







摘要:糧食綠色低碳可持續(xù)發(fā)展是統(tǒng)籌發(fā)展與安全、協(xié)調(diào)穩(wěn)產(chǎn)與減排、保障糧食安全與生態(tài)安全的重要舉措。文章測(cè)算了全國(guó)、分地區(qū)、分品種的糧食生產(chǎn)的碳排放、碳吸收、凈碳效益及減排潛力。結(jié)果發(fā)現(xiàn):在糧食支持政策力度不斷加大、綠色生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用水平不斷提高背景下,我國(guó)糧食生產(chǎn)的低碳效益突出,但區(qū)域發(fā)展不平衡,主產(chǎn)區(qū)較高、平衡區(qū)較低;品種差異較大,玉米、水稻、小麥效益高,大豆、薯類效益低。從碳排放強(qiáng)度和凈碳效率方面看,主產(chǎn)區(qū)和平衡區(qū)的糧食生產(chǎn)都具有很大的碳減排空間。建議不斷完善頂層設(shè)計(jì),加快技術(shù)創(chuàng)新,因地制宜制定階段性碳減排目標(biāo),促進(jìn)綠色可持續(xù)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)糧食安全和“雙碳”目標(biāo)協(xié)同發(fā)展。
關(guān)鍵詞:糧食;綠色低碳;減排潛力;碳排放;碳吸收
一、引言
農(nóng)業(yè)是世界第二大碳排放來(lái)源,也是重要的碳匯來(lái)源,不僅在“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo)進(jìn)程中肩負(fù)著重要責(zé)任[1],也是落實(shí)黨的二十大精神,加快發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型的重要部門。從生態(tài)安全角度看,糧食綠色可持續(xù)發(fā)展是應(yīng)有之義。我國(guó)糧食產(chǎn)量高,具有相當(dāng)規(guī)模的碳排放量和碳匯量,但糧食作物相較于草本經(jīng)濟(jì)作物,對(duì)于農(nóng)業(yè)化學(xué)品投入的依賴性更弱,規(guī)模化種植在農(nóng)藥、化肥、農(nóng)膜等投入水平上具有顯著的經(jīng)驗(yàn)溢出和規(guī)模溢出效應(yīng),減排空間較大,同時(shí)通過減少農(nóng)化投入,可以涵養(yǎng)水源、改善土地質(zhì)量,有利于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)與減排的良性循環(huán)。從糧食安全角度看,糧食綠色可持續(xù)發(fā)展勢(shì)在必行。習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào),推進(jìn)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,要把增加綠色優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品供給放在突出位置。當(dāng)前伴隨著居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)、對(duì)綠色優(yōu)質(zhì)糧食產(chǎn)品需求不斷增長(zhǎng),但國(guó)內(nèi)生產(chǎn)資源稟賦接近上限,糧食可持續(xù)生產(chǎn)壓力逐漸加大,國(guó)際供應(yīng)鏈不確定性不穩(wěn)定性增加,糧食品種結(jié)構(gòu)矛盾在替代效應(yīng)下持續(xù)放大,糧食供求緊平衡格局短期難破,糧食安全挑戰(zhàn)增多。糧食綠色發(fā)展強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)資源可持續(xù),生產(chǎn)方式綠色高效,產(chǎn)品綠色優(yōu)質(zhì),是保障糧食安全的長(zhǎng)期根基。但是,目前糧食綠色低碳生產(chǎn)轉(zhuǎn)型仍面臨一些困難和挑戰(zhàn),如綠色生產(chǎn)技術(shù)推廣應(yīng)用不足、綠色發(fā)展激勵(lì)機(jī)制和約束機(jī)制不健全等。因此,需要合理評(píng)估糧食生產(chǎn)的低碳效益,探討糧食綠色低碳生產(chǎn)轉(zhuǎn)型、減排途徑,尋求糧食綠色可持續(xù)發(fā)展的思路方向,從而提高糧食生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)能力,促進(jìn)種植系統(tǒng)固碳減排、穩(wěn)糧增收。