湖南省农业碳排放与农业经济增长的脱钩效应研究

王慧敏，朱玉林，王锦锦

(中南林业科技大学 经济学院，湖南 长沙 410004)

1 引言

随着经济的快速发展，也带来了碳排放的相关问题，碳排放的不断增加使得气候问题已成为全球关注的焦点[1]。为应对越来越严重的环境挑战，中国在2015年的巴黎气候峰会上承诺，争取到2030年，实现碳排放强度比2005年降低60%左右[2]。目前，由农业生产所引起的碳排放已占中国温室气体排放总量的17%[3]，所占比重较高。作为我国“鱼米之乡”的湖南省，农业各类碳源排放量随着农业经济的发展在持续升高[4]。因此，通过对湖南省农业碳排放的研究不仅有助于探索适宜的低碳农业发展路径，而且有利于实现减排目标。

目前学者们对有关农业碳排放问题的研究主要集中在以下4个方面。

(1)测算。田云等[5]选取了四方面的16类碳源对中国1995～2010年的农业碳排放量进行测算后得出结论：农业碳排放量在16年间上升了将近13%点且由稻田所引起的碳排放量所占比重最大，但总量区域差异较为明显，碳排放强度总体也呈现出西高东低的特点；梁青青[6]主要测算了中国1995～2014这10年的农业碳排放后指出：农业碳排放总量每年平均增长4%左右，且农业碳排放源(例如：农药、农用柴油、化肥和农膜等)与其有长期稳定关系。

(2)空间格局和动态演变。李远玲等[7]采用碳转化系数法测算出湖南省农业的碳排放总量,并分析了2007～2017年湖南省农业碳排放在时空的不同特征，指出湖南省各县(市、区)农业碳排放在空间布局上存在显著同质性，11年间各县(市、区)空间均质性呈增强之势，空间异质性呈减弱之势。

(3)农业经济增长与其碳排放之间的研究。旷爱萍等[8]采用TAPIO脱钩模型研究了2005～2018年影响广西农业碳排放因素及与农业经济的脱钩效应，认为农业技术对其影响最大且两者以弱和强脱钩关系为主。

(4)影响农业碳排放的因素分析。黎孔清等[9]采用了Stirpat模型对影响江苏南京的农业碳排放因素进行了分析，指出农业碳排放与其当地的科技水平、贫富差距、人均受教育水平和人口基数有线性关系，与当地的城镇化水平、森林占用面积和人均消费及储蓄支出呈反相关；戴小文等[10]通过分析影响1990～2013年间中国的农业碳排放因素发现农村的生活用水和农业低碳技术的变化对农业碳排放影响最大，城镇化率和人口基数的变动对其影响较小。

湖南省是农业大省，农业碳排放占湖南温室气体总碳排放的比例较高，然就目前而言，我国学者对于湖南省农业碳排放的定量研究较少。本研究采用应用于资源环境领域的Tapio脱钩弹性分析法，通过分析2000～2019年湖南省农业碳排放与其经济增长两者之间的脱钩情况，从而为湖南省的农业低碳发展路径、节能减排和社会经济可持续发展提供科学依据与参考。

2 研究方法与数据来源

2.1 农业碳排放测算方法

通过查阅文献可以得出结论，农业的碳源主要为：①使用化肥、农药、农膜等农资直接或间接引起的碳排放；②在农业生产中采用农用机器时所耗损的柴油和电力供应农业灌溉时所带来的碳排放[11]；③为了土地更有肥力，进行翻耕时土壤的表层破坏，导致有机碳的流失。

结合现有研究并根据《IPCC2006国家温室气体清单指南》所提供的温室气体排放方法[12]，本文选取了农膜、化肥、翻耕面积、农药、农业灌溉面积和农用柴油等6类碳源作为湖南省的农业碳排放源，并在此基础上构建了湖南省农业碳排放测算模型：

C=∑Ci×δi

(1)

式(1)中，C为农业的碳排放总量，Ci为第i种农业碳排放源所排放的碳排放量，δi为第i种农业碳排放源要排放的碳排放系数[13]。以上6类碳排放源的碳排放系数如表1所示。

表1 各类农业碳排放源的碳排放系数及来源

2.2 农业碳排放与经济水平脱钩模型

Tapio脱钩模型主要是通过分析环境质量和经济发展的关系，从而来衡量整个社会经济发展与其物质的投入情况及所造成的生态环境之间的压力。目前学术界主要使用的是OECD和Tapio这两种脱钩模型来进行脱钩分析，后者是在前者的基础上发展而来的[15]。Tapio脱钩模型主要运用了“弹性概念”来反映所选用变量之间的脱钩关系，它解决了OECD模型在基期选择上的困境，从而可以更详细、全面、具体的反映所研究对象的脱钩状态。基于此，本文选用了Tapio脱钩模型并构建了农业碳排放与农业生产总值之间的脱钩模型：

