云南省農(nóng)業(yè)碳排放核算實(shí)證研究

□鄭 遠(yuǎn)，付 偉，張旭杰

（西南林業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 云南 昆明 650224）

農(nóng)業(yè)碳排放是指在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中因化肥、能源的消費(fèi)或土地翻耕過(guò)程中直接或間接造成的溫室氣體的對(duì)外排放[1]。統(tǒng)計(jì)表明，農(nóng)業(yè)碳排放量占到國(guó)內(nèi)平均碳排放量的17%左右，農(nóng)業(yè)碳排放量的日漸增加，限制了中國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

近年來(lái)，因?yàn)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的自由性、普遍常見(jiàn)性以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主體的分布性，加上農(nóng)業(yè)碳排放涉及影響范圍廣、不易實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、難以具體量化、操作控制難度強(qiáng)等特征，農(nóng)業(yè)碳排放矛盾問(wèn)題不斷凸顯，逐漸成為研究人員的聚焦熱點(diǎn)[2]。

根據(jù)有關(guān)學(xué)者的分析研究，18 世紀(jì)之后，大氣里的CH4實(shí)際有效濃度增長(zhǎng)了1 倍多，其中大概有70%是人類生產(chǎn)活動(dòng)所導(dǎo)致的，例如水稻種植栽培、生物燃燒等。所以，精確把握好云南省農(nóng)業(yè)碳排放實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)及改變態(tài)勢(shì)，對(duì)科學(xué)制定云南省農(nóng)業(yè)碳減排管理政策具有關(guān)鍵意義。

羅廣芳等[3]提出農(nóng)業(yè)碳排放的主要內(nèi)容通常是化肥、農(nóng)膜、農(nóng)藥在運(yùn)用過(guò)程中形成的農(nóng)業(yè)碳排放、農(nóng)用機(jī)械設(shè)備損耗化石礦物能源形成的碳排放和農(nóng)業(yè)灌溉過(guò)程中形成的碳排放等。崔朋飛等[4]應(yīng)用農(nóng)田碳排放核對(duì)與化石燃料碳排放核對(duì)兩大類模式，估算并且對(duì)比分析了我國(guó)30 多個(gè)省份及地區(qū)的農(nóng)業(yè)碳排放總量。Jane[5]分析研究了腸道發(fā)酵、糞便綜合管理、農(nóng)業(yè)能源使用等數(shù)個(gè)方面相互之間的聯(lián)系，說(shuō)明過(guò)分運(yùn)用與損耗農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工物質(zhì)資料，會(huì)造成農(nóng)業(yè)碳排放的增長(zhǎng)。

Acil 等[6]分析了少數(shù)地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放的真實(shí)狀況，得知各區(qū)域農(nóng)業(yè)碳排放之間存在著一定的差異，而這些差異是由各地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的不同所形成的。錢(qián)昭英等[7]運(yùn)用碳排放估算方法分析了近年來(lái)貴州省農(nóng)業(yè)碳排放的動(dòng)態(tài)變化情況，并提出減排路徑。孟軍等[8]應(yīng)用LMDI 系數(shù)分解處理法對(duì)黑龍江省農(nóng)業(yè)碳排放實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)改變的影響因子展開(kāi)了研究，分析并提出農(nóng)業(yè)碳減排路徑。

在農(nóng)業(yè)碳排放的相關(guān)文獻(xiàn)中，農(nóng)業(yè)碳排放的核算方法主要有以下兩種。一是生命周期法。通過(guò)農(nóng)作物生長(zhǎng)周期內(nèi)碳排放情況進(jìn)行估算。劉貴斌等[9]通過(guò)生命周期法對(duì)湖南省農(nóng)業(yè)碳排放進(jìn)行測(cè)算，結(jié)果表明，湖南省的碳排放量小于碳吸收量，并對(duì)此現(xiàn)象提出碳減排路徑。曹雙琪[10]運(yùn)用生命周期法對(duì)湖北省農(nóng)業(yè)碳排放的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并提出減排策略。二是投入產(chǎn)出法。通過(guò)投入產(chǎn)出生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)研究對(duì)象單位碳排放源所排放的溫室氣體數(shù)量的估算。馬翠萍等[11]通過(guò)投入產(chǎn)出法計(jì)算農(nóng)業(yè)碳排放，發(fā)現(xiàn)推行精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)可以有效減少農(nóng)業(yè)碳排放。

