中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤的影響因素解析

史常亮 揭昌亮 朱俊峰

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中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤的影響因素解析

史常亮 揭昌亮 朱俊峰

在“機(jī)械化+化學(xué)化=農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化”的發(fā)展模式下，中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放的快速上升，不能簡(jiǎn)單理解為只是化石能源消費(fèi)增長(zhǎng)的結(jié)果，而是人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源結(jié)構(gòu)、能源效率等方面因素的共同作用所導(dǎo)致。發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)首先要從影響農(nóng)業(yè)能耗碳排放“脫鉤與否”的因素入手，厘清各因素在其中的作用。基于Tapio脫鉤模型和Kaya恒等式，運(yùn)用LMDI分解法構(gòu)建了擴(kuò)展的Tapio脫鉤指數(shù)分解模型，對(duì)1980-2012年中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放的脫鉤情況進(jìn)行定量分析。結(jié)果表明，過(guò)去30多年來(lái)，中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)總體呈現(xiàn)出由“弱脫鉤”向“增長(zhǎng)連接”轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)，二者之間脫鉤狀態(tài)的穩(wěn)定性在變差；能源強(qiáng)度降低是實(shí)現(xiàn)中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤的關(guān)鍵性因素，但近年來(lái)已顯現(xiàn)出瓶頸；與此同時(shí)，能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)出規(guī)模因素對(duì)碳排放脫鉤的反向抑制作用在不斷加強(qiáng)；人口規(guī)模雖然對(duì)碳排放脫鉤工作也起到負(fù)面作用，但近年來(lái)影響趨于下降。

農(nóng)業(yè)能源消耗； 碳排放； 脫鉤； LMDI分解法

一 引 言

作為支撐經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要因素，近年來(lái)我國(guó)能源消費(fèi)量一直保持較快增長(zhǎng)。根據(jù)《世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒2014》，2013年中國(guó)一次能源消費(fèi)量為28.52億萬(wàn)噸油當(dāng)量，占全球能源消費(fèi)量的22.4%。中國(guó)能源消費(fèi)量的不斷增加，不僅表現(xiàn)在傳統(tǒng)能源消耗大戶——工業(yè)方面，同時(shí)也表現(xiàn)在常被人們所忽略的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)方面。過(guò)去30多年來(lái)，隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、現(xiàn)代化水平的提高，柴油、化肥、農(nóng)膜等能耗型生產(chǎn)資料投入不斷增加，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的能源消費(fèi)也越來(lái)越大。《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒2013》數(shù)據(jù)顯示，盡管與工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等行業(yè)相比，農(nóng)業(yè)能源消費(fèi)在國(guó)家能源消費(fèi)總量中的比重并不大，但其絕對(duì)量卻一直呈現(xiàn)出逐年增長(zhǎng)和加速趨勢(shì)。因此，為確保國(guó)家節(jié)能減排目標(biāo)任務(wù)的實(shí)現(xiàn)，對(duì)農(nóng)業(yè)能源消費(fèi)量進(jìn)行控制，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的能耗碳排放，無(wú)疑也是一個(gè)重要方面。

從掌握的文獻(xiàn)來(lái)看，現(xiàn)有針對(duì)農(nóng)業(yè)碳排放的研究主要集中在農(nóng)用物資、稻田、土壤、牲畜腸道發(fā)酵、糞便管理等方面(田云和張俊飚，2014)，而對(duì)農(nóng)業(yè)能耗碳排放的關(guān)注較少。黃祖輝和米松華(2011)對(duì)2008年農(nóng)業(yè)碳足跡的核算發(fā)現(xiàn)，在農(nóng)業(yè)源溫室氣體中，種植、養(yǎng)殖活動(dòng)本身排放的溫室氣體所占比重并不大，農(nóng)用能源直接和間接碳排放才是最重要的三大類來(lái)源之一。張廣勝和王珊珊(2014)在對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)碳排放結(jié)構(gòu)研究后也認(rèn)為，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，能源消耗導(dǎo)致的直接和間接碳排放正成為中國(guó)農(nóng)業(yè)碳排放的一個(gè)重要來(lái)源。基于此，本文把研究的重點(diǎn)放在農(nóng)業(yè)能耗碳排放上，包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用煤炭、石油等化石能源產(chǎn)生的直接碳排放和電力消費(fèi)導(dǎo)致的間接碳排放。

