中國農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收重心移動及其原因*

盧 娜 曲福田 馮淑怡

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)公共管理學(xué)院，江蘇南京210095)

中國農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收重心移動及其原因*

盧 娜 曲福田 馮淑怡

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)公共管理學(xué)院，江蘇南京210095)

為深入了解我國農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收的區(qū)域差異及其原因，本文采用重心模型分析了農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收重心移動規(guī)律，運用C－D生產(chǎn)函數(shù)分析了影響農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收重心移動的因素，并在此基礎(chǔ)上計算了各影響因素對各區(qū)域碳凈吸收的貢獻(xiàn)率，提出了相應(yīng)的政策建議。結(jié)果表明:①我國農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收重心坐標(biāo)經(jīng)度減小較快，緯度波動增加，落實到地理區(qū)域上呈向西北方向移動的趨勢。東南區(qū)與蒙新區(qū)是農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收比重下降和增長速度最快的地區(qū)，而西南區(qū)已逐漸成為我國農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收的主要貢獻(xiàn)區(qū)。②常規(guī)投入中土地投入是影響農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收重心移動的首要因素，資本投入(包括化肥、勞動力)也是重要的影響因素;控制變量中種植結(jié)構(gòu)是主要影響因素，使用權(quán)與收益權(quán)變量系數(shù)顯著但影響不大。③各影響因素對區(qū)域碳凈吸收的貢獻(xiàn)存在顯著的地區(qū)差異，但影響各區(qū)域碳凈吸收的主要貢獻(xiàn)因素為土地、化肥和種植結(jié)構(gòu)。

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng);碳凈吸收;重心;C－D生產(chǎn)函數(shù)

自工業(yè)革命以來，人類化石燃料的大量使用以及非持久性土地利用直接導(dǎo)致全球溫室氣體濃度以前所未有的速率增加，引起了以氣候變暖為特征的一系列生態(tài)環(huán)境問題。如何減緩氣候變化，充分發(fā)揮各碳庫的碳匯功能成為目前研究的熱點。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是巨大的碳庫，全球農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳儲量高達(dá)170Pg，占陸地碳儲量的10%以上［1］，但是其受人類活動(如耕作、灌溉、施肥等)影響也最大［2］，既是碳源又是碳匯。Bouwman認(rèn)為大氣中20%的CO2、70%的CH4與90%的N2O來源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動及其相關(guān)過程［3］;Cole估計在未來50－100年，全世界農(nóng)田可固定20－30Pg碳［4］。目前關(guān)于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳源/匯的研究主要集中在定量估算農(nóng)田系統(tǒng)碳源/匯。Lal［5］估算了農(nóng)田系統(tǒng)中各種活動(包括灌溉、播種、施肥、收獲等)由于能源消耗而產(chǎn)生的碳排放量;Nalley等［6］采用生命周期評價法對美國阿肯色州六大類種植作物在不同的生產(chǎn)實踐中整個生命周期的碳排放量進(jìn)行了估算;趙榮欽等［7］對我國沿海10個省(市、區(qū))農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)1981－2001年碳源/碳匯進(jìn)行了估算，結(jié)果表明總碳排放增長速度快于碳吸收增加速度，沿海地區(qū)主要糧食作物碳吸收占全國比例有所下降;羅懷良［8］估算了鹽亭縣近55年來農(nóng)田植被碳儲量和植被碳密度的動態(tài)變化，結(jié)果表明兩者都有一定程度的提高，具有碳匯效應(yīng);魯春霞等［9］研究表明我國農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)近20年來碳蓄積總量持續(xù)增大，其中碳密度高值區(qū)主要分布在我國東部地區(qū)。目前對農(nóng)田系統(tǒng)碳源/匯的時間變化特征研究較豐富，但是忽略了對其空間變化特征的研究，更缺乏對其空間變化機理的定量分析。因此，本文擬在已有研究基礎(chǔ)上，采用重心模型分析我國農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收重心移動規(guī)律，并結(jié)合面板數(shù)據(jù)采用C－D生產(chǎn)函數(shù)分析相關(guān)因素對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收的影響，以期為相關(guān)政策制定提供參考依據(jù)。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究方法

