湖北省農(nóng)業(yè)碳排放時空特征及脫鉤研究*

蔣添誠 胡 純 王巧稚# 吳爾希

(1.武漢科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 武漢 430080；2.武漢輕工大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 武漢 430040)

農(nóng)業(yè)已成為世界第二大溫室氣體排放源。同時，我國農(nóng)業(yè)碳排放占全國碳排放的比例高達17%，遠超國際平均水平[1]。因此，對農(nóng)業(yè)碳排放的研究不僅關(guān)系著我國碳減排目標(biāo)能否實現(xiàn)，對我國綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展也具有現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

近年來，國內(nèi)外學(xué)者對農(nóng)業(yè)碳排放進行了諸多研究，主要集中在4個方面：(1)農(nóng)業(yè)碳排放測算[2-3]；(2)農(nóng)業(yè)碳排放時空特征分析[4]，[5]42；(3)農(nóng)業(yè)碳排放與經(jīng)濟增長間脫鉤關(guān)系的研究[6-8]；(4)碳減排措施的研究[9-11]?？傮w而言，這些研究取得了豐碩成果，但仍缺乏農(nóng)業(yè)政策與碳排放特征響應(yīng)機制的探索。

湖北省在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中扮演著重要角色。因此，本研究以湖北省為研究對象，基于種植業(yè)和畜牧業(yè)兩方面8類碳源測算湖北省2012年以來農(nóng)業(yè)碳排放強度，運用Tapio脫鉤模型探究農(nóng)業(yè)碳排放與經(jīng)濟增長間的關(guān)系，并在梳理影響農(nóng)業(yè)碳排放政策工具基礎(chǔ)上探討農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的策略。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 農(nóng)業(yè)碳排放測算方法

通過查閱統(tǒng)計年鑒并測算，2012—2018年湖北省種植業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、副業(yè)和漁業(yè)產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的平均比例分別為50%、3%、25%、5%、17%。由此可見，種植業(yè)和畜牧業(yè)在湖北省農(nóng)業(yè)經(jīng)濟組成中占據(jù)重要地位，故本研究選取種植業(yè)和畜牧業(yè)碳源作為研究對象。

本研究種植業(yè)碳源包括化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、農(nóng)用柴油、農(nóng)業(yè)灌溉5類；由于湖北省其他牲畜的養(yǎng)殖規(guī)模小，故選取豬、牛、山羊作為主要的畜牧業(yè)碳源。參考文獻[12]和文獻[13]，采用較常見的測算方法(政府間氣候變化專門委員會(IPCC)碳排放系數(shù)法)計算農(nóng)業(yè)碳排放強度(A，kg/萬元)，其中碳源i的碳排放量(Ti)和碳排放系數(shù)(ki)單位根據(jù)實際碳源類型確定；碳排放系數(shù)參考文獻[14]和文獻[15]，為消除價格因素的擾動，以2007年為基期，采用GDP可比價。計算公式為：

(1)

式中：G為農(nóng)業(yè)產(chǎn)值，萬元；E為農(nóng)業(yè)碳排放總量，kg。

1.2 脫鉤模型

目前，較常用的脫鉤分析模型有OECD、Tapio脫鉤模型。Tapio脫鉤理論在OECD脫鉤理論基礎(chǔ)上發(fā)展出了脫鉤彈性的概念，進一步細化了指標(biāo)，用脫鉤彈性動態(tài)反應(yīng)變量間的脫鉤關(guān)系，充分考慮研究對象的總量及相對量的變化，提高了脫鉤模型測度的準(zhǔn)確性[16]。因此，本研究構(gòu)建Tapio脫鉤模型如下：

(2)

式中：e為脫鉤彈性值；ΔE為年際間碳排放變化量，kg；ΔG為年際間農(nóng)業(yè)產(chǎn)值變化量，萬元。

依據(jù)脫鉤彈性值，TAPIO[16]將脫鉤狀態(tài)分為8類。

2 研究結(jié)果

2.1 湖北省農(nóng)業(yè)碳排放時空特征

由圖1可見，湖北省農(nóng)業(yè)碳排放強度呈現(xiàn)不斷下降的趨勢，由2012年的334.52 kg/萬元降至2018年的234.16 kg/萬元，年均遞減5.00%。其中，2017年碳排放強度降幅最大(10.69%)，顯示出該時期農(nóng)業(yè)碳減排政策的有效性，有必要進行系統(tǒng)分析。李波等[17]4312基于種植業(yè)碳源測算了湖北省1993—2017年的農(nóng)業(yè)碳排放，發(fā)現(xiàn)碳排放強度自2009年開始逐漸下降，與本研究結(jié)果基本一致，但在分析其政策原因時未對同一時期的農(nóng)業(yè)政策進行梳理。

