王 娜

(河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,南陽 473000)

0 引言

我國作為農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)在整個國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展體系中占據(jù)重要地位，IPCC統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，農(nóng)業(yè)所造成的碳排放量已經(jīng)排名全球第二[1-2]。人類對于氣候系統(tǒng)所造成的影響是明顯的， 21世紀(jì)末期以及以后時期全國平均地表變暖和累積CO2排放密切相關(guān)，即使停止了CO2的排放，氣候變化將會持續(xù)很長時間[3]。據(jù)預(yù)測， 2030年，農(nóng)業(yè)源中的CH4排放量將會在2010年的基礎(chǔ)上增加60%[4]。低碳農(nóng)業(yè)所堅持的理念就是要在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中減少溫室氣體的排放，但是截至現(xiàn)在對于低碳農(nóng)業(yè)的定義仍然沒有形成統(tǒng)一的認(rèn)識。有學(xué)者認(rèn)為低碳農(nóng)業(yè)就是把一切減少溫室氣體排放的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式都包含在內(nèi)[5]。低碳農(nóng)業(yè)當(dāng)前并沒有一個相對統(tǒng)一的解釋，但是這些觀點都有共同點，就是要使能源的利用率提高，減少能源消耗，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的雙贏。河南省作為我國的農(nóng)業(yè)大省，發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)勢在必行。目前有關(guān)河南省低碳農(nóng)業(yè)的研究主要集中在低碳農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的SWOT分析[6]、必要性[7]、困境及對策[8-10]等方面，雖然對河南省低碳農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有一定的指導(dǎo)意義，但隨著時間的發(fā)展，河南省低碳農(nóng)業(yè)呈現(xiàn)出新的特點。基于此，文章以2005～2015年的低碳數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過對其進(jìn)行評價，探討影響河南省低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展的影響因素，以期為河南省低碳農(nóng)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展指明方向。

1 研究區(qū)概況

河南是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大省，因此農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與河南經(jīng)濟(jì)發(fā)展的整體水平密切相關(guān)。近幾年來，隨著機(jī)械化水平的提高，河南省的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度加快，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值一直處于不斷上升的狀態(tài)，以河南省的農(nóng)林牧漁業(yè)生產(chǎn)總值來看， 2005年總產(chǎn)值為1 892.1億元， 2015年已經(jīng)達(dá)到了7 641.3億元。生產(chǎn)總值的增加也使得相應(yīng)的能源消耗不斷增加，能源利用率呈現(xiàn)出波動升高的趨勢。據(jù)統(tǒng)計， 2013年時河南省的農(nóng)林牧副漁水利業(yè)的能量消耗已經(jīng)達(dá)到了740萬t標(biāo)準(zhǔn)煤，能源利用效率為5.5%，其中2010年的能源利用效率最高為6.0%。

2 研究方法和數(shù)據(jù)來源

2.1 研究方法

2.1.1 層次分析法

該文通過層次分析法[11]確定評價指標(biāo)的權(quán)重(表2)，步驟大概分為3步。

(1)建立層次結(jié)構(gòu)模型。對河南省低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)行評價需要依照系統(tǒng)性、實用性和科學(xué)性等相關(guān)原則來建立結(jié)構(gòu)模型，包括目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層。

(2)構(gòu)建判斷矩陣，各層要素間兩兩比較判斷，比較其重要程度，對其進(jìn)行量化，構(gòu)建判斷矩陣R。

(1)

判斷矩陣具有以下性質(zhì)：Bij>0，Bji=1/Bij，Bij表示Bi比Bj的相對重要性，比值越大，說明越重要。反之Bji≤1，表示指標(biāo)j比指標(biāo)i不重要。判斷矩陣中指標(biāo)的相對重要性數(shù)值一般通過權(quán)衡專家的意見、相關(guān)部門的統(tǒng)計數(shù)據(jù)以及該文的判斷等多方面綜合得到結(jié)果。通常Bij可取1， 3，…， 9以及其倒數(shù)，主要含義如表1。

表1 判斷矩陣的相對重要性尺度及含義

賦值Bij含義1i因素與j因素同樣重要3i因素比j因素稍微重要5i因素比j因素明顯重要7i因素與j因素非常重要9i因素與j因素極端重要2，4，6，8中間情況標(biāo)度值倒數(shù)Bji=1/Bij

(3)根據(jù)判斷矩陣計算權(quán)重值

首先對R矩陣逐行計算算術(shù)平均值，即比重權(quán)數(shù)Wi。

(2)

(3)

(4)

其次計算最大特征根，為后面的一致性檢驗服務(wù)。

(5)

最后計算一致性比率CR，以檢查所構(gòu)判斷矩陣R及由之導(dǎo)出的權(quán)向量的合理性。

CR=CI/RI

(6)

