中國三大地區農業碳排放分析

徐嘉琦

哈爾濱師范大學，黑龍江哈爾濱 150025

糧食是一個國家可以長治久安、百姓可以幸福生活的基本保障，我國糧食自給率已大幅度的下降。而將糧食安全與氣候變化相結合，具有重要意義。農業的可持續發展必須保證環境的可持續發展。國內已有很多學者對碳排放進行了研究。

Zhang等[1]研究了1996—2015年中國糧食主產區的農業碳排放量，研究結果是支持中國糧食主產區農業碳排放的環境庫茲涅茨曲線假說。曾福生等[2]以2000—2016年中國31個省份為研究對象，采用DEA模型進行農業生態效率評價，結果發現中部、西部的農業生態效率被低估。

1 數據來源及研究方法

1.1 研究對象及數據來源

以中國31個省（自治區、直轄市）為研究對象。考慮數據的可得性與實踐上的可行性，借鑒多位學者的研究結果，最終確定的農業碳排放源為化肥、農藥、農膜、農業機械生產使用、土地翻耕和農業灌溉六類。文章所有數據均來自2005—2021年的《中國農村統計年鑒》和《中國統計年鑒》，有個別一些數據是來自各省（市、自治區）的統計年鑒。

1.2 研究方法

根據每種碳排放源的數量和各種碳排放源的排放系數，即可通過（1）核算農業系統的總碳排放量。具體計算公式如下：

式（1）中，C代表農業系統的碳排放總量，Ei為第i類碳排放源的碳排放量，Ti和δi分別是第i類碳排放源的數量及其相應的碳排放系數[3]。

2 結果與分析

2.1 農業碳排放源排放量結構分析

將農業碳排放量分解為水稻耕作過程中的甲烷碳排放、動物腸道發酵和糞便碳排放、肥料施用過程中產生的碳排放。從碳排放源結構來看，農業資源投入占比最大，約占65%；其次，農業生產過程約占6.4%；稻田甲烷和動物養殖各約占7.8%和6.7%。根據圖1可知，2004—2016年，中國農業碳排放結構呈現出比較穩定的狀態，到2017年碳排放來源比例發生變化。2017—2020年動物腸道發酵和糞便碳排放增幅較大，從2%上升至50%左右。因2017年我國農業農村部建議北方農業要大力推廣糧改飼、快速發展雜糧產業和畜牧業。我國畜牧業發展迅速，畜禽養殖規模也在不斷擴大，畜禽所產生的糞便也不斷增加且農戶處理糞便不合理，這些原因使動物腸道發酵和糞便的碳排放量增大。

圖1 2004—2020年中國農業碳排放源的排放量比例

化肥是我國農業主要的碳排放源，年平均增速為1.69%。農藥的平均碳排放量為27.01萬 t，年平均增速為0.65%。化肥和農藥在施用及其生產過程中都會產生大量的二氧化碳。我國是世界上唯一以煤為主要原料生產氮肥的國家[4]。未來應嚴格控制化肥和農藥的施用量，并采用科學合理的器械和方法進行施用。農膜和有效灌溉的碳排放量也位居前列，年平均增速為3.59%。總體來看，稻田甲烷的占比最小，約為10%。而比重最大的是農作物耕作活動碳排放，約為85%。

2.2 農業碳排放量分析

根據基礎數據，核算了2004—2020年東部、中部和西部地區及全國農業總碳排放量，計算結果見表1。

表1 2004—2020年全國農業碳排放總量匯總表 萬t

從表1可知，近17年來全國的農業碳排放量經歷了先減少后增加的過程，年平均增長24.44%。2005—2008年農業碳排放量不斷減少，從2005年的71 919.77萬 t減 少 至2008年 的66 364.64萬 t；2009—2016年碳排放總量不斷增加，至2016年 已 高 達72 320.29萬 t。2016—2020年碳排放總量波動式減少，從2016年的72 320.29萬 t減少至2020年的70 951.34萬 t。

三大地區農業碳排放量排序依次為中部＞西部＞東部，其中只有東部地區碳排放量呈波動式減少的趨勢，中部地區的農業碳排放量與東西部地區相比差距較大。三大區在2005—2007年碳排放量均不斷減少；而中西部地區2007年后卻呈現不斷增加的態勢。這一變化也表明要注重因中西部地區經濟的后發追趕優勢所引起的碳排放問題。

