基于低碳视野下的农业转型分析

1 引 言

在全球气候变暖的时代背景下，农业作为与自然环境关系最为密切的产业，一方面，温室气体的增加直接影响到农作物的光合作用,大气CO2的强度和浓度与作物的初级生产力密切相关。另一方面，农业在自身生产过程中,由于土地利用不当，化肥、农药等高碳型生产资料施用量过多释放出大量的温室气体,反过来影响气候的变化。据估计,农业源排放的CO2、CH4、N2O的量分别占总的人为温室气体排放量的21%～25%、57%和65%～80%（林而达，2001）。因此，在发展低碳经济方面，农业领域潜力巨大。广东相对全国而言，农业发展规模不大，农业产值占全省GDP的比例很小，但是化肥、农药等高碳型生产资料的投入却一直居于全国前列，属于典型的化学农业。据统计数据显示，近10年来广东农田的化肥施用量达到641kg/hm2，远远超过了国际上认定的225kg/ hm2的安全上限；农药使用量为31kg/hm2，超过农药的安全使用量8.7kg/hm2，是发达国家使用量的4倍多（唐丽霞，2008）。由于农药、化肥等农用化学品的大量不当使用，使得广东耕地土壤肥力严重下降。耕地土壤的退化一方面造成农田固碳能力的严重下降，另一方面引起土壤自身的有机碳不断向大气环境净释放。因此，广东应针对其农业发展自身的条件与现状，大力发展低碳农业，以实现农业发展方式的转型。这既是广东应对全球气候变暖，减少温室气体排放的内在要求，也是改善全省土壤质量，实现现代农业可持续发展的必然选择。目前，我国对低碳农业的探索正处于起步阶段，以农业温室气体减排和农业增汇减碳为目标的低碳农业发展模式，将成为今后现代农业发展的必然趋势。就此，本文以高碳型农业较为发达的广东省为案例，从低碳经济视角分析当前广东农业的发展现状，存在的主要问题，影响农业低碳发展的主要因素；并由此探讨低碳农业发展的主要路径与对策，以推进广东农业发展逐步实现低碳转型。

2 广东农业生产碳排放特征分析

2.1 农业生产碳排放总量趋势分析

在气候变化研究中碳排放量的测算比较复杂，因此，目前尚无农业CO2排放的具体观察数据，一般只能基于已有的相关统计量，初略估算其所产生的碳排放量。本研究涉及的农业生产碳排放（本文所指种植业），主要包括化肥、农药等现代农业投入品，直接能源消费，以及土地翻耕过程中所直接或间接导致的温室气体的排放。因此，计算农业二氧化碳排放量时采用如下公式估算：根据以上原则和计算方法，测算出2000～2009年广东省农业生产碳排放量的估算值（表2）。结果显示，随着化肥、农药等生产资料消费的快速增长，以及播种面积与灌溉面积的增加，广东农业的碳排放总量总体呈不断上升的趋势，从2000年的275.3万t碳增加到2009年的347.2万t碳，年均增长约3%。2000~2001年间，碳排放量呈现较为明显的上升，由2000年的275.3万t碳升至2001年的296万t碳，环比增长7.5%。2001~2003年，出现了约0.6%的微量下降态势。2005年之后，又呈现逐步上升的趋势，环比增速率总体保持在3%左右。

