江蘇省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)凈碳效應(yīng)分析研究

經(jīng)文宇 華東交通大學(xué) 江西南昌 330013

一、引言

氣候變化是當(dāng)今國際社會普遍關(guān)注的全球性問題，也是人類面臨的最為嚴(yán)峻的全球環(huán)境問題。大氣中CO2、N2O、CH4等溫室氣體濃度的增加是引致全球氣候變暖的根源之一。第二、三產(chǎn)業(yè)是產(chǎn)生碳排放的主導(dǎo)部門，但快速發(fā)展的農(nóng)業(yè)也越來越成為加速氣候變暖的重要誘因。為此，研究和分析農(nóng)業(yè)碳排和碳匯逐漸成為了當(dāng)前的研究熱點。江蘇是一個農(nóng)業(yè)大省，目前正經(jīng)歷著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、低碳化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期。深入了解江蘇省農(nóng)業(yè)碳匯/碳源現(xiàn)狀，及其影響凈碳匯量的影響因素，對于指導(dǎo)下一步農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、低碳化極為重要。

目前，在農(nóng)業(yè)碳匯/碳源研究領(lǐng)域，國內(nèi)學(xué)者比較關(guān)注兩大方面，分別是宏觀測算分析碳匯/碳源現(xiàn)狀、碳匯/碳源驅(qū)動和影響因素分析。在宏觀測算分析碳匯/碳源現(xiàn)狀方面，受現(xiàn)有農(nóng)業(yè)經(jīng)濟數(shù)據(jù)的限制，采用省域尺度進行測算的研究成果較多。而國外學(xué)者主要關(guān)注不同國家之間農(nóng)業(yè)碳匯/碳源的比重變化，現(xiàn)有研究成果分別對不同國家和地球局部農(nóng)業(yè)碳匯/碳源情況進行了分析測算及比較，主要集中在美國、加拿大、印度、歐盟、新西蘭等國的農(nóng)業(yè)碳排放上。另外，國外學(xué)者還對農(nóng)業(yè)碳匯/碳源的影響因素進行了深入剖析，研究了不同土地利用方式引起的碳排放量的變化，以及不同耕作方式直接或者間接引起碳排放量的變化。此外也有學(xué)者對毀林墾荒種植和農(nóng)業(yè)用地轉(zhuǎn)換成混合林等方式引起的碳匯/碳源變化做了探索性研究。

總的來看，盡管已有研究在農(nóng)業(yè)碳匯/碳源問題上做出了大量有益的探索，但仍存在一些問題與不足。比如，國內(nèi)學(xué)者對農(nóng)業(yè)碳匯，尤其是凈碳匯的研究偏少，除了田云和張俊飚在2013年對中國省域1995—2010年間農(nóng)業(yè)生產(chǎn)凈碳效應(yīng)進行測算之外，其他相關(guān)文獻寥寥無幾。而凈碳匯能夠有機地將碳匯、碳源兩者銜接到一起，是深入研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)碳效應(yīng)的重要前提和基石。

基于此，本研究在科學(xué)編制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)碳排/碳匯測算體系的基礎(chǔ)上，對江蘇省 1995—2015年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)碳排放量、碳匯量進行測算，在此基礎(chǔ)上計算歷年凈碳匯量并簡要分析其階段特征及形成原因；緊接著我們對凈碳匯量的影響因素進行分析，找出最關(guān)鍵的因素并對它進行更深層次的剖析和研究；最后，基于前文研究結(jié)論展開討論。

二 研究結(jié)果與分析

2.1 江蘇省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)凈碳匯時序變化特征

根據(jù)前文所給出的公式，測算了 1995—2015 年中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)碳排放量、匯量，并在此基礎(chǔ)上計算了歷年凈碳匯量。

圖1 1995-2015年江蘇農(nóng)業(yè)生產(chǎn)碳排放量、碳吸收量及凈碳匯量

從圖1我們可以發(fā)現(xiàn)，盡管碳排放的增長較快，但是相對于碳匯和凈碳匯來說，其變化微乎其微，不夠明顯。所以我們重點研究凈碳匯的變化趨勢。1995-2015年間凈碳匯大致經(jīng)過了“下降——上升”的兩個階段。以2003年為分界點，碳匯量在該年跌到了“谷底”。為此我們調(diào)查了原因，發(fā)現(xiàn)碳吸收率較高的幾類農(nóng)作物（如水稻、小麥等）的產(chǎn)量從1995年到2003年呈下降趨勢（如圖2）。農(nóng)作物產(chǎn)量下降的原因主要有：城市化的快速發(fā)展導(dǎo)致農(nóng)作物的種植面積急劇下降，大量的耕地被建筑用地占用，產(chǎn)量減少；農(nóng)村自然災(zāi)害導(dǎo)致產(chǎn)量減少，其中主要是水災(zāi)，從95年到15年成災(zāi)面積急速上升，到2003年達到峰值1595.27千公頃；農(nóng)村勞動力的減少，從95年開始江蘇省的鄉(xiāng)村勞動力逐年減少，2003年勞動力人數(shù)為2649.08萬人，比95年減少了4.47%；糧食價格的下降影響了農(nóng)民種糧的積極性，97年到03年這6年時間里，糧食收購價格總體上呈下降走勢。2003年之后，江蘇省政府重點對農(nóng)業(yè)進行了治理，針對以上問題采取了相應(yīng)的措施，比如保護耕地面積，合理推進城市化進程，提高農(nóng)民種糧的積極性（從04年開始糧食價格快速上漲）等。由此我們可以看到凈碳匯量從2004年開始逐步回升，基本與95年持平。