本文的邊際貢獻(xiàn)可能在于兩方面:一是通過測(cè)算分地區(qū)、分品種的糧食生產(chǎn)的碳排放、碳吸收、凈碳效益水平,分析其結(jié)構(gòu)特征和演變趨勢(shì),豐富了關(guān)于產(chǎn)區(qū)、平衡區(qū)糧食生產(chǎn)的低碳效益相關(guān)研究成果,并且從優(yōu)化區(qū)域布局和品種布局角度為實(shí)現(xiàn)糧食生產(chǎn)減排提供參考依據(jù);二是考慮到產(chǎn)區(qū)、平衡區(qū)的資源稟賦、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、功能定位等方面的差異,通過測(cè)算分區(qū)域的減排潛力,因地制宜制定階段性減排目標(biāo),以期增強(qiáng)糧食綠色低碳生產(chǎn)轉(zhuǎn)型的現(xiàn)實(shí)操作性。
二、文獻(xiàn)綜述
當(dāng)前關(guān)于糧食綠色可持續(xù)發(fā)展的量化研究主要通過測(cè)算碳排放、碳吸收水平,評(píng)估糧食凈碳效益和減排潛力。常見于以下兩個(gè)方面的研究。
一是通過測(cè)算碳排放、碳吸收、凈碳效應(yīng),分析其時(shí)序變化規(guī)律、結(jié)構(gòu)特征、驅(qū)動(dòng)因素、空間差異性研究等。主要是基于IPCC清單的分類和我國(guó)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)特點(diǎn),測(cè)算農(nóng)用物資投入、稻田、土壤、養(yǎng)殖等四大類以及兼顧濕地、秸稈處理等過程的溫室氣體排放[2-4]。地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段、人口特征、農(nóng)地經(jīng)營(yíng)規(guī)模、機(jī)械化水平、農(nóng)業(yè)技術(shù)、化肥農(nóng)藥施用、農(nóng)業(yè)支持政策、環(huán)境政策等因素均會(huì)影響農(nóng)業(yè)碳排放[5-10]。整體看,我國(guó)農(nóng)業(yè)碳排放量持續(xù)增長(zhǎng)的主要原因是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提高[11],這也驗(yàn)證了關(guān)于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境污染的環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線假說(shuō),即在未達(dá)到倒“U”型的拐點(diǎn)前,隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)水平不斷提升,環(huán)境污染會(huì)加重。綜合比較碳排放和碳吸收水平,測(cè)算凈碳效應(yīng)發(fā)現(xiàn),農(nóng)作物相比林木具有更高的碳補(bǔ)償價(jià)值[12-13]。農(nóng)業(yè)的凈碳效應(yīng)顯著,空間相關(guān)性不斷增強(qiáng)且地區(qū)差距正在逐步縮小[14]。區(qū)域內(nèi)產(chǎn)業(yè)集聚度提升有助于農(nóng)業(yè)凈碳效應(yīng)增加,鄰近地區(qū)產(chǎn)業(yè)集聚度提升則更大幅度增加農(nóng)業(yè)凈碳效應(yīng)[15]。
二是聚焦于糧食主產(chǎn)區(qū)的碳排放研究。糧食主產(chǎn)省份的農(nóng)業(yè)碳排放普遍較高,是中國(guó)農(nóng)業(yè)碳排放的重要來(lái)源之一。已有研究將糧食主產(chǎn)區(qū)這類共性地區(qū)作為特定考察對(duì)象,圍繞碳排放現(xiàn)狀、結(jié)構(gòu)特征、碳排放公平性等問題展開深入探討。不同于畜牧業(yè)碳排放的“低碳—高效益”特征,糧食主產(chǎn)區(qū)在種植業(yè)領(lǐng)域總體呈現(xiàn)“高碳—低效益”特征[16]。隨著糧食生產(chǎn)由粗放型向集約型加快轉(zhuǎn)變,田間管理逐漸科學(xué)規(guī)范,綠色生產(chǎn)技術(shù)得到廣泛推廣應(yīng)用,化肥、農(nóng)藥實(shí)現(xiàn)零增長(zhǎng),主產(chǎn)區(qū)出現(xiàn)了明顯的減排效應(yīng)。糧食生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大能夠增強(qiáng)生產(chǎn)管理的科學(xué)性,實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥、化肥施用的規(guī)模效應(yīng),提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的利用效率,促進(jìn)節(jié)水技術(shù)的普及和灌溉效率的提升,保障土地和土壤的科學(xué)治理,進(jìn)而降低農(nóng)用化學(xué)品的投入,減少機(jī)械柴油和灌溉用電的消耗,以及土壤中有機(jī)碳的流失,最終減少了農(nóng)業(yè)碳排放量。在碳匯增長(zhǎng)和減排效應(yīng)的共同作用下,糧食主產(chǎn)區(qū)出現(xiàn)了凈碳效應(yīng)。
