年中國四大經濟區域平均碳排放強度變化

總體來看，2012—2021 年我國平均碳排放強度呈現出波動式緩慢下降的趨勢， 平均碳排放強度由2012 年的0.736 下降到2021 年的0.472，年平均下降4.5%， 表明我國政府和社會各界對環境保護的重視程度不斷提升，加強環境監管、推動綠色發展、倡導低碳生活等措施都有助于降低碳排放強度。從碳排放強度的時間趨勢上來看，除東北地區之外，其他幾大經濟區域碳排放強度在2012—2021 年都出現了不同幅度的下降，并且有著進一步減少的趨勢。 至于東北地區的碳排放強度則處于一個先上升后下降的狀態，在前期2013—2017 年， 平均碳排放強度呈現一個上升的趨勢， 由2013 年的0.629 t/萬元上升為2017 年的0.679 t/萬元，到了后期碳排放強度則下降至2021 年的0.558 t/萬元。從碳排放強度的區域空間上來看，東部地區碳排放強度低于其他經濟區域以及全國的平均碳排放強度，這是因為東部地區在能源利用方面和農業碳排放方面都進行了相當大的優化和改善，東部地區相對其他地區更加發達，擁有更多的清潔能源和資源，相比較于其他經濟區域更多地依賴于煤炭等高碳能源，東部地區清潔的能源結構減少了碳排放。 其次，東部地區的農業生產更加現代化和科技化，采用更加高效的農業技術和管理方法，減少化肥使用量和氮肥排放。 各大經濟區域碳排放強度呈現出“東低西高”的空間格局，這與我國四大經濟區域“東強西弱”的發展格局較為契合。為了探究我國四大經濟區域碳排放強度產生的空間差異，接下來進一步測算各區域碳排放強度差異產生的深層原因。

3 國家經濟區域碳排放強度的空間差異與來源分解

3.1 各區域內部的碳排放強度差異

使用Dagum 基尼系數測算出全國以及四大經濟區域的碳排放強度的組內差異，具體情況如圖2。

圖2 2012—2021 年我國四大經濟區域碳排放強度組內差異變化情況

從全國層面來看，我國碳排放強度的基尼系數在2012—2021 年相對穩定，其樣本測算值大多在0.3 上下浮動， 說明我國各省份間碳排放強度差異較為均衡。 從分區域層面來看，西部地區的碳排放強度基尼系數最高， 甚至一直領先于全國整體的基尼系數，說明西部地區內部的不均衡程度相對較高，主要原因是西部地區能源結構差異性大，陜西、甘肅等省份仍然依賴傳統的高碳能源，而如青海、四川等省份則更多的利用清潔能源，能源結構的差異導致碳排放強度的差異較大。 其次，地理環境的不同也是造成西部地區碳排放強度基尼系數差異大的原因，例如四川、貴州等省份擁有更多的森林和濕地等碳匯資源，能夠很好地吸收和固定更多的碳源，而如甘肅、寧夏等省份則面臨更多的干旱或者沙漠等環境問題，碳匯能力較弱致使碳排放強度較大。中部地區和東北地區的基尼系數的樣本均值分別為0.132 和0.149， 低于全國平均水平且相對比較穩定，主要原因是中部地區工業結構相對較輕，大多以輕工業和裝備制造業為主，碳排放強度相對較低，而東北地區經濟發展水平較低，其相應的能源消耗和碳排放量也較少。東部地區碳排放強度基尼系數除了在樣本初期2013 年有所下跌外，其余年份一直保持增長態勢，這說明東部地區各省份內部之間存在著較為明顯的不均衡現象，且不均衡程度在慢慢加深，其原因是東部地區各省份的土地利用差異較大，例如江蘇、浙江等省份的土地利用方式以大規模耕種為主，農業生產活動密集，土地碳排放相對較高。 而如上海、北京等省市的土地利用方式更加多樣化，包括農田、林地、濕地等，農業生產活動相對較少，土地碳排放相對較低。

3.2 各區域之間的碳排放強度差異

使用Dagum 基尼系數測算出四大經濟區域的碳排放強度的組間差異，若干重點年份具體情況如圖3所示。

圖3 四大經濟區域碳排放強度組間差異的變化情況

從圖3 可以看出，隨著年份變化圖中的陰影面積呈現緩慢增大的趨勢，說明我國四大經濟區域之間的碳排放強度差異在逐步擴大。從組間差異的平均數值來看，中部地區和東北地區、西部地區和中部地區、中部地區和東部地區等區域之間的差異較小，中部地區和東北地區的平均基尼系數最小， 樣本均值僅為0.176， 西部地區和中部地區的平均基尼系數為0.273， 而中部地區和東部地區的平均基尼系數為0.282。 從區域差異的時間變化趨勢上來看，東北地區和東部地區兩區域之間的基尼系數增幅效果最為明顯，年均增幅達3.9%左右。其次是中部地區和東部地區、中部地區和東北地區之間的基尼系數則均處在緩慢上升的軌跡， 年均增幅分別為2.1%和1.2%左右，同時西部地區和中部地區之間差異的年均增幅僅為0.04%，而西部地區和東北地區、西部地區和東部地區之間的組間基尼系數呈現略微下降的趨勢，這再次印證了我國西部地區整體上的減排進程與其他經濟區域呈現縮小的趨勢，其他各區域組合之間的波動幅度也都在呈減緩態勢，說明這些經濟區域在推進減排降碳過程中的步調較為一致。

