青海省农业碳排放特征及影响因素研究

作者: 苗亚欣

青海省农业碳排放特征及影响因素研究0

摘 要:根据2013—2021年青海省农业投入(农用化肥、农药、农膜、农用柴油、翻耕及农业灌溉)碳排放量,研究青海省农业碳排放特征及影响因素。结果表明:研究期内,青海省农业碳排放总量在2015年达到峰值之后开始减少,其中农业灌溉碳排放量一直位居第一位;农业效率因素和农业结构因素是农业碳减排的主要因素(累计实现了23.13万t的碳减排),而农业经济因素和农业劳动力因素是碳排放的主要因素(累计实现了23.66万t的碳排放),结果导致农资投入碳排放量略微增长0.53万t。最后,根据研究结果提出青海省农业碳减排的建议。

关键词:农业碳排放;对数平均迪式指数法;碳减排;青海省

中图分类号:F320.5 文献标志码:A 文章编号:1674-7909-(2023)15-129-3

0 引言

农业活动会释放二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等温室气体,是温室气体的重要来源之一。这些温室气体的排放会对全球气候变化产生重要影响,因此研究农业碳排放成为一个关键领域。《联合国气候变化框架公约》和《巴黎协定》为国际社会应对气候变化提供了政策框架,并鼓励各国制定和实施适当的农业碳减排与碳中和措施。

青海省位于我国西部高原地区,拥有广阔的草原和农田,农业在其经济中占据重要地位。同时,青海省属于生态系统脆弱地区,其农业活动容易受到气候变化的影响。研究青海省农业碳排放特征可以揭示该地区农业活动对全球气候变化的贡献程度,评估气候变化对青海省农业生产和生态系统的影响,并为制定适应和减缓气候变化的政策提供科学依据。研究农业碳排放影响因素有助于评估其对当地生态系统的影响,为制定生态环境保护政策提供科学依据。此外,选择青海省作为研究对象,可以为相关研究者深入了解农业碳排放特征及其影响因素提供具有代表性的案例。

1 研究区域概况

青海省位于我国西北内陆(东经89°35′~103°04′,北纬31°9′~39°19′),总面积约72.10万km2;地貌复杂多样,包括高原、山地、盆地和平原等不同地形;地势总体上呈现西高东低、南北高中部低的趋势。青海省位于黄河、长江、澜沧江三大河流的源头地区,被称为“三江之源”和“中华水塔”,拥有丰富的水资源,有利于农业生产[1]。

2 数据来源和研究方法

2.1 数据来源

此次研究对农业碳排放测算的所有碳源数据均来源于历年《青海统计年鉴》。其中,农用化肥(以折纯量计算)、农药、农膜和农用柴油的数据以当年实际使用量为准,农业翻耕面积基于实际种植的所有粮食作物的有效面积计算,而灌溉面积则是以实际有效的灌溉面积计算。

2.2 农业碳排放量测算方法

排放因子法是一种根据碳排放清单,通过将活动水平与排放因子相乘来估算各排放源碳排放量的方法。笔者主要参考了联合国政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)发布的《2006年国家温室气体清单指南》等文件,获取相应的排放因子[2]。同时,基于农用物资投入所产生的碳排放为角度,对青海省农业碳排放进行了测算[3]。笔者参考程琳琳[4]的研究方法,构建农业碳排放测算公式。

式(1)中:C为农业碳排放总量,Ci为各类碳源碳排放量,Ti为各碳源i的量,δi为各碳排放源的碳排放系数(见表1)。

2.3 碳排放影响因素分解方法

笔者应用对数平均迪氏指数分解法(Logarithmic Mean Divisia Index,LMDI)模型进行因素分解。LMDI满足因素可逆,不但可以对残差完全分解,而且可以研究各因素对总因素的影响结果,使模型更具说服力。LMDI方法包括“乘积分解”和“加和分解”,而且两种分解方法最终结果一致[6]。结合农业碳排放实际情况,笔者构建以下公式。

式(2)和式(3)中:C为青海省农业碳排放量、BGDP表示种植业总产值,ZGDP表示农林牧渔业总产值,PN表示农业从业劳动力总量,EI为农业生产效率因素、CI为农业产业结构因素、EL为农业经济水平因素。

式(4)至式(8)中:C为农业碳排放量、EI为农业生产效率因素、CI为农业产业结构因素、EL为农业经济水平因素、PN为农业从业劳动力因素。

3 结果与分析

3.1 青海省农业碳排放时序变化特征

依据上文所构建的农业碳排放测算公式对2013—2021年青海省农业碳排放量进行测算,结果见表2。由表2可知,2013—2021年青海省农业碳排放量总体呈现减少趋势,碳排放量从2013年的35.04万t减少到2021年的32.11万t,尽管中间出现了一些波动,但总体趋势相对平稳。