綜合來(lái)看,現(xiàn)有研究對(duì)農(nóng)業(yè)具有生態(tài)貢獻(xiàn)已經(jīng)達(dá)成共識(shí),針對(duì)糧食主產(chǎn)區(qū)已經(jīng)形成了較為系統(tǒng)的研究框架,對(duì)本研究具有重要的借鑒意義,但缺少對(duì)于不同糧食功能區(qū)、不同糧食品種的系統(tǒng)對(duì)比研究。要促進(jìn)糧食生產(chǎn)綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展,實(shí)現(xiàn)減排和保障糧食安全雙重目標(biāo),必須根據(jù)主產(chǎn)區(qū)和平衡區(qū)之間的功能定位、資源稟賦、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等發(fā)展規(guī)律,確定差異化發(fā)展目標(biāo),這就要進(jìn)一步梳理對(duì)比主產(chǎn)區(qū)、產(chǎn)銷平衡區(qū)之間的碳排放、碳吸收結(jié)構(gòu)特征和變化趨勢(shì),測(cè)算減排潛力,進(jìn)而為糧食碳減排和生態(tài)補(bǔ)償?shù)倪M(jìn)一步研究和相關(guān)政策制定提供參考依據(jù)。
三、我國(guó)糧食綠色生產(chǎn)的效益評(píng)估
(一)研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源
糧食綠色發(fā)展涵蓋多方面內(nèi)容,本研究旨在通過對(duì)糧食生產(chǎn)環(huán)節(jié)的綠色政策、技術(shù)等要素干預(yù),以實(shí)現(xiàn)糧食生產(chǎn)碳排放減量、碳吸收增量的低碳效益,從而促進(jìn)糧食綠色可持續(xù)生產(chǎn)。根據(jù)IPCC清單的分類和我國(guó)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)特點(diǎn),我國(guó)農(nóng)業(yè)的碳排放來(lái)源主要是農(nóng)用物資投入、稻田、土壤、養(yǎng)殖等四大類。因此,本研究擬根據(jù)農(nóng)用物資投入計(jì)算碳排放量,主要包括化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、農(nóng)機(jī)、灌溉等;根據(jù)糧食作物的產(chǎn)量、碳吸收率計(jì)算碳吸收量。同時(shí),參照國(guó)家統(tǒng)計(jì)年鑒劃分標(biāo)準(zhǔn),本研究中的糧食指小麥、稻谷、玉米、豆類、薯類。
1.碳排放測(cè)算方法。參考張秀梅等[17]、王修蘭等[18]研究方法,糧食生產(chǎn)的碳排放計(jì)算公式如下:
[E=Ei=αiβi]" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "(1)
其中,[E]為糧食總碳排放量,[Ei]為各種碳源的碳排放量;[αi]為各碳排放源的量;[βi]為各碳排放源的碳排放系數(shù)(見表1)。在測(cè)算不同品種的碳排放量時(shí),使用播種面積占比折算,即糧食要素投入量=農(nóng)作物要素投入量[×](糧食播種面積/農(nóng)作物播種面積)。
為進(jìn)一步分析糧食生產(chǎn)的碳排放水平,本文還通過測(cè)算單位產(chǎn)量的碳排放量,測(cè)算了碳排放強(qiáng)度,即碳排放強(qiáng)度=碳排放量/產(chǎn)量。
2.碳吸收測(cè)算方法。農(nóng)作物的碳吸收是指光合作用所產(chǎn)生的初級(jí)生產(chǎn)量[16],參考王修蘭[18]、韓召迎等[21]的測(cè)算方法,糧食生產(chǎn)的碳吸收計(jì)算公式如下:
[C=i=1kCi=i=1kci×Yi×(1-r)/HIi]" " " "(2)
其中,[C]為糧食碳吸收總量;[Ci]為某種糧食的碳吸收量;[k]為農(nóng)作物種類數(shù);[ci]為作物通過光合作用合成單位有機(jī)質(zhì)所需吸收的碳,即碳吸收率;[Yi]為作物的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量;[r]為作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品部分的含水量;[HIi]為作物經(jīng)濟(jì)系數(shù)。各類糧食生產(chǎn)的碳吸收率與經(jīng)濟(jì)系數(shù)見表2。
