典型农户生产项目的碳排放计量与比较分析

王若菡 赵曙毫 李煜阳 姜天

摘 要： 本研究是基于陕西省农户生产项目碳排放分析框架和计量方法，以典型农户案例剖析，对农户生产项目的碳排放进行核算和分析。通过四个典型案例农户的碳排放量测算，分析说明碳排放量因农户生产项目不同而差异明显，其中粮食种植和经济林果种植碳排放量较大，单一粮食种植比“粮食种植+养殖业”模式碳排放量大。经济作物（如蔬菜）种植碳排放量相对小，特别是使用塑料大棚的种植方式，有效地控制了农户生产项目碳排放总量。农户不合理的行为模式可极大增加碳排放量，如过量的化肥投入、过度的柴油施用、大量翻耕等，会影响农户生产的低碳水平。灌溉、人工投入虽然在农户生产投入碳排放结构中所占比重较小，但这些行为所产生的碳排放量也不容忽视。本研究为陕西省低碳农业的发展提供一定有效数据的借鉴和参考。

关键词：碳排放 碳计量 生产项目 农户行为

中图分类号：X82 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）08-0248-04

在全球化的低碳经济趋势下，农业低碳化越来越受到关注。低碳农业是农业产前、产中、产后全过程温室气体减排（王昀，2008），是农产品从“摇篮到坟墓”低碳化的生产过程（许广月，2010）；是农业生产和经营中排放最少的温室气体，同时获得最大收益（翁伯琦，2010）；是全世界应对能源枯竭和气候变暖的一种全新农业形态，它在农业生产领域产生了巨大的影响（赵其国，2010）。适应了全球碳减排潮流，响应了国家推进生态文明建设的号召，是农业可持续发展的必然选择。有利于转变农业经济增长方式，提高农产品质量安全水平和市场竞争力，对于促进农业增效、农村经济与社会协调发展和农民增收具有重大的现实意义。

农业在气候变化中扮演着重要角色，也是碳排放的重要领域。农业生产活动具有普遍性和广泛性，农业生产主体具有分散性和差异性。我国特有的农业家庭联产承包责任制度决定了我国农业碳排放来自千千万万个农户，由每一户农户不同的生产项目的碳排放所构成。关于农户层面低碳农业生产方式，漆雁斌、陈卫洪（2010）较早开展了研究，他们以农业总产值为被解释变量，以化肥施用量、农机总动力为解释变量，建立了我国低碳农业发展影响因素的回归模型，结果表明化肥对我国农业产值的影响占主导地位。董谦等（2011）研究了主要投入要素对河北省农业产值的影响，她们在解释变量中增加了农膜、柴油、农药使用量，发现影响最大的是农膜使用量。而杜华章（2011）对1990-2008年江苏省和2008年江苏省52个县（市）农业增加值与化肥、农膜、柴油、农药、农机数据建立模型后发现，在时间序列分析中，对农业增加值贡献最大的是柴油使用量，其次是农机总动力，而化肥施用量起负作用，这与漆雁斌、陈卫洪和董谦等的研究差异明显。姚延婷、陈万明（2010）选取农机、化肥、电力、柴油、灌溉五种碳排放途径，采用灰色关联分析法计算了农业总产值与上述因素的关联度；发现对农业总产值影响最大的是农村用电量，其次是农机总动力、柴油和化肥使用量，影响最小的是有效灌溉面积。

Ernesto（2008）以加纳为例，通过分析不同作物种植策略选择模式下土壤净碳汇和农民的经济效益，且以此为基础确认了最优的农作物种植模式，以期达到生态效益和经济效益的双赢。West（2002）将农田投入换算成能量，并进一步折算出每项投入造成的碳排放系数，提出了衡量新管理措施下农田生态系统对大气二氧化碳排放贡献多少的方程，即相对净碳排放方程。Michael Popp（2011）在分析和测算农业碳效应的基础上，探讨了农业应对碳补偿政策的策略。