結(jié)合實(shí)際，生命周期法計(jì)算碳排放量能夠全面地界定碳排放活動(dòng)，方法比較簡(jiǎn)單，而投入產(chǎn)出法主要用于分析能源碳排放，其所需數(shù)據(jù)量較大，方法相對(duì)復(fù)雜，且我國(guó)的投入產(chǎn)出表每5年公布1 次，不能進(jìn)行年度動(dòng)態(tài)分析。

全球?qū)＜覍W(xué)者針對(duì)農(nóng)業(yè)碳排放的研究，在農(nóng)業(yè)碳排放分析方面獲得了一定的技術(shù)成果，為未來(lái)的深入分析打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。中國(guó)專家學(xué)者對(duì)農(nóng)業(yè)碳排放的分析研究視角持續(xù)對(duì)外拓展轉(zhuǎn)換，但是大多都只是宏觀層面的研究，針對(duì)省域視角分析農(nóng)業(yè)碳排放矛盾問(wèn)題的相對(duì)較少[12]。

鑒于此，以云南省為研究對(duì)象，應(yīng)用生命周期法對(duì)云南省農(nóng)業(yè)碳排放進(jìn)行實(shí)證分析，找出制約云南省農(nóng)業(yè)碳排放的關(guān)鍵影響因素，為云南省農(nóng)業(yè)的碳減排發(fā)展提供一定的參考。

1 農(nóng)業(yè)碳排放核算模型構(gòu)建

生命周期法（LCA）是通過(guò)研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中每一個(gè)物質(zhì)與能量的投入、產(chǎn)出和環(huán)境相互之間的聯(lián)系來(lái)評(píng)價(jià)判定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工活動(dòng)的物質(zhì)資源與能源對(duì)自然環(huán)境的影響作用，經(jīng)過(guò)生命個(gè)體活動(dòng)周期法來(lái)分析研究，農(nóng)業(yè)碳排放是從農(nóng)作物的整個(gè)發(fā)展過(guò)程展開(kāi)分析研究。而碳排放參數(shù)法的運(yùn)算關(guān)系到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工的每一個(gè)方面，農(nóng)業(yè)碳排放總量是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工中所需要的各影響因素的運(yùn)用量和農(nóng)業(yè)碳排放參數(shù)乘積的總和，所以在研究分析里，把所運(yùn)用碳排放總量的運(yùn)算方法稱為L(zhǎng)CA 參數(shù)法。

在農(nóng)作物生產(chǎn)過(guò)程中，農(nóng)用物資的投入使用融入了農(nóng)作物生長(zhǎng)的全流程。在農(nóng)作物種植栽培前，需用農(nóng)業(yè)機(jī)械等設(shè)備對(duì)農(nóng)地進(jìn)行翻耕并施肥，最后還需要對(duì)農(nóng)地進(jìn)行覆膜以減少水分的流失。在農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中要用水泵灌溉農(nóng)地，用農(nóng)藥治理病蟲(chóng)害；在農(nóng)作物豐收時(shí)，需用機(jī)械設(shè)備收割。在農(nóng)作物生長(zhǎng)的過(guò)程中，化肥與農(nóng)藥會(huì)產(chǎn)生大量的碳排放，農(nóng)用機(jī)械設(shè)備所用的柴油會(huì)產(chǎn)生污染廢氣。僅分析種植栽培業(yè)，不考慮秸稈燃燒和反芻動(dòng)物腸道廢棄物質(zhì)處理過(guò)程中形成的農(nóng)業(yè)碳排，選用化肥、農(nóng)藥、柴油、農(nóng)膜、農(nóng)業(yè)灌溉、農(nóng)業(yè)翻耕等形成農(nóng)業(yè)碳排放的六大主要影響因素，展開(kāi)云南省農(nóng)業(yè)碳排放的估算。

碳排放的概算運(yùn)算方程式如下（1）所示。

上述計(jì)算方程式中，E是農(nóng)業(yè)碳排放總數(shù)量，Ei是多種碳源的碳排放總量，Ti是各影響因素碳排放的總量，δi是各排放源的碳排放參數(shù)。至此，得知農(nóng)業(yè)碳排放作用強(qiáng)度的運(yùn)算方程式是（2）。

