新疆兵團農業碳排放特征及達峰路徑研究

摘 要：為了厘清新疆兵團農業碳排放的現狀，找出新疆兵團農業實現碳達峰的路徑，使用碳排放測算模型對新疆兵團的農業碳排放進行測度。在此基礎上，基于經典的環境庫茲涅茨曲線理論對新疆兵團農業碳達峰的路徑展開研究。結果表明：2001年以來，新疆兵團的農業碳排放呈增長態勢且區域分布不均衡，新疆兵團的農業碳排放將于2025年實現達峰。研究表明，為了實現新疆兵團農業的碳達峰，應繼續實施“一控兩減三基本”政策，不斷推動大中型農機具的開發與應用。

關鍵詞：農業碳排放 碳達峰 環境庫茲涅茨曲線 達峰路徑

中圖分類號：F327 ?文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2024）01-017-04

新疆生產建設兵團（以下簡稱“新疆兵團”）的農業正面臨著增長與碳達峰的矛盾。一方面，從農業經濟發展的角度看，新疆兵團的農業經濟還要繼續保持增長。另一方面，農業生態環境已經為新疆兵團的農業經濟增長付出了較大代價，新疆兵團農業經濟的增長面臨著實現碳達峰的壓力。因此，如何在保證新疆兵團農業經濟增長的同時又能夠如期實現農業的碳達峰目標，這已成為新疆兵團農業發展需要迫切解決的現實問題。而解決這一現實問題的關鍵是要找到符合新疆兵團農業經濟自身發展特征的碳達峰路徑?；诖?，本文首先從數量層面對新疆兵團農業碳排放進行測算，在此基礎上，本文進一步對新疆兵團農業實現碳達峰的路徑展開研究。

一、文獻回顧

學界對農業碳排放的研究是逐漸深入的。首先，有研究表明，經濟發展是農業碳排放的主要驅動因素（李國志和李宗植，2010）[1]。張廣勝和王珊珊（2014）進一步指出，從長期看，氮肥在化肥中的比重、畜牧業在農業中的比重和農用能源強度對農業碳排放強度有正向影響[2]。何艷秋和戴小文（2016）研究發現，我國農業碳排放主導因素有兩個發展階段，先由農業經濟結構主導向農業機械化主導轉變，再向農業經濟發展水平主導轉變[3]。金書秦等（2021）結合我國農業機械化發展的現實指出，當前我國農業機械化帶來的能源消耗成為農業碳達峰的最大不確定因素[4]。另一方面，也有不少研究發現一些因素能夠起到抑制或減少農業碳排放的作用。例如，劉瓊和肖海峰（2020）指出，較高的財政支農水平會加強糧食種植比例與農業碳排放之間的負向關系，削弱化肥投入強度與農業碳排放之間的正向關系[5]。田云和尹忞昊（2021）認為，技術進步對農業能源碳排放強度具有明顯的抑制作用，農業技術進步1個百分點，可使周邊地區農業能源碳排放強度降低0.12%[6]。在碳排放測算層面，學界對農業碳源的認識不盡相同，但在測算碳排放時都是通過構建指標體系并設置相應參數進行測算的。此外，學界還從化肥投入、國際合作、林業碳匯、低碳消費等多個方面對農業碳排放的減排路徑展開了研究。

已有研究成果對本文的研究有著較高的參考價值。但已有關于新疆兵團農業實現碳達峰的問題還有進一步研究的空間。這主要體現在兩個方面：一是已有關于新疆兵團農業碳排放的測算未能準確區分二氧化碳和標準碳，測算結果不夠精準。本文基于新疆兵團農業發展的現狀，測算的碳源更加全面，測算結果更加精準。二是基于更加精準的碳排放測算結果，本文對新疆兵團農業實現碳達峰的路徑分析也更加符合實際。

