我国农业碳排放的影响因素和南北区域差异分析

为探究我国农业碳排放的影响因素和南北区域的差异性,根据1999—2014年中国农业生产的相关数据,基于主要农作物(小麦、水稻和玉米)、农药、化肥、农膜、农业灌溉、农业机械等主要农业投入碳源,对除香港、澳门、台湾之外的31个省、自治区和直辖市的农业碳排放量进行测算,并利用卡雅(Kaya)恒等式分析其影响因素,利用泰尔(Theil)指数分析农业碳排放强度的区域差异。结果表明:(1)我国农业碳排放量呈逐年上升趋势,农业产业结构优化、农业人口整体减少等因素会抑制农业碳排放量增长,而农业经济发展会增加农业碳排放量。(2)从空间分布来看,总体上北方农业碳排放量大于南方地区,单位面积碳排放呈总体上升趋势,单位产值碳排放呈总体下降趋势。从区域内部来看,Theil指数显示我国农业碳排放强度的区域差异主要来自区域内,其中南方农业碳排放强度差异高于北方。在南北区域中沿海地区内差异逐渐减小,西北和西南地区内差异逐渐增大。最后,跟据上述研究结果提出相关建议。     

新疆农业现代化进程中的碳排放效应

利用1995—2015年的统计数据,运用排放系数法、格兰杰检验和协整检验对新疆农业现代化进程中的碳排放效应进行研究。结果表明:(1)新疆农业现代化进程中的碳排放总量、农业化学化碳排放量、农业机械化碳排放量、农业水利化碳排放量均呈明显上升态势,而碳排放强度呈波动下降特征;(2)农业碳排放结构发生了显著变化,碳排放结构由以农业机械化碳排放为主向以农业化学化碳排放为主转变;(3)新疆各地州(市)的农业碳排放量空间分异明显,喀什地区、昌吉州和伊犁州直等人口较多、耕地资源丰富和种植业发展较好的地州农业碳排放量规模较大;(4)农业经济增长是导致农业碳排放量上升的驱动因素,而且存在长期稳定的关系。为此,要顺利推进新疆农业现代化进程,必须协调好经济发展与农业碳排放的关系,走低碳农业发展道路。     

“双碳”目标下江西省农业碳排放量测算、影响因素分析与预测研究

农业是中国的立国之本,也是重要的碳排放源,发展低碳农业有助于中国总体碳减排目标的实现。选择农资投入、农田利用、畜禽养殖及秸秆焚烧4类碳源,利用IPCC碳排放模型对江西省2000—2020年的农业碳排放量予以测算,利用LMDI模型进行影响因素分解,并运用XGBoost模型预测2021—2050年碳排放量。结果表明：(1)2000—2020年江西省农业碳排放总量呈现先下降后上升再下降的波动趋势,总体呈上升趋势,但农业碳排放强度逐年降低。农业碳排放源中农田土壤利用贡献率最高,其次为畜禽养殖、农资投入和秸秆焚烧。2000—2020年江西省11个地级市农业碳排放量及排放强度均呈现明显的区域差异,且差异不断扩大,其中宜春市的农业碳排放量和平均碳排放强度均居于首位。(2)地区经济发展水平的提高和城镇化率的增加是导致农业碳排放量增加的主要因素,而农业生产效率、农业产业结构、地区产业结构和劳动力对碳减排的作用比较有限。(3)预测结果显示,2030年前江西省农业碳排放总量及11个地级市农业碳排放量已达到峰值。其中,新余市在2005年最早达到峰值,景德镇市和赣州市在2016年最晚达到峰值。2020年后,江西...     

长江经济带自然资本可持续性利用分析——基于三维生态足迹模型

自然资本存量和流量的核算是区域可持续发展的核心议题.基于长江经济带沿线11个省市2008—2017年的面板数据,利用三维生态足迹模型对自然资本利用进行定量分析.结果表明:1)长江经济带不同区域10年间生态足迹整体呈现增长趋势,生态承载力呈缓慢下降趋势,生态赤字有所加剧.2)长江经济带足迹深度从2008年的7.686增至...     

