魯慶堯 田素妍 陳瑤

摘?要?本文以1990—2020年中國糧食主產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)數(shù)據(jù)為樣本，對糧食種植碳排放量與糧食播種面積、糧食產(chǎn)量的脫鉤關(guān)系進行研究，并分時間段、分地區(qū)考察脫鉤狀態(tài)的變化過程。研究結(jié)果表明：整體上主產(chǎn)區(qū)的技術(shù)脫鉤關(guān)系和強度脫鉤關(guān)系明顯好轉(zhuǎn)，糧食種植低碳化趨勢明顯;河北、江蘇、江西、山東和湖北的技術(shù)脫鉤和強度脫鉤均處于強脫鉤狀態(tài)，遼寧、安徽、河南、黑龍江和內(nèi)蒙古的技術(shù)脫鉤和強度脫鉤均處于弱脫鉤狀態(tài)，湖南和四川的強度脫鉤關(guān)系要好于技術(shù)脫鉤關(guān)系，吉林的技術(shù)脫鉤和強度脫鉤均處于增長連接狀態(tài)。鑒于主產(chǎn)區(qū)各省份呈現(xiàn)的脫鉤類型及脫鉤程度存在梯度差別，本文進一步分析發(fā)達國家糧食種植低碳化實踐經(jīng)驗，為中國糧食種植低碳化發(fā)展提供價值啟示與路徑選擇。

關(guān)鍵詞?“雙碳”?糧食種植?碳排放?脫鉤效應(yīng)

一、引言與文獻綜述

碳中和概念由英國未來森林（Future?Forest）公司于1977年提出，是指某個系統(tǒng)在一定時期內(nèi)，直接或間接產(chǎn)生的碳排放總量，通過節(jié)能減排、植物吸收等方式抵消自身的產(chǎn)生量，實現(xiàn)二氧化碳零排放。碳達峰指二氧化碳排放量達到峰值之后持續(xù)下降，是碳排放量由增轉(zhuǎn)降的歷史拐點。就碳達峰和碳中和（“雙碳”）的關(guān)系而言，碳達峰是碳中和的基礎(chǔ)和前提，即碳達峰的時間越早、峰值越低，實現(xiàn)既定碳中和目標(biāo)的難度越小。2020年9月，習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上宣布，中國“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值、2060年前實現(xiàn)碳中和”，表明中國碳減排工作進入新階段。2021年，《中共中央國務(wù)院關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念

做好碳達峰碳中和工作的意見》對碳達峰、碳中和工作進行系統(tǒng)謀劃和總體部署。在具體實施階段，中國已明確提出碳減排階段目標(biāo)、實施步驟、具體執(zhí)行路徑等較為詳細的指導(dǎo)內(nèi)容。已有研究表明，氣候變化會對農(nóng)作物生長產(chǎn)生不利影響，而人為因素引起的氣候變暖會阻礙農(nóng)作物產(chǎn)量提高，并對糧食安全造成嚴重威脅（段居琦等，2022）。目前，中國每年農(nóng)業(yè)碳排放量巨大，占溫室氣體排放總量的17%，而糧食生產(chǎn)碳排放又是農(nóng)業(yè)碳排放的主要來源之一，糧食種植每年投入大量的石化類要素會直接或間接產(chǎn)生較多碳排放，在確保糧食安全的前提下，全國糧食種植碳排放量約有345%的減排潛力（張軍偉等，2018）。因此，探尋糧食種植碳減排方法和途徑意義重大。根據(jù)國家統(tǒng)計局近30年的數(shù)據(jù)，中國糧食主產(chǎn)區(qū)糧食產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的75%左右，肩負著國家糧食安全的重任。鑒于此，明確主產(chǎn)區(qū)糧食種植碳排放量現(xiàn)狀，深入分析地區(qū)糧食種植碳排放量與糧食產(chǎn)量和播種面積之間的脫鉤關(guān)系，把握其時空變化特征，因地制宜地提出碳減排對策，確定未來糧食種植碳減排方式和路徑，具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

脫鉤概念最早出現(xiàn)于物理學(xué)領(lǐng)域，用于研究兩個物理量之間的變化速率關(guān)系，之后被逐步引入經(jīng)濟研究領(lǐng)域，成為衡量經(jīng)濟發(fā)展模式可持續(xù)性的工具。實證研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長、肥料、谷物用地等對碳排放的影響逐漸增加（Ismael?et?al.，?2018；AsumaduSarkodie?&?Owusu，2017）；發(fā)達國家農(nóng)業(yè)碳排放與經(jīng)濟增長以弱脫鉤、強脫鉤和衰退脫鉤為主；發(fā)展中國家的樣本顯示，中國等7個國家以弱脫鉤和強脫鉤為主，而保加利亞等6個國家以強負脫鉤和弱負脫鉤為主（王劼等，2018）。

還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，1985—2011年中國農(nóng)業(yè)碳排放量呈上升趨勢，農(nóng)業(yè)碳排放強度呈下降趨勢（張廣勝和王珊珊，2014）。中國農(nóng)業(yè)碳排放由早期的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)主導(dǎo)向農(nóng)業(yè)機械化主導(dǎo)轉(zhuǎn)變，再向農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展主導(dǎo)轉(zhuǎn)變（何艷秋和戴小文，2016）。1996—2010年，中國農(nóng)業(yè)碳排放與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟之間以弱脫鉤、強脫鉤為主，經(jīng)歷了“擴張連接→弱脫鉤→強脫鉤”逐步改善的過程（劉麗娜等，2019）。就耕地碳排放量與經(jīng)濟增長間的脫鉤關(guān)系來看，經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)和生態(tài)資源豐富地區(qū)的脫鉤程度較高，而能耗較高或重工業(yè)地區(qū)的脫鉤程度較低，說明能源消費結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟水平、政策等因素都會影響脫鉤關(guān)系（陳芷君等，2018）。中國耕地利用碳排放總量呈增長趨勢，而碳排放強度呈下降態(tài)勢，且省際碳排放強度差異趨于縮?。ǘ毟?，2019）。