(2)

式(2)中，e为脱钩弹性系数，Δc和ΔAOV分别表示农业碳排放的变化和农业生产总值的变化，c0和AOV0分别表示基期的农业碳排放量和基期的农业总产值[16]。按照脱钩弹性系数，脱钩状态可划分8种类型，如表2所示。

表2中8种类型包含了农业经济在增长或下降过程中所引起的碳排放量相对应增加或减少的所有脱钩状态。可以看出：扩张连接是农业经济和碳排放之间相对不可持续的理想状态，但仍有改善空间；弱脱钩是农业经济与其碳排放之间比较可观的状态；而强脱钩是最佳状态。其他脱钩状态都代表着农业经济与其碳排放之间的不可持续发展，几乎没有改进空间。

表2 Tapio脱钩弹性系数及状态

2.3 数据来源

本文采用2000～2019年湖南省农膜、农药、农用柴油、化肥、灌溉面积(用有效灌溉面积来代表)和翻耕面积(用总播种面积来代表)等数据测算了农业经济与其碳排放的脱钩效应，数据收集整理于2001～2020年的《湖南省统计年鉴》和《中国农村统计年鉴》。

3 结果分析

3.1 湖南省农业碳排放测算

根据式(1)，本文计算出2000～2019年湖南省农业各碳源的碳排放量、总碳排放量以及各碳源占农业总碳排放的比重，详细数据如表3、表4所示。从湖南省农业各类碳源排放量及其所占比重的统计数据来看，化肥的每年碳排放量都在600万t以上，最高的是在2013年达到了767.77万t，且化肥所占农业碳排放比重都在70%以上，虽说从2000～2019年有明显的下降(从80.56%下降到76.36%，下降了4.2%)，但不影响其在6类主要的碳排放源中居首位；其次为有效灌溉面积，近20年内每年灌溉的碳排放量为70～85万t左右，由灌溉所引起的碳排放所占总碳排放比重没有化肥高，但比其他几类排放源还是相对较高，基本在8%左右；再者为农药、农膜和农用柴油，三者的碳排放量居中，农药的碳排放量平均为50万t左右，其所占总碳排放量比重平均为6%左右，农膜的为30万t左右，所占比重平均为4%左右，农用柴油的为20万t左右，所占比重平均为2%左右；最后由翻耕所引起的碳排放量是最少的，平均只有0.3%左右。

由表3也可以清楚地看到，2000～2019年由农膜所引起的碳排放量占比从2.71%上升到4.9%、农药从5.46%上升到5.89%、有效灌溉面积从9.23%上升到9.56%和农用柴油从1.72%上升到3%，分别上升了2.19%、0.42%、0.34%和1.28%，而由化肥和翻耕所造成的碳排放量占比分别下降了4.2%和0.04%。这主要与湖南省耕地面积的逐年增加及现代农业技术的普及有关。

表3 2000～2019年湖南省的农业各类碳排放量

表4 2000～2019年湖南省农业碳排放源占碳排放总量的比重 %

另外，根据图1可以很清晰地看出，除2004年出现爆发性增长外(同比增速达到9.27%)，湖南省的农业碳排总量的同比增长率一直处于平稳或下降状态(基本维持在1%以下)，从2015年开始，直到2019年湖南省农业碳排放量的同比增长速度都为负且在2019年达到了-6.04%。这是农业发展的好趋势，说明湖南省的碳排放量在不断持续的减少，农业绿色发展态势良好。

图1 2000～2019年湖南省农业碳排放总量及同比增速

3.2 湖南省农业碳排放强度分析

碳排放强度表示为湖南省碳排放总量与湖南省农地面积的比，其具体数据如表5所示。为了更加直观的反映湖南省农业碳排放强度，本文绘制了柱状和折线组合图，如图2所示。由统计数据可得，湖南省的农业碳排放强度由2000年的96.62 kg/hm2到2006年的119.39 kg/hm2，是一个逐渐升高的过程，短短7年时间其碳排放强度就上升了22.77 kg/hm2，并2006年后碳排放强度一直维持在一个较高的水平(平均为110 kg/hm2)，直到2019年才有下降的趋势。从同比增速来看，2003～2007年、2015～2018年湖南省的碳排放强度增速都呈现出“M”的形状，且在2007和2019年间有明显大幅的下降(2006～2007年下降了11.37%、2018～2019年下降了7.34%)。从2007～2019年，这十几年来碳排放强度的同比增速一直保持在一个相对低水平的状态(同比增速平均为负)，这可能和2006年湖南省政府出台的减少使用农药化肥政策及2018年“十九大”号召全面推进经济建设、政治建设、文化建设、社会建设、生态文明建设的理念有关，在一定程度上减少了碳排放。