發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵在于切斷農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與碳排放之間的聯(lián)系，如果在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)，農(nóng)業(yè)能耗碳排放低增長(zhǎng)、零增長(zhǎng)乃至負(fù)增長(zhǎng)，那么就說(shuō)明實(shí)現(xiàn)了一個(gè)低碳的發(fā)展模式(許廣月，2010)。為實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程，了解哪些因素對(duì)農(nóng)業(yè)能耗碳排放的變動(dòng)起關(guān)鍵性作用就顯得十分必要。漆雁斌等(2010)對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)能源消耗結(jié)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前我國(guó)農(nóng)業(yè)消耗的大部分能源是煤炭，而煤炭的排碳量比其他能源高，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)能耗碳排放量也高。李國(guó)志(2014)利用變參數(shù)模型分析了人口、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)能源碳排放的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，人口規(guī)模和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)碳排放有促進(jìn)作用，但隨著時(shí)間推移，前者作用在增強(qiáng)，而后者作用趨于弱化；技術(shù)進(jìn)步雖然對(duì)碳排放具有顯著的抑制作用，但是這種減排效應(yīng)并不穩(wěn)定。李國(guó)志和李宗植(2010)利用LMDI模型將農(nóng)業(yè)能耗碳排放量的變化分解為能源強(qiáng)度效應(yīng)、能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)水平效應(yīng)三部分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)水平對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放量變化的貢獻(xiàn)最大，而能源結(jié)構(gòu)和能源強(qiáng)度因素的影響不太明顯。戴小文等(2015)、龐麗(2014)同樣運(yùn)用LMDI方法對(duì)1990-2013年和1997-2010年的農(nóng)業(yè)能耗碳排放量變化進(jìn)行了分解，結(jié)果均表明，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值變動(dòng)是引起農(nóng)業(yè)能耗碳排放正向增加的主要因素。

國(guó)際上多用脫鉤指標(biāo)來(lái)反映阻斷經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與資源消耗或污染物排放之間聯(lián)系的程度。與計(jì)量模型相比，脫鉤指標(biāo)不僅能夠?yàn)樽R(shí)別經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境污染之間的關(guān)系提供一個(gè)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)指標(biāo)，而且能夠在這一復(fù)雜關(guān)系中對(duì)環(huán)境矛盾的主要方面進(jìn)行有效識(shí)別(趙一平等，2006)[10]。近年來(lái)，一些學(xué)者將脫鉤指標(biāo)運(yùn)用到中國(guó)農(nóng)業(yè)碳排放研究中，如田云等(2012)[11]、李波和張俊飚(2012)[12]、張玉梅和喬娟(2014)[13]、李立等(2013)[14]。但正如前面所指出，這些研究?jī)H按照IPCC方法核算了水稻種植、畜禽養(yǎng)殖、秸稈焚燒以及農(nóng)用物資使用等導(dǎo)致的碳排放，忽視或低估了農(nóng)業(yè)能源消耗碳排放的核算；同時(shí)，這些研究大多止步于回答“脫鉤與否”，缺乏對(duì)“脫鉤狀態(tài)”背后驅(qū)動(dòng)因素的進(jìn)一步分解分析。這顯然不利于把握農(nóng)業(yè)碳排放的節(jié)能減排重點(diǎn)及其問(wèn)題解決。

總之，在“機(jī)械化+化學(xué)化=農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化”的發(fā)展模式下，中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放量的快速上升不能簡(jiǎn)單理解為只是化石能源消費(fèi)增長(zhǎng)的結(jié)果，而是人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源結(jié)構(gòu)、能源效率等方方面面因素共同作用的結(jié)果。發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)，首先要從影響農(nóng)業(yè)能耗碳排放“脫鉤與否”的因素入手，厘清各因素在其中所扮演的角色及其作用大小。有鑒于此，本文將Tapio脫鉤模型和LMDI分解方法結(jié)合起來(lái)，一方面從脫鉤理論出發(fā)，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與農(nóng)業(yè)能耗碳排放之間的關(guān)系進(jìn)行解讀；另一方面引入Kaya恒等式和LMDI分解法對(duì)Tapio脫鉤指數(shù)進(jìn)行分解，研究脫鉤關(guān)系變化的實(shí)質(zhì)，以找出當(dāng)前農(nóng)業(yè)節(jié)能減排工作中的薄弱環(huán)節(jié)，為促進(jìn)農(nóng)業(yè)碳減排提供政策參考。與已有研究相比，本文的貢獻(xiàn)在于：將Tapio脫鉤指標(biāo)和Kaya恒等式、LMDI分解模型結(jié)合起來(lái)，綜合研究人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、能源結(jié)構(gòu)及能源效率在農(nóng)業(yè)能耗碳減排和“脫鉤”方面的作用。

