黑龍江省農業經濟與碳排放的關系研究
——基于Tapio 脫鉤模型

□初巧智，師 帥

（東北農業大學 黑龍江 哈爾濱 150030）

溫室氣體尤其是CO2排放量增加，導致全球氣候變暖問題日趨嚴重，成為各國關注的焦點問題之一。我國是全球最大的溫室氣體排放國，黨的十九大報告指出，要加快生態文明改革，建立健全綠色、低碳、循環發展的經濟體系。在聯合國會議上，我國作出爭取在2030 年前實現碳排放達峰的承諾。

在農業生產過程中，使用化肥和農藥、翻耕、灌溉等活動所產生的溫室氣體已占全球總排放量的1/5[1]，是加速全球變暖的重要因素。因此，研究農業碳排放對于開展低碳農業生產、早日實現減排目標具有重要意義。

農業碳排放問題一直是國內學者研究的重點，研究主要集中在農業碳排放測算、農業碳排放驅動因素分析、農業碳排放時空特征和農業碳排放與經濟發展的關系等領域。

冉錦成等（2017）[2]對新疆、青海等西北五省1995—2014 年的農業碳排放進行測度，認為除青海省外，其余各省份碳排放量隨著時間的推移均呈增加趨勢，碳排放強度呈下降趨勢。農業碳排放驅動因素分析主要通過LDMI 指數分解法、Kaya 恒等式和STIRPAT 模型進行研究。梁青青（2017）[3]對我國土地資源利用的碳排放進行了測算，基于改良的Kaya 公式和LMDI分解法對碳排放驅動因素進行分析后發現，化肥、農藥、農膜和農用柴油的正向沖擊能夠對農業碳排放量增加產生穩定的促進作用。孟軍和范婷婷（2020）[4]應用LMDI 模型分析農業生產效率、勞動力規模等4 類因素對農業碳排放的影響發現，農業經濟水平是影響黑龍江省碳排放的主要因素，農業結構效應增加碳排放的效果不明顯。何艷秋等（2020）[5]從網絡結構、區域關聯視角考察農業碳排放的空間特點發現，中國農業碳排放關聯網絡穩定性高，地區間農業碳排放關聯的增強有助于國家統籌全局。在碳排放與經濟發展變量的互動關系研究中，帕瑞（2020）[6]研究了新疆農業碳排放的EKC 曲線（庫茲涅茨模型），他認為新疆農業碳排放與經濟增長處于倒“U”型增長階段。田云和林子娟（2021）[7]梳理了長江經濟帶1993—2017 年農業碳排放與農業增加值的特征，通過構建耦合協調模型與Tapio 脫鉤模型發現，農業碳排放系統與農業經濟系統間存在耦合協調發展關系，脫鉤狀態以弱脫鉤和強脫鉤為主。申瑛琦（2014）[8]運用Tapio 模型總結了東北三省產業增長與碳排放的脫鉤狀態，認為東北三省產業增長與碳排放脫鉤基準產業空間分布不同，變化趨勢也不同。

分析文獻可知，雖然我國學者關于農業碳排放的研究較為豐富，但在碳排放與農業經濟發展的關系研究中，主要基于全國層面或區域視角，或中部、東部經濟較為發達的省份，針對第一產業占比較大省份的研究不夠深入，在為數不多的相關研究中，多以農業生產為切入點，碳排放測算不全面。

黑龍江省作為我國的產糧第一大省，肩負著保證國家糧食安全的重任，在我國農業生產中的重要性不言而喻。該省憑借得天獨厚的資源優勢和位置條件，不僅擁有發達的農業，而且畜牧業的發展也位居全國前列。

基于此，選取農業生產活動和畜牧養殖業具有代表性的14 類碳源，測算黑龍江省2000—2018 年的碳排放量，采用Tapio 脫鉤模型分析農業碳排放和農業經濟發展的變動關系，根據結果提出建議，以期為黑龍江省發展低碳農業提供參考，更好地實現經濟與環境協調發展。

