“双碳”目标下农业碳排放强度的测度评价及其区域差异研究

程振博

（云南农业大学经济管理学院，云南昆明 650201）

实现“碳达峰、碳中和”对于应对气候变化和实现可持续发展具有重要意义。早在2015 年9 月，习近平主席在联合国可持续发展峰会上发表讲话，强调了中国应对气候变化和减少碳排放的决心， 承诺到2030年中国二氧化碳排放达到峰值并争取尽早实现。2020年9 月，习近平主席在联合国大会一般性辩论上发表了题为《同舟共济共同开创未来》的重要讲话。 他再次重申中国的减排承诺，强调应对气候变化需要全球共同努力和合作。 总的来说，中国对碳排放和气候变化问题非常重视，不仅承诺中国的减排目标，更是呼吁全球共同合作应对气候挑战。这些重要讲话既体现了中国的责任心与减排态度，也推动了国际社会对碳排放问题的关注。 通过减少温室气体排放，可以减缓全球变暖，保护生态环境，改善空气质量[1]。同时，实现碳达峰、碳中和还能促进经济转型，推动绿色产业发展，提高能源利用效率[2]。 尽管在过去几年中，一些国家和地区开始采取行动，制定和实施碳减排政策和措施来减少温室气体排放，但全球总体上的碳排放量仍在增加。这种增长主要是由于全球经济的快速发展和能源消耗的增加。许多发展中国家正在经历工业化和城市化进程， 这导致了更多的能源需求和碳排放。同时，一些发达国家仍然依赖化石燃料，尤其是煤炭，从而导致了大量的碳排放。 鉴于此，研究全国及重大区域的碳排放强度及其区域差异，对我国生态文明建设和区域绿色可持续发展具有重要的现实意义[3]。

1 研究方法和数据来源

1.1 碳排放强度的核算

由于农业系统的特殊性，其碳排放的来源也呈现多样性，因此在核算农业生产过程中的碳排放强度需要获取不同的碳排放源产生的二氧化碳排放总量和地区生产总值。 因此，综合多位研究学者的研究成果[4-6]，从4 个方面来测度农业碳排放量。 （1）农业能源利用方面产生的碳排放， 主要包括煤炭、 焦炭、汽油、柴油、煤油、燃料油和天然气等7 种能源排放的二氧化碳。 （2）农用物资投入方面的碳排放，包括农药、化肥、农膜产生的甲烷气体。（3）水稻种植所引发的甲烷排放。 （4）畜禽养殖方面产生的碳排放，主要包括牛、羊、猪等反刍动物肠道发酵产生的甲烷和粪便发酵产生的甲烷和氧化亚氮。 参考陈柔[7]和田云[8]等学者的先前研究，农业碳排放的计算公式：

式中：C表示农业碳排放总量；Cc表示各类碳源的排放总量， 下标c表示碳源的类别；Tc表示不同碳源的实际排放量；δc表示不同碳源相对应的碳排放系数；r表示碳排放强度。

1.2 Dagum 基尼系数及其分解。 Dagum 基尼系数相对于传统的基尼系数，引入了一个非线性参数，在不同国家或地区之间的比较更加准确，使其能够更好地适应实际数据的特征。 本文将Dagum 基尼系数测算出来的样本整体差异分解为组间差异、组内差异和组间超变密度三部分来分析国家重大区域碳排放强度的空间差异。

组间基尼系数：

式中：j和h分别表示2 个不同的区域；yji和yhr分别表示第j个区域内第i个城市和第h个区域内第r个城市的碳排放强度；nj和nh表示对应区域的城市数量和分别表示第j区域所有城市碳排放强度均值和第h区域所有城市碳排放强度均值。

组内基尼系数：

总体基尼系数：

区域间差异对总体基尼系数的贡献率：

式中：Pj表示第j区域内的城市数量占样本总量n的比例；Sh表示h区域碳排放强度占样本总城市碳排放强度的比例；Djh表示第j区域与第h区域之间的相对影响力。

区域内差异对总体基尼系数的贡献率：

超变密度对总体基尼系数的贡献率：

1.3 数据来源

本文基于2011—2021 年的统计数据测算全国31 个省份的碳排放强度及其空间区域差异， 相关数据主要来自《中国统计年鉴》《中国农村统计年鉴》《中国环境统计年鉴》以及各省份的统计年鉴等，个别缺失的数据由插值法得到。