3.凈碳量測(cè)算方法。本文以糧食生產(chǎn)的凈碳量衡量低碳效益。
[N=Ni=Ei-Ci]" " " " " " " " " " " " " " " "(3)
其中,[N]為糧食總凈碳量,[Ni]為某種糧食的凈碳量,[Ei]為某種糧食的碳吸收量,[Ci]為某種糧食的碳排放量。進(jìn)一步參考田云等[16]的測(cè)算方法,通過測(cè)算單位碳排放量的碳吸收水平,得出糧食生產(chǎn)的凈碳效率,以此衡量糧食生產(chǎn)的低碳效率,即凈碳效率=碳吸收量/碳排放量。
4.減排潛力測(cè)算方法。已有研究主要通過計(jì)算與參照水平的差距測(cè)算未來(lái)減排潛力,目前主要參照標(biāo)的包括國(guó)際先進(jìn)碳排放水平[22]、國(guó)內(nèi)出臺(tái)的相關(guān)政策指標(biāo)[23]、科學(xué)生產(chǎn)指導(dǎo)指標(biāo)[24]等,也有通過構(gòu)建碳排放權(quán)分配模型[25]、技術(shù)效率函數(shù)[26]等方法測(cè)算減排潛力,這些方法都具有一定可行性,但考慮到我國(guó)糧食生產(chǎn)的區(qū)域差異和功能定位不同,若與國(guó)際先進(jìn)水平相比,則短期內(nèi)減排壓力較大。本文擬基于條件趨同理論[19],分別采用碳排放強(qiáng)度和凈碳效率兩個(gè)指標(biāo)測(cè)算各省份糧食生產(chǎn)的減排潛力,即假設(shè)糧食主產(chǎn)區(qū)、平衡區(qū)的碳排放強(qiáng)度分別向本區(qū)域內(nèi)的最低值省份收斂,兩個(gè)區(qū)域的凈碳效率分別向本區(qū)域內(nèi)的最高值省份收斂。
[ρi=1-Emin/YminEi/Yi] ,([i=1,2,3,…,n])" " " " " " " "(4)
其中,[ρi]為各省市減排潛力,[Emin/Ymin]為碳排放強(qiáng)度最低省份。
[ρi=Emax/YmaxEi/Yi-1],([i=1,2,3,…,n])" " " " " " " (5)
其中,[ρi]為各省市減排潛力,[Emax/Ymax]為凈碳效率最高省份。
5.數(shù)據(jù)來(lái)源。考慮到隨著糧食流通體制改革逐步深入,2003年我國(guó)劃分了糧食產(chǎn)銷區(qū),本文采用的數(shù)據(jù)起始節(jié)點(diǎn)為2004年,結(jié)合官方數(shù)據(jù)的可獲得性,農(nóng)用化肥、農(nóng)藥、薄膜等數(shù)據(jù)使用范圍是2004—2021年。其中,糧食產(chǎn)量、播種面積均來(lái)自《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》(2005—2022年),化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、灌溉、柴油等數(shù)據(jù)均來(lái)自《中國(guó)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》(2005—2022年),分別采用農(nóng)用化肥施用折純量、農(nóng)藥使用量、農(nóng)用柴油使用量、農(nóng)用塑料薄膜使用量和有效灌溉面積等指標(biāo)。每種作物的要素投入水平采用其播種面積占糧食總播種面積的比例折算。減排潛力測(cè)算以2021年數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。
(二)綠色生產(chǎn)效益分析
1.全國(guó)糧食綠色生產(chǎn)效益分析。2004—2021年,我國(guó)糧食生產(chǎn)的碳排放量和碳吸收量均隨著糧食產(chǎn)量的增長(zhǎng)而增長(zhǎng),但碳排放量始終低于碳吸收量,糧食生產(chǎn)的凈碳效應(yīng)顯著,表明糧食生產(chǎn)的低碳效益突出,與田云等[15-16]研究結(jié)論一致。由于糧食生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步、制度政策變化等,糧食碳排放、碳吸收結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)明顯的階段性特點(diǎn)。2004—2015年,受價(jià)格支持政策、種糧補(bǔ)貼等政策影響,我國(guó)糧食產(chǎn)量持續(xù)走高,糧食生產(chǎn)的碳排放和碳吸收量隨之增長(zhǎng),年均增長(zhǎng)均為2.9%。2016—2021年,隨著規(guī)模化經(jīng)營(yíng)、化肥農(nóng)藥減量增效、發(fā)展高效節(jié)水灌溉、強(qiáng)化農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用等政策的實(shí)施,實(shí)現(xiàn)了糧食生產(chǎn)持續(xù)豐收背景下,碳排放量緩慢下降,碳吸收量仍保持增長(zhǎng)的良好態(tài)勢(shì),碳排放量年均下降2.6%,碳吸收量年均增長(zhǎng)0.6%(見圖1)。
