合肥市农业碳排放的时空变化特征研究

杨志强 韩亚芬 方强

摘要：本文根据碳源排放量计算公式，计算合肥市农业碳排放量，描述合肥市农业碳排放总量与各个碳源的时空变化特征。结果显示：合肥市农业碳排放量呈现逐年上升趋势，2004年～2016年碳排放增幅可达75.26%;合肥市碳排放组分中主要以化肥施用量与翻耕为主，化肥施用量占总碳排放的42%～46%，翻耕占总碳排放的37%～43%;对2016年的合肥市空间变化进行研究，长丰县排放量可达为14.9万吨，居于首位;庐江县为12.89万吨，合肥市辖区与巢湖市排放量最小。

关键词：农业碳排放; 合肥市; 时空变化

基金项目：农业部节水灌溉工程重点实验室开放课题（FIRI2019-01-0201）、安徽省教育厅高校省级质量工程项目（2018mooc390、2017jyxm0501）、宿州学院重点建设课程（szxy2018zdkc53）、国家级大学生创新创业项目（201710379049）联合资助成果

中图分类号： F327;X71                          文献标识码：  A                 DOI编号：   10.14025/j.cnki.jlny.2019.14.007

农业是支撑我国国民经济发展建设的基础，也是产生温室气体的重要来源之一[1]。目前，农业碳排放量在我国温室气体排放总量中占据17%[2]。实现农业碳排放的减排成为我国减少温室气体排放的有效途径之一。现如今，对于农业碳排放开展的大量工作，主要集中于农业碳排放时空特征、农业碳排放驱动因素分析、农业碳排放与经济发展的关系等研究，如闵继胜等[3]、田云等[4]对中国农业碳排放进行测算以及时空分析，贺亚亚等对湖北省农业碳排放进行时空比较;杨红娟等、王强等分别以云南省和东北为例，利用LMDI模型对影响农业碳排放影响因素进行分析;孙耀华等、李琦等分别对我国、对安徽省农业碳排放与经济发展之间的关系进行研究。本文选取合肥市作为分析对象，来分析其农业碳排放的时空变化，为农业碳排放节能减排以及农业政策制定提供指导。

1 材料与方法

本文以狭义农业为研究对象，研究主要农业活动过程中产生的碳排放，不同学者采用不同的测算方法，本文主要使用能源排放量进行计算（IPCC），见公式1。

农业碳排放估算公式： ■      （1）

式中：E表示农业碳排放总量（万吨）;■表示第■类农业碳源的农业碳排放量（万吨）;■表示第■类碳排放源的量;■表示第■类碳排放源的排放系数。根据相关经验与查阅相关资料，本文农业碳排放来源主要选择化肥，农膜，农药，有效灌溉，翻耕这5类。采用农业碳源排放系数如下（见表1）。

表1 农业主要碳源碳排放系数

2 结果与讨论

2.1合肥市碳排放时间特征

2.1.1合肥市碳排放总量变化 根据本文采用的农业碳排放计算公式，测算出合肥市2004年～2016年农业碳排放总量并计算出其环比的增速，结果如图1所示。从图1可以看出，合肥市农业碳排放量总体呈现上升趋势，由2004年的33.59万吨上升到2016年的58.87万吨，增加了25.28万吨，增长了75.26%。根据碳排放的增长幅度，可以大致分为四个阶段：

第一阶段为2004年～2010年，碳排放量缓慢增长，由2004年的33.59万吨到2010年的40.33万吨，增长了6.74万吨，年平均增长率为0.87%。因农用塑料薄膜与化肥施用量逐步上升，导致碳排放量增长。第二阶段为2010年～2011年，碳排放增长迅速，由2010年40.33万吨增长到2011年61.48万吨，增长了21.15万吨，增长了52%。主要是因为庐江县与巢湖市划入到合肥市，合肥市耕地面积由2010年的22万公顷增长到2011年34万公顷，碳源使用量增加，导致化肥施用量与翻耕产生的碳排放量快速上升，合肥市整体总量上升。第三阶段为2011年～2014年，碳排放量小幅上升，由2011年的61.48万吨增长到2014年的62.63万吨，仅增长1.15万吨，仅增长了1.9%。第四阶段为2014年～2016年，碳排放量小幅下降，由2014年的62.63万吨减少到58.87万吨，减少了3.76万吨。