3.3 碳排放強度的總體差異及分解

經過測算，將整體的基尼系數可以細分為組內差異貢獻、 組間差異貢獻和超變密度貢獻3 個部分，其相應的貢獻值和貢獻率如表2 和圖4。

表2 碳排放強度的空間差異貢獻值

從表2 可以看出，我國四大經濟區域碳排放強度的組內貢獻值在樣本初期是0.084， 隨后緩慢降至2018 年的0.081，最后在樣本末期上升至0.091，這說明組內差異的貢獻值在近些年處于一個較均衡的狀態，其對總體差異的基尼系數的占比較穩定。 組內差異貢獻率由2012 年的27.53%上升為2021 年的28.29%，平均貢獻率為27.54%。組間差異貢獻值整體上呈現下降的趨勢，由最初的0.186 下降至0.150，其組間差異貢獻率由2012 年的60.97%下降至2021 年的46.87%，樣本期間的平均貢獻率為54.58%，是造成我國各區域碳排放強度總體差異的主要原因，故而接下來減小區域間差異仍是我國未來一段時間內工作的重心。超變密度的貢獻值和貢獻率在測算時期內呈現明顯的上升趨勢，其在樣本初期的取值為0.035，最后末期達到0.080， 貢獻率由11.49%上升為24.82%，樣本時期平均貢獻率為17.88%，超變密度是劃分子群體時，由于交叉項存在對總體差異產生的影響貢獻。 其在整體差異中的占比較低，意味著國家重大戰略區域的劃分方式能夠有效地將不同類型的城市區分開來，具有較強的合理性。

4 結論與建議

4.1 結論

本文采用全國31 個省份的數據對農業碳排放進行測算，評價中國農業碳排放的現狀，并分析四大經濟區域的碳排放強度的區域差異，得出的主要結論如下。

（1）從整體層面來看，2012—2021 年中國農業碳排放總量整體上處于下降的趨勢。 2021 年全國碳排放總量為307 894 萬t，相比于2012 年減少了3.1%，平均碳排放強度由2012 年的0.736 下降到2021 年的0.472，年平均下降率達到4.5%。 結合其區域碳排放強度演變特征，東部地區碳排放強度低于其他經濟區域以及全國的平均碳排放強度，西部地區碳排放強度近年也是呈現不斷下降的趨勢，但各大經濟區域碳排放強度整體上仍呈現出“東低西高”的空間格局。

（2）從區域內差異來看，西部地區的碳排放強度基尼系數最高， 甚至一直領先于全國整體的基尼系數，說明西部地區內部的不均衡程度相對較高。 中部地區和東北地區的基尼系數的樣本均值分別為0.132和0.149，低于全國平均水平且相對比較穩定。東部地區碳排放強度基尼系數除了在樣本初期2013 年有所下跌外，其余年份一直保持增長態勢，這說明東部地區各省份內部之間存在著較為明顯的不均衡現象，且不均衡程度在慢慢加深。

（3）從區域間差異來看，四大經濟區域之間的碳排放強度差異有逐步擴大的趨勢。東北地區和東部地區兩區域之間的基尼系數增幅效果最為明顯，年均增幅達到3.9%左右。中部地區和東部地區、中部地區和東北地區之間的基尼系數則均處在緩慢上升的軌跡，年均增幅分別為2.1%和1.2%左右。 而西部地區和東北地區、西部地區和東部地區之間的組間基尼系數呈現略微下降的趨勢，說明我國西部地區整體上的減排進程與其他經濟區域呈現縮小的趨勢。

4.2 建議

（1）在推廣農業方面采用有機農業、精準農業和保護性農業等可持續農業實踐，減少化肥、農藥、農膜的使用，提高土壤質量和農作物產量以此達到降低農業碳排放的目標。在提高畜牧業節能減排方面改善畜禽養殖場的管理，減少糞便和尿液的排放，采用氣體捕捉技術達到減少甲烷的排放。在加強農業廢棄物管理方面合理處理農作物秸稈和畜禽糞便等農業廢棄物，利用秸稈進行能源回收減少二氧化碳氣體排放。

（2）鼓勵西部地區加大清潔能源的開發和利用，推動西部地區農業的綠色化和生態化發展，加強對企業和農業碳排放監測和管理體系，推動碳排放數據公開透明。 西部地區各省份之間要加強合作，共同開展低碳技術研發和應用，共享經驗和資源，減少西部地區各省份之間的碳排放差異。加強對公眾的碳排放知識宣傳和教育，提高社會的低碳意識，鼓勵全社會共同參與減排行動， 推動農業生產向生態友好型轉變，減少農業碳排放。

（3）加強各經濟區域之間的技術交流和合作，推動先進農業技術在其他地區的應用，提高農業生產效率和資源利用效率。政府應加大對農業的投入和支持力度，特別是對東部地區和東北地區、中部地區和東部地區之間的農業發展給予更多的政策支持，針對不同地區的農業碳排放差異， 制定相應的激勵政策，如給予低碳農業技術和模式的財政和稅收激勵，鼓勵農民采取減排措施，促進農業碳排放強度的均衡。