因此，当前从农户角度计算碳排放量并分析对比生产结构的研究还很少。故本研究试图核算典型农户各个生产项目的碳排放量，比较不同农户行为模式下生产的碳排放量，分析影响碳排放的因素。为促进陕西地区农业低碳生产，提供一定的有效可靠的数据，为中国的农村可持续发展提供一定的参考价值。

一、农户层面碳排放分析框架和计量方法

1.分析框架

本研究小组通过多次预调研、调研，结合以往的研究成果，咨询相关专家，对陕西省泾阳县云阳镇滑里村农户生产经营项目进行调查分析，以农户碳排放计量为基础，基于生产投入视角，把生产项目主要分为粮食作物种植、经济作物种植、经济林果种植、养殖业四大类。粮食作物，主要包括小麦、玉米，其碳排放量主要从施肥、农药、灌溉、翻耕、秸秆处理、人工投入六个方面进行分析。经济作物，主要是蔬菜，具体有西红柿、白菜、芹菜、菜花等，其碳排放量在粮食作物种植的碳排放计量的基礎上，加上设施投入和地膜覆盖。经济林果，其碳排放量在粮食作物种植的碳排放计量的基础上，加上落叶枝干的处理方式。养殖业，包括家畜和家禽的养殖，碳排放主要从肠道发酵、粪便处理以及人工投入三个方面来分析和核算。

2.计量方法

对于农户生产经营项目碳排放的核算，每一项目的碳排放不尽相同，尽可能采用IPCC的研究方法，同时采用了一些现有的国内外学者的研究成果。

针对农户经营项目排放量的计算，以农户碳效应分析框架为基础，其具体的核算公式为E=∑Ei=∑Ti*∮i，式中E为项目碳排放总量，Ei为投入类型i的碳排放量，Ti为第i种碳源的使用量，∮i为第i种碳源的碳排放系数。为了方便研究分析，本研究对碳排放量统一换算成标准碳。关于农户项目用地和投入来源于调研分析，关于各种投入的碳排放系数见表2。

动物肠道发酵温室气体排放是动物在正常代谢过程中，寄生在生物体内的微生物分解消化饲料是产生的甲烷等气体，主要是从口、鼻、直肠排出体外的甲烷气体（韦秀丽，2013）。肠道发酵碳排放通过将不同类型牲畜数量（Nij ）乘以相应肠道发酵温室气体排放系数δij获得，牲畜饲养量数据来源于实际调查或统计年鉴资料。温室气体系数参考了省级温室气体清单编制指南，相关数据见表3。

畜牧业反刍动物瘤胃发酵和畜禽粪便处理过程产生的CH4及粪便还田利用过程中的NO2直接或间接排放，已成为农业温室气体的主要来源（Olesen J E.，2006）。粪便管理产生的温室气体是畜牧业温室气体主要包括CH4和NO2，在核算过程中分别将不同类型牲畜数量Ni乘粪便管理排放的CH4和NO2的CO2当量，以西北黄土高原地区为例，省级温室气体排放指南相关排放系数整理为表4。

二、案例农户碳排放计量与比较分析

1.滑里村农户生产经营情况

滑里村位于云阳镇，由滑里、仝家、雷家、东华云、西华云、互助六个村民小组。有520余户，2210人，全村面积4000余亩，耕地3400亩，以养殖业和劳务输出为主导，靠多种经营收入。其中，水果1400亩，以桃为主；粮食900亩，以小麦、玉米为主；蔬菜1100亩，其中温室大棚菜300余亩、陆地蔬菜700余亩。全村农业生产总值1300万元，养殖业养奶牛800多头，生猪3000多头，蛋鸡20万只，鹌鹑10万余只，奶山羊1000多只，产值1000多万元，2015年农民人均收入9600元。目前，滑里村的种植业、养殖业发展基本采取高投入、高产出的高碳型模式。经济作物种植技术主要是地膜种植和大棚种植。地膜种植成本和收益相对于大棚种植都较低。生产过程中肥料和药品的使用方面，绝大部分使用化肥和农药，极少数进行了粪肥的施用。因为经济作物收入可观，为了产量的提高，农民不惜付出化肥价格逐年提高的成本，经济作物种植施用了大量的化肥。为了保证产品质量，农药使用量同样较高。养殖业主要为规模化养殖，分布于村边居住区之外，采取散养和笼养的养殖方式，养殖业垃圾堆放于养殖场周边，没有使用污染物处理相关技术。