二、新疆兵團農業碳排放時空特征

（一）碳排放測算模型

新疆兵團插花式分布于全疆各地，其農業生產不同于全國其他省區。從產業結構看，新疆兵團農業的產業結構豐富多樣，不僅包括對農業機械高度依賴的種植業，還包括養殖業和畜牧業。其中，種植業不僅會產生CO2，還會產生N2O，而畜禽養殖業不僅產生N2O，還會產生CH4。根據已有研究，本文構建的農業碳排放測算模型如下：

C=Cc=T×δ（1）

（1）式中，C、Cc（下標c表示碳源的類別）分別表示農業碳排放總量與各類碳源所產生的碳排放量；T、δ分別表示各類碳源的實際數量及其對應的碳排放系數。

本文使用農用柴油產生的碳排放量衡量農業能源利用產生的碳排放，農用物資消耗、農業能源利用以及種植業中的翻耕和灌溉主要來自種植業，并且均產生CO2這一主要溫室氣體。因此，這些碳源都可歸結為種植業的CO2來源。本文在測算種植業產生的CO2時，采用的碳排放系數如表1所示。

種植業的作物生長和施肥過程中還會產生N2O，本文在測算種植業產生的N2O時采用的碳排放系數如表2所示。

在畜禽養殖過程中，牲畜的腸道發酵和排泄物主要產生CH4和N2O兩種溫室氣體。本文在測算畜禽養殖產生的CH4和N2O時采用的碳排放系數如表3所示。

（二）新疆兵團農業碳排放的時空特征

本文利用碳排放測算模型對新疆兵團農業的各類碳源進行測算，并將各類碳源產生的N2O、CO2及CH4排放量進行加總，進而得出2001年以來新疆兵團農業的碳排放變化趨勢。如圖1所示，2001年以來，新疆兵團農業的碳排放量雖然在個別年份有所下降，但總體呈現上升趨勢。

為了厘清新疆兵團農業碳排放的空間分布情況，本文還將2020年新疆兵團各師的碳排放量進行對比。如圖2所示，新疆兵團第一師和第八師的碳排放量均超過20萬噸，第二師、第三師、第六師及第七師的碳排放量均在10萬噸到15萬噸之間，其余各師的碳排放量均在10萬噸以下。由此可知，新疆兵團農業碳排放量空間分布不均。

三、新疆兵團農業碳達峰路徑分析

（一）模型設定與指標選取

為了判斷新疆兵團農業碳排放隨著農業經濟增長而達峰的具體時間，本文根據環境庫茲涅茨曲線理論構建如下基準回歸模型：

y=α+β1x2+β2x+ε（2）

（2）式中，y表示污染物總量，x表示經濟發展水平，x2表示經濟發展水平的二次項，ε表示基準模型的殘差?？紤]到該基準模型中，x表示經濟發展水平，而經濟發展水平和殘差有可能突破嚴格外生的假定。因此，在基準模型中還設置了α作為常數項。

同時，為了進一步說明農業碳排放達峰的路徑，本文還在基準模型的基礎上，構建分析新疆兵團農業碳達峰路徑的拓展模型。相比基準模型，拓展模型構建的理論依據仍然是環境庫茲涅茨曲線理論，不同點在于拓展模型剔除了經濟發展水平的二次項，加入了綠色因子和控制變量。具體表達式如下所示：

y=α'+β1'x+β'2grefi+β3'cvj+ε'（3）

（3）式中，y仍然表示污染物排放量，x表示經濟發展水平。gref表示綠色因子，不同的下標i表示不同的綠色因子。cv表示控制變量，不同的下標j表示不同的控制變量。其中，綠色因子主要是能夠體現農業綠色增長的相關因素，這些因素既能夠實現減污降耗，又能夠使農業經濟保持增長。ε'表示拓展模型的殘差。

