基于公平与效率双重视角的中国农业碳减排潜力分析

自然资源学报JOURNAL OF NATURAL RESOURCES第30卷第7期2015年7月V ol.30No.7Jul.,2015基于公平与效率双重视角的中国农业碳减排潜力分析吴贤荣1,2，张俊飚1,2*，田云3，薛龙飞1,2(1.华中农业大学经济管理学院，武汉430070；2.湖北农村发展研究中心，武汉430070；3.中南财经政法大学工商管理学院，武汉430073)摘要：科学估算减排潜力是实施减排责任分摊的基础。

论文将环境因素纳入到经济生产体系，构建含有期望产出与非期望产出的农业经济核算框架，借助方向距离函数方法，对2000—2011年中国31个省（市、区）的农业碳边际减排成本进行估算。

在此基础上，利用人均农业碳排放、人均农业生产总值、农业碳排放强度与农业碳排放影子价格4个指标，构建农业碳减排潜力指数，基于公平与效率双重视角，对各省区农业碳减排潜力水平进行评估与分析。

结果显示：①农业减排成本地区差异较大。

其中，海南、福建、山东、辽宁、广东、北京、天津等省区减排成本较高，其年均农业碳排放影子价格居于全国前列，最高值达2.542×108元/104t ；而西藏、青海两地农业碳排放影子价格最低，分别为0.105×108元/104t 和0.542×108元/104t ，农业减排成本较低。

②基于农业碳减排的公平性与效率性差异，将中国大陆31个省级行政区域划分为四大类：西藏等1省2区属于“高效较公平”型地区；甘肃1省1区属于“高效欠公平”型地区；辽宁等8省2区属于“低效较公平”型地区；北京等12省4市属于“低效欠公平”型地区。

③西藏、海南、青海、内蒙古四地农业碳减排潜力指数在三种情景下均排名前四，北京、黑龙江、山西三地均排名最后。

④决策者对于公平原则与效率原则的不同偏好会导致各省区减排责任分摊机制不同。

关键词：低碳农业；农业碳排放；减排潜力；边际减排成本；方向距离函数中图分类号：F223；X511文献标志码：A文章编号：1000-3037(2015)07-1172-11DOI ：10.11849/zrzyxb.2015.07.010全球气候变暖日趋严峻，碳排放量逐年增加是导致全球气候变化的重要因素。

工业是最主要的碳排放源，而快速发展的农业也是引发气候变化不可忽略的因素之一。

农业产业的特殊性使之既是重要的碳排放源，同时也具有较强的碳汇功能，而自然再生产与经济再生产的耦合亦决定了农业是最易遭受气候变化影响的产业部门[1]。

这种三重特点的同时具备引发了各界对农业碳排放问题的研究与关注。

尽管农业较之其他产业部门减排空间较小，但其减排意义和正外部效应却远大于其他产业部门。

中国作为农业大国，其农业碳排放问题更是成为了学术界讨论的热点之一。

有研究显示，中国农业碳排放约占收稿日期：2014-05-16；修订日期：2014-08-13。

基金项目：国家自然科学基金“气候框架公约下农业碳排放的增长机理及减排政策研究”(71273105)；国家自然科学基金重点项目“现代农业科技发展创新体系研究”(71333006)；国家自然科学基金面上项目“作物秸秆资源化利用的减碳潜力与生态环境效应：以水稻为例”(41371520)；华中农业大学创新团队培育项目“农业资源与环境经济问题研究”（2013PY042）；国家社会科学基金青年项目“碳交易视角下我国低碳农业发展的推进机制与政策创新研究”（14CJY031）。

第一作者简介：吴贤荣（1987-），女，博士生，研究方向为资源与环境经济、低碳经济。

E-mail:bewaily@ *通信作者简介：张俊飚（1962-），男，博士，教授，博导，主要研究方向为农业经济理论与政策、资源与环境经济。

7期吴贤荣等：基于公平与效率双重视角的中国农业碳减排潜力分析全国碳排放总量的17%[2]。

改革开放以来，中国农业经济虽然保持着良好的发展态势，但农业面源污染和农业生产环境质量日渐严峻的状况亦成为不容分辩的客观现实，在一定程度上，我国农业的高增长是以高碳排放为代价的。

要积极应对气候变迁，保障粮食安全与农业可持续发展，研究中国农业碳排放问题具有重要的现实意义，因而分析中国农业碳减排潜力并探寻一条适合我国国情的碳减排道路显得十分重要。

随着全社会的广泛关注，农业碳排放也成为学术界的一大研究热点。

已有学者在系统测算农业碳排放总量[3-4]的基础上，通过多方位分解农业碳排放制约因素，探索农业碳减排机制与政策[5-6]，为农业碳排放的研究奠定了一定基础。

科学探索农业碳减排机制之前需清晰界定区域间农业碳排放水平并进行碳减排潜力地区差异评估。

早在1997年，Cole 等[7]对全球农业温室气体减排潜力进行了粗略估算，但该研究由于缺乏基期土地利用和农业温室气体排放量的数据，所得结果中农业温室气体减排潜力存在诸多不确定性。

一些国外学者尝试将经济学中的影子价格原理应用到对经济生产过程中的环境污染治理成本分析上[8-9]，并结合方向距离函数与污染物影子价格方法研究不同地区间减排成本差异[10]，国内颇具代表性的有陈诗一、涂正革两位学者[11-12]。

上述研究一定程度上丰富了农业碳减排的研究思路，为后续相关研究奠定了坚实基础，但随着探索的不断深入，其局限性也逐渐凸显：①利用影子价格研究减排成本的方法多停留于宏观层面或局限于工业视角，却忽略了农业部门的巨大减排潜力；②研究视角单一，碳减排潜力评估既考虑效率又兼顾公平性的成果不多；③借助环境生产技术研究农业产出效率时，往往存在环境因素衡量标准混乱的现象。

