張若焰, 陳 儒, 王秀娟, 姜志德

現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)的碳效應(yīng)核算與分析*——以陜西省煙草合作社為例

張若焰, 陳 儒**, 王秀娟, 姜志德

(西北農(nóng)林科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 楊凌 712100)

通過構(gòu)建煙草農(nóng)業(yè)碳效應(yīng)核算體系, 運(yùn)用調(diào)研獲取的陜西省煙草專業(yè)合作社393戶煙農(nóng)數(shù)據(jù), 對農(nóng)戶在煙草種植各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生的碳排放量、碳匯量、碳效率、碳密度和碳強(qiáng)度等多項綜合碳效應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行測算與分析, 探究陜西省煙草農(nóng)業(yè)碳效應(yīng)水平, 更具針對性地制定減排政策, 以促進(jìn)煙草農(nóng)業(yè)的低碳化發(fā)展。研究結(jié)果表明: 調(diào)研區(qū)域煙農(nóng)種植的641.17 hm2煙田總計碳排放量為3 276.27 t, 每公頃碳排放量5.11 t。其中農(nóng)用能源消耗排放量最大, 占碳排放總量的68.21%; 其次是農(nóng)資投入環(huán)節(jié), 占碳排放總量的24.88%; 農(nóng)業(yè)廢棄物處理、農(nóng)田管理以及農(nóng)田耕地土壤N2O排放所產(chǎn)生的碳排放量所占比重較低。各地區(qū)每公頃碳排放量由大到小依次為寶雞、商洛、安康、漢中。調(diào)查煙田的總碳匯量為1 361.86 t, 每公頃碳匯量2.12 t。通過秸稈還田、免耕、化肥與有機(jī)肥合理配施等措施引致的土壤固碳占總碳匯量的81.12%。各地區(qū)每公頃碳匯量排序為商洛、寶雞、漢中、安康?？們籼紖R量為-1 914.41 t, 每公頃凈碳匯量-2.99 t。研究區(qū)煙草農(nóng)業(yè)總碳排放量大于碳匯量, 呈現(xiàn)負(fù)的凈碳匯效應(yīng)。此外, 漢中煙草專業(yè)合作社通過采取調(diào)整管理經(jīng)營模式、優(yōu)化農(nóng)戶投入結(jié)構(gòu)、提高農(nóng)資利用效率、改進(jìn)煙草農(nóng)業(yè)技術(shù)和轉(zhuǎn)變農(nóng)戶耕作方式等措施, 使其碳效率、碳強(qiáng)度和碳密度等綜合碳效應(yīng)均呈現(xiàn)為最優(yōu), 每公頃凈碳匯量最大。

煙草生產(chǎn); 專業(yè)合作社; 綜合碳效應(yīng); 碳排放量; 碳匯量

農(nóng)業(yè)活動產(chǎn)生的溫室氣體排放對全球氣候變暖具有重要的影響, IPCC(2010年)顯示農(nóng)業(yè)碳排放量約占全球人為碳排放量的11%~12%, 且每年以0.9%的速度在不斷增長。在當(dāng)前生態(tài)文明建設(shè)和鄉(xiāng)村振興不斷推動的背景下, 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的低碳化轉(zhuǎn)變已經(jīng)勢在必行[1]。煙草種植是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系中的重要組成部分, 基于煙草()產(chǎn)業(yè)的行業(yè)特殊性, 農(nóng)戶往往依據(jù)計劃性的指標(biāo)分配展開生產(chǎn)經(jīng)營, 在以往傳統(tǒng)生產(chǎn)方式下的煙草種植過程中, 由于農(nóng)戶過分依賴化肥、農(nóng)藥等化學(xué)農(nóng)用品的大量施用, 引致土壤板結(jié)、水體污染等諸多農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境問題, 且其傳統(tǒng)粗放的生產(chǎn)方式在“量和質(zhì)”兩個方面均制約著煙草農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展。面臨此種境遇, 政府采取了一系列的管控措施加以應(yīng)對, 試圖有序推動煙草農(nóng)業(yè)從傳統(tǒng)作業(yè)向現(xiàn)代化的逐步轉(zhuǎn)變[2], 諸如政府通過推廣控氮增密技術(shù), 減少農(nóng)戶對化肥的過度施用以提高土壤質(zhì)量和煙葉產(chǎn)量; 開展物理、生物防治替代農(nóng)藥的綠色防控技術(shù)試點(diǎn)以提升煙葉品質(zhì); 依托合作經(jīng)濟(jì)組織優(yōu)化農(nóng)戶生產(chǎn)投入結(jié)構(gòu)以促進(jìn)農(nóng)戶增產(chǎn)增收等[3]?；诖丝芍? 在現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中, 與以往相比其更加關(guān)注經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會等綜合效益的協(xié)同提升, 且低碳化的生產(chǎn)經(jīng)營特征不斷凸顯, 各項低碳農(nóng)業(yè)技術(shù)也均得到一定程度的采用。那么, 當(dāng)前煙草種植的碳排放、碳匯、碳強(qiáng)度等碳效應(yīng)處于何種水平？結(jié)構(gòu)如何？哪種生產(chǎn)方式更為低碳？

