论文标题：Temporal and spatial evolution of agricultural carbon emissions in Fujian Province, China

期刊：Frontiers of Agricultural Science & Engineering

作者：Weiye LI , Zhiqiang CHEN , Zhibiao CHEN , Yuee ZENG , Wenjing HU

发表时间：15 Jun 2025

DOI：10.15302/J-FASE-2024594

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Jun 2025, Volume 12 Issue 2

· 第十四篇 ·

▎论文ID

Temporal and spatial evolution of agricultural carbon emissions in Fujian Province, China

中国福建省农业碳排放的时空演变

文章类型：Research Article

发表年份：2025年

第一作者：李玮晔

通讯作者：陈志强

Email: soiltuqiang061@163.com

作者单位：福建师范大学

Cite this article :

Weiye LI, Zhiqiang CHEN, Zhibiao CHEN, Yuee ZENG, Wenjing HU. Temporal and spatial evolution of agricultural carbon emissions in Fujian Province, China. Front. Agr. Sci. Eng., 2025, 12(2): 378–390 https://doi.org/10.15302/J-FASE-2024594

· 文 章 摘 要 ·

分析农业碳排放 (ACE) 的变化及其影响因素，可为精准评估农业生态系统碳平衡提供可靠依据，同时为制定减缓全球气候变化、推动农业可持续发展的政策提供参考。本研究采用政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 的碳排放核算框架，探究了2002–2022年福建省农业碳排放的时空特征 (包括总量、强度、结构) 及其影响因素，并运用对数平均权重分解法、Tapio 脱钩模型，结合GM (1,1) 模型预测了2023–2040年的碳排放趋势。结果表明：福建省农业碳排放总量与强度均呈波动下降趋势，农业物资投入是最大排放来源；农业碳排放总量呈现“西高东低”的空间分布格局，农业生产效率是减排的首要驱动因素；农业碳排放与经济发展呈显著脱钩状态，且预计2023年后将持续下降。

· 文 章 亮 点 ·

1. 2002−2022年福建省农业碳排放 (ACE) 总量与强度呈波动下降趋势，且该趋势预计将持续。

2. 农业物质投入是福建省农业碳排放的最大来源。

3. 福建省农业碳排放呈现"西高东低"的空间格局。

4. 农业生产效率是降低农业碳排放的最关键因素。

5. 福建省农业碳排放与农业经济发展已实现强脱钩。

· Graphical abstract ·

图1 农业碳排放总量计算。

· 研 究 内 容 ·

▎引言

全球气候变化以气温急剧上升和极端天气事件频发为特征，深刻影响着人类生活与社会发展。人类活动，尤其是影响碳循环过程的活动，是气候危机的主要驱动因素。农业活动是全球温室气体排放的重要来源，约占总排放量的9%–14%。因此，控制农业碳排放 (ACE)、发展低碳农业是应对气候变化的关键策略。

现有农业碳排放研究大致分为五类：直接测量农业活动碳排放；分析碳排放时空差异；探究影响因素；研究碳排放与农业经济的脱钩关系；预测碳排放趋势。然而，多数研究聚焦于国家或主粮产区等大范围区域，忽视了省内差异及独特区域特征对碳排放的影响。福建省作为我国沿海经济发达、工业强省，地形多山、耕地资源有限，农业生产高度依赖物质投入 (尤其是化肥，减排挑战显著。但针对福建农业碳排放的研究较少，其碳排放动态机制及“双碳”基础研究亦需深化。

本研究系统分析了福建省2002–2022年农业碳排放的时空特征、驱动因素、脱钩效应及未来趋势，通过构建综合指标估算体系，为制定农业减排策略提供了理论与数据支撑。

▎研究方法

研究基于IPCC碳排放系数法，结合福建农业生产特点，选取农业物质投入、农田利用和畜牧业生产三大类指标，将甲烷 (CH₄) 和氧化亚氮 (N₂O) 按IPCC第五次评估报告的百年尺度CO₂增温潜势转换为CO₂当量，计算种植业与畜牧业碳排放总量 (图1)。

研究进一步通过核密度估计分析了碳排放的动态变化；利用扩展Kaya恒等式与对数平均迪氏指数 (LMDI) 模型分解了碳排放的影响因素；采用Tapio脱钩模型分析了碳排放与农业经济增长的关系；基于2002–2022年及2012–2022年数据，通过GM (1,1) 灰色预测模型预测了2023–2040年的碳排放趋势。数据来源于2002–2022年《福建统计年鉴》《福建农村统计年鉴》，并以2002年价格为基准调整农业经济产出以保证可比性。