此外，還有學(xué)者圍繞農(nóng)業(yè)碳排放效率、政策等方面展開相關(guān)研究。例如，田云和王夢晨（2020）發(fā)現(xiàn)

農(nóng)村經(jīng)濟水平和用電量、城鎮(zhèn)化程度對農(nóng)業(yè)碳排放效率產(chǎn)生正向影響。2000—2019年，中國糧食主產(chǎn)區(qū)耕地利用碳排放量與糧食產(chǎn)量的脫鉤關(guān)系逐漸向好（吳昊玥等，2021）。農(nóng)業(yè)碳排放政策實施對化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜及機械燃油使用產(chǎn)生的碳排放量具有顯著的減量作用，且糧食主產(chǎn)區(qū)相關(guān)糧食政策會激發(fā)農(nóng)民種糧的積極性，從而有利于推進農(nóng)業(yè)碳減排（楊晨等，2021）。種植業(yè)比重降低、投入品減少、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源利用效率提高等因素對農(nóng)業(yè)碳排放量有明顯的抑制作用，而化肥施用強度和農(nóng)業(yè)機械化程度提高、人均國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）和農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施增加、城鎮(zhèn)化水平提升則會引起碳排量增加（移明昊等，2023;黎孔清等，2018）。近年來，數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展顯著降低了糧食種植的碳排放水平，但碳減排效應(yīng)存在顯著的空間異質(zhì)性（田紅宇和關(guān)洪浪，2022）。

梳理以上文獻發(fā)現(xiàn)，已有研究主要聚焦于農(nóng)業(yè)碳排放效率和農(nóng)業(yè)碳排放總量測算、結(jié)構(gòu)分解、趨勢預(yù)測等方面，或是關(guān)注農(nóng)業(yè)碳排放的過程特征、驅(qū)動因素、碳減排路徑等內(nèi)容，而對糧食種植碳排放問題關(guān)注較少，更鮮有對于糧食種植碳排放量與糧食產(chǎn)量和種植面積之間脫鉤狀態(tài)的探究?？紤]到近30年來中國糧食生產(chǎn)投入和產(chǎn)出發(fā)生了巨大的變化，結(jié)合數(shù)據(jù)可得性，本文擬以1990—2020年為時間窗口，對中國糧食主產(chǎn)區(qū)的糧食種植碳排放量進行測算，探究糧食種植碳排放量與糧食產(chǎn)量和種植面積之間的關(guān)系特征，并分時間段、分地區(qū)考察脫鉤狀態(tài)，然后基于實證結(jié)果和研究結(jié)論，結(jié)合發(fā)達國家在糧食種植碳減排方面的經(jīng)驗做法，提出推進主產(chǎn)區(qū)糧食種植低碳化發(fā)展的價值啟示。

本文其余部分安排如下：第二部分分析主產(chǎn)區(qū)糧食播種面積、產(chǎn)量和碳排放量特征，主要闡述研究對象的基本情況；第三部分介紹研究方法，說明模型的基本原理和計算步驟；第四部分對樣本數(shù)據(jù)進行實證分析；第五部分是對發(fā)達國家糧食種植低碳化的經(jīng)驗總結(jié)，以及對中國糧食主產(chǎn)區(qū)糧食種植低碳化發(fā)展的價值啟示。

二、主產(chǎn)區(qū)糧食播種面積、產(chǎn)量和碳排放特征

作為人口大國和糧食消費大國，中國選定部分省份作為糧食主產(chǎn)區(qū)2003年12月財政部印發(fā)了《關(guān)于改革和完善農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)若干政策措施的意見》，其中將包括河北、內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、山東、河南、江蘇、安徽、江西、湖北、湖南、四川共13個省份確定為中國糧食主產(chǎn)區(qū)。，以更好地指導(dǎo)和服務(wù)糧食生產(chǎn)需要。經(jīng)過長期的技術(shù)創(chuàng)新和政策保障，主產(chǎn)區(qū)在糧食生產(chǎn)方面已形成比較優(yōu)勢。

（一）糧食播種面積

由圖1可知，中國主產(chǎn)區(qū)糧食播種面積變動大體呈V型走勢，1990—2003年糧食播種面積小幅波動下降。這主要是因為人們收入增加引起對食物品質(zhì)需求提高、對基礎(chǔ)糧食消費減少，市場需求結(jié)構(gòu)改變和不同農(nóng)產(chǎn)品收益差是糧食生產(chǎn)布局變化的決定性因素（鐘甫寧和劉順飛，2007）。從2004年開始，中國對糧食生產(chǎn)、銷售等進行了多方面的調(diào)控，通過農(nóng)業(yè)稅、財政補貼、糧食最低收購價等多項優(yōu)惠政策，有效地調(diào)動了農(nóng)戶種糧的積極性，這是主產(chǎn)區(qū)糧食播種面積出現(xiàn)反轉(zhuǎn)的主導(dǎo)性因素。相關(guān)研究也顯示，價格水平、財政支農(nóng)力度對糧食播種面積產(chǎn)生了正向影響（耿仲鐘和肖海峰，2016）。例如，2006年中國首次提出保持18億畝耕地要求，這是后來糧食播種面積增加的根本性原因；2016年取消內(nèi)蒙古和東北地區(qū)的玉米臨時收儲政策、2018年擴大輪作休耕試點規(guī)模等政策因素導(dǎo)致糧食播種總面積減少。

