氣候變化自20世紀90年代以來便是國際政治最重要的議題之一。因人類活動排放大量溫室氣體而改變氣候模式、導致全球變暖已是不爭的科學事實。2009年在丹麥哥本哈根召開的聯(lián)合國氣候變化大會上，國際社會達成了將全球氣溫升幅控制在2℃的共識。盡管各國在何時應(yīng)達到溫室氣體排放峰值、如何就減緩和適應(yīng)氣候變化的資金和技術(shù)進行轉(zhuǎn)移等方面存在爭議，但降低排放、發(fā)展綠色經(jīng)濟已成世界潮流，中國作為目前溫室氣體排放量最大、增長幅度最快的國家，倍感國際政治輿論壓力。農(nóng)業(yè)是中國溫室氣體排放的一項重要來源。居民對肉類、奶類等動物蛋白質(zhì)需求增加導致牲畜腸道和糞便排放更多的和，化肥使用增加則導致土壤排放更多的和。本文試圖回答：中國農(nóng)業(yè)溫室氣體排放的現(xiàn)狀如何?一旦全球達成溫室氣體減排協(xié)議，中國農(nóng)業(yè)將受何種程度影響。

1　農(nóng)業(yè)溫室氣體計算范圍、方法及數(shù)據(jù)來源

在《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》第四卷《農(nóng)業(yè)、林業(yè)及其他土地利用》中[1]，農(nóng)業(yè)溫室氣體主要涉及農(nóng)田、牲畜和糞便管理，管理土壤中的排放和石灰與尿素使用過程中的排放3類，林地、草地、濕地等土地利用及變化歸入土地利用、土地利用變化與林業(yè)類(LULUCF)。其中農(nóng)田排放主要包括仍為農(nóng)田的農(nóng)田、轉(zhuǎn)化為農(nóng)田的土地排放，以及水稻種植中的排放;牲畜和糞便管理主要包括腸道發(fā)酵引起的排放，糞便管理系統(tǒng)中的和排放。具體到特定的國家，計算農(nóng)業(yè)溫室氣體排放的范圍主要考慮：①該項農(nóng)業(yè)活動是否為主要排放源?②該項農(nóng)業(yè)活動及排放參數(shù)是否可得?在2004年發(fā)布的《中華人民共和國氣候變化初始國家信息通報》中[2]，我國主要計算了稻田排放，由徑流和淋溶引起的農(nóng)田間接排放，動物腸道排放，動物糞便管理系統(tǒng)中的和排放。2010年印度發(fā)布的“India：Greenhouse Gas Emissions 2007”中[3]，農(nóng)業(yè)排放主要計算了動物腸道和糞便管理中的和排放、稻田排放、農(nóng)地管理中的間接和直接排放以及農(nóng)作物殘余物燃燒排放。

IPCC提供的溫室氣體清單指南中，農(nóng)業(yè)溫室氣體排放主要計算的是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動過程中產(chǎn)生的溫室氣體，如水稻種植和動物腸道產(chǎn)生的，不包括化肥、能源、農(nóng)藥、農(nóng)膜等投入物生產(chǎn)過程包含的溫室氣體。IPCC這樣確定計算范圍主要是為了真實了解一國因人類活動產(chǎn)生的溫室氣體量，防止部門間重復計算，這一計算范圍不能全部反映因農(nóng)業(yè)活動產(chǎn)生的溫室氣體�；�、農(nóng)用能源等投入是由農(nóng)業(yè)消耗的，因生產(chǎn)化肥、農(nóng)用能源等投入而產(chǎn)生的溫室氣體排放無疑應(yīng)計入農(nóng)業(yè)活動中。

本文將分析減排對中國農(nóng)業(yè)的影響。一旦國際社會達成削減溫室氣體的協(xié)定，煤、石油等石化能源使用將受到限制，化肥、能源、農(nóng)藥、農(nóng)膜等物資的價格將上升，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本將被推高。因此，本文不僅計算了IPCC推薦的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程排放，而且計算了化肥、能源、農(nóng)藥、農(nóng)膜等投入物的排放。具體包括：水稻種植排放的及稻田因化肥施用排放的，豬、奶牛、黃牛、水牛、馬、驢、騾、駱駝、山羊、綿羊腸道排放的，糞便管理中排放的和，家禽、兔糞便管理中排放的和，土壤管理中直接和間接排放的，化肥施用過程中排放的和，以及化肥、農(nóng)用能源、農(nóng)膜、農(nóng)藥等投入物包含的排放。

