中国农业碳足迹压力时空分异及其预测分析

对中国农业碳足迹压力的时空差异以及预测分析,可以对各地区农业“碳特征”进行刻画,也可以对各区域实现农业碳中和的难度进行判断,从而及时调整各地区农业减排增汇政策,为按时完成农业碳中和目标提供量化支撑。本文通过核算出1997—2021年中国30个省份的碳排放和碳汇数据,构建出各省份的农业碳足迹压力指标,使用三维核密度函数以及Dagum基尼系数对其动态演进和区域差异进行分析,进一步使用ARIMA模型预测2022—2035年全国及各省份的农业碳足迹压力。结果表明:我国农业碳足迹压力呈现出“绝对水平下降,离散程度扩大”的特征,粮食主销区却呈现出“绝对水平上升,离散程度减小”的相反特征;区域差异是农业碳足迹压力差异的主要来源,三大区域两两间差异呈上升趋势;全国整体农业碳足迹压力在2035年前降到1以下,实现农业碳中和,粮食主销区的农业碳足迹压力在预测期间整体呈上升趋势。实现农业碳中和压力较大。研究建议,调整结构降低农业碳排,保护耕作扩容农田固碳、弱化内部极化现象、促进各区域间减排增汇协同合作,及时调整策略以保障“双碳”目标实现进度。

基于LMDI模型的湖北省农业水足迹时空分布与驱动力研究

结合水足迹理论和传统农业用水核算方法,分析2005—2020年湖北省各市州农业水足迹时空演变特征,并利用LMDI模型对农业水足迹变化量进行驱动力因素分解。结果表明:1)湖北省农业水足迹呈现先上升再下降的波动趋势;湖北省各市州农业水足迹存在明显的时空分布差异,这是自然因素和经济因素共同作用的结果。2)各驱动力对湖北省农业水足迹变化的影响程度为经济效应>技术效应>人口效应,经济效应对农业水足迹变化量的贡献值,达53.72%,技术效应和人口效应的贡献值分别为32.86%和13.42%;其中,经济效应对农业水足迹起正向驱动作用,技术效应和人口效应对农业水足迹起到反向驱动的作用。研究结论拓展了长江流域农业水足迹及驱动力分析,同时对于提高农业可持续发展、增加农业用水效率有指导意义。

黄河流域农业灰水足迹效率时空格局演变与驱动因素

[目的]探讨农业灰水足迹效率时空格局演变与驱动因素,为协同推进农业用水节约集约和水污染综合治理、实现黄河流域农业高质量发展提供科学参考。[方法]以黄河流域9省区为研究对象,利用灰水足迹模型、泰尔指数和对数平均迪氏指数等研究方法对2000—2021年农业灰水足迹效率进行测算,并探讨其时空演变格局和驱动因素。[结果]①2000—2021年黄河流域农业灰水足迹效率呈上升趋势,年均效率为0.2358元/m^(3),内蒙古效率最高为0.4670元/m^(3),青海效率最低为0.0263元/m^(3)。②农业灰水足迹效率地区内部差距多年平均贡献率为80.11%,上游地区差距年均贡献率为75%,是造成黄河流域农业灰水足迹效率差距较大的主要原因。③黄河流域农业灰水足迹效率总效应为正向效应0.2024元/m^(3),耕地资源效应和农业环境效应分别是促进和抑制农业灰水足迹效率的主要因素,二者贡献值分别为0.4427和-0.4406元/m^(3)。④黄河流域农业灰水足迹效率驱动效应可分为4种模式,不同模式地区提升农业灰水足迹效率的方式不同。[结论]黄河流域9省区应采用因地制宜的发展策略,优化农业结构,减少化肥农药的高强度使用,加强农业水环境治理,提升农业灰水足迹效率。

广东省农业氮足迹分析

为对农业生产氮素利用和排放情况简单直观而又全面地评估,基于修正的N-Calculator模型的基础上,结合农业生产系统中的氮素流动过程,计算了广东省农业氮足迹.研究发现,该省农业氮足迹的主要来源是化肥施用和养殖业饲料,2010年,两者合计占约81%以上.近20年来,农业氮足迹总量上升了45%,按用地平均更增长了88%,增速最快的是来自非农业部门的大气沉降氮,年增速8.5%,农业能源氮足迹是另一增长较快的项目,增幅为107%.污染氮足迹已占到总足迹的31%,主要是因为土壤的氮素流失.另外,2010年,与农业活动相关的其他部门的农业隐含氮足迹为207209.79t,约为农业氮足迹的17%.

