“雙碳”背景下的農業碳問題研究進展

摘要：學術界圍繞農業碳排放、碳足跡評估及碳-經濟耦合機制等核心議題，在理論框架創新、計量模型開發及實證研究等領域取得了突破性進展，為全球農業可持續發展提供了重要方法學參考與實踐范式。2020—2060年作為實現碳中和目標的戰略攻堅期，恰與鄉村振興戰略深化實施的戰略協同期形成歷史性交匯。在此雙重驅動下，構建多學科交叉融合的農業低碳轉型路徑已成為現代農業體系重構的戰略支點。在系統梳理農業碳問題研究前沿動態的基礎上，結合碳中和目標與鄉村發展需求進行展望，旨在為農業綠色低碳轉型提供理論支撐與路徑參考。

關鍵詞：農業碳排放；碳足跡；低碳農業

中圖分類號：F323.22 文獻標識碼：A 文章編號：1002-204X（2025）05-0049-05

doi：10.3969/j.issn.1002-204x.2025.05.011

Research Advances on Agricultural Carbon-Related Issues Under Context of Carbon Peak and Carbon Neutrality

Wang Wei， Li Siyuan （Institute of Agricultural Economics and Information Technology，Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Yinchuan，Ningxia ）

Abstact The international academic community hasachieved groundbreakingadvancements in theoretical framework innovation，econometric model development，and empirical research concerning core issues such as agricultural carbon emisions，carbon footprint assessment，and carbon-economy coupling mechanisms.These contributions provide critical methodological referencesandpractical paradigmsforglobal agricultural sustainable development.The period from 2O2O to 2O60，serving as the critical phase for achieving carbon neutrality goals，historicallyintersectswith thestrategicsynergy period of deepening rural revitalization initiatives.Under this dual-driven context，constructing multidisciplinary-integrated pathways for agricultural low-carbon transition has emerged asa strategic pivot forrestructuring modern agricultural systems.By systematically reviewing cutting-edge developments inagricultural carbon-related studies and conducting prospective analysis aligned with carbon neutrality targets and rural development imperatives，this study aims to offer theoretical foundationsand actionable pathways to advance greenand low-carbon transformation in agriculture.

Key Words Agricultural carbon emissions; Carbon footprint; Low-carbon agriculture

政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第六次評估報告第一工作組報告《氣候變化2021：自然科學基礎》指出，人類活動導致的溫室氣體排放是造成氣候變暖的主要驅動因素，極端高溫、極端降水、干旱洪水等因人類活動而加劇。2020年9月22日，國家主席習近平在第七十五屆聯合國大會上鄭重宣布：“中國二氧化碳排放力爭2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和\"。我國農業生產活動產生的溫室氣體排放約占全國總量的 17% ，其年均增速維持在 5% 左右。為應對這一環境挑戰，《“十四五\"全國農業綠色發展規劃》將構建低碳農業體系列為重點任務，著力強化農業生態系統的碳匯功能。未來40年既是實現碳中和目標的關鍵階段，又與鄉村振興戰略的深化實施期高度重合。在此背景下，構建農業低碳發展路徑已成為現代農業轉型升級的核心議題。本文在梳理農業碳問題研究進展的基礎上進行展望，以期為農業低碳化發展、推動綠色轉型提供助力。

1基于農業碳排放的研究進展

學術界對碳排放的溯源研究始于工業能源消費及非農產業部門，早期農業領域的碳核算研究長期處于相對邊緣化狀態。隨著IPCC評估報告（2007）首次系統確認農業生產活動的溫室氣體貢獻量級，全球學界逐步將研究焦點轉向農業碳循環領域。由此催生出三大核心研究方向：排放因子的精準核算、農產品全生命周期排放強度評估以及低碳農業政策調控機制創新，標志著該領域研究范式的系統性演進。

1.1 農業碳排放源

農業碳排放在生產維度上主要涉及種植與養殖兩大系統的溫室氣體釋放。根據《京都議定書》（1997）的權威界定，其關鍵源項涵蓋反芻動物消化過程排放、糞肥管理系統、水稻種植活動及農地耕作引起的土壤碳庫擾動。張義瓊從發生學視角將農業碳排放定義為：農事活動中因自然生物化學過程或人類干預行為所直接/間接釋放的 CH₄，N₂0 等溫室氣體通量。趙其國等進一步構建了全鏈條分析框架，指出碳排放貫穿于農資生產、施用、農機裝備運維、農產品儲運加工以及廢棄物處置等全產業環節。MACLEODM等的跨學科研究則揭示了差異化排放機理： CO₂ 主要源自土地利用方式轉換與耕作擾動， N₂O 排放峰值與化肥施用強度顯著相關，而 CH₄ 則集中產生于反芻動物瘤胃發酵及糞便露天堆放過程。

