珠江流域農業凈碳效益評估與補償研究

張 眉，林偉強，楊云蛟

（仲愷農業工程學院，廣東廣州 510225）

21 世紀經濟飛速發展的同時也帶來了日益突出的環境問題，全球氣候變暖、臭氧層破壞、酸雨、生物多樣性銳減等威脅著人類的生活。低碳綠色發展已經成為國際發展潮流。2020 年9 月，習近平主席在聯合國大會宣布“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060 年前實現碳中和?！苯恿饔蛲缍鄠€省市區域，發揮著極其重要的生態保護功能。2020 年4 月，財政部、生態環境部等多部委聯合制定了《支持引導黃河全流域建立橫向生態補償機制試點實施方案》，方案指出“建立流域多元化橫向生態補償機制，開展綜合生態價值核算計量等多元化生態補償，建立排污權、水權、碳排放交易權、碳匯項目開發及交易等市場化補償試點”[1-2]。開展流域碳排放、流域碳生態補償的研究迫在眉睫。

珠江是我國流量第二大河流，流域面積442100 km2。主干流流經云南、貴州、廣西、廣東、湖南、江西等?。▍^），2019 年該六個省的農業總產值達16731億元，占全國農業總產值的26.04%，是全國主要的農業生產區。隨著珠江流域經濟社會的快速發展，農業碳排放加劇、生態環境惡化。評估珠江流域各省農業凈碳效益、實現珠江流域農業碳平衡，探索構建珠江流域多元化農業碳補償機制，對推動珠江流域低碳轉型與高質量發展具有重大意義。

1 文獻回顧與理論基礎

1.1 文獻回顧

流域生態補償是生態環境保護與流域經濟發展矛盾的一種有效解決辦法。該研究開始于1990年代，以發展社會經濟和環境保護相協調為目的，是一種協調流域上下游，以及與其他利益主體的利益關系制度[3-4]。國際研究主要有補償主體的確定、補償制度的設計、主要補償模式、合理的補償標準等[5-10]。國內學者主要開展了全面的生態補償標準和補償方式的研究。采用了流域雙向生態補償法估算黃河和珠江等流域的生態補償成本；提出了流域生態補償三個具體類型：跨邊界流域的生態補償、水資源開發利用的生態補償、流域重要水源區保護的生態補償。

目前國內農機作業已呈常態化，依賴于化肥、農藥等農用物資，溫室效應氣體的排放在一定程度上得到加劇。中國在保證糧食安全和各類農產品有效供給的基礎上，應該在農業碳減排中作出實質貢獻[11]。通過對我國農業凈碳效應及其空間溢出效應研究表明：凈碳效應量的增減變化與各類農用物資投入數量的變化、農業產業結構的優化調整等緊密相關[12]。國內研究人員構建了涵蓋農資投入、稻田甲烷，以及秸稈處理和農作物固碳4 個方面凈碳效應核算清單，用吸收量和排放量的比值作為碳補償率，測算出我國31個省(市、區)種植業碳補償率[13]。有的專家對農用物資投入、稻田、土壤等四方面23類碳源，另外以水稻、小麥為主15 類農作物碳匯品種，對31 個省(市、區)農業生產碳排放量、碳匯量及凈碳匯量進行了測定，結果表明區域凈碳效應的差距十分明顯，因此，區域橫向農業碳補償制度的建立在提高低碳農業發展績效上能起到非常重要的作用[14]。

區際橫向碳補償是一種以碳減排為紐帶，實現區域經濟協同發展的新治理模式。一些學者研究農業技術水平、自然稟賦對農業碳排放及碳匯的影響，運用修正后的農業碳補償測算方法，計算得出了長江流域各?。ㄊ校┑霓r業碳補償額，提出了發揮市場與政府合力，建立新型農業碳減排補償機制[15]。

目前政府補償和市場補償是國際上十分流行的碳補償方式。而我國目前主要以政府補償為主，同時隨著市場機制的逐步建立和發展成熟，市場補償方式也正在逐步形成和發展，相信不久的將來必將發揮市場和政府的合力建立起新型農業碳減排補償機制[13]。

綜上所述，現有文獻對農業碳排放、農業凈碳效應的評估和測算，以及對流域補償的標準、補償方式等的研究較豐富，但以某流域為主體研究流域范圍內農業凈碳效應及橫向農業碳補償的研究還較少。本文以珠江流域為例，評估、測算珠江流域各省農業凈碳效益、探索構建珠江流域多元化農業碳補償機制。

1.2 農業凈碳效益與農業碳補償理論基礎

農業碳補償指將農業碳排放權視作稀缺資源，農業碳吸收能力視作收益手段，基于區域農業碳排放和碳吸收量之間的差異來確定凈碳效益，并將其作為農業碳補償依據，同時通過購買碳排放權和政府之間橫向補償等方式方法，最終實現農業生態服務向有償化轉變。其核心目的是有效協調不同主體的利益矛盾，解決經濟效益外部性問題，其核心理念為凈碳效益及運用社會經濟系統向自然生態系統進行“反哺投入”?？紤]到珠江主干流經云南、貴州、廣西、廣東、湖南、江西六?。▍^），而且六省在農業經濟和資源上存在的差異較大。本文主要采用碳補償理論、外部性理論和碳補償理論為基礎，將珠江流域凈碳效益為正值的省份定義為開發型區域、凈碳效益為負值的省份界定為保護型區域，構建珠江流域農業碳生態補償理論模型（見圖1）[1]。