2.1.2合肥市碳排放组分的变化 从图2中可以看出，合肥市碳排放组分中主要以化肥施用量与翻耕为主，化肥施用量占比为42%～46%，翻耕占比为37%～43%;而农用塑料薄膜、农药施用量、有效灌溉所占比例较小，农用塑料薄膜基本在5%～11%，农药塑料薄膜基本维持在3%～6%，有效灌溉基本稳定在1%。

图2 2004年～2016年合肥市碳排放组分

在2004年～2016年间，化肥施用量、翻耕、农用塑料薄膜、农药施用量、有效灌溉的碳排放总量呈现上升趋势，但其比例有变化，化肥施用量与翻耕比例略有下降，都从2004年的44%分别下降到2016年的42%、30%，而农用塑料薄膜比例呈现上升趋势，从2004的5%上升到2016年12%。其中，2011年大幅增长，环比增长60.37%、51.09%、37.13%、30.53%、48.00%，主是由于行政区划，将庐江县与巢湖市划入合肥市中，合肥市耕地面积由2010年的22万公顷增长到2011年34万公顷，直接导致了合肥市总体碳排放量的增加。

2.2 合肥市碳排放空间特征

本文选取了2016年的合肥市各个（县）农业碳排放数据，使用平均值分法将合肥市各县区划分为3个等级，取平均值的1/2倍、3/2倍作为分界值，小于9.8万吨的为第一个等级，是低排放地区，主要是合肥市辖区，巢湖市和肥西县，分别为3.7万吨、6.47万吨和8.44万吨，因合肥市辖区农业耕地面积为48.41千公顷，占合肥市整体面积的8.6%，其为经济文化中心，主要以第三产业发展为主，农业发展较少，导致其碳排放量低。巢湖市耕地面积为77.9千公顷，巢湖市致力于成为现代产业发展的高地、全国著名的旅游休闲度假胜地和山川秀美的生态之城，大力实施四大战略，其碳排放量偏低。肥西县耕地面积为85.35千公顷，合肥经济圈和皖江城市带承接产业转移示范区的核心地带，发展第三产业，其碳排放量在2016年居于第三位。而居于9.8万吨到14.7万吨的划分为第二等级，为中排放地区，指肥东县与庐江县，碳排放量分别为12.48万吨和12.89万吨，其位于合肥市的总部地带，肥东县北部主要以农业为主，导致其碳排放量过高，肥西县主要以第三产业为主，农业发展较慢。大于14.7万吨为第三等级，是高排放地区，为长丰县，其碳排放量为14.9万吨，长丰县为合肥的农业大区，主要以农业发展为主，耕地面积多，农业投入量大，导致其碳排放量过高。

3 结论

本文通过分析2004年～2016年合肥市以及其县区农业碳排放的时空变化特征，得出如下结论：

一是合肥市農业碳排放总量呈现上升趋势，表现为缓慢上升、快速上升、缓慢下降的阶段性特征;合肥市碳排放组分中主要以化肥施用量与翻耕为主，化肥施用量占比为42%～46%，翻耕占比为37%～43%;而农用塑料薄膜、农药施用量、有效灌溉所占比例较小，农用塑料薄膜基本在5%～11%，农药塑料薄膜基本维持在3%～6%，有效灌溉基本稳定在1%。

二是合肥市各个县（市）主要研究2016年农业碳排放量，其农业碳排放量最高为长丰县与庐江县，其碳排放量分别为14.9万吨与12.89万吨。最低的地区为合肥市辖区与巢湖市，碳排放量为3.7万吨和6.47万吨。各个地区碳排放量主要是由于化肥与翻耕引起的，化肥维持在39%～50%，翻耕在49%～33%，农药和有效灌溉面积最小，农药为2%～10%，灌溉仅为1%～2%，而塑料薄膜施用量引起的碳排放量在不同的县区所占比例不同。

参考文献

[1]刘阳，汪季，刘静，等.保护性耕作对玉米农田碳储量的影响[J].内蒙古林业科技，2012，38（01）：14-17.

[2]赵文晋，李都峰，王宪恩.低碳农业的发展思路[J].环境保护，2010，（12）：38-39.

[3]田云，张俊飚，尹朝静，等.中国农业碳排放分布动态与趋势演进——基于31个（市、区）2002-2011年的面板数据分析[J].中国人口·资源与环境，2014，24（06）：91-98.

作者简介：杨志强，在读本科生，研究方向：自然地理与资源环境。

通讯作者：韩亚芬，硕士，讲师，研究方向：环境质量评价研究。