钱昭英，冯林丹

( 贵州财经大学 经济学院，贵州 贵阳 550025)

1 引言

农业碳排放(本研究仅指种植业)指在农业生产过程中，由于农业机械、化肥、农药、能源消费以及农业废弃物处置过程中直接或间接产生的温室气体的排放[1]。随着人类现代科技的进步和农业现代化的推广，农业生产过程中，土地翻耕、灌溉等活动以及化肥、农药、农业机械、农膜的使用导致了农业碳排放量的不断增加[2]。据统计，我国的农业碳排放总量为6.21亿t CO2当量，占全国温室气体总排放量的17%[2]，农业碳排放日益增多，阻碍了我国农业的可持续发展，因此，近年来农业碳排放问题已成为研究者们的关注焦点，其中国外学者偏重对碳排放的产生机理以及以行政、市场为等手段为主的减排对策研究，而国内学者主要研究碳减排的实验技术[3]。近年来也有学者运用经济管理方法就农业碳排放动态变化、地区差异、驱动因素与减排对策等方面进行了研究[4～6]，并取得了丰硕的成果。但总的看来，大多数现有研究仅从几种主要的碳源入手，研究缺乏全面性及系统性，目前对农地投入碳排放趋势预测的研究尚不多，结合二者进行农业减排路径设计的研究有待进一步拓展深入。

贵州是以喀斯特地貌为典型的岩溶发育地区，地形较崎岖，可耕种面积小，土层较薄，水量流失严重，土壤肥力低，相对于其他地区的农业生产，贵州省的农业需要投入更多的农业生产活动，如灌溉，翻耕等，更依赖农业生产资料的使用，如化肥、农药等，导致了该省农业碳排放量的不断增加。因此，对贵州省农业碳排放的动态变化进行分析与预测，掌握贵州省碳排放量的变化趋势与主要影响因素，提出相应的减排路径，有利于贵州省农业低碳、可持续发展。

2 研究方法与数据来源

2.1 研究方法

2.1.1 农业碳排放核算

本文使用了灌溉、翻耕、农膜、化肥、农药和农用柴油的数据，计算贵州省的农业碳排放量，其使用的公式是：

E=∑Ei=∑Ti×δi

(1)

式(1)中：E代表碳排放总量，Ti代表各碳排放源投入量，Ei代表各类农业碳源碳排放量，δi为各碳源的碳排放系数。农业碳排放强度的计算公式如下：

(2)

式(2)中：A代表碳排放强度，B代表耕地面积。综合分析以往的各研究成果，本文使用的碳排放系数如下：化肥0.895 6 kg /kg，农膜5.18 kg/kg，农药4.934 1 kg/kg，农用柴油0.592 7 kg/kg，翻耕312.6 kg/km2，农业灌溉20.476 kg/hm2[3,7]。

2.1.2 灰色预测模型GM(1,1)

2.2 数据来源

贵州省1997～2016年的化肥(折吨量)、农膜、农药及农用柴油等数据来源于《中国农村统计年鉴》(1998～2017)，为当年的实际使用量；翻耕面积、灌溉面积来自《贵州省统计年鉴》(1998～2017)，其中以当年农作物的播种面积作为翻耕面积，灌溉按农业有效灌溉面积计算。

3 结果及分析

3.1 研究区农业碳排放动态分析

基于农业总体投入，运用农业碳排放量公式(1)及碳排放强度估算公式(2)测算出1997～2016年贵州省农业的碳排放量和排放强度，结果见表1。

如表1所示，贵州省的农业碳排放总量总体上处于缓慢上升趋势，1997年的农业碳排放量为80.98万t，到2016年上升到了133.11万t，增长了64.4%，这20年的平均增速为3.39%。尤其是在2001年到2009年之间，碳排放持续上升，但在2010年农业碳排放量减少，从2011年起，由于农业科技水平不断提高，碳排放量也在持续增长。1997年贵州省的碳排放强度为57.84万t/hm2，到2016年增加到76.50万t/hm2，期间处于波动增长趋势，总体增长速度较缓慢。其中，2005年到2008年增速较快，2008年到2010年碳排放强度下降，由于农膜的碳排放量减少，2010年的碳排放强度骤降。