從糧食種植面積的增速波動來看，多數(shù)相鄰年份的波動幅度為-4%至4%。中國土地制度和農(nóng)作物種植習(xí)慣是糧食播種面積穩(wěn)定的根本性因素，多年來相關(guān)政策是糧食播種面積穩(wěn)定的保障性因素。2016年的糧食播種面積增速為95%，有5個主要省份播種面積增加顯著，具體為黑龍江、內(nèi)蒙古、山東、河南和安徽，分別增加2047萬公頃、1077萬公頃、1025萬公頃、952萬公頃和726萬公頃，共貢獻了總增加值的795%。

（二）糧食產(chǎn)量

由圖2可知，糧食產(chǎn)量主要受播種面積影響，二者的走勢基本一致。1998—2003年，受退耕還林工程、城鎮(zhèn)化建設(shè)、工業(yè)區(qū)開發(fā)等諸多因素影響，耕地減少帶來主產(chǎn)區(qū)糧食播種面積共計減少780萬公頃。在此期間，糧價低迷又影響了農(nóng)民的種糧積極性，致使糧食產(chǎn)量也出現(xiàn)下降。兩種因素疊加，導(dǎo)致主產(chǎn)區(qū)糧食總產(chǎn)量從1999年365億噸下降到2003年的306億噸。2004—2020年，因為多種政策因素的綜合作用，主產(chǎn)區(qū)糧食總產(chǎn)量穩(wěn)步提升。2004年，因為多項糧食補貼政策的實施，糧食產(chǎn)量較前年增幅達1157%，其中東北三省、江蘇、安徽、江西、河南、湖北和湖南的貢獻較大。整體來看，2020年的糧食產(chǎn)量比1990年提高212億噸，增幅為677%，河北、內(nèi)蒙古、吉林、黑龍江、安徽、山東和河南七省共計貢獻了168億噸?？梢钥闯觯Z食相關(guān)政策對糧食產(chǎn)出具有主導(dǎo)性的影響，但糧食單產(chǎn)提高對糧食總產(chǎn)量的貢獻逐漸凸顯。有研究認為，農(nóng)村固定資產(chǎn)投資和糧食支持政策是促進糧食產(chǎn)出的最重要因素（陳飛等，2010）。除播種面積外，化肥投入、有效灌溉面積對主產(chǎn)區(qū)糧食產(chǎn)量有顯著的提升作用，而成災(zāi)面積會導(dǎo)致糧食減產(chǎn)（劉守義，2014）。

（三）糧食種植碳排放量

李波等（2011）的研究認為，糧食生產(chǎn)中的碳排放主要來源于化肥、農(nóng)藥和農(nóng)膜，這三種要素的產(chǎn)生量占碳排放總量的80%左右。借鑒這一思路，本文對數(shù)據(jù)作如下處理：糧食種植中的石化類要素消耗量=（農(nóng)業(yè)種植中的石化類要素消耗總量÷農(nóng)作物總播種面積）×糧食播種面積。本文主要聚焦于研究主產(chǎn)區(qū)糧食種植過程中因農(nóng)戶生產(chǎn)行為而引起的直接或間接的碳排放，構(gòu)建糧食種植碳排放的計算公式：C=∑Ci=∑ni×γi。其中，C為碳排放總量，Ci為各種碳源的碳排放量，ni為化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜的投入量，γi為各類碳源的排放系數(shù)。具體數(shù)據(jù)及參考來源如表1所示。

目前，中國化肥、農(nóng)藥和農(nóng)膜的使用量均為世界第一，這表明中國農(nóng)業(yè)實現(xiàn)碳達峰、碳中和的任務(wù)十分艱巨。作為核心產(chǎn)糧區(qū)域，主產(chǎn)區(qū)承擔(dān)著保障糧食安全的重要功能，但其糧食種植碳排放量同樣巨大。由圖3可知，從考察期來看，糧食種植碳排放總量走勢與糧食產(chǎn)量走勢較為相似，1990—2003年呈“倒U”型、1999年為階段性高點，2004—2020年也呈“倒U”型、2016年為階段性高點。這表明主產(chǎn)區(qū)糧食產(chǎn)出確實依賴于石化類要素投入。從增速態(tài)勢來看，1990—1999年增速為正，2000年和2003年增速為負；2004—2020年，增速逐漸降低，并在2017—2020年開始出現(xiàn)連續(xù)負增長。為了保障糧食生產(chǎn)可持續(xù)和提高糧食品質(zhì)，2015年中國開始實施化肥、農(nóng)藥使用量零增長行動，2017年推行《農(nóng)膜回收行動方案》，這些措施主要是為了引導(dǎo)化肥、農(nóng)藥和農(nóng)膜的科學(xué)使用。糧食種植碳排放量在2016年后逐漸降低，表明碳減排相關(guān)政策效用已經(jīng)初現(xiàn)。

