崔永福，高策，王俊鳳，王涵穎，張新仕

(1. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,河北保定,071000; 2. 保定職業(yè)技術(shù)學(xué)院商務(wù)系,河北保定,071051;3. 河北省農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息與經(jīng)濟(jì)研究所,河北石家莊,050051)

0 引言

隨著全球氣候逐漸變暖現(xiàn)象的發(fā)生和可持續(xù)發(fā)展要求,對(duì)碳排放研究重視程度逐步加強(qiáng)。我國(guó)是世界上最大的溫室氣體排放國(guó),2021年中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議將“做好碳達(dá)峰、碳中和工作”作為今年的重點(diǎn)任務(wù)之一,提出我國(guó)力爭(zhēng)2030年前達(dá)到碳排放峰值,2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和,并要求抓緊制定2030年前碳排放達(dá)峰行動(dòng)方案。

據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食與農(nóng)業(yè)組織(FAO)統(tǒng)計(jì),農(nóng)業(yè)用地釋放出的溫室氣體超過(guò)全球溫室氣體排放總量的30%。中國(guó)農(nóng)業(yè)源溫室氣體排放約占全國(guó)溫室氣體排放總量的17%,其中農(nóng)業(yè)排放的CH4和NO2分別占全國(guó)總量的50%和92%,且自1978年以來(lái)中國(guó)農(nóng)業(yè)碳排放以年均5%的速度持續(xù)增長(zhǎng)。農(nóng)業(yè)碳排放量介于電熱生產(chǎn)和尾氣之間,成為第二大排放源,占我國(guó)碳排放總量的17%。

農(nóng)業(yè)是一個(gè)特殊的生態(tài)系統(tǒng),它既是碳源制造系統(tǒng),同時(shí)又是碳匯吸收系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中使用的化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、灌溉、柴油等均會(huì)產(chǎn)生碳排放,農(nóng)田土壤、農(nóng)作物的光合作用及秸稈還田等可以吸收空氣中的CO2。

近年來(lái)不少學(xué)者對(duì)農(nóng)業(yè)碳排放做了大量的研究,大致分為三類。

第一類是從空間和時(shí)間序列的角度研究中國(guó)省際層面農(nóng)業(yè)碳排放規(guī)律。韋沁等[1]認(rèn)為北方農(nóng)業(yè)碳排放量大于南方地區(qū)。吳義根等[2]認(rèn)為中國(guó)農(nóng)業(yè)碳排放總量波動(dòng)的趨勢(shì)呈現(xiàn)出“波動(dòng)上升—快速下降—緩慢上升”3階段特征,且波動(dòng)幅度較大,農(nóng)業(yè)碳排放總量及碳排放強(qiáng)度空間分布具有明顯的非均衡性和地域特征, 農(nóng)業(yè)碳排放呈現(xiàn)出較強(qiáng)的空間相關(guān)性。但是胡婉玲等[3]認(rèn)為全國(guó)各省份在2015年之后均出現(xiàn)了不同程度的農(nóng)業(yè)碳排放下降。

第二類是研究農(nóng)業(yè)碳排放的影響因素,主要包括化肥[3-4]、機(jī)械能源消耗[5]、農(nóng)業(yè)政策[6]以及作物種植專業(yè)化程度[7]等。胡婉玲[3]和王興[4]等都認(rèn)為化肥是導(dǎo)致中國(guó)農(nóng)業(yè)碳排放的第一大碳源。

第三類是針對(duì)農(nóng)業(yè)碳排放的地區(qū)差異,更加深入地研究不同區(qū)域范圍內(nèi)的農(nóng)業(yè)碳排放。曹俊文等[8]對(duì)江西省農(nóng)業(yè)碳排放進(jìn)行了測(cè)算,堯波等[9]進(jìn)一步對(duì)江西省縣域農(nóng)業(yè)碳排放的時(shí)空動(dòng)態(tài)進(jìn)行了研究,李遠(yuǎn)玲等[10]研究了湖南省縣域農(nóng)業(yè)碳排放時(shí)空特征。據(jù)田成詩(shī)等[11]測(cè)算河北省2016年碳排放總量達(dá)36 223.60 kt,位居全國(guó)第十四位,并研究發(fā)現(xiàn)河北省近年來(lái)農(nóng)業(yè)碳排放總量略有下降。