在變量y的選取上，本文分別使用種植業的CO2排放量（farco2）、種植業的N2O排放量（farn2o）、種植業碳排放總量（fpo）、畜禽養殖的CH4排放量（ahch4）、畜禽養殖N2O的排放量（ahn2o）、畜禽養殖碳排放總量（apo）以及農業碳排放總量（top）等五種類型的碳排放量作為被解釋變量，以便進行分類對比與分析。

在變量x的選取上，本文分別使用第一產業增加值（ftp）、種植業年產值（farp）、畜牧業年產值（ahp）等三類增加值作為核心解釋變量。

新疆生產建設兵團于2015年4月發布了《兵團推進農業“一控兩減三基本”工作實施方案（2015—2020年）》，該項政策提出了新疆兵團農業“一控兩減三基本”的工作目標，即控制農業用水總量；減少化肥、農藥使用量，化肥、農藥用量實現零增長；基本實現畜禽養殖排泄物資源化利用，病死畜禽全部實現無害化處理；基本實現農作物秸稈資源化利用，秸稈露天焚燒現象得到有效控制；基本實現農業投入品包裝物及廢棄農膜有效回收處理。

為了識別出新疆兵團農業碳達峰的路徑，本文根據新疆兵團農業發展的實際情況選擇是否實行“一控兩減三基本”政策（gref1）、化肥深施面積（gref2）、病蟲害機力防治面積（gref3）、大中型農機臺數（gref4）等四種因素作為新疆兵團農業經濟增長的綠色因子。其中，“一控兩減三基本”政策旨在減污降耗，實現農業的綠色增長，這與當前新疆兵團農業的“雙碳”目標是一致的，因而被設為農業經濟增長的綠色因子?；噬钍┟娣e表示科學施肥的應用范圍，是化肥減量層面的碳減排措施。病蟲害機力防治面積則是高效減量使用農藥的一種量化指標，能夠體現出農藥減量層面的碳減排。另外，考慮到種植業與畜牧業在碳減排方面的諸多作業環節都需要依托大中型農機具才能得以開展。因此，本文還選取大中型農機臺數作為農業經濟增長的綠色因子。

根據環境庫茲涅茨曲線理論，能夠反映經濟增長水平的變量不僅包括產業增加值，還應包括人們的收入水平。因此，在控制變量cv的選取上，本文選擇新疆兵團團場連隊常住居民人均可支配收入（ani）作為加入拓展模型的控制變量。

（二）數據來源

在農業碳排放方面，種植業的CO2排放量（farco2）、種植業N2O的排放量（farn2o）、種植業碳排放總量（fpo）、畜禽養殖的CH4排放量（ahch4）、畜禽養殖的N2O排放量（ahn2o）、畜禽養殖碳排放總量（apo）以及農業碳排放總量（top）等數據均來源于本文的測算結果。第一產業增加值（ftp）、種植業年產值（farp）、畜牧業年產值（ahp）、團場連隊常住居民人均可支配收入（ani）、化肥深施面積（gref2）以及病蟲害機力防治面積（gref3）的數據來源于《新疆生產建設兵團統計年鑒》?！耙豢貎蓽p三基本”政策（gref1）的數值在設置上采取“實施為1、未實施為0”的辦法。大中型農機臺數（gref4）的數據來源于《中國農業機械工業年鑒》。

（三）碳達峰路徑分析

在基準模型回歸中，本文分別使用種植業的CO2排放量（farco2）、種植業的N2O排放量（farn2o）、畜禽養殖的CH4排放量（ahch4）、畜禽養殖的N2O排放量（ahn2o）以及農業碳排放總量（top）作為被解釋變量進行回歸，具體回歸結果如表4所示。

由表4可知，種植業年產值（farp）的二次項系數為負。這表明種植業碳排放量會隨著種植業年產值的增長而實現達峰。這一結果不僅適用于種植業CO2的排放量，也適用于種植業N2O的排放量。另一方面，畜禽養殖產生的碳排放量也會隨著畜牧業年產值的增長而實現達峰。這是因為畜牧業年產值（ahp）的二次項回歸系數也為負。然而，畜牧業年產值（ahp）的二次項回歸系數并不顯著。在此基礎上，本文還對農業碳排放總量作為被解釋變量的基準模型進行回歸，結果顯示第一產業增加值的二次項回歸系數為負，且顯著性水平較高。這表明農業碳排放量會隨著農業經濟的增長而達峰。