2.案例选择与描述

通过对泾阳县云阳镇滑里村的调查研究，发现种植业存在三类典型农户生产经营，分别为粮食种植、蔬菜种植、桃树种植。鉴于此，在每种类别中各取一家典型农户进行剖析。此外，该村还存在养殖业、种植业兼业农户生产经营，根据农户禀赋的相似性，选取了一家“粮食种植+养羊”典型农户作为案例进行剖析。

案例农户的生产资源信息（见表5）。根据农户主体经营项目的不同和农户禀赋的相似，分别选取以粮食种植为主的FZD农户、以蔬菜种植为主的YXF农户、以桃树种植为主的PZL农户和以“粮食种植+养羊”为主的TJZ农户。

FZD，48岁，女，初中文化程度，泾阳县云阳镇滑里村东滑云人，家中5口人，其中有一个老人，一人务农，三人外出务工。她主要经营了8亩土地，主要种植粮食，6月份至8月份种植玉米，9月份至次年6月份種植小麦。为了提高粮食产量和质量，FZD加大化肥和农药的投入，对土地及时进行翻耕和灌溉，加强人工管理的同时，租用消耗柴油的农用机械进行施肥、翻耕、灌溉等，农药的喷洒也用到了小型电机。

YXF，57岁，男，初中文化程度，泾阳县云阳镇滑里村东滑云人，家中9口人，务农人员有两人，外出务工人员有四人。经营了9亩土地，用于种植蔬菜。为了提高质量和产量，建起了大棚。大棚内种植了经济作物，主要是蔬菜，包括菜花和洋葱等。一年种植两茬，第一茬在过完春节开春以后种植，具有生长期短、成熟早、见效快，且耐低温、抗病的优势。第二茬一般在秋季，这段时间蔬菜市场价格较高、经济效益比较可观，能有效解决露地栽培后期市场供应问题。为了提高蔬菜的质量和产量，该农户注重地膜及棚膜的投入，地膜一茬一换，棚膜两年一换；此外，农药和化肥投入以及灌溉量都很大。

PZL，59岁，男，小学文化，泾阳县云阳镇滑里村仝家村人，家中有6口人，两位老人，其余四人皆务农。经营了12亩桃林。为了提高产量，化肥、农药的投入量大；为了提高果品质量，增强土壤肥力，翻耕力度和灌溉量大；人工投入（修剪枝叶、套袋等）力度大。

TJZ，70岁，男，小学文化，泾阳县云阳镇滑里村雷家村人，家中5口人，一个未成年人正在念书，两口年轻人进城打工，老两口务农。除经营了8亩土地用于粮食种植外，在自己院落里养殖了两头奶山羊。羊粪除了为粮食施肥外，还用于自家沼气的原料和动力。机械和柴油的使用量大，小麦的收割、玉米的播种、土地的翻耕、化肥的施用、农药的喷洒以及灌溉都租用或使用了消耗柴油的机器。

