农业水土资源开发过程的碳排放是重要的农业温室气体排放源之一。农业是直接利用水、土、能等资源的人类活动方式,农业水土资源不合理利用引起的土地过度投入、水能资源浪费和碳排放等问题值得关注。由于区域间水土资源开发及利用方式各不相同,因此农业水土资源开发碳排放具有明显的区域差异。同时,水土资源错配和水土资源分布不均衡也成为农业能源消耗和碳排放增长的主要因素。从“水—土—能—碳”关联角度分析农业水土资源开发的碳排放效应,不仅可为多要素耦合与碳排放的关系研究提供新的理论视角,而且对于推动资源节约、提高农业生产效率和保障粮食安全等具有重要的实际意义。本文基于河南省65个典型样点村庄农户问卷调研数据,对不同作物类型农业水土资源开发过程碳排放进行了核算;在县域农业水土资源匹配度分析的基础上,采用DEA模型分析了河南省县域农业水土资源开发的碳排放及其效率的空间格局,运用Tobit模型探讨了农业水土资源开发碳排放效率的驱动机制;最后提出了河南省不同区域农业低碳发展的政策建议。主要结论如下:(一)构建了农业水土资源开发碳排放核算的框架和方法。采用IPCC的计算方法对河南省农业水土资源开发过程碳排放进行了核算,并对不同区域水土资源匹配程度和碳排放的空间特征进行了探讨。2016年河南省农业水土资源开发过程碳排放总量为1153.849×10~4t,碳排放强度为918.107kg/ha;河南省全省农业水土资源匹配系数为0.229,远低于当年全国平均水平(1.33);在各项投入过程中,土地投入碳排放和碳排放强度明显高于其他投入方式,各不同投入阶段对碳排放总量的贡献顺序是,土地投入>土地收获>灌溉>土地翻耕>打井。(二)不同作物生长周期过程中水土资源开发的碳排放及强度具有明显的区域差异。河南省县域空间小麦碳排放及其强度大体呈东高西低的分布格局,且化肥碳排放占据了主导地位。2016年河南省小麦碳排放总量为562.25×10~4t,占碳排放总量的48.73%,小麦平均碳排放强度为928.39kg/ha;玉米碳排放大体呈东南和北部高、西部低的分布格局,其强度大体呈西高东低的分布格局,在玉米碳排放构成中,同样化肥碳排放占据主导地位。玉米碳排放总量为346.25×10~4t,占碳排放总量的30%,玉米的平均碳排放强度为893.23kg/ha,玉米碳排放强度低于小麦;花生碳排放大体呈南高北低的分布格局,其强度也呈南高北低的分布格局,在花生碳排放构成中,同样化肥碳排放占据主导地位。花生碳排放总量约为119.31×10~4t,约占碳排放总量的10.34%,花生的平均碳排放强度为809.78kg/ha。(三)开展了农业水土资源开发的碳排放效率研究。2016年,河南省县域农业水土资源开发的碳排放综合效率为0.449,农业碳排放效率还存在较大的提升空间。全省农业水土资源开发技术效率和规模效率分别是0.621和0.707,农业生产过程中技术效率和规模效率较小,都具提升空间。水土资源匹配程度较好的地区碳排放效率较高,匹配程度较差的地区碳排放效率较低。(四)农业水土资源开发碳排放效率受多种因素影响,总体而言,土地投入强度、人均播种面积、农业技术和产业结构因素对农业水土资源开发的碳排放效率有显著影响,而节水灌溉率、农业经济发展水平和受灾程度的影响并不显著。人均播种面积在1%水平下显著为正,这表明,目前河南省种植规模的扩大有助于碳排放效率的提升,而农业技术在1%的水平下显著为负,产业结构在5%水平下显著为负,土地投入强度在10%水平下显著为负。因此,农业技术水平落后、产业结构不合理、土地投入强度过高等都制约了农业碳排放效率。(五)结合以上研究,建议在河南省农业水土资源开发中应考虑以下低碳策略:(1)完善政策保障体系,引导转变农业发展方式;(2)优化种植结构布局,从源头控制农业碳排放;(3)优化配置水土资源,提高水土资源开发效率;(4)加强低碳技术研发,实现开发过程低碳转型。