學(xué)者們對(duì)于農(nóng)業(yè)碳排放的研究多數(shù)是在國(guó)家、省際、市域?qū)用?但是河北省地貌類型復(fù)雜多樣,兼有高原、山地、丘陵、盆地、平原和湖泊,因而導(dǎo)致不同縣域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況相差較大。

本文在研究河北省縣域農(nóng)業(yè)碳排放總量隨時(shí)間變化趨勢(shì)的基礎(chǔ)上,考慮到不同縣域之間農(nóng)作物播種面積的差異,進(jìn)一步測(cè)算農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度,分析縣域間農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度在時(shí)間和空間上的變化規(guī)律,結(jié)合空間相關(guān)性的研究,找出研究期間農(nóng)業(yè)碳排放量下降明顯的縣域,供農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件相似的縣域借鑒,也為河北省針對(duì)不同區(qū)域提出農(nóng)業(yè)碳減排的政策建議提供參考,有助于早日實(shí)現(xiàn)河北省碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源及研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文選取的數(shù)據(jù)指標(biāo)化肥折純使用量(t)、農(nóng)藥使用量(t)、農(nóng)膜使用量(t)、農(nóng)作物播種面積(hm2)以及有效灌溉面積(hm2)均來(lái)源于《河北農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》,農(nóng)用柴油使用量(t)來(lái)源于河北省11個(gè)地級(jí)市統(tǒng)計(jì)年鑒。

1.2 研究方法

1.2.1 農(nóng)業(yè)碳排放研究方法

本文參考學(xué)者曠愛(ài)萍[12]、田云[13]等對(duì)農(nóng)業(yè)碳排放的量化指標(biāo),化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜和柴油使用量以及農(nóng)業(yè)灌溉和土地翻耕面積,其中土地翻耕方面用當(dāng)年農(nóng)作物播種面積表示。本研究碳排放量公式如式(1) 所示。

E=∑ei=∑(Ti×δi)

(1)

式中:E——農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中物質(zhì)投入的碳排放量;

ei——第i類碳源產(chǎn)生的碳排放量;

Ti——第i類碳源的消耗量;

δi——第i類碳源的碳排放系數(shù)(表1)。

表1 農(nóng)業(yè)碳排放系數(shù)Tab. 1 Agricultural carbon emission factor

1.2.2 空間格局分析

空間格局分析采用探索性空間數(shù)據(jù)分析(Exploratory Spatial Data Analysis,ESDA),該技術(shù)基于兩類空間自相關(guān)系數(shù)分別是全局空間自相關(guān)系數(shù)Moran’s I和局域空間自相關(guān)系數(shù)Local Moran’s I[14-15]。采用Moran’s I指數(shù)來(lái)衡量全局空間的依賴性和空間集聚程度,計(jì)算公式如式(2)～式(3)所示。

(2)

(3)

式中:xi——第i個(gè)空間單元的屬性值;

xj——第j個(gè)空間單元的屬性值;

n——觀測(cè)單元數(shù)量,即河北省118個(gè)縣(包括縣級(jí)市);

Wij——采用Rook鄰接的空間權(quán)重矩陣。

當(dāng)區(qū)域i與區(qū)域j有共同的邊時(shí),Wij=1;反之,Wij=0,表示相鄰單元不存在空間關(guān)系。通過(guò)測(cè)得的莫蘭指數(shù)、Z得分和P值來(lái)確定河北省縣域農(nóng)業(yè)碳排放是否具有空間上的相關(guān)性,Moran’sI估計(jì)值范圍在-1到1之間,小于0代表負(fù)相關(guān),等于0表示不相關(guān),大于0表示正相關(guān),越接近-1和1則表示相關(guān)性越強(qiáng)[16]。

