山東省農業產業發展與碳減排的協同度分析

郭育林

摘 要 由碳排放引起的氣候變暖問題引發了全球的普遍關注，而農業生產過程中的碳排放也不容忽視。但是，農業產業作為一個國家的基石，降低碳排放不能以損害農業產業的發展為代價。為了探索農業產業發展與農業碳減排協同發展的現狀，在相對宏觀的角度上，引入復合系統協同度模型，將山東省的農業產業發展和碳排放作為兩個子系統，測度了其子系統有序度及復合系統協同度。結果證明，農業產業發展子系統和碳排放子系統的有序度在整體上均呈上升趨勢。復合系統協同度也呈上升趨勢，但總體協同水平不高，目前仍處于初級協同階段。根據分析結果，對農業產業和碳減排的協同發展提出了建議。

關鍵詞 農業產業發展；碳減排；復合系統協同度；山東省

中圖分類號：F323 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.03.003

近年來，由碳排放引起的氣候變暖問題引發了全球的普遍關注。實現碳減排、碳中和成為了迫在眉睫的問題。1997年，落實《聯合國氣候變化框架公約》的重要法律文件《京都議定書》在日本京都通過，會上各國政府、企業、環境保護組織等都提出了許多降低碳排放的計劃[1]。2020年9月，習近平主席在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上正式宣布：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。”農業作為人類最古老、歷史最悠久的產業，由它所產生的碳排放量十分巨大。根據相關統計數據顯示，農業碳排放量占全球人為碳排放總量的30%，是碳排放的主要來源之一。而中國作為農業大國，由農業生產所帶來的碳排放問題不容忽視。根據相關研究顯示，我國農業生產所帶來的碳排放量占全國總排放的17%，且呈逐年上升趨勢。因此，降低農業生產所帶來的碳排放，對于保護環境，實現我國的雙碳目標具有重要意義。

農業產業作為一個國家的基石，它的產業進步對于國家的發展具有重要的意義。因此，降低碳排放不能以損害農業產業發展，甚至產業的退步為代價。例如李文華等采用環境庫涅茨曲線分析框架對農業產業集聚和農業碳排放量進行的分析，就指出兩者的關系呈“倒U型”，即農業產業集聚對碳排放先起促進作用，后起抑制作用[2]；胡中應等則認為種植業產業集聚有利于降低碳排放強度，但會導致碳排放總量的增加[3]。

山東省作為我國的農業大省，其農業產值常年位居全國前五，其農業產業的發展進步對保障我國糧食安全等具有重要意義。但是，由于農業產業集聚性差、產業結構不協調、生產方式落后等問題，其農業碳排放量也非常巨大。因此，本文在前人研究的基礎上，從相對宏觀的角度，引入復合系統協調度模型，將山東省農業產業發展和碳排放作為2個子系統，測度其系統有序度及復合系統協調度。并根據結果提出切實可行的建議，以期實現碳減排的同時促進農業產業的高效發展。

1 ?數據來源與研究方法

1.1 ?數據來源

確立合適的子系統序參量是保證系統協同度測度準確性的重要前提。本文設立農業產業發展和碳排放兩個子系統。并根據其特點確立了10個指標，最終構建了農業產業發展與碳排放量協同測度評價指標體系（見表1）。對于農業產業發展子系統，確立了地區GDP額，第一產業增加值，農林牧漁業總產值，農村居民人均可支配收入和農村居民人均消費支出5個指標。前三項指標越高，表明農業產業發展狀況越好。而后兩項指標越高，表明農民生活質量越好，從而體現了農業產業發展對改善農民生活狀況，提高農民幸福感的重要作用。對于碳排放量子系統，本文從農業生產過程入手，選取了在生產過程中產生碳排放的5個主要方面，即農用化肥施用產生碳排放，農膜使用產生碳排放，農用柴油產生碳排放，農藥施用產生碳排放以及土地灌溉產生碳排放。前四項碳排放量由使用量乘以碳排放系數得出，最后一項由灌溉面積乘以碳排放系數得出，相關碳排放系數計算參考張頌心的研究文獻[5]，基礎數據來源于2012—2021年《山東省統計年鑒》，其中農用化肥施用量采用折純量。相關數據均進行了標準化處理，部分缺失的數據采用插值法得出。

