长江经济带农业碳排放与经济增长的时空耦合关

分类：论文范文 发表时间：2021-04-07 09:29

　　摘要为平衡长江经济带农业碳减排与其经济增长之间的矛盾，在厘清其１９９３—２０１７年农业碳排放与农业增加值现状特征的基础上，利用耦合协调模型与Ｔａｐｉｏ脱钩模型探究二者的相互关系及演化特征。结果表明：１）１９９３—２０１７年长江经济带农业碳排放量总体呈现波动上升趋势，农业增加值则稳步上升，两者空间分布特征类似但地区差异较大。２）农业碳排放系统与农业经济系统间存在耦合协调发展关系，且耦合协调程度逐步升高，基本实现了由整体失调向整体协调的转变，不过上、中、下游地区存在明显差异。３）农业经济系统与农业碳排放系统之间总体以弱脱钩、强脱钩为主，表明多数情形下农业碳排放的增长速率要小于农业经济，可见长江经济带各省区近些年在农业碳减排工作上取得了一定成效。

　　关键词农业碳排放；经济增长；时空演化；长江经济带

　　近年来，随着世界各国经济的快速发展，以二氧化碳为代表的温室气体排放量不断攀升，由此诱发了诸如冰川消融、海平面上升、极端天气盛行等一系列气候问题。而截至目前，中国已取代美国成为世界头号碳排放国，面临着巨大的减排任务。虽然二、三产业是导致碳排放产生的关键源头，但农业生产部门也是造成其数量持续增加的重要推手［１］。正是基于此，无论政府、社会还是学界都对农业碳排放问题形成了高度关注。其中，最近几年颁布的中共中央“一号文件”也多次强调要实现农业高质量发展、走绿色生态发展道路，而这与我们所倡导的农业生产低碳转型道路高度契合。在此背景下，为了更好地平衡农业绿色生态发展与经济发展之间的矛盾，厘清农业碳排放与其经济增长之间的相互关系就显得尤为重要。

　　１研究方法和数据来源

　　１．１农业碳排放测算方法

　　考虑到林业的碳汇功能属性以及渔业碳排放测算所面临的现实困难，本研究参照Ｔｉａｎ等［３］、闵继胜等［１５］的相关研究成果，拟从以下３个方面完成农业碳排放测算体系的构建：１）农用物资投入及农田生产过程所产生的碳排放，主要涉及农药、化肥、农膜、农用柴油的使用以及农田灌溉的间接动力消耗；２）水稻在整个生长过程中所产生的甲烷（ＣＨ４）排放；３）牛、羊、马、驴、骡、骆驼、猪、家禽等牲畜由于自身肠道发酵以及对其粪便进行管理所产生的甲烷和氧化亚氮（Ｎ２Ｏ）排放。据此，构建农业碳排放计算公式如下：Ｃｔ＝∑Ｃｉｔ＝∑Ｔｉｔ×αｉ（１）式中：Ｃｔ表示第ｔ年农业碳排放总量，Ｃｉｔ指第ｔ年第ｉ类碳源的碳排放量，Ｔｉｔ指第ｔ年第ｉ类碳源的数量，αｉ指第ｉ类碳源的碳排放系数。

　　１．２耦合协调模型

　　耦合度是指两个或两个以上系统或要素相互作用且影响的程度［１６］，以此为基础形成的耦合协调模型能有效刻画多要素或多系统之间的耦合状况与协调发展水平。有鉴于此，本研究参考王剑等［１７］、李建豹等［１８］的相关研究，首先构建农业碳排放与其经济增长的耦合度模型如下所示：Ｗ＝２Ｘ×槡Ｙ／（Ｘ＋Ｙ）（２）式中：Ｗ为耦合度，Ｘ表示经济增长水平，在此通过人均农业增加值进行衡量；Ｙ表示农业碳排放水平，通过人均农业碳排放量来体现。为了使耦合质量更为理想，以式（２）为基础构建耦合协调模型如下所示：Ａ＝Ｗ×槡Ｓ（３）９０２式中：Ａ表示耦合协调度，Ｓ为两个系统整体水平的综合发展度，Ｓ＝ａＸ＋ｂＹ，考虑到经济增长与农业碳排放重要程度通常一致，故ａ和ｂ取值均为０．５；耦合协调度Ａ∈［０，１］，Ａ越趋近于１，表明系统间协调发展状况越好。参考已有研究［１７，１９］可知，耦合协调度通常会被划分为５个等级，即０≤Ａ＜０．４为严重失调阶段，０．４≤Ａ＜０．５为初级失调阶段，０．５≤Ａ＜０．６为初级协调阶段，０．６≤Ａ＜０．８为良好协调阶段，０．８≤Ａ≤１为优质协调阶段。鉴于该划分标准目前已得到较为广泛的认可，本研究也将延续这一思路。

　　２结果与分析

　　２．１农业碳排放与经济增长的时空特征分析

　　２．１．１农业碳排放与农业经济变化的时序演变特征基于式（１）测算长江经济带１９９３—２０１７年的农业碳排放量，同时基于１９９３年不变价对这些年份的农业增加值进行调整，相关结果如图１所示。

