安徽省农业碳排放结构与效率研究
中图分类号：X322；F320 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）14-3546-03
DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.14.054
Study on Estimation， Structure and Efficiency of
Anhui Agricultural Carbon Emissions
ZHU Li-jun， WANG Guang-yu， YAO Sheng， ZHANG Yang， JIANG Tao， ZHANG Yao-lan
（Institute of Agricultural Economy and Information， Anhui Academy of Agricultural Science， Hefei 230031， Anhui， China）
Abstract： Using the research achievements in field of agricultural carbon emmissions for reference，the carbon emission source and factor of Anhui agriculture was identified by LCA. The fertilizer consumption， the amount of livestock， the amount of pesticide and plastic sheeting， soil area， the total power of agricultural machinery and other carbon activities of Anhui from 2000 to 2013 were systematically combed to measure the carbon emissions of farmland in Anhui， the structure of carbon emissions and carbon emission efficiency. The results showed that the total agricultural emissions was gradually slowly rise in Anhui， and remained the same upward trend with agricultural development， and the rate of increase of was less than the rate of increase of agricultural output， overall carbon emissions of Anhui agricultural system was in the positive equilibrium state. Industrial inputs carbon emissions was the most important source of Anhui Agricultural greenhouse gases， and carbon emissions caused by fertilizer production， transport， application process emissions was the largest share of carbon emissions in Anhui entire agricultural system. Agricultural carbon intensity showed a declining trend， and the efficiency of agricultural carbon emissions increased every year.
Key words： Anhui province； agricultural carbon emissions； carbon emission efficiency
由于人类不合理的生产、开发与消费活动而产生的温室气体导致全球气候变暖、海平面上升、极端恶劣气候频繁出现、病虫害频发、水资源短缺加剧、生态恶化，农业生产受到严重影响。农业活动在承受温室气体带来的极端恶劣天气影响的同时，也向大气中进行着碳排放，随着农业规模化和机械化程度的提高，大量的CO2、CH4和N2O排放，农业成为地球上仅次于化石燃料的第二大碳排放源。在共同应对经济、社会发展所受到的环境压力、能源压力、气候恶化压力之时，发展低碳农业，实现农业碳减排迫在眉睫。
要实现农业碳减排，须先明确农业温室气体的排放源、排放数量等。学者从化肥施用量、农药施用量、农膜使用量、机械总动力、农作物播种面积、农业能源、畜牧养殖等方面对农业碳排放进行了研究。漆雁斌等[1]对农业产值与化肥施用量、机械总动力以及农作物播种面积等碳排放因素进行了分析；胡向东等[2]对中国畜禽养殖业的碳排放进行了测算与分析；黄祖辉等[3]以浙江省为例，研究了农业碳足迹；冉光和等[4]探讨了中国农业碳排放的变动趋势；闵继胜等[5]研究了中国农业温室气体排放量；张广胜等[6]对中国农业碳排放的总量、结构、效率和其决定机制进行了研究。 本研究借鉴已有的农业碳排放研究成果，从生命周期思想出发，对安徽省农业碳排放进行界定与分类，构建安徽省农业碳排放的测算体系，考察碳排放数量变动和结构特征，全面分析农业碳排放源及其影响强度，以期为安徽省农业碳减排研究与政策制定提供参考。
