【摘要】在“双碳”目标背景下，种植业低碳化发展是一种必然的趋势，对减少种植业碳排放和促进农业可持续发展具有重要意义。文中基于2012-2021年数据对张掖市种植业生产中所产生的碳排放量进行测算，并构建多元回归模型对张掖市种植业碳排放影响因素进行分析。结果显示：①2012-2021年张掖市种植业碳排放总量年均增长率为0.87%;②各生产要素均对张掖市种植业碳排放具有显著影响，但在影响程度上按照化肥、农膜、翻耕和农业机械的顺序依次减弱。因此，为了实现张掖市种植业低碳化发展，倡导应用有机肥代替化肥，采用喷灌和滴灌等技术，加大废旧农膜回收利用等减排措施，促进种植业生产碳减排。

　　【关键词】张掖市；种植业碳排放；影响因素

　　碳达峰、碳中和背景下，农业碳减排已成为社会高度关注的焦点。农业作为主要的碳排放源之一，推进农业碳减排是农业绿色转型发展的重要内容，可以有效地减少对生态环境的破坏，促进农业绿色生产，实现农业可持续发展。种植业作为农业的一个部门，推进种植业碳减排是实现我国农业低碳化的重要方面，同时也是推进我国农业实现可持续发展的基本前提[1]。张掖市以种植业为主，经过不断发展，已成为甘肃种植业发展优势区，种植业产值连年增长，但随着化肥、农膜等生产要素使用量的不断增加，该地区生态环境问题日益严重。因此，测算张掖市种植业碳排放总量及分析其影响因素为促进张掖市种植业低碳化发展奠定了基础。

　　近年来，碳排放这一话题备受人们关注，关于种植业碳排放的研究也越来越多。一是关于种植业碳排放的测算，较多学者主要从化肥[2]、农膜[3]、翻耕[4]、灌溉[5-6]、农业机械总动力[7]等生产要素的使用方面来计算种植业碳排放，为种植业碳排放量的计算提供理论基础。二是学者们对农业碳排放影响因素研究使用的方法不同，主要分为定性分析和定量分析两大类，近年来，定性研究较少，大多数学者利用相关模型对种植业碳排放的影响因素进行分析，常见的有LMDI指数分解法[8-9]、灰色关联分析法[10-11]、多元线性回归[12]。从研究区域看，国内外学者对国家级[13-15]和省级地区[16-18]农业碳排放的测算和影响因素进行了讨论，对市级和县级地区的农业碳排放研究的相关文献较少。

　　综上所述，目前学者对种植业碳排放测算的研究较为丰富，采用的测算方法和选取的碳排放源各不相同，但是研究范围大多集中在省级区域方面，针对甘肃省各县级地区的具体研究相对较少。张掖市生态环境脆弱，经济发展相对缓慢，传统种植业发展方式使得张掖市生态环境承载力与绿色发展的矛盾日益突出，研究张掖市种植业碳排放对于了解种植业碳排放总量及影响因素具有重要意义。鉴于此，本文通过梳理张掖市种植业碳排放源，结合张掖市种植业生产实际和数据的可获得性，选取化肥、农膜、灌溉、翻耕和农药使用所产生的碳排放进行测算，通过比较各种影响因素分析方法的优缺点，最终运用多元线性回归模型对其影响因素进行分析，为张掖市种植业碳减排提供相应的科学依据。

　　1研究设计

　　1.1研究区概况

　　张掖市是全国最大的玉米制种区和河西地区重要的种植业生产基地[19],其气候多变，属于典型的温带大陆性干旱气候，光照充足，日照时间长，年日照时数2789~3103h,昼夜温差大，年均降水量198mm,整体降水量偏少，独特的自然条件为种植业的发展提供了良好的基础。2021年农作物播种面积311.75千公顷，实现生产总值159.79亿元，比上年增长14.76%,占农林牧渔总产值的55.25%。

　　1.2数据来源

　　本文中所使用的化肥、农膜、灌溉面积、翻耕面积、农药等数据均来自2013-2011年伯肃发展年鉴){甘肃衣村年鉴》并通过计算整理所得，其中，化肥为折纯量，翻耕面积为衣作物播种面积，灌溉面积为有效灌溉面积。

　　1.3研究方法

　　1.3.1种植业碳排放测算方法

　　化肥是农业碳排放的重要来源之一，种植业生产过程中化肥的使用会产生大量的碳排放；农膜是传统种植业生产中不可或缺的要素，将会直接影响种植业碳排放量；灌溉与翻耕均会产生碳排放，灌溉面积和翻耕面积的增加虽然会增加农业总产值，但也会带来大量的碳排放量；种植业生产中使用的农药将会产生碳排放。因此，本文种植业碳排放测算主要从农用物资投入入手，主要包括化肥、农膜、灌溉、翻耕和农药，结合以往的研究成果提出以下碳排放估算公式[20-21]:

　　式中，CEcrop指碳排放总量；Cf、C a、C i、C m、C p分别表示由于化肥、农膜、灌溉、翻耕、农药使用所产生的碳排放；Gf为化肥使用量；Ga为农膜使用量；Si为灌溉面积、Wm为翻耕面积、Gp为农药使用量；A、B、C、D、E为碳排放系数（见表1)。

　　数据来源：化肥、农药碳排放系数出自美国橡树岭国家实验室，农膜碳排放系数来自南京农业大学资源与环境科学学院，农业灌溉和翻耕碳排放系数出自段华平等。

　　1.3.2种植业碳排放影响因素分析方法

　　多元线性回归模型是用于检验自变量与因变量之间的关系并在实践中广泛应用的一种模型，其精度高，简单易用，更具有一般性。因此，为了更好地进行张掖市种植业碳排放问题分析，本文采用多元线性回归模型的方法对其影响因素进行分析。

　　碳排放总量是衡量某地区碳排放现状的一个重要指标，因此，本文选取碳排放总量作为被解释变量。考虑到种植业碳排放量受多种因素影响，依据张掖市近十年相关数据，结合实际与分析数据的客观性，选取化肥施用量、农膜使用量、灌溉面积、翻耕面积和农药使用量作为解释变量。

　　根据选取的种植业碳排放指标，设多元线性回归模型，如式(1)所示。

　　式中，Y：种植业碳排放总量／万吨，X1：化肥使用量／万吨，X2：农膜使用量／万吨，X3：灌溉面积／千公顷，X4：翻耕面积／千公顷，X5：农药使用量／万吨。其中，β0为常数项，表示在没有任何影响因素的情况下张掖市种植业碳排放量；βi(i=1,2,3,4,5)为各变量系数，表示各解释变量对被解释变量的影响程度。

　　2结果与分析

　　2.1张掖市种植业碳排放总量整体呈上升趋势

　　张掖市种植业碳排放量总体上处于上升趋势，于2021年达到最大（见图1)。2012-2021年碳排放量由22.1万吨增加到23.73万吨，增加了7.38%。由于农作物播种面积的增加，农膜和灌溉产生的碳排放分别增加了1.25万吨和1.61万吨，从环比增速情况来看，种植业碳排放量的环比增长率整体上呈先下降后上升的趋势，在0-5%范围内上下化；2015-2018年“，碳排放”量由22.86万吨下降到20.84万吨，降低了9.69%,十三五规划要求农业绿色生产，碳排放稳中有降，生态环境得到好转。因此，随着种植业生产方式的调整，化肥和农药的碳排放分别减少0.98万吨和0.4万吨，2016年和2018年环比增速分别为-5.77%和-3.25%。

　　2.2张掖市种植业生产各碳源碳排放量变化

　　由图2可知，就不同碳源而言，化肥产生的碳排放是张掖市种植业碳排放的最大来源，占总排放量的37.53%,2012-2015年化肥碳排放呈增长趋势，2015-2018年有所下降，随后又呈增长态势。化肥的使用量主要受农作物类型和耕作方式的影响，张掖市大量制种玉米的种植间接增加了农民对化肥的依赖程度；其次是农膜，占总量的29.76%,农膜产生的碳排放大体呈上升趋势；灌溉作为张掖市种植业碳排放的第三大来源，占总量的24.29%,2012-2021年灌溉碳排放量持续增长，近年来张掖市种植业灌溉面积增加是影响张掖市土地灌溉的主要原因之一；翻耕和农药产生的碳排放量较少，并且波动较小，分别占总量的4.32%和4.09%。《到2025年化学农药减量化行动方案》的通过，使得农药使用量在一定程度上有所减少，间接促进了种植业碳减排。因此，结合以上分析，要采取相应的措施减少化肥、农膜、灌溉等生产要素在使用过程中所产生的碳排放，实现张掖市种植业绿色生产。

　　2.3张掖市种植业碳排放影响因素分析
　　2.3.1回归模型估计

　　运用Eviews12软件，可初步得到张掖市种植业碳排放量的多元线性回归模型估计结果，如式(2)所示。

　　由于回归方程的拟合优度达到了0.999,模型对样本拟合程度较好。同时，模型结果表明，选取的5个解释变量对张掖市种植业碳排放总量呈显著影响。在模型5个解释变量中，在5%显著性水平下均通过检验，但是通过相关系数检验发现模型存在多重共线性，结果如表2所示。

　　2.3.2模型修正

　　①逐步回归。

　　由表2可知，X2与Y的相关系数最高，为0.744。因此，以自变量X2的回归方程为基础，运用Eviews12软件进行逐步回归，当以自变量X2、X1、X3、X5的回归方程为基础，将其余变量引入后，修正后的R2未增加，且t检验未通过。