為了進一步分析糧食種植碳排放量的構(gòu)成變化，圖4顯示了1990—2020年主產(chǎn)區(qū)糧食種植中化肥、農(nóng)藥和農(nóng)膜碳排放量占比情況。其中，化肥碳排放量占比最大，1990年為75%、2020年為72%，考察期內(nèi)占比一直為70%—75%，并呈現(xiàn)小幅波動降低趨勢。1990年，農(nóng)藥碳排放量占比為126%，僅次于化肥碳排放量占比，為第二大碳排放源；而2020年減少到98%，為第三大碳排放源。農(nóng)藥碳排放量占比變動趨勢與化肥情況相似，也呈小幅波動降低趨勢。這是因為中國對化肥和農(nóng)藥減量控制重視程度不斷提高，制定包括化肥、農(nóng)藥施用技術(shù)推廣及倡導(dǎo)節(jié)能減排等多項政策來推動農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境治理；同時，大力提倡輕簡高效施肥模式，引導(dǎo)采用生物防治病蟲害替代化學(xué)防治，在多方合力下實現(xiàn)了減肥減藥、穩(wěn)產(chǎn)減排。此外，1990年農(nóng)膜碳排放量占比為12%，2020年占比上升至182%。與化肥和農(nóng)藥碳排放量變動趨勢相反，農(nóng)膜碳排放量占比呈小幅波動增加，這主要與糧食栽培技術(shù)創(chuàng)新有關(guān)。農(nóng)膜有著保溫保濕的作用，在作物生長初期，農(nóng)膜能夠保護幼苗生長和促進發(fā)芽，隨著薄膜育秧、地膜覆蓋等栽培農(nóng)藝的推廣普及，農(nóng)膜使用量逐年增長，而且農(nóng)膜的碳排放系數(shù)（518）遠大于化肥和農(nóng)藥的碳排放系數(shù)，使得農(nóng)膜碳排放占比顯著升高。值得注意的是，1997年后農(nóng)膜碳排放量占比超過農(nóng)藥碳排放量占比，成為糧食生產(chǎn)碳排放第二大來源。

三、研究方法

（一）方法說明

Tapio（2005）脫鉤模型在經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（OECD，2002）研究報告的基礎(chǔ)上進行了拓展改進，解決了計算中的基期選擇難題，引入彈性概念來反映脫鉤關(guān)系，且分析結(jié)果不受數(shù)據(jù)量綱的影響。依據(jù)脫鉤彈性值（以0、08、1為臨界點），可將脫鉤分為負脫鉤、脫鉤及連接三種狀態(tài)，再根據(jù)彈性值的大小將三種狀態(tài)細分為強脫鉤、弱脫鉤、衰退脫鉤、強負脫鉤、弱負脫鉤、擴張負脫鉤、增長連接和衰退連接8種類型（Tapio，2005），如表2和圖5所示。其中，強脫鉤、弱脫鉤、衰退脫鉤屬于較為理想狀態(tài)，而強負脫鉤、弱負脫鉤、擴張負脫鉤、增長連接和衰退連接屬于不理想狀態(tài)，以便于對脫鉤關(guān)系進行深層次識別與過程分析。

糧食種植技術(shù)脫鉤彈性反映的是糧食種植過程中碳排放量變動與糧食產(chǎn)量變動的相對趨勢，表示糧食種植過程中石化類要素的使用效率，代表糧食種植低碳化的綜合技術(shù)和管理水平。

基于以上分析，本文建立如下糧食種植碳排放與糧食產(chǎn)量之間的脫鉤模型：

e（C，Y）=ΔCCΔYY（1）

其中，e（C，Y）為技術(shù)脫鉤彈性，C為糧食種植碳排放量，ΔC為糧食種植碳排放量的變化量，Y為糧食產(chǎn)量，ΔY為糧食產(chǎn)量的變化量。e（C，Y）表示碳排放量變動率與糧食產(chǎn)量變動率的比值，代表碳排放量對糧食產(chǎn)量的敏感程度，反映主產(chǎn)區(qū)糧食種植的綜合技術(shù)運用與管理水平。

為進一步探究糧食種植碳排放量與播種面積的脫鉤關(guān)系，建立如下模型：

e（C，A）=ΔCCΔAA（2）

式（2）中，e（C，A）為強度脫鉤彈性，A為糧食播種面積，ΔA為糧食播種面積的變化量。e（C，A）表示糧食種植碳排放變動率與糧食播種面積變動率的比值，反映單位糧食播種面積的碳排放強度情況。

（二）數(shù)據(jù)來源

本文所用的化肥（折純量）、農(nóng)藥和農(nóng)膜投入量，以及糧食播種面積和產(chǎn)量數(shù)據(jù)，均來源于《中國統(tǒng)計年鑒》（1991—2021年）、《中國農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》（1991—2021年）和各省份統(tǒng)計年鑒。

四、實證結(jié)果及分析

為了同國家“五年計劃”時間節(jié)點一致，也便于考察糧食相關(guān)政策對碳排放脫鉤關(guān)系的影響，以及識別和分析主導(dǎo)性因素，本文將樣本數(shù)據(jù)以十年為一個區(qū)間進行劃分。分時間段分析能更好地反映出脫鉤關(guān)系過程特征，便于對省份之間進行動態(tài)比較。

（一）糧食種植碳排放與糧食產(chǎn)量脫鉤關(guān)系分析

中國幅員遼闊，糧食作物種植面積較廣、橫跨經(jīng)度緯度較大，不同省域的氣候條件、耕地稟賦、糧食生產(chǎn)方式和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟發(fā)展水平等存在較大差異，這導(dǎo)致糧食生產(chǎn)技術(shù)和管理水平不同，進而引起各地區(qū)糧食種植碳排放技術(shù)脫鉤關(guān)系的差異。表2展示了主產(chǎn)區(qū)糧食種植碳排放技術(shù)脫鉤彈性。