2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)化處理

在進(jìn)行低碳農(nóng)業(yè)系統(tǒng)評價過程中，各個指標(biāo)的性質(zhì)具有差異性，因此該文以2005年的數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

正作用指標(biāo)所采用的評價公式為：

(7)

負(fù)作用指標(biāo)所采用的評價公式為:

(8)

式(7)(8)中，所出現(xiàn)的X′指的是標(biāo)準(zhǔn)化后的值，Xi代表的是2005年第i項的原始值。

表2 評價體系具體指標(biāo)及權(quán)重

目標(biāo)層準(zhǔn)則層指標(biāo)層指標(biāo)含義低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展綜合指數(shù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素產(chǎn)出效率指標(biāo)(0 29)碳生產(chǎn)率(0 45)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值/碳排放量能源生產(chǎn)率(0 35)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值/耕地總面積土地產(chǎn)出率(0 20)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值/耕地總面積能源利用低碳化水平指標(biāo)(0 27)自然灌溉面積率(0 36)化石能源總消費量/農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值能源強(qiáng)度(0 39)自然灌溉面積/總面積×100%低碳能源替代潛力(0 25)可再生能源產(chǎn)出量/農(nóng)業(yè)主要化石能源耗費量×100%農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式低碳化指標(biāo)(0 19)化肥使用強(qiáng)度(0 69)化肥使用量/總耕地面積農(nóng)藥使用強(qiáng)度(0 31)農(nóng)藥使用量/總耕地面積農(nóng)業(yè)碳匯效應(yīng)指標(biāo)(0 25)植被覆蓋率(0 43)耕地面積+園地面積/總面積單位耕地面積農(nóng)作物固碳量(0 57)農(nóng)作物實際播種面積×平均固碳系數(shù)/年末實際耕地面積

表3 農(nóng)業(yè)碳源排放系數(shù)及對應(yīng)指標(biāo)

碳源種類對應(yīng)指標(biāo)碳排放系數(shù)農(nóng)藥農(nóng)藥施用量4 9341kg/kg農(nóng)膜農(nóng)用塑料膜使用量5 18kg/kg柴油農(nóng)業(yè)作業(yè)耗用量0 5927kg/kg化肥農(nóng)業(yè)化肥施用量0 8956kg/kg農(nóng)業(yè)灌溉有效灌溉面積266 48kg/hm2 注：IPCC指聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(2006)

表4 2005～2015年河南省農(nóng)業(yè)碳排放量 萬t

2.2 數(shù)據(jù)來源

3 結(jié)果與分析

3.1 河南省碳排放量分析

根據(jù)表4可以看出，河南省農(nóng)業(yè)碳排放量2005～2015年期間總體表現(xiàn)為上升的趨勢。且在這期間，河南省農(nóng)業(yè)種植面積從2005年的915.341萬hm2增加到2015年的1 026.715萬hm2，隨之而來的農(nóng)藥、農(nóng)膜、柴油及化肥的碳排放量整體上呈現(xiàn)增加趨勢，但農(nóng)業(yè)灌溉的碳排放量整體變化幅度較小。從碳排放源來看，化肥碳排放量最大，約占碳排放總量的70%左右，農(nóng)藥碳排放量約占碳排放總量的7%～8%； 農(nóng)膜碳排放量約占碳排放總量的7%～9%； 柴油碳排放量約占碳排放總量的7%～9%； 農(nóng)業(yè)灌溉碳排放量約占碳排放總量的1%～2%； 由此可見河南省的碳排量主要是施用化肥導(dǎo)致的碳排放。

3.2 河南省低碳農(nóng)業(yè)綜合發(fā)展水平分析

從表6可以看出，河南省低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展整體呈上升趨勢， 2015年低碳農(nóng)業(yè)綜合得分是2005年的1.6倍，其中2005～2009年，低碳農(nóng)業(yè)綜合得分增長緩慢，之后逐年增加。此外，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素產(chǎn)出效率增長最快，增長了2.4倍，同時也說明農(nóng)業(yè)發(fā)展中農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的重要性； 能源利用低碳化水平增長了1.9倍； 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式低碳化增長了1.1倍； 農(nóng)業(yè)碳匯效應(yīng)增長了0.9倍。

農(nóng)業(yè)碳排放量是衡量低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要標(biāo)準(zhǔn)，但是當(dāng)前關(guān)于農(nóng)業(yè)碳排放量的計算還沒有形成完善的研究機(jī)制[12-13]。該文利用IPCC公式計算發(fā)現(xiàn)，河南省的農(nóng)業(yè)投入品在2005～2015年間不斷增加，進(jìn)而導(dǎo)致碳排放量不斷增加。同時結(jié)合表6可以看出， 2005～2015年間，低碳農(nóng)業(yè)各項評分及總體評分增加速度較快， 2011年之后的幾年內(nèi)，碳總排放量雖然整體為增加趨勢，但是增長速度放緩，從2009年的738.9 萬t到2010年的772.1 萬t再到2011年的803.4 萬t。說明2011年為河南省低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展的轉(zhuǎn)型年份。此外， 2011年前后農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素產(chǎn)出率指標(biāo)變化情況比較明顯，尤其是在2011年之后增加幅度放緩，能源利用低碳化水平、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式低碳化指標(biāo)等均發(fā)生不同程度的變化。