2.3 農業碳排放強度分析

農業碳排放強度是指單位農業GDP的二氧化碳排放值。從圖2可看出，我國農業碳排放總量和GDP逐年增加，而碳排放強度卻有所降低。近幾年來，中國經濟發展迅速，農業科技不斷進步，農用機械先進，這使得我國農業生產方式發生了深刻變革。2004—2020年中國東部、中部、西部三大地區的農業碳排放強度均呈下降態勢，東部地區農業碳排放強度最小，原因是該地區經濟增長速度是碳排放量增速的26倍，這一特征也說明東部地區實行農業綠色低碳發展已初見成效。

圖2 2004—2020年全國農業碳排放強度的變化趨勢

在研究期間，中部地區農業碳排放強度從2004年的2.77 t/萬元下降至2020年0.60 t/萬元。其中,中部地區農業碳排放強度較高的地區是內蒙古、山西、河南、黑龍江，分別為1.94、1.11、1.08和1.08 t/萬元。西部地區的農業碳排放強度與東、中部地區相比較下降程度最大，下降速度為83%，而東、中部地區下降速度分別為79%和78%。西部地區的西藏農業碳排放強度最大，其次是青海省、新疆、寧夏和甘肅省，分別為5.19、1.78、1.66和1.71 t/萬 元。西 部 地區由于受地形、氣候和交通等因素的影響，經濟發展速度和農業技術水平相對落后，從而導致西部地區的碳排放強度要明顯高于其他2個地區。總體來看，中國農業碳排放強度呈下降態勢，這是因為農業經濟增長速度大于碳排放量的增長速度。近幾年來，中國經濟發展迅速，農業改革，農用機械先進，這也使得我國農業生產方式得到較大幅度的好轉。

2.4 農業碳排放空間分析

基于自然斷裂法，將2004—2020年各省（市）的農業平均碳排放量按照大小一次劃分為4類排放區（表2）。

表2 農業碳排放量劃分表

中國農業碳排放量呈現出“四周”包圍“中心”的模式（圖3）。農業高碳排放區的省份包括河南、山東、黑龍江等9個省份或地區。河南省是農業大省，15年來種植業產生的碳排放量占總碳排放量的比例約為43%；其中，化肥生產和施用過程中產生的碳排放總量占該省種植業碳排放量的比例逐年上升，2010年后均超過65%。同期，山東省在農膜施用過程中產生的碳排放量占該省總碳排放量的比值高達52%。從全國來看，該省因農膜施用產生的碳排放量位居第一。黑龍江省被譽為“中華大糧倉”，15年來大力實施惠農政策，迅速發展種植業，灌溉面積和翻耕面積分別增加3.00和1.48倍，導致農業碳排放量增幅達80個百分點。

圖3 2004—2018年中國省域農業平均碳排放量的空間分布

農業碳排放量平均值處于相對較高水平的湖北、江西、湖南和江蘇等7個省份，其中湖北、江西等5個省份均位于長江經濟帶沿線上。由于長江流域土地資源豐富、氣候適宜、水源充足，適合種植業的發展。農業資源投入和水稻種植是這5個省份主要的農業碳排放源。這些省份農藥生產和使用產生的碳排放量是9個碳源中最多的，占各省碳排放總量均達到40百分點。

碳排放量相對較低的地區主要位于甘肅、貴州、西藏、青海等地。甘肅省的農業碳排放量主要來自農膜，所占比例為44%。貴州、西藏和青海因地形崎嶇、海拔高和氣候惡劣等原因，種植業發展受限制，主要的農業碳排放來自畜牧業，3個省份或地區畜牧業產生的碳排放量占各省（地區）農業碳排放總量的比例分別為53%、97%和92%。

重慶、寧夏、北京和天津的農業碳排放總量平均值處于低碳排放區，其中上海市最小，僅為2 531萬 t，占全國碳排放的0.24%。北京、天津、上海農業碳排放量處于較低水平的原因是農業用地面積小、勞動力相對不足，重視工業發展。

3 結論與建議

近17年來，三大經濟區域的農業碳排放強度呈現出西部＞中部＞東部的變化規律，農業碳排放量總體上是減少的。促進農業高質量發展的根本途徑是需要構建低碳循環的農業產業體系。綠色農業離不開高科技人才和高技術的手段。我國要合理構建與承載能力相匹配的農業產業布局，大力推廣綠色低碳循環發展農業生產方式。