　　②确定模型。

　　根据逐步回归分析，剔除翻耕面积这一解释变量，然后再进行多元线性回归分析，结果如表3所示。

　　则回归方程为：

　　2.3.3检验结果分析
　　①统计检验。

　　回归方程的拟合优度达到了0.999,接近于1,说明模型的拟合优度较高。由表3可知，四个变量的T值都大于临界值2.571,模型中引入的四个变量在0.05的显著性水平下均通过了显著性检验。同时，模型的F统计量是23015.12,其显著性水平是0.05,模型通过F检验，说明模型中所有的解释变量对张掖市种植业碳排放都有明显的影响。

　　②异方差性检验。

　　运用布罗施－帕甘检验法发现，在0.05显著性水平下，F统计量为0.994,小于临界值3.478,且拟合优度为0.443,所以模型不存在异方差性。

　　3结论与启示
　　3.1结论

　　本文基于2012-2021年张掖市种植业碳排放数据，首先对种植业碳排放总量进行测算，通过多元线性回归对其影响因素进行分析，主要结论如下：①根据上述的研究结果，化肥施用量、农膜使用量、灌溉面积和农药使用量的系数均为正数，与张掖市种植业碳排放量呈正相关关系，增加一个或多个因素的投入量都会使得张掖市种植业碳排放量增加；化肥施用量、农膜使用量、灌溉面积和农药使用量的系数值分别为0.911、5.053、0.028、3.479,四个解释变量每增加1万吨，张掖市种植业碳排放量分别增加0.911、5.053、0.028、3.479万吨。②农膜使用量的系数值最大，为5.053,说明农膜对张掖市种植业碳排放影响最强。农膜使用量的增加，对种植业生产环境造成的影响较大，因此应该对张掖市种植业生产过程中的农膜投入量给予重视。③农药使用量系数值为3.479,处于中间地位，表明其对张掖市种植业碳排放的影响仅次于农膜使用量，是促使张掖市种植业碳排放量增加的重要原因之一。

　　④化肥施用量和翻耕面积也是影响碳排放的重要因素之一，其系数值分别为０．９１１和０．０２８，对张掖市种植业碳排放影响因素较小。

　　３．２启示

　　３．２．１提高资源利用率，改善种植业生产环境

　　一是种植业碳减排的重点是要控制化肥和农膜等生产资料的使用，张掖市应积极探索建立农作物粪肥还田模式，鼓励农民使用有机肥，推广应用有机肥代替化肥、水肥一体和测土配方等技术，逐渐减少化肥使用量，继续推进化肥农药减量化，推动种植业绿色循环发展。二是实现多层次的种植业资源的配置，加强种植业技术投入，进一步提高种植业灌溉水平，可以选择采用喷灌和滴灌等技术，根据张掖市各地区实际情况制定合适的灌溉方式。三是采用轮作、套种等节地的低碳种植业模式，开发节能环保农机农具，通过提升农机农具的工作效率和农业生产的机械化水平来降低能源消耗，减少碳排放量，改善种植业的生产环境，提高种植业的发展质量，推动种植业低碳化发展。

　　３．２．２构建科技人才支撑体系，培养低碳种植业意识

　　一是张掖市政府应围绕种植业领域，引进高质量人才，培育出一批技术服务人才，尤其是对灌溉技术与节水技术的指导，为低碳化种植业的发展提供人才支持。二是创建一批绿色低碳示范区，指导示范区制订和健全可持续发展的政策，创新绿色低碳关键技术，不断更新现代种植业理念，敢于创新和探索种植业新技术，实现示范区绿色低碳发展，探索种植业绿色低碳发展模式，推动种植业高质量发展。三是培养高素质的管理人才，制定合理的优化管理方案，提高群众对低碳种植业发展的认识，增强群众使用有机肥的意愿，减少种植业种养环节碳排放，多方协作共同实现张掖市种植业绿色高质量发展。

　　３．２．３完善相关政策及基础设施的建设，强化种植业保护力度

　　一是为了实现张掖市种植业碳减排，可以将财政政策引入到种植业发展领域，确保专款专用，将地力补贴政策与秸秆还田、有机肥使用等紧密结合起来，借鉴其他省份成功经验与做法，加快完善种植业碳减排政策。二是围绕种植业节能减排，张掖市政府应该建立多元化投入机制，多方位筹措资金，完善基础设施，提高基础设施的质量。三是张掖市应充分发挥特殊的区位优势，立足于特色种植业，逐步完善农产品流通机制。有关部门应该积极推行农产品的“低碳”认证，让农产品具有权威性，从而增强企业和产品的竞争能力，更好地推动张掖市低碳种植业的长期发展。

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