2 农业碳排放强度测度评价

2.1 农业碳排放强度省际测度评价

由于篇幅有限，中国31 个省（区、市）在2012 年和2021 年的农业碳排放总量和强度如表1 所示。 由表1 可知，2012 年农业碳排放总量位居前十的省份依次为湖南、河南、黑龙江、四川、山东、江西、安徽、湖北、江苏和广西，其农业碳排放总量均在14 000 万t以上，其农业碳排放总量占全国的57.8%。而重庆、陕西、山西、西藏、海南、青海、宁夏、上海、天津和北京则位于全国碳排放总量的后10 位， 其碳排放总量均在6 000 万t 以下， 农业碳排放总量占全国的9%。 与2012 年相比，2021 年有20 个省份的碳排放总量呈现下降趋势， 其中北京降幅最大， 总量变动率达55.72%。 另外11 个省份的碳排放总量呈现增大态势，其中新疆增幅最大，总量变动率达到32.57%。

表1 中国31 个省（区、市）农业碳排放总量和强度

2012 年各省区市农业碳排放强度最高的是西藏，其碳排放强度达4.077 t/万元；而北京的农业碳排放强度最低， 仅为0.365 t/万元， 仅为西藏的9%左右。从2012 年和2021 年的碳排放强度排名的变化程度上来看，没有发生变化的有西藏、青海、湖南、福建、安徽5 个省份，其中西藏、青海2 个省份位于高寒区，这2 个地区以畜牧业和农业为主要经济支柱，畜牧业的发展导致了大量的温室气体排放，同时农业生产中的农药使用和土地利用变化也会对碳排放产生影响，因此碳排放强度排名较高且较稳定。而湖南、福建、安徽3 个省份的共同特点是都分布在中部地区。碳排放强度排名发生变化幅度较大的有天津、吉林、贵州、云南4 个省市，其中天津和吉林的碳排放强度排名发生较大幅度下降，这是源于在经济发展中二者进行了能源结构的调整和优化，减少了对煤炭和柴油等传统能源的依赖，且近些年在政府政策的支持下，制定了碳排放限额政策、激励企业降低碳排放。 而贵州和云南2 个省份在地理位置上位于经济相对欠发达的西部地区， 在农业生产过程中过于依赖农业能源利用，且农业经济作物以水稻种植为主，这就导致了其碳排放强度呈现增加的趋势。

2.2 农业碳排放强度区域测度评价

根据碳排放测度公式，计算出全国以及四大经济区域的平均碳排放强度，逐年的计算结果如图1。

图1 2012—2021 年中国四大经济区域平均碳排放强度变化

总体来看，2012—2021 年我国平均碳排放强度呈现出波动式缓慢下降的趋势， 平均碳排放强度由2012 年的0.736 下降到2021 年的0.472，年平均下降4.5%， 表明我国政府和社会各界对环境保护的重视程度不断提升，加强环境监管、推动绿色发展、倡导低碳生活等措施都有助于降低碳排放强度。从碳排放强度的时间趋势上来看，除东北地区之外，其他几大经济区域碳排放强度在2012—2021 年都出现了不同幅度的下降，并且有着进一步减少的趋势。 至于东北地区的碳排放强度则处于一个先上升后下降的状态，在前期2013—2017 年， 平均碳排放强度呈现一个上升的趋势， 由2013 年的0.629 t/万元上升为2017 年的0.679 t/万元，到了后期碳排放强度则下降至2021 年的0.558 t/万元。从碳排放强度的区域空间上来看，东部地区碳排放强度低于其他经济区域以及全国的平均碳排放强度，这是因为东部地区在能源利用方面和农业碳排放方面都进行了相当大的优化和改善，东部地区相对其他地区更加发达，拥有更多的清洁能源和资源，相比较于其他经济区域更多地依赖于煤炭等高碳能源，东部地区清洁的能源结构减少了碳排放。 其次，东部地区的农业生产更加现代化和科技化，采用更加高效的农业技术和管理方法，减少化肥使用量和氮肥排放。 各大经济区域碳排放强度呈现出“东低西高”的空间格局，这与我国四大经济区域“东强西弱”的发展格局较为契合。为了探究我国四大经济区域碳排放强度产生的空间差异，接下来进一步测算各区域碳排放强度差异产生的深层原因。