二 研究方法與數(shù)據(jù)

(一)研究方法

目前，較常使用的脫鉤評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有OECD脫鉤指數(shù)和Tapio脫鉤指數(shù)。其中，Tapio脫鉤指數(shù)通過(guò)“彈性”概念對(duì)變量間的脫鉤關(guān)系進(jìn)行分析，不僅計(jì)算不受統(tǒng)計(jì)量綱變化的影響，而且還可以利用恒等式對(duì)脫鉤指標(biāo)進(jìn)行因果鏈分解，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)脫鉤狀態(tài)背后影響因素的深入分析和研究。基于Tapio脫鉤指數(shù)的一般形式(Tapio，2005)[15]，本文定義農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和農(nóng)業(yè)能耗碳排放的脫鉤指數(shù)表達(dá)式為：

(1)

式中：ε為脫鉤彈性值；C為農(nóng)業(yè)能耗碳排放總量，G為農(nóng)業(yè)實(shí)際生產(chǎn)總值；△為各變量現(xiàn)期相對(duì)于基期的變化量。根據(jù)ε的大小以及△C和△G的變動(dòng)方向，可以將脫鉤狀態(tài)劃分為脫鉤、負(fù)脫鉤、連結(jié)等三種狀態(tài)8種類型，如表1所示。一般認(rèn)為，強(qiáng)脫鉤是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)低碳化發(fā)展的最理想狀態(tài)，其余狀態(tài)皆為不可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

表1 Tapio脫鉤彈性模型

Tapio脫鉤指數(shù)通過(guò)簡(jiǎn)單的數(shù)量關(guān)系式，直觀地描述了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與碳排放之間的耦合關(guān)系，為定量分析低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r提供了可靠工具，但該指標(biāo)缺乏對(duì)脫鉤產(chǎn)生原因的深入分析。為此，引入Kaya恒等式和因素分解法中的LMDI法(Logarithmic Mean Divisia Index)對(duì)式(1)進(jìn)行進(jìn)一步分解。Kaya恒等式最早由日本學(xué)者Kaya(1989)[16]提出，其基本形式如下：

(2)

式中：C、E、GDP、P分別代表碳排放量、能源消耗量、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值和國(guó)內(nèi)人口數(shù)量。依據(jù)Kaya恒等式的理念，為了分析中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放量變化的影響因素，對(duì)式(2)進(jìn)行如下形式的拓展和改進(jìn)：

(3)

式中：Ci為第i種能源的碳排放量，Ei為農(nóng)業(yè)部門(mén)第i種能源的消費(fèi)量，E為農(nóng)業(yè)部門(mén)的能源消費(fèi)總量，P為人口數(shù)量。定義：fi=Ci/Ei為能源碳排放系數(shù)，即消費(fèi)每單位第i種能源所產(chǎn)生的碳排放量；m=Ei/E為能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，即第i種能源在農(nóng)業(yè)能源消費(fèi)中所占比例；e=E/G為創(chuàng)造單位農(nóng)業(yè)產(chǎn)值所消耗的能源數(shù)量，表示能源消耗強(qiáng)度，其倒數(shù)即為能源效率；g=G/P為人均農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值，衡量農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模大小；p=P為人口規(guī)模。由此，農(nóng)業(yè)能耗碳排放變化被分解為能源碳排放系數(shù)、能源結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度、產(chǎn)出規(guī)模和人口規(guī)模5個(gè)因素。

設(shè)C0和CT分別代表基期和第T期的碳排放量，根據(jù)LMDI分解法中的“加和分解”，則第T期相對(duì)于基期的碳排放變化量△C可分解為：

ΔC=CT-C0=ΔCf+ΔCm+ΔCe+ΔCg+ΔCp

(4)

式中，△Cf、△Cm、△Ce、△Cg、△Cp分別表示能源碳排放系數(shù)(強(qiáng)度)、能源結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度、產(chǎn)出規(guī)模和人口規(guī)模的變動(dòng)對(duì)農(nóng)業(yè)能耗碳排放變化的影響，其各自分解結(jié)果為：

(5)

ΔC=CT-C0=ΔCm+ΔCe+ΔCg+ΔCp

(6)

聯(lián)立式(1)和式(6)，即可得到Tapio脫鉤指數(shù)的分解模型：

(7)

式(7)說(shuō)明，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和農(nóng)業(yè)能耗碳排放的脫鉤指數(shù)ε被分解為4個(gè)效應(yīng)，分別是：能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)εm、能源強(qiáng)度效應(yīng)εe、產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng)εg和人口規(guī)模效應(yīng)εp。