2.區(qū)域糧食綠色生產(chǎn)效益分析。長(zhǎng)期以來(lái),為保障全國(guó)糧食穩(wěn)定供給,國(guó)家支持主產(chǎn)區(qū)持續(xù)加大資本、勞動(dòng)、土地、環(huán)境等要素投入,糧食生產(chǎn)不斷向主產(chǎn)區(qū)集中,2022年13個(gè)主產(chǎn)區(qū)糧食產(chǎn)量占全國(guó)糧食總產(chǎn)量的78%以上,主產(chǎn)區(qū)糧食產(chǎn)量不斷攀升情況下,其碳排放規(guī)模和碳吸收水平對(duì)應(yīng)增長(zhǎng),同時(shí)主產(chǎn)區(qū)政策也對(duì)生產(chǎn)過程中由化肥投入、農(nóng)藥施用、農(nóng)膜使用以及機(jī)械燃油所產(chǎn)生的碳排放表現(xiàn)出顯著的負(fù)向影響,由于綠色節(jié)約生產(chǎn)技術(shù)推廣應(yīng)用水平和農(nóng)資利用水平不斷提高,且生產(chǎn)技術(shù)具有經(jīng)驗(yàn)溢出和技術(shù)溢出效益,主產(chǎn)區(qū)的碳吸收增速明顯大于碳排放增速,糧食生產(chǎn)的邊際低碳效益持續(xù)增大。從碳排放量看,河南碳排放水平最高,超過500萬(wàn)噸,山東位列第二,超過400萬(wàn)噸,河北、黑龍江、安徽碳排放量均在300萬(wàn)噸以上,主要原因是這幾個(gè)省是糧食生產(chǎn)大省,糧食播種面積大、產(chǎn)量高,化肥、農(nóng)藥、灌溉等生產(chǎn)要素投入多。
產(chǎn)銷平衡區(qū)糧食產(chǎn)量變化分化特征顯著,長(zhǎng)期來(lái)看,陜西、新疆、山西、甘肅等地區(qū)的糧食產(chǎn)量增長(zhǎng)彌補(bǔ)了廣西、貴州等地區(qū)的下降,因此平衡區(qū)的碳排放量和碳吸收量仍是增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),但碳排放增速大于碳吸收增速,說(shuō)明平衡區(qū)糧食生產(chǎn)的邊際低碳效益在減弱。從碳排放量看,陜西碳排放水平超過170萬(wàn)噸,新疆和云南碳排放水平處于150—160萬(wàn)噸,顯著高于其他平衡區(qū)省份,主要原因是這幾個(gè)省份糧食作物生產(chǎn)面積大、占比高,值得關(guān)注的是,陜西雖然糧食播種面積和產(chǎn)量均低于新疆,但由于兩個(gè)省份的土地、光熱等資源差異較大,且新疆采取滴灌生產(chǎn)方式,生產(chǎn)效率比較高,節(jié)省了其他投入要素的使用量,碳排放水平相對(duì)陜西較低。
主產(chǎn)區(qū)、平衡區(qū)的凈碳量均為正值,表明兩區(qū)低碳效益仍然顯著,但區(qū)域貢獻(xiàn)水平差異較大。具體來(lái)看(見圖2、圖3和圖4),2004—2021年,主產(chǎn)區(qū)碳排放量整體呈“先升后降”趨勢(shì),占全國(guó)比重最大且有所增長(zhǎng),從70.3%增長(zhǎng)到71.9%,遠(yuǎn)高于平衡區(qū)[27]。平衡區(qū)碳排量增速略快,年均增速1.5%,占全國(guó)比重略有增加,從18.3%增長(zhǎng)到20.0%;主產(chǎn)區(qū)的碳吸收量呈階段性增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),年均增速3.0%,占全國(guó)比例最多且漲幅較大,從74.5%增長(zhǎng)到80.3%,平衡區(qū)碳吸收量呈緩慢上升態(tài)勢(shì),年均增速1.5%,占全國(guó)比例明顯下降,從19.1%降至16%。
3.分品種綠色生產(chǎn)效益分析。接近20年的糧食品種碳排放和碳吸收結(jié)構(gòu)變化一致,小麥、稻谷、豆類、薯類的占比明顯下降,玉米占比明顯增長(zhǎng)(見圖5、圖6)。