為了預測新疆兵團農業碳達峰的具體時間，本文對以農業碳排放總量為被解釋變量的基準模型進行賦值。賦值結果顯示，新疆兵團農業實現碳達峰時的碳排放總量為139.07萬噸，此時農業經濟增長（按第一產業增加值計）處于1874.06億元的水平。根據當前新疆兵團農業經濟增長的趨勢可以推測，新疆兵團將于2025年實現農業碳達峰。

在明確新疆兵團農業實現碳達峰時間的基礎上，還需找出實現農業碳達峰的路徑。為此，本文在拓展模型中分別使用種植業CO2的排放量（farco2）、種植業碳排放總量（fpo）和畜禽養殖碳排放總量（apo）、農業碳排放總量（top）作為被解釋變量進行回歸，以期更精準地識別出新疆兵團農業實現碳達峰的路徑。具體回歸結果如表5所示。

由表5可知，團場連隊常住居民人均可支配收入（ani）是一種與農業碳排放量呈負相關的穩定因素。這表明，人均收入水平的提高對減少碳排放量有著正向的促進作用。從綠色因子方面看，是否實行“一控兩減三基本”政策（gref1）、病蟲害機力防治面積（gref3）和大中型農機臺數（gref4）均與農業碳排放量呈現出顯著的正相關關系。由于在實現農業碳達峰之前，新疆兵團農業的碳排放量尚處于增長階段。因此，實行“一控兩減三基本”政策（gref1）、病蟲害機力防治面積（gref3）和大中型農機臺數（gref4）是有利于推動新疆兵團農業碳達峰的。

四、研究結論

本文以統計數據為依據，通過構建農業碳排放測算模型，對新疆兵團農業碳排放的時空特征進行分析。在此基礎上，本文還構建了預測實現碳達峰時間的基準模型和識別碳達峰路徑的拓展模型。研究得出以下三點結論：

一是新疆兵團的農業經濟能夠在保持增長的前提下實現碳達峰目標。隨著農業經濟的增長和團場職工收入水平的提高，預計新疆兵團的農業碳排放量將于2025年實現碳達峰。但需要指明的是，農業經濟增長水平和團場職工收入水平的提高僅僅為實現碳達峰提供了經濟條件，農業碳達峰并不會自動實現。

二是“一控兩減三基本”政策是新疆兵團實現農業碳達峰的重要路徑。其中，“一控兩減政策”主要有利于推動種植業的碳達峰，而“三基本政策”主要有利于推動畜禽養殖業的碳達峰。在農業實現碳達峰之前，新疆兵團已經于2015至2020年間實施了一輪“一控兩減三基本”政策，新疆兵團還應繼續實施該項政策，保持政策的連續性。

三是農業機械大型化發展也是新疆兵團實現農業碳達峰的重要路徑。隨著大中型農機具不斷應用于種植業和畜禽養殖業，農業機械大型化發展能夠顯著地展示出推動農業實現碳達峰的作用。因此，推動農業機械大型化發展，積極開發與應用各種有利于減污降耗的配套農機具，也是新疆兵團農業實現碳達峰的有效路徑。

[基金項目：新疆政法學院校長基金一般項目“新疆兵團農業碳達峰路徑研究”（XZSK2021035）]

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[10] 胡向東，王濟民.中國畜禽溫室氣體排放量估算[J].農業工程學報，2010，26（10）：247-252.

（作者單位：新疆政法學院經濟管理學院 新疆圖木舒克 ?843900）

［作者簡介：王彥，碩士，講師，研究方向：農業經濟理論與政策。］

（責編：賈偉）