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| “双碳”背景下农业碳排放测度及减排对策 |
| 第742期 作者：□文/刘 畅 时间：2024/12/1 13:45:57 浏览：5次 |
［提要］ 随着经济的发展和温室气体排放的不断上升，全球气候变暖、极端天气事件频发，给人类生存和发展带来严峻挑战。农业碳排放作为温室气体的重要组成部分，一直是国际气候变化谈判的重点议题。作为农业大国，我国农业碳排放量占比较高。本文构建农业碳排放测算模型，测度2008～2021年我国农业碳排放总量，并提出相应的减排对策建议。
关键词：农业碳排放；农业碳减排；“双碳”目标
中图分类号：F32 文献标识码：A
收录日期：2024年6月7日
引言
随着经济的快速增长，我们正面临着一系列的环境问题，包括温室气体浓度不断上升、全球气候持续变暖、冰川消融、海平面上涨以及极端高温引发的恶劣天气等。这些问题严重威胁着生态平衡和人类生存。世界气象组织（WMO）发布的《2022年全球气候状况》报告中指出，自2020年1月以来，海平面已上升了将近10毫米，海洋热量达到了破纪录的水平；2022年全球平均温度较工业化前（1850年至1900年）平均高出约1.15℃。同时，我国国务院新闻办公室发布的《中国应对气候变化的政策与行动》白皮书也指出，全球许多区域出现并发极端天气气候事件和复合型事件的概率和频率大大增加，高温热浪及干旱并发，极端海平面和强降水叠加造成复合型洪涝事件加剧。这些现象给人类生存和发展带来了严峻挑战，对全球粮食、水、生态、能源、基础设施以及民众生命财产安全构成长期重大威胁。因此，加强气候治理，应对气候变化刻不容缓。
农业碳排放作为温室气体的重要组成部分，一直是国际气候变化谈判的重要议题。联合国环境规划署（UNEP）指出，人为排放的CH4有40%来自农业生产活动，而CH4的温室气体效应是CO2的26倍多。中国作为农业大国，农业和粮食系统碳排放量占总排放量的16.7%。其中，种植业和养殖业排放量占比分别为67.33%和32.67%。
尽管全球各国为应对气候变化已经采取了一系列措施，但在农业碳排放的测度和减排对策方面，我们仍面临一些挑战。首先，准确测度农业碳排放依赖于高质量的数据，然而，目前获取这些数据存在诸多困难。其次，农业碳排放的减排策略必须兼顾农业生产的可持续性和农民的生计，以确保不会对农业生产产生负面影响。最后，农业碳排放的减排需要政府、农民、企业和科研机构等各利益相关方的积极参与和协作。因此，本文将对农业碳排放进行测度并结合我国实际情况提出相应的政策建议，以促进农业碳排放的减排和农业可持续发展。
一、农业碳排放测度
（一）农业碳排放源及碳源。农业生产活动会直接或间接产生碳排放。《IPCC国家温室气体清单指南》显示，畜牧业、林业和种植业等农业部门产生的碳排放主要是指甲烷和二氧化碳。农业的碳排放来源主要有：（1）水稻种植过程和反刍动物肠道发酵排放CH4；（2）在农田耕作过程和土壤中的生物化学反应过程中排放CO2；（3）在农业生产活动中使用能源直接产生CO2，使用电力的劳作过程会间接产生CO2；（4）农业使用的化学品也存在潜在碳排放，例如化肥和农药存在生命周期以及农膜生命周期隐含的碳排放；（5）产生和管理粪便的过程排放的CO2、CH4和N2O，秸秆焚烧过程产生的CO2；（6）土地的利用和覆被变化中，也会产生大量的温室气体。
（二）农业碳排放测度方法。农业碳排放测度是一个复杂的过程，涉及多种温室气体（如二氧化碳、甲烷和氧化亚氮）的排放量计算。目前，大部分学者和机构采用以下两种主要方法来测量农业碳排放：（1）直接测算法。直接通过田间实验和监测设备来测量农业活动中产生的温室气体。例如，通过安装温室气体采集器在农田上方收集气体样本，直接测量田间温室气体的排放量。（2）间接测算法。这种计算方法不直接测量农田土壤和农业活动实际产生的温室气体，而是通过统计农业活动消耗的化石燃料和其他生产投入品（如化肥、农药等）来间接估计碳排放总量。
本文基于前人研究经验，利用间接测算法测算2008～2021年31个省（区、市）的农业碳排放总量（Emission）。主要包含种植业和畜禽养殖业碳排放。本文参考李波等（2011）、刘琼等（2020）和闵继胜等（2012）的思路，构建农业碳排放测算公式：
Emssionit=P_emissionit+A_emissionit （1）
P_emissionit=∑Cijt=∑QijtTijt （i，j=1，…，T） （2）
A_emissionit=∑Eijt=∑YijtRijt （i，j=1，…，T） （3）