表1 1997～2016年贵州省农业碳排放量与碳排放强度

3.2 研究区农业碳排放组成结构分析

经计算，1997～2016年贵州省农业碳排放年均值为104.23万t。其中，化肥年均值为 74.07万t，占比最高，为 71.19%，化肥是影响贵州省农业碳排放第一碳源；农膜处居第二，年均值为17.47万t，占比为 16.79%；农药的年均值为 5.44万t，所占比重为 5.23%；翻耕的均值较小，为1.52万t，所占比重为 1.46%；农用柴油的均值为3.60万t，所占比重为3.29%；灌溉为2.13万t，所占比重为 2.04%(图1)。

3.3 研究区农业碳排放预测

3.3.2 预测结果分析

基于灰色预测模型GM(1,1)原理，使用贵州省1997～2016年碳排放量数据，得出各碳源的预测模型，经matlab2014a软件计算，预测得到贵州省未来5年的农业各碳源年碳排放预测值，具体数据见表2所示。

预测到2021年，贵州省农业碳排放总量将达158.34万t，从2017年到2021年，年均增长率为3.60%，略高于过去20年的年均增长率3.39%，可见今后贵州省农地利用碳减排压力巨大。其中，化肥的增长幅度最大，据预测结果化肥的碳排放将从2017年的138.40万t增长到2021年的158.34万t；农膜的碳排放量从2017年的23.41万t增长到32.83万t；2017年翻耕的碳排放为1.76万t，缓慢增长到2021年的1.84万t；预测到2021年灌溉的碳排放量将达到3.98万t，农药的碳排放量在未来5年的增长幅度相对较小，而农用柴油碳排放量在未来5年却有缓慢下降趋势。

图1 1997～2016贵州省农业碳排放结构

年份翻耕万t灌溉万t化肥万t农药万t农膜万t农用柴油万t碳排放总量万t20171.763.6096.347.4623.412.18138.4020181.783.6299.867.7326.542.04143.3820191.803.64102.978.1229.641.90149.6720201.823.81105.818.4131.191.80153.6320211.843.98108.738.7132.831.70158.34

4 贵州省农业碳排放减排路径

4.1 实施精准农业，开展测土配方施肥工作

精准农业是未来农业发展的趋势，实施精准农业可以帮助农户提高资源使用效率及农作物产量，减少由于过度投入现代农业技术而导致的环境污染，其中，测土配方施肥是一种科学施肥技术,它主要是通过测量土壤的营养物质含量，并根据农作物所需的营养要素，科学合理地使用化肥。测土配方施肥有很多作用：首先，能够科学合理地使农作物增产增收，且降低由于过度施用化肥产生的碳排放；其次，有利于保护土壤的生态，增加土壤的肥力，协调土地养分。对于石漠化严重，高度依赖化肥的贵州喀斯特山区农业低碳发展来说，这一项技术是较好的尝试。

4.2 发展生态农业，推广使用有机肥

基于贵州省的自然环境条件和长期的实践探索，推进生态农业是贵州省农业发展的未来趋势，省内各地区要充分发挥自身的资源优势，打造具有地方特色的生态农业。在生态农业理论和实践的指导下，贵州省可进一步调整农业产业结构，大力发展生态畜牧业。按照国家相关规定使用化肥、农药及农用机械等，减少化肥的施用量，发展绿色农业，使用动物的粪便等有机肥作为养料，注重保护农田的生态系统，实现农业、畜牧业的低碳模式。

4.3 充分发挥政府扶持与引导作用，促进贵州低碳农业发展

贵州省作为西部后发地区，由于生态脆弱性以及贫困等现实问题，近年来在农业碳减排方面面临着巨大的挑战，贵州省要做到农地的低碳利用，政府的扶持与引导作用将起到举足轻重的作用。一是制定贵州省农业低碳绿色发展战略规划，建立健全相应的扶持政策；二是合理部署农业产业结构，实现经济发展与生态环境保护的双赢；三是发挥政府引导作用，进一步提高农民务农素质与低碳意识。

5 结论

文章通过分析贵州省喀斯特山区过去20年及未来5年的农业碳排放动态变化趋势，发现其农业碳排放量基本符合贵州省农业生产特征，今后该省在农地利用碳减排方面压力巨大。该省应将降低农业碳排放的工作重点应放在控制化肥的施用量上，贯彻测土配方工程提高化肥使用效率，积极发展生态农业，推广使用有机肥，充分发挥政府扶持与引导作用，提高全民低碳意识，以实现农地利用可持续发展。