2.2 农业碳排放强度的时序特征

2000～2009年广东农业碳排放量虽然总体呈现增长态势，但是年均2.6%的增长率小于10年间农业总产值4.1%的年均增值率（图1），与之相对应的是广东历年的单位农业总产值碳排放强度呈现缓慢的下降态势（图1）。从表3可以看出，2000年广东单位农业总产值碳排放强度为16.01kg碳/万元，至2009年下降到14.10kg碳/万元，碳排放强度年均下降率为1.4%。从变化过程来看，广东单位农业总产值碳排放强度并非逐年下降,而是呈现一定的阶段性特征：2000～2002三年间波动较大，2000～2001年上升明显，环比增幅5%，但翌年迅速下降至低于2000年的碳排放强度，与上年相比降幅达到9.5%。2003～2006年为相对平稳阶段，呈现逐年小幅下降的特征，4年年均下降了2.2%。而自2007年之后，单位农业总产值碳排放强度又有所反弹。何建坤等研究认为，碳排放强度的下降率大于GDP的增长率时才能实现CO2的绝对减排（何建坤等，2004）。广东2000～2009年单位农业产值碳排放强度年均1.4%的下降率明显小于农业生产总值年均4.1%增长率，因此，广东农业生产还无法实现温室气体的绝对减排。这可以从近10年的广东农业空间碳排放强度增加幅度较大得到进一步验证，据测算广东农业空间碳排放强度从2000年的880kg/hm2增加到2009年的1226.41 kg/hm2，年均增长约4%，明显高于单位农业总产值碳排放强度。这一现象表明广东农业生产的碳排放形势不容乐观。

3 广东农业碳排放主要影响因素分解

3.1农业产值增长是农业碳排放增加的主要推动因素

据研究，20世纪80年代初以来,中国农业经济的快速持续发展对CO2排放的增长累计贡献了高达95%以上的增量（李国志等，2010）。广东的情况与全国类似，近年来，广东的耕地面积是以年均1.2%的速度下降的情况下，农业总产值则是以年均4.1%的速度增长。而农业产值的提高是与农业生产投入的加强是密切相关的。以农业机械投入为例，2009年全省农业机械总动力达2085万千瓦，比2000年增长18.2%。这表明近年来农业机械投入及相应的能源消费量增幅是农业产值得以增长的重要因素，而能源消费则是农业碳排放的直接来源之一。因此，随着农业经济的发展，农业碳排放将会进一步地增加，农业产值增长是广东农业碳增量的主要因素。

3.2 农业化学化水平的提高是广东农业空间碳排放强度上升的关键因素

农业化学化是农业现代化的重要内容之一，其基本含意是指农药、化肥等各种化学产品在农业上的应用，它对农业的发展具有重大意义，但生产化肥、农膜等农业化学品需要耗费大量的煤炭、石油等碳基能源；并在施用这些化学品过程中，造成土壤释放出大量的甲烷、CO2等温室气体。广东单位面积化肥、农药施用量不仅远远超过国际上公认的安全上限，而且就全国而言，其单位面积的化肥、农药等化学品的施用量也是最高的省份之一，以2007年为例，广东单位耕地面积化肥施用量和农药使用量分别为771.15kg/hm2和34.82kg/ hm2，均位于我国31个省市的第二位，仅低于福建省，分别是全国平均水平的1.84和2.61倍。施用绿肥的面积占年末耕地的比例很低并逐年减少，由2000年1.99%下降到2009年的1.04%。由此可见，近年来广东农业空间碳排放强度的不断上升与其农业化学化水平的提高是密不可分的。从近10年的广东农业各类碳源碳排放占比情况（图2），也可验证这一点。自2000年以来，来自化肥、农药、农膜等三种化学投入品的碳排放量占农业源碳排放总量的比例高达77%以上，尤其是化肥，近10年来一直占据农业碳排放总量60%左右的比例。

3.3 农业投入产出率平稳是单位农业产值碳排放量增幅较小的主导因素

农业投入产出率与单位产值农业碳排放量之间是一种“负相关”的关系，农业投入产出率高，则相应的单位产值碳排放量就低，反之亦然。以2002年为例，由于当年的投入产出率与前一年相比出现较大幅度的提高，农业总产值同比增长了9.4%，这直接使得2002年农业单位产值碳排放强度出现高达9.5%的下降幅度。不过总体而言，其与空间碳排放强度增幅较大相比，2000～2009年广东单位农业总产值碳排放量变化幅度不大，这与近年广东农业投入产出率一直保持在30%以上，未出现明显的波动密切相关。在农业投入加大的情况下，必然导致碳排放量的增加，但由于投入产出率的平稳，使得农业总产值也相应得以增加，所以单位农业总产值碳排放强度基本也就保持在一个稳定值内，没有出现太大的变化。

