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作物杂志,2023, 第5期: 264–271 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2023.05.037

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

基于LMDI模型的甘肃省种植业生产碳排放影响因素分析及减排途径

李薇1(), 蒙平珠2, 李彩弟2, 燕振刚2()   

  1. 1甘肃农业大学财经学院，730070，甘肃兰州
    2甘肃农业大学信息科学技术学院，730070，甘肃兰州
  • 收稿日期:2022-05-11 修回日期:2022-09-04 出版日期:2023-10-15 发布日期:2023-10-16
  • 通讯作者: 燕振刚，研究方向为信息技术在农业中的应用，E-mail：yanzhg@gsau.edu.cn
  • 作者简介:李薇，研究方向为农业经济管理，E-mail：2273885149@qq.com
  • 基金资助:
    甘肃省科技计划项目软科学专项(23JRZA450);甘肃省高校教师创新基金项目(2023B-081);甘肃省重点研发计划(21YF5FA095)

Analysis of Influencing Factors of Carbon Emissions from Planting Production Based on LMDI Model and Approaches of Carbon Mitigation in Gansu Province

Li Wei1(), Meng Pingzhu2, Li Caidi2, Yan Zhengang2()   

  1. 1College of Finance and Economics, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, Gansu, China
    2College of Information Science and Technology, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, Gansu, China
  • Received:2022-05-11 Revised:2022-09-04 Online:2023-10-15 Published:2023-10-16

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133

摘要：

种植业生产过程所产生的碳排放在农业生产活动碳排放总量中占有很大比例。因此，评估种植业碳排放量并分析其影响因素，对实现区域农业生产固碳减排有重要意义。针对甘肃种植业生产碳排放测算和影响因素进行分析，运用LMDI模型构建了碳排放指标体系，估算了甘肃省5个典型生态区域近10年的种植业生产碳排放量。结果表明，2009-2019年甘肃省种植业生产碳排放总量呈先上升后下降的趋势，而碳排放强度呈逐渐下降的趋势。河西地区的种植业生产碳排放量（0.79t C/hm2）最高，碳排放强度较低（0.20t C/万元），民族地区碳排放量（0.45t C/hm2）最低，碳排放强度（0.31t C/万元）最高。碳排放主要源于翻耕、化肥、灌溉和农用机械。农业结构、人口和经济因素对碳排放产生促进作用，其中经济因素的作用最为明显。碳排放强度和产业结构因素对种植业生产的碳排放量增加有减缓作用，其中碳排放强度的作用最为明显。由此，为了甘肃种植业的碳减排，提倡保护性轮作休耕、免耕或者少耕，有机无机肥配施，推行节水灌溉，采用新能源农用机械等农艺措施;传统农业向现代农业转变是种植业生产碳减排的主要途径。

关键词: LMDI因素分解模型, 种植业生产, 碳排放, 影响因素, 碳减排途径

Abstract:

Carbon emission from planting production played large porportion of total amount of carbon emission from agricultural production. Therefore, estimating carbon emissions from planting produciton, analyzing the influencing factors, achieving the carbon sequestration and emission mitigation in regional agricultural production had important significance. Carbon emission evaluation and influencing factors were analyzed for planting production in Gansu, this study was to construct the index system of carbon emission from planting production using LMDI model, and evaluated the carbon emission from the five typical ecological zones in recent ten years. The results showed that carbon emissions from planting production during 2009 to 2019 generally increased first and then declined, but the carbon emission intensity decreased gradually. Hexi region had the highest carbon emissions (0.79t C/ha) from planting production and a lower carbon emission intensity (0.20t C/×104 yuan). The nationality region had the lowest carbon emissions (0.45t C/ha) and the highest carbon emission intensity (0.31t C/×104yuan). Tillage, fertilizer, irrigation and machinery were the dominant sources of carbon emission. Agricultural structure, population and economic factors had effectively effects on carbon emissions, and impact of economy factor was more obvious. Carbon emission intensity and industrial structure had inhibiting effects on carbon emissions, and the impact of carbon emission intensity was more obvious. Thus, to mitigate carbon emissions from planting production in Gansu, the main approaches should be application of agronomic measures of protective crop rotation, no-tillage or less tillage, combined application of organic and inorganic fertilizer, water saving irrigation, use of new energy agricultural machinery. The transformation of traditional agriculture to modern agriculture is the main way to reduce carbon emissions in planting production.