在現(xiàn)有研究當(dāng)中, 針對農(nóng)業(yè)碳效應(yīng)核算的成果主要分為兩個方面: 一方面部分學(xué)者基于自身研究視角, 以整體農(nóng)業(yè)系統(tǒng)作為研究對象, 構(gòu)建碳效應(yīng)分析框架和相應(yīng)的測算體系, 核算農(nóng)業(yè)碳排放量、碳匯量以及綜合碳效應(yīng)等。例如: 黃祖輝等[4]采用分層投入產(chǎn)出-生命周期評價法, 構(gòu)建5個層級指標(biāo)對農(nóng)業(yè)系統(tǒng)碳足跡進(jìn)行量化分析, 以此明確農(nóng)業(yè)碳排放數(shù)量和結(jié)構(gòu)特征; 田云等[5]基于23類主要碳源和15類主要農(nóng)作物碳匯, 從宏觀農(nóng)業(yè)層面測算中國31省15年間的農(nóng)業(yè)碳排放量、碳匯量與凈碳匯量, 對不同省區(qū)的農(nóng)業(yè)凈碳水平進(jìn)行對比分析; 陳儒等[6]通過構(gòu)建農(nóng)戶層面碳效應(yīng)分析框架和測算體系, 量化分析了農(nóng)戶農(nóng)業(yè)生產(chǎn)項目上的綜合碳效應(yīng)。另一方面, 一些學(xué)者針對具體的不同農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)展開了碳效應(yīng)的核算和分析, 并對產(chǎn)業(yè)碳效應(yīng)水平做以綜合評價, 提出了促進(jìn)產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展的意見。例如: 王鈺喬等[7]采用生命周期評價法對10年間中國小麥()、玉米()主要糧食作物生產(chǎn)的碳足跡進(jìn)行核算, 并對其生產(chǎn)碳足跡的時空動態(tài)與相關(guān)政策效果進(jìn)行了分析; 劉勇等[8]利用碳排放核算和DEA-SBM模型的方法, 對中國12年間水稻()主產(chǎn)省份的碳排放效率進(jìn)行分析與研究; Alam等[9]通過生命周期評估法對孟加拉北部濕地雨育水稻的溫室氣體排放量進(jìn)行了估算與分析; 宋博等[10]通過多目標(biāo)灰靶決策模型對設(shè)施蔬菜生產(chǎn)系統(tǒng)碳足跡、生產(chǎn)環(huán)節(jié)碳排放結(jié)構(gòu)進(jìn)行測算和分析, 并對比評價北京市不同區(qū)域大棚蔬菜和溫室蔬菜的碳排放、碳匯量; 師帥等[11]對畜牧業(yè)碳排放的OECD核算法、IPCC系數(shù)法、生命周期法與投入-產(chǎn)出法進(jìn)行梳理和對比, 提出了基于生命周期評價法擴(kuò)展畜牧業(yè)碳足跡研究邊界的建議; Vergé等[12]采用生命周期的方法, 對不同生產(chǎn)效率下加拿大牛奶制品所產(chǎn)生的碳排放量進(jìn)行核算; 孔立等[13]運(yùn)用指數(shù)分析法核算了馬鈴薯()生產(chǎn)的碳排放量, 并與小麥、玉米的生產(chǎn)碳排放展開對比分析, 得出馬鈴薯是碳排放效率最高的糧食作物的結(jié)論。

由此可知, 盡管現(xiàn)階段不同農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)碳效應(yīng)核算的研究成果已頗為豐碩, 但鮮有學(xué)者針對煙草農(nóng)業(yè)展開碳效應(yīng)的量化分析, 煙葉生產(chǎn)不同于其他農(nóng)作物, 種植環(huán)節(jié)具有一定的特殊性, 通過構(gòu)建符合其自身生產(chǎn)特點(diǎn)的碳效應(yīng)分析框架, 估算煙草種植相應(yīng)的碳效應(yīng)水平, 剖析現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)的碳效應(yīng)結(jié)構(gòu), 這為更具有針對性地制定煙草農(nóng)業(yè)溫室氣體減排政策提供理論依據(jù)。以往關(guān)于碳效應(yīng)核算與分析的研究思路為本文提供了參考和借鑒, 在綜合相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上, 本研究基于煙草種植的微觀小農(nóng)視角, 構(gòu)建相應(yīng)的碳效應(yīng)測算體系, 對參與到陜西省4個地區(qū)煙草專業(yè)合作社的農(nóng)戶, 展開煙草種植生產(chǎn)環(huán)節(jié)碳排放、碳匯等碳效應(yīng)的核算, 并在此基礎(chǔ)上, 引入兼顧經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的碳效率和碳強(qiáng)度等指標(biāo), 以此探析不同合作經(jīng)營管理模式下煙草生產(chǎn)的綜合碳效應(yīng)。

1 煙草農(nóng)業(yè)碳效應(yīng)核算體系

1.1 關(guān)鍵排放源與匯的界定

1.1.1 農(nóng)業(yè)排放源與匯

京都議定書規(guī)定地球大氣的6種主要的溫室氣體中, 農(nóng)業(yè)碳排放方面涉及的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體主要是CO2、CH4和N2O[14-15]。農(nóng)業(yè)碳匯方面包括農(nóng)作物生長周期中的CO2吸收和當(dāng)期土壤有機(jī)碳含量(SOC)的增長[16-18]。根據(jù)IPCC評估報告, 1 kg CO2=0.273 kg C; 1 kg CH4=25 kg CO2=6.825 kg C; 1 kg N2O=298 kg CO2=81.354 kg C, 為便于對比農(nóng)業(yè)碳源、碳匯量, 將CO2、CH4、N2O統(tǒng)一換算成標(biāo)準(zhǔn)碳進(jìn)行計算。

1.1.2 煙草農(nóng)業(yè)碳效應(yīng)核算的系統(tǒng)邊界

本文從微觀農(nóng)戶層面借鑒生命周期評價(LCA)的理論思想, 以此核算煙草農(nóng)業(yè)的綜合碳效應(yīng)。煙草種植作業(yè)周期從最初冬季深翻土壤開始, 借助農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行深耕, 并輔之以1~2次旋耕, 而后施用底肥; 育苗在特定的苗床上進(jìn)行, 由合作經(jīng)濟(jì)組織統(tǒng)一培育, 現(xiàn)階段主要以漂浮育苗和濕潤育苗為主, 待煙苗成長到一定程度將其移栽至大田; 移栽使用膜下井窖式, 將苗床內(nèi)的煙苗連同生長需要的泥土一起取出, 將每一顆煙苗分離開, 在整理好的大田土地上起壟, 挖好洞穴按照一定的行距和株距放置煙苗, 控氮增密技術(shù)的施行使煙草移栽植株密度為19 500~22 500株?hm-2, 完成移栽后澆水、覆膜以增溫保濕、提高煙株的抗旱防澇能力和煙葉抗菌抗病毒能力; 而后在煙葉的生長過程中, 需要采用適量追肥、及時灌排水、中耕培土、打頂抹岔、防治病蟲害等大田管理措施, 以提高煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量; 等到煙葉成長到成熟階段, 將成熟的煙葉收獲, 以三段五步式方法在標(biāo)準(zhǔn)密集烤房對煙葉進(jìn)行烤制、加工和分級, 作為煙葉成品, 煙葉采烤環(huán)節(jié)則主要利用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化的烤房進(jìn)行烘烤、回潮等。

根據(jù)煙草農(nóng)業(yè)的種植環(huán)節(jié), 將其翻耕到采烤過程產(chǎn)生的直接、間接碳排放歸納為5類[6]:

第1類為農(nóng)資投入所產(chǎn)生的碳排放, 即在煙草種植中所使用化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜等隱含生命周期碳排放。其中煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所施用肥料主要有氮肥、磷肥、鉀肥、煙草專用肥、糞肥與有機(jī)肥等。氮肥種類以硝態(tài)氮肥和銨態(tài)氮肥為主, 常見為硫酸銨、碳酸氫銨以及硝酸鈉, 平均折純量約為17%; 磷肥種類為過磷酸鈣、重過磷酸鈣、磷礦粉以及鈣鎂磷肥, 平均折純量為21%; 鉀肥主要有硫酸鉀和硝酸鉀, 平均折純量為34%; 煙草專用肥是省煙草公司根據(jù)各地土壤情況進(jìn)行測土配方并為各地配施提供, 折純量約為30%, 針對不同地區(qū)情況, 其氮磷鉀比例也存在差異, 其中寶雞隴縣配施煙草專用肥氮磷鉀比例為10∶14∶16, 商洛洛南配施氮磷鉀比例為10∶10∶25, 漢中南鄭配施比例為10∶9∶23, 安康漢濱配施比例為10∶10∶25。煙草農(nóng)業(yè)種植過程中所施用的底肥以糞肥為主, 包括綠肥、餅肥、商品有機(jī)肥等。煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的農(nóng)藥主要分為抑芽劑、殺蟲劑、殺菌劑和除草劑4類。

第2類為農(nóng)業(yè)能源投入產(chǎn)生的碳排放, 即農(nóng)戶在煙草生長環(huán)節(jié)使用農(nóng)用機(jī)械、人工的能源消耗和煙葉烘烤環(huán)節(jié)的能源使用所產(chǎn)生的碳排放量。煙草農(nóng)業(yè)農(nóng)用機(jī)械使用主要在翻耕、旋耕、起壟、移栽和培土等多個環(huán)節(jié), 農(nóng)用機(jī)械需要消耗柴油、汽油等燃料從而引起碳排放。煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工序多, 作業(yè)要求高, 勞動力用量是水稻、小麥、玉米等大農(nóng)業(yè)的5倍[19], 農(nóng)忙時期煙草農(nóng)業(yè)需要大量的人工投入從而引起碳排放。煙草采烤環(huán)節(jié)區(qū)別于一般種植業(yè), 根據(jù)調(diào)研和實(shí)地走訪, 陜西省煙葉烘烤燃料以煤炭為主, 商洛市洛南縣陽光合作社和漢中市南鄭縣的小南海煙站在清潔生物質(zhì)燃料烘烤能源方面有一定探索, 但由于原料、技術(shù)與成本等多方面問題尚未實(shí)現(xiàn)大范圍推廣和使用, 因此烘烤環(huán)節(jié)主要計算其煤炭燃燒和耗電所產(chǎn)生碳排放量。

第3類是農(nóng)田土壤N2O排放, 包括施用化肥、糞肥就地轉(zhuǎn)化N2O的排放、大氣沉降氮轉(zhuǎn)化和淋溶凈流損失氮轉(zhuǎn)化等。

第4類為農(nóng)田利用與管理環(huán)節(jié)產(chǎn)生的碳排放, 即灌溉、翻耕等耕作方式產(chǎn)生的碳排放量。調(diào)研地區(qū)涉及陜西省4個市、縣(區(qū)), 其地形、降水量等地理狀況存在一定差異, 由于丘陵、山地地區(qū)地形具有多樣性特點(diǎn), 煙葉多種植于此, 水資源也相對匱乏, 地形原因?qū)е鹿喔入y度較大, 農(nóng)戶依據(jù)自身經(jīng)驗、地形狀況以及水熱條件選擇適合的灌溉方式從而產(chǎn)生碳排放。

第5類是農(nóng)業(yè)廢棄物處理環(huán)節(jié)產(chǎn)生的碳排放, 即農(nóng)膜、煙稈焚燒產(chǎn)生的碳排放量。煙草農(nóng)業(yè)碳匯來源主要分為兩類: 其一是土壤固碳環(huán)節(jié), 即合理配施化肥與有機(jī)肥、秸稈還田以及免耕等保護(hù)性耕作引致當(dāng)期土壤固碳量的增加值; 其二為植被固碳環(huán)節(jié), 即煙草秸稈生物量的碳轉(zhuǎn)化部分。

1.2 煙草農(nóng)業(yè)碳計量的測算體系

1.2.1 碳排放、碳匯與凈碳匯

煙草農(nóng)業(yè)碳排放主要從農(nóng)資投入、農(nóng)業(yè)能源投入、農(nóng)田土壤N2O排放、農(nóng)田利用與管理以及農(nóng)業(yè)廢棄物處理5個環(huán)節(jié)加總計算, 煙草農(nóng)業(yè)碳匯包括植株生物量碳轉(zhuǎn)化與煙田土壤固碳量。在此基礎(chǔ)上, 將碳匯與碳源之間的差值定義為凈碳匯, 用來衡量碳源和碳匯兩者之間的差距。具體計算公式為:

1.2.2 碳效率、碳強(qiáng)度與碳密度

農(nóng)業(yè)碳效率指投入單位碳所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)價值等有效價值量, 主要以經(jīng)濟(jì)效率和生態(tài)效率來衡量, 分別為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值與碳投入量的比值和碳匯量與碳投入量的比值[20], 通過測算碳效率能夠有效地分析碳效應(yīng)為農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來的收益。農(nóng)業(yè)碳強(qiáng)度是指單位農(nóng)業(yè)產(chǎn)值所產(chǎn)生的凈碳匯量, 正值代表碳匯強(qiáng)度, 負(fù)值代表碳排放強(qiáng)度[6]。農(nóng)業(yè)碳密度是指單位播種面積上產(chǎn)出的碳排放(匯)量, 包括碳排放密度、碳匯密度以及凈碳匯密度。其具體計算公式為:

2 碳效應(yīng)核算系數(shù)與數(shù)據(jù)來源

2.1 煙草農(nóng)業(yè)碳效應(yīng)的核算系數(shù)

在農(nóng)資投入環(huán)節(jié)中, 施用肥料會產(chǎn)生CO2、N2O和CH4等溫室氣體排放, 美國能源部科學(xué)與能源研究橡樹嶺實(shí)驗室(ORNL)通過試驗測定化肥的碳排放系數(shù)為0.89 kg(C)?kg-1, 但由于煙草農(nóng)業(yè)測土配方的普遍施行, 各區(qū)域針對土壤情況配比化肥, 比例上存在一定差異, 統(tǒng)一以一個系數(shù)折算不夠準(zhǔn)確。因此將煙草專用肥按照不同地區(qū)氮磷鉀比例進(jìn)行折純、折算, 再逐一計算氮肥、磷肥、鉀肥的碳排放量。本研究結(jié)合陳舜等[21]、胡小康等[22]、鄧明君等[23]研究成果綜合確定氮肥3.392 kg(C)?kg-1、磷肥0.636 kg(C)?kg-1、鉀肥0.180 kg(C)?kg-1的碳排放系數(shù)。糞肥施用到農(nóng)田時, 其中的氮會轉(zhuǎn)化為N2O并直接排放到大氣中, 此外還會產(chǎn)生CH4的排放。周貝貝等[24]對農(nóng)田施用糞肥量與其所產(chǎn)生的N2O和CH4排放進(jìn)行核算, 得到糞肥CO2排放系數(shù)為1 913.1 kg(CO2)?kg-1, 折合為標(biāo)準(zhǔn)碳排放系數(shù)為522.28 kg(C)?kg-1。美國橡樹嶺國家實(shí)驗室(ORNL)測定農(nóng)藥碳排放系數(shù)為4.934 kg(C)?kg-1, 農(nóng)膜使用的碳排放系數(shù)為5.18 kg(C)?kg-1, 本文以此核算煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用農(nóng)藥、農(nóng)膜所產(chǎn)生的碳排放量(表1)。