3.4 农业能源消费结构的高碳化是推动广东农业碳排放增长的另一驱动因素

据调查统计，广东农业生产能源消费中，主要以高碳排放的柴油和火电为主，低碳或零碳排放的天然气及风电、沼气等清洁能源使用占比低。以沼气为例，相对于全国其他地区，广东的沼气推广力度非常弱，据统计，2000年，四川农村户用沼气池就达216.5万户，而广东当年仅为19.2万户，全国排名第12位。至2007年，四川农村户用沼气池达到390万户，而广东仅35万户，全国排名第19位（农业部科技教育司，2008）。

4 广东农业低碳发展面临的主要障碍

4.1 耕地重用轻养，土壤有机碳流失严重，严重制约了广东农业的低碳发展

耕地质量是农业综合生产能力的基础和核心。广东人均耕地面积小，土地强化利用上比较明显，农作物复种指数高达230%以上，特别是蔬菜、甜玉米等长期连作，农作物秸秆还田由于季节紧而不断减少，收割季节秸秆焚烧现象随处可见。如前所述，广东化肥、农药、农膜等农业化学品使用强度大（表3），尤其在珠三角，耕地化肥施用量为900 kg/hm2，是全国化肥平均施用量的3倍多，远远超过国际安全标准；同时，化肥又偏施氮素，钾肥施用量明显不足，有机肥施用更是逐年减少；农药使用不规范，农药残留超标严重。这种耕作方式、方法直接导致土壤有机碳的严重流失与碳排放量的不断增大，并带来严重的土壤污染与农产品安全问题。目前广东省耕地60%以上为中低产田，据全省土壤地力监测点调查结果显示，在260个监测点中施入农田的有机养分仅占肥料养分总量的15%，低于全国平均25%的水平，比合理的施用比例40%少25个百分点，导致53%监测点农田有机质含量下降；全省耕地缺磷面积达15%，缺钾面积达66%（梁友强等，2009）。此外，由于广东高温多雨的气候条件病虫害发生频繁使得高毒农药屡禁不止，严重污染了农业生态环境，农产品农药残留超标严重，食用蔬菜的农药中毒事故时有发生，每年全省蔬菜农中毒人数都有数千人之多（黄玩群等，1998）。

4.2 农业生产资金投入不足，缺乏制度保障与引导，不利于广东农业的低碳化转型

自2000年以来，广东农业产值占GDP的比例一直处于10%以下的水平，因此，全省从上而下对农业发展不够重视，公共财政的涉农支出严重不足，特别是县乡基层财政支农资金匮乏。虽然近年来农业投入比例有所增长，但增长速度明显低于政府财政总支出的增长速度（图3）。加上，广东在整合使用财政支农资金体制上存在不少问题，影响了支农资金整体使用效益和政策效应的发挥。以耕地质量建设投入为例，各级政府每年投入上百亿元资金用于农田基础设施建设，但在培育地力、改善耕地质量建设方面长期欠账，基本没有专项扶持资金。广东省政府从2005年起，在省、市、县三级耕地开垦费总额中提取10%，设立耕地开发整理项目地力培育专项资金，专门用于易地开发新垦耕地。但由于该专项资金额较少，受益面窄，难以达到持续培肥新垦耕地地力的目标。此外，农户进行低碳生产缺乏相关的制度保障与指引，农业企业基于自身利益考虑更不可能自觉地从事低碳生产。目前政府出台的一些节能减排制度都仅适用于在工业生产方面，真正与农业低碳生产相关的激励和惩处制度还很少；农村金融对“三农”贷款支持面窄、金额少，近年来广东的涉农金融资金占金融机构贷款余额不足2%，难以产生金融直接支持“三农”的规模效应。因此 广东农户在农业生产中的“短视”行为比较明显。