Key words: LMDI factor decomposition model, Planting production, Carbon emissions, Influencing factors, Approaches of carbon mitigation

表1

种植业生产碳排放系数

符号
Symbol		 碳排放源
Carbon emission source		 碳排放系数
Carbon emission coefficient		 文献
Reference
A 化肥生产和使用过程产生的碳排放 0.8956kg C/t [11]
B 地膜生产和使用过程产生的碳排放 5.18kg C/kg [12]
C 农业灌溉过程中用电产生的碳排放 266.48kg C/hm2 [12]
D 农业翻耕造成土壤CO2碳排放 312.6kg C/hm2 [13]
E 农业机械使用过程消耗化石燃料（柴油、电力等）产生的碳排放 0.18kg C/kW [14]

图1

2009-2019年甘肃省种植业生产碳排放总量及其增速变化

表2

甘肃省区域种植业生产碳排放量

地区
Region		 市/自治州
Municipality/
autonomous prefecture		 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 年平均值
Annual
average		 地区平均值
Region
average
河西地区
Hexi oasis		 武威 0.48 0.61 0.59 0.57 0.56 0.57 0.56 0.45 0.52 0.53 0.48 0.54±0.05 0.79±0.14
金昌 0.57 0.80 0.79 0.81 0.86 0.80 0.78 0.72 0.70 0.70 0.73 0.75±0.08
张掖 0.59 0.78 0.83 0.88 0.91 0.93 0.92 0.87 0.86 0.83 0.92 0.85±0.09
嘉峪关 0.69 1.01 1.08 1.11 1.09 1.15 1.11 0.87 0.48 0.48 0.49 0.87±0.03
酒泉 0.71 0.96 0.97 0.99 0.99 1.01 0.98 0.90 0.88 0.90 0.89 0.93±0.08
陇东黄土高原
Loess plateau of east Gansu		 平凉 0.90 0.94 0.92 0.90 0.91 0.89 0.88 0.87 0.73 0.72 0.68 0.85±0.09 0.66±0.19
庆阳 0.44 0.47 0.46 0.47 0.47 0.47 0.47 0.47 0.53 0.50 0.50 0.48±0.02
陇中黄土高原
Loess plateau of
central Gansu
 兰州 0.48 0.59 0.59 0.59 0.60 0.59 0.58 0.54 0.64 0.63 0.61 0.59±0.04 0.54±0.04
白银 0.46 0.55 0.54 0.54 0.55 0.56 0.56 0.56 0.53 0.53 0.53 0.54±0.03
定西 0.43 0.46 0.45 0.48 0.49 0.49 0.50 0.50 0.52 0.51 0.51 0.48±0.03
秦巴山区
Qianba mountain		 天水 0.45 0.47 0.48 0.48 0.47 0.48 0.48 0.50 0.61 0.59 0.62 0.51±0.06 0.51±0.06
陇南 0.45 0.49 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.49 0.55 0.53 0.52 0.50±0.02
民族地区
Nationality region		 临夏 0.44 0.54 0.52 0.53 0.52 0.52 0.52 0.51 0.54 0.55 0.53 0.52±0.03 0.45±0.07
甘南 0.35 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.39 0.38 0.37 0.38±0.01

图2

2009-2019年甘肃省种植业生产碳排放强度及其增速

表3

Carbon emission intensity of regional planting production in Gansu province t/万元 t/×104yuan