從碳排放來(lái)看,五種作物的碳排放強(qiáng)度都出現(xiàn)不同程度的下降,目前稻谷和玉米碳排放強(qiáng)度最低,約0.06~0.07,小麥和薯類強(qiáng)度次之,約0.09~0.10,豆類碳排放強(qiáng)度最高,約0.19。糧食生產(chǎn)碳排放的品種差異化特征突出,除了與自身的碳排放系數(shù)相關(guān),也與糧食產(chǎn)量和技術(shù)發(fā)展有關(guān)。當(dāng)前小麥、玉米、水稻三大糧食作物耕種收綜合機(jī)械化率分別超過97%、90%和85%,且綠色生產(chǎn)技術(shù)推廣應(yīng)用較為普遍,2020年我國(guó)水稻、小麥、玉米三大糧食作物化肥利用率40.2%,比2015年提高5個(gè)百分點(diǎn),農(nóng)藥利用率40.6%,比2015年提高4個(gè)百分點(diǎn),因此在糧食產(chǎn)量連續(xù)8年豐收的背景下,三大主糧的碳排放強(qiáng)度不斷降低。我國(guó)豆類生產(chǎn)規(guī)模小,單產(chǎn)水平低,產(chǎn)量較低,同時(shí)綠色生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用不足,碳排放強(qiáng)度相對(duì)其他糧食作物較高。
從碳吸收來(lái)看,五種糧食品種的低碳效益差距較大,主要原因是面積、產(chǎn)量的差異,面積越大,同等密度水平作物吸收的碳就越多;經(jīng)濟(jì)系數(shù)相同的作物,單產(chǎn)越高,吸收的碳越多[18]。2004—2021年,玉米碳吸收占比從32.7%增長(zhǎng)至44.6%,稻谷占比從35.5%降至27.5%,小麥占比從24.0%降至23.4%,豆類占比從6.3%降至3.6%,薯類占比從1.6%降至0.9%。
五種糧食品種的凈碳量均為正值,表明五種糧食生產(chǎn)均具有低碳效益。各品種的低碳效益水平不同,玉米效益最高,其次為稻谷、小麥,豆類和薯類效益較低。五種糧食作物的凈碳效率大小排序與凈碳量一致,玉米最高,均值為12.2,稻谷均值達(dá)到11.2,小麥為9.8,豆類為5.1,薯類僅為1.5,效率較低(見圖7)。
(三)減排潛力分析
測(cè)算結(jié)果表明,以碳排放強(qiáng)度來(lái)看,主產(chǎn)區(qū)向黑龍江靠攏,其余12個(gè)省平均減排潛力為34.3%,平衡區(qū)向貴州靠攏,其余10個(gè)省平均減排潛力為38.9%。以凈碳效率來(lái)看,主產(chǎn)區(qū)向黑龍江靠攏,其余12個(gè)省平均減排潛力為59.9%,平衡區(qū)向西藏靠攏,其余10個(gè)省平均減排潛力為108.5%(見表3)。
總體上,我國(guó)糧食生產(chǎn)的減排潛力還有很大空間,可依據(jù)地區(qū)實(shí)際情況,制定階段性減排政策目標(biāo),不斷優(yōu)化政策舉措,減少碳排放強(qiáng)度,提升凈碳效率,從而實(shí)現(xiàn)糧食綠色節(jié)約化生產(chǎn)。
四、我國(guó)糧食綠色低碳生產(chǎn)轉(zhuǎn)型建議
本研究基于對(duì)全國(guó)、分地區(qū)、分品種的糧食生產(chǎn)的低碳效益評(píng)估,并測(cè)算主產(chǎn)區(qū)、平衡區(qū)的減排潛力,研究結(jié)果表明,在我國(guó)糧食支持政策力度不斷加大、綠色生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用水平不斷提高的背景下,我國(guó)糧食生產(chǎn)的低碳效益突出,但目前存在著區(qū)域發(fā)展不平衡、品種間差異較大的問題。從碳排放強(qiáng)度和凈碳效率方面看,兩個(gè)功能區(qū)仍具有很大的減排空間。糧食安全和生態(tài)安全都是公共產(chǎn)品,且均具有顯著的正外部性,糧食綠色低碳發(fā)展要求以資源環(huán)境承載力為根本依據(jù),廣泛使用綠色生產(chǎn)技術(shù),促進(jìn)高效節(jié)約生產(chǎn),這是實(shí)現(xiàn)糧食和生態(tài)雙安全、擴(kuò)大正外部性的重要舉措,要統(tǒng)籌處理好二者關(guān)系,促進(jìn)目標(biāo)與政策協(xié)同增效,結(jié)合糧食生產(chǎn)碳排放、碳吸收的區(qū)域性和品種性特點(diǎn),堅(jiān)持因地制宜、因品種施策,從政策和技術(shù)發(fā)展上發(fā)力,筑牢綠色發(fā)展之基。
(一)完善頂層設(shè)計(jì),加強(qiáng)政策激勵(lì)引導(dǎo)
根據(jù)國(guó)家糧食安全和生態(tài)安全戰(zhàn)略部署,探索構(gòu)建生態(tài)補(bǔ)償、主產(chǎn)區(qū)利益補(bǔ)償、農(nóng)民種糧收益補(bǔ)貼相結(jié)合的綜合支持制度,構(gòu)建以綠色低碳為導(dǎo)向的糧食生產(chǎn)補(bǔ)貼政策體系和激勵(lì)約束機(jī)制,探索糧食生產(chǎn)的生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值實(shí)現(xiàn)路徑,逐步將糧食納入碳交易市場(chǎng),完善統(tǒng)計(jì)方式與核算體系,摸清糧食碳情底數(shù),加強(qiáng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)比較分析,識(shí)別排放種類和重點(diǎn)領(lǐng)域,充分發(fā)揮糧食生產(chǎn)賦能生態(tài)安全的功能作用。