3.结果分析

3.1案例农户生产项目碳排放分析比较

从案例农户生产项目碳排放量（见表6）来看，FZD、YXF、PZL和TJZ碳排放总量分别是3344.928kg，2578.744kg，4770.376kg和2735.778kg。从单个生产项目来看，PZL桃树种植和FZD粮食种植为主要的碳排放源，TJZ“粮食种植+养羊”比FZD单一粮食种植碳排放量少。很大程度上归结于养殖粪肥的使用抵消了化肥的碳排放量，因而“粮食种植+养羊”总的碳排放量少于单一粮食种植的碳排放量。而从单位面积生产项目碳排放量来看，FZD单一粮食种植碳排放量最高，PZL桃树种植碳排放量次之，YXF蔬菜种植碳排放量小于FZD粮食种植和PZL桃树种植碳排放量，TJZ粮食种植和养羊的碳排放量相近。

3.2案例农户生产投入碳排放结构分析

从案例农户生产投入碳排放结构（见表7）来看，化肥投入、柴油以及翻耕是FZD最重要的碳排放源，分别找碳排放总量的71.6%、16.7%和5.0%。YXF最主要的碳排放源是农膜投入、化肥投入和农药投入，分别占碳排放总量的52.8%、31.3%和4.8%。PZL主要碳排放源为化肥投入、农药投入和翻耕，分别占碳排放总量的77.1%、13.9%和5.3%。TJZ碳排放源最多，共8个，最主要的是化肥投入、柴油、羊肠道发酵和翻耕，分别占碳排放总量的45.8%、24.3%、17.2%和6.1%。化肥投入、农药投入、翻耕、柴油的碳排放占极大比重，是共同的碳排放源。由此可以看出，在促进发展低碳生产行为过程中，农户存在很大潜力，转变农户的生产行为极为重要。此外，灌溉、人工投入虽然所占比重较小，但这些行为所产生的碳排放也不容忽视。

三、结论与建议

本研究基于农户生产项目碳排放分析框架和计量方法，以典型农户案例剖析的方法对农户生产项目的碳排放进行分析，取得如下几点结论：

1.四个典型案例农户的碳排放量测算分析说明碳排放量因农户生产项目不同而差异明显，粮食种植和经济林果种植碳排放量较大，单一粮食种植比“粮食种植+养殖业”模式碳排放量大。

2.经济作物（如蔬菜）种植碳排放量相对小，特别是使用塑料大棚的种植方式，有效地控制了农户生产项目碳排放总量。

3.农户不合理的行为模式可极大增加碳排放量，如过量的化肥投入、过度的柴油施用、大量翻耕等，影响农户生产的低碳水平。

4.灌溉、人工投入虽然在农户生产投入碳排放结构中所占比重较小，但这些行为所产生的碳排放量也不容忽视。

根据以上研究结论，我们得出以下促进减排的政策启示。第一，树立低碳经济意识，切实转变农业发展方式。我们必须摒弃传统发展思维和发展模式，彻底改变重开发轻节约、重速度轻效益，片面追求GDP增长、忽视资源和环境的倾向，加快推进低碳农业发展。第二，降低化肥、农药使用强度，提高其利用效率。应以节肥、节药为突破口，推广应用节约型农业技术。我们要运用农业、物理及生物防治技术，减少农药使用量，提高农药利用率；同时，进一步加大测土配方施肥覆盖面，提高化肥使用效率，从源头上减少农业碳排放。第三，强化科技创新，提高农业生产低碳化的科技引领和技术支撑能力。我们要加大科技攻关和技术组装配套集成力度，不断研发和推广低碳农业技术。第四，政府可以加强规划指导的同时，完善相关政策和法规等保障措施。建议将可持续发展低碳排放农业项目归纳到国家中长期发展规划中去，相关领域的专家和主管部门制定专门的法规和政策，从而明确我国低碳农业可持续发展的目标及各部门的政策导向，同时由相关部门负责相关协调组织工作，将其取得的效果和成绩纳入绩效考核中去。国家相关部门应研究和制定出相应补贴和奖励制度来鼓励农民和企业施行减量投入，同时为取得社会的认可度和关注度，可以颁布相关的减量认证标志及建立制度。

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作者简介：王若菡（1994.9-），女，西北农林科技大学经济管理学院本科生。