上述計(jì)算方程式中，A是農(nóng)業(yè)碳排放作用強(qiáng)度，B是農(nóng)業(yè)耕地總面積，參考依據(jù)有關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)整理出各碳源的碳排放參數(shù)如表1。

表1 農(nóng)業(yè)碳排放碳源、參數(shù)及參照主要來(lái)源

2 云南省農(nóng)業(yè)碳排放核算實(shí)證分析

隨著農(nóng)業(yè)與種植業(yè)的大力發(fā)展，2010—2019年云南省農(nóng)用物資的使用量呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，由農(nóng)用物資的使用所形成的農(nóng)業(yè)碳排放已逐漸成為云南省農(nóng)業(yè)碳排放的主要構(gòu)成成分。

隨著生產(chǎn)物資的不斷投入，農(nóng)業(yè)碳排放總量也不斷增長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)估算得知影響云南省農(nóng)業(yè)碳排放重要的碳排放源是化肥，其次為農(nóng)地翻耕。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步與人類需要的持續(xù)提升，云南省農(nóng)業(yè)走上了高投入與產(chǎn)業(yè)化的科技化生產(chǎn)加工發(fā)展道路，這對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)一定的影響。

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

云南省2010—2019年的化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜的數(shù)據(jù)來(lái)源于《云南統(tǒng)計(jì)年鑒》，其中化肥是當(dāng)年化肥的折純總量，農(nóng)藥是當(dāng)年的實(shí)際使用量；農(nóng)用柴油、翻耕面積、灌溉面積數(shù)據(jù)信息來(lái)自《中國(guó)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》，在這其中，農(nóng)用柴油是當(dāng)年的實(shí)際使用量，灌溉實(shí)際有效面積是當(dāng)年高效灌溉實(shí)際有效面積，翻耕實(shí)際有效面積以當(dāng)年農(nóng)作物的播種實(shí)際有效面積替代。

隨著農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，相關(guān)農(nóng)用物資的運(yùn)用量增加，主要是以化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜的運(yùn)用量為實(shí)踐案例，根據(jù)表2 可知，在2010—2019年云南省農(nóng)用物資的運(yùn)用呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，隨著國(guó)家惠農(nóng)管理政策的推廣普及與農(nóng)業(yè)科學(xué)專業(yè)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，云南省的農(nóng)業(yè)得到了一定的發(fā)展，這使云南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總量逐漸提高，但也造成了很多農(nóng)業(yè)的碳排放現(xiàn)象，給自然環(huán)境帶來(lái)巨大壓力，嚴(yán)重影響了云南省農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，阻礙了中國(guó)許諾的2020年減少碳排放目標(biāo)的順利完成。

表2 云南省2010—2019年化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜運(yùn)用量

2.2 研究結(jié)果分析

以云南省為例，以2010—2019年《云南統(tǒng)計(jì)年鑒》和《中國(guó)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》等公開(kāi)出版的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，用生命周期法對(duì)云南省農(nóng)業(yè)碳排放量進(jìn)行估算，計(jì)算了近10年云南省農(nóng)業(yè)碳排放量，通過(guò)農(nóng)業(yè)碳排放量對(duì)云南省農(nóng)業(yè)碳排放現(xiàn)狀進(jìn)行分析，具體如下。

2.2.1 農(nóng)業(yè)碳排放總量分析

根據(jù)農(nóng)業(yè)與種植業(yè)整體投入，應(yīng)運(yùn)用農(nóng)業(yè)碳排放總量運(yùn)算方程式（1）及碳排放作用強(qiáng)度概算運(yùn)算方程式（2）估算出云南省2010—2019年農(nóng)業(yè)的碳排放量和排放強(qiáng)度，結(jié)果見(jiàn)表3。

如表3 所示，10年來(lái)云南省農(nóng)業(yè)碳排放量增勢(shì)明顯，2010—2019年從514.71 萬(wàn)t 增長(zhǎng)到553.03 萬(wàn)t，增長(zhǎng)了38.32 萬(wàn)t，增長(zhǎng)率約7.44%，這10年的平均增速為0.74%。特別是在2010—2013年，碳排放量持續(xù)上升，但由于農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，從2014年起，碳排放量持續(xù)減少。