1.1.1 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收

本文提出的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收量，是作物生育期碳吸收量與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程碳排放量的差值?？紤]數(shù)據(jù)可獲得性，作物碳吸收量采用李克讓［10］提出的根據(jù)作物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)系數(shù)以及碳吸收率來估算作物生育期內(nèi)通過光合作用對碳的吸收量;農(nóng)業(yè)生產(chǎn)碳排放量采用West等［11］提出的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中由于化肥生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)機械使用、灌溉

式中，Cs為區(qū)域農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)作物碳吸收量(104t);Cfi為第i種作物合成單位有機質(zhì)(干重)所吸收的碳，即碳吸收率(%);Ywi為第i種作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量(104t);Hi為第i種作物經(jīng)濟(jì)系數(shù)，即果實占作物生物量的比重(%);Ec為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程碳排放量(104t);Ef為化肥施用碳排放量(104t);Em為農(nóng)業(yè)機械使用碳排放量(104t);Ei為灌溉碳排放量(104t);Gf為化肥施用量(104t);c1=857.54 kg/t;Am為農(nóng)作物播種面積(hm2)，c2=16.47 kg/hm2，Wm為農(nóng)業(yè)機械總動力(104kW)，c3=0.18 kg/kW;Ai為農(nóng)作物有效灌溉面積(hm2)，c4=266.48 kg/hm2;C凈表征碳凈吸收量(104t)。

1.1.2 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收重心

重心概念來源于物理學(xué)，指某個物體各部分所受重力產(chǎn)生合力的作用點［12］。目前該理論已廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)重心［13］、產(chǎn)業(yè)重心［14］、人口重心［15］、耕地重心［16］、城市群重心［17］、能源消費造成的環(huán)境污染重心［18－19］遷移等方面的研究上。本文通過引入重心理論來分析我國農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收的空間變化規(guī)律。該理論假設(shè)全國各省級行政區(qū)域(不包括港澳臺地區(qū))處在同一質(zhì)平面上，各區(qū)域農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收集中在各省會城市。各省會城市都是平面上的一個質(zhì)點，且具有不同的重量，全國農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收重心位置即各質(zhì)點重量對比均衡點。重心位置一般用經(jīng)緯度表示，具體如下:等造成的碳排放量，具體計算方法如下所示。

式中，Xt、Yt分別表示第t年農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收重心經(jīng)緯度坐標(biāo);C凈tj表示第t年j省的農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收量;xj、yj分別表示j省省會城市所在經(jīng)緯度坐標(biāo)。

1.1.3 柯布－道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)(簡稱C－D生產(chǎn)函數(shù))

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收可能會受到氣候、經(jīng)濟(jì)、社會、制度等多種因素的綜合影響。區(qū)域自然條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素的變化都可能引起該區(qū)域農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)與農(nóng)業(yè)投入的變化，從而影響到我國農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的碳凈吸收。本文試圖引入C－D生產(chǎn)函數(shù)來分析影響我國不同區(qū)域農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收變化的因素，并探討對碳凈吸收重心移動的影響。

本文綜合戴景瑞等［20］提出的農(nóng)業(yè)區(qū)域布局，將我國劃分為8個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域，即東北區(qū):黑龍江、吉林、遼寧;黃淮海區(qū):北京、天津、河北、河南、山東;長江中下游區(qū):湖北、湖南、江西、安徽、江蘇;東南沿海區(qū):上海、浙江、福建、廣東、海南;黃土高原區(qū):陜西、山西、甘肅;西南區(qū):四川、重慶、云南、貴州、廣西;蒙新區(qū):內(nèi)蒙古、新疆、寧夏;青藏區(qū):青海、西藏。利用30個省(市、區(qū))①1997年重慶列為直轄市，為了統(tǒng)計的一致性，仍將重慶市歸并在四川省。1993－2008年的面板數(shù)據(jù)，采用C－D生產(chǎn)函數(shù)對影響碳凈吸收的因素進(jìn)行實證檢驗。影響各區(qū)域碳凈吸收的主要因素除了包括土地、勞動力和資本(如化肥、機械、灌溉)等傳統(tǒng)生產(chǎn)要素外，還包括技術(shù)進(jìn)步、農(nóng)地產(chǎn)權(quán)制度、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和自然條件的影響:

S=f(土地，勞動力，資本，技術(shù)，使用權(quán)，收益權(quán)，比較效益，自然條件) (5)

式中，土地用農(nóng)作物播種面積(Land)表示。農(nóng)作物播種面積增加可以提高作物產(chǎn)量，從而提高碳吸收量;然而如公式(2)所示，播種面積的增加也會造成碳排放量的增加。因此土地投入對碳凈吸收的作用是不確定的。勞動力用從事種植業(yè)勞動力(Labor)表示。勞動力投入增大可以提高作物精耕細(xì)作水平，提高產(chǎn)量，從而對碳凈吸收具有正效應(yīng)。資本用化肥投入(Fert)與農(nóng)用機械總動力(Machine)表示。化肥與農(nóng)用機械的使用可以增加農(nóng)作物產(chǎn)量，從而提高碳吸收量;但如公式(2)所示，化肥與農(nóng)用機械在使用中也會增加碳排放量。通常來講其碳排放量與碳吸收量相比數(shù)量較小，因此可以假設(shè)資本投入對碳凈吸收具有正向影響。

技術(shù)通常用時間趨勢(T)表示。隨著時間的發(fā)展，農(nóng)作物種植技術(shù)不斷提高，因此技術(shù)對碳凈吸收具有正效應(yīng)。使用權(quán)(Use)用虛擬變量表示，以2003年實施的《農(nóng)村土地承包法》為邊界，2003年之前賦值0，之后(包括2003年)賦值1。以法律形式確定“保護(hù)農(nóng)村土地承包關(guān)系的長期穩(wěn)定”對農(nóng)民從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有一定的激勵，因此使用權(quán)對碳凈吸收有正效應(yīng)。收益權(quán)可以用糧食收購價格指數(shù)或農(nóng)業(yè)稅表示，但全國農(nóng)村固定觀察點辦公室研究結(jié)果表明:由于我國糧食商品率較低，所以收購價格的高低對農(nóng)民種糧積極性影響較小，因此本文選取了農(nóng)業(yè)稅(Tax)負(fù)擔(dān)衡量，采用虛擬變量表示，各省(市、區(qū))農(nóng)業(yè)稅廢止前年份賦值0，之后賦值1。農(nóng)業(yè)稅負(fù)擔(dān)越低表明農(nóng)民對土地收益獨享性越好，因此收益權(quán)對碳凈吸收具有正效應(yīng)。比較效益②農(nóng)民人均純收入包括“工資性收入”、“家庭經(jīng)營純收入”、“財產(chǎn)性收入”和“轉(zhuǎn)移性收入”。不同地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同，農(nóng)民人均純收入構(gòu)成不同。當(dāng)前農(nóng)業(yè)種植收入占農(nóng)民收入比例逐漸降低，其它來源所占比例逐漸提高。由于統(tǒng)計數(shù)據(jù)中無法獲取各地區(qū)農(nóng)民非農(nóng)收入相關(guān)數(shù)據(jù)，因此采用農(nóng)民人均純收入占全國農(nóng)民人均純收入比重來表征各地區(qū)農(nóng)民收入中非農(nóng)收入的比重。農(nóng)民人均純收入占全國農(nóng)民人均純收入比重越高，說明該地農(nóng)民收入中非農(nóng)收入比重越高。用非農(nóng)收入比重(CB)表示，具體用各省(市、區(qū))農(nóng)民人均純收入占全國農(nóng)民人均純收入比值表示。非農(nóng)收入高一方面會導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需勞動力減少，降低農(nóng)業(yè)產(chǎn)出;另一方面也會導(dǎo)致農(nóng)戶收入增加，從而增加農(nóng)業(yè)投入(如化肥、機械的使用)，增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)出。因此非農(nóng)收入對碳凈吸收的效應(yīng)是不確定的。自然條件用種植結(jié)構(gòu)(PS)表示，具體用糧食作物播種面積占農(nóng)作物總播種面積比例表示。我國糧食作物產(chǎn)量高于經(jīng)濟(jì)作物，因此種植結(jié)構(gòu)對碳凈吸收具有正效應(yīng)。