在能源投入環(huán)節(jié)中, 農(nóng)用機(jī)械主要統(tǒng)計農(nóng)戶在種植周期內(nèi)農(nóng)機(jī)燃料的使用費(fèi)用, 推算出農(nóng)機(jī)燃料耗用量, 再以政府間氣候變化專門委員會(IPCC)測定的0.592 1 kg(C)?kg-1系數(shù)計算農(nóng)機(jī)碳排放量。人工耗能主要統(tǒng)計了煙農(nóng)家庭和雇工用工總?cè)藬?shù)與總天數(shù)的乘積作為煙草用工數(shù), 再根據(jù)陳琳等[25]對于蔬菜用工碳排放系數(shù)0.25 kg(C)?d-1, 來核算人工投入量所產(chǎn)生的碳排放。在核算煙草農(nóng)業(yè)烘烤環(huán)節(jié)碳排放時, 需要逐一計算烘烤用電和煤炭所產(chǎn)生碳排放量再進(jìn)行加總, 烘烤用電碳排放系數(shù)用陳羅燁等[26]核算的0.92 kg(C)?kWh-1, 烘烤用煤以IPCC測定的煤炭燃燒碳排放系數(shù)0.755 9 kg(C)?kg-1進(jìn)行核算。在農(nóng)田土壤N2O排放環(huán)節(jié), 煙農(nóng)從事農(nóng)業(yè)活動、施用肥料、秸稈殘留、土地利用、大氣沉降等都會產(chǎn)生N2O的排放, 熊正琴等[27]、王智平[28]通過采樣測定不同土地類型與種植農(nóng)作物的土壤N2O排放系數(shù), 煙葉屬于旱地經(jīng)濟(jì)作物, 拋去其肥料投入產(chǎn)生的N2O直接排放, 土壤本身呼出氧化亞氮排放系數(shù)為0.95 kg?hm-2(表1)。

在農(nóng)田利用與管理環(huán)中, 采用灌溉面積與段華平等[29]核算出灌溉碳排放系數(shù)266.48 kg(C)?hm-2折算灌溉產(chǎn)生的碳排放量。煙農(nóng)翻耕、旋耕等耕作行為對土壤有擾動作用, 會增加土壤碳排放量。本研究以煙農(nóng)進(jìn)行翻耕的次數(shù)和種植煙葉的面積數(shù)相乘, 用伍芬琳等[30]核算出的翻耕產(chǎn)生的碳排放系數(shù)312.6 kg (C)?hm-2進(jìn)行核算。在農(nóng)業(yè)廢棄物處理環(huán)節(jié), 煙草農(nóng)業(yè)廢棄物碳排放主要為煙稈和農(nóng)膜燃燒所產(chǎn)生的CH4和N2O, 根據(jù)中國溫室氣體清單研究測算農(nóng)業(yè)廢棄物焚燒系數(shù)為5.15 g(CH4)?kg-1和0.13 g(N2O)?kg-1, 本文通過折算標(biāo)準(zhǔn)碳排放確定農(nóng)膜與秸稈燃燒系數(shù)為0.045 4 kg(C)?kg-1, 以此來核算碳排放量(表1)。

土壤固碳過程主要是由于枯枝落葉和動植物殘體撐起覆蓋于地表, 在氣候、生物等因素的作用下, 形成有機(jī)質(zhì)含量豐富的腐殖質(zhì)層, 提升了土壤含碳量, 成為農(nóng)業(yè)重要的碳匯來源[6]。煙草種植過程中合理配施化肥與有機(jī)肥、秸稈還田和免耕等都會提升耕地的固碳能力[31-32]。本文參考金琳等[33]分析出不同土地利用方式對土壤碳匯的影響, 化肥與有機(jī)肥配施對土壤固碳增加量為1.78 t(C)?hm-2?a-1, 免耕對土壤固碳的增加量為0.71 t(C)?hm-2?a-1, 秸稈還田對土壤固碳的增加量為0.47 t(C)?hm-2?a-1, 以此來核算煙草種植過程中的土壤固碳量。煙草種植過程中, 通過培訓(xùn)和技術(shù)推廣, 煙農(nóng)普遍使用配施化肥與有機(jī)肥, 部分煙農(nóng)有免耕和秸稈還田行為, 以增加土壤固碳量。煙草植株在生長周期內(nèi)的碳吸收量, 即植株通過光合作用形成的凈初級生產(chǎn)量[5], 計算方法見式(2) (表1)。

2.2 數(shù)據(jù)來源

秦巴山區(qū)是中國氣候南北分界點(diǎn), 位于亞熱帶與暖溫帶的過渡區(qū), 是烤煙種植最適宜區(qū)域之一。寶雞、商洛、漢中和安康4個地區(qū)作為陜西省重要的烤煙種植基地, 年產(chǎn)量穩(wěn)定在5萬t左右, 占陜西省煙葉總量的90%以上。本文依托中國煙草總公司陜西公司委托項目進(jìn)行入戶調(diào)研和深度訪談, 覆蓋陜西省寶雞市隴縣盛大專業(yè)合作社、商洛市洛南縣陽光烤煙專業(yè)合作社、安康市漢濱區(qū)新禾豐烤煙專業(yè)合作社以及漢中市南鄭縣金葉烤煙專業(yè)合作社393戶入社煙農(nóng)。訪談提綱主要涉及合作社的組織管理模式、收益分配方式、服務(wù)供給體系等幾個方面; 問卷調(diào)研內(nèi)容涉及農(nóng)戶的個人家庭特征、煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)、煙草農(nóng)業(yè)投入產(chǎn)出以及農(nóng)戶對合作社的參與程度和滿意程度等方面。問卷總計發(fā)放400份, 回收有效問卷393份, 問卷回收有效率達(dá)98.25%, 涉及16個鎮(zhèn)50個村落, 其中寶雞市隴縣盛大專業(yè)合作社83份, 商洛市洛南縣陽光烤煙專業(yè)合作社108份, 安康市漢濱區(qū)新禾豐烤煙專業(yè)合作社78份, 漢中市南鄭縣金葉烤煙專業(yè)合作社124份。涉及調(diào)查區(qū)域煙草種植規(guī)?？傆?41.17 hm2, 其中寶雞市隴縣114.13 hm2, 商洛市洛南縣135.53 hm2, 安康市漢濱區(qū)163.77 hm2, 漢中市南鄭縣227.74 hm2。