　　２．１．２农业碳排放与农业经济变化的空间分异特征为了更为直观地展现长江经济带农业碳排放与农业增加值在空间层面所表现出的差异，本研究以５年为一个时间段，将整个考察期划分为１９９３—１９９７年、１９９８—２００２年、２００３—２００７年、２００８—２０１２年以及２０１３—２０１７年等５个不同阶段。同时，考虑到各省（市）碳排放量差距较大，采用等间隔分类法可能导致类内存在较大差异，故选择自然间断点法将原始数据分为５个等级，由低至高依次为最低级、次低级、一般级、次高级与最高级，以确保类内差异最小。在此基础上，利用ＡｒｃＧＩＳ软件绘制相关结果如图２和３所示。

　　２．２农业碳排放与农业经济增长的耦合协调度分析

　　利用式（２）和（３）计算出１９９３—２０１７年长江经济带各省（市）农业碳排放与其经济增长的耦合协调度。由表２可知，上海市耦合协调度在所有省市中起点最高为０．５１１，一开始即实现了初步协调；之后虽年际间存在一定波动起伏但总体上升趋势较为明显，并于２００８年达到最大值０．７３８，表现出了良好协调态势；但自２００９年开始基本处于持续下降趋势，并于２０１７年降至０．５６５，此时与其他省（市）相比仅略高于贵州省，再次回到了初步协调状态。就目前（即２０１７年）来看，江苏省耦合协调度最高，达到了０．８９４，处于优质协调状态；湖北、江西省紧随其后依次排在二、三位，分别处于优质协调和良好协调状态。与此对应，贵州省耦合协调水平最低，仅为０．５５０，仍仅处于初步协调阶段，但不同于上海市的强波动性特征，其耦合协调度除了在１９９７和１９９８年出现过短暂回落外，其他各年基本均呈上升态势，目前协调度较低更多地是源于其起步较差（１９９４年为严重失调状态）且后续农业发展速率偏慢。综合来看，整个长江经济带中，仅上海市表现出了“先升后降”的演变轨迹，其他各省（市）农业碳排放与经济增长的耦合协调度均呈现出了逐步上升趋势。

　　３结论与讨论

　　通过本研究分析，主要得到以下几方面结论：第一，１９９３—２０１７年长江经济带农业碳排放量总体呈现波动上升趋势，由１９９３年的９９９５．５８万ｔ增长至２０１７年的１２７９２．９１万ｔ，年均递增１．０３％；结合其演变特征可大致分为“持续快速上升”、“平稳略降”、“迅速增加”“持续下降”“缓慢上升”等５个阶段。农业增加值一直处于稳步上升趋势，由１９９３年的４９８１．４８亿元增至２０１７年的１４９３７．０８亿元，年均递增４．６８％。而具体到各个省（市），无论农业碳排放量还是农业增加值，多数地区都经历过等级演变，或由低到高，或由高到低，或高低反复；但少数地区诸如湖南、上海、四川、江苏省（市）等却在某一方面或者两方面（仅上海市）一直处于同一等级。

　　参考文献Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ

　　［１］田云，张银岭．中国农业碳排放减排成效评估、目标重构与路径优化研究［Ｊ］．干旱区资源与环境，２０１９，３３（１２）：１－７ＴｉａｎＹ，ＺｈａｎｇＹＬ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，ｔａｒｇｅｔｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｐａｔｈｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｃａｒｂｏｎｅｍｉｓｓｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎｉｎＣｈｉｎａ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｒｉｄＬａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２０１９，３３（１２）：１－７（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）

　　［２］ＪｏｈｎｓｏｎＪＭＦ，ＦｒａｎｚｌｕｅｂｂｅｒｓＡＪ，ＷｅｙｅｒｓＳＬ，ＲｅｉｃｏｓｋｙＤＣ．Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓｔｏｍｉｔｉｇａｔｅｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｇａｓｅｍｉｓｓｉｏｎｓ［Ｊ］．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｏｌｌｕｔｉｏｎ，２００７，１５０（１）：１０７－１２４

　　［３］ＴｉａｎＹ，ＺｈａｎｇＪＢ，ＨｅＹＹ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｓｐａｔｉａｌ－ｔｅｍｐｏｒａｌｄｒｉｖｉｎｇｆａｃｔｏｒｏｆａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｃａｒｂｏｎｅｍｉｓｓｉｏｎｓｉｎＣｈｉｎａ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｔｅｇｒａｔｉｖｅＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，２０１４（６）：１３９３－１４０３

　　［４］程琳琳，张俊飚，何可．农业产业集聚对碳效率的影响研究：机理、空间效应与分群差异［Ｊ］．中国农业大学学报，２０１８，２３（９）：２１８－２３０ＣｈｅｎｇＬＬ，ＺｈａｎｇＪＢ，ＨｅＫ．Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｐａｔｉａｌｉｍｐａｃｔｓｏｆａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｉｎｄｕｓｔｒｉａｌａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎｓｏｎｃａｒｂｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ：Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｓｐａｔｉａｌｅｆｆｅｃｔｓａｎｄｇｒｏｕｐｓｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１８，２３（９）：２１８－２３０（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）

　　田云林子娟

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