除以上考慮的因素外，各區(qū)域可能還存在其他方面的差異。為了得到一致估計，在生產(chǎn)函數(shù)中設(shè)置了7個虛擬變量，虛擬變量以各方面條件相對較優(yōu)的東南沿海區(qū)為基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)定。因此擴展后的生產(chǎn)函數(shù)的對數(shù)形式如下:

式中，C凈指農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收量(104t);a0指常數(shù)項;Land指土地投入(103hm2);Labor指勞動力投入(104人);Machine指機械投入(104kW);Fert指化肥施用量(折純量)(104t);Use指使用權(quán);Tax指農(nóng)業(yè)稅負(fù)擔(dān);CB指非農(nóng)收入比重(%);PS指種植結(jié)構(gòu)(%);T指技術(shù)進(jìn)步;Dk指虛擬變量;ε是誤差項;ag是各變量系數(shù);k=1，2，……，7。

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

本文所用數(shù)據(jù)為1993－2008年全國30個省(市、區(qū))(不包括港澳臺地區(qū))面板數(shù)據(jù)。計算碳吸收/排放以及計量模型分析中的各種農(nóng)作物產(chǎn)量①農(nóng)作物選取了全國具有代表性的稻谷、小麥、玉米、薯類、豆類、棉花、油菜、花生、甘蔗、甜菜和煙葉。、化肥施用量(折純)、農(nóng)業(yè)機械動力、農(nóng)作物播種面積、灌溉面積、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、從事第一產(chǎn)業(yè)勞動力等統(tǒng)計數(shù)據(jù)均來自《改革開放三十年農(nóng)業(yè)統(tǒng)計資料匯編》和歷年《中國農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》;碳吸收率、作物經(jīng)濟(jì)系數(shù)來自文獻(xiàn)10;估算碳排放時所采用常數(shù)來自文獻(xiàn)11。

計算碳凈吸收重心坐標(biāo)時，本文從中國資源環(huán)境數(shù)據(jù)庫②http://nfgis.nsdi.gov.cn/sdinfo/download.asp#中直接獲取1:400萬分省行政界線圖，然后利用GIS空間查詢功能，生成各省(市、區(qū))經(jīng)緯度坐標(biāo)數(shù)據(jù)庫;接著利用式(4)、(5)計算了不同時期我國農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收重心經(jīng)緯度坐標(biāo)，并生成dbf數(shù)據(jù)文件;最后利用ArcGIS的表格加載功能，在行政界線圖層上定位不同時期碳凈吸收重心經(jīng)緯度坐標(biāo)。

計量模型分析中的一些變量不能直接獲取，需要做一些處理。如勞動力投入指從事種植業(yè)勞動力，而統(tǒng)計數(shù)據(jù)中只有從事第一產(chǎn)業(yè)勞動力數(shù)據(jù)。因為從事第一產(chǎn)業(yè)勞動力中從事種植業(yè)勞動力占較大比例，同時農(nóng)業(yè)產(chǎn)值中也是種植業(yè)產(chǎn)值占較大比例，因此這里用農(nóng)作物產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的比例對從事第一產(chǎn)業(yè)勞動力進(jìn)行了加權(quán)。

2 結(jié)果分析

圖1表明，我國農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳平衡重心移動具有以下三個特征:一是重心位于黃淮海區(qū)的河南省西南部，1993 年位于 113.68°E、32.98°N，2008 年位于 113.01°E、33.17°N，偏離我國的幾何中心(103°50'E、36°N);二是從移動方向上看，重心位置呈現(xiàn)向西北方向移動的趨勢，落實到行政圖上是由駐馬店市－南陽市－平頂山市－南陽市，2008年仍在河南省境內(nèi);三是如果以1993年的重心位置為原點，經(jīng)度呈減小趨勢，緯度先減小后增大。

圖1 我國農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收重心移動軌跡圖Fig.1 Movement trends of center of gravity of farmland ecosystem net carbon uptake in China