表5 2005～2015年河南省低碳農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理結(jié)果

表6 2005～2015年河南省低碳農(nóng)業(yè)綜合評價結(jié)果

4 結(jié)論及討論

4.1 結(jié)論

低碳農(nóng)業(yè)的最終目的是減少能源的消耗發(fā)展農(nóng)業(yè)。隨著社會各階層對環(huán)境保護(hù)重視度的不斷加強(qiáng)，低碳農(nóng)業(yè)的發(fā)展必然成為未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢。河南省作為農(nóng)業(yè)大省，也是我國主要的糧食生產(chǎn)基地，其低碳農(nóng)業(yè)的發(fā)展更是具有十分重要的實際意義。該文以河南省2005～2015年農(nóng)業(yè)碳排放量為基礎(chǔ)進(jìn)行計算，河南省低碳農(nóng)業(yè)綜合發(fā)展水平呈逐年增加的趨勢，且2011年為河南省低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展的轉(zhuǎn)型年份，而化肥較高的碳排放量影響著河南省低碳農(nóng)業(yè)的發(fā)展。受統(tǒng)計數(shù)據(jù)的限制，如植被覆蓋率、能源強(qiáng)度等指標(biāo)并未納入指標(biāo)體系的構(gòu)建中，且碳排放源等計算指標(biāo)也不夠完善，如何利用更多的指標(biāo)計算碳排放量及評價低碳農(nóng)業(yè)的發(fā)展水平，使之更加科學(xué)、合理，是需要進(jìn)一步進(jìn)行的工作，也是下一步的研究內(nèi)容。

4.2 討論

該文通過對2005～2015年河南省農(nóng)業(yè)低碳數(shù)據(jù)的計算和分析，對其綜合發(fā)展情況進(jìn)行了分析。整體來看，河南省處于溫帶季風(fēng)氣候，四季分明，日照、雨水資源都豐富，也具備較好的光熱資源，為不少農(nóng)作物的生長提供了有利條件。雖然資源總量豐富，但河南省是我國人口最多的省份，人均資源嚴(yán)重不足，資源所面臨的承載壓力較大。我國人均耕地面積為0.093 hm2，而河南省人均耕地面積僅為0.081 hm2[14]。加之受到生產(chǎn)觀念、土地不合理利用等問題的影響，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率大大降低。近年來，河南省為了促進(jìn)農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)和農(nóng)民的增收，不斷加大對農(nóng)業(yè)的投入，截止2013年，河南省的農(nóng)用大中型拖拉機(jī)已經(jīng)達(dá)到了35.78萬臺，農(nóng)用運輸車則是已經(jīng)超過了218.71萬輛，經(jīng)過幾年時間的發(fā)展，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施變得更加完善。

在生產(chǎn)方式方面，河南省的農(nóng)業(yè)發(fā)展中依然采用粗放型的生產(chǎn)方式，幾乎很少會考慮到生態(tài)效益和環(huán)境效益，導(dǎo)致河南省的農(nóng)業(yè)科技水平處于較低的水平，對河南省低碳農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展起到不良影響。沼氣工程作為典型的生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，可以最大限度地減少能源的消耗，減少溫室氣體排放，更好地解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)的環(huán)境污染問題。河南省近年來大力推進(jìn)沼氣工程，這也帶動了與其相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，如綠色農(nóng)產(chǎn)品業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)等。農(nóng)村沼氣工程的推進(jìn)可以使傳統(tǒng)農(nóng)村以煤、柴為主的生活方式發(fā)生轉(zhuǎn)變，減少秸稈焚燒帶來的環(huán)境污染[15]。因此要實現(xiàn)河南省低碳農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，在今后的發(fā)展過程中必須重視經(jīng)濟(jì)和社會系統(tǒng)兩者的推動作用，以此來實現(xiàn)農(nóng)民增收、農(nóng)村發(fā)展和農(nóng)業(yè)增效的目的，為河南省低碳農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供更好的支持。農(nóng)業(yè)資源投入作為目前影響河南省低碳農(nóng)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的主要因素，在今后低碳農(nóng)業(yè)的發(fā)展中必須要減少農(nóng)藥、化肥的使用量，提高農(nóng)業(yè)科技水平，推動循環(huán)和生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，提高資源的利用率。與此同時必須要確保耕地紅線，加大對農(nóng)民更重的保護(hù)力度。

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