水足迹视角下长江经济带用水公平性测算及时空差异研究

区域用水公平性问题关系到地区发展平衡。为了研究长江经济带水资源配置的合理性,基于水足迹视角,构建用水公平性系数,以长江经济带为对象,测算总用水、农业用水、工业用水和生活用水的公平性系数,再运用核密度函数和ESDA方法分析用水公平性系数的时空演进趋势。结果表明：在2010—2020年,长江经济带总用水、工业用水公平性不断提高,农业用水公平性呈下降趋势,但变化幅度不大;长江经济带各省份总用水、农业用水及部分年份工业用水公平性具有明显的正向空间聚集特征,生活用水公平性没有明显的空间自相关性;各省份总用水、农业用水公平性呈现先分散后聚集的趋势,两极分化现象明显,工业、生活用水公平性集聚趋势呈波动变化,但近年来各省份工业用水、生活用水公平性水平集聚趋势在加强。基于此,国家应重点提高农业、工业用水效率,强化水资源节约保护,对重点用水单位投入节水型先进工艺,从而提高地区用水公平性水平。     

湖南省农地利用碳排放与农业经济关系研究

基于化肥、农药、农膜、灌溉、翻耕和柴油6类农地利用碳排放源,测算了1999—2014年湖南省农地利用碳排放量和碳排放强度。在此基础上,分析得出1999—2014年湖南省农地利用碳排放与农业经济间的脱钩弹性关系,进一步利用环境库兹涅茨(environmental Kuznets curve,EKC)模型对农地利用碳排放与农业经济关系进行验证。结果表明:(1) 1999—2014年,湖南省农地利用碳排放与农业经济的脱钩关系表现为扩张负脱钩、弱脱钩和弱负脱钩3种状态,农地利用碳排放与农业经济的脱钩弹性指数变化呈现"快速增长—快速下降—平稳增长"的阶段性演进特征;(2)湖南省农地利用碳排放与农业经济的关系呈对数函数曲线,农地利用碳排放量、碳排放强度均随着农业经济增长而连续增长,在研究期内未出现下降拐点;(3)湖南省现阶段农业经济增长方式仍然以粗放型为主,存在着农业生产要素投入未能充分有效利用、农业生产对环境影响较大的问题。     

长江经济带湿地空间格局变化及其保护修复对策研究

基于1980年、1995年、2005年和2015年4期土地利用/覆被解译数据,以长江经济带湿地为研究对象,分析了长江经济带湿地的空间格局变化,结果表明:(1)长江经济带湿地主要分布在长江中下游;(2)1980—2015年,长江经济带湿地消失和新生并存,长江经济带的河流湿地和沼泽湿地呈减少趋势,湖泊和库塘湿地呈增加趋势,...     

北京市房山区农田表观磷平衡分析

农田土壤养分的积累使潜在农业非点源污染负荷增加,为对农田磷素优化管理、水环境质量改善及环境政策制定提供科学依据,通过OECD土壤表观磷素平衡模型,以2001、2003、2005和2007年北京市房山区农田的磷素平衡核算框架和数据库为基础,结合GIS技术对该区域磷素平衡强度进行了分析.结果表明,化肥是房山区农田养分中磷素投入最重要的来源,化肥平均磷投入量随着时间的增加而增大,从2001年的111.34 kg·hm~(-2)增加到2007年的407.42 kg·hm~(-2),局部地区已远超过华北地区和全国平均水平.房山地区农田磷素输入总量和土壤表观磷平衡总量在2001-2007年表现为先降低后增加,而磷的输出量一直呈下降趋势;平均磷素投入量和平衡强度以较大速率逐年递增.区域表观磷素平衡量具有明显的空间变异特征,2001-2007年房山地区农田磷素盈余趋势表现为南高北低,中部和南部的磷素平衡强度一直在持续增加,特别是东南部和西南部地区增加速度较快.磷素平衡的驱动力的变化是造成磷素平衡空间差异得直接原因,总体表现为种植业驱动型盈余>双驱动型盈余>养殖业驱动型盈余.     