圖2 表明，我國農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)具有明顯的碳匯效應(yīng)。1993－2008年碳凈吸收量呈波動上升趨勢，由1993的0.52Gt增長到 2008年的 0.68Gt，年平均增長率為1.79%。我國農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收變化具有較大的區(qū)域差異(見圖3)。長江中下游區(qū)、東南區(qū)、黃土高原區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收占全國總量的比例是逐漸下降的，其中以東南區(qū)減少速度最快，年均減少4.16%;西南區(qū)、東北區(qū)、蒙新區(qū)所占比例是逐漸上升的，其中西南區(qū)所占比例由19.65%增長到25.36%，成為我國農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收主要貢獻(xiàn)區(qū)，而蒙新區(qū)是增長速度最快的地區(qū)，年均增加2.63%;黃淮海區(qū)與青藏區(qū)變化不大，黃淮海區(qū)所占比例在21.29%－23.72%范圍內(nèi)波動，青藏區(qū)所占比例僅為0.26%－0.31%。

圖2 我國農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收變化圖Fig.2 Changes of farmland ecosystem net carbon uptake in China

圖3 不同區(qū)域農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收變化圖Fig.3 Changes of farmland ecosystem net carbon uptake in different regions

我國糧食作物占農(nóng)作物種植比例雖然逐年下降，但2008年全國糧食作物播種面積仍占農(nóng)作物總播種面積的68%。因此糧食生產(chǎn)是影響我國農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收重心變化的主要因素。殷培紅等［21］研究了21世紀(jì)初我國糧食生產(chǎn)空間格局，結(jié)果表明我國糧食生產(chǎn)重心進(jìn)一步北移，已經(jīng)呈現(xiàn)西擴的趨勢;程葉青等［22］運用區(qū)域差異分析方法探討了我國糧食生產(chǎn)區(qū)域格局，結(jié)果表明糧食生產(chǎn)重心進(jìn)一步由南方向北方和由東部向西部推進(jìn)。以上學(xué)者對糧食重心移動趨勢的分析證實了本研究的結(jié)論，即全國農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收呈向西北方向移動的趨勢。

2.2 C－D生產(chǎn)函數(shù)模型擬合結(jié)果

由于本文選取的是我國30個省(市、區(qū))1993－2008年的面板數(shù)據(jù)，采用傳統(tǒng)的最小二乘法進(jìn)行模型擬合并不合適。本文利用Stata9軟件分別采用處理面板數(shù)據(jù)的固定效應(yīng)模型(Fixed Effects，簡稱 FE)和隨機效應(yīng)模型(Random Effects，簡稱RE)對影響我國農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收動態(tài)變化的因素進(jìn)行估計。豪斯曼檢驗(Hausman Test)所獲取的卡方檢驗(Prob＞Chi 2=0)拒絕原假設(shè)，因此固定效應(yīng)模型更有效?；貧w結(jié)果見表1。

表1 計量經(jīng)濟(jì)模型估計結(jié)果Tab.1 Estimation results of econometric model

從表1可以看出，固定效應(yīng)模型的R2值為0.92，所對應(yīng)的F檢驗在1%水平上顯著。結(jié)果表明，影響農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收的四種常規(guī)投入中，土地的彈性系數(shù)最大，說明土地是一種非常稀缺的資源，是影響農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收的最重要的影響因素。勞動力和化肥投入對碳凈吸收影響也很顯著，但其彈性系數(shù)較小。機械使用對農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收的影響不顯著。這說明目前我國仍是主要依靠土地、勞動力和化肥投入來提高農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收量。

反映產(chǎn)權(quán)效應(yīng)的使用權(quán)和收益權(quán)系數(shù)都顯著為正。這表明加強農(nóng)地承包經(jīng)營權(quán)的穩(wěn)定性可以增強農(nóng)民對土地使用權(quán)安全性的信心，從而提高農(nóng)民對農(nóng)業(yè)投資的積極性;另外國家對農(nóng)業(yè)稅的減免，即農(nóng)民收益權(quán)的增加也促進(jìn)了農(nóng)戶農(nóng)業(yè)生產(chǎn)積極性的提高。所有這些都導(dǎo)致了農(nóng)業(yè)產(chǎn)出的提高，增加了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收量。