局域空間自相關(guān)系數(shù)Local Moran’s I,以LISA聚集圖的形式展示農(nóng)業(yè)碳排放量在子區(qū)域上的空間異質(zhì)結(jié)果[17-18],計(jì)算公式如式(4)所示。

(4)

當(dāng)局部Moran’sI指數(shù)為正值時(shí),表示局域存在高-高(H-H)或低-低(L-L)的空間集聚區(qū);當(dāng)其為負(fù)值時(shí),則表示局域存在高-低(H-L)或低-高(L-H)的空間集聚區(qū)。局部Moran’sI指數(shù)的值絕對(duì)值越大,表示空間集聚程度越高。因?yàn)槭袇^(qū)農(nóng)業(yè)碳排放量和農(nóng)作物播種面積均較少,因此本文所測(cè)算的農(nóng)業(yè)碳排放不包括市區(qū),在創(chuàng)建空間權(quán)重時(shí)采用基于距離的空間權(quán)重創(chuàng)建方法,而沒(méi)有采用鄰接空間權(quán)重。

2 農(nóng)業(yè)碳排放測(cè)算及結(jié)果分析

2.1 農(nóng)業(yè)碳排放空間分析

2.1.1 農(nóng)業(yè)碳排放量空間特征分析

為揭示河北省農(nóng)業(yè)碳排放的空間分布特征,根據(jù)數(shù)據(jù)的可得性,本文選取2014—2020年共7年的數(shù)據(jù),通過(guò)ArcGIS10.8軟件繪制河北省縣域(包括縣級(jí)市)農(nóng)業(yè)碳排放量(圖1)。根據(jù)農(nóng)業(yè)碳排放量(kt)將其劃分為四個(gè)區(qū)低碳區(qū)(0,30)、中碳區(qū)[30,50)、較高碳區(qū)[50,70)和高碳區(qū)(70,122]。

(a) 2014年

(b) 2017年

(c) 2020年

可以看出,各縣域農(nóng)業(yè)碳排放量在2014—2017年變化程度不大,高碳區(qū)主要分布在華北平原,2019年農(nóng)業(yè)碳排放量開始有明顯減少,2020年農(nóng)業(yè)碳排放量減少更為迅速,2020年河北省農(nóng)業(yè)碳排放量為3 719.0 kt,比上年下降17.96%,而且低碳區(qū)的縣域明顯增多,之前高碳區(qū)的縣域也有很大一部分轉(zhuǎn)向較高碳區(qū)和中碳區(qū),目前僅有辛集市、玉田縣、泊頭市、河間市、樂(lè)亭縣、深州市和定州市7個(gè)縣域農(nóng)業(yè)碳排放量位于高碳區(qū),但這些縣的農(nóng)業(yè)碳排放量較2014年也均有所下降,農(nóng)業(yè)碳排放量總體有向好的發(fā)展趨勢(shì),這與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的提倡息息相關(guān)。研究期間由高碳區(qū)轉(zhuǎn)向較高碳區(qū)的有故城縣、定興縣、景縣、曲周縣、趙縣、臨漳縣、青縣、寧晉縣、隆堯縣和灤南縣,由較高碳區(qū)轉(zhuǎn)為中碳區(qū)的縣有肅寧縣、無(wú)極縣、東光縣、魏縣、南宮市、灤州市、阜城縣、棗強(qiáng)縣和大名縣,由中碳區(qū)轉(zhuǎn)為低碳區(qū)的縣域包括遷安市、三河市、大廠回族自治縣、涿鹿縣、唐縣、曲陽(yáng)縣、贊皇縣、巨鹿縣、南和縣、行唐縣、館陶縣、邱縣、永清縣、固安縣等23個(gè)縣,集中分布在河北省的廊坊市、邢臺(tái)市、邯鄲市和唐山市。研究期間也有部分縣實(shí)現(xiàn)了跨越式農(nóng)業(yè)碳減排,威縣、獻(xiàn)縣、正定縣和成安縣由高碳區(qū)轉(zhuǎn)為中碳區(qū),盧龍縣、新樂(lè)市和固安縣由較高碳區(qū)轉(zhuǎn)為低碳區(qū),圍場(chǎng)滿蒙自治縣和滄縣在研究期間由高碳區(qū)直接轉(zhuǎn)為低碳區(qū),非常值得周邊縣域借鑒其農(nóng)業(yè)碳減排的經(jīng)驗(yàn)。