(二)數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

國(guó)內(nèi)目前尚無(wú)直接的農(nóng)業(yè)能耗碳排放量數(shù)據(jù)可使用。本文按照以往文獻(xiàn)中的做法，通過(guò)分類測(cè)算農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用煤炭、石油等化石能源直接燃燒的碳排放和電力消費(fèi)導(dǎo)致的間接碳排放*電力消費(fèi)雖然并不直接產(chǎn)生碳排放，但由于我國(guó)電力主要來(lái)自燃煤的火力發(fā)電，在此過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量碳排放(黃祖輝和米松華，2011)。，加總得到農(nóng)業(yè)能耗碳排放量。在測(cè)算時(shí)，結(jié)合《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》的口徑，將農(nóng)業(yè)部門(mén)能源消費(fèi)種類劃分為煤炭、焦炭、汽油、煤油、柴油、燃料油和電力7類，再根據(jù)各自的碳排放系數(shù)利用式(8)得到總的農(nóng)業(yè)能耗碳排放量：

(8)

式中：C為農(nóng)業(yè)能耗碳排放總量，Ei為農(nóng)業(yè)部門(mén)第i種能源消費(fèi)量，原始數(shù)據(jù)為實(shí)物統(tǒng)計(jì)量，本文根據(jù)《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒(2013)》給出的各種能源標(biāo)準(zhǔn)煤折算參考系數(shù)將其轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)量；ηi為各種能源相應(yīng)的碳排放系數(shù)，取值參考國(guó)內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)(張廣勝和王珊珊,2014;李國(guó)志和李宗植，2010；戴小文等，2015；韓岳峰和張龍，2013[17]；楊鈞，2012[18]；武春桃，2015[19])，按其平均值計(jì)算。其中，電力碳排放系數(shù)借鑒冉光和等(2011)[20]、張廣勝和王珊珊(2014)的做法，用我國(guó)電力結(jié)構(gòu)中火電所占比例80%來(lái)計(jì)算。各種能源標(biāo)準(zhǔn)煤折算系數(shù)與碳排放系數(shù)見(jiàn)表2。

表2 標(biāo)準(zhǔn)煤折算系數(shù)與碳排放系數(shù)

本文選取1980-2012年的全國(guó)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析。其中，用于計(jì)算農(nóng)業(yè)能耗碳排放量的農(nóng)、林、牧、漁、水利業(yè)能源消費(fèi)量數(shù)據(jù)來(lái)自歷年《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》中的“全國(guó)能源平衡表”；農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒(2013)》；全國(guó)總?cè)丝跀?shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒(2013)》。

數(shù)據(jù)處理方面，需要說(shuō)明以下兩點(diǎn)：

(1)根據(jù)第二次經(jīng)濟(jì)普查結(jié)果，《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒2009》對(duì)1996年以來(lái)的能源和煤炭消費(fèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行了修訂。本文采用的是修訂后的數(shù)據(jù)，與以前各年不可比。同理，由于《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒2014》只修訂了2000年以來(lái)的有關(guān)數(shù)據(jù)，為了保證樣本的連續(xù)性和可比性，在此只采集1980-2012年的農(nóng)業(yè)能源消費(fèi)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并將整個(gè)樣本劃分為1980-1995年和1996-2012年兩個(gè)子樣本。

(2)為了剔除價(jià)格因素的影響，利用國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的歷年農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值指數(shù)對(duì)總產(chǎn)值進(jìn)行了平減，得到以1980年為基期的可比價(jià)格。

三 實(shí)證分析

(一)中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放變化趨勢(shì)

圖1顯示了1980-2012年我國(guó)農(nóng)業(yè)能源消費(fèi)量、農(nóng)業(yè)能耗強(qiáng)度以及根據(jù)式(5)估算的農(nóng)業(yè)能耗碳排放量、農(nóng)業(yè)能耗碳排放強(qiáng)度變化趨勢(shì)。其中，1995/1996年出現(xiàn)斷層是由于數(shù)據(jù)修訂所致，從圖中來(lái)看，這并沒(méi)有改變各曲線原有的增長(zhǎng)趨勢(shì)。由圖可知，一方面，在農(nóng)業(yè)能源消費(fèi)量快速增加的同時(shí)，農(nóng)業(yè)能耗碳排放也在逐年上升。樣本期內(nèi)，除個(gè)別年份(如1993年、2008年)外，絕大多數(shù)年份的農(nóng)業(yè)能耗碳排放量均表現(xiàn)出逐年遞增的態(tài)勢(shì)，分別從1980年的2130萬(wàn)噸、1996年的2225萬(wàn)噸增加到1995年的3401萬(wàn)噸和2012年的4522萬(wàn)噸，前后累計(jì)增加了3569萬(wàn)噸，年均增長(zhǎng)率分別為3.2%和4.5%，增長(zhǎng)速度明顯加快。而另一方面，農(nóng)業(yè)能耗碳排放強(qiáng)度的下降速度卻在放緩，年均增長(zhǎng)率由1980-1995年的-3.4%下降為1996-2012年的-0.5%；并且變化極不穩(wěn)定，超過(guò)1/3的年份為正數(shù)(即處于增長(zhǎng)狀態(tài))，最高在2003年達(dá)到10%。這反映出，隨著以大量消耗化石能源為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的推進(jìn)，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的能源消費(fèi)量迅速增加，但能源利用效率卻沒(méi)有相應(yīng)提高，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)節(jié)能減排效率整體不高且波動(dòng)較大。