3.3 湖南省农业碳排放与农业经济增长脱钩状态分析

基于以上数据的计算与Tapio脱钩模型得出了2000～2019年期间湖南省农业经济增长与其碳排放的脱钩关系，由计算结果(表5)可以看出，湖南省出现弱、强、扩张负和弱负脱钩4种状态，呈现出以下演变过程。

表5 湖南省农业碳排放强度

图2 湖南省农业碳排放强度及同比增速(2000～2019年)

(1)第一次波动阶段。主要表现在2000～2003年，此阶段出现了3种状态，这可能主要由于湖南省农业结构的一些调整，造成该阶段脱钩状态不稳定。

(2)弱脱钩阶段。主要表现在2004～2012年，它说明湖南省农业碳排放量随农业经济的增长而增加，但其增幅小于农业经济。这主要是因为当地政府一系列的农业利好政策，增加了农业生产的积极性，同时农用科技和机械化在农业方面得到更广泛的普及。

(3)第二次波动阶段。主要表现在2013～2016年，在将近10年的弱脱钩状态之后，2013年再次出现强脱钩状态，之后呈现出强脱钩、弱脱钩和弱负脱钩相连接的波动状态，它可以看作长期趋势下的正常波动。这说明在这个时期，农业碳排放在向更加理想化的状态转变。

(4)强脱钩阶段。主要表现在2017～2019年，强脱钩即湖南省农业经济增长的同时，农业碳排放下降，农业经济增长与农业碳排放呈负相关，且碳排放增长率出现负数。这说明湖南省农业碳排放与农业经济增长之间的关系比较乐观，而且预计这种关系会越来越好(表6)。

表6 湖南省农业碳排放与经济增长的脱钩状态

4 研究结论

(1)从农业碳排放总量来看，2000～2014年，湖南省农业碳排放总量从773.18万t持续增加到978.56万t，十四年共增加了205.38万t，但从2015年开始，碳排放总量开始有下降趋势，直到2019年，碳排放总量降到了884.93万t。其同比增速，从2015～2019年其增长速度都为负，整体也是呈下降趋势。这说明湖南省碳排放量近年来越来越受到控制，农业绿色发展之路迈上了一个新台阶。

(2)从碳排放来源的比重方面来看，在农业碳源排放的6类中，由化肥所引起的碳排放量占比是最大的，在50%以上；而由农膜、农用柴油、翻耕所造成的碳排放占比是极小的，尤其是翻耕只占农业碳排放总量的0.3%左右，农膜和农用柴油在2000～2019年增长率非常高，分别达到107.17%和99.61%。

(3)就所研究的核心内容脱钩效应而言，湖南省的农业经济增长与其碳排放间的关系正在由弱向强脱钩状态转变。预计未来二者将会达到更加理想的脱钩状态。

5 政策建议

(1)提高农民发展低碳农业意识。因为农业的主体是农民，只有农民的思想意识得到改变，才可以从根本上解决问题。要想让几千年传承下来的小农经济思想从根本上得到改变，它可能需要几代人的不断学习和观念的更新，在不断的改革中让农民把低碳农业理论应用到实际农业生产中去，不断宣传低碳理念，这样低碳农业才会走得长远。

(2)提高农资利用的效率。第一，政府可以采取对农民有利且足够吸引农民的农业利民政策，让农民自觉主动地在农业生产中使用有机肥来代替化肥；第二，让农民清楚了解农药对人和庄稼的弊处，向他们介绍生物农药并提供可操作性的措施使农民运用到生产中；第三，“白色农膜”也是农业污染的源头之一，所以需要大力推广新技术研究的薄膜，并尽快应用到农业中；第四，可以采用清洁能源代替农用柴油的使用。

(3)加强科技资金的投入和提高农用技术。构建以现代农业产业技术体系为基础平台的低碳农业发展机制。现在各行各业都需要科技和技术的支持，农业作为全球的第一产业需要通过科技创新来实现现代农业绿色高质量发展，且农业的绿色可持续发展更需要看向其投入的科技资金和技术人才的多少。湖南省发展低碳农业需要引进相关设备和人才，以此推进新技术在农业中的应用。