從1990—1999年來看（如圖6所示），主產(chǎn)區(qū)省份的技術(shù)脫鉤關(guān)系分為三類：黑龍江、河北、安徽、山東、內(nèi)蒙古、河南和湖南共7個省份處于擴張負脫鉤狀態(tài)，遼寧、吉林、江蘇、江西和湖北共5個省份處于強負脫鉤狀態(tài)，四川處于弱脫鉤狀態(tài)。整體來看，只有四川屬于較理想狀態(tài)，其他12個省份屬于不理想狀態(tài)，這個時期主產(chǎn)區(qū)整體上技術(shù)脫鉤狀態(tài)處于強負脫鉤狀態(tài)，屬于不理想狀態(tài)，大部分省份的糧食種植碳排放增速大于糧食產(chǎn)量增速。究其原因，這個時期中國對基本口糧有著巨大需求，糧食生產(chǎn)從上到下都是以高產(chǎn)出為目標(biāo)，對于石化類要素的投入相對粗放，使用過程缺乏參照標(biāo)準和科學(xué)指導(dǎo)，生產(chǎn)、銷售和使用環(huán)節(jié)監(jiān)管較少，人們對于環(huán)境保護的意識亦較為淡薄，全社會對于糧食質(zhì)量的關(guān)注度較低。因此，在追求糧食高產(chǎn)量的單一目標(biāo)下，糧食單產(chǎn)的碳排放量也隨之增加。

從2000—2009年來看（如圖7所示），主產(chǎn)區(qū)省份的技術(shù)脫鉤關(guān)系分為四類：江蘇、安徽、江西、河南、內(nèi)蒙古、湖北和湖南共7個省份處于擴張負脫鉤狀態(tài)，吉林、黑龍江和山東處于增長連接狀態(tài)，河北和遼寧處于弱脫鉤狀態(tài)，四川處于強負脫鉤狀態(tài)。相比前一時期，此時主產(chǎn)區(qū)整體技術(shù)脫鉤狀態(tài)趨好，表明產(chǎn)量提高并沒有引起碳排放更大的增速，體現(xiàn)出主產(chǎn)區(qū)糧食種植的綜合技術(shù)運用與管理水平提升。分省份看，河北和遼寧進步最大，分別從擴張負脫鉤和強負脫鉤轉(zhuǎn)變?yōu)槿趺撱^；吉林、黑龍江和山東從強負脫鉤和擴張負脫鉤轉(zhuǎn)變?yōu)樵鲩L連接；四川則從弱脫鉤轉(zhuǎn)變到弱負脫鉤，是唯一脫鉤狀態(tài)變差的省份；而其他省份脫鉤狀態(tài)保持不變。整體上看，主產(chǎn)區(qū)的脫鉤關(guān)系還處于擴張負脫鉤狀態(tài)，相比前一時期沒有明顯變化。主要原因在于，2000年以來，在糧食生產(chǎn)保障能力有較大提升的基礎(chǔ)上，中國糧食的供需關(guān)系趨于好轉(zhuǎn)，糧食安全狀況得到了明顯改善，國內(nèi)的糧食生產(chǎn)基本滿足了居民的糧食消費需求（宋洪遠，2016）。這個時期，人們需求從“吃得飽”向“吃得好”轉(zhuǎn)變，對糧食質(zhì)量關(guān)注度提高，因家庭的糧食生產(chǎn)大部分為了自給，出于糧食品質(zhì)安全考慮，人們會自覺地減少石化類要素投入。

從2010—2020年來看（如圖8所示），主產(chǎn)區(qū)省份的技術(shù)脫鉤關(guān)系分為三類：河北、江蘇、江西、山東、湖北、湖南和四川共7個省份轉(zhuǎn)變?yōu)閺娒撱^狀態(tài)，遼寧、安徽、河南、黑龍江、內(nèi)蒙古共5個省份轉(zhuǎn)變?yōu)槿趺撱^狀態(tài)，吉林還處于增長連接狀態(tài)。相比前一時期，此時主產(chǎn)區(qū)整體技術(shù)脫鉤狀態(tài)明顯好轉(zhuǎn)，除吉林外，其他12個省份均進入脫鉤較理想狀態(tài)，尤其是河北、江蘇、江西等7個省份的碳排放已經(jīng)出現(xiàn)負增長，預(yù)示著這些省份糧食種植碳排放量可能出現(xiàn)拐點，有可能提前實現(xiàn)碳達峰目標(biāo)。

從主產(chǎn)區(qū)糧食種植技術(shù)脫鉤狀態(tài)的轉(zhuǎn)變過程看，在糧食供求關(guān)系、糧食生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和糧食生產(chǎn)方式等多因素的作用下，以及一系列有關(guān)農(nóng)業(yè)碳減排政策的影響下，主產(chǎn)區(qū)的化肥、農(nóng)藥和農(nóng)膜的規(guī)范使用和回收管理取得了一定的成效，糧食種植碳減排總量開始下降，糧食種植碳排放量與糧食產(chǎn)量的脫鉤關(guān)系明顯好轉(zhuǎn)。

（二）糧食種植碳排放與播種面積脫鉤關(guān)系分析

碳排放強度脫鉤能夠反映過去一個時期耕地的施肥強度，以及耕地的低碳化狀態(tài)和趨勢，耕地質(zhì)量的變化是一個長期、累積性的結(jié)果。糧食種植是耕地低碳化的一種過程和形式，耕地施肥強度是結(jié)果和根本。主產(chǎn)區(qū)糧食種植碳排放強度脫鉤彈性如表3所示。

從碳排放強度脫鉤彈性角度進行分析，1990—1999年（如圖9所示），主產(chǎn)區(qū)省份的強度脫鉤關(guān)系分為兩類：吉林、河北、黑龍江和內(nèi)蒙古共4個省份處于擴張負脫鉤狀態(tài)；遼寧、江蘇、安徽、江西、山東、河南、湖北、湖南和四川共9個省份處于強負脫鉤狀態(tài)。所有省份都屬于不理想狀態(tài)，說明這個時期主產(chǎn)區(qū)糧食碳排放增速要高于播種面積增速，本質(zhì)上石化類要素的投入強度在增加。這個時期，中國的糧食產(chǎn)量處于爬坡階段，社會需求仍然存在缺口，糧食生產(chǎn)和管理都以高產(chǎn)為目標(biāo)。中國先后于1994年和1996年兩次大幅度提高糧食定購價格，市場糧價從1993年年底起一路攀升至1996年的最高峰，刺激了糧農(nóng)生產(chǎn)積極性（葉興慶，1999）。

