农地利用碳排放与农业经济关系范文

摘要：基于化肥、农药、农膜、灌溉、翻耕和柴油6类农地利用碳排放源，测算了1999—2014年湖南省农地利用碳排放量和碳排放强度。在此基础上，分析得出1999—2014年湖南省农地利用碳排放与农业经济间的脱钩弹性关系，进一步利用环境库兹涅茨（environmentalKuznetscurve，EKC）模型对农地利用碳排放与农业经济关系进行验证。结果表明：（1）1999—2014年，湖南省农地利用碳排放与农业经济的脱钩关系表现为扩张负脱钩、弱脱钩和弱负脱钩3种状态，农地利用碳排放与农业经济的脱钩弹性指数变化呈现“快速增长—快速下降—平稳增长”的阶段性演进特征；（2）湖南省农地利用碳排放与农业经济的关系呈对数函数曲线，农地利用碳排放量、碳排放强度均随着农业经济增长而连续增长，在研究期内未出现下降拐点；（3）湖南省现阶段农业经济增长方式仍然以粗放型为主，存在着农业生产要素投入未能充分有效利用、农业生产对环境影响较大的问题。

关键词：农地利用；碳排放；农业经济；湖南省

近年来，随着全球变暖和一系列环境问题的出现，碳排放逐渐成为国内外研究热点。国务院颁布了一系列“加强节能减排，实现低碳发展”方面的文件，指出实现产业转型，大幅减少碳排放是生态文明建设的重要内容，倡导低碳经济成为国家可持续发展的必由之路。有研究进一步指出，农业是人为温室气体的第2大排放源，占温室气体排放总量的13．5％。农业碳排放占全国CO2排放总量的17％，其中，农业排放的CH4和NO2分别占全国总量的50％和92％［1］。从湖南省来看，1961—2010年，湖南省年平均气温增暖趋势较显著，其年平均气温存在明显上升趋势，上升速率为0153℃•（10a）－1［2］。在此背景下，削减区域碳排放，谋求区域低碳转型发展，以及从农业碳排放角度开展碳排放研究，全面了解人类活动对碳排放的影响机制，引导区域低碳经济与城市低碳转型发展等问题已经引起各国政府和学术界的普遍关注。随着农业现代化的发展，为提高生产效率，农业生产过程中的机械投入比例越来越大，农业耗电、耗能随着农业生产规模的扩大而不断增加。深入研究农业生产投入，尤其是农药、化肥、农膜、农业机械等主要碳源投入导致的碳排放量以及碳排放强度与经济发展之间的脱钩关系对于了解区域碳排放状况和促进区域农业碳减排具有重要的现实意义。从整体上看，国内外碳排放相关研究成果主要集中在碳排放的构成［3－4］、农田生态系统碳足迹、碳源／汇，以及碳排放的发展趋势［5］、碳排放与经济增长的关系［6－7］、农业碳排放的测算和时空差异［8－10］等方面。国内学者对农业碳排放与经济增长的脱钩关系展开了富有成效的研究，如田云等［9－10］对全国和湖北省碳排放与经济脱钩关系的研究，李琦等［11］对安徽省、张小平等［12］对甘肃省、李立等［13］对黄淮海平原等地区的研究。湖南省作为中部地区一个典型的传统农业大省，农业碳排放相关研究成果较少，尤其是农业碳排放与经济发展的互动关系研究鲜见。笔者以此为切入点，选取湖南省1999—2014年农地利用碳排放数据，研究并测算湖南省农地利用碳排放量与经济发展之间的脱钩关系，并利用环境库兹涅茨曲线（environmentalKuznetscurve，EKC）模型对农地利用碳排放与农业经济关系进行验证。这对于了解新时期湖南省农业碳排放情况及区域碳排放总量控制具有重要的战略意义。

1研究区概况

湖南省位于中国中南部，长江中游以南，东临江西，西接重庆、贵州，南毗广东、广西，北连湖北，地处北纬24°38′～30°08′，东经108°47′～114°15′，东西宽667km，南北长774km，土地总面积为211829km2，占全国土地总面积的221％。湖南省是全国重要的粮食生产基地，主要农副产品如粮食、棉花、油料、苎麻、烤烟以及猪肉等产量均位居全国前列。2015年湖南农林牧渔业实现总产值563075亿元，其中，农业总产值为304352亿元，占总产值的54％。湖南农业长期依赖“高肥、重药、大水”，2015年全省化肥使用量、农药使用量较2010年分别增长18％和30％。前期研究表明湖南省农地利用碳排放总量由1999年的31740万t增加到2014年的44699万t，增长4083％，年平均增速为255％。湖南省各地区农地利用碳排放量差异明显，碳排放水平与地区产业结构相一致，以第一产业为主的岳阳、常德、衡阳地区农地利用碳排放量相应大，而以发展工业为主的株洲，发展旅游业的张家界、湘西州等地区，农业生产规模较小，农地利用碳排放量也较低［14］。