我們再來看看碳匯水平，其變化趨勢基本與凈碳匯一致，03年之前是下降的趨勢，之后便逐步回升。但是很明顯可以發(fā)現(xiàn)回升乏力，2015年的碳匯水平相比較1995年下降了11%。反映出后一階段碳匯的增速較慢，表明政策的實施效果還有待觀察和調(diào)整，再加上碳排放量不減反而略有上升，導(dǎo)致碳匯水平難以回升到原來的水平。

2.2 江蘇省凈碳匯量的影響因素分析

（1）模型設(shè)定

設(shè)置凈碳匯Y為因變量，自變量為化肥施用量X2，農(nóng)作物總產(chǎn)量X3，設(shè)業(yè)GDP數(shù)量X4，然后構(gòu)建多元線性回歸模型Y=β0+β1X1+β2X2+……+βpXp+ε

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，通過EVIEW軟件對回歸分析進行檢驗得到有用檢驗信息如下圖所示：

表10

其中，R決定系數(shù)為0.984778，F(xiàn)檢驗為366.6043

所以模型估計的結(jié)果為Y=-2.262982X2+0.864806X3-0.011005X4+533.4527

2）統(tǒng)計檢驗：

①根據(jù)Eviews計算結(jié)果得出，X2的系數(shù)絕對值最大，表示化肥施用量對凈碳匯量的影響最大；X3的系數(shù)絕對值其次；X4的系數(shù)絕對值最小，表示農(nóng)業(yè)GDP對凈碳匯量的影響最小。

②各系數(shù)的p值均小于百分之五，變量均通過顯著性檢驗。

③擬合優(yōu)度：R2為0.984497，說明模型對樣本擬合度很好。

④F檢驗：假設(shè)H0：β1=β2=β3=0。取=0.05，查t分布表得自由度為n-2=21-2=19的臨界值為t0.025（19）=2.093，Y因為F檢驗值366.6043》2.093，因此可拒絕原假設(shè)H0：β1=β2=β3=0.說明回歸方程顯著，即“化肥施用量”、“農(nóng)作物總產(chǎn)量”“農(nóng)業(yè)GDP”聯(lián)合起來確實對“農(nóng)業(yè)凈碳匯量”有顯著影響.

（3）經(jīng)濟意義：

模型估計結(jié)果說明，在假定其他變量不變的情況下，當(dāng)年化肥施用量每增加1萬噸，凈碳匯量就減少2.262982萬噸；在假定其他變量不變的情況下，當(dāng)年農(nóng)作物總產(chǎn)量每增長1萬噸，凈碳匯量就增長0.864806萬噸；在假定其他變量不變的情況下，當(dāng)年農(nóng)業(yè)GDP每增長1億元，凈碳匯量就減少0.011005萬噸。

2.3 江蘇省凈碳匯量與影響因素的關(guān)聯(lián)度分析

本研究選取化肥使用量、農(nóng)作物總產(chǎn)量、農(nóng)業(yè)GDP數(shù)量為原始數(shù)據(jù)序列，凈碳匯量為特征母序列。為消除單位不同帶來的影響，將比較序列和參考序列進行均值無綱量化

運用公式計算關(guān)聯(lián)度，可以得到r1=0.8613，r2=0.9779，r3=0.5920。通過比較三個子序列與母序列的關(guān)聯(lián)度可以得出結(jié)論：化肥使用量和農(nóng)作物總產(chǎn)量與凈碳匯量的關(guān)系均顯著，尤其是農(nóng)作物總產(chǎn)量與其的關(guān)聯(lián)度，數(shù)值接近于1。同時我們又可以發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)GDP數(shù)量與凈碳匯量的關(guān)系不顯著，數(shù)值僅為0.60左右。再結(jié)合之前所做的多元線性回歸分析得出的結(jié)論：化肥施用量對凈碳匯量的影響程度最高，農(nóng)作物產(chǎn)量次之，農(nóng)業(yè)GDP數(shù)量影響程度最小，我們最終可以認(rèn)定這三個變量中化肥的施用量對凈碳匯量的影響程度最大，是最為重要的影響因素。

通過上述的分析我們知道化肥的施用量是一個很重要的變量因素，但是它對凈碳匯量的影響是否一直很顯著呢？換言之，近幾年的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長是否還是嚴(yán)重依賴化肥的大量投入呢？針對這個問題，我們進一步對化肥的施用量和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長的脫鉤關(guān)系進行了分析。

