山西省農業碳排放動態變化及效率研究

張瑞玲

（山西財經大學 國際貿易學院，山西 太原 030006）

隨著經濟和科學技術的快速發展，化肥、電力、農藥和機械等農業物質資源的投入程度越來越高，雖然帶來了農業生產率的大幅提高，但也導致碳排放的增加。聯合國糧農組織統計,農業生產所排放的二氧化碳等溫室氣體約占到全世界人為溫室氣體排放總量的1/3,農業生產所排放的溫室氣體是世界溫室氣體排放的第二大來源。我國在第21屆聯合國氣候大會中承諾：到2030年碳排放強度在2005年的基礎上降低60%～65%，在巨大的減排壓力下，對我國農業碳排放進行研究具有重大的現實意義。

在農業碳排放問題上，國內學者進行了大量研究。田云等[1]以化肥、農藥、農膜、農用柴油四大碳源為主測算了湖北省1993-2010年及其他市2008年的農業碳排放量，利用LMDI模型研究農業生產資料效率因素、農業結構因素和農業經濟水平因素對農業碳排放的影響。高標等[2]分析了吉林省農業碳排放結構的動態變化，用STIRPAT 模型實證分析農業碳排放的影響因素，并對吉林省農業碳排放進行了預測。張廣勝等[3]采用生命周期評價法構建了我國農業碳排放測算體系，利用1985-2011年的時間序列數據測算了我國農業碳排放總量、結構和效率。黃慶淋[4]等基于省際面板數據研究農業技術進步、農業經濟發展和農業碳排放的關系，證明農業科技進步有利于減少農業碳排放量。田偉等[5]發現我國農業碳排放量仍處于“倒U”型左側。胡中應等[6]發現農業產業集聚對碳排放強度的影響為“正N”型。

縱觀已有研究，大部分研究主要集中于國家層面，關于省級層面的有關農業碳排放研究也較為廣泛，但關于山西省這一重要的農業省份的農業碳排放研究較少。本文借鑒已有研究，對1997-2015年山西農業碳排放量及農業碳排放效率進行分析，以期提出針對性的低碳農業發展策略。

一、數據來源與方法

（一）數據來源

本文從農業物質資源投入角度，根據已有研究成果，并綜合考慮山西省的整體農業實際情況，將農業碳排放源設定為5個方面（表1）：一是化肥、農藥、農膜在農業生產過程中引起的碳排放；二是農業機械在使用過程中消耗柴油等主要燃料造成的碳排放；三是農業灌溉所耗費的機械和電力而引起的碳排放，用土地有效灌溉面積來表示；四是農用土地翻耕過程中造成土壤中碳成分的流失形成的碳排放，利用農作物總播種面積來表示；五是玉米秸稈焚燒量，秸稈焚燒量根據20%的焚燒比例與玉米秸稈量計算得出，玉米秸稈量為玉米產量和谷草比（谷草比選用《農業技術手冊修訂本》的比值1.2）。技術數據來源于《山西省統計年鑒》和《中國農業統計年鑒》。

表1 農業碳排放源及系數匯總

（二）農業碳排放測算

借鑒劉治國[8]等文獻，將農業碳排放估算模型設定為：C為農業碳排放總量，Ci為第i種(i=1…7)碳源的碳排放量，Ei為第i種碳排放源的使用量，δi為第i種碳排放源的碳排放系數。

（三）農業碳排放效率測算及評價

農業碳排放強度和密度是反映農業碳排放效率的兩個主要指標。通過農業碳排放總量進一步計算出農業碳排放強度和農業碳排放密度。其中農業碳排放強度指平均每萬元農業GDP所產生的碳排放量（農業碳排放總量/農業GDP），農業碳排放密度指每hm2播種面積上所產生的碳排放量(農業碳排放總量/播種總面積)。

二、結果與分析

（一）山西省農業碳排放總量

從圖1可以看出，1996-2015年，山西省農業碳排放整體呈現波動上升態勢，由1996年的250.83萬噸增至2015年的440.08萬噸，年平均增長率為3.77%。其變化大致分為3個階段：第一階段為1996-2001年，總量有所下降；第二階段為2002-2009年，該時期呈波動上升趨勢，但上升幅度較小；第三階段為2010-2015年，該階段排放總量逐年遞增，但2014-2015年增速小幅下降。其中化肥、農藥、柴油、農膜和玉米秸稈焚燒的碳排放量也呈現明顯的增長態勢，灌溉和翻耕的碳排放增長速度較平緩慢且增長率低。從環比增速來看，1996-2005年增速波動較大，2005年后小幅波動。

圖1 1996-2015年山西省農業碳排放總量及環比增速

（二）山西省農業碳排放效率測算及評價

從圖2可以看出，山西省農業碳排放強度呈階段性波動下降趨勢。1996-2006年中間雖有下降，但農業碳排放強度總體下降幅度較小。1996年農業碳排放強度為1.04噸碳/萬元，2006年為1.19噸碳/萬元，總體動態變化為波動上升態勢。2007-2015年下降速度變快，從2007年的1.06噸碳/萬元逐年下降到2015年的0.45噸碳/萬元。相反，農業碳排放密度為波動上升態勢，與農業碳排放總量變動趨勢一致，由1996年的0.64噸碳/hm2到2015年的1.17噸碳/hm2，平均年增長率為4.14%。從農業額碳排放強度和密度的變動趨勢中可以看出，山西省農業碳排放效率有所提高。

圖2 1996-2015年山西省農業碳排放強度和密度變化

三、結語

研究結果顯示山西省農業碳排放總量仍然較高，近年來雖有下降，但總體看來并不可觀。其中化肥和玉米秸稈焚燒是兩大主要碳排放源，在農業減排過程中應予以關注。針對研究結果，提出如下對策。

一是積極探索高效利用農資的途徑。要加強施肥管理，鼓勵農民交叉施用有機和無機化肥，積極探索研究新型科學的化肥施用方法，提高對農用地膜的回收率；二是加強對農業重點區域秸稈焚燒的監管力度。一方面加大對秸稈焚燒的對環境、土地以及人體的潛在威脅等知識的宣傳力度，提高農民的農業低碳發展意識；另一方面，政府有關部門在禁止秸稈焚燒的前提下，制定一系列如何幫助農民處理秸稈的問題，形成農民與政府間有效的“雙向互動”，減少因秸稈焚燒帶來的碳排放增加。