云南省农业碳排放时序特征及影响因素分解

卢冬冬 郭勇

【摘要】本文通过Kaya恒等式变形对云南省农业碳放影响因素进行分解研究，结果表明，农业生产效率因素、农业经济发展水平对农业碳排放具有正效应，农业结构因素对农业碳排放呈现负效应，农业就业人口规模对农业碳排放的影响先正后负。

【关键词】云南  农业碳排放  时序特征  因素分解

农业在云南省整个国民经济中具有非常重要的地位，全省66%的人口为农业人口，75%的国民收入、70%的财政收入、60%的创汇收入和80%的轻工业原料直接或间接来自农业。云南省农业属于山地农业，农业灌溉用水的利用率不到40%，化肥的利用率不到30%，高碳农业依然是当前云南农业发展的主要特征。研究云南省农业碳排放的情况，对云南省经济社会和生态可持续发展有重要的现实指导意义。

一、研究方法选择及数据来源

（一）农业碳排放量估算方法

农业碳排放研究相对复杂，目前国内研究还处于起步阶段，对农业碳排放估算的方法也有一定的差异性。李波等（2011）选择化肥、农药、农业机械、灌溉用能、秸秆焚烧5个测算指标。田云等（2011）认为农业活动所导致的碳排放来源于六个方面：化肥、农药、农膜、和农用机械使用引发的碳排放;农地翻耕对土壤表层的破坏，使有机碳流失而形成的碳排放;农业灌溉用能引起的碳排放。综合现有学者研究及数据可获得性，本文在指标选择上选择化肥、农药、农膜、柴油、翻耕、灌溉作为研究指标。

碳排放估算公式为：■ （1）

其中，C为农业碳排放总量，Ci为第i种碳源的碳排放量，Ei为第i种排放源的使用量，ηi为第i种碳排放源的碳排放系数，碳排放系数如表1所示。

表1 农业主要碳源、系数及参考来源

（二）农业碳排放分解方法

杨来科等（2012）对碳排放影响因素测算的研究方法进行了梳理，将其分为单一型和组合型，单一型具体包括情景分析法、指数分解分析法和传统计量法，组合型包括情景分析下的投入产出、CGE、系统动力学。指数分解法（LMDI）是目前运用较为广泛的方法，利用日本学者Yoichi Kaya建立的Kaya碳排放恒等式，从历史数据中分解出影响地区碳排放总量的因素，并实证测算各因素对碳排放量影响程度大小。本文选择指数分解分析法作为碳排放分解研究方法。

Kaya模型设定碳排放量与经济产出、经济结构、能源使用效率、能源结构等因素有关。其表达式为：

■ （2）

■

其中，C、PE、GDP、P分别表示碳排放量、能源消费总量、国内生产总值、人口总量。CI、EI、G、P分别表表示能源结构因素、能源效率因素、经济规模因素、人口规模因素。结合本文研究需要，对kaya恒等式进行适当变形，如下所示：

■ （3）

■

其中，C、AGRI、AGR、P分别表示农业碳排放量、种植业产值、农业总产值、农业就业人口数量。EI、AI、EL分别为表示农业生产效率因素、农业结构因素、农业经济发展水平、农业就业人口规模效应。则（3）式可写为：

■ （4）

由于LMDI方法采用“乘积分解”和“加和分解”两种方法进行分解，两种方法最终分解结果是一致的。对于公式（3），设基期碳排放总量为C0，采用加和分解，将差分分解为：

■ （5）

各分解因素贡献值的表达式分别为：

■ （6）

■ （7）

■ （8）

■ （9）

总效应为：■

（三）数据来源

本文中翻耕数据以当年农作物播种面积为准，种植业产值、农业总产值农业生产总值剔除了物价因素，以1995年为价格基期，农业就业人口以当年第一产业就业人数为准。模型中所用数据均来自《云南省统计年鉴》和《中国农村统计年鉴》。

三、云南省农业碳排放实证分析

（一）云南省农业碳排放时序特征分析

根据公式（1），对云南省1995～2011年农业碳排放进行了测算。

1.从环比增长率（如图1）来看，1995～2011年碳排放总量变化分三阶段：（1）1995～2000年，此阶段农业碳排放总量波动较大，主要原因在于农膜、农药的使用导致碳排放增长率先降后升，在2000年各碳源的碳排放增长率明显，化肥、农药、柴油、翻耕、灌溉、农膜的碳排放增长较上一年均有增长，其增长率为历史最高;（2）2001～2007年，此阶段农业碳排放增长率稳定在4%水平，柴油、农膜的碳排放增长率有明显下降的趋势，同期农药的碳排放为逐渐上升趋势;（3）2008～2011年，此阶段农业碳排放总量增长率约8%，2008年各项指标在2007年基础上有较大幅度的增加，柴油使用碳排放年增长率仍处于10%以上的高水平，此阶段农业碳排放特征与云南省农业结构及生产方式调整有关，但高碳排放的根本趋势并未得到改善。