本文計算農(nóng)業(yè)溫室氣體的方法采用了IPCC推薦的方法1，主要排放參數(shù)、調(diào)整系數(shù)、轉(zhuǎn)換系數(shù)、及部分排放計算公式來自《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》。水稻種植的排放系數(shù)按公式(1)計算：

動物腸道排放因子直接來自IPCC，其中奶牛按年產(chǎn)奶量進行調(diào)整;動物糞便管理排放因子來自IPCC，其中豬、奶牛、馬、驢、騾、山羊、綿羊、禽類的糞便排放因子按寒冷地區(qū)、溫暖和熱帶地區(qū)每類動物所占的比重進行加權(quán)計算;動物糞便管理排放因子來自胡向東、王濟民的研究[4];土壤管理直接排放、間接排放、化肥施用引起的和排放、稻田氮肥施用引起的排放等因子來自IPCC;煤、柴油、汽油、電力等能源排放系數(shù)來自IPCC;化肥生產(chǎn)的排放系數(shù)來自Sam Wood and Annette Cowie的研究綜述[5];農(nóng)藥的排放因子來自E Audsley，K Stacey，D Parsons，et al.的研究[6];農(nóng)膜排放因子根據(jù)1t氯乙烯消耗多少噸乙烯，1t乙烯排放多少噸，加上氯乙烯生產(chǎn)過程中排放的計算，其中轉(zhuǎn)換和調(diào)整參數(shù)、過程排放因子來自IPCC。需要指出的是，化肥和農(nóng)藥生產(chǎn)過程中的排放系數(shù)取自歐洲國家平均水平。由于發(fā)達國家化工技術(shù)更高，原料和燃料主要使用天然氣、石油而不是煤，因此以這兩個參數(shù)計算的化肥和農(nóng)藥生產(chǎn)的溫室氣體排放量可能低于中國的實際水平。

耕地面積、水稻種植面積、牲畜數(shù)量、化肥施用量、農(nóng)藥和農(nóng)膜使用量等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動數(shù)據(jù)來自《新中國農(nóng)業(yè)60年統(tǒng)計資料》，《中國統(tǒng)計年鑒》，《中國農(nóng)業(yè)年鑒》，《中國畜牧年鑒》;農(nóng)業(yè)各類能源消耗來自《中國能源統(tǒng)計年鑒》;生豬散戶養(yǎng)殖和規(guī)模養(yǎng)殖的比例和天數(shù)、水稻每畝施氮肥量、每公頃糧食生產(chǎn)利潤等數(shù)據(jù)來自《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》。生產(chǎn)周期限大于1年的牲畜數(shù)量按存欄計算，少于1年的牲畜數(shù)量按出欄計算，同時根據(jù)IPCC推薦的年均飼養(yǎng)量作調(diào)整，調(diào)整的公式如下：

其中：AAP為年均飼養(yǎng)量，Alive_Days為牲畜生長期，NAPA為每年生產(chǎn)的牲畜數(shù)量。

2　農(nóng)業(yè)溫室氣體排放現(xiàn)狀

如表1所示：2009年，中國農(nóng)業(yè)總計排放溫室氣體158 557.3萬t 當量，比1980年增長52.03%，年均增長1.46%。其中，排放1 864.97萬t，相當于39 164.32萬t ，占總排放的25%;排放266.68萬t，相當于82 670.24萬t ，占總排放的52%;排放36 722.74萬t，占總排放的23%。與1980年相比，排放的比重下降了4個百分點，排放比重保持不變，排放比重上升了4個百分點。在2009年排放的中，水稻生產(chǎn)排放占36.42%，畜牧生產(chǎn)排放占63.58%;在排放的中，畜牧生產(chǎn)排放占21.54%，因化肥施用排放占21.05%，土壤管理排放占57.41%;在排放的中，因能源使用排放占36.28%，因化肥施用和生產(chǎn)排放占58.87%，因農(nóng)藥使用排放占4.1%，因農(nóng)膜使用排放占0.8%。

按來源分析，在2009年排放的溫室氣體中，水稻種植排放14 264.45萬t，占9%;畜牧生產(chǎn)排放42 709.94萬t，占26.94%;土壤排放47 457.81萬t，占29.93%;化肥、能源、農(nóng)藥、農(nóng)膜等投入排放54 125.11萬t，占34.14%。較1980年，水稻種植排放下降了4 070.43萬t，所占比重下降了8.58個百分點;畜牧生產(chǎn)排放增加了21 464.78萬t，所占比重上升了6.57個

