农林业净碳汇价值测算方法

徐婷婷 郭 嘉 李庆卫 孙新旺 白保勋

（1.郑州市农林科学研究所，河南 郑州 450005；2.中国林业科学研究院林业新技术研究所，北京 100091；3.北京林业大学园林学院，北京 100083；4.南京林业大学风景园林学院，江苏 南京 210037）

农田生态系统和森林生态系统是陆地生态系统的重要组成部分，是重要的大气碳源和碳汇，对温室气体含量影响较大。农林业净碳汇越大，吸收固定大气中的二氧化碳越多，农田生态系统和森林生态系统在全球碳循环中的价值越大［1］。

1 农林业净碳汇的评价指标体系

农林业碳汇价值包括正价值和负价值，正价值为农林业固碳价值，负价值为农林业碳投入价值和环境成本，碳投入价值包括农林业生产中的能量投入和物资投入，环境成本为治理农药、化肥污染所需费用。农林业净碳汇价值为农林业固碳价值减去农林业碳投入价值和环境成本，具体指标体系见图1。

图1 农林业净碳汇评估指标体系

2 农林业净碳汇相关计算方法

2.1 固碳价值计算方法

将农林业生态系统按照绿色植物类型分为粮经作物、叶菜类作物、果菜和根菜类作物、果树和林木，分别计算各自的固碳价值。

2.1.1 粮经作物固碳价值。粮经作物固碳价值计算公式如下：

式（1）中，U粮经为粮经作物固碳价值，单位为元/（hm2·a）；C碳为碳的价格，单位为元/t；A为粮经作物的种植面积，单位为hm2；V系为作物的经济系数，经济系数=经济产量/生物量×100%；Y粮经为作物的经济产量，单位为t/（hm2·a）；H粮经为粮经作物籽粒含水率（%）。

2.1.2 叶菜类作物固碳价值。叶菜类作物固碳价值计算公式如下：

式（2）中，U叶菜为叶菜年固碳价值，单位为元/（hm2·a）；C碳为碳的价格，单位为元/t；R碳为CO2中碳的含量；B叶产为叶菜产量，单位为t/（hm2·a）；A为叶菜的种植面积，单位为hm2；V叶为菜含水率（%）。

2.1.3 果菜和根菜类作物固碳价值。果菜和根菜类作物固碳价值计算公式如下：

式（3）中，U果菜为果菜、根菜的固碳价值，单位为元/（hm2·a）；C碳为碳的价格，单位为元/t；V果菜果菜、根菜含水率（%）；A为果菜、根菜的种植面积，单位为hm2；Y果菜为果菜、根菜的经济产量，单位为t/（hm2·a）；H果菜为果菜、根菜的经济系数，无量纲。

2.1.4 果树固碳价值。果树固碳价值计算公式如下：

式（4）中，U果品为果树固碳价值，单位为元/（hm2·a）；C碳为碳的价格，单位为元/t；A为果树的种植面积，单位为hm2；V水果为果实含水率（%）；Y水果为果实的产量，单位为t/（hm2·a）；H水果为果树的经济系数。

2.1.5 林木固碳价值。林木固碳价值计算公式如下所示：

式（5）中，U碳为植物年固碳价值，单位为元/（hm2·a）；C碳为碳的价格，单位为元/t；R碳为CO2中碳的含量；A为不同种类植物的种植面积，单位为hm2；B年为净生产力，单位为t/（hm2·a）。

2.2 碳投入价值计算方法

粮经作物、露地蔬菜果树、林木碳投入价值计算公式为：

式（6）中，U投为碳投入价值，单位为元/（hm2·a）；n为农业生产过程能源消耗量，包括柴油、电能等，单位为t/（hm2·a）；Cti为农业农药、化肥等生产碳排放参数；m为生产资料消耗量，包括化肥、农药使用量，单位为t/（hm2·a），β为第i种生产耗能的碳排放参数；C碳为碳的价格，单位为元/t。

2.3 环境成本计算方法

2.3.1 农药污染治理碳排放价值。粮经作物、露地蔬菜、果树及林木农药污染治理碳排放价值计算公式为：

式（7）中，U药为农药农业污染治理碳排放价值，单位为元/（hm2·a）；U为农药使用费，单位为kg/hm2；R为农药利用率，单位为%；N为农作物纯收益，单位为元/kg；H为农产品的合格率，单位为%。

2.3.2 化肥污染治理碳排放价值。粮经作物、露地蔬菜、果树及林木化肥污染治理碳排放价值计算公式为：

式（8）中，E肥为化肥污染治理碳排放价值，单位为元/（hm2·a）；F量为化肥用量，单位为t/（hm2·a）；V含为化肥含氮量（%）；H污为1 t 化肥氮素污染种类碳排放价值，单位为元/t。

在化肥污染治理碳排放试验研究中，以河南省中北部为例，使用1 t氮素污染治理碳排放价值为1 324元，使用1 t五氧化二磷治理碳排放价值为23元，可见化肥污染主要表现为氮素污染，同时磷肥使用量较少。因此，计算化肥治理碳排放价值时，忽略了磷污染，只考虑氮素治理碳排放价值。

2.4 农林业净碳汇计算方法

粮经作物、露地蔬菜、果园及林木的净碳汇价值计算公式为：

式（9）中，U净为植物净碳汇的价值，单位为元/（hm2·a）；U碳为植物固碳价值，单位为元/（hm2·a）；U投为碳投入价值，单位为元/（hm2·a）；U药为农药污染治理碳投入价值，单位为元/（hm2·a）；E肥为化肥污染治理碳排放价值，单位为元/t。

3 结果与分析

以河南省为例，选择不同的农林业生态系统类型，观测农林业净生产力、能量投入和物资投入，根据式（1）至式（9）计算净碳汇价值，得出结果见表1。

表1 不同类型农林业生态系统每年净碳汇的价值

由表1可以看出，复合农林生态系统净碳汇的价值最大，其次为粮经作物，城镇绿地、林地和露地蔬菜3 类生态系统净碳汇价值相近，远小于复合农林，果园生态系统净碳汇价值最小。

4 结语

随着现代化与工业化的发展，机械动力逐渐代替了人工动力，柴油和汽油等能源投入加大；化肥代替有机肥，化肥、农药使用量也加大，从而增加了碳排放量［2］。如果能改善种植制度，大力发展绿色农业，不仅可以保障粮食安全，而且能增加碳汇，发挥农业的生态价值。根据农林业生态价值测算结果，按照碳交易规则，借鉴国内外农业生态补偿的经验，结合各地实际，可以设定农林业生态补偿标准，为农林业绿色可持续发展提供帮助，保障我国低碳减排目标顺利实现。