江西省农田投入品输入时空演变特征及与种植业结构调整的关系

厘清近30年间江西省农田投入品输入的时空演变特征,并探究其与种植业结构调整的关系,可为江西省农业生产提质增效和农业面源污染防治提供理论依据。采用重心模型和结构均衡度方法,基于ArcGIS探究了江西省1992—2019年农田化肥、农药和农用薄膜输入的时空演变特征,并通过线性回归分析探讨了种植业结构调整与农田投入品输入量的关系。结果表明：(1)1992—2019年江西省化肥、农药和农用薄膜输入量整体呈先增后减的变化趋势,自2015年实施了一系列农药化肥减量增效政策之后,江西省农田化肥和农药输入量明显降低,2020年化肥、农药输入量比2015年分别下降24.5%和43.9%,但是近年来农用薄膜输入量的减缓趋势并不明显;(2)江西省化肥输入强度存在明显的空间聚集现象,总体呈现沿鄱阳湖流域、抚河流域和赣江流域聚集分布的趋势;农药输入程度在赣东北地区普遍较高;农用薄膜输入量在全省普遍增加,其中,赣东和赣南农用薄膜输入量增加尤其明显;(3)江西省种植业结构调整表现为果园种植面积占比不断增大,从1992年的10.67万hm²增长到2020年的42.78万hm²     

“绿水青山就是金山银山”实践创新基地碳汇量核算及碳排放影响因素研究：以浙江省宁海县为例

如何科学评估“绿水青山就是金山银山”(以下简称“两山”)实践创新基地碳源碳汇的变化趋势、时空分布、影响因子,对指导新时期生态文明建设具有重要作用。以浙江省宁海县为例,基于IPCC碳排放清单,测度宁海县碳汇量与碳排放量,分析区域碳汇的空间分布规律,并基于方差分解分析探究宁海县碳排放的影响因素。结果表明,宁海县碳汇量呈现逐年增加的趋势,2003—2018年从43.91万上升至49.40万t,其中,森林碳汇量占比为88.21%～91.12%;碳源量呈现平稳—急剧上升—波动下降—保持稳定的变化趋势,由2003年的154.17万变化至2018年的508.87万t。从碳汇量的空间分布来看,宁海县县域碳汇大致呈现西部>东南部>北部>中部的西高东低格局;宁海县碳排放可被社会因素、经济因素和“两山”建设驱动因素共同解释,3个因素对碳排放的共有解释度为60.86%,各因子的解释度表现为经济因素>“两山”建设驱动因素>社会因素。该研究为国家“两山”实践创新基地的碳源碳汇量核算提供了新思路,可为下一步政策制定和县域绿色发展提供参考。     

中国沿海地区农田生态系统部分碳源/汇时空差异

运用1981-2001年作物产量、农业投入等统计数据,对沿海10个省市自治区农田生态系统部分碳源/汇进行了估算,得到以下主要结论:(1)总碳吸收从1981年以来呈波动增加趋势,总碳排放则呈明显增长趋势.二者相比,碳排放明显低于碳吸收,但由主要途径农业投入导致的间接碳排放的增长速度(94%)超过了作物生育期碳吸收的增长速度(44%).(2)各省市自治区碳吸收、碳排放变化的区域差异显著,单位面积碳吸收、碳排放变化的差异也十分明显.其中,各省市自治区总碳排放和单位面积碳排放基本上逐年增加,表明沿海发达地区农业投入较高;而碳吸收变动幅度较大,发达地区(如浙江、福建和上海等)碳吸收呈下降趋势,反映沿海地区农作物种植面积下降致使农作物生育期总碳吸收量降低.(3)沿海地区农田生态系统主要粮食作物碳吸收占全国比例有所下降,说明沿海地区农业种植面积减少和农业投入增加削弱了农田生态系统的碳汇功能.     