在實驗中，花在設(shè)置、準(zhǔn)備、運行和優(yōu)化工具包上的時間最多的是HTK，更少的Sphinx和最少的Kaldi。

反映經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的非農(nóng)收入比重系數(shù)為正。這說明非農(nóng)收入增加的現(xiàn)金投入效應(yīng)超過了其勞動力減少的效應(yīng)，從而提高了農(nóng)業(yè)產(chǎn)出，增加了農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收量。反映自然條件的種植結(jié)構(gòu)系數(shù)與預(yù)期相符且顯著，說明糧食作物比重提高可以增加農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收量。反映技術(shù)進(jìn)步的時間趨勢對碳凈吸收影響不顯著，技術(shù)進(jìn)步效果可能已從化肥施用等因素中得以體現(xiàn)。

表2 中國各區(qū)域農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收貢獻(xiàn)率表(%)Tab.2 Accounting for farmland ecosystem net carbon uptake by regions(%)

由于我國農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收區(qū)域差異顯著，為了進(jìn)一步分析各影響因素對各區(qū)域農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收的貢獻(xiàn)，本文采用了林毅夫［23］、Fan 等［24］利用生產(chǎn)函數(shù)模擬結(jié)果計算貢獻(xiàn)率的方法，將農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收量變化的原因歸結(jié)為:①常規(guī)投入的變化;②控制變量的變化;③無法解釋的殘差。計算結(jié)果見表2。

結(jié)果表明，各影響因素對區(qū)域碳凈吸收貢獻(xiàn)存在顯著差異。常規(guī)投入，特別是土地、化肥對各區(qū)域碳凈吸收貢獻(xiàn)較為顯著，控制變量中種植結(jié)構(gòu)變化、使用權(quán)、收益權(quán)對區(qū)域碳凈吸收的貢獻(xiàn)也不可忽略。盡管化肥的施用(23.09%)以及使用權(quán)(19.41%)和收益權(quán)(18.15%)的改善對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收具有顯著地促進(jìn)作用，然而1993－2008年東南沿海區(qū)農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收下降了(－36.47%)。這是因為由于工業(yè)化城市化的發(fā)展，東南沿海區(qū)農(nóng)作物播種面積減少22.20%，糧食作物比重下降14.66%。農(nóng)作物播種面積(－64.98%)和糧食作物比重(－51.72%)的下降對東南沿海區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收的負(fù)面影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了化肥施用以及使用權(quán)和收益權(quán)改善對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收的正面影響。盡管糧食作物比重的下降對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收具有一定的負(fù)面影響(－16.36%)，然而蒙新區(qū)農(nóng)作物播種面積和化肥施用量這兩項常規(guī)投入對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收的貢獻(xiàn)就達(dá)到了105.33%，從而導(dǎo)致蒙新區(qū)成為農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收比重增長速度最快的地區(qū)，1993－2008年其農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收上升了96.29%。與蒙新區(qū)相似，西南區(qū)常規(guī)投入中化肥和土地對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳凈吸收的貢獻(xiàn)分別為108.49%和48.05%，促使其成為我國農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收的首要貢獻(xiàn)區(qū)。

3 結(jié)論與政策建議

3.1 結(jié)論

本文以我國1993－2008年農(nóng)作物產(chǎn)量以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入等統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過采用重心模型以及C－D生產(chǎn)函數(shù)模型來分析我國農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收重心移動規(guī)律及其原因，主要結(jié)論如下:

(1)我國農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收重心偏離我國幾何中心，其中坐標(biāo)經(jīng)度值減小較快，緯度值波動增加，落實到地理區(qū)域上重心總體呈向西北方向移動趨勢。東南區(qū)與蒙新區(qū)是農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收比重下降和增加速度最快地區(qū)，而西南區(qū)已逐漸成為我國農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收的主要貢獻(xiàn)區(qū)。

(2)影響我國農(nóng)田系統(tǒng)碳凈吸收重心移動的首要因素是土地的投入，化肥、勞動力與種植結(jié)構(gòu)也是重要因素;使用權(quán)與收益權(quán)變量系數(shù)顯著但影響不大;非農(nóng)收入的提高對碳凈吸收具有正效應(yīng)。

