陕西省种植业碳排放时空特征及与经济发展关系研究

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18世纪60年代以来,全球温室气体浓度不断上升,加速了全球变暖的步伐,增大极端天气出现的概率,成为世界可持续发展道路上的障碍。我国作为负责任的大国,向全世界做出了 2020年碳排放强度要比2005年下降40%—45%的庄严承诺。目前,我国农业温室气体排放量不断增加,已经排在了全国温室气体众多源头中的第二位,而种植业碳排放对农业碳排放影响最大,因此要高度重视种植业碳排放在温室气体排放中的作用。陕西省属于西部欠发达省份,种植业在经济发展中仍扮演着重要角色,因此本地区种植业碳排放减排压力较大。在这种情况下,分析陕西省种植业碳排放时空格局变化特征及影响驱动因素,并在此基础上探究种植业碳排放与经济增长的关系,对陕西省早日实现低碳农业意义重大。基于此,本文以陕西省107个县(区)为研究单元,选取2005—2017年种植业相关数据,首先利用排放系数法测算出种植业碳排放量,分析种植业碳排放时间序列变化特征;其次利用变异系数、重心分析、标准差椭圆、探索性空间分析等方法探讨陕西省种植业碳排放区域差异特征和空间分布特征;然后运用Kaya恒等式和LMDI模型分解陕西省种植业碳排放的影响驱动因素;最后构建EKC模型对种植业碳排放与经济发展之间的关系进行验证,并判断陕西省种植业碳排放目前所处阶段,最终提出符合当地情况的减排建议。本文主要结论如下:(1)陕西省种植业碳排放量整体呈现增长的趋势,但增速在放缓。从碳排放结构来看,从高到低依次为化肥、农用柴油、灌溉、农膜、农药、翻耕和农业机械总动力,其中化肥一直是陕西省种植业碳排放最大的碳源。从碳排放强度来看,陕西省种植业碳排放强度虽然在2012年后持续减弱,但与国家做出的承诺仍有一定差距。(2)陕西省各县区种植业碳排放量整体由快速增长进入到缓慢增长甚至下降的阶段,并且碳排放量高的县区集中分布在农业生产条件较好的关中平原地区。陕西省县域种植业碳排放地域差异整体呈现扩大的趋势,但速度已经开始放缓。种植业碳排放重心一直在向东北方向移动,并且年均移动距离呈现先减小后增大的趋势。陕西省县域种植业碳排放的空间分布格局呈现东北—西南方向,并且正在经历从极化到分散的阶段,集聚程度降低。(3)陕西省种植业碳排放表现为全局空间正相关性,在空间分布上具有较强的集聚性,但在研究时段内空间集聚性有所下降。从各碳源产生的碳排放量来看,除了农用柴油未能通过显著性检验,其他碳源产生的碳排放量在空间上均具有较强的空间集聚性:其中农业机械总动力、农用塑料薄膜、农药、有效灌溉面积和翻耕产生的碳排放量空间集聚性有所增强,而农用化肥碳排放量空间集聚性出现明显下降。(4)陕西省种植业碳排放总量H-H集聚区数量减少,集中分布在渭北旱塬中部;L-L集聚区数量增加,但分布位置比较分散,主要位于种植业活动较少的县区;L-H和H-L集聚区数量减少,空间异质性降低。(5)陕西省种植业碳增排的主要驱动因素是农业经济发展,农业生产结构的增排效应整体上比较稳定,农业生产效率和农业劳动规模整体上对种植业碳排放起抑制作用。由于各驱动因素的增加效应远大于抑制效应,在一段时间内,陕西省种植业碳排放量仍可能持续增加。(6)陕西省种植业碳排放总量与种植业经济发展的关系呈现为“倒U型”,具有典型的EKC曲线趋势特征,转折点临界值在人均种植业总产值1.2108万元,目前陕西省人均种植业总产值已超过临界水平,即随着人均种植业总产值的提高,种植业碳排放总量将呈现减少的趋势。从各碳源碳排放量与经济发展关系来看,陕西省农用机械总动力、化肥、农膜碳排放量与种植业经济发展的关系呈现为“倒U型”,符合EKC曲线规律;农用柴油、农药碳排放量与种植业经济发展的关系呈现为“线型”,并且单调递增;翻耕碳排放量与人均种植业总产值构建的方程模型未通过检验,两者之间的关系并不显著。
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