云南星云湖流域种植业面源污染驱动力分析

种植业面源污染是湖泊水的主要污染源之一,但是有关种植业面源污染驱动力的研究甚少。为了研究星云湖流域种植业面源污染的驱动力,通过流失系数法计算2005、2010和2015年种植业化肥流失量,由多元线性回归分析其影响因素。结果表明:(1)农业人口占总人口的比重、耕地比重、经济作物和果树的播种面积、经济作物与粮食作物的播种面积比、第一产业产值均与化肥流失量呈正相关;粮食作物的播种面积、人均非农收入、环保投资指数均与化肥流失量呈负相关。(2)经济作物和果树的播种面积、经济作物与粮食作物播种面积比与化肥流失量正相关程度最高,均大于0. 9,所以星云湖流域种植业面源污染大小的决定因素是种植结构。建议下一步对星云湖流域种植业结构和空间布局进行优化。     

中国农牧业碳排放时空变化及预测

基于主要粮食作物、农资投入和牲畜数据,对中国31个省市自治区1997—2016年农牧业碳排放进行测算;采用变动指数、重心模型和标准差椭圆分析其时空变化特征;以趋势外推、灰色预测和差分整合移动平均自回归(ARIMA)模型为基础,利用标准差优选组合模型预测2017—2022年农牧业碳排放状况。结果表明:1997—2016年农业大环境向好,多省碳排放增加,重心向西北移动,主体区域在胡焕庸线右侧。但多省牧业碳排放降低,重心在河南境内摆动,主体区域扩大并向东南—西北扭转;农业碳排放高值区向东北三省和黄淮海转移,牧业碳排放高值区集中于传统区域和中部地区;组合模型预测优于单一模型,到2022年农业碳排放延续历史趋势但年均增速降低,牧业碳排放达到1. 13×10~8t,年均增速提高。     

华北平原集约农区种植业生态经济系统的能值分析——以河北沧州为例

从能值的角度出发,以华北平原代表区域——河北省沧州地区2003年统计数据和调查数据为基础,对该地区种植业生态经济系统的能值投入和产出进行首次分析。结果显示:该地区不可更新的工业辅助能占总能值投入的78.5%,可更新的能值投入仅占21.4%(可更新环境资源8.79%、可更新有机12.68%),说明农业生产过渡依赖于外源不可更新辅助能的投入;此外,高系统太阳能值转换率、低净能值产出率和高环境负荷率的特点,表明该地区种植业的科技发展水平比较高,对环境的压力相当大。综合结果说明种植业系统对环境资源的过度利用必然会引起生态环境的破坏。基于此,提出华北平原集约农区种植业生态经济系统可持续发展对策:以优化施肥为基础,合理减少化肥投入为代表,适当降低工业辅助能投入;调整农业增产投入战略,努力解决该地区以水资源短缺为主的作物增产限制因子;改变农业生产中有机能值与无机能值的投入比例,降低系统环境负荷率。     

长三角地区生态系统服务价值动态演化及驱动力分析

长三角地区是中国经济最活跃、开放水平最高、人口最为稠密的区域之一,探究区域生态系统服务价值时空演变规律及其驱动因素,对于实现长三角地区生态环境共保联治、增强区域可持续发展能力、推动长三角一体化高质量发展具有重要意义。基于1990—2018年长三角地区4期土地利用数据,在定量分析长三角生态系统服务价值变化趋势及各生态系统服务功能权衡协同关系的基础上,综合采用空间相关、热点分析和地理探测方法探讨长三角生态系统服务价值时空分异特征及其驱动因素。结果表明：(1)长三角生态系统服务价值和各生态系统服务功能价值均呈下降趋势,2010年之后下降趋势放缓;2010年之前区域生态系统服务功能权衡度下降、协同度上升,2010年之后协同关系占据完全主导地位。(2)长三角生态系统服务价值空间分布呈现南高北低的空间格局,且呈显著正向空间自相关关系;冷点数量在2010年达到峰值,之后开始减少;热点数量自2000年之后呈减少趋势,但减幅变小。(3)海拔、日照时长和年降水量为长三角生态系统服务价值空间分异的主要驱动因子;一产占比与海拔的交互作用最为明显,q值达0.883,自然地理要素与社会经济要素交互作用主导驱动了长...     