1.2 農業碳排放影響因素

農業碳排放測算體系逐步完善，研究者們根據農業生產實際，更加深入剖析影響農業碳排放的驅動因子，尋找減少農業碳排放的方法及措施。查閱文獻可知，在影響碳排放因素的研究方面，多使用對數平均迪氏指數法（LMDI）、Kaya恒等式等方法進行定量分析。

陳銀娥等基于1997—2014年省級面板數據分析，揭示出機械化水平與碳排放強度呈現顯著負向關聯，而產業結構升級則表現出正向驅動特征。魏瑋等6通過構建GTAP-E能源經濟模型，模擬2012—2030年農業發展路徑，證實全要素生產率提升與能源技術革新對農業能耗控制及碳減排具有雙重增效作用。胡川等運用2003—2014年省級面板數據驗證了農業政策工具與碳排放強度間的抑制性關聯。吳昊玥等8采用SBM-Undesirable模型測度2000—2014年省級農業碳效，結合面板單位根檢驗發現碳排放總量與績效指標均不具備自發收斂特征，凸顯跨區域政策調控的必要性。李波等基于1993—2008年農業碳排放的實證分析，運用核密度估計法結合協整理論構建誤差修正模型，研究結果表明：在考察期內，農業經濟規模擴張與碳排放量增長呈現長期均衡的正向關聯。張廣勝等采用基于生命周期評價法構建了中國農業碳排放核算框架，結合1985—2011年跨年度統計數據，系統考察了農業碳排放總量、結構及效率的動態演變規律。實證分析顯示：氮肥施用占比、畜牧產業比重與農用能源消耗強度均顯著推升農業碳排放強度水平，而農業公共投資的增加則能夠有效抑制碳排放強度的上升趨勢。吳賢榮等基于創新性改良的Divisia指數分解模型，對2002—2014年省級農業碳排放的動態驅動因素及其與碳減排的脫鉤演進規律進行系統性解析。高標等[12構建環境庫茲涅茨曲線（EKC）分析框架，驗證吉林省白城市農業碳排放與經濟增長的耦合規律，實證證實二者存在典型倒U型演進軌跡。劉麗娜等[13集成LMDI分解法與彈性脫鉤模型，構建農業碳排放驅動-響應雙維度分析框架，通過時空異質性研究揭示：在省域農業碳脫鉤進程中，經濟發展要素在排放驅動效應中占據主導性驅動地位。

1.3“雙碳”目標的實現路徑

學界圍繞“雙碳”目標的實現路徑已形成多角度研究體系，主要聚焦于國際比較與本土實踐兩個維度揭示挑戰機制與應對策略。QINJC等4主張通過驅動產業結構高級化轉型，強化能源密集型產業與關聯產業間的協同共生，構建閉環式產業代謝網絡以實現系統性碳減排。PENGH等5強調需構建碳稅征收與環境規制協同的政策工具組合，并通過完善全鏈條環境監管框架來保障減排政策效能。XIONGCH等運用STIRPAT模型解構江蘇省農業碳排放驅動要素，提出通過提升農業投入品集約化利用水平，并推進化肥農藥減量替代技術創新集成實現減排目標。ABBASF等7基于小麥-棉花/玉米輪作系統的土壤碳庫演變研究，證實保護性耕作技術體系（免耕 ⁺ 覆蓋）能同步實現土壤碳封存增益與農田系統氣候緩解協同效應。

2基于農業碳足跡的研究進展

碳足跡是對某種活動引起的（或某種產品生命周期內積累的）直接或間接的 CO₂ 排放量的度量[18]。相對于其他碳排放研究方法，碳足跡是從生命周期的角度出發，分析從國家、城市、產業到微觀產品等不同尺度人類活動導致的直接和間接碳排放過程。由于農業兼具碳源、碳匯“雙重身份”，因此探究農業碳足跡在碳足跡研究領域中顯得至關重要。