1 研究方法和數據來源

1.1 農業碳排放的測算

農業碳排放的主要來源如圖1 所示。黑龍江省既是種植業大省，也是養殖業大省，結合已有研究及可得數據，基于農業和畜牧業兩方面共14 類碳源構建碳排放體系。

1.1.1 種植業碳排放

農業生產活動中投入的生產要素會排放溫室氣體，主要包括化肥、農藥、農用塑料薄膜產生的碳排放，農用機械耗用柴油產生的碳排放，農田灌溉耗電產生的碳排放，土地翻耕產生的有機物分解、流失等造成的碳損失。

參照現有研究成果[9-10]，確定各類碳源的碳排放系數如下：化肥為0.895 6 kg/kg、農藥為4.934 1 kg/kg、農膜為5.180 0 kg/kg、農用柴油為0.592 7 kg/kg、翻耕為312.6 kg/km2、灌溉為266.48 kg/hm2。碳排放量由碳排放源用量乘該排放源的碳排放因子得到，測算公式如下。

式中：A為種植業碳排放總量，Ai為第i類碳源的碳排放量，Ti為第i類碳源的投入數量，αi為第i類碳源的碳排放系數。

1.1.2 畜牧養殖碳排放

畜牧業溫室氣體排放量已占全球的18%，畜牧業碳排放源主要是反芻動物腸道發酵所產生的CH4和糞便管理產生的CH4及N2O，兩種氣體排放量雖然較少，但增溫效應顯著。

根據黑龍江省養殖業現狀，選取奶牛、黃牛、肉牛、豬、馬、山羊、綿羊、家禽進行碳排放測算。根據IPCC 2007 年公布的數據確定CH4和N2O 排放系數，見表1。按照1 t CH4=6.82 t CO2、1t N2O=81.27 t CO2的碳折算系數，將CH4和N2O 排放量轉化成標準C 排放量。參照陳志英等（2017）[11]、張曉雷等（2020）[12]的研究，構建的測算公式如下。

表1 主要畜牧品種的CH4 和N2O排放系數

式中：E為畜牧業碳排放總量，Ni為第i種牲畜的養殖數量，δ1、δ2、δ3分別為第i種牲畜的腸道發酵CH4排放系數、糞便處理CH4排放系數和糞便處理N2O 排放系數。

1.2 Tapio 脫鉤模型

脫鉤最早在20 世紀60 年代被提出，常被用于闡述經濟發展與能源資源環境消耗的內在關系。其中，OCDE 脫鉤指數法和Tapio 脫鉤模型是脫鉤分析中常用的模型，與前者相比，Tapio 脫鉤模型在基期選擇和脫鉤類型劃分上較OCDE 脫鉤模型更優，因此構建Tapio 脫鉤模型分析農業碳排放與農業經濟發展的變動關系，模型表達式如下。

式中：e為脫鉤彈性，C為農業碳排放量總量，TVFP為農業生產總值。根據彈性系數值劃分的各種脫鉤狀態如表2。

表2 Tapi o 脫鉤彈性的8 個類別

1.3 數據來源及處理

此次研究中使用的數據來源于《黑龍江統計年鑒》（2000—2018）和國家統計局網站，其中化肥施用采用折純量計算，翻耕數據使用農作物播種面積代替，灌溉數據為有效灌溉面積，經濟指標選取農業總產值。為剔除通貨膨脹的影響，選取2000 年作為價格基期對數據進行處理。

2 結果與分析

2.1 碳排放總量特征

根據公式（1）和（2）測算出黑龍江省農業碳排放情況。由圖2 可知，黑龍江省農業碳排放量由2000 年的629.60 萬t 增長至2018 年的959.25 萬t，總量增加329.65 萬t，累計增加52.36%，年均增加2.37%，其中畜牧業和種植業兩類碳源分別占碳排放總量的52.54%和47.46%。

2000—2015 年畜牧業碳排放總量呈“N”型，先上升后下降再上升，牛（奶牛、黃牛和肉牛）是畜牧業第一大碳排放源，占畜牧業碳排放總量的58.15%；種植業碳排放總量一直平穩上升，在2011 年排放量反超畜牧業，化肥為種植業第一大碳源，達到農業碳排放量的41.86%。