同時，社會經(jīng)濟發(fā)展、農(nóng)戶收入大幅提升，種糧資金約束放寬，農(nóng)民偏好于加大化肥的投入提高農(nóng)作物產(chǎn)量，以及通過石化類要素投入替代人工勞動，引致化肥施用密度增加。糧食生產(chǎn)中的石化類要素投入量增速超過了播種面積的增速，導(dǎo)致碳排放強度脫鉤彈性較大或為負值。

從2000—2009年的情況來看（如圖10所示），主產(chǎn)區(qū)省份的強度脫鉤關(guān)系分為兩類：遼寧、黑龍江、吉林、安徽、內(nèi)蒙古、江西和河南共7個省份處于擴張負脫鉤狀態(tài)，河北、江蘇、山東、湖北、湖南和四川共6個省份處于強負脫鉤狀態(tài)。相比前一時期，此時遼寧、安徽、江西和河南從強負脫鉤狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閿U張負脫鉤狀態(tài)，脫鉤關(guān)系在變好；河北從擴張負脫鉤轉(zhuǎn)變?yōu)閺娯撁撱^狀態(tài)，脫鉤關(guān)系在變差。在糧食需求巨大且工業(yè)用糧持續(xù)增加的情況下，糧食播種面積在增加；與此同時，中國耕地單位面積化肥施用量也從279千克/公頃（2000年）上升到300千克/公頃（2008年），因為糧食價格上漲，為了獲得更多的產(chǎn)品和收益，化肥施用強度也在增加。主產(chǎn)區(qū)局部省份強度脫鉤關(guān)系有變化，整體上從強負脫鉤狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閿U張負脫鉤狀態(tài)，表明整體脫鉤關(guān)系趨于好轉(zhuǎn)，但所有省份還是屬于不理想脫鉤狀態(tài)。

從2010—2020年來看（如圖11所示），主產(chǎn)區(qū)省份的強度脫鉤關(guān)系分為四類：遼寧、安徽、河南、黑龍江和內(nèi)蒙古共5個省份處于弱脫鉤狀態(tài)，河北、江蘇、江西、山東和湖北共5個省份處于強脫鉤狀態(tài)，湖南和四川處于衰退脫鉤狀態(tài)，吉林處于增長連接狀態(tài)。這一時期除吉林脫鉤狀態(tài)未變外，其他12個省份脫鉤狀態(tài)均變好，并且屬于較理想脫鉤狀態(tài)。相比前一時期，此時主產(chǎn)區(qū)整體強度脫鉤關(guān)系繼續(xù)好轉(zhuǎn)，尤其是河北、江蘇、江西等省份碳排放量已經(jīng)出現(xiàn)負增長，說明這些地區(qū)糧食種植對石化類要素的依賴逐漸減弱，在糧食生產(chǎn)過程中開始減輕此類要素的投入量。然而，農(nóng)業(yè)面源污染仍超過工業(yè)點源污染，而化肥的大量施用是農(nóng)業(yè)面源污染的重要誘因之一（饒靜等，2011），表明化肥過量施用已引起了多方面的環(huán)境污染問題。因此，2008—2010年、2013年中央的四個一號文件都明確提到了農(nóng)業(yè)化肥污染的治理問題；中國“十二五”規(guī)劃也首次將節(jié)能減排領(lǐng)域從工業(yè)擴大到農(nóng)業(yè)，將降低化肥施用強度列為重點工作。隨著糧食生產(chǎn)技術(shù)提升，為順應(yīng)資源節(jié)約型農(nóng)業(yè)發(fā)展要求，化肥養(yǎng)分利用效率得到提高，化肥的施用密度顯著降低。這些政策舉措均有力地促進了主產(chǎn)區(qū)糧食種植強度脫鉤關(guān)系的改善。

綜合主產(chǎn)區(qū)的技術(shù)脫鉤關(guān)系和強度脫鉤關(guān)系來看，不同的歷史階段和時期，受糧食生產(chǎn)目標(biāo)、生產(chǎn)方式、相關(guān)政策等因素的影響，糧食種植技術(shù)脫鉤關(guān)系和強度脫鉤關(guān)系呈現(xiàn)不同的波動特征。整體上，主產(chǎn)區(qū)的技術(shù)脫鉤關(guān)系和強度脫鉤關(guān)系明顯好轉(zhuǎn)，表明在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展理念的推動下，糧食種植低碳化趨勢顯著。綜合技術(shù)脫鉤和強度脫鉤兩個維度來看，河北、江蘇、江西、山東和湖北均處于強脫鉤狀態(tài)，遼寧、安徽、河南、黑龍江和內(nèi)蒙古均處于弱脫鉤狀態(tài)，湖南和四川的強度脫鉤關(guān)系要好于技術(shù)脫鉤關(guān)系，吉林的技術(shù)脫鉤和強度脫鉤均處于增長連接。從以上分析可以看出，主產(chǎn)區(qū)不同省份呈現(xiàn)的脫鉤類型及脫鉤程度存在梯度差別，表明各省份的碳減排成效和階段存在差異，預(yù)示著后續(xù)需要在主產(chǎn)區(qū)制定差異化的碳減排相關(guān)政策。