总体而言，当前农业碳减排研究视角有待拓展，研究方法有待优化。

1研究方法1.1方向距离函数根据环境生产技术的思想[13]，用P (x )来定义环境生产技术，假定投入要素x 、期望产出y 、非期望产出c ，则环境生产技术的所有生产可能性集可表示为：P (x )={}(y ,c ):x can produce(y ,c )（1）若定义产出增长方向向量g =(g y ,-g c )，则方向距离函数追求在不增加投入要素的前提下实现期望产出的最大扩张可能和非期望产出的最大缩减可能，表述如：D c (x ,y ,c ;g y ,-g c )=max {}λ:(y +λg y ,c -λg c )∈P (x )（2）如图1所示，横坐标c 表示非期望产出，纵坐标y 为期望产出，曲线ONPQ 为生产前沿面，前沿面上所有点的集合即为生产可能集P (x )。

若M 点为观测到的样本点，沿着既定方向向量g 的路径，非期望产出缩减的同时扩大期望产出，从而到达产出前沿面的N 点上。

其中λ=D c (x ,y ,c ;g y ,-g c )即为无效点M 同前沿面比较所能扩张的最大比例。

图1方向距离函数图示Fig.1Graph of direction distance function117330卷自然资源学报1.2农业碳排放影子价格影子价格可以用于衡量碳排放对期望产出的效应，定义为在某一特定产出条件下，单位碳排放变化所导致的农业总产值变化量[14]，从而将农业总产值变化的量与农业碳排放变化的量联系起来。

若用r y 、r c 分别表示期望产出的价格与非期望产出的价格且满足：ìíîr y =(r y 1,r y 2,……，r y M)∈R M+r c =(r c 1,r c 2,……，r c L)∈R L +（3）则基于方向距离函数的收益函数为：R (x ,r y ,r c )=max y ,c {}r y y -r c c :D c (x ,y ,c ;g )≥0（4）设定收益最大化条件下可得到：r c =-r y ×∂D (x ,y ,c ；g y ,-g c )∂c∂D (x ,y ,c ；g y ,-g c )∂y（5）假定期望产出的交易价格等于其影子价格，则通过式（5）计算而得的非期望产出价格即为农业碳排放影子价格，它表示减少单位碳排放所对应的农业总产值减少量，也就是宏观经济意义上的边际减排成本。

1.3农业碳减排潜力指数对公平指数与效率指数分别赋权，可以构建同时考虑公平原则与效率原则的农业碳减排潜力指数ACACI [15]，组成结构参见图2。

农业碳减排潜力指数公式表示为：ACACI i ,t =ω×Equity i ,t +(1-ω)×Efficiency i ,t （6）其中：i 表示省份，t 表示时期，ω为权重值，反映的是决策者在公平原则与效率原则之间的决策偏好，取值范围为[0，1]。

按照权重选择不同，设定三种情景，在情景一下，两个指标的权重相等，表示决策者对减排公平性与效率性没有特殊的偏好；情景二为公平优先原则，表示决策者认为减排责任划分应更多地考虑省域公平性；类似地，情景三表示效率优先原则。

Equity =ω×PC +(1-ω)×PP 是农业碳减排公平指数，由等权重的人均农业碳排放量PC 和人均农业总产值PP 共同决定，通常代表排放平等主义、支付能力等公平准则；Efficiency =ω×CI +(1-ω)×r c 是农业碳减排效率指数，包括农业碳排放强度CI 和农业碳排放影子价格r c 两个指标，并赋予同等重要性。

农业碳排放影子价格作逆转换处理，所有指标代入运算前均通过公式（7）进行标准化转换，得到映射在区间[0，1]中的标准化值z *：z i ∗=z i -min z max z -min z （7）其中：i 表示省份，z 表示人均农业碳排放量、人均农业总产值、农业碳排放强度和农业碳排放影子价格4个指标。

2数据处理本文选取2000—2011年中国大陆31个省（市、区）作为研究对象，所采用的各指标图2基于公平与效率双视角的农业碳减排潜力指数Fig.2Agricultural carbon emission abatement capacityindex from double perspectives11747期吴贤荣等：基于公平与效率双重视角的中国农业碳减排潜力分析基础数据均出自历年《中国农村统计年鉴》及各省统计年鉴。

1）人均农业碳排放。

取农业碳排放总量与第一产业从业人员数之比。

关键在于农业碳排放总量的测算，相比工业碳排放，农业碳排放源头多样、测算复杂。

本文依据以往研究[16]，设C 为农业碳排放总量，i 为碳源种类，e 为各碳排放源的量，ε为各碳源碳排放系数。

构建农业碳排放测算公式如下：C =∑C i =∑e i ·εi（8）从以下三个方面确定具体的碳源因子及其所对应的碳排放系数：一是农用物资投入所引发的碳排放，包括化肥、农药、农膜、农用柴油直接使用以及农业灌溉耗费电能所导致的碳排放；二是水稻生长发育过程中所产生的CH 4气体排放，由于气候条件存在较大差异，水稻在同一地区的不同生长周期或不同地区的同一生长周期CH 4排放系数不尽相同，需带有地区差异性的CH 4排放系数；三是畜禽养殖所引发的碳排放，包括肠道发酵以及粪便管理系统中所带来的CH 4、N 2O 等气体排放，具体涉及牛（水牛、奶牛和黄牛）、马、驴、骡、骆驼、猪、羊（山羊和绵羊）、家禽等畜禽品种。