地区
Region		 市/自治州Municipality/
autonomous prefecture		 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 年平均值
Annual
average		 地区平均值
Region
average
河西地区
Hexi oasis		 武威 0.33 0.38 0.35 0.19 0.25 0.24 0.21 0.16 0.20 0.18 0.14 0.24±0.08 0.20±0.06
金昌 0.28 0.35 0.33 0.25 0.27 0.23 0.23 0.19 0.24 0.21 0.16 0.25±0.05
张掖 0.24 0.28 0.27 0.15 0.22 0.23 0.22 0.19 0.30 0.24 0.18 0.23±0.04
嘉峪关 0.09 0.11 0.10 0.07 0.09 0.09 0.09 0.07 0.07 0.07 0.06 0.08±0.02
酒泉 0.23 0.27 0.25 0.13 0.20 0.19 0.17 0.14 0.22 0.19 0.14 0.19±0.07
陇东黄土高原
Loess plateau of east Gansu		 平凉 0.40 0.35 0.33 0.21 0.26 0.23 0.20 0.19 0.23 0.17 0.17 0.25±0.07 0.28±0.04
庆阳 0.46 0.40 0.37 0.24 0.28 0.28 0.27 0.27 0.37 0.31 0.25 0.32±0.07
陇中黄土高原
Loess plateau of
central Gansu
 兰州 0.26 0.28 0.25 0.18 0.22 0.20 0.18 0.16 0.23 0.19 0.15 0.21±0.04 0.27±0.05
白银 0.36 0.39 0.38 0.21 0.30 0.28 0.27 0.26 0.27 0.24 0.19 0.29±0.06
定西 0.46 0.43 0.40 0.25 0.29 0.29 0.28 0.28 0.32 0.28 0.24 0.32±0.07
秦巴山区
Qianba mountain		 天水 0.31 0.26 0.24 0.17 0.19 0.17 0.16 0.16 0.17 0.17 0.13 0.19±0.05 0.24±0.05
陇南 0.49 0.45 0.35 0.31 0.29 0.26 0.25 0.24 0.22 0.20 0.17 0.29±0.10
民族地区
Nationality region		 临夏 0.34 0.34 0.30 0.26 0.24 0.23 0.22 0.21 0.24 0.24 0.21 0.26±0.05 0.31±0.05
甘南 0.41 0.41 0.48 0.40 0.37 0.34 0.33 0.30 0.37 0.28 0.23 0.36±0.07

图3

2009-2019年甘肃省种植业生产各环节碳排放量变化

表4

2009-2019年甘肃省区域种植业生产各环节碳排放总量及其占比

地区
Region		 市/自治州Municipality/
autonomous
prefecture		 化肥
Fertilizer		 灌溉
Irrigation		 翻耕
Tillage		 农用机械
Farm machinery
总量
Total（×104t）		 比重
Proportion (%)		 总量
Total（×104t）		 比重
Proportion (%)		 总量
Total（×104t）		 比重
Proportion (%)		 总量
Total（×104t）		 比重
Proportion (%)
河西地区
Hexi oasis		 武威 128.73 15.30 49.97 16.97 85.89 6.29 0.62 14.95
金昌 19.90 2.37 16.66 5.66 26.29 1.93 0.19 4.52
张掖 89.43 10.63 49.78 16.90 93.17 6.83 0.43 10.31
嘉峪关 1.80 0.21 0.81 0.27 1.69 0.12 0.02 0.53
酒泉 73.97 8.79 44.53 15.12 60.78 4.45 0.44 10.41
陇东黄土高原
Loess plateau of east Gansu		 平凉 91.75 10.91 11.37 3.86 147.90 10.83 0.23 5.51
庆阳 95.19 11.31 13.34 4.53 208.94 15.31 0.34 8.04
陇中黄土高原
Loess plateau of
central Gansu
 兰州 41.04 4.88 20.70 7.03 71.88 5.27 0.27 6.40
白银 50.47 6.00 26.92 9.14 108.71 7.96 0.39 9.25
定西 84.89 10.09 17.61 5.98 188.67 13.82 0.43 10.28
秦巴山区
Qianba mountain		 天水 74.84 8.90 9.60 3.26 154.50 11.32 0.27 6.56
陇南 64.54 7.67 16.92 5.75 136.85 10.02 0.31 7.38
民族地区
Nationality region		 临夏 21.42 2.55 14.74 5.00 55.52 4.07 0.17 4.07
甘南 3.36 0.40 1.55 0.53 24.35 1.78 0.07 1.78

表5

甘肃省种植业生产碳排放影响因素贡献值

年份Year ΔCI ΔAI ΔSI ΔEI ΔP ΔC
2009 － － － － － －
2010 -28.95 2.57 27.58 42.76 0.46 44.42
2011 -16.82 -3.64 24.38 46.23 0.38 50.54
2012 -20.90 -0.36 26.71 25.71 1.24 32.40
2013 -19.71 -2.00 25.84 26.19 0.44 30.76
2014 -8.92 -1.34 12.99 19.14 0.83 22.70
2015 -12.99 1.28 12.35 0.62 0.85 2.11
2016 -17.59 -12.90 20.73 11.91 0.99 3.14
2017 -36.88 2.25 15.20 12.66 1.41 -5.35
2018 -19.17 2.93 15.72 21.39 0.99 21.86
2019 -24.74 -2.81 27.58 15.62 0.87 16.51
总计Total -206.66 -14.30 209.09 222.23 8.44 219.07
贡献值
Contribution value		 0.42 0.95 2.42 2.57 1.04 －
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