(二)加快技術(shù)創(chuàng)新,激活減排內(nèi)生動(dòng)力
糧食品種的碳排放和碳吸收的差異性特點(diǎn)既與其自身系數(shù)相關(guān),也與綠色低碳生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用水平相關(guān),激活糧食生產(chǎn)的減排潛力主要依靠技術(shù)變革,要加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力,健全綠色生產(chǎn)創(chuàng)新體系,強(qiáng)化技術(shù)支撐。一方面,要鞏固糧食綠色生產(chǎn)的“硬基礎(chǔ)”。要嚴(yán)守耕地紅線,提高糧食生產(chǎn)綜合能力,保障糧食面積和產(chǎn)量,提高糧食生產(chǎn)碳匯水平。要加強(qiáng)東北黑土地保護(hù),加強(qiáng)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)和中低產(chǎn)田改造,積極開展輪作、休耕等保護(hù)性耕作和高效節(jié)水農(nóng)業(yè),著力提升耕地質(zhì)量,節(jié)約水資源。另一方面,要提升糧食綠色生產(chǎn)的“軟實(shí)力”。堅(jiān)持控增量、去存量原則,建立低碳生產(chǎn)體系,繼續(xù)實(shí)行化肥農(nóng)藥減量施用政策,減少秸稈焚燒,加強(qiáng)農(nóng)業(yè)面源污染治理,加快綠色低碳生產(chǎn)技術(shù)推廣應(yīng)用。分品種來(lái)看,豆類、薯類凈碳效率較低,主要原因在于單產(chǎn)水平低和規(guī)模化發(fā)展不足,可重點(diǎn)實(shí)施品種改良、優(yōu)化布局等措施,提升單產(chǎn)水平,因地制宜發(fā)展規(guī)模化,提升機(jī)械化程度,促進(jìn)生產(chǎn)效率提升、產(chǎn)量增長(zhǎng),從而提高凈碳效率;玉米、稻谷、小麥的碳排放強(qiáng)度由于生產(chǎn)規(guī)模較大而相對(duì)較高,對(duì)這三種作物的低碳轉(zhuǎn)型,需要重點(diǎn)采用綠色低碳生產(chǎn)技術(shù),如在有條件的地區(qū)采用滴灌、水肥一體化、氮肥減施、間歇灌溉、種養(yǎng)結(jié)合等技術(shù),同時(shí)加快數(shù)字化、智能化技術(shù)在糧食生產(chǎn)過程中的融合應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)播種、精準(zhǔn)施肥、精準(zhǔn)灌溉等,降低碳排放。
(三)因地制宜制定階段性減排目標(biāo),促進(jìn)綠色可持續(xù)發(fā)展
結(jié)合國(guó)土空間開發(fā)規(guī)劃,基于資源環(huán)境承載能力、功能定位、市場(chǎng)空間等,科學(xué)布局并持續(xù)優(yōu)化糧食主產(chǎn)區(qū)、產(chǎn)銷平衡區(qū)的空間格局和品種結(jié)構(gòu)。針對(duì)主產(chǎn)區(qū)的碳吸收和碳排放相對(duì)較多的現(xiàn)實(shí)情況,要進(jìn)一步鞏固并完善主產(chǎn)區(qū)糧食支持政策,著力提升糧食綜合生產(chǎn)能力,合理布局糧食分品種的生產(chǎn)結(jié)構(gòu),發(fā)揮布局的最優(yōu)效應(yīng),更好發(fā)揮糧食碳匯價(jià)值。產(chǎn)銷平衡區(qū)的碳吸收和碳排放量相對(duì)較少,但效率不高,在保障糧食安全的前提下,需要繼續(xù)穩(wěn)住糧食播種面積,促進(jìn)生產(chǎn)要素科學(xué)合理投入,實(shí)現(xiàn)要素規(guī)模效應(yīng),提高生產(chǎn)效率,增加碳匯水平。立足資源稟賦。考慮以碳排放潛力為依據(jù),對(duì)兩個(gè)區(qū)域中碳排放強(qiáng)度較高的省份分別制定減排目標(biāo),加快糧食生產(chǎn)綠色轉(zhuǎn)型。分地區(qū)來(lái)看,河南、山東、黑龍江等主產(chǎn)區(qū)碳排放量靠前的省份糧食生產(chǎn)條件好,效率高,可重點(diǎn)推廣應(yīng)用綠色低碳集成生產(chǎn)技術(shù),實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo);陜西、云南等平衡區(qū)碳排放量靠前的省份糧食生產(chǎn)潛力大,可考慮重點(diǎn)加強(qiáng)糧食生產(chǎn)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和改善,提升規(guī)模效率和要素資源的利用率,通過減少要素?zé)o效投入,降低碳排放量。