百分點;土壤管理排放增加了8 757.15萬t，所占比重下降了7.18個百分點;化肥、能源、農(nóng)藥、農(nóng)膜等投入排放增加了28 110.81萬t，所占比重上升了9.2個百分點(見表2)。

水稻排放的溫室氣體下降源于稻田種植面積縮減。2009年，水稻種植面積為2 962.69萬，較1980年減少了12.55%。稻子種植屬勞動密集型產(chǎn)業(yè)，隨著工業(yè)化和城市化，更多的農(nóng)村勞動力在農(nóng)業(yè)部門外就業(yè)，種植水稻的勞動成本上升，南方部分地區(qū)將雙季稻改為單季稻，部分低產(chǎn)水田則完全退出耕種，出現(xiàn)李嘉圖效應(yīng)。在2009年畜牧業(yè)排放的溫室氣體中，黃牛比重最高，占41.96%(見表3);其次是生豬，占16.72%。在畜牧業(yè)中，溫室氣體排放增長最快的是奶牛，1980-2009年間增加了21.78倍;其次是兔，增加了12.87倍;接下來是家禽、黃牛、山羊、豬、綿羊，分別增加了7.41倍、1.33倍、86.74%、66.5%和25.7%。水牛排放的溫室氣體基本保持不變，而馬、驢、騾、駱駝等排放的溫室氣體下降，1980-2009年，水牛、馬、驢、騾、駱駝5種動物排放的溫室氣體下降了3.23%。奶牛、兔、家禽、黃牛、山羊、豬、綿羊主要提供肉、奶、蛋等動物蛋白，居民消費水平提高后其需求必然上升，而水牛、馬、驢、騾、駱駝屬于役畜，在農(nóng)業(yè)機械化過程中逐漸被機器代替。

由化肥、能源、農(nóng)藥、農(nóng)膜等投入產(chǎn)生的溫室氣體中，化肥構(gòu)成主要排放源，2009年占72%。其次是能源，占25%;農(nóng)藥、農(nóng)膜分別占3%和1%。1980-2009年，化肥排放增加了103.92%，年均增長2.49%;能源排放增加了143.96%，年均增長3.12%。盡管化肥、能源等投入產(chǎn)生的排放目前已是農(nóng)業(yè)溫室氣體最大的排放源，但這些投入大大提高了糧食產(chǎn)量，節(jié)約了土地，減少了役畜，從而降低了土壤和畜牧引起的排放。而且，因化肥施用引起的排放自2006年以來趨于平穩(wěn)，中國農(nóng)業(yè)基本上已最大限度地利用了化肥的生產(chǎn)潛力。

如果按照IPCC確定的范圍，只計算農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動排放的溫室氣體，2009年農(nóng)業(yè)排放為126 705.59萬t，比1980年增加了45.3%。如圖1所示，活動排放占農(nóng)業(yè)實際排放的比重從1980年的84%降至2009年的80%，而投入排放的比重在此期間從16%上升至20%，再次說明投入物已成為農(nóng)業(yè)溫室氣體排放的重要來源。

圖1　1980-2009年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動和農(nóng)業(yè)投入排放所占比例

Fig. 1　Percentage of Process Emission and Input Emission from 1980 to 2009

3　農(nóng)業(yè)溫室氣體排放效率

國際社會一旦達成溫室氣體減排的協(xié)議，排放額度便成為稀缺資源。如果存在統(tǒng)一市場，可預(yù)期溫室氣體排放額度將因競爭使用而形成統(tǒng)一的國際市場價格，單位溫室氣體排放在各行業(yè)、各地區(qū)將產(chǎn)生相等的邊際收益。在傳統(tǒng)的土地、資本、勞動力要素之外，單位溫室氣體排放產(chǎn)生的收益，即排放效率將成為決定農(nóng)業(yè)是否具有比較優(yōu)勢的另一重要因素。如果農(nóng)業(yè)排放效率低于其他行業(yè)，有限的排放額度將流向其他行業(yè);如果中國農(nóng)業(yè)排放效率低于其他國家，農(nóng)業(yè)將進一步喪失比較優(yōu)勢，中國將進口更多的農(nóng)產(chǎn)品。