Emssionit为农业碳排放总量，P_emissionit为种植业碳排放总量，A_emissionit为畜禽养殖业碳排放总量。Cijt为i省在t年时第j种种植业碳源的碳排放量，Qijt是i省在t年时第j种碳源的数量，主要包括农业物质投入（化肥、农药、农膜、农业机械总动力、农业灌溉、农业翻耕等）及农田土壤利用（作物生长过程中排放的N2O、CH4）产生的温室气体排放，由于2021年我国秸秆综合利用率达88.1%，资源化利用水平较高，进一步减排的空间有限，故未将秸秆焚烧碳排放纳入测算。Tj为第j种种植业碳源的碳排放系数，如表1所示。Eijt为i省在t年时第j种畜禽的碳排放量，主要来源于反刍动物在养殖过程中肠道发酵产生的CH4和粪便管理产生的N2O、CH4，本文估计的畜禽种类主要包括牛、羊、猪、兔和家禽。Yijt是i省在t年时第j种畜禽的平均数量，Rijt为第j种畜禽的碳排放系数，来源分别参考ORNL、IREEA、RDRCH、CAB、闵继胜等（2012）、李绵德等（2023）和顾沈怡等（2023）。根据IPCC第五次评估报告，N2O和CH4转换为C的系数分别为84/11和795/11。
由于畜禽生长周期不同，本文参考闵继胜等的计算方法以畜禽生长周期为依据对畜禽数量进行修正，即：
Yijt=（Herdijt+Herdij（t-1））/2 （当Daysj≥365时） （4）
Yijt=Daysj×（Mijt/365） （当Daysj＜365时） （5）
Herdijt为i省在t年时第j种畜禽的年末存栏量，Daysj是畜禽生长周期，Mijt是畜禽的出栏量。中国生长周期小于1年的畜禽品种为猪、兔和家禽，他们的生长周期分别为200天、105天和55天。
（三）数据来源。综合研究分析需要和数据可获得性，本文以2008～2021年为研究区间，选取我国31个省（区、市）为研究对象，剔除数据缺失较为严重的香港、澳门和台湾地区。数据主要来源于《中国农村统计年鉴》《中国统计年鉴》《中国农业年鉴》《中国畜牧兽医年鉴》。
二、农业碳排放测度结果
利用上述模型及数据，测度了2008～2021年中国农业碳排放总量，结果如图1所示。总体而言，2008～2021年中国农业碳排放总量呈现出年际波动的下降态势，其中2016年农业碳排放总量最高达14.22亿吨，2019年农业碳排放总量最小为13.20亿吨。这种变化趋势可能与我国在2016年作为缔约方之一，与其他177个缔约方共同签署了《巴黎协定》有关。该协定为全球应对气候变化的行动做出了统一安排，并就本世纪后半叶实现全球碳中和达成了共识。（图1）
从地区分布看，农业碳排放量最高的3个省份分别是湖南、江西和湖北，14年间农业碳排放总量均值分别为13，313.75万吨、11，312.97万吨和10，715.33万吨。这种高碳排放量的原因可能与这些省份的农业规模较大有关，特别是水稻种植面积非常广阔，而水稻种植的碳排放源排放系数非常高，是农业甲烷排放的最重要来源之一。（图2）
农业碳排放量最低的三个省份分别是北京、天津和上海，14年间农业碳排放总量均值分别为140.60万吨、230.20万吨和527.74万吨。这三个省份的农业碳排放量较低的原因可能与它们在总体经济中所占的比例较小，农业规模化、现代化程度较高有关。此外，更为严格的环保政策和较高的环保意识也是导致这三个省份农业碳排放量较低的重要因素。
总的来说，我国2008～2021年间的农业碳排放总量呈现出一种下降的趋势，这可能与全球气候变化的应对行动，以及我国各地区在农业规模、现代化程度、环保政策和环保意识等方面的差异有关。
三、农业碳减排对策建议
农业碳排放主要来源于种植业生产过程中农用物资投入、稻田生长过程和畜禽养殖。因此，为进一步降低农业碳排放，实现“双碳”目标，需在种植业和畜禽养殖业两个领域针对这些过程采取相应措施。
（一）推广测土配方施肥技术。测土配方施肥技术是一种基于土壤测试和植物营养需求的科学施肥方法。它通过精确计算所需肥料的种类和数量，实现精准施肥，从而提高肥料的利用率，减少过量施用带来的环境问题，降低农业生产成本，促进农业可持续发展。为了推广这一技术，具体可以采取以下措施：一是加大对测土配方施肥技术的宣传力度。通过媒体、农民培训、科技推广等方式，向农民普及科学施肥的重要性和方法，提高他们的科学施肥意识。二是提供技术指导和财政补贴。政府可以组织专业技术人员，深入农村，为农民提供免费或低成本的土壤测试服务，并根据测试结果制定个性化的施肥方案。同时，政府还可以提供财政补贴，鼓励农民购买配方肥料和相关设备。三是加强对农民的培训和教育。政府可以组织培训班、讲座等形式，向农民传授科学施肥的知识和技能，提高他们的施肥水平。此外，政府还可以与农业院校、科研机构合作，开展农民培训项目，培养一批具备科学施肥能力的农民。