由表2可知,青海省农用化肥碳排放量从2013年的8.78万t减少到2021年的4.38万t,说明当地农业生产中化肥使用量在减少,反映了当地更加环保和可持续的农业管理实践。2013—2016年青海省农药碳排放量波动较小,之后逐年减少。《2015年食品流通监管工作要点》的发布,间接导致农药使用量减少,从而促进了碳减排。青海省农膜碳排放量从2013年的3.35万t增加到2017年的4.36万t,之后减少到2021年的3.71万t。农膜使用量的变化受种植农作物类型、耕作方式及政府对农膜使用的管理政策的影响,《青海省农业现代化实施方案(2016—2020年)》的实施是导致青海省农膜碳排放量变化的主要原因。青海省农用柴油碳排放量从2013年的3.89万t增加到2021年的4.12万t。这反映了近年来青海省加快发展农业机械化。2013—2016年青海省翻耕碳排放量波动较小,之后增加到2019年的1.07万t。翻耕的频率和强度会对碳排放产生影响,而《青海省土地利用总体规划(2006—2020年)》的实施是影响青海省土地翻耕的一大主要因素。青海省农业灌溉碳排放量从2013年的17.37万t增加到2021年的18.25万t。这是由于近年来青海省农业灌溉需求增加,以及应用了更高效的灌溉系统。

3.2 青海省农业碳排放因素分解结果

通过已有的青海省农业碳排放数据与LMDI模型的测算分析,得出青海省农业碳排放因素分解结果,如表3所示。

由表3可知,青海省农资投入碳排放因素对农业碳排放的影响具有一定规律。总体来看,碳排放因素总效为正值,这表明2013—2021年青海省农业碳排放量总体呈增加趋势。农用物资投入的效率、结构、经济和劳动力因素分析结果虽存在一定的差异,但大多都“相互抵消”,因此,青海省碳排放量总体涨幅较小。

由表3可知,效率因素是碳减排的主要因素,其对碳排放的影响较大,总体起到了促进作用,2013—2021年共实现青海省18.52万t的碳减排。结构因素对碳排放的影响存在波动,不同年份表现出促进或抑制影响,2013—2021年共实现青海省4.61万t的碳减排。经济因素是碳排放的主要因素,即增加了碳排放,这与经济发展导致农业活动增加和能源消耗的增加有关。经济因素共促进青海省(2013—2021年)23.51万t的碳排放增加。劳动力因素对碳排放的影响也呈现波动态势,总体上促进了碳排放,2013—2021年共实现青海省0.15万t的碳排放。

4 青海省农业碳减排建议

4.1 减少农业灌溉碳排放的建议

在研究期内,青海省农业碳排放总量于2015年达到峰值之后开始减少,但其中农业灌溉碳排放量一直位居第一位。由此可见,农业灌溉是青海省农资投入中最重要的碳排放源。基于此,有关部门可以通过加强农田水利设施的改造和更新,提高灌溉效率,以减少相应的碳排放;同时应加强农业灌溉管理和监测,建立科学的水资源分配机制,确保灌溉水的合理利用和供需平衡。

4.2 减少农用化肥碳排放的建议

农用化肥是青海省农资投入的重要碳源之一。青海省政府可以通过采取经济激励措施,提供技术支持和培训,加强市场推广和宣传,鼓励农民使用有机肥料和生物肥料,从而减少化肥的使用量和相关碳排放。

4.3 减少农用柴油碳排放的建议

农用柴油也是青海省农业生产中重要的碳源之一。青海省政府可以鼓励农民使用农用电动车辆或使用生物燃料等低碳替代品;加强农用柴油的管理和监测,确保农用柴油的质量和使用符合标准,以减少能源浪费和不必要的碳排放。

4.4 减少农膜碳排放的建议

青海省政府应建立农膜回收和循环利用体系,推动研发和推广可降解农膜和其他环保型农膜替代品,鼓励农民积极参与回收和再利用农膜的行动,以减少相关碳排放。

参考文献:

[1]谢笛,田颖琳,王光谦,等.青海省碳中和路径及实现途径研究[J].应用基础与工程科学学报,2022(6):1331-1345.

[2]邱子健,靳红梅,高南,等.江苏省农业碳排放时序特征与趋势预测[J].农业环境科学学报,2022(3):658-669.

[3]李国志,李宗植.中国农业能源消费碳排放因素分解实证分析:基于LMDI模型[J].农业技术经济,2010(10):66-72.

[4]程琳琳.中国农业碳生产率时空分异:机理与实证[D].武汉:华中农业大学,2018.

[5]段华平,张悦,赵建波,等.中国农田生态系统的碳足迹分析[J].水土保持学报,2011(5):203-208.

[6]田云,张俊飚,李波.基于投入角度的农业碳排放时空特征及因素分解研究:以湖北省为例[J].农业现代化研究,2011(6):752-755.

作者简介:苗亚欣(1999—),男,硕士生,研究方向:农业管理。

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