济南市1997―2014年农业水足迹及结构变化特征分析

为了研究地区农业用水总量与用水结构动态变化响应关系,深化调控农业产业结构与农业用水结构,基于水足迹理论,采用VAR(2)模型建立了脉冲响应函数以及方差分解,研究了济南市1997―2014年农业水足迹变化情况以及农业水足迹构成之间的响应关系。结果表明,济南市农业绿水、蓝水、灰水足迹呈现逐年递增趋势,其中1997―2009年为快速上升阶段,2009―2014年为平稳上升阶段;种植业水足迹与农业水足迹之间不存在黏滞性,渔业水足迹与农业水足迹之间存在负响应关系;影响济南市农业水足迹的重要因素依次为种植业水足迹、畜牧业水足迹、林业水足迹、渔业水足迹。总之,通过适当减少高耗水种植业和畜牧业生产、增加渔业产品产量、制定长期的农业用水规划,并进一步优化农业用水结构,方可实现农业水资源的可持续利用与发展。

中国区域农业生态效率空间演化及其驱动因素——水足迹与灰水足迹视角

将水足迹与灰水足迹指标纳入农业生态效率指标体系,运用基于非期望产出的SBM模型和Tobit面板模型对1990—2016年中国农业生态效率空间演化特征及驱动因素进行实证分析,结论如下:①1990—2016年,中国农业水足迹和灰水足迹明显上升;中国高农业水足迹的区域重心北移,主要由长江流域转移至黄河下游地区。中国高灰水足迹地域范围明显扩大,整体由西南向东北方向移动;②中国农业生态效率明显降低。中国农业生态效率存在明显的区域特征。华南区的农业生态效率最高。东北区、西北及长城沿线区、青藏区和西南区的农业生态效率较低,这些区域是中国农业污染治理防控的重点区;③中国省域农业生态效率呈现显著的空间自相关且空间上越来越趋于集聚。中国农业生态效率的空间集聚格局较为稳定,呈空间依赖与路径锁定特征;④中国七大区域农业生态效率演变的驱动因素存在异质性。提出中国提高农业生态效率要因地制宜采取差异化的发展策略,为促进中国农业生态效率提升和可持续发展提供科学参考。

基于STIRPAT扩展模型平塘县农业水足迹变化及驱动机制研究

平塘县水资源短缺问题突出,农业生产使得水资源匮乏日益加剧,因此,该地区急需明晰农业水资源利用关键影响因素,以达到构建低水耗高效农业生产模式,提高水资源利用效率目标。利用水足迹核算模型,定量测算2001-2015年平塘县农业用水状况,在经典IPAT环境压力等式基础上,从人口、经济、技术、城镇化、膳食结构、气候6个方面,构建水足迹STIRPAT扩展模型,剖析平塘县农业水足迹变化主要驱动因素。结果显示:平塘县农业水足迹从2001年6. 02×108m3增加到2015年8. 60×108m3,增加了42. 86%,绿水、蓝水的增加主要由于农业产业结构调整、种植技术改进、作物新品种推广等,灰水水足迹快速增长主要由于化肥大量使用;平塘县农业水足迹驱动因子贡献率由大到小排序为:膳食结构>降水量>人口>经济>技术>城镇化,上述驱动因子每变化1%,分别导致农业水足迹总量变化-0. 1071%、0. 09393%、0. 0684%、0. 0585%、0. 0581%、0. 0453%。平塘县属于典型喀斯特峰丛洼地区,由于特殊"二元"结构特征,地表调蓄功能极弱,农药化肥大量使用,导致灰水对农业用水增长率的贡献率较大,而经济欠发达,生活水平低,以植物性食物为主的膳食结构,在一定程度节省农业用水。

农业水足迹生产和消费协调度评价及调控研究

水资源是京、津、冀区域发展的最大短板,农业用水所占比例虽然持续降低,但2018年仍占用水总量的54.1%,评价农业水足迹生产和消费协调度状况对提高水资源承载力有一定意义。基于京、津、冀农业灌溉用水、气象、作物产量等数据,核算并分析作物水足迹的生产和消费时间变化特征,构建水足迹生产和消费协调度评价模型,基于系统动力学模型模拟农业水资源承载力变化。结果表明:京、津、冀作物虚拟水含量在2000—2015年间年际变化整体呈下降趋势;北京、天津、河北的农业水足迹生产和消费协调度年际变化整体呈上升趋势,用系统动力学模型模拟时,入渗系数上调10%为0.77,灌溉水利用系数取北京市的值0.732,在区域蓝水消耗不增加的状况下,2015年,京、津、冀的小麦、玉米、蔬菜模拟产量分别比实际产量增加43.3万、50.1万、237.2万t,其他作物的模拟产量都可以获得不同程度的提高。