2.4 江蘇省農(nóng)業(yè)發(fā)展與化肥施用量的脫鉤效應(yīng)分析

第一階段為1996年到1999年，兩因素主要在負(fù)脫鉤和弱脫鉤之間波動，而擴張負(fù)脫鉤的狀態(tài)代表經(jīng)濟的增長以環(huán)境加速破壞為代價，強負(fù)脫鉤表明最不理想狀態(tài)，經(jīng)濟衰退，而能耗污染反而加重，弱脫鉤代表能源效率有所提高，能耗或污染物排放增長速度慢于經(jīng)濟增長速度。這說明1996至1999年四年期間江蘇省的化肥施用量對環(huán)境的破壞大于對經(jīng)濟增長的貢獻，雖然1997年稍微有所改善，但這四年整體情況欠佳，需要改善。

第二階段為2000年到2007年，兩因素主要是處于弱脫鉤狀態(tài)，說明這一階段能源效率有所提高，化肥施用量對經(jīng)濟的貢獻逐漸超過對環(huán)境的破環(huán)，雖然中間2002年和2003年還是有一些弱脫鉤反復(fù)出現(xiàn)，但是這個階段整體上處于平穩(wěn)改善期。

第三階段為2008年到2015年，兩因素主要處于強脫鉤狀態(tài)，說明這一階段到達了最理想狀態(tài)，經(jīng)濟增長而環(huán)境壓力減少，化肥施用量對經(jīng)濟的貢獻值始終大于對環(huán)境的破壞值，只有2009年表現(xiàn)出一點不穩(wěn)定狀態(tài)，但是之后都穩(wěn)定在此良好狀態(tài)。

3.1 主要研究結(jié)論

結(jié)合前文研究結(jié)果與相關(guān)分析，可得出以下結(jié)論:

（1）時間序列上，江蘇省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)凈碳匯量總體保持上升態(tài)勢，由 1995年的2911.29萬噸 增至 2015年的2935.92萬噸，增長了 0.84%，年均遞增 0.32%。其中，碳排放量由 1995 年 的499.10萬噸增至2015 年的577.61萬噸，年均遞增0.75%;碳匯量由1995 年的 3410.40萬噸增至2015 年的3513.3萬噸，年均遞增0.34%，碳匯增速要明顯慢于碳排增速，不及碳排增速的1/2，可見江蘇省在農(nóng)業(yè)節(jié)能減排方面的工作做得不是很理想。分階段來看，呈現(xiàn)較為明顯的 “下降—平穩(wěn)上升”的兩階段變化特征。

（2）影響因素上，化肥施用量、農(nóng)作物總產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)GDP三者聯(lián)合起來確實對“農(nóng)業(yè)凈碳匯量”有顯著影響。從模型檢驗結(jié)果得到，雖然農(nóng)業(yè)GDP從1995年的1686.78億元增長至2015年的7030.76億元，增長了416.81%，年均遞增達7.40%，但是它對農(nóng)業(yè)凈碳匯的影響很小?；适┯昧繌?995年的3526.30萬噸增至2015年的372.74萬噸，增長了5.66%，年均遞增0.27%，但其對凈碳匯的影響是最大的，所以江蘇省應(yīng)減少化肥的施用量，積極發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)。

（3）通過比較三個變量與凈碳匯量的關(guān)聯(lián)度可以得出結(jié)論：化肥使用量和農(nóng)作物總產(chǎn)量與凈碳匯量的關(guān)系均顯著，尤其是農(nóng)作物總產(chǎn)量與其的關(guān)聯(lián)度，數(shù)值接近于1。同時我們又可以發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)GDP數(shù)量與凈碳匯量的關(guān)系不顯著，數(shù)值僅為0.60左右。

3.2建議

綜合考慮本研究結(jié)果，江蘇省農(nóng)業(yè)碳減排主要應(yīng)從化肥的施用量、能源消耗和作物結(jié)構(gòu)這三個方面考慮：

（1）改善施肥條件1，2?；实氖┯昧繉K省農(nóng)業(yè)凈碳匯的影響最大，所以應(yīng)大力發(fā)展有機生態(tài)農(nóng)業(yè)，使用有機肥則可以大大減少化肥的施用量；秸稈還田，增強土壤肥力，減少化肥施用量，從而減少化肥這一塊的碳排放量。

（2）減少農(nóng)業(yè)能源消耗。改進和使用新的灌溉技術(shù)，發(fā)展水自流灌溉，減少機器抽水灌溉的方式，合理灌溉；耕作方面的減少能耗，采用新能源農(nóng)耕機器，減少對柴油等化石能源的消耗。

（3）合理調(diào)整農(nóng)作物的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)。在農(nóng)作物生產(chǎn)條件適宜、經(jīng)濟收益滿足社會需求的情況下優(yōu)選固碳能力較強的玉米、谷子的種植結(jié)構(gòu)，適度考慮小麥，從而達到在有限的農(nóng)田面積下，提高農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的碳吸收能力3；其次，合理調(diào)整花生等能夠固氮的農(nóng)作物從而減少氮肥的施用量。

總而言之，江蘇省農(nóng)業(yè)要積極發(fā)展低碳生態(tài)農(nóng)業(yè)，減少碳排，增強固碳能力，增加凈碳匯量，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)低碳持續(xù)發(fā)展。