表3 云南省2010—2019年農(nóng)業(yè)碳排放總量和碳排放作用強(qiáng)度

2.2.2 影響農(nóng)業(yè)碳排放的關(guān)鍵因素

一是化肥的使用。化肥是影響云南省農(nóng)業(yè)碳排放重要的碳排放源。2010—2019年，化肥的施用導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)碳排放量由165.31 萬(wàn)t 增至182.73 萬(wàn)t，碳排放量增加了17.42 萬(wàn)t，增長(zhǎng)率達(dá)11%，超過(guò)了云南省的農(nóng)業(yè)碳排放總量。2016年產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)碳排放量占云南省農(nóng)業(yè)總碳排放量的38.6%，占比為10年中農(nóng)業(yè)碳排放的最高值。因此，化肥是云南農(nóng)業(yè)碳排放的主要因素。二是農(nóng)地翻耕。2010—2019年，農(nóng)地翻耕所造成的碳排放總量由201.24 萬(wàn)t 增加到216.91 萬(wàn)t，碳排放總量增長(zhǎng)了15.67 萬(wàn)t。近10年之后，農(nóng)地翻耕在云南農(nóng)業(yè)碳排放總數(shù)量里所占據(jù)比例長(zhǎng)期在34%及其以上，2019年最高達(dá)到39%。

農(nóng)藥、農(nóng)膜、柴油和農(nóng)業(yè)灌溉等所產(chǎn)生的碳排放量較低。2019年所產(chǎn)生的碳排放量依次為23.36 萬(wàn)t、63.27 萬(wàn)t、15.53 萬(wàn)t、51.23 萬(wàn)t。農(nóng)藥和柴油在近10年中呈現(xiàn)先升后減的趨勢(shì)，農(nóng)膜和農(nóng)地灌溉呈現(xiàn)緩慢上升態(tài)勢(shì)。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與人類需要的持續(xù)提升，中國(guó)農(nóng)業(yè)走上了高投入與產(chǎn)業(yè)化的科技化生產(chǎn)加工發(fā)展道路，隨著生產(chǎn)加工物資的持續(xù)投入，農(nóng)業(yè)碳排放總量也有所增長(zhǎng)。2010—2019年云南省農(nóng)業(yè)碳排放量在持續(xù)增加，在2018年表現(xiàn)出降低的態(tài)勢(shì)，這表明云南農(nóng)業(yè)對(duì)自然環(huán)境存在很大的影響作用，農(nóng)業(yè)碳減排，引起了政府管理部門(mén)的高度重視[13-14]。

3 結(jié)論及政策分析

3.1 結(jié)論

根據(jù)云南省2010—2019年農(nóng)業(yè)碳排放總量分析，結(jié)果表明：

（1）影響云南省農(nóng)業(yè)碳排放重要的碳排放源是化肥和農(nóng)地翻耕。

（2）通過(guò)機(jī)械化生產(chǎn)雖然會(huì)提高生產(chǎn)率，但也會(huì)帶來(lái)大量能源消耗和污染，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)碳排放增加。

（3）減少農(nóng)業(yè)碳排放不僅需要通過(guò)物理方法，還需提高全民低碳意識(shí)，充分發(fā)揮政府的引導(dǎo)作用，以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

3.2 政策分析

云南省農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)需要很多農(nóng)用物資的投入來(lái)完成，但是農(nóng)用物資投入量增長(zhǎng)會(huì)形成大量的農(nóng)業(yè)碳排放，又不可以以暫停農(nóng)業(yè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)步的模式來(lái)降低農(nóng)業(yè)碳排放，所以轉(zhuǎn)化云南省農(nóng)業(yè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)步模式非常關(guān)鍵[15]。