五、發(fā)達國家糧食種植低碳化實踐經(jīng)驗與價值啟示

發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)碳減排，是實現(xiàn)中國“雙碳”目標(biāo)的重要舉措。從上述分析結(jié)論可以看出，糧食種植碳排放的技術(shù)脫鉤關(guān)系和強度脫鉤關(guān)系明顯好轉(zhuǎn)，表明中國糧食種植低碳化已取得積極成效。但與發(fā)達國家相比，中國糧食碳減排空間和潛力仍然巨大，需要借鑒國際經(jīng)驗，尋求更好、更快的方案和路徑。因此，深入挖掘美國、日本、以色列等發(fā)達國家在促進糧食種植低碳化發(fā)展方面的成功經(jīng)驗，對于實現(xiàn)中國農(nóng)業(yè)碳減排目標(biāo)和保持糧食生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

（一）發(fā)達國家糧食種植低碳化實踐經(jīng)驗

1制定糧食種植低碳化相關(guān)法律法規(guī)

發(fā)達國家為了降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源消耗和碳排放，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)低碳化發(fā)展，從法律法規(guī)層面約束糧食生產(chǎn)碳排放，引導(dǎo)糧食生產(chǎn)采用低碳化方式。例如，美國先后制定了《農(nóng)藥和農(nóng)藥器具標(biāo)志條例》《農(nóng)藥登記和分類程序》《低碳經(jīng)濟法案》《美國清潔能源和安全法案》等法律法規(guī)，這些文件明確了農(nóng)藥科學(xué)、高效使用的操作規(guī)范，限制了農(nóng)藥過量、超量使用。德國在2012年通過《二氧化碳捕集和封存法案》，列出了作物種植中碳排放要求，并于2019年提出了十項減緩氣候變化的措施和減排目標(biāo)，對糧食生產(chǎn)碳排放要求作出了明文規(guī)定。日本在2013年頒布了《農(nóng)村地區(qū)可再生能源法》，提出大力發(fā)展農(nóng)業(yè)可再生能源、推廣糧食種植低碳化模式，選擇低碳排放水稻品種，進行水稻直播和干濕交替灌溉，提倡保護性耕作，力求在保證水稻產(chǎn)量的情況下，有效減少稻田碳排放。英國提出農(nóng)田自然修復(fù)和恢復(fù)泥炭地的計劃，計劃到2050年將1/5的農(nóng)業(yè)用地轉(zhuǎn)為自然修復(fù)，以恢復(fù)土壤肥力。這些相關(guān)的法律法規(guī)，為實現(xiàn)糧食種植碳減排提供了可行方案和現(xiàn)實路徑，也改善了糧食種植碳排放與糧食播種面積和糧食產(chǎn)量的脫鉤關(guān)系。

2充分利用數(shù)字技術(shù)促進糧食種植低碳化

目前，發(fā)達國家已經(jīng)在糧食生產(chǎn)中逐步引入大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等數(shù)字技術(shù)，把數(shù)字技術(shù)作為實現(xiàn)糧食生產(chǎn)低碳化的重要手段。近年來，美國、荷蘭、加拿大等國普遍重視利用大數(shù)據(jù)、云計算實現(xiàn)智能化糧食種植，加強對糧食生產(chǎn)碳排放源的收集和分析，對碳排放源進行實時監(jiān)測和科學(xué)管理。發(fā)達國家的數(shù)字農(nóng)業(yè)減排措施一般由政府主導(dǎo)或直接推動。例如，荷蘭由政府和企業(yè)共同投資數(shù)字農(nóng)業(yè)碳減排試點，利用全球定位系統(tǒng)（GPS）進行精確化糧食生產(chǎn)管理，實時監(jiān)測和跟蹤碳排放量變化，做到對糧食種植碳排放的過程管理和目標(biāo)管理。加拿大對耕地利用提出碳排放減緩措施，重點包括精確耕作、使用與植物需要相匹配的“智能”化肥等。澳大利亞投資設(shè)立清潔能源金融公司（CEFC），主要投資于研發(fā)數(shù)智化低碳農(nóng)場設(shè)備和數(shù)智化糧食生產(chǎn)機械。

3糧食種植低碳化發(fā)展戰(zhàn)略與技術(shù)推廣

美國成立了許多專業(yè)化的糧食生產(chǎn)企業(yè)，業(yè)務(wù)包括土地翻耕、播種、施肥、收割等。糧食生產(chǎn)過程逐漸趨向?qū)I(yè)化、市場化，不僅可以提高糧食生產(chǎn)效率和效益，也有助于實現(xiàn)糧食種植低碳化。日本農(nóng)業(yè)科技部門為農(nóng)戶提供全方位的糧食生產(chǎn)服務(wù)，有效地提升了糧食生產(chǎn)效益，減少了糧食生產(chǎn)資源消耗和碳排放。以色列糧食主要由集體農(nóng)場和農(nóng)業(yè)合作社生產(chǎn)，但國家參與糧食生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的管理，由此保證糧食碳減排戰(zhàn)略的高效實施，以實現(xiàn)糧食生產(chǎn)低碳化目標(biāo)。發(fā)達國家糧食種植低碳化的重要手段是嚴控化肥和農(nóng)藥施用量，使用高效肥料、有機肥料替代傳統(tǒng)化肥，以實現(xiàn)糧食低碳高效生產(chǎn)，降低糧食種植碳排放量。例如，德國通過對《化肥條例》的修改，有效減少氮、氨和氧化亞氮的排放，提高氮的利用率；同時，擴大有機耕作，減少礦物肥料使用，對種植有機農(nóng)作物和綠色農(nóng)作物提供財政補貼和補助，進一步促進碳減排。法國通過糧食種植標(biāo)準模型、遙感技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等手段，精細化管理農(nóng)作物生產(chǎn)，將自動化灌溉系統(tǒng)與氣象數(shù)據(jù)、種植大數(shù)據(jù)進行整合，精準控制石化類要素消耗和碳排放。澳大利亞提倡優(yōu)化耕作和低碳種植模式，開展糧食作物和草地的輪作或間作，從而減少溫室氣體排放。