基于水足迹的贵州省平塘县农业用水与经济脱钩分析

[目的]从水足迹视角剖析平塘县农业经济增长与农业水资源利用耦合作用机理,为喀斯特峰丛洼地生态治理提供参考资料。[方法]利用联合国粮农组织推荐CROPWAT 8.0软件,测算平塘县2002—2015年农业水足迹,运用脱钩理论,分析平塘县2001—2015年农业发展与农业水资源利用脱钩态势。[结果](1)2002—2015年平塘县水足迹与生产总值整体上呈波动上升趋势,但其增长率波动性较大;(2)从Tapio脱钩弹性指数来看,现阶段农业经济增长与农业水资源消耗关系尚不稳定,农业水资源不可持续性利用状态仍存在;(3)2007年为脱钩关系较为理想年份,其次是2008年,协调状况最差是2006,2002—2015年脱钩态势系整体上,呈倒U形变化趋势;(4)从面积来看,研究时段弱脱钩面积比重范围为0%~97.9%(2010年最大,2013年其次,2007和2011年最小),强脱钩面积比重范围为0%~100%(2007年最大,2008年其次,2010年最小),衰退脱钩面积比重范围为0%~49.7%(2011年为49.7%,其他年份为0)。[结论]总体上,平塘县农业经济增长与农业水资源利用协调状况不佳。

灰水足迹视角下我国省域农业生态效率及其影响因素

【目的】从灰水足迹视角评价我国省域农业生态效率,揭示农业生态效率的空间分布特征,分析影响农业生态效率的主要因素,据此提出提升我国省域农业生态效率的政策建议。【方法】利用我国2000-2019年的省级面板数据,考虑非期望产出的超效率SBM模型对我国省域农业生态效率进行综合评价,采用空间杜宾模型对农业生态效率的空间差异与影响因素进行分析。【结果】(1)总体而言,农业灰水足迹呈下降趋势,但个别省(市、区)呈上升趋势。从灰水足迹由低到高的排名可以看出,处于前列(即灰水足迹较小)的省(市、区)经济发展水平较高或农业产值占比较低;处于后列(即灰水足迹较高)的省(市、区)经济发展水平较低或农业产值占比较高。(2)观测期内,农业生态效率总体平稳,个别年份波动较大,各省(市、区)的均值差距明显且分布极不平衡。(3)经济发展水平、种植业结构、技术进步、财政支农、农业受灾率等因素对中国农业生态效率的影响程度各异。随着经济发展水平与人们生活质量的双双提升,无论是农业经营者还是消费者对农业生态环境保护和农产品质量的重视程度日益提升,在一定程度上改善了区域农业生态效率水平,但是地区经济社会发展产生的污染也可能对农业生态效率产生负面影响;财政支农的大部分资金使用在对农药、化肥和农机等生产资料的补贴上,虽然改善了农业生产条件,提高了农业经济生产力和效率,但对农业生态效率的提升效果不显著;技术的发展在农业生产过程中很重要,使用得当会提高农业生态效率;农业受灾率的估计结果未通过显著性检验,可能是因为农业受灾面积的扩大导致农业生态效率的下降,但每年的受灾情况并不具有规律性;种植业结构的系数为负,其对农业生产效率产生了负面影响,可能是因为粮食作物种植面积占作物总播种面积比例较高,且消耗的氮肥数量较多。【结论】由于我国各个省(市、区)的农业灰水足迹演变趋势和差异明显,农业生态效率整体水平不高,且各个因素对农业生态效率的影响程度不一。因此,需要健全农业灰水足迹治理机制;优化农业产业结构,建立基于灰水足迹的农业水资源保护补偿机制;完善财政支农方式和政策,引导经营主体积极提升农业生态效率。

淮河流域农业灰水足迹效率的时空分布与驱动模式

运用灰水足迹效率测算模型对淮河流域35个地级市的农业灰水足迹效率进行了测度和时空分布研究,采用Kaya恒等式和LMDI分解模型将农业灰水足迹效率驱动因素分解为农业经济效应、化肥强度效应、灰水产出规模效应、农业环境效应和耕地资源效应等5个因素,并对淮河流域各地级市农业灰水足迹效率的驱动模式进行了分类。结果表明:2000—2015年,淮河流域35个地级市的农业灰水足迹效率都有显著的提升,从各省分布情况来看,山东省的农业灰水足迹效率最高,其次是安徽省和江苏省,河南省最低;农业灰水足迹效率驱动因素中,农业经济效应、灰水产出规模效应和耕地资源效应为正向效应,化肥强度效应和农业环境效应为负向效应,其中农业经济效应是提升农业灰水足迹效率最关键的驱动因素;淮河流域35个地级市的农业灰水足迹效率的驱动模式可以划分为农业经济效应单因素驱动模式I、灰水规模产出效应单因素驱动模式Ⅱ、双因素驱动模式Ⅲ和三因素驱动模式Ⅳ共4类,对于不同驱动模式的地区需要采取不同的治理措施。