2研究方法

21数据来源与处理湖南省农地利用碳排放测算和分析数据主要来源于《湖南统计年鉴》（2000—2015年）和《湖南农村统计年鉴》（2015年）。其中，农地利用碳排放量测算选取各市2010和2014年化肥、农药、农膜、农业灌溉、农业翻耕和柴油6类农资投入数据。碳排放强度（耕种1hm2农地所投入的生产要素产生的碳排放量）测算数据来自湖南省1999—2014年年末实有耕地面积（湖南省2006年部分农资投入数据缺失，通过数据拟合得出）。主要采用Excel2003软件对数据进行统计和简单的汇总、排序，采用Eviews60软件对农地利用碳排放量和碳排放强度与人均农业产值的关系进行分析和检验，采用SPSS190软件对3个要素的关系进行线性回归拟合。

22农地利用碳排放量的测算方法根据相关研究成果［8－10］，农业碳排放主要来自于化肥、农药、农膜、灌溉、机械、翻耕等主要能源与物资投入所产生的碳排放，以农业生产中主要的人为农田经营生产投入行为所导致的直接或间接碳排放为主要碳源类型。

23脱钩弹性计算脱钩弹性又称为碳排放弹性，是经济发展变化的幅度导致农业碳排放改变程度的比值，反映农业碳排放变化对于经济变化的敏感程度。

24农地利用碳排放与经济增长的关系根据EKC相关理论［17］，构建农业碳排放的EKC模型。首先对要进行回归分析的时间序列进行协整性检验，确定2个变量之间存在协整性关系，即它们在变化过程中存在长期稳定的均衡关系。进一步分析农地利用碳排放量、碳排放强度与人均国内生产总值（GDP）之间的关系，得到回归方程，再根据方程中相应的F值和t值判断回归模型的拟合情况和显著水平。分别以农地利用碳排放量、碳排放强度作为因变量，以人均农业产值作为自变量，参考已有研究成果中普遍运用的简约式回归方程（对数形式）进行模拟［7，18］。

3结果与分析

31湖南省农地利用脱钩关系分析根据式（1）和式（8），测算得出1999—2014年湖南省农地利用碳排放量结果（表2）以及1999—2014年湖南省农地利用碳排放与农业经济的脱钩弹性关系（表3），主要脱钩类型为扩张负脱钩、弱脱钩和弱负脱钩3种。、牧草地面积。

32农地利用碳排放与经济增长关系分析根据式（8），应用Eviews60软件对数据进行分析之前，为了避免数据的剧烈波动，分别对农地利用碳排放量（Y1）和碳排放强度（Y2）与人均农业产值（X）数据取自然对数，分别记为lny1、lny2和lnx。为避免非平稳时间序列在回归分析时出现“伪回归”的情况，在进行协整性分析之前采用Eviews60软件对所研究的3个分析序列分别进行单位根检验。

4结论

1999—2014年湖南省农地利用碳排放与农业经济的脱钩关系主要表现为扩张负脱钩、弱脱钩和弱负脱钩3种，农地利用脱钩弹性指数整体变化呈现“快速增长—快速下降—平稳增长”的三阶段特征。以2004年为界限，2004年之前两者关系以负脱钩为主，碳排放增速要大于农业经济增速，农地利用碳减排效果不明显；2004年以后呈现较长时期的脱钩状态，农地利用碳排放速率减缓，增速始终小于农业经济增速，农地利用碳减排成果显著。农地利用碳排放与农业经济的关系分析结果显示，湖南省农地利用碳排放量、碳排放强度与农业经济的关系曲线均为对数函数曲线。农地利用碳排放量、碳排放强度均随着农业经济增长连续增长，说明当前湖南省农业经济增长不会自发导致碳排放量和碳排放强度下降，仍然以粗放型为主。湖南省需要实施合理有效的措施控制农业经济发展过程中产生的碳排放量，人为调控碳排放量的增长趋势。目前应该正确认识湖南省农业经济增长与农地利用碳排放之间相互影响的关系，不能盲目追求农业经济的发展而忽略碳排放量持续增加的客观事实，应该不断优化农业生产环境，提高农业生产技术，协调处理农业脱钩关系。因此，探讨农业生产过程中的碳减排技术，从源头减少碳排放，制定农地利用碳减排政策显得格外重要。

作者：赵先超，宋丽美 单位：湖南工业大学城市与环境学院