圖1 1980-2012年中國(guó)農(nóng)業(yè)能源消費(fèi)及農(nóng)業(yè)能耗碳排放變動(dòng)

圖2顯示了1980-2012年中國(guó)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值與農(nóng)業(yè)能耗碳排放量的增長(zhǎng)率變化情況。從圖中可看出，不論是在哪個(gè)階段，農(nóng)業(yè)能耗碳排放量增長(zhǎng)率的變化幅度都要大于農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值增長(zhǎng)率的變化幅度，說(shuō)明農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)較為穩(wěn)定，而農(nóng)業(yè)能耗碳排放波動(dòng)則相對(duì)劇烈。樣本期內(nèi)，除個(gè)別年份(1989年、1992-1993年、2007年)農(nóng)業(yè)能耗碳排放量的增長(zhǎng)率為負(fù)值外，其余年份二者的增長(zhǎng)率均為正值；且從變化趨勢(shì)上看，二者的變化形態(tài)微弱相似，反映出我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)化石能源投入具有較強(qiáng)的依賴性。

圖2 1980-2012年中國(guó)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值與農(nóng)業(yè)能耗碳排放增長(zhǎng)率

(二)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤狀態(tài)

鑒于可能存在變量響應(yīng)的時(shí)間滯后關(guān)系，這里選擇每四年為一個(gè)分析單位，即分成1980-1983年、1984-1987年、1988-1991年、1992-1995年、1996-1999年、2000-2003年、2004-2007年、2008-2012八個(gè)時(shí)段，對(duì)期間中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放的脫鉤指數(shù)進(jìn)行計(jì)算。表3給出了每個(gè)時(shí)間段內(nèi)的中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放Tapio脫鉤指數(shù)和相應(yīng)的脫鉤關(guān)系類型，圖3則同時(shí)給出了以上一年為基期得到的Tapio脫鉤指數(shù)變化曲線。

表3 1980-2012年分時(shí)段中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤狀態(tài)

(續(xù)上表)

時(shí)期農(nóng)業(yè)能耗碳排放變化率(△C/C)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值變化率(△G/G)Tapio脫鉤彈性指數(shù)脫鉤關(guān)系類型2004-2007年0.11870.15690.7566弱脫鉤2008-2012年0.16480.19700.8366增長(zhǎng)連結(jié)1980-1995年0.59701.68010.3553弱脫鉤1996-2012年1.03271.19410.8648增長(zhǎng)連結(jié)

圖3 1980-2012年中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放Tapio脫鉤指數(shù)變化

對(duì)比表3和圖3可以發(fā)現(xiàn)，盡管在不同尺度下計(jì)算得到的Tapio脫鉤指數(shù)的具體數(shù)值大小存在差異，但二者反映的脫鉤狀態(tài)及其變動(dòng)趨勢(shì)卻是一致的。樣本期間，中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤變化呈現(xiàn)出顯著的階段性特征。其中，1980-1984年間脫鉤指數(shù)介于0到0.8之間，為弱脫鉤狀態(tài)；1985-1988年間脫鉤情況有所惡化，整體處于擴(kuò)張負(fù)脫鉤狀態(tài)；1989-1999年經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的弱脫鉤歷程，期間盡管個(gè)別年份(如1988/1989年、1991-1993年)落在了強(qiáng)脫鉤區(qū)域，但同時(shí)也有一些年份(如1990/1991年、1993/1994年)處于增長(zhǎng)連結(jié)狀態(tài)，總體來(lái)看并沒(méi)形成清晰、顯著的持續(xù)改善態(tài)勢(shì)，年際間脫鉤指數(shù)變動(dòng)幅度也相當(dāng)大；1996-2008年間農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤狀態(tài)大體呈現(xiàn)為倒“V”形分布狀態(tài)，經(jīng)歷了從1996-1999年的弱脫鉤到2000-2006年的擴(kuò)張負(fù)脫鉤再到2007-2008年的弱脫鉤的變化波動(dòng)；2009-2011年間脫鉤情況再次惡化，脫鉤指數(shù)介于0.8與1.2之間，以增長(zhǎng)連結(jié)狀態(tài)為主；2012年之后脫鉤指數(shù)雖然出現(xiàn)一定程度的下降，但農(nóng)業(yè)發(fā)展并沒(méi)有擺脫對(duì)化石能源投入的依賴，農(nóng)業(yè)能耗碳排放仍然保持在弱脫鉤的非理想狀態(tài)。