表1 煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的碳排放、碳匯系數(shù)

3 結(jié)果與分析

3.1 陜西省煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的碳排放、碳匯與凈碳匯

根據(jù)前文構(gòu)建的煙草農(nóng)業(yè)碳計量測算體系, 結(jié)合實(shí)地調(diào)研獲取的農(nóng)戶數(shù)據(jù), 測算了陜西省煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)生的碳排放量、碳匯量和凈碳匯量(表2)。從表2可以看出煙草產(chǎn)生總碳排放量為3 276.27 t C, 其中漢中市南鄭縣金葉烤煙專業(yè)合作社碳排放量最大, 為910.62 t C, 占總碳排放量的27.79%; 總碳排放量由大到小依次是漢中、商洛、安康、寶雞。煙草生產(chǎn)的總碳匯量為1 361.86 t C, 其中漢中市最大, 為494.78 t C, 占總碳匯量的36.33%; 總碳匯量由大到小依次為漢中、安康、商洛、寶雞。煙草生產(chǎn)的總凈碳匯量為-1 914.41 t C, 其中凈碳匯量最高的是漢中市, 為-415.84 t C; 凈碳匯量最低的是商洛市, 為-524.03 t C。陜西省煙草農(nóng)業(yè)凈碳匯量均為負(fù)值, 表明煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中碳吸收量小于碳排放量。

為更好地對比不同區(qū)域的碳效應(yīng), 本文引入戶均碳效應(yīng)和每公頃單位面積碳效應(yīng)兩個指標(biāo)。在戶均碳效應(yīng)中, 戶均碳排放量為8 336.56 kg C, 其中安康市最大, 為9 950.16 kg C, 高于平均值1 613.61 kg(C)×戶-1, 其大小依次為漢中、商洛、安康、寶雞。戶均碳匯量為3 465.29 kg C, 其中安康、漢中高于平均值, 安康產(chǎn)生戶均碳匯量最大, 為4 077.25 kg C, 高于均值611.96 kg(C)×戶-1, 戶均碳匯量依次為安康、漢中、寶雞、商洛。戶均凈碳匯量為-4 871.27 kg C, 其中漢中市戶均凈碳匯量最大, 為-3 353.59 kg C, 戶均凈碳匯量排序依次為漢中、商洛、安康、寶雞。

相較戶均碳效應(yīng)而言, 單位面積碳效應(yīng)能夠更加直觀地對比不同地區(qū)每公頃煙田的碳排放、碳匯、凈碳匯水平。調(diào)研地區(qū)每公頃碳排放量為5 109.83 kg C。其中寶雞市最大, 為6 715.08 kg C, 高于平均值1 605.25 kg(C)×hm-2; 商洛每公頃排放量略高于平均排放量; 漢中市、安康市低于平均每公頃排放量, 漢中每公頃碳排放量最小, 為3 998.51 kg C, 低于平均每公頃排放量1 111.32 kg C; 每公頃碳排放量大小依次為寶雞、商洛、安康、漢中。單位面積每公頃碳匯量為2 124.02 kg C。其中每公頃碳匯量最高的是商洛市, 為2 206.95 kg C, 高于平均值82.93 kg(C)×hm-2; 寶雞市和漢中市也都在平均值之上; 最低的為安康市1 941.90 kg C, 低于平均值182.12 kg(C)×hm-2; 每公頃碳匯量排序依次為漢中、商洛、寶雞、安康。每公頃凈碳匯量為-2 985.80 kg C。每公頃凈碳匯量最大的漢中為-1 825.96 kg C, 其排序依次為漢中、安康、商洛、寶雞。

表2 陜西省不同區(qū)域典型煙草專業(yè)合作社煙草生產(chǎn)碳排放、碳匯及凈碳匯量

3.2 不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)碳效應(yīng)分析

由表3、圖1可知, 在煙草農(nóng)業(yè)種植中產(chǎn)生碳排放量比重最高的環(huán)節(jié)是農(nóng)業(yè)能源投入環(huán)節(jié), 其產(chǎn)生的碳排放量為2 234.57 t C, 占總碳排放量的68.20%。農(nóng)業(yè)能源投入中最主要為煙葉烘烤所產(chǎn)生的碳排放, 共2 133.85 t C, 占總碳排放量的65.13%; 農(nóng)用機(jī)械耗能和人工投入所產(chǎn)生的碳排放分別占總碳排放量的1.53%和1.55%。煙葉烘烤是煙草農(nóng)業(yè)碳排放的主要來源。在烘烤環(huán)節(jié)中, 烘烤用煤所產(chǎn)生碳排放量為1 599.82 t C, 占總排放量的48.83%, 烘烤用電碳排放占總碳排放量的16.30%, 煤炭仍是煙葉烘烤最主要的能源。在農(nóng)業(yè)能源消耗環(huán)節(jié), 不同區(qū)域每公頃碳排放量由大到小依次為寶雞、商洛、安康、漢中。其中商洛市烘烤環(huán)節(jié)產(chǎn)生碳排放總量最高, 寶雞市烘烤環(huán)節(jié)戶均和每公頃碳排放量最大, 安康市和漢中市對太陽能、電能、生物質(zhì)等新能源烤房的開發(fā)較多, 在一定程度上減少了烘烤環(huán)節(jié)的排放量, 寶雞市合作社部分煙農(nóng)還未使用標(biāo)準(zhǔn)化烤房, 使烘烤環(huán)節(jié)碳排放量較大?？傮w來說, 與其他種植業(yè)在農(nóng)資投入消耗所產(chǎn)生碳排放量最大的研究結(jié)論[5-6]相比, 煙草行業(yè)具有獨(dú)特的烘烤環(huán)節(jié), 煙葉烘烤煤炭燃燒大幅增加了煙草農(nóng)業(yè)的碳排放量, 致使煙草農(nóng)業(yè)在農(nóng)業(yè)能源投入環(huán)節(jié)產(chǎn)生較大的碳排放量, 因而積極探索新的烘烤技術(shù), 開發(fā)和利用新型能源進(jìn)行煙葉烘烤, 通過提高燃料的利用效率以降低烘烤環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的碳排放量是煙草農(nóng)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵所在。