圖1 2012—2018年湖北省農(nóng)業(yè)碳排放強度及增速時序變化Fig.1 Time series changes of agricultural carbon emission intensity and growth rates in Hubei from 2012 to 2018

鑒于數(shù)據(jù)的可獲取性及新穎性，本研究測算了2017年湖北省各地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度，并依據(jù)碳排放強度絕對量差異將其劃分為3個等級，結(jié)果見圖2。

注：基于湖北省地理信息公共服務(wù)平臺下載的標(biāo)準(zhǔn)地圖(審圖號鄂S(2020)003號)制作。圖2 2017年湖北省農(nóng)業(yè)碳排放強度空間差異Fig.2 Spatial differences of agricultural carbon emission intensity in Hubei in 2017

湖北省農(nóng)業(yè)碳排放強度空間差異明顯，全省71%(以行政區(qū)個數(shù)計，下同)的低碳排放地區(qū)位于武漢城市圈，57%的中碳排放地區(qū)和67%的高碳排放地區(qū)位于鄂西生態(tài)文化旅游圈，農(nóng)業(yè)碳排放強度總體上呈現(xiàn)出鄂西生態(tài)文化旅游圈高于武漢城市圈的特征。武漢市農(nóng)業(yè)碳排放強度最低(64.20 kg/萬元)；神龍架農(nóng)業(yè)碳排放強度最高(303.14 kg/萬元)，是武漢市的近5倍。湖北省農(nóng)業(yè)碳排放空間差異明顯的主要原因可能在于兩大圈域發(fā)展規(guī)劃和經(jīng)濟水平的不同。與武漢城市圈相比，鄂西生態(tài)文化旅游圈以發(fā)展旅游業(yè)為主，整體經(jīng)濟水平落后，缺乏先進的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)[17]4314，農(nóng)業(yè)碳排放趨于高強度化。陳煒等[5]42基于作物類型分析了中國種植業(yè)碳排放空間差異特征，認為與經(jīng)濟作物相比，糧食價格普遍較低，而中部地區(qū)均為種糧大省，故導(dǎo)致其碳排放趨于高強度化。

2.2 湖北省農(nóng)業(yè)碳排放脫鉤特征

2012—2018年湖北省農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長間脫鉤特征見表1。湖北省農(nóng)業(yè)碳排放脫鉤特征由弱脫鉤(ΔE/E>0，ΔG/G>0，0≤e<0.8)向強脫鉤(ΔE/E<0，ΔG/G>0，e<0)轉(zhuǎn)變，相應(yīng)可分為兩個階段：(1)2012—2014年為弱脫鉤階段，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟和農(nóng)業(yè)碳排放都存在不同程度的增長，但農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增速明顯高于農(nóng)業(yè)碳排放。(2)2015—2018年為強脫鉤階段，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟不斷增長的同時，農(nóng)業(yè)碳排放量持續(xù)下降。

表1 2012—2018年湖北省農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長間脫鉤特征Table 1 Decoupling characteristics between agricultural carbon emissions and agricultural economic growth in Hubei from 2012 to 2018

政策工具是實現(xiàn)政策目標(biāo)的具體方法，農(nóng)業(yè)碳減排政策工具作為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)碳減排的重要手段，關(guān)系著碳減排目標(biāo)能否順利實現(xiàn)。依據(jù)政策類型和政策工具發(fā)揮作用的方式，本研究結(jié)合湖北省實際，將農(nóng)業(yè)碳減排政策工具分為經(jīng)濟型、強制型和導(dǎo)向型3類[18-19]，經(jīng)濟型政策工具的實施主要依靠市場調(diào)節(jié)機制，通過影響經(jīng)濟收益的方式實現(xiàn)政策目標(biāo)，包括罰款、獎勵和稅收等；強制型政策工具通過政府的干預(yù)來達到政策效果，主要包括政府出臺的各項法律法規(guī)；導(dǎo)向型政策工具指政府通過建議與推廣等形式引導(dǎo)農(nóng)民進行技術(shù)革新以發(fā)揮政策作用，包括政府出臺的技術(shù)導(dǎo)則、開展的技術(shù)推廣行動和農(nóng)業(yè)建設(shè)工程等。本研究結(jié)合表2整理出相關(guān)農(nóng)業(yè)碳減排政策工具，結(jié)果見表3。

文獻[6]至文獻[8]在分析脫鉤特征產(chǎn)生的政策原因時未對同一時期的農(nóng)業(yè)政策進行系統(tǒng)總結(jié)，得出的結(jié)果缺乏關(guān)聯(lián)性。為針對性分析農(nóng)業(yè)碳排放的時空及脫鉤特征，本研究對同一時期的農(nóng)業(yè)政策工具進行梳理，以識別有效的農(nóng)業(yè)碳減排政策措施。

