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“双碳”目标下的农业低碳发展研究：现状、误区与前瞻

花匠小妙招
2024-11-03 10:20

引言

全球气候变化给粮食安全、人类健康和经济社会可持续发展带来了严重威胁，已成为世界各国面临的共同挑战。农业低碳发展问题受到了社会各界的广泛关注，学术界围绕该主题也展开了深入和多角度的分析，并就农业低碳发展的基本现状、潜力评估以及驱动因素等方面进行了有益探讨。从基本现状来看，农业碳排放测算和农业碳汇测算等研究日渐成为大家关注的热点话题；从潜力评估来看，学者们从农业碳排放效率、碳减排潜力两个方面展开了详细讨论；从驱动因素来看，相关研究就经济、人口、制度、技术等因素也进行了系统分析。毋庸置疑，大量学术成果的发表对于诠释和宣传农业低碳发展理念发挥了积极作用，并推动了真实世界中的农业转型。

立足当下，作为负责任大国，中国将应对气候变化摆在国家治理的突出位置，不断强化自主贡献。2020年中国政府明确提出了2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”的雄伟目标（“双碳”目标），展现出应对气候变化的新理念新方略，表达了为全球气候治理贡献中国智慧与中国力量的坚强决心。尽管工业、电力行业是碳减排的核心，但“双碳”目标的实现也离不开农业的深度参与。“双碳”目标的提出将农业低碳发展的必要性和重要性提到了新的高度，未来农业发展也必将面临更多挑战。因此，无论是从理论的发展还是从服务于实践的角度来看，迫切需要对“双碳”目标下的农业低碳发展现状加以梳理，对未来方向予以认识。基于此，本文在系统分析相关文献的基础上，较为全面地研判了农业低碳发展的研究现状，揭示和澄清了相关认识误区，提出了“双碳”目标下农业发展研究的未来前瞻，以期对我国农业低碳发展及其实践发挥理论先行和引领作用。