基于DEA-BCC模型的农业灰水足迹效率研究

淮河流域农业面源污染严重,运用灰水足迹理论和DEA-BCC模型,将农业灰水足迹作为模型投入变量,农业产值作为产出变量,研究淮河流域河南、安徽、江苏、山东4省36个地市农业灰水足迹的效率,并运用投影理论对淮河流域4个省份进行灰水足迹投入冗余量和冗余率分析,结果表明:整体来看,淮河流域农业灰水足迹效率为0.60左右,总体效率较低;从各省对比看,山东省农业灰水足迹效率最高,其次是江苏省和安徽省,河南省效率最低,即从内陆上游地区向东部下游沿海地区逐渐增大;从投影分析来看,2000—2015年淮河流域农业灰水足迹投入冗余量和冗余率整体呈增大趋势,农业灰水足迹资源投入的无效部分较大。

农业高质量发展与农业水足迹的脱钩关系研究——基于黄河流域9省的实证分析

水资源高效利用是农业高质量发展的关键,利用熵权TOPSIS法构建农业高质量发展综合评价指标体系,测度黄河流域9省农业高质量发展水平,依托Tapio弹性脱钩模型,得出农业高质量发展与农业水足迹的脱钩指数,运用LMDI模型将脱钩驱动因素进行分解。结果表明:(1)黄河流域农业高质量发展与农业水足迹脱钩状态,从时间上看,变化较为平稳,整体上有变强趋势;从空间上看,不同省区表现出的脱钩状态存在明显差异,脱钩状态大致呈现“中西南低,东部高”。(2)技术效应脱钩因子属于负向驱动因子,对脱钩变化起到抑制作用;规模经济脱钩因子和人口规模驱动因子属于正向驱动因子,对脱钩变化整体上起到促进作用。为此,需要采取推广节水技术、调整农业用水布局、界定最优农业规模、划分功能区域等政策,推动黄河流域农业高质量发展。

沈阳市农业生态足迹初步分析

在阐述生态足迹分析方法的基本原理和理论体系及分析方法的基础上,以沈阳市为研究对象,对沈阳2005年农业生态足迹进行分析。结果表明沈阳市农业生态足迹为1.6797hm2/人,可利用的生态承载力为0.20289hm2/人,人均赤字达1.47689hm2/人,说明沈阳市的经济是处于不可持续发展的状态。生态足迹分析是一种基于消费及土地面积的定量研究以衡量研究可持续发展的新发展。

珠江流域农业灰水足迹及其影响因素研究

基于灰水足迹理论,并运用对数平均迪式指数分解法(LMDI)对珠江流域农业灰水足迹变化影响因素进行分析。结果表明:(1)2006—2020年珠江流域整体农业灰水足迹增长幅度不大,部分省份农业灰水足迹出现下降。此外,农业灰水足迹主要由畜牧业污染造成,占比均超过90.00%。(2)从LMDI分解结果来看,珠江流域及省际农业灰水足迹变化主要受农业产出和技术效应影响。其中农业产出效应正向驱动作用最大,农业技术效应负向驱动作用最大。且各影响因素在不同时期的驱动效应不同。(3)各影响因素对于农业灰水足迹变化的贡献量与其效应增长速度有关,增长速度加快或放缓将会导致其贡献量增长或者下降甚至改变其驱动方向。最后对珠江流域农业水污染提出相关建议:加快推进农业规模化发展,加强农业以及污水处理技术研发,加强农业以及污水处理推广,加强企业污染排放监管力度。

基于水足迹的嘉兴市农业产业结构优化模型

农业产业结构是决定农业用水效率的重要因素之一。相较于传统用水评价,基于水足迹的评价能更全面地反映水资源的过程消耗。在对嘉兴市农业蓝水、绿水及灰水足迹核算基础上,用农业水资源压力指数(AWSI)评估区域农业用水压力,构建了基于水足迹的农业产业结构优化模型,分析了节水型、均衡型和发展型3种农业产业结构调整情景。结果表明,嘉兴市农业水足迹以绿水为主,蓝水足迹、绿水足迹和灰水足迹的占比分别为11.6%,51.7%和36.8%,AWSI为0.45,存在较高的水资源压力;通过调整产业结构,3种目标情景下的农业水足迹及经济效益均实现了不同程度优化,AWSI分别降低4.54%,3.89%和0.74%,有效减轻区域水资源压力。研究表明,通过基于水足迹的农业产业结构调整,有效提高了区域集约化用水效率,减轻了用水压力。研究可为农业水资源管理决策提供参考。