3 政策梳理與討論

3.1 農(nóng)業(yè)政策及政策工具

農(nóng)業(yè)政策對碳排放的調(diào)控起著舉足輕重的作用。近年來為促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，湖北省出臺了一系列的政策。本研究系統(tǒng)分析了這些政策文件對種植業(yè)(化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、柴油、灌溉)及畜牧業(yè)碳排放的影響，結(jié)果見表2。

表2 2012—2018年湖北省農(nóng)業(yè)政策及其影響1)Table 2 Agricultural policy and its influence in Hubei from 2012 to 2018

3.2 討 論

2012年以來，湖北省農(nóng)業(yè)碳排放強度不斷下降主要得益于這一時期的農(nóng)業(yè)碳減排政策工具(見表3)。針對2017年農(nóng)業(yè)碳排放強度急劇下降這一現(xiàn)象，本研究重點關(guān)注了2016、2017年的農(nóng)業(yè)政策。2016年《湖北省農(nóng)業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃綱要》提出的2020年基本實現(xiàn)“一控兩減三基本”是這一時期的核心戰(zhàn)略目標(biāo)之一，“一控”指控制農(nóng)業(yè)工程性用水總量；“兩減”指減少化肥和農(nóng)藥使用量；“三基本”指畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈、農(nóng)用殘地膜基本資源化利用。針對這一目標(biāo)，湖北省實施了高效節(jié)水建設(shè)工程、化肥零增長工程、農(nóng)藥零增長工程和農(nóng)牧業(yè)廢棄物資源化利用示范工程等一系列導(dǎo)向型政策工具。

表3 農(nóng)業(yè)碳減排政策工具Table 3 Agricultural carbon emission reduction policy tools

基于2015年湖北省農(nóng)業(yè)碳排放由弱脫鉤向強脫鉤轉(zhuǎn)變這一現(xiàn)象，本研究重點關(guān)注了2014、2015年的農(nóng)業(yè)政策。2015年《湖北省農(nóng)業(yè)廳關(guān)于加強農(nóng)業(yè)環(huán)境突出問題治理工作的通知》(鄂農(nóng)發(fā)〔2015〕17號)同樣提出到2020年，農(nóng)業(yè)環(huán)境突出問題得到明顯改善，實現(xiàn)“一控兩減三基本”，對此湖北省相繼實施了農(nóng)業(yè)節(jié)水行動、化肥農(nóng)藥零增長行動[17]4314、畜禽糞便基本資源化利用行動等導(dǎo)向型政策工具。

通過上述分析與討論，主要有兩點發(fā)現(xiàn)：(1)化肥農(nóng)藥零增長工程等導(dǎo)向型政策工具對湖北省農(nóng)業(yè)碳減排起到了關(guān)鍵作用。因此，應(yīng)進一步推廣此類政策工具。種植業(yè)方面，湖北省應(yīng)大力實施化肥和農(nóng)藥零增長工程等政策工具，進一步落實測土配方施肥、精準(zhǔn)施藥、節(jié)油技術(shù)和節(jié)水灌溉技術(shù)等相關(guān)技術(shù)措施；畜牧業(yè)方面，湖北省應(yīng)持續(xù)推進農(nóng)牧業(yè)廢棄物資源化利用示范工程和畜禽糞便基本資源化利用行動等政策工具，進一步發(fā)展農(nóng)村畜禽廢棄物資源化利用技術(shù)，提高全省的農(nóng)業(yè)資源化利用率。(2)湖北省兩大圈域發(fā)展規(guī)劃和經(jīng)濟水平的不同導(dǎo)致其農(nóng)業(yè)碳排放空間差異明顯。因此，湖北省應(yīng)根據(jù)兩大圈域的特點實施差異化的碳減排政策。對于鄂西生態(tài)文化旅游圈，應(yīng)廣泛發(fā)揮其地域優(yōu)勢，大力發(fā)展特色休閑農(nóng)業(yè)，不斷優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)要素的投入以控制碳排放；對于武漢城市圈，應(yīng)在進一步落實現(xiàn)有碳減排政策工具的基礎(chǔ)上，依托自身強大的經(jīng)濟實力與科研優(yōu)勢積極研發(fā)先進的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)[20]，為全省的碳減排貢獻力量。

與現(xiàn)有研究相比，本研究在農(nóng)業(yè)碳排放測算的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析了同一時期的農(nóng)業(yè)政策及政策工具的影響，提出的政策建議也相對更具有針對性，在一定程度上彌補了現(xiàn)有研究的不足。

4 結(jié) 論

通過測算，明確湖北省農(nóng)業(yè)碳排放現(xiàn)狀，并基于政策分析對湖北省農(nóng)業(yè)碳排放時空及脫鉤特征背后的形成原因進行了探索，對湖北省今后農(nóng)業(yè)碳減排工作的方向提出了建議，同時也為其他領(lǐng)域碳排放的政策研究提供了參考。