3.2.1 發(fā)展生態(tài)綠色農(nóng)業(yè)，倡導(dǎo)使用有機(jī)化肥

今后云南省農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)步的態(tài)勢(shì)是推動(dòng)生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)步的關(guān)鍵，省內(nèi)各州、縣要大力發(fā)揮運(yùn)用自身資源優(yōu)勢(shì)，打造具備地方鮮明特征的生態(tài)農(nóng)業(yè)。在生態(tài)農(nóng)業(yè)原理與應(yīng)用實(shí)踐的支持下，云南省可逐漸修改調(diào)配農(nóng)業(yè)組成結(jié)構(gòu)，全面積極發(fā)展生態(tài)綠色農(nóng)業(yè)。根據(jù)有關(guān)規(guī)定運(yùn)用化肥、農(nóng)藥及農(nóng)用機(jī)械設(shè)備等，減少化肥的使用總量，發(fā)展進(jìn)步綠色農(nóng)業(yè)，重視維護(hù)農(nóng)田的自然生態(tài)體系，推動(dòng)農(nóng)業(yè)低碳模式的發(fā)展[16]。

3.2.2 加大對(duì)農(nóng)業(yè)碳減排技術(shù)的推廣

加大對(duì)農(nóng)田水利、農(nóng)地改進(jìn)等基礎(chǔ)保障性設(shè)施的投入力度，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工綜合水平，降低云南農(nóng)業(yè)碳排放。針對(duì)云南省現(xiàn)行的天然資源條件和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，優(yōu)化提高云南省農(nóng)業(yè)的種植栽培專業(yè)技術(shù)，實(shí)行科學(xué)合理的輪作耕作體制，加強(qiáng)對(duì)農(nóng)田的完善，減少農(nóng)田碳排放[17]。

3.2.3 加強(qiáng)宣傳教育，樹(shù)立低碳農(nóng)業(yè)意識(shí)

在之后農(nóng)業(yè)碳排放的綜合治理中，首先需要對(duì)農(nóng)業(yè)碳排放的有關(guān)專業(yè)知識(shí)開(kāi)展推廣普及工作，讓農(nóng)業(yè)公司與村民了解農(nóng)業(yè)碳排放是怎樣形成的、有何危害以及怎樣降低農(nóng)業(yè)碳排放。將農(nóng)業(yè)碳排放的有關(guān)專業(yè)知識(shí)歸類于農(nóng)業(yè)專業(yè)學(xué)科行業(yè)領(lǐng)域，增大對(duì)農(nóng)業(yè)碳排放有關(guān)專業(yè)知識(shí)的推廣普及，提升人民群眾減少農(nóng)業(yè)碳排放的意識(shí)[18]。

3.2.4 發(fā)揮政府的主體作用，加大減碳政策引導(dǎo)

在相關(guān)政策的引導(dǎo)下，調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展。同時(shí)根據(jù)農(nóng)民與農(nóng)業(yè)公司的經(jīng)營(yíng)管理核心社會(huì)地位，完善農(nóng)民與有關(guān)公司的聯(lián)動(dòng)體制，增強(qiáng)國(guó)家管理政策的原始推動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)降低農(nóng)業(yè)碳排放的發(fā)展目標(biāo)[19]。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)研究云南省過(guò)去10年的農(nóng)業(yè)碳排放實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)改變態(tài)勢(shì)，對(duì)云南省農(nóng)業(yè)碳排放現(xiàn)狀進(jìn)行分析。雖然云南省農(nóng)業(yè)碳排放每年持續(xù)增高（在后期有所降低），但從2016年開(kāi)始，其環(huán)比增加速率一直保持降低趨勢(shì)，所以云南省在低碳農(nóng)業(yè)方面發(fā)展相對(duì)良好。在對(duì)農(nóng)業(yè)碳排放的運(yùn)算中發(fā)現(xiàn)，化肥與農(nóng)地翻耕是云南省農(nóng)業(yè)碳排放的重要碳源，后期可從這兩個(gè)層面展開(kāi)綜合治理。云南省應(yīng)將工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)為積極發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，以降低農(nóng)業(yè)碳排放，同時(shí)推廣使用有機(jī)肥，提高全民低碳意識(shí)，充分發(fā)揮政府引導(dǎo)作用，以實(shí)現(xiàn)農(nóng)地利用可持續(xù)發(fā)展。期望通過(guò)上述對(duì)策，可以減少云南省的農(nóng)業(yè)碳排放，使云南省農(nóng)業(yè)走上綠色可連續(xù)發(fā)展之路。