圖1 碳補償理論模型圖

2 研究方法

農業是一個特殊的生態系統：它既是碳源的制造系統，又是碳匯的吸收系統。對于珠江流域農業碳生態補償標準及額度的確定，本文通過計算六?。▍^）農業凈碳效益來評估和測算。為確保數據的準確性、科學性，對農業碳源（碳排放）和碳匯（碳吸收）進行界定，碳源主要來自與人類關系密切的種植業和養殖業，目前關于畜禽養殖業的碳排放數據和指標的系數未有定論，所以本文主要選取以種植業為主要指標，在一定程度上側重于農業生產過程中產生溫室氣體排放主要由人為因素導致，具體包括機械使用、農膜、農藥和灌溉等方面。農業碳匯則主要來自花生、林地、草地、玉米、水稻、小麥等農作物。

2.1 碳源（碳排放）值測算模型

根據文獻研究基礎，采用兩類物質的碳排放量作為農業碳源值的主要測量指標：1）農用物資的投入直接或間接產生的碳排放（包括化肥、農藥、農膜、柴油、翻耕及灌溉六類）；2）農作物，主要是水稻（中國最主要的CH4排放源是水稻[16]）產生的碳排放。模型如下：

（1）式中：Cp為農業碳排放總量，Ti為各類碳排放源的量，ri為各類碳排放源的碳排放系數。

2.2 碳匯（碳吸收）值測算模型

碳匯能力是碳生態補償標準的重要測算依據，碳匯計算方法有兩類：1）以生物量和蓄積量為基礎；2）通過測定森林二氧化碳通量并換算成碳儲量。本文主要測算珠江流域農業生態系統碳吸收情況，測算模型設計為：

（2）式中：Ci為第i種土地類型的碳吸收量，Si為第i種土地類型的面積，αi為第i種土地類型的碳吸收系數。

耕地的碳吸收測算模型為[14]：

（3）式中：Cx為農作物生育期的光合作用碳吸收量；Cjx為第j種作物碳吸收量，Cfj為第j種作物的碳吸收率，Ywj為第j種作物的經濟產量，Hj為第j種作物的經濟系數。

2.3 碳平衡與碳生態補償額度估算模型

由差值CΔ=Cp-（Ci+Cx）可得區域農業碳平衡的情況，以此作為計算農業碳補償的依據：如珠江流域某省的碳匯值大于碳源值，說明其減排固碳能力為碳受償地區；如碳源值大于碳匯值，表明該省為碳支付地區。

3 實證分析

3.1 研究區域

珠江流經六?。▍^），珠江上中游多為重要水源涵養區和生態保護區，草原、濕地、森林資源豐富，在保持水土、涵養水源、調節氣候、保護物種多樣性方面發揮重要作用。而位于下游的廣東省是中國的第一經濟大省，從1989 年開始，廣東省國GDP 總值連續居全國第一位，經濟總量占全國的12%以上，2020年，廣東省實現GDP 總值11.08 萬億元。高速發展的經濟帶來碳排放量的增大、森林生態系統較為脆弱、農業面源污染日趨嚴重等環境問題，研究農業碳補償可以有效解決環境外部性問題，實現碳中和。

3.2 數據來源

在理論分析基礎上，對6 個?。▍^）的數據進行實證分析。研究將從兩個方面對碳源值（即碳排放量）進行測算。1）農用物資投入產生的CH4排放，主要包括化肥使用量、農藥使用量、農用塑料薄膜使用量、農用柴油使用量、翻耕和灌溉面積等六類指標；2）水稻生產中的CH4排放，根據現有研究發現，中國最主要的CH4排放源是水稻，1 t CH4=6.82 t C[17]。整理數據列于表1。

表1 農用物資、水稻種植的碳排放系數

對6 ?。▍^）碳匯值（即碳吸收量）從草地、林地碳吸收量和農作物的碳吸收兩大方面進行測算，其中草地和林地是兩大主要碳匯。測算結果列于表2。

表2 林地、草地與主要經濟作物系數與碳吸收率

3.3 珠江流域碳源值（碳排放量）分析

6個?。▍^）2011—2019年的碳排放量見表3。整體來看，2011—2019 年6 個?。▍^）的碳排放量較為平穩，9 年間波動不大。位于珠江中下游的省份，比如湖南省、江西省等碳排放量明顯高于中上游地區。