1.农业低碳发展的研究现状

（一）农业碳排放、碳汇的测算体系和基本现状1.农业碳排放测算。农业碳排放是全球温室气体的重要组成部分。相较于其他部门，农业部门的碳排放源更具复杂性。具体而言，农业碳排放源主要涵盖三大部分，一是农地利用碳排放，即人类利用农地开展生产活动引发的碳排放。二是稻田甲烷排放，主要是指水稻种植过程中产生的甲烷等温室气体。三是畜禽养殖碳排放，主要是由于畜禽尤其是反刍家畜的肠道发酵及粪便管理过程产生的甲烷、氧化亚氮等温室气体排放。农业碳排放测算方法主要包括四种，一是IPCC法，即根据联合国政府间气候变化专门委员会公布的碳排放系数，对农业生产、畜禽养殖和农业废弃物处理等农业活动产生的碳排放进行核算。二是生命周期法，该方法通过界定农业系统边界，基于碳排放因子，测算边界内全部农业生产活动产生的碳排放量，从而得到农业生产生命周期内所有物质或活动的碳足迹。三是投入产出法，主要是利用投入产出表，通过里昂惕夫逆矩阵变换得到农业生产投入品及上游阶段的能源需求，进而根据能源排放因子，核算农业碳排放量。四是实测法，即利用相关测量仪器设备，通过实验方法得出各类碳源的碳排放量，并在消除量纲后加总得到碳排放总量。学界基于以上方法对中国农业碳排放量进行了测算，并逐步形成一个基本共识，即在1961—2017年，中国农业碳排放呈现波动上升并逐渐趋于平稳的增长趋势。从阶段性来看，改革开放前为低排放阶段，改革开放后到21世纪初期为快速增长阶段，21世纪初至今则是趋于平稳的增长阶段。2.农业碳汇测算。碳汇是指从空气中吸收二氧化碳的过程和机制。主要的农业碳汇源包括三个方面：种植业碳汇系统。主要是指农作物在生长过程中通过光合作用吸收的二氧化碳。土壤碳汇系统。即土壤中的微生物可以从空气中吸收并储存二氧化碳。土壤具有天然固碳功能，但土地利用也会导致碳排放，因而其碳汇效应能否发挥作用具有不确定性。相较于总碳汇，农业净碳汇更能反映地区的碳汇潜力。农业净碳汇即是指农业总碳汇减去总碳排放的余量。（二）农业碳排放效率与减排固碳潜力评估农业碳排放效率是反映农业部门减排能力的重要指标。在相同的投入水平下，若地区农业产值越高且碳排放越少，则该地区的农业碳排放效率越高。农业碳排放效率的测算方法主要包括两类，一是单要素法，可用碳排放强度、碳生产率来表征。二是多要素法，主要包括随机前沿分析、数据包络分析。除了碳排放效率外，碳减排潜力因其作为科学划定地区减排责任的重要依据而同样备受学术界关注。农业碳减排潜力的测算方法主要包括两种：一是利用影子价格的方法来测算地区减排成本差异，进而基于公平和效率的视角测算地区减排潜力；二是基于公平性、效率性和保障性视角构建指标体系，结合影子价格模型和地区碳排放权数量的分配，得出地区碳排放权盈缺状况，进而测算出地区碳减排潜力。总体而言，我国在农业生物质能利用、化石能源（化肥、农药等）使用和畜禽养殖管理（养殖结构、粪便处理）等方面存在较大的减排潜力。但由于地区间的资源禀赋、农业结构和经济发展水平不同，使得各地区碳减排的社会成本具有区别，这也导致地区间的减排潜力存在差异。此外，与其他产业相比，农业还具有独特的固碳能力。目前，学术界对农业固碳潜力的评估主要有两个方面：一是生物质炭，例如畜禽粪便、农作物秸秆、作物加工副产品等；二是土壤固碳，例如化学氮肥的固碳潜力、保护性耕作（免耕与秸秆还田等）的固碳潜力。但从中国当前的实际情况看，施用氮肥并不具备有效的固碳潜力，农业技术也仅实现了土壤固碳理论潜力的1/3。（三）农业低碳发展的驱动因素1.经济因素。影响农业低碳发展的经济因素主要包括以下方面：一是农业经济发展水平。环境库兹涅茨曲线是经济发展与碳排放关系研究中应用最直接和普遍的一个假说。二是农业产业发展状况。从农业产业结构调整来看，由于种植业具有净碳效益，其占农业比重越大，农业低碳化的程度也就越高。三是收入水平。伴随收入水平的提升，人们更愿意为推动低碳发展而付费，也会随着消费水平升级而将追求农产品的绿色、低碳属性作为时尚，愿意为食物的碳足迹买单，从而倒逼农业低碳转型。四是财政支农。国家对农药、化肥等高碳型生产资料减量增效补贴力度的增强，有助于提高农户对高碳型生产资料的使用效率，从而缓解这些生产资料使用所带来的碳排放问题。2.人口和制度因素。影响农业低碳发展的人口因素主要体现在老龄化与人力资本方面。一般地，由于受到文化水平和知识视野等影响，老龄人口对于低碳生产的认知程度往往较低，对农业低碳生产技术的接受能力和学习能力也相对较弱。然而，也有研究基于整个国民经济的角度指出，相比于年轻人，老龄人口身体肌能有所下降，导致其在生产生活等各方面消费的资源和能源较少，加之老年人的消费更加理性和保守，因此人口老龄化一定程度上可能有助于碳排放的降低。与老龄化的不确定影响相比，人力资本对农业低碳效率的提升作用更为明显，且会因经济发展水平与物质资本积累水平的差异而呈现出明显的双门槛效应。与此同时，得益于隐性知识的传播与交流，人力资本所具有的空间外溢性亦会带动邻域农业低碳效率的改进。制度因素方面，从正式制度来看，碳税、碳排放权交易、碳补偿等环境规制是推动农业减排增汇的有效手段。实施碳税政策后，将碳税收入作为补贴用于农业低碳生产，可以在一定程度上改善农业土地利用结构，从而有助于更好发挥农业减排增汇的作用；碳排放权交易市场兼具碳税和补贴两种政策激励效果，将农业纳入碳交易市场能够有效降低碳减排的社会成本；建立区域间的横向农业碳补偿制度有利于提升低碳农业发展绩效。从非正式制度来看，社会信任、地方性共识等受到了学者们的广泛关注。社会信任能够改善人们的低碳生产行为，并能够降低其参与低碳生产所期望的补偿标准。3.技术因素。影响农业低碳发展的技术因素主要包括两个方面：一是农业技术进步。其不仅是驱动农业经济发展的重要动力，而且在促进农业低碳发展方面也发挥着不可忽视的重要作用。二是农业技术推广。以农业机械化技术为例，全程机械化技术已成为中国的主导农业技术，但以往研究多认为农业机械设备消耗的传统化石能源是农业碳排放的主要来源。