2.1.2 農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度空間特征分析

為進(jìn)一步揭示河北省農(nóng)業(yè)碳排放的空間分布特征,消除不同縣域之間農(nóng)地面積的影響,本文借鑒曠愛(ài)萍等[12]計(jì)算農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度方法,利用各縣域農(nóng)業(yè)碳排放量/農(nóng)作物播種面積,選取2014—2020年共7年的數(shù)據(jù),運(yùn)用ArcGIS10.2軟件繪制河北省縣域(包括縣級(jí)市)農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度(圖2),將農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度(kg/hm2)分為四類,低碳排放強(qiáng)度(0,600)、中等碳排放強(qiáng)度[600,900)、較高碳排放強(qiáng)度[900,1 200)和高碳排放強(qiáng)度[1 200,2 615)。

(a) 2014年

(b) 2017年

(c) 2020年

可以看出,農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度與農(nóng)業(yè)碳排放量在部分縣域之間并不成正比,屬于低碳排放強(qiáng)度的縣域逐年增加,2020年增速最為明顯,高碳排放強(qiáng)度的縣域處于波動(dòng)趨勢(shì),2017年處于高碳排放強(qiáng)度的縣域最多,但接下來(lái)兩年連續(xù)下降,目前興隆縣、鷹手營(yíng)子礦區(qū)、樂(lè)亭縣、遷西縣和泊頭市仍處于高碳排放強(qiáng)度地區(qū),并且這些縣域在2014—2020年期間一直屬于高碳排放強(qiáng)度或較高碳排放強(qiáng)度的縣域。昌黎縣、正定縣、成安縣、饒陽(yáng)縣和涿鹿縣農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度在2017—2020年下降明顯,從農(nóng)業(yè)高碳排放強(qiáng)度縣域轉(zhuǎn)為中等碳排放強(qiáng)度縣域。贊皇縣、三河市以及灤平縣從2017年的農(nóng)業(yè)高碳排放強(qiáng)度縣域到2020年直接轉(zhuǎn)為低碳排放強(qiáng)度縣域,成為近年來(lái)農(nóng)業(yè)碳減排的典范。

2.2 農(nóng)業(yè)碳排放變化率分析

2.2.1 農(nóng)業(yè)碳排放量變化率分析

河北省118個(gè)縣農(nóng)業(yè)碳排放總和自2014年至2020年實(shí)現(xiàn)了七連降,從5 791.94 kt下降到3 719.04 kt,年平均的下降速度為6.37%。在2014—2020年期間,根據(jù)測(cè)算的年平均變化率結(jié)果(表2)可知,河北省實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)碳排放下降的縣有101個(gè)(包括縣級(jí)市),17個(gè)縣(包括縣級(jí)市)農(nóng)業(yè)碳排放量有所增加,其中分別是石家莊地區(qū)的深澤縣,邢臺(tái)地區(qū)的柏鄉(xiāng)縣,滄州地區(qū)的吳橋縣、東光縣、任丘市、孟村回族自治縣和海興縣,張家口地區(qū)的赤城縣和尚義縣,以及衡水地區(qū)的安平縣、武強(qiáng)縣和武邑縣。各縣農(nóng)業(yè)碳排放量分別與其上一年相比,測(cè)得其變化率,快速下降的縣域數(shù)量波動(dòng)中呈現(xiàn)遞增趨勢(shì),2020年農(nóng)業(yè)碳排放量快速下降的縣域個(gè)數(shù)達(dá)到69個(gè),占全部縣域的58.47%,緩慢下降的縣域個(gè)數(shù)波動(dòng)幅度較大,不過(guò)研究期間內(nèi)呈下降趨勢(shì)的縣域總個(gè)數(shù)有所增加,2020年比2015年多12個(gè)縣,增加了19.05%。農(nóng)業(yè)碳排放屬于上升的縣域個(gè)數(shù)總體趨于下降趨勢(shì),但是由于2019年農(nóng)業(yè)碳減排取得良好效果,多數(shù)縣域農(nóng)業(yè)碳減排后期動(dòng)力補(bǔ)給不足,導(dǎo)致2020年農(nóng)業(yè)碳排放量上升的縣比2019年有所增加。縱向觀察可知,河北省縣域農(nóng)業(yè)碳排放在2017年和2018年呈快速上升的縣域個(gè)數(shù)較多,2019年實(shí)現(xiàn)了巨大轉(zhuǎn)變,多數(shù)縣朝著快速上升—緩慢上升—緩慢下降—快速下降的趨勢(shì)發(fā)展。

