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标题:Inequality in agricultural greenhouse gas emissions intensity has risen in rural China from 1993 to 2020
期刊:《Nature Food》(中科院1区TOP,IF=23.6)
作者:Xiangbo Xu, et al.
doi:https://doi.org/10.1038/s43016-024-01071-1
全球粮食需求的不断增长和农业用地的有限性使得提高粮食产量和实现农业可持续发展面临巨大挑战。农业温室气体(GHG)排放占全球总排放的约15%,其年均增长1%。与此同时,如何在保持粮食供给的同时降低GHG排放强度(GEI)成为全球关注的核心议题。中国作为全球粮食系统温室气体排放的最大贡献者,小农经济占农业经营主体的98%,其土地利用分散和机械化水平较低,进一步加剧了农业GHG减排的难度。现有研究多基于生命周期评估方法探讨中国省市级或全国农业GHG排放趋势,但尚缺乏基于代表性农户调查的长时序微观数据研究。此外,如何在减少GHG排放强度的同时,实现排放的不平等性降低,这也是中国实现农业绿色发展目标的重要挑战。鉴于此,本研究利用1993年至2020年超过43万户农户的调查数据,系统探讨了中国农业GHG排放强度的时空变化趋势及其驱动因素,为政策制定提供科学依据。本研究使用了农业农村部的固定观察农村调查(FORS)数据以及作者团队主导的中国农村发展调查(CRDS)数据,结合Eco-Invent数据库与文献参数,开展农业温室气体排放的全生命周期评估。FORS数据覆盖31个省份的20,000多户农户,时间跨度为1993年至2020年。调查数据包括种植面积、农资投入量及相关农业生产活动等详细信息。GHG排放量的计算基于生命周期评估(LCA)框架,定义了从原材料开采到农业产品生产的系统边界,以二氧化碳当量(kgCO2e)为特征标准单位,覆盖了种子、肥料、农药等生产投入、田间管理以及运输环节的排放。为研究GEI的驱动因素,构建了生产函数的经济计量模型,并采用Shapley值法分解了GEI不平等的来源贡献。此外,研究采用中国农业综合区划数据对全国分为九大农业区,并依据各区的差异性分析GEI的时空变化特征。研究发现,中国农业GEI的转折点出现在2015年,随后呈现下降趋势。1993年至2020年间,主粮作物单位面积产量提高了49%,但GHG排放强度仅下降16%。区域分析表明,南方稻田种植对GHG排放的贡献逐步减少,而肥料和农药使用引发的N2O排放显著增加。GHG的主要来源包括稻田CH4排放、田间N2O排放及肥料生产。稻田面积的减少使CH4排放减少了52%,但高肥料和农药投入导致的N2O排放增加幅度更大。分作物来看,玉米的GHG排放贡献最高,其次是稻谷和小麦。区域差异分析显示,南方地区GHG排放强度最高,而青藏高原最低,主要因稻田种植比例不同。驱动因素分析表明,土地投入和总生产率对GEI的不平等性贡献最大,占比分别为38%和12%。劳动力投入的城乡差异逐步成为不平等扩大的重要因素,而资本投入的作用相对较小。从时间变化来看,农业劳动力投入减少促进了土地流转,推动了规模化种植,但同时加剧了农村地区劳动力结构差异导致的排放不平等性增加。研究揭示,技术进步和肥料使用效率提高在降低GHG排放方面起到积极作用,但“反弹效应”使GEI的下降存在一定的阶段性。此外,国家在2004年废除农业税以及近年来提出的肥料减量增效政策对于降低GEI的作用显著,但区域间的不平等仍需进一步优化。本研究基于长时序的农户微观数据揭示了中国农业GHG排放强度及其不平等性的时空变化及驱动因素。研究指出,自2015年以来,中国农业GHG排放强度呈现下降趋势,但区域和农户之间的不平等性持续扩大。土地投入和农业劳动力的区域差异是GEI不平等的主要来源,而总生产率的技术差距对不平等的贡献有所减小。稻田面积减少和农业管理效率提高是GHG排放减少的关键驱动因素。政策启示包括:需加强农业规模化生产的推广,优化生产要素的投入分配;重点关注南方稻田种植区和高肥料投入区的减排措施;通过技术创新和农业服务支持,提升小农户的生产效率,缩小区域间排放强度差异。此外,在制定减排政策时,应综合考虑GEI不平等性,避免加剧区域或农户间的不公平。本研究为农业温室气体减排政策提供了科学依据,也为全球实现联合国可持续发展目标提供了重要经验。
文章来源:Xu, X., Zhao, Q., Guo, J., Li, C., Li, J., Niu, K., ... & Zhang, L. (2024). Inequality in agricultural greenhouse gas emissions intensity has risen in rural China from 1993 to 2020. Nature Food, 1-13.
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