分階段來(lái)看，1980-1995年間中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放呈現(xiàn)弱脫鉤狀態(tài)，根據(jù)陳瑤和尚杰(2014)[21]另行計(jì)算的脫鉤穩(wěn)定性指標(biāo)等于0.6823，小于1，說(shuō)明脫鉤狀態(tài)總體較為平穩(wěn)；1996-2012年間，中國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能耗碳排放之間為增長(zhǎng)連結(jié)關(guān)系，期間農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值增長(zhǎng)速度放緩，而能耗碳排放量的增長(zhǎng)速度卻顯著增加，脫鉤穩(wěn)定指數(shù)為1.2178，變化率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)1，說(shuō)明這一時(shí)期脫鉤狀態(tài)的穩(wěn)定性較差，脫鉤的波動(dòng)性較大。

(三)脫鉤指數(shù)分解分析

根據(jù)式(7)，對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤指數(shù)的LMDI分解結(jié)果如表4、圖4所示。由于在整個(gè)研究區(qū)間內(nèi)，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的增長(zhǎng)率都大于0，因此若脫鉤指數(shù)值為負(fù)，則意味著該因素的變化對(duì)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤起到正向作用；反之，具有抑制作用。

表4 1980-2012年中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤效應(yīng)LMDI分解

圖4 總脫鉤指數(shù)與分脫鉤指數(shù)變化趨勢(shì)

總體上看，能源強(qiáng)度是目前決定中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤的關(guān)鍵因素，其對(duì)應(yīng)的分脫鉤指數(shù)與總脫鉤指數(shù)的變動(dòng)趨勢(shì)基本一致；而能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)出規(guī)模和人口規(guī)模對(duì)應(yīng)分脫鉤指數(shù)則對(duì)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤起到了的抑制作用。分階段來(lái)看，能源強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的分脫鉤指數(shù)對(duì)總脫鉤指數(shù)的貢獻(xiàn)率近年來(lái)呈下降趨勢(shì)，而能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)出規(guī)模因子的貢獻(xiàn)率卻在上升；而且由于負(fù)向抑制作用越來(lái)越大于正向促進(jìn)作用，致使中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放呈現(xiàn)出由“弱脫鉤”向“增長(zhǎng)連結(jié)”演化的趨勢(shì)。

1.能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)，反映了能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化對(duì)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤的影響。由于在分析時(shí)我們假定各種能源的碳排放強(qiáng)度(系數(shù))是恒定不變的，因此在其他因素不變的情況下，降低碳排放強(qiáng)度大的能源消費(fèi)比重、提高碳排放強(qiáng)度小的能源消費(fèi)比重，將有助于碳排放脫鉤的實(shí)現(xiàn)。然而，從分解結(jié)果來(lái)看，除1984-1987年、1998-1991年外，能源結(jié)構(gòu)效應(yīng)一直為正值，說(shuō)明其總體對(duì)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤具有抑制作用；并且這種抑制效應(yīng)隨著時(shí)間的推移在近20年里變得越加明顯。在1996-2012年間，能源結(jié)構(gòu)已成為僅次于產(chǎn)出規(guī)模的影響農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤的第二大不利因素。這反映出目前中國(guó)農(nóng)業(yè)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀：雖然煤炭在農(nóng)業(yè)能源消費(fèi)中的比例有所下降，但由于電力消費(fèi)的增加，煤炭消費(fèi)的絕對(duì)量仍在逐年增加。在農(nóng)業(yè)消耗的能源中，高碳排放的煤炭、柴油、電力占到能源消費(fèi)總量的92.6%，基本與上一階段持平。以高碳能源為主的用能結(jié)構(gòu)未發(fā)生根本性變化，導(dǎo)致其對(duì)脫鉤工作難以起到顯著正面影響。