2.“双碳”目标下农业发展的误区与澄清

（一）气候变化减缓与适应行动不能顾此失彼“减缓”和“适应”是确保农业有效应对气候变化危害和风险的两大主要策略。前者主要是指减少农业碳排放以及增加农业碳汇的人为干预活动；后者则是指有助于改变农业部门应对气候变化脆弱性的手段，主要包括生产行为调整、生产技术创新等。长期以来，“减缓”一直被视作是发达国家的主要责任，而“适应”更多地被认为是发展中国家应对气候变化的首选。实际上，农业对气候变化的“减缓”和“适应”行动同等重要。一方面，农业在减缓气候变化中能够发挥出独特的作用。林地、草地、耕地等作为碳汇的主要贡献者，能够通过固碳效应来中和人为碳排放；另一方面，农业的自然依赖特性和生命特性，使之成为受气候变化影响最大的脆弱性部门，增强农业适应气候变化的韧性至关重要。（二）盲目发展有机农业并不能有效助力碳减排有机农业是一种不依赖化肥、农药、生长调节剂和畜禽饲料添加剂等农业化学投入品，而是使用有机肥和有机饲料等低碳农资来满足农作物和畜禽营养需求的农业生产体系。故而，较之于普通农产品，生产单位有机农产品所带来的温室气体排放可减少20%。然而，这种生产方式很有可能导致农作物的单产降低。为了弥补减产损失，就必须要开垦更多的土地，由而引发土壤碳库的碳释放，间接导致了农业碳排放的大幅增加。（三）小农户难以独立承担碳减排的责任“大国小农”是中国的基本国情、农情。在现在和今后的很长一段时期内，小农户经营都会是中国农业的主要经营方式，这决定了“双碳”目标下的农业发展不能够忽视小农户，需要关注小农户作为重要责任主体的作用。然而，小农户在采取温室气体减排和气候变化适应行为方面存在诸多不足，可能难以独立承担起碳减排的责任。未来应当努力提升小农户的组织化程度，促进农业服务规模经营，以此增强农业经营主体承担碳减排责任的能力。