表3 珠江流域6?。▍^）2011—2019年農業碳排放量統計 單位：萬t

3.4 珠江流域碳匯值（碳吸收量）分析

6 個?。▍^）2011—2019 年的碳吸收量見表4。整體來看，2011—2019 年6 個?。▍^）的碳吸收量地區差異較大，珠江流域中上游地區明顯高于下游地區。

表4 珠江流域6?。▍^）2011—2019年農業碳吸收量統計 單位：萬t

3.5 珠江流域凈碳效益的測算與分析

6 個?。▍^）2011—2019 年的凈碳值和凈碳效益測算結果見表5、表6。整體來看，2011—2019 年6 個?。▍^）的凈碳值地區差異較大，珠江流域中上游地區明顯高于下游地區。

表5 珠江流域6?。▍^）2011—2019年農業凈碳值統計 單位：萬t

表6 珠江流域6?。▍^）2011—2019年農業凈碳效益統計 單位：億元

目前國際上關于碳生態補償額度的測算中碳稅價格約為66～99元·t-1[18]，本文取中位值83元·t-1來計算6?。▍^）的凈碳效益和碳補償價格。

從表6 中可以看出，珠江中上游云南、貴州和廣西均為碳盈余，即碳受償的地區，主要原因是珠江中上游地區都是重要的水源涵養林基地，林地、草地面積較大，碳匯能力較強。云南、貴州和廣西三?。▍^），平均每年受償額度接近7.6 億元左右。另外分析處于珠江中下游的江西和湖南兩省的凈碳情況，兩省基本為碳赤字區，即為碳支付地區，平均每年應支付的補償額度接近3.5 億元左右；主要原因是兩省都是較粗放的經濟增長方式，使得兩省碳排放量大，減排壓力也較大，亟需轉為集約高效的經濟增長方式來達到實現碳減排和可持續發展的目的。位于珠江下游的廣東省，2016 年以來，碳排放量逐年降低，森林和草原面積不斷提升，農業碳排和碳匯基本持平，除了2017 年以外，均為碳盈余地區，基本實現碳中和，是珠江流域幾個?。▍^）中經濟發展與環境保護協調發展的典范。

4 政策建議

4.1 加強珠江流域各省農業碳生態補償的政策支撐，構建跨?。▍^）流域農業碳生態補償機制

“十四五”時期是碳達峰、碳中和的關鍵期，各?。▍^）政府應強化農業碳生態補償的主體責任，統一合作共贏思想，促進珠江流域各?。▍^）經濟效益和生態效益的同步提升。

1）實現財政轉移支付為主的橫向生態補償機制。對珠江流域中下游凈碳效益為正值的?。▍^），比如湖南、江西等省，通過財政轉移支付等方式補償中上游地區，彌補碳赤字；財政轉移支付資金可以幫助中上游凈碳效益為負值的云南、貴州、廣西等?。▍^），保護流域重要水源涵養區和重點生態功能區，保障流域良好的生態環境，實現可持續發展。

2）完善農業碳補償配套法律法規。應制定與碳補償相適應的法律法規，例如財政預算支持碳補償、碳補償監管體系建設等方面。

4.2 引入市場機制，建立多元化的流域農業碳補償機制

1）通過資金、技術、人才等，構建多元化生態補償機制。通過采取人才輸送、技術轉讓、相關產業的轉移、資金補貼、購買碳匯指標、服務采購等方式進行補償，打造集資金、技術、人才、服務、碳匯交易于一體的多元化生態補償機制。

2）打造農業碳匯交易市場。我國共有湖北、重慶、天津、北京、上海、廣東、深圳七個碳排放交易試點，于2017 年12 月19 日正式啟動全國碳交易市場的建設。探索構建珠江流域農業碳市場交易機制，碳赤字?。▍^）通過購買碳盈余?。▍^）的碳排放權實現碳中和，解決環境外部性問題，為碳盈余?。▍^）保護生態環境提供資金保障[19]。

3）吸引民間資本，拓展補償資金渠道，創新投融資模式。為達到改善生態環境的目的，在碳支付地區征收生態環境稅費，用于補貼低碳生產地區和行業，即碳盈余地區，一方面有利于促進民間資本流向更環保的地區和行業，另一方面也有利于促進農業生產降低生產污染。

4.3 發展新生產模式，調整農業生產結構，提升農業增匯和固碳技術

1）大力發展多層次綜合農技人員。發展多層次綜合農技人員，完善增匯技術及固碳技術，增加流域農業碳匯和固碳能力。

2）建立基于省級單元的碳排及碳匯數據庫，開發農業碳匯能力速查和監測的相關工具。在建立全國性的碳排放數據庫的基礎上，逐步建立覆蓋省級單元、市級單元、縣級單元的碳排及碳匯數據庫，并積極運用好碳排放數據庫和相關數據，在對地方政府的績效考核和財政預算中將其作為重要依據。

4.4 流域各?。▍^）實現自我補償

由于財政資金有限，農業碳補償市場尚在開發建設過程中，各?。▍^）可通過自我補償來彌補生態建設資金，如適度發展林菜、林藥、林果等林下經濟產業，充分利用非木質資源等。