时空视角下京津冀农业灰水足迹强度与效率分析

基于灰水足迹理论和Hoekstra的灰水足迹核算方法,构建农业灰水足迹强度与效率评价指数,利用京津冀2000―2016年农业生产数据,测算农业灰水足迹强度与效率,分析其时空格局变化的特征,在此基础上探讨区域农业生产结构的调整和农业面源污染的治理。结果表明:(1) 2004年以来,京津冀农业灰水足迹由2.50×10^(10)m^(3)降至2016年的1.89×10^(10)m^(3),降幅达24.4%。(2)京津冀农业灰水足迹强度由2004年的3 744.71m^(3)/hm^(2)下降至2016年的2 652.79m^(3)/hm^(2),下降了29.16%。2012年后,石家庄市、廊坊市、邢台市、衡水市和沧州市的农业面源污染程度下降更为明显。(3)京津冀农业灰水足迹效率由2000年的6.56元/m3上升到2016年的10.27元/m3,提高了56.55%。2012―2016年农业相对发达地区数量有所增加而相对不发达地区数量略有下降。为此,缩减畜禽养殖业规模、提高其排泄物的循环利用程度以及化肥施用的减量增效应成为政策关注的重点。

欧盟农业环境足迹指数法述评

近30年来,欧盟各国开始关注农业活动对环境的影响,并颁布了多种农业环境政策。为了更好地实现农业环境政策目标,进行农业环境政策评估至关重要。文章简要介绍了一种综合、全面、灵活的农业环境政策评估方法——欧盟农业环境足迹指数法(AFI)。通过爱尔兰和英国两个案例验证了该方法的可行性,并分析其应用范围。最后,结合我国的农业环境及其政策现状,根据AFI法的思路提出构建具有中国特色的农业政策环境绩效评估方法。

农业生态足迹研究进展与展望

农业生态足迹作为一种有效衡量农业可持续发展状况的计量工具,具有模型可操作性和结果可比性强的优势。本文从农业生态足迹的概念内涵出发,对农业生态足迹的算法、参数调整及农业生态足迹的应用等方面的国内外相关研究进行了文献综述。算法上,介绍了农业生态足迹的4种计算思路,包括只考虑农业生物资源消耗、同时考虑农业生物资源消耗和能源消耗、考虑农业废弃物及污染物以及结合其他计量方法,并分别阐述了其具体算法,且总结了农业生态足迹参数调整的一般方法;应用上,梳理了不同农业技术及生产方式的合理性分析及农业系统的可持续性分析。综述发现,算法方面,已有研究从农业生态足迹的传统模型出发,依据不同研究目的设计计算思路,近几年,与其他计量方法的结合应用越来越受到关注;参数方面,从直接采用“全球公顷”方法中的均衡因子和产量因子,到依据研究区域修改两个因子参数,再到结合能值理论、净初级生产力等其他计量方法中相对稳定的参数,使得计算结果更加精确;应用方面,逐渐以农业生态为研究主线,结合农业社会、经济、科技等维度综合探究农业可持续发展问题。

中国农业水足迹时空差异和流动格局研究

粮食安全和水资源安全是关系国计民生的重大问题,农业是主要的耗水部门,研究农业生产耗水有利于实现水资源可持续利用。对中国农业水足迹变化趋势和空间差异进行了分析,并构建了优化模型和贸易网络,在此基础上,对各省农产品贸易流动格局进行了分析。分析结果表明:① 1961~2011年间,农业水足迹总量持续增长,贡献最大的是畜产品水足迹;人均农业水足迹呈先下降后上升的趋势。② 2000年,中国内陆地区,由西北向东南,植物型农产品水足迹含量中的绿水足迹比例逐渐增加。③四川、广东、河南、江苏、山东5个省的农业水足迹消费最高,北京以及沿海等经济发达地区和西北、内蒙古等灌溉密集地区的人均农业水足迹消费较高。④ 2000年,中国农业水足迹贸易全局节水量为12.6 km^3,国际贸易是主要贡献单位。最后,基于上述研究结果提出了能够促进我国实现农业水资源可持续发展的建议。