另外，對于農業產業發展子系統的5個指標，運用幾何平均法計算其有序度。而對于碳排放量子系統的5個指標，由于其存在明顯的數量差異，直接計算會影響有序度的準確性，因此采用線性加權求和法計算。相關權重由AHP層次分析法計算得出（見表2）。

1.2 ?模型構建

“協同”的概念最早是由美國戰略管理學教授伊戈爾·安索夫提出，他在1965年發表的論文《Corporate strategy： An Analytic approach to business policy for growth and expansion》中指出，多個主體在資源共享的基礎上能夠實現相互促進、互利共贏即為協同。1971年，德國物理學家哈肯提出了系統的協同學理論，并且創立了協同學。復合系統協同度模型是協同學中最為常用的模型，其實質是對于復合系統施加一個協調作用F，使得復合系統在這個作用F之下，按照某一評價標準，所獲得的總效能大于各子系統的效能之和。即定義一個由若干個子系統組成的復合系統S=（S1，S2，S3，...，Sn），其中Si為復合系統的第i個子系統。其在協調作用F下的總效能E{F（S）}＞[i=1nE（Si）]。

本文在參考孟慶松建立的復合系統協同度模型的基礎上[4]，將山東省農業產業發展與碳排放量視為一個復合系統，構建復合系統S=（S1，S2，S3，...，Sn），其中產業鏈和創新鏈為2個子系統。并將子系統的序參量記為ej=（ej1，ej2，ej3，...，ejn），n≥1，i∈[1，n]。

子系統序參量限制為α≤e≤β，αji，βji分別為每個序參量分量的下限與上限。序參量的有序度μj（eji）定義為：

[μj（eji）=eji-αjiβji-αjiβji-ejiβji-αji] [eji為正向指標eji為負向指標]

上式中μj（eji）∈[0，1]，μj（eji）越大，表明該序參量分量eji對子系統的貢獻程度越大。

序參量分量ej子系統Sj的有序程度的貢獻可以通過對μj（eji）進行幾何平均法或線性加權求和法來測度。

幾何平均法：

[μj（ej）=i=1nμj（eji）n]

線性加權求和法：

[μj（ej）=j=1nξjμj（eji），ξj≥0，j=1nξj=1]

在線性加權求和法中，[ξj]是序參量[ej]的權重系數，由此可見，μj（ej）∈[0，1]，μj（ej）越大，說明貢獻程度越大。

對于整個復合系統的協同程度，需要設在最開始的時間為T0，各子系統的有序度為[μ0j（ej）]，設在發展過程中的時間為T1，子系統的有序度為[μ1j（ej）]，則復合系統的協同度可以表示為：

[LC=θj=1nμ1j（ej）-μ0j（ej）n]

其中，[θ=minj[μ1j（ej）-μ0j（ej）]minj[μ1j（ej）-μ0j（ej）]]

由此可見，LC∈[-1，1]，LC越大，說明復合系統的協同程度越高。

2 ?結果與分析

將相關數據代入模型后計算出各子系統有序度及復合系統協調度，結果見表3、圖1。

從表3可知，農業產業發展子系統的有序度從2011年的0.129 3上升為2020年的0.798 9，總體呈上升趨勢。在2016年有較大幅度的降低，這一降低主要源與2016年山東省糧食較大規模的減產。從2017年開始，有序度繼續上升。而碳排放子系統有序度一直呈現穩步上升趨勢，從2011年的0.258 0上升為2020年的0.879 5，體現出了山東省在農業生產過程中減碳減排工作的突出成果。2020年農業碳排放總量較2011年降低了20%左右。這與山東省改變農業生產方式，加強產業集聚，強調技術投入與技術成果轉化有很大關系。需要注意的是，雖然山東省的農業減碳減排工作卓有成效，但由于其作為傳統的農業大省之一，其產業規模決定了碳排放總量仍處于一個較高的水平。為實現習近平總書記提出的雙碳目標，山東省仍需繼續加強現代農業科技支撐，開展關鍵核心技術攻關，繼續降低農業碳排放總量，實現農業綠色發展。