3 国家经济区域碳排放强度的空间差异与来源分解

3.1 各区域内部的碳排放强度差异

使用Dagum 基尼系数测算出全国以及四大经济区域的碳排放强度的组内差异，具体情况如图2。

图2 2012—2021 年我国四大经济区域碳排放强度组内差异变化情况

从全国层面来看，我国碳排放强度的基尼系数在2012—2021 年相对稳定，其样本测算值大多在0.3 上下浮动， 说明我国各省份间碳排放强度差异较为均衡。 从分区域层面来看，西部地区的碳排放强度基尼系数最高， 甚至一直领先于全国整体的基尼系数，说明西部地区内部的不均衡程度相对较高，主要原因是西部地区能源结构差异性大，陕西、甘肃等省份仍然依赖传统的高碳能源，而如青海、四川等省份则更多的利用清洁能源，能源结构的差异导致碳排放强度的差异较大。 其次，地理环境的不同也是造成西部地区碳排放强度基尼系数差异大的原因，例如四川、贵州等省份拥有更多的森林和湿地等碳汇资源，能够很好地吸收和固定更多的碳源，而如甘肃、宁夏等省份则面临更多的干旱或者沙漠等环境问题，碳汇能力较弱致使碳排放强度较大。中部地区和东北地区的基尼系数的样本均值分别为0.132 和0.149， 低于全国平均水平且相对比较稳定，主要原因是中部地区工业结构相对较轻，大多以轻工业和装备制造业为主，碳排放强度相对较低，而东北地区经济发展水平较低，其相应的能源消耗和碳排放量也较少。东部地区碳排放强度基尼系数除了在样本初期2013 年有所下跌外，其余年份一直保持增长态势，这说明东部地区各省份内部之间存在着较为明显的不均衡现象，且不均衡程度在慢慢加深，其原因是东部地区各省份的土地利用差异较大，例如江苏、浙江等省份的土地利用方式以大规模耕种为主，农业生产活动密集，土地碳排放相对较高。 而如上海、北京等省市的土地利用方式更加多样化，包括农田、林地、湿地等，农业生产活动相对较少，土地碳排放相对较低。

3.2 各区域之间的碳排放强度差异

使用Dagum 基尼系数测算出四大经济区域的碳排放强度的组间差异，若干重点年份具体情况如图3所示。

图3 四大经济区域碳排放强度组间差异的变化情况

从图3 可以看出，随着年份变化图中的阴影面积呈现缓慢增大的趋势，说明我国四大经济区域之间的碳排放强度差异在逐步扩大。从组间差异的平均数值来看，中部地区和东北地区、西部地区和中部地区、中部地区和东部地区等区域之间的差异较小，中部地区和东北地区的平均基尼系数最小， 样本均值仅为0.176， 西部地区和中部地区的平均基尼系数为0.273， 而中部地区和东部地区的平均基尼系数为0.282。 从区域差异的时间变化趋势上来看，东北地区和东部地区两区域之间的基尼系数增幅效果最为明显，年均增幅达3.9%左右。其次是中部地区和东部地区、中部地区和东北地区之间的基尼系数则均处在缓慢上升的轨迹， 年均增幅分别为2.1%和1.2%左右，同时西部地区和中部地区之间差异的年均增幅仅为0.04%，而西部地区和东北地区、西部地区和东部地区之间的组间基尼系数呈现略微下降的趋势，这再次印证了我国西部地区整体上的减排进程与其他经济区域呈现缩小的趋势，其他各区域组合之间的波动幅度也都在呈减缓态势，说明这些经济区域在推进减排降碳过程中的步调较为一致。