图1 1995～2011年云南省农业主要投入的碳排放量增长率趋势图

2.碳排放强度分析。碳排放的强度从1995年的254.55kg/ha增长到447.22kg/ha，年均增长率为3.58%;同时，人均农业碳排放强度由1995年的31.64kg/人增长为2011年的64.73kg/人，年均增长率4.56%，均高于全国水平（如图2）。从图2中可以看出，云南省农业碳排放的强度处于全国水平之上，其原因从一定程度上是由经济水平所决定的，2011年为例，云南省三次产业比重为16.1：45.6：38.3，全国三次产业比重为10.1：46.8%：43.1%，另一方面是由于云南省特殊地貌特征造成的化肥、农药的有效使用率较低。

图2 1995～2011年云南省及全国农业碳排放强度变化

（二）云南省碳排放影响因素分解分析

利用公式（5）-（9）对影响因素对碳排放量的影响进行量化。从图3中可以看到不同影响因素对农业碳排放的影响效应有较大的差别。农业生产效率对农业碳排放影响在2000年形成拐点，在2000年前对农业碳排放影响较大，影响作用具有先正后负的短期波动性特征，其原因在于此期间农药、化肥、农膜、柴油的使用量大幅波动，2002年以来农用生产资料利用效率有所提高，但受传统生产方式影响，总体上处于一种低水平的增长态势;农业结构因素对农业碳排放的影响作用在2001年是拐点，由不显著逐渐趋向明显的负效应，与农业产业结构内部的调整相关，2001年以来农业内部结构逐渐调整，林、牧、渔等农产业得到显著的发展，种植业在农业中的比重由64.42%降为56.70%;农业经济发展水平对农业碳排放的影响作用也是在2003年形成一个拐点，由不显著转为明显趋势的正效应，在2008～2010年期间较为平稳，2011年有较大幅度的上升，与农业生产总值的增长率的变动相一致，说明高能耗、高物耗、高排放、高污染的农业发展模式并未发生根本改变;劳动力人口规模对农业碳排放的影响处于低水平的先正后负效应，与1995～2011年期间第一产业就业人数先增后减的特征相一致，2002年形成拐点，表明第一产业就业人数的减少有益于适度规模经营，生产方式的调整有助于减少了农业碳排放规模。

图3 1995～2011年各影响因素比较

四、结论与启示

从前面分析可以看出，1995年以来云南省农业碳排放量具有明显的上升趋势，化肥、农药、柴油、农膜是主要的碳排放来源。碳排放的强度从1995年到2011年，年均增长率为3.58%;人均农业碳排放强度由1995年到2011年，年均增长率4.56%，均高于全国水平。从其影响因素分解来看，农业生产效率因素、农业经济发展水平对农业碳排放具有正效应，农业结构因素对农业碳排放呈现负效应，农业人口规模对农业碳排放的影响先正后负。

云南省要实现从高碳农业向低碳农业的转变，控制农业生产过程中二氧化碳排放量可从以下两方面着手：一是走出“大量投入—大量使用资源—大量碳排放”的传统生产模式，走循环农业、生态农业、有机农业之路，推广保护性耕作、轮作施肥、秸秆还田、施用有机肥等技术，实施沃土工程变“三跑土”（跑水、跑土、跑肥）为“三留土”（留水、留土、留肥），增加农田土壤有机质和固碳潜力，促进农业生产过程碳排放的有效改善;二是因地制宜实施农业产业结构调整，推广农业生产过程中的适度规模经营，促进农村剩余劳动力向第二、三产业转移，通过制度创新、产业转型、新能源开发利用等多种手段，减少农业能源消耗，减少碳排放，实现农业生产发展与生态环境保护双赢。

参考文献

[1]IPCC.Climate change 2007： the fourth assessment report of the intergovernmental panel on climate change[M].NewYork：Cambridge University Press，2007

[2]Hoffmann，Ulrich.Promoting Poles of Clean Growth to Foster the Transition to a More Sustainable Economy UNCTAD Trade and Environment Review[EB/OL].United Nations，2009/2010，March 3，Available at SSRN：http：//ssrn.com/abstract= 1564069，2010

[3]冉光和，王建洪，王定祥.我国现代农业生产的碳排放变动趋势研究[J].农业经济问题，2011（2）：32-38

[4]李波，张俊飚等.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（8）：80-86

[5]田云，李波等.我国农地利用碳排放的阶段特征及影响因素分解[J].中国地质大学学报（社会科学版），2011（1）：59-63

[6]伍芬琳，李琳等.保护性耕作对农田生态系统净碳释放量的影响[J].生态学杂志，2007，26（12）：2035-2039.

作者简介：卢冬冬（1988-），女，汉族，河南南阳人，毕业于云南财经大学，研究方向：农村经济、农村发展;郭勇（1986-），男，汉族，四川广安人，毕业于云南财经大学，研究方向：农村经济、农村发展。