我国低碳现代农业发展研究——基于碳足迹核算和适用性低碳技术应用的视角
气候变化是当今人类面临的最为严峻的全球环境问题。农业生产与气候变化耦合关系明显,一方面在高能耗的石油农业生产模式下,农业已成为温室气体的第二大重要来源;另一方面气候变化将导致生产潜力与农业资源有效供给的矛盾,给农业生产带来很大的不确定性。中国作为世界最大的农业生产国,无论是农业源温室气体排放占总排放的比重,还是甲烷和氧化亚氮两大农业源温室气体排放占各自总量的比重均居全球最高。中国农业活动基数大、增长快,如不采取相应的减排措施,农业活动相关的温室气体排放量还会增大;且以“机械化+化学化=农业现代化”为特征的发展模式所带来的土壤、水体、空气等立体交叉污染和食品不安全等负外部性也将日益严重。因此,研究我国低碳型现代农业发展问题,不仅在理论上有意义,而且在实践上可以为我国农业减排技术推广和低碳农业发展提供指导。
目前国内外学者已对低碳农业发展问题进行了不少研究,取得了初步成果。但从研究侧重来看,主要体现在重适应轻减排、重宏观轻微观、重技术轻推广,尤其是对微观农户减排技术采纳系统实证研究的尚不多见。基于此,本文主要应用系统论中的协同理论和经济学中的外部性理论,结合已有低碳农业国内外研究成果和现代农业理论推导,首先,界定了由概念群、核心要素、衡量指标组成的低碳农业内涵体系,并构建了低碳现代农业分析逻辑框架;其次,应用碳足迹理论采用全生命周期法对全国和各省区农业温室气体排放进行系统核算并对影响因素进行逐年分解分析;再次,利用德尔菲专家评价法筛选出农业源温室气体减排适用性技术和管理措施,并以此为基础,运用微观计量技术以稻田种植为例,对稻农减排技术采纳意愿以及一体化减排技术采纳数量影响因素进行实证分析;最后,通过典型案例研究,对低碳农业发展中技术、组织、政策耦合进行深度挖掘,并对水稻种植不同技术组合的排放效果、成本一收益、边际减排成本进行了定量比较分析。基于以上的理论和实证研究,提出了我国低碳型现代农业发展的若干政策建议。全文研究内容主要分五大部分:
第一部分是导言和文献综述部分,包括第1、2、3章的内容。主要界定本文研究边界、研究背景和意义、所用理论和方法、研究思路和框架、创新点和不足。鉴于本文属应用对策类研究,综述部分在对研究文献进行理论综述的基础上,还介绍了国内外低碳农业发展实践。从已有文献研究内容和研究方法方面,国外已形成以自然科学“田野实验”为主要研究方法和以经济学为主的社会科学“各类模型”为主要研究方法的研究内容以及与之匹配的研究方法的一体化分析框架;国内研究主要集中在低碳农业内涵、发展模式和路径、必要性和制约分析、政策与机制设计的定性研究方面;从国内外发展实践方面,国外侧重农业适应和减缓气候变化国家战略及农业碳源碳汇核算标准的制定,农业减排增汇补贴和碳市场交易已进入实施阶段;我国侧重依托国际项目合作进行农业适应气候变化实践和试行碳排放交易以及依托中国绿色碳基金开展自愿市场的碳汇交易(主要是林业方面),关于低碳农业方面还处在概念性和基础性研究上,没有明确的实施方案。综观国内外的研究,目前多数侧重宏观层面,对微观主体的研究明显欠缺,尤其是基于具有适用性和经济性减排技术基础上的农户减排行为研究以及典型案例研究亟需加强。
第二部分低碳现代农业分析框架的构建,包括第4章内容。在系统梳理现代农业发展阶段、现代农业内涵、现代农业发展模式基础上,试图把握现代农业发展阶段、内涵拓展、主导模式,从而得出低碳现代农业是现代农业全面实现阶段的具体发展模式之一的观点。在综合了已有研究和理论推导的基础上提出由基本定义、概念群、核心要素、衡量指标构成的低碳现代农业内涵体系,并将低碳农业与相关发展模式进行比较分析;构建了由基础工作、发展路径、政策体系组成的低碳农业分析逻辑框架,而本文实证分析部分主要是验证发展判别和技术应用两项基础工作。
第三部分是宏观层面实证分析部分,包括第5章内容。已有的IPCC农业源温室气体排放清单没有将农用能源和农资投入品隐含碳以及农业废弃物碳排放纳入核算体系,严重低估了农业生产活动对气候变化的影响,从而造成减排措施上的缺失。本章应用碳足迹理论和分层生命周期评价法对我国及各省区1995-2010年间农业碳足迹总量和碳足迹强度进行了全面核算并揭示其时空分布特征,进一步应用拓展的卡亚—波特恒等式运用完全分解法从内在机理上识别影响国家以及区域层面农业碳足迹排放量的驱动因素,从而结合总量核算和驱动因素时间序列分析,从宏观上完成对分析框架中低碳现代农业发展判别实证研究并提出区域分异视角下的低碳农业发展模式。
第四部分是微观层面实证分析部分,包括6、7、8章内容。这部分首先,基于“增产减排或至少是稳产减排”的农业(户)生产需要,在全面汇整农业源温室气体减排技术和管理措施的基础上,应用修正式德尔菲法,分农田氧化亚氮减排、稻田甲烷减排、畜牧业温室气体减排技术三个专题,筛选出“确定性强、可行性强、减排潜力大、对产量有增产或稳产影响、农户易于采纳”的农业适用性减排技术“最终清单”;然后,以水稻为例,分别应用二元选择模型和计数模型对稻农稻田甲烷减排技术采纳意愿和采纳数量影响因素进行了实证研究;最后,以江苏省姜堰市沈高镇河横村为研究案例,深度挖掘低碳农业发展中技术、组织、政策耦合经验,并对水稻种植不同技术组合排放效果、成本收益、基准模式向目标模式转化的边际减排成本进行了比较分析。从而本部分从微观层面完成对分析框架中低碳现代农业技术应用的实证研究。
第五部分是结论与政策建议,包括第9章内容。宏观实证研究结果表明,我国1995-2010年间农业碳足迹整体处于阶段性上升态势,年均增长率为0.67％,可划分为快速增长期、缓慢增长期、增速反弹回升期、增速放缓期四个阶段;农业碳足迹强度呈现下降趋势,年均降幅达4.19%。从碳足迹层级结构分析,除农业源排放表现为下降趋势外,农用能源、农资隐含碳、农业废弃物所产生的温室气体排放都不同程度呈现增长态势。能源碳强度效用和单位产量能源强度效应分别是我国农业温室气体减排和排放的主要驱动因素。微观实证研究结果表明,农田适用性减排技术侧重养分管理和耕作制度;稻田适用性减排技术侧重水分管理和品种筛选;畜牧业适用性减排技术侧重饲料管理和粪便管理。提高农户对气候变化的认知能显著提高减排技术的采纳意愿,通过科技示范户对减排技术的试验示范能显著提高减排技术采纳数量,农业技术推广服务、信贷的可获得性、农田水利基础设施三个因素则同时显著影响采纳意愿和采纳数量。通过边际减排成本确定每亩或减排单位二氧化碳当量的补贴或碳交易价格,能够推进区域农业生产模式从基准模式向目标模式转变。基于这些研究结论,提出我国低碳现代农业发展的若干对策建议。
低碳农业;温室气体减排;碳足迹核算;全生命周期法
浙江大学
博士
林业经济管理
黄祖辉
2013
中文
F320.1;F323.22
265
2013-06-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）