表2 河北省縣域農(nóng)業(yè)碳排放量變化情況Tab. 2 Changes in agricultural carbon emissions in counties of Hebei Province %

根據(jù)農(nóng)業(yè)碳排放年平均變化率(圖3)所示霸州市、饒陽(yáng)縣、泊頭市、棗強(qiáng)縣和三河市屬于農(nóng)業(yè)碳排放快速下降的前五個(gè)縣域,年均下降速度分別為-34.78%、-26.31%、-24.92%、-20.63%和-20.13%。灤南縣、阜平縣、武強(qiáng)縣、武邑縣、吳橋縣、柏鄉(xiāng)縣、東光縣、任丘市和深澤縣處于緩慢上升的變化趨勢(shì),需進(jìn)一步引導(dǎo)其減少農(nóng)業(yè)碳排放,使其向緩慢下降階段轉(zhuǎn)變。尚義縣、安平縣、固安縣、孟村回族自治縣、海興縣、赤城縣、安國(guó)市、遷西縣處于快速上升階段,其年均變化率分別為5.13%、5.27%、5.95%、8.94%、10.67%、10.69%、15.32%和19.01%。

圖3 河北省縣域農(nóng)業(yè)碳排放量年均變化率

2.2.2 農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度變化率分析

農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度變化率分類依舊采用上述農(nóng)業(yè)碳排放量變化率的分類,詳見(jiàn)圖4。

圖4 河北省縣域農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度年均變化率

農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度年均變化率與其每年的農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度數(shù)值之間也存在明顯差異,一直處于農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度較低值的井陘縣和灤南縣,年均變化率卻處于快速上升階段,它們的年均增速分別為5.27%和9.56%,分別從2014年的727.39 kg/hm2和704.74 kg/hm2增至2020年的1 042.27 kg/hm2和1 335.61 kg/hm2。處于高農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度的鷹手營(yíng)子礦區(qū)、興隆縣和遷西縣,其農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度年均變化率在快速下降,同樣處于高農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度的泊頭市和樂(lè)亭縣,其農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度年均變化率卻是在逐漸緩慢上升,這兩個(gè)縣近幾年采取的農(nóng)業(yè)碳減排措施未取得理想效果,需盡快進(jìn)行調(diào)整。需要更加重視的是沙河市、唐縣、河間市、深澤縣農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度處于較高水平而且農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度年均變化率也在緩慢上升,農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度處于低值的高邑縣、柏鄉(xiāng)縣、豐寧滿族自治縣、涿州市、淶源縣和灤南縣,年均變化率也存在緩慢上升的趨勢(shì)。滄州地區(qū)、保定地區(qū)以及石家莊地區(qū)較為集中的部分縣農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度年均變化率存在緩慢上升趨勢(shì)。大廠回族自治縣、張北縣、寬城滿族自治縣、滄縣、青龍滿族自治縣的農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度年均下降速度位于前五名,均超過(guò)了-15%,分別為-18.29%、-17.88%、-16.10%、-16.02%、-15.54%,農(nóng)業(yè)生態(tài)化發(fā)展迅速。

