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碳排放导致的气候变化已经给人类经济和社会发展带来了显著影响。有关农业碳排放的研究表明农业已成为温室气体排放的第二大重要来源,由于人类活动干预最多的农业部门是种植业,因此实现种植业领域的碳减排是缓解全球气候变暖的重要举措。我国作为一个农业大国,种植业生产面积广,随着经济的高速发展,这一领域的碳排放总量不容忽视,因此应提高能源利用效率,降低种植业碳强度。我国地域辽阔,不同地区自然资源禀赋、气候环境条件等差异会导致作物生产潜力的差异,而不同作物生产潜力所能达到的种植业碳强度最大水平也不同。然而现有研究多从作物生产实际水平对种植业碳强度进行核算,很少有学者关注作物生产潜力的实现水平对种植业碳强度理论值的影响。因此,本文从生产潜力实现视角切入,对种植业碳强度的核算方法进行修正,并对其区域差异和影响因素进行分析。这对科学研判区域农业发展阶段、理性看待当前种植业碳强度水平以及实现“碳达峰”和“碳中和”的双碳目标具有重要意义。本研究基于我国作物生产潜力情况,及“碳达峰”和“碳中和”在农业部门的要求,从生产潜力实现角度切入研究了:(1)考虑作物生产潜力实现对种植业碳强度理论值的影响,构建以作物生产潜力实现修正系数为主要抓手的种植业碳强度修正方法。(2)在对修正后即作物生产潜能完全发挥状态下的种植业碳强度进行核算的基础上,基于聚类分区和传统分区对其区域差异进行分析,并对修正前后的种植业碳强度进行比较分析。(3)构建以农村人口规模、农业经济发展水平、农业机械化程度、农业产业结构、城镇化水平为影响因素的时空地理加权回归模型,对作物生产潜能完全实现下的种植业碳强度的区域差异原因进行深入分析。本文通过研究论证,得出以下主要结论:第一,种植业碳排放总量整体呈现出先增长后下降的趋势,具体分为2000-2007年的“快速增长阶段”、2008-2014年的“平稳增长阶段”和2015-2020年的“平稳下降阶段”。从种植业碳排放的结构来看,研究期间种植业碳排放结构较为稳定,各类碳源的碳排放量大小排序基本为:化肥碳排放>柴油碳排放>农膜碳排放>农药碳排放>灌溉碳排放>翻耕碳排放。其中,来源于化肥的碳排放量要远高于其他碳源产生的碳排放量,对种植业碳排放总量的波动变化占据主导地位。第二,修正前即实际生产力水平下的种植业碳强度整体呈现出先上升后下降的倒“V”形变化趋势,修正后即作物生产潜能完全发挥状态下的种植业碳强度呈现为“波动变化—快速增长—快速下降”的三阶段变化趋势。对修正后的种植业碳强度进行聚类分区发现,基于作物生产潜能完全实现下的碳强度高强度区主要分布在华东部分沿海地区,中强度区则主要在华东和华南大部、华中和西南部分地区,而低强度地区则覆盖了西北、西南、华北和东北大部分区域。对比传统分区结果,可以发现两者一致性较高,反映出我国作物生产潜能完全实现下的种植业碳强度具有较明显的区域梯度差异。第三,作物生产潜力实现修正系数较高的地区主要分布在西北和东北地区,而较低的地区更多分布在东南和中部地区,且近年来我国作物生产潜力实现修正系数整体为上升趋势,说明从产能角度看我国农业仍处于不断发展的状态,且西北和东北地区的发展要前置于东南和中部地区。在考虑生产潜力实现情况下,种植业碳强度增加幅度偏大的地区多为修正系数偏小的地区,而增加幅度较小的地区多在修正系数较大的地区。可见,在作物生产潜力实现水平不高的地区,未来从产能实现角度来看的种植业碳强度还有较大的增长空间,而作物生产潜力实现水平较高的地区则相反。第四,整体来看,农村人口规模和城镇化水平与作物生产潜能完全发挥状态下的种植业碳强度呈正相关关系,其中,农村人口规模正向影响较大的区域逐渐由南部向北部地区转移。城镇化水平的正向影响范围呈现为连片分布,影响程度表现出较为明显的空间异质性。相反,农业经济发展水平、农业机械化程度和农业产业结构则与作物生产潜能完全发挥状态下的种植业碳强度呈负相关关系。其中,农业经济发展水平对修正后种植业碳强度表现为负向影响的省份逐渐增多,且抑制作用逐渐增强,整体上影响重心由西部偏北转移至偏南部地区。农业机械化程度对修正后种植业碳强度负向影响的范围逐年扩大,抑制强度中心由南部向中部移动。农业产业结构对修正后种植业碳强度负向抑制作用逐渐增强,影响范围由以中东部为主逐渐向西部地区扩散。基于以上结论,本研究有以下建议:(1)减少农资投入,推广落实农业绿色发展技术。通过重复使用农膜等提高农资使用效率,对土质进行科学精准测量提高施用效率。实施秸秆还田技术和有机肥施播技术,提高土地自身的肥力水平。(2)尊重发展规律,因地制宜促进农业碳减排。对作物生产潜力实现度高,即碳强度即将达到峰值水平的西部地区,应优化低碳技术,加快转折点之后的下降水平。而对于中东部碳强度距峰值还有较长距离的地区,应在保证粮食安全的基础上提高作物实际生产力,在实现“碳达峰”的过程中避免盲目冲峰。(3)转变农业模式,稳步推进农业规模化运作。引导农业生产集聚,提高能源和资源的综合利用效率。推广专业大户、家庭农场、企业经营等多种规模化的农业经营方式,提高农资利用效率和农机作业效率从而减少碳排放。(4)建立减碳目标,强化区域农业减排责任分配制度。尝试建立考虑作物生产潜力实现视角下的种植业碳排放强度作为下降目标,并将目标按地区和时间进行短、中、长期的合理分解与规划,并设立专门小组负责区域农业领域碳减排的各项工作。