按1978年為基期的可比價格計算，2009年農(nóng)業(yè)GDP排放的溫室氣體為2.98kg/元，僅相當于1980年的39.21%。糧食排放的溫室氣體為1.5kg/kg，較1980年下降了30.56%。其中，稻谷、小麥、玉米排放的溫室氣體分別為1.67，1.25，1.13kg/kg，較1980年下降了29.83%，44.44%，18.12%(見表4)。表5是不包括飼料等投入排放，肉、蛋、奶生產(chǎn)過程排放的溫室氣體。肉類中牛肉排放溫室氣體最高，2008年達28.54kg/kg;羊肉次之，15.5kg/kg;禽肉最少，0.54kg/kg;豬肉和兔肉分別為1.49kg/kg，1.39k/kg。牛奶排放的溫室氣體為1.04kg/kg，禽蛋為0.83kg/kg。除禽蛋略有增加外，1985-2008年，單位肉類與牛奶排放的溫室氣體都有較大幅度降低。特別是牛肉，23年間下降了85.81%。

糧食、肉、蛋、奶等必需品的溫室氣體排放效率提高主要取決于技術(shù)進步和生產(chǎn)效率提高。以水稻種植為例，1980-2009年，中國水稻種植面積減少了12.55%，但由于雜交等育種技術(shù)突破，化肥、農(nóng)膜、能源等高效投入增加，拋秧等技術(shù)推廣，每公頃稻谷產(chǎn)量由4 130kg增至6 585kg，單產(chǎn)提高了59.44%，總產(chǎn)量增加了39.45%。再以生豬為例，1980年，散戶養(yǎng)殖生豬的出欄天數(shù)為302d，規(guī)模養(yǎng)殖為238d。由于品種改良，飼料質(zhì)量提高，飼養(yǎng)技術(shù)改進，2009年散戶養(yǎng)殖生豬的出欄天數(shù)降至163d，規(guī)模養(yǎng)殖降至141d。如果2009年仍保持1980年的技術(shù)條件，生豬排放的溫室氣體將達13 939.52萬t，比目前的7 142.37萬t高出95.17%。

4　減排對中國農(nóng)業(yè)的影響

2009年，中國因糧食生產(chǎn)而排放的溫室氣體達79 764.83萬t，占農(nóng)業(yè)溫室氣體排放總量的50%，高出畜牧業(yè)排放將近1倍，以糧食生產(chǎn)為例說明減排對中國農(nóng)業(yè)影響是合適的。生產(chǎn)糧食的農(nóng)田既是溫室氣體排放源，也可成為儲存地。如果將農(nóng)田退耕還林，不僅可以避免因施用化肥農(nóng)藥、翻耕土地引起的排放，而且可以利用森林吸收，形成碳匯。

《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》第4卷提供了不同氣候帶每公頃人工林每年可儲存的干物質(zhì)量，以及干物質(zhì)中含碳的比例，根據(jù)已有的參數(shù)和中國熱帶、亞熱帶、溫帶和北方溫帶所占耕地面積比重，計算得出全國平均每公頃人工林的碳匯為3.26t，相當于11.95t 。如果將1999-2008年10年間平均7.48t作為目前每公頃糧食生產(chǎn)排放的標準，意味著：將那些生產(chǎn)一季糧食的耕地植樹后，每公頃土地可減少排放19.43t;將那些生產(chǎn)兩季糧食的耕地植樹后，每公頃土地可減少排放26.91t。

根據(jù)2010年《全國農(nóng)業(yè)品成本收益資料匯編》，2004-2008年間，生產(chǎn)50kg糧食平均可得利潤19.98元，相當于每公斤糧食得利潤0.4元。如果全球一致減排后出現(xiàn)了交易市場，且農(nóng)民可在種糧和植樹儲存之間自由選擇，價格便成為農(nóng)戶生產(chǎn)決策的重要依據(jù)，嚴重影響播種面積和糧食產(chǎn)量。假定價格為40元/t，則種植一季糧食的耕地每年每公頃可獲碳收益777.2元，種植兩季糧食的耕地每年每公頃可獲碳收益1 076.4元，兩者分別相當于1 943kgt和2 691kg糧食的利潤。也就是說，那些每公頃產(chǎn)量低于1 943kg的單季產(chǎn)糧耕地、及每公頃產(chǎn)量低于2 691kg的雙季產(chǎn)糧耕地將退出糧食生產(chǎn)，成為種植樹木的林地。

進一步分析，假定全國種植糧食的耕地產(chǎn)量服從正態(tài)分布：

因此，如果存在一個市場價格，根據(jù)每公頃耕地排放的數(shù)量以及每公斤糧食得利潤0.4元，可計算出每公頃耕地獲得的以糧食表示的收益。以此

作為隨機變量X的一個實現(xiàn)值。同時，根據(jù)X的均值μ、方差可計算出Y分布的一個實現(xiàn)值a=(x-μ)/σ。進而，根據(jù)標準正態(tài)分布函數(shù)表，可查到Y(jié)≤a的概率，這一概率便是種糧收益低于收益，可能用于植樹的耕地比例。

