导读
“双碳”目标与粮食安全战略是我国未来长期工作的重心，但二者的协同发展存在矛盾。探索粮食生产与碳排放之间的脱钩关系，有助于为衡量可持续经济发展模式提供现实依据。在粮食生产碳排放逐年增加的背景下，本研究对现有文献资料的分析，通过厘清理论逻辑，聚焦粮食生产与碳排放情况，对碳源测算指标进行了补充和完善，探索了种植规模与技术进步的调节效应与交互效应。深入探讨不同类别农业投入的碳排放与粮食产量之间的关系，有助于从宏观角度为农作物种植碳排放提供参考 “基准”。
图 1 2000 至 2021 年中国粮食产量与碳排放增长率、农作物种植碳排放量
研究结果
中国种植业碳排放在2000-2021年整体呈波动下降趋势，其中单位面积化肥、农药、农膜与柴油投入碳排放下降的贡献度相对较高。
图2 2000至2021年中国农作物种植过程中(a)农业投入和(b)农业投入碳排放增长率的时空演变特征
中国种植业农资投入碳排放与粮食产量在多数年份处于弱脱钩的状态(WD)。该状态下种植业农资碳排放增长率与粮食产量均处于增长状态，且粮食产量的增长速率大于碳排放的增长速率。化肥、农药等农资投入量的减少已成为促进中国种植业碳排放与粮食产量脱钩的重要因素。2021年中国种植业农资投入碳排放与粮食产量关系首次实现整体强脱钩。
表1 2001-2021年中国粮食产量与作物种植碳排放脱钩特征的时间变化
中国粮食产量多数呈正向增长状态（图3）。2001-2021年间，除了2001年、2003年、2016与2018年外，其余年份均正向增长。2018年后，促进中国种植业农资投入碳排放增长的主要因素为灌溉和翻耕（图3.a-b）。而化肥、农药、农膜、柴油农用化学品的碳排放均处于负增长趋势（图3.c-f）。尽管化肥、农药、农膜、柴油仍旧是中国种植业碳排放的主要碳源。
中国各省份的种植业碳排放与粮食产量的脱钩指数逐渐向好（图4）。2000-2001年粮食、碳排放均负增长为主，2010-2011年粮食增长、碳增长为主，再到2020-2021年粮食增长、碳负增长为主。
图4 2000-2001、2005-2006、2010-2011、2015- 2016以及2020-2021年中国31个省份粮食产量与农作物种植碳排放脱钩指数的变化情况
经营规模对翻耕、灌溉、柴油碳排放具有显著的促进作用（表2）。技术进步对中国种植业农资投入碳排放具有显著的抑制作用。在控制其他变量不变的情况下，当技术进步增加1个单位时，翻耕碳排放显著降低4.3%，灌溉碳排放显著降低2.9%，化肥碳排放显著降低1.8%，农药碳排放显著降低4%。
表2 种植规模和技术进步的影响和滞后效应
经营规模与技术进步的交互项对种植业碳排放具有显著的负相关关系（表3）。经营规模对翻耕、灌溉与柴油碳排放具有促进作用，但与技术进步的交乘项对各类农资投入碳排放具有显著的抑制作用。其中，经营规模与技术进步的交互项变动1%时，有利于促进翻耕、灌溉、化肥、农药、农膜、柴油碳排放分别减少0.006%、0.005%、0.009%、0.016%、0.014%、0.001%。
表3 种植规模和技术进步对碳排放的影响
经营规模会促进粮食产量与种植业碳排放的负相关关系（表4）。对于翻耕、灌溉、化肥、农药、农膜及柴油六种农资投入的回归结果发现，粮食产量与经营规模的交叉项的回归系数显著为正。技术进步作为粮食产能与碳排放之间的调节作用时，对碳排放具有抑制效应（表5）。技术进步会抑制粮食产能对翻耕、灌溉、农药碳排放的正向关系。
表4 经营规模对粮食产量和碳排放的调节作用
表 5 技术进步对粮食产量和碳排放的调节作用
讨论
农业部门脱钩核算的一个普遍观点是，随着中国农业碳减排约束的收紧，农业物质投入的碳排放逐渐减少，并与经济增长逐渐脱钩。该研究表明，在中国这个以小农经济为主的粮食生产大国，不同类型农业物质投入的演变趋势要比机械化发达国家复杂得多，不能将所有农业投入视为一个简单的整体，应区分粮食生产中的不同碳源。进一步研究发现，化肥、农药等化学品的碳排放量增速放缓，但耕地和灌溉的碳排放量仍然没有缩小的趋势，这一结果与实际情况相符。如果没有我们研究中的重点分析，就很难聚焦到粮食生产层面，找出不同碳源与粮食生产之间的脱钩关系，确定未来低碳约束和粮食安全战略下的政策重点。
原文信息
（王瑞雪 供稿）