整體而言，碳排放總量表現為持續上升—迅速下降—緩慢上升—緩慢下降4 個階段。2005—2006 年碳排放下降主要受牲畜數量減少的影響；2015 年碳排放總量達到1 015 萬t，處于峰值；2016—2018 年，受勞動人口流失影響和環保力度加大的影響，碳排放總量開始呈下降趨勢，碳排放量得到有效控制。

2.2 黑龍江省農業碳排放脫鉤分析

基于Tapio 脫鉤模型得出2000—2018 年黑龍江省農業碳排放與農業經濟發展關系，見表3。歷年來，農業生產總值不斷上升而碳排放量有所波動，故出現弱脫鉤、強脫鉤和擴張鏈接3 種脫鉤狀態，且以弱脫鉤和強脫鉤為主，呈現弱脫鉤—波動期—弱脫鉤—強脫鉤的演進過程。

表3 2000—2018 年黑龍江農業碳排放脫鉤彈性及類型

（1）弱脫鉤階段（2000—2005 年）。2001—2002 年呈擴張鏈接狀態，碳排放量與農業生產總值接近，其余年份農業生產總值增速快于碳排放量增速。主要歸因于該時期政府把畜牧業作為農業增收突破口的成效顯著，推進糧食與畜牧業“主輔換位”，畜牧業碳排放和農業經濟持續發展。

（2）波動階段（2006—2009 年）。本階段出現強脫鉤、弱脫鉤和擴張鏈接3 種脫鉤狀態，主要因為農業結構調整，2006 年畜牧業內部進行繁育改良，減輕了環境壓力，各類牲畜養殖數量普遍下降，碳排放增長率低于農業經濟增長率，呈現強脫鉤狀態；2007—2009 年畜牧業碳排放小幅增長但農業經濟波動幅度較大，造成該階段脫鉤狀態不穩定。

（3）弱脫鉤階段（2010—2015 年）。國家出臺一系列惠農政策提高了農業生產積極性，農業科技水平和機械化程度提高，農業經濟穩定增長，碳排放增長率也較為穩定但增速慢于農業生產總值增速。

（4）強脫鉤階段（2016—2018 年）。農業生產總值增長，碳排放總量減少，碳排放增長率出現負數。農業經濟增長與環境之間的矛盾有所緩和，政府加大環境保護力度，綠色低碳的農業發展之路越走越遠。

3 結論與建議

3.1 結論

（1）黑龍江省碳排放總量由2000 年的629.60 萬t增長至2018 年的959.25 萬t，年均增加2.37%，呈現出持續上升—迅速下降—穩定上升—緩慢下降的特征，2016—2018 年碳排放總量下降，農業發展與環境保護之間的矛盾有所緩和。種植業和畜牧業兩類碳源分別占到碳排放總量的47.46%和52.54%。

（2）2000—2018 年黑龍江省農業碳排放與農業經濟增長之間的脫鉤狀態呈現擴張鏈接、弱脫鉤和強脫鉤3 種類型，按照弱脫鉤—波動期—弱脫鉤—強脫鉤的規律發展，脫鉤彈性系數為-5.980 4～1.057 0。

3.2 建議

（1）提高農業生產效率，引進并推廣先進的低碳減排技術。加強農業科技投入和農業基礎設施建設，致力于要素投入產出最大化和發展規模經濟，逐漸由傳統生產模式向現代化生產模式過渡。在種植業推廣噴灌、滴灌技術，減少化肥農藥的使用；養殖業應提高飼料的利用效率，建設沼氣池，實現牲畜糞便的循環再利用[13]。

（2）不斷宣傳低碳理念，提高農業從業人員的低碳意識，提高勞動力素質。充分發揮勞動力的主觀能動性，以綠色、生態、低碳、循環的思想發展農業經濟，從源頭減少碳排放，拒絕“先污染，后治理”的老路。

（3）轉變農業生產方式，優化農業生產結構。采取有效措施應對農業勞動力人口流失現象，提高農業生產集約化程度，合理規劃養殖業和畜牧業的規模及各自內部結構，利用黑龍江地形優勢和資源優勢，因地制宜，調整區域結構布局。

（4）建立長效監管機制和獎勵補償機制。積極將農業碳排放體系納入全國碳排放市場體系，調動低碳生產積極性并對高碳生產活動形成有效約束；提高政府的監管能力，完善碳排放監管體系建設。