3.“双碳”目标下的农业低碳发展：未来展望与研究前瞻

（一）农业在减缓和适应气候变化上的作用识别学术界对于农业在减缓和适应气候变化上的作用认知尚需厘清。在减缓气候变化方面，基于抓大放小原则，学界多将“碳排放大户”的工业、电力等作为研究焦点，而对于农业在减缓气候变化方面的潜力和必要性存在争议。农业是国民经济的基础，也是中国的立国之本。粮食和重要农产品的稳定供给事关国计民生，农业的首要功能和战略底线始终是为社会提供充足的农副产品。同时，农民是中国人口的最大多数，农民增收是促进城乡共同富裕的关键。只有在满足上述两个基本前提的情况下，发挥农业在减缓气候变化方面的多功能性才具备现实意义。未来研究需将粮食安全、农民增收和减排增汇置放到同一个分析框架，寻求“双碳”目标下农业发展的经济、社会和生态效益平衡。同时需要注意，具有碳排与碳汇双重特征的农业发展路径有别于第二三产业，必须坚持减排增汇齐头并进，探索合适的转型路径与发展方略。在农业减缓与适应气候变化的偏废问题上，学术界对此同样尚未达成共识。有学者认为，由于农业具有碳汇属性，加之种植业本身属于净碳产业，发挥农业减缓气候变化的作用更重要；也有学者基于中国粮食供应紧平衡的现实状况出发，认为农业适应气候变化才是根本遵循。事实上，两者并不相悖。农业在减缓和适应气候变化上的作用是动态性的，是因时制宜、因地制宜的，同时两者在技术层面上也存在重合部分。在农业经济发展水平较高的地区，可尝试推广低碳农业技术，发挥农业减缓气候变化的作用，而在农业经济发展水平较低的地区，则应以推广气候适应性农业技术为主，以更好地保障粮食安全。未来研究还需要注意的是，在短期应贯彻因时制宜、因地制宜的理念，着重关注农业减排增汇模式的开发与推广，例如种养结合型循环农业、“农光互补”“光伏+设施农业”“海上风电+海洋牧场”等，长期则应聚焦减缓与适应融合技术的开发与应用。（二）农业碳排放和碳汇测算体系的科学构建明晰农业碳排放、碳汇总量是展开相关研究的前提条件，但相较于工业碳排放源，农业碳排放源更加多元复杂，加之测算方法众多，从而使得测算结果可能存在较大差异。如前文所述，农业碳排放的测算方法主要包括IPCC法、生命周期法、投入产出法和实测法，但无论哪种方法均存在一定的缺陷。其中，IPCC法应用范围最广，受到广大学者青睐，但其无法充分反映农业系统生产过程的碳排放全貌；生命周期法对于碳排放周期边界的划定具有较强的主观性，易造成不同周期之间边界的截断，进而造成测算偏误。相对而言，较为合理的方法是投入产出法和实测法，但前者所需数据量大、测算过程复杂，且投入产出表具有非连续性，而后者存在获取数据的成本高昂，且容易遗漏中间环节，不适用于大范围内农业碳排放的测算。相较于农业碳排放，农业碳汇量主要基于不同碳汇源进行测算，由于不同碳汇源的特性存在差异，其测算方法也难以统一，基于不同方法测算汇总后得到的碳汇数据往往与真实值之间存在较大误差。基于此，未来关于测算体系的研究应着重关注三个方面的问题：一是进一步提高农业碳排放、碳汇测算的精度，在将更多农业碳排放源纳入测算体系的同时，还应加快新兴技术在实测技术领域的应用研究，例如借助遥感辅助修正农业碳排放、碳汇的测量偏误，运用大数据、云计算等信息技术提升农业碳排放、碳汇核算与管理的信息化水平等。二是积极借鉴国际碳排放、碳汇核算方法研究，在结合中国国情的基础上不断完善适用于不同地区、不同时期的碳排碳汇测算方法，推动建立更为公平合理的碳排放、碳汇核算方法体系。三是加强农业温室气体自愿减排项目方法学的开发，既要挖掘新的减排项目，又要依据新的经济社会发展形势针对已有的成熟项目进行必要的升级。例如，可依据沼气产业的规模化趋势，加快开发集体沼气项目方法学。（三）农业低碳发展相关认证体系的建立健全以往有部分研究将低碳农业与绿色农业、生态农业、循环农业等概念混淆，或在研究中将农业绿色发展、农业生态发展、农业循环发展等概念近似替代农业低碳发展。事实上，低碳思想最早可追溯到可持续发展的概念，低碳农业有其明确的范畴和边界，其核心理念就是减少农业碳排放或增加农业碳汇供给。未来研究应着重关注三个方面的问题：一是进一步明确低碳农业、农业低碳发展等相关概念的内涵和外延，在此基础上，加强低碳农业与绿色农业、生态农业、循环农业的耦合发展研究，推动低碳农业理念深入人心。