其次是農(nóng)資投入環(huán)節(jié), 產(chǎn)生碳排放量815.08 t C, 占總碳排放量的24.89%。其中施用化肥所產(chǎn)生的碳排放量為198.25 t C, 占總碳排放量的6.05%; 施用有機(jī)肥所產(chǎn)生的碳排放量為331.21 t C, 占總碳排放量的10.11%; 施用農(nóng)藥所產(chǎn)生的碳排放量為27.45 t C, 占總碳排放量的0.84%; 使用農(nóng)膜所產(chǎn)生的碳排放量為258.17 t C, 占總碳排放量的7.88%。每公頃碳排放量由大到小依次為安康、寶雞、漢中、商洛。施用糞肥在農(nóng)資投入環(huán)節(jié)中產(chǎn)生碳排放量最大, 這與之前學(xué)者分析的農(nóng)戶種植活動產(chǎn)生碳排放量主要集中在化肥和農(nóng)藥的施用環(huán)節(jié)有所不同, 主要原因在于煙草農(nóng)業(yè)中所推行的控氮增密技術(shù)、綠色植保蚜繭蜂技術(shù)和黃板誘蚜等, 有效減少了農(nóng)戶化肥農(nóng)藥的施用量, 降低了其農(nóng)資投入環(huán)節(jié)農(nóng)藥化肥的碳排放量; 同時通過配發(fā)有機(jī)肥等相關(guān)措施, 不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況制定適合本地土壤狀況的有機(jī)肥化肥配比政策, 化肥和有機(jī)肥的合理配施能夠優(yōu)化土質(zhì)、提高土壤肥力、改善土壤結(jié)構(gòu)并增加土壤固碳潛力。施用有機(jī)肥較多的是漢中市和安康市。農(nóng)資投入環(huán)節(jié)中農(nóng)膜使用產(chǎn)生的碳排放量也不容忽視, 占總碳排放量的7.88%, 漢中和商洛每公頃農(nóng)膜所產(chǎn)生的碳排放量相對較低。

表3 陜西省不同區(qū)域典型煙草專業(yè)合作社煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)碳排放量

圖1 煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)碳排放量占比情況

農(nóng)業(yè)廢棄物處理環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生的碳排放量為128.37 t C, 占碳排放總量的3.92%。其中煙稈燃燒占3.35%, 農(nóng)膜燃燒占0.57%。漢中秸稈燃燒的總排放量最大, 而商洛市每公頃煙稈燃燒產(chǎn)生碳排放量最大, 寶雞市戶均碳排放量最高, 總體上煙草農(nóng)業(yè)存在煙稈焚燒和回收利用率低等現(xiàn)象。商洛市陽光合作社通過推進(jìn)煙稈的回收再利用, 將煙稈制作成生物質(zhì)燃料用以支撐煙葉烘烤環(huán)節(jié)的能源, 同時降低煙稈燃燒和烘烤兩個環(huán)節(jié)的碳排放量, 但由于存在技術(shù)和成本等問題, 使煙稈回收推廣范圍較小, 還未形成良好的減排效果。目前, 我國已出臺禁止焚燒秸稈等政策以促進(jìn)秸稈還田和再利用, 同時秸稈還田等還會增加土壤固碳量, 進(jìn)一步達(dá)到低碳減排的目的。寶雞市農(nóng)膜燃燒所產(chǎn)生的碳排放量較大, 原因在于其農(nóng)膜的回收再利用率較低, 而其他合作社針對煙草農(nóng)膜都有相應(yīng)的回收再利用政策, 提高了農(nóng)膜的利用率。

農(nóng)田管理所產(chǎn)生的碳排放量為97.63 t C, 占總碳排放量的2.98%。其中灌溉產(chǎn)生碳排放占2.82%, 翻耕產(chǎn)生碳排放占0.16%。灌溉方面, 安康和漢中灌溉產(chǎn)生碳排放總量較大, 寶雞市每公頃碳排放量較大。安康、漢中和商洛均屬秦巴山區(qū), 氣候相較于寶雞更濕潤, 寶雞灌溉次數(shù)較多, 安康和漢中煙葉種植集中于山地, 灌溉難度大, 機(jī)械化程度不高, 地形原因是導(dǎo)致其差異的主要因素。農(nóng)田土壤N2O排放609.11 kg, 占總碳排放量的0.02%, 4地?zé)o明顯差異。

由圖2、表4可知, 在煙草農(nóng)業(yè)碳匯量中, 土壤固碳1 104.73 t C, 占總碳匯量的81.19%。主要在于化肥有機(jī)肥配施措施有效增加了土壤碳匯量, 為1 075.18 t C, 占總碳匯量的78.95%; 秸稈還田總固碳量為29.41 t C; 免耕總固碳量142 kg。4個合作社土壤固碳量相差不大, 平均每公頃土壤固碳量由大到小依次為漢中、寶雞、商洛、安康。調(diào)研區(qū)域煙稈植株固碳257.13 t C, 占總碳匯量的18.88%。漢中市植株固碳總量最大, 這與其種植規(guī)模有關(guān), 每公頃植株固碳量排序依次為商洛、寶雞、漢中、安康。煙草農(nóng)業(yè)低碳化轉(zhuǎn)型要求在減少碳排放的同時增加農(nóng)業(yè)的固碳效應(yīng)以達(dá)到減源增匯的目的。通過以上分析可知, 煙草農(nóng)業(yè)碳匯量的主要來源是土壤固碳, 因此, 改進(jìn)煙農(nóng)耕作方式以提升土壤固碳潛力能夠有效促進(jìn)煙草的低碳化發(fā)展。

圖2 陜西省不同區(qū)域典型煙草專業(yè)合作社煙草農(nóng)業(yè)碳匯量

各區(qū)域煙草專業(yè)合作社名稱見表3。The names of the professional cooperatives of different areas are shown in the table 3.

3.3 不同組織管理模式碳效應(yīng)分析

如表5所示, 從碳效率角度來看, 總體上煙草農(nóng)業(yè)的碳經(jīng)濟(jì)效率高于生態(tài)效率, 說明農(nóng)戶在種植過程中, 更加注重追求經(jīng)濟(jì)效率而生態(tài)意識相對薄弱。漢中市的碳效率最高, 其碳經(jīng)濟(jì)效率和生態(tài)效率均高于其他3個地區(qū); 商洛市緊隨其后, 而寶雞市和安康市相差不大, 安康碳效率略高于寶雞。因此, 陜西省煙草農(nóng)業(yè)發(fā)展需要進(jìn)一步協(xié)調(diào)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益, 在促進(jìn)農(nóng)戶增產(chǎn)增收的同時強(qiáng)化農(nóng)戶生態(tài)意識, 從而有效引導(dǎo)煙草農(nóng)業(yè)的低碳化轉(zhuǎn)變。