▎结果与讨论

1. 农业碳排放的时间特征

2002–2022年，福建省农业碳排放总量呈波动下降趋势 (图2)。2022年农业碳排放总量约1462.41×10⁴吨，较2002年减少了320×10⁴吨，年均降幅为0.9%；碳排放强度从2002年的2.68吨/万元降至2022年的0.47吨/万元，年均降幅为4.12%，表明“一控两减三基本”政策及生态农业的推广有效优化了生产结构、提升了生产效率。

图2 2002–2022年福建省农业碳排放趋势。

从排放结构来看，农业物质投入是碳排放最大的排放源，年均占比40.0%，其次为土壤利用 (34.1%)、畜牧业生产 (25.9%)。其中，化肥是物质投入的主要排放源，占物质投入年均碳排放量的56.3%；晚稻种植是土壤利用的最大排放源，占土壤利用年均碳排放量的76.9%；生猪养殖是畜牧业的主要排放源，占畜牧业年均碳排放量的60.6%。

2. 农业碳排放空间特征

福建省农业碳排放呈现“西高东低”空间格局，多数区域较基准年排放下降。2002年，漳州是福建省唯一的高碳排放区，农业碳排放总量约为405×10?吨，占全省农业碳排放总量的22.7%。2012年，南平、三明、龙岩等西部山区因生产分散、管理粗放、碳密集型物质使用的增加，成为新的高排放区。2022年，南平、龙岩、漳州、三明等西部高排放区仍占全省农业碳排放总量的70.0%排放，但受绿色政策推动，四地排放量较2012年分别下降了11%、5.2%、24.6%、19.0%。核密度曲线显示，2002–2022年碳排放强度重心左移、区域差异缩小，2012年后呈现“中高值主峰+低值次峰”的双峰分布 (图3)。

图3 2002–2022年福建省农业碳排放强度动态演变趋势。

3. 农业碳排放影响因素分解

2002–2022年，福建农业碳排放减少了320×10⁴吨 (图4)。农业生产效率 (CI) 是减排最关键的因素 (贡献56.3%)，得益于机械化、绿色生产推广及规模化经营提升了投入效率。农业生产结构 (AI)、区域产业结构 (IS)、农村人口 (P) 分别贡献了1.18%、29.3%、13.3%的减排，表明农村人口占比下降和农业产值占比降低对减排具有积极作用。而区域经济发展水平 (EDL) 和城镇化 (URB) 是增加碳排放量的主因，区域经济增长使得碳排放增加了3950×10?吨，城镇化加剧了农村人口老龄化、女性化，这制约了他们对减排作出贡献的能力。

图4 2002–2022年福建省农业碳排放影响因素分解。

4. 农业碳排放与经济增长的脱钩关系

2002–2022年，福建农业经济持续增长，碳排放逐步下降，二者脱钩状态分为三个阶段：2002–2004年为强脱钩，碳排放年均降低2.7%，农业产值增长3.8%；2005–2013年以弱脱钩为主，农业产值年均增长10.1%，碳排放年均仅增长1.0%；2014–2022年为稳定强脱钩阶段，农业产值年均增长7.0%，碳排放增速降至2.3%，得益于农业结构调整、有机肥推广及废弃物资源化等措施。

5. 农业碳排放预测

基于2002–2022年数据，2030年福建农业碳排放预计较2022年降低7.1%，到2040年将降低15.2%；基于2012–2022年的数据，2030年碳排放预计较2022年降低20.5%，到2040年将降低40.5%。预测表明，若维持现有驱动的因素，福建农业碳排放将持续下降 (图5)。

图5 福建省农业碳排放实际与预测趋势 (至2040年)。

· 结 论 ·

近几十年来，福建省农业碳排放的总量与强度均呈下降趋势，农业物质投入是最大的排放源，其中化肥、水稻种植、生猪养殖为三大主要排放源。空间上。福建省农业碳排放总体呈现“西高东低”的格局。农业生产效率是减排的最关键因素，区域经济发展是推动农业碳排放增加的首要驱动因素。福建省农业碳排放与农业经济发展已实现强脱钩，且未来农业碳排放将持续下降。

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