4.3 现行的农业生产技术体制制约低碳农业的发展

技术创新是提高能源技术效率和经济效益的核心手段，但从总体而言，由于对农村建设资金投入不足，农村能源技术未能得到足够的重视与推广，村民们很少有及时广泛地接触与使用新技术的机会，并缺乏正确利用的有效引导。据2007年广东省农业科学院科技情报研究所对“广东公共财政向农村倾斜的投入机制”的研究数据显示，全省每万人拥有的农村专业技术协会会员数平均才32人，东西北地区由于经济落后财政紧张，平均拥有的专业技术人员才26人。以农业生产节水技术为例，由于节水节能农业技术的开发、推广经费投入不足，近年来广东农业有效灌溉面积以年均1.5%的速度逐渐缩减。这种状况严重制约了广东节能节水低碳高效农业的发展。在地力的改良培育技术方面，目前广东还相当落后，基本上是20世纪80年代以前的技术，相当部分已不适用于当前农户分散经营及高投入、高强度利用的特点。之前的一些行之有效的耕地培肥措施，如秸秆还田、冬种绿肥、犁冬晒白等技术措施逐年减少，加速了土壤质量退化。在新能源技术方面，地方政府除了对沼气、太阳能的建设使用稍有补贴外，其他新型能源设施如省柴灶、太阳能灶等的推广建设鲜有出台相关的优惠政策，不少地方省柴、节煤、节能的新技术远未普及，最终导致农村能源利用效率整体低下。

5 广东农业实现低碳化发展的主要路径

5.1 改进耕作方式，降低农用化学品的施用强度，提高土壤固碳水平

第一，转变传统耕作方式，实行保护性耕作。对农田生态系统而言，耕作是破坏土壤有机碳稳定性、加速土壤有机碳分解的重要原因。因此，广东在农业生产中应改变广泛使用需要耗费大量化石燃料的农业机械的耕作方法，通过保护性耕作和机械化的免耕覆盖模式等耕作方法，增强土壤有机质，加强土壤的固碳作用。第二，提高化肥、农药等高碳型生产资料的利用效率，降低施用强度。过度的高碳型农业生产资料投入，是广东农业逐渐丧失碳汇功能而成为碳源的主要原因，因此，广东应全面推广运用测土配方施肥、平衡施肥等施肥新技术，根据土壤特征选择最优的配肥结构，推进合理施肥，减少单质肥料用量，提高化肥利用率；采取生物控制、物理诱杀及选用高效低毒农药，引导农民科学施药，由此提高化肥、农药等高碳型生产资料的利用率，减少施用强度，并逐步增加有机肥、生物农药等低碳绿色生产资料的使用比例，促进土壤养分平衡，有效遏制土壤有机碳的流失与温室气体的排放。

5.2 加强开发推广农业节能减排技术和低碳能源，降低农业能耗碳排放强度

一是加强开发推广农业节能减排技术，提高能源利用效率。据相关研究显示，广东省农业机械化与农业生产呈显著的正相关,农业机械总动力每增加1%，粮食产量将增加0.35%（李海明，2010）。可见，推进广东农业机械节能技术，提高能源利用效率，对广东实现农业低碳生产的意义重大。而广东现有的技术水平决定了农业生产过程中使用的能源主要为化石能源，因此，要实现现代农业的低碳发展必须大力研发推广先进的节能降耗型、生态环保型农业技术，创新能源技术，提高能源利用效率和开发利用清洁能源，才能降低能源消耗、减少碳排放。二是大力开发利用农村可再生能源，优化农业生产能源消费结构。目前广东农村许多地方仍以秸秆、薪柴等初级能源作为生活的主要燃料，能源利用效率仅为25%左右。因此应当积极推进农业废弃物的资源化利用，提高生物质能源的使用效率。首先，以秸秆、禽畜粪便及其他农林废弃物为加工对象，形成以“政府主导、农民主体、多元筹资”的投入机制，大力发展沼气能源。第二，结合区域特点，发展太阳能、小风电和微水电等农村可再生能源，提高低碳能源在广东农业生产和农村生活中的使用比例。第三，逐步发展清洁煤及其他清洁燃料技术，减少农业碳排放。

