西部地區農業碳排放效率的研究

張文秀，蘇鴻婷(蘭州大學經濟學院，甘肅 蘭州 730000)

0 引言

大幅降低碳排放對于煤炭資源相對豐富的我國壓力嚴峻，而農業碳排放也不容小覷。我國西部省份大部分是農業大省，且相較中東部地區受科技水平和經濟發展限制，減排任務更艱巨。因此碳達峰與碳中和目標下，探究我國西部地區農業碳排放總量和績效對于了解現狀、提高碳排放效率、實現可持續發展有重要意義。文章以我國西部12個省份為研究對象，采用SBMUndesirable模型對農業碳排放量和排放績效進行評估，以對西部地區的碳排放形成更清晰的認識。

1 數據處理

1.1 非期望產出的SBM模型

針對碳排放的測算，數據包絡法無法從多角度評估效率，且傳統DEA對效率的評估是用低投入獲得高產出，片面強調高產出不符合社會的低碳排放要求。故更加一般化的SBM-Undesirable模型被提出，這一模型同時可包含預期和非預期產出。

基于規模報酬不變和規模報酬可變不同假設下評估值有較大差異，因此本文采用規模報酬可變假設下的SBM-Undesirable模型對農業碳排放進行評估。具體模型如下[1]：

假設該模型有n個決策單元，每個決策單元包含3個要素：投入、期望和非期望產出，即，以此可定義矩陣：

生產可能集表示為：

式中：λ是上的一個非負權向量。規模報酬可變假設下，SBM模型如下所示：

式中：s-、sg和sb分別為投入、期望和非期望產出的松弛變量；ρ*為目標函數值分別為投入期望和非期望產出。

ρ*關于s-、sg和sb嚴格單調遞減，且0≤ρ*≤1。當ρ*=1，即s-、sg和sb均等于0時，決策單元有效；當ρ*≤1時，決策單元無效，需要調整投入產出。

1.2 指標選擇與數據處理

(1)指標選擇。在已有研究基礎上，文章將農業生產投入與產出指標設置如表1所示。

表1 農業碳排放下效率評價投入產出指標

由于資本存量數據不能直接獲得，參考郭玉清等學者的思路，沿用永續盤存法估算農業資本存量。計算式為：

(2)數據處理。農業碳排放主要有三個來源：一是農用物資的使用；二是種植水稻過程中甲烷的排放；三是反芻動物腸道發酵和糞便處理過程中的碳排放。農業碳排放總量公式如下：

式中：C為碳排放總量；Ei為農業碳排放來源的量；δi為農業碳排放來源相應的碳源系數。

以上所需數據來源于《中國農村統計年鑒》《中國畜牧獸醫年鑒》等。由于西藏地區數據的不可得性，本文基于2010至2019年我國西部11個省相關數據展開分析[2]。

2 結果分析

2.1 農業碳排放量的測算結果及分析

文章依據上述方法計算得出各省十年間的碳排放總量，同時求解各省排放量的均值，部分測算結果如表2所示。整體上看，十年間我國西部各省份農業碳排放總量呈先升后降的趨勢，2015年左右西部各省份的農業碳排放量達最大值，部分省份2015年之后碳排放量繼續呈現上升趨勢。各省的碳排放量具有明顯的省域差異。寧夏的年均農業碳排放量最低，四川的年均碳排放量最高。四川與云南農業碳排放總量在2012至2018年間經較大幅度升降波動后，在2019年回落到略高于2010年碳排放量水平；青海等省碳排放總量在十年內均呈現出較大幅度的上漲；寧夏、甘肅等省排放總量保持在相對穩定水平。

表2 2010—2019年各省份農業碳排放量 單位：萬噸

2.2 農業碳排放績效的測算結果及分析

在初步分析我國西部地區農業碳排放量變化情況基礎上，為進一步分析各省碳排放效率，文章運用Matlab軟件，基于規模報酬可變假設下的SBM模型評估各省的碳排放績效[3]，部分結果如表3所示。

表3 2010—2019年各省份農業碳排放效率

由表3可知，我國西部各省大部分年份碳排放績效值小于1，為無效水平，這表明10年間西部各省基本未達投入產出最優。但其中寧夏有超半數年份績效值達到1，這可能是因為相對效率的測算包含技術和規模兩個角度，寧夏地區的績效值相較自身較為有效。在其余的無效省份中，內蒙古、陜西、青海等省份的績效值基本保持在0.6以上，這表明這些省份碳排放效率有很大的提升空間。陜西與青海的碳排放績效歷年來處于較高水平，未來發展向好。內蒙古碳排放績效呈逐年上升，且十年間變動幅度較大，表明該省投入產出調整有效，發展潛力較大[4]。碳排放績效處于相對較低水平的是云南和甘肅省，兩省的碳排放績效大多數年份小于0.5，效率相對較低，需調整投入產出。兩省碳排放績效均隨時間變化而逐漸增長，雖然增長幅度相對較小，但具有較大的發展空間。

3 結語

3.1 結論

就農業碳排放總量來看，我國西部各省碳排放整體大致呈現先升后降的趨勢，具體來看呈現為三種增長趨勢：碳排放總量先升后降、波動上升以及大致穩定在期初水平。就各省具體碳排放量來看，不同省份碳排放量省域差異明顯，這與地域差異、社會經濟發展差異相關。就農業碳排放績效來看，各省投入產出效率呈逐年上升趨勢，這意味著我國西部地區碳排放效率近年來取得較為明顯的成就。各省的碳排放績效變化主要呈兩種趨勢：波動式變化最終趨于穩定與整體波動式上升。其中寧夏與青海在2012至2018年間碳排放績效先降后升，這表明一段時間內兩省投入產出低效基礎上的后續調整有效。其余各省績效值均大致呈上升趨勢，這意味著西部各省提高碳排放效率具有較大的潛力。

3.2 建議

基于上述所得結論，文章提出以下建議：(1)各地因地制宜控制農業碳排放總量。不同省份碳排放總量省域差異明顯，因此相關控制政策應基于地域發展特點，制定不同的減排目標。同時，降低碳排放量要從源頭抓起，如限制部分高耗能高污染部門發展等。(2)基于各地績效值差異化農業生產模式。不同省份碳排放績效值不同，部分地區績效值整體處較高水平，而部分地區呈逐年上升。各地區應根據碳排放績效歷史值調整優化本省的模式設計。同時借鑒農業大省的發展模式提高本省碳排放效率，如各省可根據當地的土地性質探究化肥的施用辦法來提高排放效率。(3)健全碳排放檢測系統加強污染責任追究。相關檢測部門應健全碳排放檢測系統，對各地農業碳排放量和排放績效進行評估，限制高污染高耗能部門的發展，加大對高污染農業部門的懲罰力度，實現農業生產與生態保護雙重發展。