(3)各影響因素對區(qū)域碳凈吸收貢獻(xiàn)存在地區(qū)差異，但常規(guī)投入，特別是土地和化肥對各區(qū)域碳凈吸收貢獻(xiàn)較為顯著，控制變量中種植結(jié)構(gòu)變化、使用權(quán)和收益權(quán)是影響碳凈吸收不可忽略的重要因素。

3.2 政策建議

(1)為了維持和提高作物生產(chǎn)碳凈吸收量，首先應(yīng)保證作物的種植面積，從而應(yīng)該加強耕地保護(hù)與基本農(nóng)田建設(shè);同時也應(yīng)注重資本的投入和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)，通過改變耕作方式，實現(xiàn)農(nóng)林復(fù)合種植等措施來提高作物產(chǎn)量，從而增加碳凈吸收量。

(2)農(nóng)地產(chǎn)權(quán)制度對農(nóng)民農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入具有正效應(yīng)，農(nóng)地使用權(quán)的穩(wěn)定，農(nóng)業(yè)稅的廢止以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)補貼的不斷加大，將促進(jìn)農(nóng)民對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的投入(如化肥、機械使用等)，從而增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)出，提高碳凈吸收量。由于目前投入量提高增加的碳吸收量能夠抵消碳排放量的增加，因此應(yīng)進(jìn)一步增強農(nóng)地產(chǎn)權(quán)的穩(wěn)定性。

(3)針對各因素對不同區(qū)域碳凈吸收的貢獻(xiàn)差異，各區(qū)域應(yīng)根據(jù)其自身條件，因地制宜地采取有效措施來提高碳凈吸收量。如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自然條件較差的區(qū)域(黃土高原區(qū)、青藏區(qū))可通過農(nóng)業(yè)投入(化肥等)增加來提高碳凈吸收量。

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Farmland Ecosystem Net Carbon Uptake in China:Movement of Center of Gravity and the Determining Factors

LU Na QU Fu-tian FENG Shu-yi
(College of Public Administration，Nanjing Agricultural University，Nanjing Jiangsu 210095，China)

To better understand the regional differences of farmland ecosystem net carbon uptake and the reasons for these differences in China，this paper used the center of gravity model and explored the movement of center of gravity of farmland ecosystem net carbon uptake，applied the C-D production function and analyzed the determining factors that affect the movement of center of gravity of farmland ecosystem net carbon uptake，calculated the contribution of different factors to farmland ecosystem net carbon uptake in different regions of China，and finally put forward corresponding policy recommendations.Results indicate that ①The longitude coordinates of the center of gravity of net carbon uptake decreased rapidly，while the latitude coordinates showed an overall fluctuating upward tendency.In terms of geographical location，the center of gravity of net carbon uptake showed a trend of moving towards northwest.In terms of the proportion of total net net carbon uptake，Southeast China declined the most，while Mongolia-Xinjiang Regions increased the most.Southwest China has gradually become a major contributor to the national net net carbon uptake.②For conventional inputs，land was the primary factor affecting the movement of center of gravity of farmland ecosystem net carbon uptake，and capital inputs(including fertilizer and labor)were also important factors.For the control variables，the planting structure was the main influencing factor，and the use rights and income rights variables were significant but had little effect.③The determining factors played different roles in different regions in terms of their contributions to farmland ecosystem net carbon uptake.The main contributing factors were land，fertilizer and the planting structure.

farmland ecosystem;net carbon uptake;center of gravity;C-D production function

S181;X21

A

1002－2104(2011)05－0119－07

10.3969/j.issn.1002－2104.2011.05.020

2010－12－03

盧娜，博士生，主要研究方向為資源經(jīng)濟(jì)與可持續(xù)發(fā)展。

馮淑怡，博士，副教授，主要研究方向為資源經(jīng)濟(jì)與可持續(xù)發(fā)展。

*國家自然科學(xué)基金項目(批準(zhǔn)號:70833001，70803019)，江蘇省“青藍(lán)工程”資助。

(編輯:田 紅)