2.1 碳足跡核算方法

生命周期評價法（LCA法）、投人產出法（IOA法）IPCC法是碳足跡的三種主要計算方法。生命周期評價法采用自下而上的全鏈條溯源路徑[9，其核心實施流程包含兩大模塊： ① 系統邊界界定。以農業系統為例，需對“生產-消費-廢棄\"全周期內顯性及隱性能流、物質流進行全景式追蹤。 ② 多源數據耦合。需整合全生命周期物質代謝流量矩陣與標準化排放當量轉換系數，后者表征單位物質/能量流對應的CO2當量轉換效率[2]。該方法的局限性體現在：系統邊界的模糊性界定易導致核算結果截斷誤差，且全流程數據獲取壁壘推高研究的時間與經濟成本[19]。投入產出法[21]根植于里昂惕夫（1941）提出的經濟系統部門間物質流動分析模型，屬于自上而下的宏觀系統分析方法[22]。該方法盡管在農業能源代謝分析與需求預測領域已實現廣泛應用[23]，但現有研究多聚焦于能源消費引致的 CO₂ 排放，對水稻種植甲烷釋放、畜禽腸道發酵等生物源溫室氣體仍依賴LCA法進行微觀解析[22]。IPCC法則依據《國家溫室氣體清單指南》構建標準化核算框架，該指南由聯合國氣候變化委員會頒布，系統規定了化石燃料燃燒、工業過程等典型排放源的溫室氣體核算參數體系，其權威性與完備性使其成為國際通行的基準方法2。其操作范式涵蓋三階段： ① 核算范圍界定。依據產品/活動特征建立溫室氣體分類清單與排放責任歸屬體系。 ② 模型架構。基于活動水平數據與排放因子數據庫構建多層級核算模型。 ③ 數據量化。采用“排放當量 活動強度 Φ^：×Φ 排放系數\"的標準化算法實現碳足跡計量[25]。

2.2 碳足跡時空演變規律

付偉等[2基于2001—2020年中國省級面板數據，整合農田投人-產出要素與耕地資源多源數據集，系統評估農田生態系統碳匯吸收能力、碳排放通量及碳足跡演變規律，并解譯其時空異質性特征與驅動效應。葉文偉27通過解構海南島熱帶農田系統近20年碳足跡演變路徑，揭示其呈現“沿海-內陸”梯度遞減的總量空間分異規律與“東南高值集聚-西北低值連綿”的密度梯度差異特征。韓志勇等28系統解析中國入境旅游碳足跡的空間分異特征與動態演進規律，發現近10年多數省域旅游碳足跡變異系數低于閥值區間，呈現低波動性均衡發展態勢。

2.3 農業碳足跡影響因素

楊濱健等2運用結構化向量自回歸（SVAR）模型，整合濟南-萊蕪地區2000—2017年種植業面板數據進行區域合并分析，系統評估農業碳足跡演變特征并解構其關鍵影響因素。研究發現：農業人口擴張呈現長效碳足跡抑制效應，農產品貿易水平提升在短期內具有顯著動態抑制效應，而種植業經濟規模擴張則發揮主導性驅動作用。韓會慶等[30基于農業碳排放強度與耕地單位面積產值等關鍵經濟指標，運用空間計量分析方法揭示二者存在顯著空間同向變動關聯。祝宏輝等31針對新疆農業碳足跡開展實證分析，發現其脫鉤演進呈現弱脫鉤主導特征且系統均衡性較弱，研究證實土地利用模式轉型、產業結構升級與技術創新協同構成區域碳足跡演變的核心驅動要素。李勝等[32基于空間計量模型實證檢驗發現：農田碳足跡存在顯著空間集聚特征，其受農業產業集群影響不僅呈現地理鄰近效應，更表現出跨區域異質傳導規律。李旗等33通過構建青藏高原19個地級行政區30年（1988—2018）農業代謝數據庫，識別出農作物產量、農業人口規模與灌溉面積構成核心驅動要素，同時證實產業結構優化與機械化普及具有碳抑制效應。