1 农业碳排放测算的构架
农业中的碳排放活动如下：土壤中的有机质经过微生物分解，以CO2的形式排入大气；水田经发酵产生CH4；牛、羊、猪等动物消化道内发酵饲料时产生CH4，畜禽粪便处理中也排放大量的CH4和N2O；生物质燃烧产生大量CO2等温室气体；农业机械化生产过程中化石能源的消耗产生大量的温室气体；化肥、农药以化石能源为原料，生产过程中还会排放大量CO2等温室气体。与安徽省农业碳排放数量相关的主要有化肥施用量、畜禽养殖量、农药农膜使用量、土壤面积、农用机械总动力等。
农业碳排放的气体种类主要为CO2、CH4、N2O，在测算中根据IPCC第四次评估报告，利用全球增温潜势（GWP）把各种碳排放气体统一折算为CO2e来进行度量：GWP■=1，GWP■=25，GWP■=298。
进行农业碳排放量测算主要有生命周期评价法（LCA）和投入产出法（IO）。LCA方法是基于微观产品自下而上的过程分析方法，本研究应用此法研究安徽省农业碳排放量。
农业碳排放量计算公式为：
T=∑（Ei×Qi×GWP）
式中，T为农业碳排放总量，E为每种碳排放活动的数量，Q为各碳排放源的排放系数，GWP为排放气体的增温潜势，i表示各种碳排放活动[6]。
安徽省2000-2013年度化肥施用量、畜禽养殖量、农药农膜使用量、土壤面积、农用机械总动力等数据来自《安徽统计年鉴》，农业各种碳排放情况详见表1。
2 测算结果
2.1 安徽省2000-2013年农业总产值与碳排放总量变动趋势
安徽省2000-2013年农业总产值与碳排放总量变动趋势详见表2、图1。
整体看，安徽省农业碳排放量呈上涨趋势，从2000年的8 534.20万t增加至2013年的9 691.42万t，CO2e增长了13.56%。安徽省农业碳排放总量变动大约呈现3个阶段：2000-2002年呈大致平缓，在8 600万tCO2e/年上下浮动；2003～2007年呈现出逐年下降趋势，2008～2013年呈现出逐年递增的趋势，但年增长速度大致呈减缓趋势。
2.2 安徽省农业碳排放结构
从安徽省2000-2013年农业各碳排放源年均排放量结构（图1）可以看出，化肥生产、运输、使用过程中碳排放量最大，年均值在3 531万tCO2e，占年均碳排放总量的43.99%；其次，水田中的CH4碳排放量较大，年均值在1 567万tCO2e，占年均碳排放总量的19.53%；再次，猪的肠道发酵、粪便处理CH4碳排放量年均值在1 068万tCO2e，占年均碳排放总量的13.31%；电、牛的碳排放量分别占年均碳排放总量的8.12%、6.52%；柴油、羊、农药与农膜的碳排放量分别占年均碳排放总量的2.39%、2.13%、2.2%、1.8%；驴、马的碳排放量分别约占年均碳排放总量的0.01%。
2.3 安徽省碳排放效率
根据农业碳排放总量可以进一步分析得出农业碳排放强度与农业碳排放密度，这两个指标均能反映农业碳排放效率。每万元农业GDP产生的碳排放量称之为农业碳排放强度，每公顷播种面积上产生的农业碳排放量称之为农业碳排放密度。
2000-2013年安徽省农业碳排放强度（以当年价格计算）由7 tCO2e/万元降至2.42 tCO2e/万元，降低65.45%，碳排放效率明显提高；安徽省农业碳排放密度由10.14 tCO2e/hm2缓升至10.83 tCO2e/hm2，增长了6.80%，变动趋势平缓（图2）。
3 小结与讨论
运用生命周期评价法（LCA）系统明确安徽省农业各种碳排放源，测算安徽省农田碳排放总量、碳排放结构与碳排放效率。研究表明：①工业投入品碳排放是安徽农业温室气体最重要的来源，其中化肥生产、运输、施用过程中引起的碳排放在安徽整个农业碳排放系统中所占比重最大。②安徽省农业碳排放总量呈逐年缓慢上升趋势，与农业发展上升趋势基本保持一致，且上升幅度小于农业总产值上升幅度，整体而言安徽省农业系统碳排放处于正平衡状态[7]。③农业碳排放强度呈现逐年下降趋势，农业碳排放效率逐年提高，这和国家的农业政策、农业补贴政策及政策宣传、当地生产技术条件，还有农民的低碳意识提高有着密不可分的关系。
基于以上研究结论，对于推进安徽省低碳农业发展，提出以下政策建议：
1）针对化肥过量施用和不合理施用结构问题改进与创新使用技术，增施有机肥，大力推广测土配方施肥，提高化肥利用率；围绕“测土、配方、配肥、供肥、施肥指导”5个环节，做到“测土到田、配方到厂、供肥到点、指导到户”，通过宣传与指导， 改变农民盲目大量施用化肥的习惯，使其重视有机肥、测土配方的使用；继续推广水肥一体化、精准施肥、氮肥深施等旨在提高肥料利用率的技术，优化氮肥管理；引导农户通过轮作间作豆科等固氮作物，增加土壤有机质，培育土壤自身肥力[8-10]。
2）在农业机械方面，财政应优先支持研发与推广节能环保新机具，同时对节能减排作用显著的农机，加大财政补贴支持的力度，以加快节能农机的推广；另外，大力发展农机专业合作社等新型农民经营主体，积极推进土地流转和规模化经营，使农机器具充分发挥效能，降低农机的综合能源消耗[9-12]。
3）对于畜禽养殖业，政府应继续强化技术扶持与资金支持，以畜禽粪污处理沼气工程为扶持重心，进一步推进农村清洁能源开发利用，减少畜禽养殖废弃物处理过程中的CH4排放[12]。 4）实施保护性耕作，积极倡导与推进少耕与免耕，可蓄水保墒、培肥地力、固碳减排[7，13]。
5）根据安徽省农业发展实际，适度发展资源节约型农业，减少对化肥、农药、农膜等高碳农业投入品的依赖；积极发展有机农业，增强农业碳汇能力；积极推进碳排放权交易，通过合理的补偿机制、交易机制鼓励农民进行低碳农业生产，可引入CDM机制[14]。
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