2.能源強(qiáng)度效應(yīng)，指單位產(chǎn)值能源消耗量變化對(duì)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤的影響。在其他因素保持不變的情況下，能源強(qiáng)度下降意味著能源利用效率和相應(yīng)碳排放的經(jīng)濟(jì)效益在提高，因此會(huì)對(duì)碳排放脫鉤產(chǎn)生促進(jìn)作用。從表4可以看出，在大部分時(shí)間段里，能源強(qiáng)度效應(yīng)都為負(fù)值，是促進(jìn)脫鉤的主要因素；但在1984-1987年和2000-2003年間，能源強(qiáng)度效應(yīng)大于0，對(duì)脫鉤工作產(chǎn)生不利影響，表明在該段時(shí)期內(nèi)能源強(qiáng)度是上升的，相應(yīng)的農(nóng)業(yè)能耗碳排放也由弱脫鉤退化為擴(kuò)張負(fù)脫鉤。同時(shí)，還應(yīng)該注意到，最近10年來(lái)，由于能源強(qiáng)度的下降幅度越來(lái)越小，其對(duì)應(yīng)脫鉤指數(shù)值亦呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)。這意味著，受制于節(jié)能減排技術(shù)，農(nóng)業(yè)能源效率的提升空間正變得有限，通過(guò)降低能源強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤已越來(lái)越困難。

3.產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng)，指人均農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值變化對(duì)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤的影響。分解結(jié)果表明，過(guò)去30年里，產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng)始終是阻礙中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤的最大不利因素，對(duì)脫鉤工作產(chǎn)生了持續(xù)負(fù)面影響；并且其對(duì)應(yīng)分脫鉤指數(shù)近年來(lái)呈現(xiàn)出增加趨勢(shì)，由“弱脫鉤”退化為“增長(zhǎng)連結(jié)”狀態(tài)，進(jìn)一步說(shuō)明當(dāng)前階段我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展仍然沒(méi)有走出高能耗、高排放的老路，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)化石能源的依賴性在增強(qiáng)。

4.人口規(guī)模效應(yīng)，指人口數(shù)量變化對(duì)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤的影響。人口增加導(dǎo)致更多的農(nóng)產(chǎn)品需求和生產(chǎn)，在高能耗的“石油農(nóng)業(yè)”生產(chǎn)模式未發(fā)生根本性變革的情況下，將不可避免地導(dǎo)致消耗更多的高碳能源，使碳排放水平增高。從分解結(jié)果來(lái)看，人口規(guī)模的擴(kuò)大在一定程度上刺激了碳排放，對(duì)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤工作起到負(fù)面影響。但也應(yīng)該看到，隨著中國(guó)人口出生率的下降和人口增長(zhǎng)的放緩，人口規(guī)模效應(yīng)對(duì)碳排放脫鉤的影響近年來(lái)已趨于下降，其對(duì)應(yīng)分脫鉤指數(shù)在上世紀(jì)90年代中期下降至0.1以后，在很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)基本上都維持不變，反映出該因素對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤意義已不是很大。

四 結(jié)論與建議

本文利用Tapio脫鉤指數(shù)分析了1980-2012年中國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能耗碳排放之間的響應(yīng)關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上引入LMDI因素分解法，對(duì)影響二者“脫鉤與否”的關(guān)鍵因素進(jìn)行識(shí)別。研究結(jié)果表明：

第一，過(guò)去30多年來(lái)，隨著以大量消耗化石能源為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的推進(jìn)，我國(guó)農(nóng)業(yè)能源消費(fèi)量和能耗碳排放量均呈現(xiàn)出迅速增加趨勢(shì)，但由于農(nóng)業(yè)能源利用效率并沒(méi)有相應(yīng)提高，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)能耗碳排放強(qiáng)度的下降速度趨于放緩。

第二，1980-2012年間，中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)呈現(xiàn)出由“弱脫鉤”向“增長(zhǎng)連接”轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)，期間農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值增長(zhǎng)速度放緩，而農(nóng)業(yè)能耗碳排放增長(zhǎng)速度卻顯著增加；并且二者之間脫鉤狀態(tài)的穩(wěn)定性變差，脫鉤穩(wěn)定指數(shù)由1980-1995年間的0.6823增加到1996-2012年間的1.2178，意味著其脫鉤狀態(tài)很可能再次出現(xiàn)反復(fù)。

