黔西北喀斯特山区农业碳排放时空特征与脱钩效应分析

Analysis of SpatialandTemporal CharacteristicsandDecoupling EffectofAgricultural CarbonEmisionsinKarst MountainAreas of Northwest Guizhou

FAN Zu-hong12，WANG Yang12，RENJi-tog12etal（1.ColegeofEcoogicalEnginering，Guzu UniversityofEngiigSci ence，Bijie，Guizhou 55170o；2.Wetland Remote Sensing Sub-centre ofthe Gaofen Guizhou Centre，Bijie，Guizhou ）

AbstractExplongthatiempoalaractestsdcoplingtsofaluabomissosiarstmouaosisf greatsignfianceforguidingagiculturalcarboreductionandachievinglowcarbonagricutureinthisgion.TakingBijieCityinteast mountaioseotoalesbfslateautsi andlivestokdulabossoobs andtheTapiodelealaceaalealbssir to2022nditseolgelatiosioicoesulsoatfto22tualabesisiCi generallprdadoffssidsintofb fromhightolilestocndouingatealiputsnduivatiottesiicalbisioso downardtredaasatialfeoacteiofuralbsisiotdisfi areobviousdalsaialstibatisgidistesialbs allcountiesOalloslol nomicgrowthinjCiyissowigpositredtcoupliyaoleasigeakdcougtotrodcouow erteresosodsi geststhatneoudaesueschucibiltroti oftheaoutuatealsedlrovincydenaloatoibo chieve agricultural emisson reduction and low-carbon transformation.

KeyWordsAgriculturalcarbonemisions；Spatial-temporalcharacteristics；Decouplingefect；Karstmountainarea；BijieCity

作为国民经济发展的基础产业，农业在满足人类生产生活需求的同时，也因物料投入、土地翻耕以及畜禽养殖等引发大量碳排放。据估计，农业活动产生的碳排放，约占全球排放总量的1/3，是仅次于化石能源燃烧的全球第二大温室气体排放源[]。我国是农业大国，源自农业系统的碳排放约占全国碳排放总量的 17% ，且呈逐年增长态势[2]。可见，农业是极为重要的碳排放行业[3]，推进农业碳减排、实现农业低碳发展已刻不容缓[4]。在此背景下，探究不同区域的农业碳排放，厘清其时空特征与脱钩效应对于指导区域农业碳减排和推动农业发展低碳转型具有重要意义。

目前，国内外学者对于农业碳排放的研究聚焦于农业碳排放核算及其相关特征，农业碳排放影响因素，农业碳排放与经济发展的相互关系等方面[5-6。农业碳排放核算及其相关特征分析方面，学者们常运用碳排放因子法进行农业碳排放评估，并进一步解析其来源结构。如，West等利用排放因子法从能源利用、农药及化肥投人、农业灌溉及种子培育等方面评估了美国的农业碳排放情况；田云等[8运用碳排放因子法对我国农业碳排放进行测算，发现畜禽养殖产生的碳排放占比最大；葛小君等研究发现，农业物资投入是广西农业碳排放的主要来源；陈柯君等["]研究发现，化肥投入是河南省种植业碳排放最主要的来源之一。在此基础上，部分学者进一步探讨了农业碳排放的时空特征及排放趋势，如薛媛等[1]研究表明，我国农业碳排放主要集中于黄淮海及中部平原地区；郑瑞等[12]研究发现，福建省县域农业碳排放存在显著空间正相关关系；白义鑫等[13]预测表明，未来贵阳市农业碳排放将呈逐年下降趋势。农业碳排放影响因素研究方面，学者们主要运用STIRAT模型、GWR模型、LMDI模型以及地理探测器等方法，揭示了农业生产效率、农业产业结构、农业劳动力规模、农业经济水平、农业机械化程度、财政支农力度、环境规制水平以及城镇化等内外部因素的作用机制。如Gomiero等[14]研究认为，发展有机农业对农业碳排放具有抑制作用；Tasman等[15]研究发现，农业生产方式是导致农业碳排放区域差异的主要因素；吕剑平等[1]研究表明，农业生产效率、农业产业结构、农业从业人口对农业碳排放具有抑制作用，而农业经济发展具有促进效应；贺青等[17]研究认为，经济因素是农业碳排放的增加因素，而效率因素和劳动力因素则可以减少农业碳排放；卢奕亨等[18]研究认为，相比于经济因素，社会因素对农业碳排放的贡献更大。农业碳排放与经济发展的关系方面，学者们多借助Tapio脱钩模型、耦合协调模型以及EKC模型等探究各区域农业碳排放与经济发展的相互关系。如，宁静等[19]分析我国粮食主产区农业碳排放与农业经济发展的相互关系时，发现各省脱钩关系向好；徐玥等[20]在论证徐州市农业碳排放与农业经济发展的脱钩关系时，发现二者经历了“弱脱钩一强负脱钩一扩张负脱钩—强脱钩”的演变过程；马志超[2]运用耦合协调模型实证表明，黄河流域农业碳排放与经济增长已达整体协调状态；田云等[22研究验证了长江经济带各省市均存在EKC关系。综上可见，现有研究极为丰富，但多数研究在测算农作物碳排放时仅考虑水稻种植产生的碳排放[8，12-13]忽略了其他农作物种植引发的碳排放；同时，已有研究多关注于全国、部分省区、粮食主产区，碳排放测算单元以全国、省域及市域为主，对喀斯特山区县域单元农业碳排放的研究则相对不足。