（二）大力发展生态循环农业。生态循环农业是一种注重资源循环利用和生态环境保护的农业模式。它通过秸秆还田、畜禽粪便资源化利用等措施，减少化肥农药的使用，提高土壤有机质含量，增强土壤的碳储存能力。为了发展生态循环农业，具体可以采取以下措施：一是制定相应的政策和标准。政府应制定生态循环农业的发展规划，明确发展目标和政策措施。同时，制定相关标准，规范生态循环农业的生产和经营行为。二是提供资金支持和税收优惠。政府可以通过财政补贴、贷款贴息等方式，为生态循环农业提供资金支持。同时，给予生态循环农业企业一定的税收优惠，降低其生产成本。三是加强技术指导和推广。政府可以组织专业技术人员，为农民提供生态循环农业的技术指导和培训，帮助他们掌握相关技术。同时，政府还可以推广一些成功的生态循环农业模式，让更多的农民受益。
（三）改善畜舍环境和提升饲养管理技术。畜舍环境的改善和饲养管理的优化能显著减少畜禽养殖业的温室气体排放。为了改善畜舍环境和提升饲养管理技术，具体可以采取以下措施：一是改善畜舍通风和温度控制。政府可以推广一些先进的畜舍通风和温度控制系统，帮助农民改善畜舍环境，减少甲烷和氮氧化物的排放。二是优化粪便管理。政府可以推广一些先进的粪便处理技术，如沼气发酵、有机肥生产等，帮助农民实现粪便的资源化利用，以减少相应的农业碳排放。三是推广精准饲喂技术。政府可以推广一些先进的饲喂技术，如自动化饲喂系统、智能饲喂设备等，帮助农民实现精准饲喂，促进畜禽健康生长繁殖，以减少相应的农业碳排放。
（四）加大农业绿色低碳技术研发投入力度。农业绿色低碳技术的研发是降低农业碳排放的关键。为了加大农业绿色低碳技术的研发投入力度，具体可以采取以下措施：一是增加研发资金投入。政府应将农业绿色低碳技术研发纳入国家科技计划，增加资金投入，支持科研机构和企业开展创新研究。二是鼓励科研机构和企业合作。政府可以建立科研机构与企业之间的合作机制，推动科技成果的转化和产业化，促进农业绿色低碳技术的研发和应用。三是加强国际合作与技术引进。政府可以与其他国家开展农业绿色低碳技术领域的合作，引进国外先进技术和管理经验，提升我国农业绿色低碳技术水平。
（五）完善农业补贴政策。农业补贴政策是引导农民采用低碳农业生产方式的重要手段。为了完善农业补贴政策，具体可以采取以下措施：一是调整和优化补贴政策。政府应将补贴政策与低碳农业生产方式相结合，鼓励农民采用测土配方施肥、有机农业、生态农业等低碳生产技术。二是加强对化肥农药市场的监管。政府应加强对化肥农药市场的监管，合理控制其使用量，防止过度使用造成的资源浪费和环境污染。三是通过政策引导和市场机制，推动农业向低碳、环保的方向发展。政府可以通过价格补贴、税收优惠等方式，鼓励农民采用低碳农业生产方式，促进农业可持续发展。同时，政府还可以通过市场机制，引导农民减少化肥农药的使用，推动农业向低碳、环保的方向发展。
（作者单位：首都经济贸易大学国际经济管理学院）
主要参考文献：
［1］YIN Y，HE K，CHEN Z，et al.AGRICULTURAL GREEN DEVELOPMENT TO ACHIEVE FOOD SECURITY AND CARBON REDUCTION IN THE CONTEXT OF CHINA'S DUAL CARBON GOALS［J］.Frontiers of Agricultural Science and Engineering，2023.10（02）.
［2］范紫月，齐晓波，曾麟岚，吴锋.中国农业系统近40年温室气体排放核算［J］.生态学报，2022.42（23）.
［3］李波，张俊飚，李海鹏.中国农业碳排放时空特征及影响因素分解［J］.中国人口·资源与环境，2011.21（08）.
［4］刘琼，肖海峰.农地经营规模与财政支农政策对农业碳排放的影响［J］.资源科学，2020.42（06）.
［5］闵继胜，胡浩.中国农业生产温室气体排放量的测算［J］.中国人口·资源与环境，2012.22（07）.
［6］李绵德，周冬梅，朱小燕，等.河西走廊2000-2020年农业碳排放时空特征及其影响因素［J］.农业资源与环境学报，2023（04）.
［7］顾沈怡，邱子健，詹永冰，等.我国畜牧业碳排放时空特征与趋势预测［J］.农业环境科学学报，2023.42（03）.
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