第三，對(duì)二者脫鉤指數(shù)的LMDI分解分析表明，能源強(qiáng)度降低是實(shí)現(xiàn)中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤的關(guān)鍵性因素，但近年來(lái)已顯現(xiàn)出瓶頸，對(duì)應(yīng)分脫鉤指數(shù)從1980-1995年間的-0.3937下降到1996-2012年間的-0.2139；而與此同時(shí)，能源結(jié)構(gòu)因素和產(chǎn)出規(guī)模因素對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤的抑制作用卻在不斷加強(qiáng)，對(duì)應(yīng)分脫鉤指數(shù)分別由1980-1995年間的0.0092、0.5862增加到1996-2012年間的0.1262和0.8300；人口規(guī)模雖然對(duì)碳排放脫鉤工作也起到負(fù)面作用，但影響趨于下降，對(duì)應(yīng)分脫鉤指數(shù)在上世紀(jì)90年代中期降低為0.1以后，很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)基本上都維持不變。

基于上述結(jié)論，可以看到，當(dāng)前我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展仍然沒(méi)有走出高能耗、高排放的老路，農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值的增長(zhǎng)主要是一種粗放型的增長(zhǎng)，很大程度上是建立在大量消耗化石能源的基礎(chǔ)之上；而受制于節(jié)能減排技術(shù)，我國(guó)農(nóng)業(yè)能源效率的提升空間正變得有限，通過(guò)降低能源強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤已越來(lái)越困難。在這種情況下，要想實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放的脫鉤，關(guān)鍵還在于加強(qiáng)源頭治理，積極推動(dòng)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的節(jié)能減排，從而直接從源頭減少農(nóng)業(yè)能源消耗量，并最終達(dá)到減少能耗碳排放的效果。

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[17] 韓岳峰, 張龍. 中國(guó)農(nóng)業(yè)碳排放變化因素分解研究——基于能源消耗與貿(mào)易角度的LMDI分解法. 當(dāng)代經(jīng)濟(jì)研究, 2013, (4): 47-52.

[18] 楊鈞. 中國(guó)農(nóng)業(yè)碳排放的地區(qū)差異和影響因素分析. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2012, 46(3): 336-342.

[19] 武春桃. 城鎮(zhèn)化對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)碳排放的影響——省際數(shù)據(jù)的實(shí)證研究. 經(jīng)濟(jì)經(jīng)緯, 2015, (1): 12-18.

[20] 冉光和, 王建洪, 王定祥. 我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的碳排放變動(dòng)趨勢(shì)研究. 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題, 2011, (2): 32-38.

[21] 陳瑤, 尚杰. 中國(guó)畜牧業(yè)脫鉤分析及影響因素研究. 中國(guó)人口·資源與環(huán)境, 2014, 24(3): 101-107.

[引用方式]史常亮, 揭昌亮, 朱俊峰. 中國(guó)農(nóng)業(yè)能耗碳排放脫鉤的影響因素解析. 產(chǎn)經(jīng)評(píng)論, 2016, 7(4): 116-126.

An Analysis of Influencing Factors of Carbon Emission Decoupling by Chinese Agricultural Energy Consumption

SHI Chang-liang JIE Chang-liang ZHU Jun-feng

With the development of modern agriculture, the carbon emissions by energy consumption have been becoming the primary source of agricultural carbon emissions in China. Based on Tapio decoupling model and Kaya identities, using LMDI method, the article builds an extended Tapio decoupling model. Then utilizing time series data of Chinese agricultural energy carbon emissions and gross output value of agriculture in 1980-2012, we make a quantitative analysis of the decoupling relationship between the above two. The results show that the decoupling status of carbon emissions from energy consumption witnessing a transformation from weak decoupling to growth links, and the stability of the decoupling relationship is reduced, too. Decrease of energy intensity is the key factor leading to decoupling of carbon emission, but bottlenecks are already appearing; the expansion of economic scale and the adjustment of energy structure have a negative effect on the decoupling, and the effect strengthened gradually; while the variance of population which also has a negative contributions to the decoupling, but the influence was limited.

agricultural energy consumption; carbon emission; decoupling; LMDI model

2016-03-10

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“糧食市場(chǎng)化改革以來(lái)農(nóng)戶糧食經(jīng)營(yíng)行為對(duì)糧食市場(chǎng)的影響研究”(項(xiàng)目編號(hào)：71273262，項(xiàng)目主持人：朱俊峰)。

史常亮，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院博士研究生，主要研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)；揭昌亮，北京林業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院博士研究生，主要研究方向?yàn)楫a(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)；朱俊峰，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)理論與政策。

F124.5

A

1674-8298(2016)04-0116-11

[責(zé)任編輯:戴天仕]

10.14007/j.cnki.cjpl.2016.04.010