表4 陜西省不同區(qū)域典型煙草專業(yè)合作社煙草農(nóng)業(yè)碳匯量

表5 陜西省不同區(qū)域典型煙草專業(yè)合作社煙草農(nóng)業(yè)綜合碳效應(yīng)

從碳強(qiáng)度角度來看, 陜西省煙草農(nóng)業(yè)均表現(xiàn)為碳排放, 但碳排放強(qiáng)度數(shù)值較小。寶雞碳排放強(qiáng)度最大; 漢中碳排放強(qiáng)度最小, 雖然碳排放均大于碳匯, 但漢中相對碳強(qiáng)度指標(biāo)最優(yōu), 表明漢中的煙草農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益較好、資源利用率較高, 煙草農(nóng)業(yè)發(fā)展較為低碳化。

從碳密度角度來看, 寶雞市和商洛市碳排放密度較高, 平均每公頃排放6 715.08 kg C和6 073.51 kg C,安康市和漢中市碳排放密度較低; 而碳匯密度中寶雞和商洛碳匯密度較高, 安康和漢中碳匯密度較低; 陜西省煙草農(nóng)業(yè)均表現(xiàn)為負(fù)的凈碳匯密度, 從均值來看, 漢中市凈碳匯密度最小, 而寶雞和商洛的凈碳匯密度較高。

綜合碳效率、碳強(qiáng)度以及碳密度3個指標(biāo)分析發(fā)現(xiàn), 漢中市鄭縣金葉烤煙專業(yè)合作社碳效率、碳強(qiáng)度和碳密度3個指標(biāo)均為最優(yōu)。在4個合作社中, 漢中市煙區(qū)主要分布于山地地形, 煙農(nóng)居住相對分散, 為方便對煙農(nóng)規(guī)范管理而采用網(wǎng)格化管理模式, 將居住較近的煙農(nóng)分組并設(shè)立網(wǎng)格長, 方便對煙農(nóng)提供管理和服務(wù)的同時規(guī)范煙農(nóng)化肥農(nóng)藥施用、秸稈燃燒等行為, 保護(hù)性耕作方式較好地降低了煙農(nóng)在煙草種植中的碳排放量[35], 最終以較少的碳排放量獲得了較大的經(jīng)濟(jì)效益; 此外在合作社領(lǐng)導(dǎo)下設(shè)立煙站, 以煙草公司+煙站+合作社模式開展管理服務(wù)工作, 小南海煙站開發(fā)的新能源烤房能夠?qū)尤牒献魃绲霓r(nóng)戶形成良好的帶動效應(yīng); 分紅模式中漢中合作社按交易量進(jìn)行分紅而其他3個合作社均按股份進(jìn)行分紅, 按交易量分紅的方式能夠促進(jìn)農(nóng)戶的生產(chǎn)積極性并形成良好的激勵作用以達(dá)到增產(chǎn)增收的目的。商洛市洛南縣陽光烤煙專業(yè)合作社其碳效率、碳強(qiáng)度以及碳密度略次于漢中, 基本達(dá)到了陜西省煙草農(nóng)業(yè)碳效益均值水平, 該合作社積極探索推廣低碳技術(shù), 在煙稈回收再利用、生物質(zhì)燃料烤房等方面采用了較好的技術(shù)和方法。寶雞市隴縣盛大專業(yè)合作社與安康市漢濱區(qū)新禾豐烤煙專業(yè)合作社其生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益相比于前兩個合作社略低, 仍需要在技術(shù)和管理模式上尋求創(chuàng)新以促進(jìn)煙草農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、低碳化發(fā)展。

4 結(jié)論

本文通過構(gòu)建煙草農(nóng)業(yè)碳效應(yīng)分析體系, 對調(diào)研的陜西省煙草專業(yè)合作社393戶農(nóng)戶在煙草農(nóng)業(yè)種植各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生的碳排放量、碳匯量、碳效率、碳密度以及碳強(qiáng)度等多項碳效應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行測算和分析, 得到了以下結(jié)論:

1)陜西省393戶煙農(nóng)種植641.17 hm2煙葉, 總碳排放量為3 276.27 t C, 每公頃碳排放量5.11 t C, 戶均碳排放量8.34 t C; 總碳匯量1 361.86 t C, 每公頃碳匯量2.12 t C, 戶均碳匯量3.47 t C; 總凈碳匯量-1 914.41 t C, 每公頃凈碳匯量-2.99 t C, 戶均凈碳匯量-4.87 t C。陜西省煙草農(nóng)業(yè)總體碳排放量大于碳匯量, 呈現(xiàn)負(fù)凈碳匯效應(yīng)的特點(diǎn), 其中選取平均每公頃碳效應(yīng)指標(biāo)對比分析區(qū)域之間差異最為恰當(dāng)。

2)在碳排放環(huán)節(jié)中, 煙草農(nóng)業(yè)農(nóng)用能源消耗排放量最大, 占碳排放總量的68.21%, 煙葉烘烤能源仍以煤炭為主, 煤炭燃燒會導(dǎo)致大量的碳排放產(chǎn)生; 其次是農(nóng)資投入環(huán)節(jié), 占碳排放總量的24.88%, 主要為糞肥和農(nóng)膜的使用產(chǎn)生的碳排放, 由于控氮增密技術(shù)和綠色植保技術(shù)在煙草農(nóng)業(yè)上的推廣, 使其化肥農(nóng)藥所產(chǎn)生的碳排放量較小; 農(nóng)業(yè)廢棄物處理、農(nóng)田管理以及農(nóng)田耕地土壤N2O排放所產(chǎn)生的碳排放量所占比重較低。漢中和商洛總碳排放量較大, 每公頃碳排放量由大到小依次為: 寶雞、商洛、安康、漢中。基于此, 在煙草農(nóng)業(yè)低碳化發(fā)展中, 要不斷積極探索新型能源, 改進(jìn)烘烤技術(shù), 提高能源利用效率以實(shí)現(xiàn)清潔烘烤, 將農(nóng)用能源消耗中的烘烤燃料作為降低碳排放的主要環(huán)節(jié)。

3)在碳匯環(huán)節(jié)中, 土壤固碳量為1 104.73 t C, 占固碳總量的81.12%, 這主要由于煙草農(nóng)業(yè)的農(nóng)戶培訓(xùn)機(jī)制較好, 低碳技術(shù)在煙草農(nóng)業(yè)中推行較快, 農(nóng)戶采取保護(hù)性耕作技術(shù)進(jìn)行煙草生產(chǎn), 以提高土壤固碳能力; 4個不同區(qū)域的合作社中漢中和安康的固碳量較大, 寶雞和商洛較小, 每公頃碳匯量商洛、寶雞、漢中差異不明顯, 安康略低, 其排序依次為商洛、寶雞、漢中、安康。因此要通過培訓(xùn)等各種方式普及保護(hù)性耕作技術(shù)等, 從而使煙農(nóng)在煙草農(nóng)業(yè)低碳生產(chǎn)中采取更為低碳的技術(shù)和生產(chǎn)方式以降低產(chǎn)生的碳排放量, 增加煙草農(nóng)業(yè)固碳能力,提高煙草農(nóng)業(yè)凈碳匯量。