3.3 碳排放强度的总体差异及分解

经过测算，将整体的基尼系数可以细分为组内差异贡献、 组间差异贡献和超变密度贡献3 个部分，其相应的贡献值和贡献率如表2 和图4。

表2 碳排放强度的空间差异贡献值

从表2 可以看出，我国四大经济区域碳排放强度的组内贡献值在样本初期是0.084， 随后缓慢降至2018 年的0.081，最后在样本末期上升至0.091，这说明组内差异的贡献值在近些年处于一个较均衡的状态，其对总体差异的基尼系数的占比较稳定。 组内差异贡献率由2012 年的27.53%上升为2021 年的28.29%，平均贡献率为27.54%。组间差异贡献值整体上呈现下降的趋势，由最初的0.186 下降至0.150，其组间差异贡献率由2012 年的60.97%下降至2021 年的46.87%，样本期间的平均贡献率为54.58%，是造成我国各区域碳排放强度总体差异的主要原因，故而接下来减小区域间差异仍是我国未来一段时间内工作的重心。超变密度的贡献值和贡献率在测算时期内呈现明显的上升趋势，其在样本初期的取值为0.035，最后末期达到0.080， 贡献率由11.49%上升为24.82%，样本时期平均贡献率为17.88%，超变密度是划分子群体时，由于交叉项存在对总体差异产生的影响贡献。 其在整体差异中的占比较低，意味着国家重大战略区域的划分方式能够有效地将不同类型的城市区分开来，具有较强的合理性。

4 结论与建议

4.1 结论

本文采用全国31 个省份的数据对农业碳排放进行测算，评价中国农业碳排放的现状，并分析四大经济区域的碳排放强度的区域差异，得出的主要结论如下。

（1）从整体层面来看，2012—2021 年中国农业碳排放总量整体上处于下降的趋势。 2021 年全国碳排放总量为307 894 万t，相比于2012 年减少了3.1%，平均碳排放强度由2012 年的0.736 下降到2021 年的0.472，年平均下降率达到4.5%。 结合其区域碳排放强度演变特征，东部地区碳排放强度低于其他经济区域以及全国的平均碳排放强度，西部地区碳排放强度近年也是呈现不断下降的趋势，但各大经济区域碳排放强度整体上仍呈现出“东低西高”的空间格局。

（2）从区域内差异来看，西部地区的碳排放强度基尼系数最高， 甚至一直领先于全国整体的基尼系数，说明西部地区内部的不均衡程度相对较高。 中部地区和东北地区的基尼系数的样本均值分别为0.132和0.149，低于全国平均水平且相对比较稳定。东部地区碳排放强度基尼系数除了在样本初期2013 年有所下跌外，其余年份一直保持增长态势，这说明东部地区各省份内部之间存在着较为明显的不均衡现象，且不均衡程度在慢慢加深。

（3）从区域间差异来看，四大经济区域之间的碳排放强度差异有逐步扩大的趋势。东北地区和东部地区两区域之间的基尼系数增幅效果最为明显，年均增幅达到3.9%左右。中部地区和东部地区、中部地区和东北地区之间的基尼系数则均处在缓慢上升的轨迹，年均增幅分别为2.1%和1.2%左右。 而西部地区和东北地区、西部地区和东部地区之间的组间基尼系数呈现略微下降的趋势，说明我国西部地区整体上的减排进程与其他经济区域呈现缩小的趋势。

4.2 建议

（1）在推广农业方面采用有机农业、精准农业和保护性农业等可持续农业实践，减少化肥、农药、农膜的使用，提高土壤质量和农作物产量以此达到降低农业碳排放的目标。在提高畜牧业节能减排方面改善畜禽养殖场的管理，减少粪便和尿液的排放，采用气体捕捉技术达到减少甲烷的排放。在加强农业废弃物管理方面合理处理农作物秸秆和畜禽粪便等农业废弃物，利用秸秆进行能源回收减少二氧化碳气体排放。

（2）鼓励西部地区加大清洁能源的开发和利用，推动西部地区农业的绿色化和生态化发展，加强对企业和农业碳排放监测和管理体系，推动碳排放数据公开透明。 西部地区各省份之间要加强合作，共同开展低碳技术研发和应用，共享经验和资源，减少西部地区各省份之间的碳排放差异。加强对公众的碳排放知识宣传和教育，提高社会的低碳意识，鼓励全社会共同参与减排行动， 推动农业生产向生态友好型转变，减少农业碳排放。

（3）加强各经济区域之间的技术交流和合作，推动先进农业技术在其他地区的应用，提高农业生产效率和资源利用效率。政府应加大对农业的投入和支持力度，特别是对东部地区和东北地区、中部地区和东部地区之间的农业发展给予更多的政策支持，针对不同地区的农业碳排放差异， 制定相应的激励政策，如给予低碳农业技术和模式的财政和税收激励，鼓励农民采取减排措施，促进农业碳排放强度的均衡。