1999-2008年10年間，我國糧食的平均單位面積產(chǎn)量為4 546kg/。我們?nèi)狈﹃P(guān)于耕地質(zhì)量分布的數(shù)據(jù)，作為模擬說明，以1999-2008年10年間分省的平均單位面積產(chǎn)量作為替代。30個省市中，單位面積產(chǎn)量最高的為上海市6 672.2kg/;最低的為甘肅省3 018.6kg/。以每省10年間平均糧食產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量比重為權(quán)重，計算的方差等于818 133.9，標準差等于904.51。對于種植雙季的耕地，則有μ=9 092，=32 725 358.4，標準差2σ=1 089.02。

以分省糧食平均單位面積產(chǎn)量作為耕地質(zhì)量分布樣本，不僅抹平了省內(nèi)耕地質(zhì)量差別，而且也抹平了全國耕地質(zhì)量差別。根據(jù)我們在丹江口庫區(qū)周邊的調(diào)查，即使在較少的范圍內(nèi)，不同地塊之間糧食產(chǎn)量的區(qū)別甚大。因此，以分省平均產(chǎn)量替代耕地的實際產(chǎn)量將低估隨機變量X方差，導致分布曲線窄而高，樣本糧食產(chǎn)量過于集中在平均值μ附近。

從表6可以看出，對于種植單季糧食的土地，為80元/t將使23.27%的耕地退出糧食生產(chǎn);當價格為100元/t時，這一比例高達63.31%。對于種植雙季糧食的土地，標準差為2σ時，為100元/t將導致8.53%的耕地退出糧食生產(chǎn)，此后隨價格提高退耕的比例顯著上升;標準差為3σ，為80元/t時，有8.53%的耕地退出糧食生產(chǎn)，100元/t時有19.22%的耕地退出糧食生產(chǎn);標準差為4σ，為80元/t時，有15.15%的耕地退出糧食生產(chǎn)，100元/t時有25.18%的耕地退出糧食生產(chǎn)。無疑，耕地產(chǎn)量分布的標準差越大，CO[，2]在越低的價格上便可沖擊糧食種植。但是，無論何種標準差，一旦價格達到130-140元/t之間，種植雙季糧食的耕地將有50%退出糧食生產(chǎn)。這就說明，中國糧食生產(chǎn)利潤率過低，較低的價格便嚴重影響糧食生產(chǎn)面積和產(chǎn)量。

5　結(jié)論

本文從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程和化肥、能源等投入方面計算了中國農(nóng)業(yè)溫室氣體排放。2009年，中國農(nóng)業(yè)總計排放溫室氣體158 557.3萬t 當量，比1980年增長52.03%，年均增長1.46%。其中，占總排放的25%，占總排放的52%，占總排放的23%。按來源分析，在2009年排放的溫室氣體中，水稻種植排放14 264.45萬t，占9%;畜牧生產(chǎn)排放42 709.94萬t，占26.94%;土壤排放47 457.81萬t，占29.93%;化肥、能源、農(nóng)藥、農(nóng)膜等投入排放54 125.11萬t，占34.14%。

2009年農(nóng)業(yè)GDP排放的溫室氣體為2.98kg/元，糧食排放的溫室氣體為1.5kg/kg。其中，稻谷、小麥、玉米排放的溫室氣體分別為1.67kg/kg，1.25kg/kg，1.13kg/kg。牛肉排放的溫室氣體在2008年為28.54kg/kg，羊肉為15.5kg/kg，豬肉為1.49kg/kg，禽肉為0.54kg/kg，牛奶為1.04kg/kg，禽蛋為0.83kg/kg。由于技術(shù)進步和生產(chǎn)效率提高，每公斤糧食、肉類和牛奶排放的溫室氣體都有較大幅度降低。

對于種植單季糧食的土地，為80元/t時，將使23.27%的耕地退出糧食生產(chǎn);當為100元/t時，這一比例高達63.31%。對于種植雙季糧食的土地，價格達到130-140元/t之間時，將有50%的耕地退出糧食生產(chǎn)。由于中國糧食生產(chǎn)利潤率過低，較低的價格便嚴重影響糧食生產(chǎn)面積和產(chǎn)量。

致謝：感謝周海林研究員、張其仔研究員、李鋼博士提出的寶貴意見，感謝陳秋紅博士、羅萬純博士、伍業(yè)君博士、吳利學博士、張波碩士、袁舒穎碩士在數(shù)據(jù)收集方面提供的幫助。

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