3 農(nóng)業(yè)碳排放空間演化特征

3.1 農(nóng)業(yè)碳排放全局空間自相關(guān)分析

本文運(yùn)用ArcGIS10.8統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)河北省118個(gè)縣(包括縣級(jí)市)的農(nóng)業(yè)碳排放量進(jìn)行了全局空間自相關(guān)分析,計(jì)算了Moran’s I指數(shù),結(jié)果見(jiàn)表3。2014—2020年河北省縣域農(nóng)業(yè)碳排放量的Moran’s I指數(shù)均為正值,且都通過(guò)了5%的顯著性檢驗(yàn),說(shuō)明河北省縣域農(nóng)業(yè)碳排放量具有空間上集聚或依賴的特征。2014—2019年Moran’s I指數(shù)有所波動(dòng),但總體處于上升趨勢(shì),從0.127 2增加到0.463 6,尤其是2018—2019年全局空間正向相關(guān)性明顯增強(qiáng),可見(jiàn)河北省縣域農(nóng)業(yè)碳排放量在空間上存在集聚性增強(qiáng)的態(tài)勢(shì),即:高碳排量縣趨向與高碳排量縣集聚靠攏,低碳排量縣趨向與低碳排量縣集聚靠攏,在空間層面呈現(xiàn)出高—高和低—低的集聚特征。2020年Moran’s I急劇下降到0.120 8,河北省各縣域的農(nóng)業(yè)碳減排量差異增大。

表3 河北省縣域農(nóng)業(yè)碳排放量的Moran’s I 指數(shù)分布Tab. 3 Moran’s I index distribution of agricultural carbon emissions in counties of Hebei Province

3.2 農(nóng)業(yè)碳排放局部空間自相關(guān)分析

結(jié)合選取年份的河北省縣域農(nóng)業(yè)碳排放量的LISA集聚圖(圖5),可以發(fā)現(xiàn):河北省75%左右的縣屬于無(wú)顯著集聚特征的縣域單元,說(shuō)明河北省大部分縣域農(nóng)業(yè)生態(tài)集聚水平仍然較低。處于空間正相關(guān)(HH集聚和LL集聚)的縣域個(gè)數(shù)年均在35個(gè)左右,其中LL集聚的縣域個(gè)數(shù)分別為13個(gè)、14個(gè)和14個(gè),表明農(nóng)業(yè)生態(tài)發(fā)展具有一定的輻射效應(yīng)。

(a) 2014年

(b) 2017年

(c) 2020年

HH集聚的縣域主要分布在河北省滄州、衡水、邢臺(tái)地區(qū),這些縣域地處平原,平均氣溫相對(duì)較高,多種植小麥、玉米以及部分蔬菜和果樹,機(jī)械化程度較高,加之化肥、農(nóng)藥和農(nóng)膜的大量使用,而且這些縣域?qū)儆诟珊祬^(qū),之前多是大水漫灌,近兩年開始鋪設(shè)防滲管道,進(jìn)行逐步地改善。2020年巨鹿縣、清河縣和臨西縣、館陶縣已經(jīng)從HH集聚區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)椴伙@著區(qū),滄縣、博野縣、故城縣和武邑縣從HH集聚區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)H集聚區(qū),農(nóng)業(yè)碳排放量存在逐漸減少的發(fā)展趨勢(shì)。

HL集聚區(qū)在空間上較為分散,總體逐漸減少,目前隆化縣和玉田縣仍屬于HL集聚區(qū),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式仍較為傳統(tǒng)。遵化市由2017年的HL集聚區(qū)在2020年轉(zhuǎn)為L(zhǎng)H集聚區(qū),農(nóng)業(yè)碳減排取得了一定效果。

LH集聚的縣域2014年主要有新河縣、武強(qiáng)縣和安平縣、任丘市、河間市、黃驊市、海興縣、鹽山縣,這些縣除農(nóng)業(yè)外,大多有其各自特色的第三產(chǎn)業(yè)。2017年深澤縣也加入了其中,2020年滄縣、故城縣、博野縣、深澤縣、遵化市以及唐山和秦皇島的部分縣域共十余個(gè)縣也加入在內(nèi),可見(jiàn)這些縣的輻射效應(yīng)逐漸增強(qiáng),帶動(dòng)周邊縣降低農(nóng)業(yè)碳排放量,LH集聚地區(qū)應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)農(nóng)業(yè)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的協(xié)同發(fā)展,同時(shí)帶動(dòng)周邊縣降低農(nóng)業(yè)碳排放量,保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。