（二）發(fā)達國家糧食種植低碳化價值啟示

基于對主產(chǎn)區(qū)糧食種植碳排放的實證結(jié)果，以及對發(fā)達國家糧食種植低碳化實踐經(jīng)驗總結(jié)，本文提出如下糧食主產(chǎn)區(qū)糧食種植低碳化發(fā)展的價值啟示。

1政策引導(dǎo)糧食種植低碳化轉(zhuǎn)型

發(fā)達國家為了減少糧食種植碳排放，利用法律規(guī)范糧食生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，在糧食種植低碳化發(fā)展方面取得了良好效果。鑒于此，中國應(yīng)以糧食生產(chǎn)低碳化發(fā)展為起點，逐步完善糧食生產(chǎn)和流通相關(guān)立法。目前中國糧食生產(chǎn)與管理方面相關(guān)的立法主要有農(nóng)業(yè)法、種子法、農(nóng)業(yè)機械化促進法、農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣法、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全法等。為了高效推進糧食種植低碳化發(fā)展，需要進一步細化糧食生產(chǎn)相關(guān)環(huán)節(jié)的立法，如針對化肥、農(nóng)藥施用等制定具體法規(guī)，針對化肥和農(nóng)藥生產(chǎn)、流通、銷售等環(huán)節(jié)制定專項法規(guī)，以實現(xiàn)糧食種植碳排放的精準化和科學(xué)化控制。應(yīng)鼓勵化肥生產(chǎn)企業(yè)主動與種糧農(nóng)戶或合作社對接，提高測土配方施肥技術(shù)推廣效應(yīng)，依據(jù)土地肥力測算結(jié)果對化肥實施定額供給，從根本上管控主產(chǎn)區(qū)糧食種植中化肥的使用強度。通過政策引導(dǎo)，逐步建立糧食種植低碳化制度體系，通過補貼、保險等方式引導(dǎo)低碳種糧技術(shù)快速進入市場，鼓勵農(nóng)戶主動采取低碳生產(chǎn)技術(shù)，推進生態(tài)種糧的發(fā)展。此外，糧食主銷區(qū)可以對糧食主產(chǎn)省份進行一定的經(jīng)濟方面的補償，形成省際生態(tài)補償機制，共同促進中國生態(tài)環(huán)境的均衡發(fā)展。

2技術(shù)驅(qū)動糧食種植低碳化進步

發(fā)達國家實現(xiàn)糧食碳減排的實踐表明，科技手段是減少糧食種植中碳排放量的重要手段。為了進一步提高中國糧食種植碳減排的科技創(chuàng)新與應(yīng)用水平，應(yīng)加快建立統(tǒng)一高效的糧食科技創(chuàng)新人才隊伍。統(tǒng)籌科研院所、高校、政府部門的科研力量，形成科技創(chuàng)新合力。定期組織專題會議，集中研討未來一段時期內(nèi)糧食碳減排重點問題與對策。同時，要促進糧食種植低碳化科技創(chuàng)新。政府部門應(yīng)加大糧食種植低碳化科技創(chuàng)新投入，提供專項補貼和獎勵，鼓勵社會力量參與糧食種植低碳化行動。規(guī)范化肥、農(nóng)膜等石化類生產(chǎn)要素投入強度，改進施用技術(shù)、提高使用效率，針對不同地區(qū)實施區(qū)域配肥技術(shù)研究，從投入端控制化肥用量。積極發(fā)展糧食種植節(jié)水灌溉、水土保持技術(shù)；提倡利用農(nóng)家肥、秸稈還田技術(shù)；充分利用現(xiàn)代物理防治病蟲害技術(shù)，嚴控有害農(nóng)藥投入，使農(nóng)業(yè)科技成為糧食低碳化發(fā)展的重要手段?？茖W(xué)使用農(nóng)膜，重視回收和開發(fā)再利用技術(shù)，研發(fā)新型可降解農(nóng)膜，提高農(nóng)膜利用價值。

3立足自身推動糧食生產(chǎn)國際化合作

主產(chǎn)區(qū)糧食種植低碳化應(yīng)注重因地制宜、突出重點。根據(jù)脫鉤狀態(tài)的不同，實施差異化碳減排政策。例如，吉林處于脫鉤不理想狀態(tài)，應(yīng)嚴控化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜等碳源要素投入強度，引導(dǎo)農(nóng)戶采用環(huán)境友好型、資源節(jié)約型種糧方式；鼓勵遼寧、安徽、河南等率先實現(xiàn)弱脫鉤的省份繼續(xù)提高糧食種植技術(shù)和管理水平，加快由弱脫鉤向強脫鉤轉(zhuǎn)變；對于河北、江蘇、江西等已處于強脫鉤狀態(tài)省份，應(yīng)通過優(yōu)化要素配置結(jié)構(gòu)、改善石化類要素回收管理方式，進一步促進糧食種植低碳化轉(zhuǎn)型。在推進糧食種植低碳化的過程中，中國不僅要依靠自身力量，還要加強國際化合作，比如，引進以色列的滴灌和噴灌技術(shù)，學(xué)習(xí)美國糧食生產(chǎn)專業(yè)化，借鑒日本的“糧食質(zhì)量工程”等。為高效推進中國糧食生產(chǎn)低碳化進程，應(yīng)制定相關(guān)扶持政策，鼓勵有競爭力、有條件的企業(yè)開展糧食生產(chǎn)跨國投資，如到中亞、南美、非洲等耕地資源豐富的國家投資，這既為中國糧食安全提供了保障，也為糧食生產(chǎn)低碳化提供了戰(zhàn)略選擇。

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（責(zé)任編輯：蔣妍）