4)在綜合碳效應(yīng)方面, 陜西省煙草專業(yè)合作社中, 漢中金葉烤煙專業(yè)合作社在碳效率、碳強(qiáng)度和碳密度均為最優(yōu), 每公頃凈碳匯量最大。其管理模式以網(wǎng)格化管理為主設(shè)立煙站, 并以煙葉交易量為煙農(nóng)分紅, 能夠優(yōu)化農(nóng)戶投入結(jié)構(gòu)、提高農(nóng)資利用效率、改進(jìn)煙草農(nóng)業(yè)技術(shù)和農(nóng)戶耕作方式、規(guī)范煙農(nóng)行為、為煙農(nóng)提供更加全面周到的服務(wù), 以更好地達(dá)到煙草農(nóng)業(yè)的碳減排目的, 促進(jìn)煙草農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。因此應(yīng)充分發(fā)揮合作社等新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體在農(nóng)業(yè)低碳化轉(zhuǎn)型中的作用, 利用合作社等經(jīng)營主體的組織模式, 增加對農(nóng)戶的生態(tài)環(huán)保意識和低碳技術(shù)的培訓(xùn), 施行有效的激勵措施鼓勵農(nóng)戶低碳行為, 促進(jìn)農(nóng)戶低碳生產(chǎn)的積極性和創(chuàng)新性, 從點(diǎn)及面以促進(jìn)煙草農(nóng)業(yè)的低碳化、現(xiàn)代化發(fā)展。

本研究將農(nóng)業(yè)碳效應(yīng)核算體系引入到煙草農(nóng)業(yè)中, 構(gòu)建以微觀農(nóng)戶煙草種植過程中生產(chǎn)行為為研究主體的綜合碳效應(yīng)分析體系, 明確煙草農(nóng)業(yè)碳排放的產(chǎn)生環(huán)節(jié)和主要來源, 對有針對性地開展溫室氣體減排工作有一定的參考價值。得出結(jié)論與前人研究[36-38]相比, 相同點(diǎn)在于都認(rèn)為通過低碳技術(shù)的推廣和普及等能夠有效減少農(nóng)業(yè)碳排放量, 提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)碳效應(yīng)。但本研究在技術(shù)進(jìn)步的角度外, 探究了合作經(jīng)濟(jì)組織管理模式對碳效應(yīng)產(chǎn)生的影響, 得出優(yōu)化組織模式也是農(nóng)業(yè)低碳化轉(zhuǎn)變途徑之一。與此同時, 文章在討論煙草農(nóng)業(yè)碳循環(huán)的整個過程以及生命周期理論在煙草農(nóng)業(yè)的應(yīng)用兩個問題上未進(jìn)行深入探究, 有待進(jìn)一步更深層次的剖析。

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Carbon effect of modern tobacco agriculture: Based on tobacco cooperatives in Shaanxi Province*

ZHANG Ruoyan, CHEN Ru**, WANG Xiujuan, JIANG Zhide

(School of Economics and Management, Northwest A&F University, Yangling 712100, China)

Greenhouse gas emission from agriculture activities have an important impact on global warming. As the part of the agriculture system, tobacco agriculture has the obligation to address the climate change in the background of Ecological Civilization Construction and Rural Revitalization. To Explore the carbon effect of tobacco agriculture in Shaanxi Province and formulate effectively emission reduction policies to promote the low-carbon tobacco agriculture development, this paper constructed the comprehensive carbon effect accounting system of the tobacco agricultural, calculated the carbon emission, carbon sink, net carbon sink, and analyzed the carbon efficiency, carbon intensity and other comprehensive carbon effect indexes through all production processes of the 393 farmers who engaged in tobacco agriculture from tobacco professional cooperative in Shaanxi Province. The results showed that: for the total 641.17 hectare tobacco fields in the survey area, the total carbon emission was 3 276.27 t C, and the average carbon emission per hectare 5.11 t C, among which the agricultural energy consumption was the largest emission, and the percentage of total carbon emission was 68.21%. Next was the agricultural material inputs which accounted for 24.88% of the total carbon emissions. The agricultural waste disposal, the farmland management, and the farmland soil’s nitrous oxide emission accounted for low proportion of carbon emission. The order of average carbon emission per hectare for each region from large to small was Baoji, Shangluo, Ankang and Hanzhong. The total carbon sink was 1 361.86 t C, the average per hectare of the carbon sink was 2.12 t C. Soil carbon sequestration caused by straw returning, no-tillage, and rational applying the chemical fertilizer and organic fertilization accounted for 81.12% of the total carbon sequestration. The average carbon sequestration per hectare in each region was ranked as Shangluo > Baoji > Hanzhong > Ankang. The total net carbon sink was-1 914.41 t C, and the net carbon sink per hectare was-2.99 t C. The total carbon emission of tobacco agriculture was greater than that of carbon sink, showing negative net carbon sink effect. Therefore, it is important to develop the low-carbon modern tobacco agriculture to promote low-carbon technological progress and explore the clean energy instead of coal in the bulk curing barn for flue-cured tobacco. In addition, by adopting measures such as adjusting management and operation mode, optimizing the input structure of farmers, improving the utilization efficiency of agricultural resources, improving tobacco agricultural technology and changing farming methods, Hanzhong Tobacco Professional Cooperative presented the optimal comprehensive carbon effects such as carbon efficiency, carbon intensity, carbon density, and maximize the net carbon sink per hectare.

Tobacco agriculture; Professional cooperatives; Comprehensive carbon effect; Carbon emission; Carbon sink

F323.2

2096-6237(2019)12-1903-13

10.13930/j.cnki.cjea.190402

* 中國煙草總公司陜西公司委托項目(20170619000002)和國家自然科學(xué)基金面上項目(71573212)資助

陳儒, 主要研究方向為農(nóng)業(yè)資源經(jīng)濟(jì)與環(huán)境管理。E-mail: R.CHEN@foxmail.com

張若焰, 主要研究方向為綠色金融、低碳農(nóng)業(yè)。E-mail: ry-Zhang@foxmail.com

2019-05-29

2019-06-24

* This work was supported by the Project Entrusted by Shaanxi Tobacco Company of China National Tobacco Corporation (20170619000002) and the National Natural Science Foundation of China (71573212).

, E-mail: R.CHEN@foxmail.com

May 29, 2019;

Jun. 24, 2019

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