LL集聚的縣域在2017年開始略有減少,平山縣由LL集聚區(qū)轉(zhuǎn)為不顯著區(qū)。隆化縣由2017年的LL集聚區(qū)在2020年轉(zhuǎn)為HL集聚區(qū),與之相反的是灤平縣在2020年轉(zhuǎn)為L(zhǎng)L集聚區(qū)。目前LL集聚區(qū)的縣域主要分布在張家口和承德地區(qū),因?yàn)檫@些地區(qū)的海拔較高,農(nóng)作物的產(chǎn)量相對(duì)較低,化肥、農(nóng)藥等的使用量較少,機(jī)械化程度相對(duì)較低,近年來(lái)這些縣域在農(nóng)旅結(jié)合方面發(fā)展較快,重視生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

4 結(jié)論與對(duì)策

4.1 研究結(jié)論

本文選取2014—2020年的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù),參考學(xué)者們研究出的農(nóng)業(yè)碳排放系數(shù),將農(nóng)業(yè)碳排放量進(jìn)行量化,借助ArcGIS10.8和GeoDa1.12對(duì)農(nóng)業(yè)碳排放量進(jìn)行空間上的探索性分析。

1) 河北省縣域農(nóng)業(yè)碳排放量在2014—2020年緩慢下降,高農(nóng)業(yè)碳排放區(qū)主要集中在華北平原,2019—2020年農(nóng)業(yè)碳排放量開始迅速減少,同時(shí),低農(nóng)業(yè)碳排放區(qū)的縣域數(shù)量明顯增多。

2) 農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度與農(nóng)業(yè)碳排放量在部分縣域之間并不成正比,屬于低碳排放強(qiáng)度的縣域逐年增加,由張家口承德地區(qū)逐漸擴(kuò)展到河北省的低海拔縣域。高碳排放強(qiáng)度的縣域處于波動(dòng)趨勢(shì)先升后降,在2019—2020年明顯減少,高碳排放強(qiáng)度的縣域分布較為分散,目前興隆縣、鷹手營(yíng)子礦區(qū)、樂(lè)亭縣、遷西縣和泊頭市仍處于高碳排放強(qiáng)度地區(qū)。

3) 河北省118個(gè)縣農(nóng)業(yè)碳排放總和自2014年至2020年實(shí)現(xiàn)了七連降,從5 731.94 kt下降到3 719.04 kt,年平均下降速度為6.37%。華北平原農(nóng)業(yè)碳排放量高的大多數(shù)縣域年均變化率存在下降趨勢(shì),而張家口地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放量低的部分縣域年均變化率卻顯示在快速上升。平原地區(qū)的農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度年均變化率呈下降趨勢(shì),個(gè)別分散縣域,如灤南縣、井陘縣、深澤縣、河間市、豐寧滿族自治縣、沙河市、平山縣等農(nóng)業(yè)碳排放強(qiáng)度年均變化率在較快速度上升。

4) 通過(guò)計(jì)算Moran’s I指數(shù),可以看出農(nóng)業(yè)碳排放量存在明顯的正向全局空間自相關(guān)。農(nóng)業(yè)碳排放量局部空間自相關(guān)顯示LL集聚的縣域主要分布在張家口和承德地區(qū),滄州、衡水和邢臺(tái)地區(qū)的HH 集聚縣域在2020年有所減少,可見(jiàn)2020年平原地區(qū)的大多數(shù)縣域農(nóng)業(yè)碳減排取得了較為顯著的成效。

4.2 政策建議

對(duì)河北省縣域尺度農(nóng)業(yè)碳排放不同維度空間演化特征的分析,借鑒近幾年農(nóng)業(yè)碳減排取得明顯效果的縣域,如盧龍縣、新樂(lè)市、固安縣、圍場(chǎng)滿蒙自治縣、滄縣、贊皇縣、三河市、灤平縣等,推行適合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展的碳減排舉措。