5.3 优化农业种植结构，因地制宜开发绿色农产品及农业生态旅游业

一是在确保农业生态安全的前提下，充分发挥各地的耕地资源优势，合理利用耕地，科学调整、优化农业种植结构，逐步实现农业生产向低碳化转型。在调整农业种植结构中，应以市场为导向，因地制宜发展具有广东特色和竞争优势的南亚热带水果、蔬菜、花卉等作物，建设优势农产品产业带，全面提高农产品质量和效益。总的原则是利用优质耕地种植产值较高的蔬菜、香蕉，利用丘陵旱坡地发展水果、花卉，加大力度改造中低产田，积极发展粮食生产，并将部分污染耕地改种花卉苗木，全面提升生产效益（林碧珊等，2008）。二是积极开发低碳生态农业的终端产品-绿色食品，推进农产品清洁生产、节约生产、安全生产。一方面，根据国际和国家有关标准，结合各地的情况，制定和完善绿色食品生产、管理标准和加工操作规程；另一方面，对大宗农产品实行无公害化生产，调整优化升级农村产业结构和产品结构。三是发展休闲观光旅游农业，减少农作物的碳排放量。农业不仅具有食品保障功能，而且具有原料供给、生态保护、观光休闲等多种功能。发展休闲、观光旅游农业，可以促进农村生态环境的改善，提高农作物的减碳、固碳能力。

5.4 各区域之间逐步推行低碳农业生态补偿机制

低碳农业倡导推行清洁生产，其根本任务就是在保障农产品安全、生态安全和能源减量化的同时，提高农业综合经济效益，向全社会提供能满足需求的绿色农产品。因此，其生产过程表现出典型的正外部性特征，其提供的产品具有公共产品的一般属性。因此，在广东各区域之间必须建立一个合理的低碳农业生态补偿机制，对低碳农业生态产品和生态服务支付适当的补偿费用，以推进农业向低碳方向转型发展：通过向低碳农业经营者支付生态保护、生态修复、生态发展的直接成本和机会成本，激励人们改变高消耗、高污染的传统农业生产方式，采用低碳生产方式，以达到保护和改善农业生态环境、增强农业生态服务功能，提高农业综合效益的目的，最终实现农业经济效益、社会效益和生态效益的统一（严立冬等，2010）。

5.5 构建资金投入多元化的农业低碳转型发展的长效机制

转变农业发展方式，是一项任务艰巨、投资不菲的系统工程，其中资金是一项不可或缺的重要支撑。因此，应针对广东现代农业的现实情况，依据市场需求的基础上，逐步建立以省、市、县三级财政投入为导向，以金融信贷投入为支撑、农业保险机制为保护、社会资金为补充，全社会支持的多渠道、多形式的农业投入机制：一是创新财政资金支农模式，增强财政支农资金投入，明确财政支农资金的使用重点。各级财政部门每年应安排一定规模的农业低碳转型发展的专项资金，以确保资金用于低碳农业生产基地建设，技术培训，龙头企业技术改造，有机肥、安全高效农药等农业生产资料企业、农户购资的补贴等。二是创新金融体制机制，鼓励各类资本下乡开拓服务于农村低碳生产的金融产品。要改变农村生产方式，积极发展低碳农业，除了政府财政支持以外，更需要金融机构资金的积极介入，因此，应以全新视角创新金融体制机制支持低碳农业的发展，根据低碳生产的特点及结合农村的实际情况，制定符合村民生产需求的低碳金融产品。三是积极引导社会资本开拓农村低碳领域市场。建议由政府牵头组织专门支持农村低碳生产的碳基金，通过征收碳排放税和能源保护税等维持基金的运作，并降低低碳行业的准入门槛，引入市场竞争机制，吸引更多的民间资本发展低碳农业，以提高农村的低碳生产与消费水平。