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責(zé)任編輯:李黎
Transformation Analysis of Green and Low-Carbon Grain Production in China from the Perspective of Sustainable Development
Hao Xiaoyan" Zhou Zhujun
(China Grain Research and Training Center, Beijing 100834, China)
Abstract: Green, low-carbon and sustainable development of grain is an important measure to coordinate development and security, stabilize production and reduce emissions, and ensure food security and ecological security. By calculating the carbon emissions, carbon absorption, net carbon benefits, and emission reduction potential of grain production at the national, regional, and variety levels, the paper finds that the low-carbon benefits of grain production in China are prominent due to the continuous enhancement of grain support policies and the continuous improvement of the application level of green production technology. However, the regional development is uneven, with higher levels in main production areas and lower levels in balanced areas; there are significant differences in grain variety too, with high benefits for corn, rice, and wheat, and low benefits for soybeans and potatoes. From the perspective of carbon emission intensity and net carbon efficiency, there is significant room for carbon reduction in grain production in both the main and balanced areas. It is suggested to improve the top-level design, accelerate technology research, and set phased emission reduction targets in light of local conditions, to promote green and sustainable development, and achieve coordinated development of food security and carbon peaking and carbon neutrality goals .
Key words: grain; green and low-carbon; emission reduction potential; carbon emissions; carbon absorption
[基金項(xiàng)目]國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金青年項(xiàng)目(19CJL019)。
[作者簡(jiǎn)介]郝曉燕(1989-),女,河北邢臺(tái)人,博士,助理研究員,研究方向:農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)、糧食安全;通訊作者:周竹君(1987-),女,重慶人,博士,助理研究員,研究方向:糧食產(chǎn)業(yè)政策。