1) 提高農(nóng)資利用效率,改良土壤環(huán)境。提高農(nóng)資利用效率主要是從化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜以及農(nóng)業(yè)灌溉等方面著手,通過(guò)采用測(cè)土配方肥、水肥一體化、有機(jī)肥替代化肥、秸稈肥料化、綠肥種植等方式提高農(nóng)作物化肥吸收率以及減少化肥的使用量,依靠科技研發(fā)具有抗病蟲害和節(jié)水耐旱等特性的品種,提倡用物理方法控制病蟲害,鼓勵(lì)各縣開展農(nóng)膜回收,實(shí)行先進(jìn)灌溉制度與灌溉技術(shù)的結(jié)合,從而降低農(nóng)藥和農(nóng)膜的使用量,提高農(nóng)業(yè)水資源的利用效率。盧龍縣舉行土壤污染防治農(nóng)業(yè)面源污染治理高端研討會(huì),探尋提高農(nóng)資利用效率的途徑,圍場(chǎng)滿蒙自治縣加快節(jié)水灌溉配套設(shè)施的建設(shè)等,都有利于減少農(nóng)業(yè)碳排放。此外還可以通過(guò)采用秸稈、畜禽糞便還田以及果園生草覆蓋等措施提高土壤固碳能力,促進(jìn)農(nóng)田由“碳源”向“碳匯”型生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。

2) 政府加強(qiáng)低碳農(nóng)業(yè)宣傳,加大低碳農(nóng)業(yè)財(cái)政支持?？h級(jí)政府與鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府密切合作,對(duì)農(nóng)民進(jìn)行低碳農(nóng)業(yè)的宣傳教育,同時(shí)發(fā)揮政府的引導(dǎo)作用,建設(shè)農(nóng)業(yè)低碳區(qū)示范點(diǎn)以及評(píng)選現(xiàn)代種植業(yè)低碳示范戶,以實(shí)際案例進(jìn)行宣傳,帶動(dòng)更多的農(nóng)民發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)。借鑒新樂(lè)市提出的各金融單位要開展常態(tài)化、有效性、多形式的銀農(nóng)、銀企對(duì)接,給予“三農(nóng)經(jīng)濟(jì)”足夠資金支持。政府應(yīng)對(duì)積極利用低碳型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料(有機(jī)肥等)或踐行低碳生產(chǎn)行為(秸稈還田、地膜回收等)的各類生產(chǎn)主體予以適當(dāng)?shù)膬r(jià)格補(bǔ)貼。

3) 結(jié)合縣域特色,發(fā)展農(nóng)旅融合模式。參考近年來(lái)固安縣通過(guò)果蔬種植、采摘、民宿等形成鄉(xiāng)村振興的“固安樣板”,圍場(chǎng)滿蒙自治縣推行的花卉與中藥材結(jié)合的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,河北省縣域數(shù)量眾多,縣域的特色不盡相同,結(jié)合當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)特色開展低碳農(nóng)業(yè)景觀觀光、農(nóng)業(yè)莊園度假、家庭農(nóng)場(chǎng)體驗(yàn)、鄉(xiāng)土民俗文化旅游等新業(yè)態(tài),進(jìn)而通過(guò)出售門票、紀(jì)念品、特色農(nóng)產(chǎn)品等方式,幫助低碳農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體獲得溢價(jià)回報(bào),推動(dòng)低碳農(nóng)業(yè)價(jià)值實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)。

4) 充分利用空間溢出效應(yīng),協(xié)同推進(jìn)河北省縣域農(nóng)業(yè)碳減排進(jìn)程。在考慮當(dāng)?shù)乜h域農(nóng)業(yè)發(fā)展水平現(xiàn)狀與資源稟賦的前提下,學(xué)習(xí)周邊先進(jìn)縣域農(nóng)業(yè)碳減排的方案措施,加強(qiáng)縣域之間的合作,鼓勵(lì)碳減排取得明顯成效的縣域向周邊縣域分享兼顧經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出和減源增匯的農(nóng)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn),充分發(fā)揮城鎮(zhèn)化進(jìn)程中的正向輻射作用。