喀斯特山区耕地破碎，土层浅薄，肥力较低[23]，相较于其他区域，农业生产对化肥、农药等的需求更大[13]；同时，该地区仍属传统型农业，农业现代化水平较低，从而导致大量碳排放[24]，严重制约了该地区农业系统的可持续发展。鉴于此，笔者以黔西北喀斯特山区一毕节市为例，从物资投入、作物种植与畜禽养殖3方面选取16种碳源，采用碳排放因子法测算2013—2022年毕节市农业碳排放水平，并分析其来源结构与时空演变特征；在此基础上，运用Tapio脱钩模型探究毕节市农业碳排放与农业经济增长的脱钩关系，以期为喀斯特山区农业减排与低碳发展提供有益参考。

1 研究区概况

毕节市（ 位于贵州省西北部（图1），东连贵阳市、遵义市，南接安顺市、六盘水市，西邻云南省昭通市与曲靖市，北与四川省泸州市接壤，全市面积2.69万 ，辖七星关、大方、黔西、金沙、织金、赫章、纳雍和威宁8个县（市、区）。毕节市地处滇东高原向黔中山原丘陵过渡的倾斜地带，地势西高东低，海拔落差较大；境内喀斯特地貌分布广泛，石漠化等生态问题突出，农业生态环境相对脆弱。同时该地为贵州省粮食主产农业区[25]，农业体量较大，从业人口多，2022年全市农林牧渔业总产值921.25亿元，乡村人口占比达 60.5% 。玉米、马铃薯等是毕节市主要的粮食作物，经济作物以蔬菜、油菜及烟草为主，牛、羊、猪为主要的养殖品种。

2研究方法与数据来源

2.1 研究方法

2.1.1农业碳排放测算体系。构建农业碳排放测算体系是进行农业碳排放研究的基础，在参考已有研究并考虑数据可得性的基础上，从物资投入、作物种植和畜禽养殖3方面选取碳源指标，构建农业碳排放测算体系。其中，物资投入包括化肥（氮肥、磷肥、钾肥和复合肥）农膜、农药和农用柴油4个测算指标；作物种植选择毕节市种植规模较大的8类农作物，分别为水稻、小麦、玉米、豆类、薯类、油菜、烟草和蔬菜；畜禽养殖主要选择牛、羊、猪与家禽4类。需要说明的是，该研究所述碳排放包括农业生产活动中所产生的 和 等温室气体，为便于核算，依据IPCC 评估报告[2]，以1tCO2=0.2727tC1N2O=81.2727Ccdot1tCH=6.818 C的换算关系，将各类温室气体统一折算为标准C 。

（1）物资投入。农业生产过程中由于化肥、农药等农用物资的投人会直接或间接诱发碳排放，该研究根据各类物资投入量与排放系数测算出物资投入产生的碳排放量，计算公式为

式中： 为物资投入碳排放量； 为第 i 类物资投入量； 为第 i 类投入物资的碳排放系数，具体见表 （20号

（2）作物种植。水稻生长过程中产生的 以及各类农作物在种植过程中导致土壤表层破坏产生的 构成了作物种植的碳排放[20]，其计算公式为

式中： 为作物种植碳排放量； 为第 i 种农作物播种面积；δi为第i种农作物的碳排放系数，具体见表2[27-28] 。