2.4 農業碳足跡預測

王心雨4整合IPAT理論與灰色系統模型，構建農業生態壓力與經濟人口增長的動態耦合框架，為糧食安全可持續性評估提供新范式。田秀杰等[35運用時間序列預測模型（ARIMA）推演發現：全國農業碳壓力指數將于2035年前降到1以下，實現農業碳中和，糧食主銷區的農業碳足跡壓力在預測期間整體呈上升趨勢。劉康等3在黃土高原研究中創新性融合生命周期評估（LCA）、地理加權回歸（GTWR）與空間插值技術，構建了“測算-解析-預測”三位一體的碳足跡研究體系，識別出時空差異化影響機制。

3“雙碳\"背景下低碳農業發展現狀及趨勢

隨著全球氣候變暖趨勢加劇，生態環境問題也日益嚴峻，低碳農業逐漸成為世界各國關注與重視的焦點，各國紛紛積極探尋低碳農業的發展模式與技術方法。歐盟專門制定相關法律和標準，為有機農業和生態農業的發展提供保障，鼓勵農民采用更環保的生產方式。歐洲許多國家大力倡導有機農業和生態農業，致力于維護自然與生態平衡，降低對化肥和農藥的依賴。歐盟還專門制定相關法律和標準，為可持續農業生產體系建立制度性保障，通過認證激勵機制引導生產者轉向環境友好型耕作方式。與此同時，北美地區創新財政支持機制與構建技術服務體系雙軌并行，通過設立綠色轉型專項基金和精準農業技術集成應用，推動從業者采用智能農機裝備與數字管理系統，實現單位資源產出效率的顯著提升與生產過程中的能量損耗系統性減少。日本以“精細農業”為典型代表，著重保護土地、水源與生態環境，依靠科學管理和技術創新，達成農業生產的高效、高產與優質。

同時，通過興修水利、建設農村生活污水處理設施等手段，推進低碳農業進程中國政府高度關注低碳農業發展。2023年5月4日，財政部發布《關于做好2023年農村綜合性改革試點試驗有關工作的通知》，表明2023年中央財政持續支持開展并啟動新一批農村綜合性改革試點試驗。其中提到，要依據各地實際情況，培育具有優良品質、鮮明特色，深受廣大消費者認可且具備競爭優勢的區域特色產業，打造“金字招牌”，同時大力發展低碳農業、創意農業、智慧農業，開展農事體驗活動，推動農旅融合，以此促進鄉村產業深度融合發展。近些年來，在生態農業、有機農業、循環農業等領域收獲顯著成果。北方地區“四位一體\"模式，通過整合畜禽養殖區、設施農業區、生物質能轉化單元與居民生活區，實現能源自給自足、資源循環利用；南方地區推行的“魚菜共生”系統，則通過構建水產養殖與旱作栽培的立體架構，實現水體養分互補共享。這些經過地域化改良的生態農業方案不僅顯著優化了農業生產要素配置效率，更通過減少外部資源依賴與降低碳排放強度，為我國低碳經濟發展貢獻了積極力量。

4總結與展望

綜上所述，國內外學界圍繞農業碳排放、碳足跡以及碳排放與經濟增長關系的研究已具備相當規模，在理論構建、實證分析及模型應用等多方面均成果豐碩，所形成的研究結論、方法體系與實踐經驗，為后續相關研究提供了極具價值的參考與借鑒。當前碳排放測度研究存在顯著方法偏好：大部分研究采用碳排放總量、強度指標或人均排放量作為表征體系，而基于農業碳足跡理論的測度方法僅占極少數。從空間維度分析，現有研究多聚焦全國整體或東部發達省份，針對西北典型區域的案例研究非常匱乏，且存在數據時效性滯后問題。值得注意的是，農業系統具有獨特的碳源-碳匯雙重屬性，其負外部性排放與正外部性吸收的耦合作用要求構建包含碳匯補償機制的核算框架，但現有研究在此領域的探索較為淺顯，有待進一步深入研究。就經濟影響評估而言，現有指標體系呈現明顯單維化特征—絕大部分研究采用GDP增長率等傳統經濟指標，缺乏包含靜態規模（經濟總量）、動態演進（增長速率）與質量效益（單位能耗產出）的三維綜合評價體系。特別是在農業經濟領域，同時涵蓋三大維度的研究極少，一定程度上導致政策參考價值受限。此外，“雙碳”目標導向的區域特色研究尤為匱乏，亟待加強西北生態脆弱區的實證研究，這既是構建黃河流域高質量發展模型的關鍵支撐，更是實現農業碳中和路徑創新的基礎性工作。

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責任編輯：周慧