二是加强低碳农业及其相关产品的认证研究，借鉴国内外先进经验，在低碳农业认证与规范、低碳农产品生产技术规范、低碳生产要素标准等方面展开分析。三是加快低碳农产品的碳标签方法学研究，尽快构建科学合理的碳标签体系；在此基础上，探讨消费者对碳标签农产品的溢价支付行为，分析碳标签制度对农业经济发展、农产品贸易的影响与作用机理等。（四）服务主体在农业低碳发展中的作用挖掘当前学术界主要关注规模农户在农业低碳发展中的作用，或多或少忽略了小农户这一重要主体。尽管农业适度规模经营一方面有助于规模农户采用标准化生产模式，降低交易费用和部分生产成本，获得规模经济报酬，进而实现农业单位价值上碳排放减少；另一方面有助于在区域内因地制宜、因时制宜地形成统一的低碳农业标准（农业碳减排、碳汇技术标准的制定与应用），保障低碳农业发展所必需的秩序和效率（对农业生产活动管理、农产品品质、规格及其他特性建立低碳农业运作的一致规范）。但是小农户将长期普遍存在也是中国基本国情的现实写照，如何将小农户融入低碳农业发展的过程之中是当前亟待思考和解决的重要问题。理论上，单个小农户由于存在规模、投资及经营能力等方面的限制，其采取低碳经营将面临较高的成本约束，不仅难以获取直接经济利益，而且面临较高的机会成本，导致其风险偏好明显不足。考虑到中国“小农经济”也蕴含着可观的组织优势与分工潜力，特别是农业机械化的快速发展，加强了生产环节的可分离性，产生了农业生产托管、生产性服务外包等新的分工模式，从而将单个小农户的生产活动纳入到具有规模报酬递增特征的社会化分工之中，故可在保证经济效益的同时，通过技术共享、风险共担以降低小农户采用低碳经营方式的门槛与成本。因此，未来研究应着重关注小农户在农业低碳发展方面的作用与贡献，重点探究分工经济下小农户融入农业低碳产业链的可行路径与分工模式，识别归纳小农户转变低碳生产方式的障碍与激励，规划设计区域内小农户碳交易参与机制与碳收益分配策略等。（五）农业低碳发展价值的多元实现机制政府作为关键的政策启动者、推动者和引导者，通过财政补贴、税收优惠等积极的财政手段加以诱导，在农业低碳发展的初期过程中起着重要推动作用。宏观层面上政府财政支持对农业低碳发展的贡献有目共睹，学界聚焦于微观农户个体受财政补贴激励下的低碳经营方式转变路径、低碳生产效率提升幅度、低碳技术采纳及持续意愿等方面的研究也已取得丰硕的成果。然而，对于“双碳”目标下农业低碳发展的多元实现机制的研究较为缺乏。未来研究应着重关注两个方面：一是加强农业低碳发展的市场化机制研究。碳排放权交易是值得高度重视的市场化机制，能够以低成本推动碳减排。二是加强农业低碳发展的碳普惠机制研究。构建农业碳普惠机制的目的是让广大农民参与其中，并且农业现代化与农民生活现代化是有机整体，只有农民在生活中感受到碳普惠，才能更好地在农业生产中践行低碳生产理念、采取低碳生产方式，由此农业低碳发展方能落到实处。（六）农产品低碳贸易和气候治理的国际合作地球是人类的共同家园，保护地球是人类的共同使命。在全球经济一体化背景下，开放合作和共同参与气候治理，仍是今后发展的重要命题。从这一意义来看，对农业“生产—流通—出口”的全周期、全过程进行低碳化改造，规避潜在的低碳贸易壁垒，理应是未来研究的重要方向。特别是当今世界正在经历百年未有之大变局，新冠肺炎疫情大流行、极端气候变化等黑天鹅事件对农业系统的气候韧性提出了新的挑战，中国更应加强与“一带一路”沿线国家和地区在农业低碳发展领域的合作，推动建立农产品低碳贸易合作工作组，积极参与农产品低碳贸易国际规则和标准的制定。毫无疑问，农产品低碳贸易将会是今后农业发展的新增长点和主流方向，农产品低碳贸易合作模式构建、权责利关系界定、争端解决机制设计等问题应将成为今后学界研究国际合作下农业低碳发展的主要方向之一。展望未来，气候变化是全人类的共同挑战，气候变化合作治理无疑是全球关注的热点话题，中国已经站在了“人类十字路口的转折点”。未来研究的重点便是在中国深度参与全球气候治理中对农业的重新定位，即对从气候变化“主动适应者”向“主动治理者”转变的路径、条件和潜力的考察，以及全球间农业在气候治理上的经验互鉴与协同配合。