经济增长与农业碳排放关系的实证研究

研究首先基于农业投入与生产视角的6个主要方面碳源,测算了1993-2008年我国农业生产活动所导致的碳排放量,分析发现我国农业碳排放总量和强度分别年均增长率为4.08%、2.38%,但环比增速总体上处于阶段性下降态势。化肥、农药、农膜、农用柴油、灌溉、翻耕等导致碳排放年均递增率分别为3.45%、4.65%、7.20%、4.77%、1.22%、0.38%。进一步综合运用协整理论及误差修正模型,实证我国经济增长与农业碳排放之间的关系。结果表明：我国经济增长与农业碳排放总强度,以及经济增长与化肥、农药、农膜、农用柴油、翻耕等5类碳源导致的碳排放强度之间存在协整关系,且人均GDP每增加1%,农业碳排放总强度与化肥、农药、农膜、农用柴油、翻耕等碳源的碳排放强度分别增加1.72%、1.61%、1.18%、0.40%、2.48%和1.31%。最后,据此提出相关政策建议。     

新疆精河流域实际蒸散发时空变化特征

精河流域是新疆天山北坡经济带的重要组成部分。利用近60 a气象数据及Landsat 5 TM影像数据,采用Penman-Monteith公式和SEBAL模型、morlet小波分析和M-K突变检验,研究了精河流域实际蒸散量时空格局、变化特征及周期性。结果表明:(1)全流域实际蒸散量的时空分布变化受到气象要素及地表下垫面的影响,近60 a蒸散量整体呈显著波动减小趋势,实际蒸散量变化速率在季节上表现为夏季春季秋季冬季。(2)实际蒸散量于1982年突变后年平均蒸散量减少150.654 mm(17.361%),且蒸散量变化存在以29 a为主的3个振荡周期,未来15 a蒸散量将呈先小幅上升后下降的趋势。(3)蒸散量的空间分布变化与地表土地利用类型具有显著相关关系,相关性表现为水域耕地林地草地未利用地。     

中国私家车碳排放空间格局及其影响因素的ESDA-GWR分析

利用探索性空间数据分析(ESDA)和地理加权回归模型(GWR),对2012年全国312个地级及以上城市私家车碳排放的空间分异格局、总体趋势、空间异质性和驱动因素进行研究。结果表明,中国地级城市私家车碳排放空间分异显著,碳排放总量呈现中部东部西部、中部北方南方的变化趋势,人均碳排放量表现为东高西低、北高南低的态势,地均碳排放量则呈现南高北低、东高西低的态势。人均储蓄存款余额对私家车人均碳排放的影响最大,其次是人均GDP和城镇居民可支配收入,且影响因素具有明显的经度或纬度地带性规律。     

长三角地区农田化肥投入快速增长的经济学诱因分析

农田化肥大量投入是引起农业面源污染的重要原因.根据长三角地区1980-2005年种植业生产以及农产品市场的统计数据,从投入要素机会成本变化和农产品价格变化角度,探讨长三角地区农业生产中化肥投入快速增长的经济学诱因.研究结果表明,长三角地区土地密集型作物上化肥投入快速增长是由于土地机会成本增长远远高于化肥价格增长而产生的化肥对土地的替代;相对劳动密集型作物上化肥投入快速增长是由于劳动机会成本高速增长引发的化肥对劳动的替代,并且相对劳动密集型农产品市场价格波动对化肥投入量的影响也较为显著.     

黄土高原陆地表层最大可能蒸散量的变化特征

基于黄土高原1961—2008年月平均气温、最高气温、最低气温、相对湿度、降水量、风速和日照百分率等气候要素资料,应用修订的Penman-Monteith(P-M)模型计算了最大可能蒸散量,分析其时空分布、异常分布特征和次区域时间演变特征。结果表明:1961—2008年间,黄土高原最大可能蒸散量多年平均在400~800 mm之间,大部分区域650~750 mm之间。一致性异常分布是黄土高原最大可能蒸散量的最主要空间模态。黄土高原最大可能蒸散量的异常空间分布可分为以下3个关键区:高原西北部区、高原东北部区和高原东南部区。高原西北部区域最大可能蒸散量呈显著增加趋势,且发生了突变现象;高原东北部区域最大可能蒸散量呈显著下降的趋势,也发生了突变;而高原东南部区域下降趋势不显著,未发生突变。黄土高原最大可能蒸散量的3个空间分区中,3 a的周期振荡表现得比较显著。