從圖1可知，農業產業發展子系統與碳排放子系統的協同度整體呈上升趨勢，由2012年的0.048 9上升為2020年的0.560 7。按照王玉冬，王琦，湯放華等人對于復合系統協同度等級的劃分[6-7]，0≤LC＜0.4屬于中度失調，0.4≤LC＜0.6屬于基本協同，0.6≤LC＜0.8屬于中度協同。由此可知2011—2015年山東省農業產業發展與碳排放的復合系統協同度雖然持續上升，但一直處于中度失調階段，這說明此時農業產業發展與碳排放并未形成實質的協同作用，這與當時山東省的農業發展方式仍屬于粗放型發展有關，產業集聚性不強，生產方式落后，缺乏足夠且有效的農業科技支撐。而科技作為農業發展的有力支撐，它的進步不僅會促進農業產業的綠色發展，同時也會帶來碳排放量的降低。2016年的協同度有較大幅度的降低，原因在于此段時間農業產業發展子系統的有序度下降。在2016年，山東省的糧食出現了較大規模的減產，當年的第一產業增加值甚至為負值。從2017年開始，協同度繼續上升，并于2018年開始進入基本協同階段，同時預期未來還有較大的上升空間。

習近平總書記在2020年9月提出了雙碳目標，碳減排工作受到越來越多的重視，技術進步是碳減排的主要驅動力，技術進步帶來碳減排的同時，也會促進農業產業的發展。而農業產業的綠色發展，也會帶來碳排放量的降低。雙系統協同發展，產生1+1＞2的動力，共同促進快速良性健康的發展。從協同過程來看，山東省農業產業發展與碳排放的協同仍處于初始階段，這一階段的協同收益較低，是在外力推動下的被動發展的結果，子系統并未形成自主的內生動力，但在雙碳目標的驅使以及技術進步的推動下，雙系統的協同度在整體上必然會持續上升，并有較大的上升空間。當協同發展到一定水平時，將會形成雙系統互推互促的動態循環過程，此時復合系統將進入協同的高級階段。

3 ?結論與建議

3.1 ?結論

通過對山東省農業產業發展與碳排放子系統的有序度及復合系統的協同度進行測算。十年間，農業產業發展與碳排放子系統的有序度整體呈上升趨勢，減碳減排工作成果突出。但作為傳統農業大省，山東省的農業碳排放量仍處于一個較高的水平，因此需要持續推進農業減碳減排。復合系統協同度由2012年的0.048 9上升為2020年的0.560 7。在2016年之前一直處于中度失調階段，雖然協同水平一直在上升，但總體上仍有較大的提升空間。從協同過程來看，目前雙系統協同仍處于初級階段，但在雙碳目標及技術進步的驅動下，協同水平不斷進步，終將進入高級階段。

3.2 ?建議

3.2.1 ?改變以依賴化學物資投入而實現農業增長的粗放型模式

在農業生產過程中，由化肥，農藥，農膜等化學物資投入而產生的碳排放幾乎占了農業碳排放總量的90%（數據來源于2012—2021年《山東省統計年鑒》）。這表明山東省的農業產業依舊處于粗放型的發展模式當中。因此，改變這種發展模式，合理降低農藥，化肥，農膜等化學物資的投入強度，是促進農業碳減排，實現農業綠色發展的重要途徑。對于那些化肥，農藥投入量大的農業生產過程，可以采用有機復合肥料，生物農藥等低碳農業技術替代原有的化學肥料，農藥。同時，在農業生產過程中建立廢棄農膜的回收和循環再利用體系，提高農膜的循環再利用效率，降低廢棄農膜不合理處理而帶來的碳排放和土壤污染。使得整個農業生產過程變得綠色，高效。既有效降低了農業的碳排放總量，又可以促進農業增長的粗放型模式向集約型模式轉變。

3.2.2 ?創新農業產業發展與碳排放的協同過程，強化科技支撐

當前的農業產業發展與碳排放的協同過程仍舊處于在外力推動下被動發展的階段，各子系統的內生動力不強。因此，要創新農業產業發展與碳排放的協同過程，促進農業產業與碳排放形成相互促進，相互推動的發展模式，科技作為有效推進兩系統協同發展的重要動力，既要加大推動科技進步，強化資金投入和人員投入力度，逐步建立起一套行之有效科技創新機制；又要努力促進科技創新成果的轉化，以新的低碳農業技術促進碳減排，低碳農業技術的應用也會促進農業產業的綠色發展，而農業產業的綠色發展同時會達到碳減排的目的。基于此，形成雙系統互推互促的動態循環過程，實現農業產業與碳排放的協同高效發展。

3.2.3 ?提高農戶的低碳生產意識，減少農業勞動力規模

當前山東省的農業從業人員普遍存在知識水平不高、素質較低的現象。同時，農業從業人員過多，存在大量的勞動力冗余。這都嚴重制約了農業產業的綠色發展和碳減排的目標達成。針對這一現象，要加大推廣宣傳低碳環保理念的力度，提高農民的低碳環保意識，幫助農民摒棄“高投入，高產出”的生產理念。同時組織農戶參加技術培訓，幫助農民掌握先進的農業生產技術與新生產設備的使用方法。對于生產力冗余現象，要充分協調城鄉發展，促進城鎮化與鄉村振興協調發展。構建新型的城鄉關系，推動農村剩余勞動力向第二、第三產業轉移。減少農業勞動力規模，改變農業生產過程中人員密集型的生產方式，促進農業產業的綠色發展。

3.2.4 ?充分發揮政府領導作用，強化政策支持

作為統籌全局的領導角色，政府的領導作用是產業協同發展的重要驅動力。在山東省委、省政府印發的《關于做好2022年全面推進鄉村振興重點工作的實施意見》就明確指出要健全完善橫向抓統籌協調，縱向抓工作落實的領導機制，堅持和加強黨對“三農工作”的全面領導。因此，對于農業產業發展和碳減排的協同發展體系，政府要充分發揮自己的領導作用，建立嚴密細致的市場監管和碳排放監管體系。在政策方面，明確對低碳農業技術的資金支持方式和范圍，加大對低碳農業生產方式的補貼力度。以政策的方式引導農業生產向綠色低碳的方向發展，促進農業產業發展與碳減排的協同高效發展。

參考文獻：

[1] ? 萊斯特·R·布朗.B模式：拯救地球 延續文明[J].世界環境，2004（4）：10-13.

[2] ? 李文華，周倩，陳永強.農業產業集聚與碳排放：我國省際層面的實證分析[J].江蘇農業科 ?學，2018，46（24）：436-441.

[3] ? 胡中應，胡浩.產業集聚對我國農業碳排放的影響[J].山東社會科學，2016（6）：135-139.

[4] ? 孟慶松，韓文秀.復合系統協調度模型研究[J].天津大學學報，2000（4）：444-446.

[5] ? 張頌心.中國農業碳排放量測算及影響因素分析——基于省級面板數據的研究[J].湖北農業科學，2021，60（1）：60-64，95.

[6] ? 王玉冬，張博，武川，徐玉蓮.高新技術產業創新鏈與資金鏈協同度測度研究——基于復合系統協同度模型[J].科技進步與對策，2019，36（23）：63-68.

[7] ? 王琦，湯放華.洞庭湖區生態—經濟—社會系統耦合協調發展的時空分異[J].經濟地理，2015，35（12）：161-167，202.

（責任編輯：敬廷桃）