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摘要：本文在測算農業碳排放量的基礎上運用DEA非期望產出的SBM超效率模型對甘肅省14個市（州）的農業碳排放效率進行評估。研究結果表明，從碳排放總量來看，縱向上，自2010年以來甘肅省農業碳排放量整體呈現出先上升后下降的變化特征；橫向上，甘肅省內各市（州）碳排放總量差異明顯。從碳排放效率方面來看，2010-2019年甘肅省碳排放效率整體呈上升態勢，其碳排放均值達到了0.70，具有較大的發展進步空間；省內各市（州）碳排放效率差距大。因此，甘肅省需要在整體農業發展中注重探索和追求提高生產效率，因地制宜地控制各區域碳排放量，加強環境保護；同時要調整投入產出，加強農業技術效率，縮小省內各市（州）之間由于經濟發展水平和資源稟賦不同而帶來的碳排放效率差距。
關鍵詞：農業碳排放效率；SBM超效率模型；甘肅省
0引言
農業作為一個國家的基礎產業，對國民經濟的發展起著舉足輕重的作用，同時也是溫室氣體重要的來源之一。黨的十九大報告中提出鄉村振興戰略，指出“農業、農村和農民”問題是關系國計民生的根本性問題，必須始終把解決好“三農”問題作為全黨工作的重中之重，農業高質量發展作為解決“三農”問題中的重要環節被高度關注。甘肅省作為西北地區重要的綠洲農業發展區域，經濟發展較為落后，生態環境脆弱，氣候變化會加劇其生態環境的惡化，使得綠洲面積減少，自然災害（旱災）頻發，土地荒漠化愈發嚴重，不利于甘肅省農業產業實現低污染、高質量發展。在新的形勢下，“雙碳”（碳達峰、碳中和）將成為新的農業發展目標，通過發展低碳農業，實現農業生產節能減排，提高甘肅省農業生產效率，有利于保護農業生態環境，提高甘肅省特色農產品的品質，實現農業的高質量和可持續發展。近幾年隨著中國經濟不斷快速發展和人類對全球氣候變暖、生態環境破壞等問題的高度重視，我國在碳排放方面的相關研究逐漸增多，研究的主流方向為：（1）碳排放量來源及測算研究。最具代表性的是李波[1]等選取農藥、化肥投入、農地農膜使用、土地翻耕過程導致的碳流失、農業灌溉和農業機械燃料消耗6種碳排放源，對中國31個省1993—2008年種植業碳排放量進行估算；田云[2]等基于化肥、農藥、農膜、農用柴油等4個主要方面碳源，測算了湖北省1993—2010年及其地、市、州2008年的農業碳排放量。他們所歸納的碳排放源成為學者們研究農業碳排放估算的主要依據。（2）碳排放效率研究。2001年，Tone[3]提出了方向性距離函數SBM模型，并考慮非期望產出，能很好地解決規劃求解農業生產過程中的投入和產出松弛性問題，利用這一模型可以使綠色農業環境效率等測算的結果更精確。高揚[4]等依據中國30個省份2003—2015年的面板數據，采用SBM-ML指數法，測算農業綠色全要素生產率，其中包括了技術效率變化指數和技術進步指數的測算。研究發現中國農業綠色全要素生產效率增長的主要動力是農業技術進步。（3）碳排放影響因素研究。韋沁[5]等根據1999—2014年中國農業生產的相關數據，基于小麥、水稻和玉米等主要農作物、農藥、化肥、農膜、農業灌溉、農業機械等主要農業投入碳源，對我國31個省、自治區和直轄市的農業碳排放量進行測算，并利用卡雅（Kaya）恒等式分析其影響因素，利用泰爾（Theil）指數分析農業碳排放強度的區域差異。結果表明，我國農業碳排放量呈逐年上升趨勢且北方碳排放量總體大于南方。夏四友[6]等對1997—2016年中國31個省域的農業碳排放率進行測度，在此基礎上以碳排放效率為因變量，選取農業經濟發展水平、農村居民收入情況、種植結構、耕地面積構成情況、耕地規模為自變量，采用ESTDA框架和GWR模型從時空關聯視角對其時空動態演變特征及驅動因素進行分析。本文將甘肅省14個地州市作為重點研究對象，選取勞動力、土地、機械、肥料和灌溉等為相關投入指標，以農業總產值為期望產出，以農業碳排放總量為非期望產出，利用包含非期望產出的SBM超效率模型對甘肅省14個地州市的農業碳排放效率水平進行測度分析，客觀地反映甘肅省各市（州）農業實際生產中的碳排放效率狀況，為甘肅省地區差異化農業碳減排提供一定的理論依據。
1研究方法、指標選取與數據來源
1.1研究方法
本文運用非期望產出的SBM超效率模型來測度農業碳排放效率。其中SBM的表達式為：ρ*=minρ1-1mmm=1Σsi-/xik1+1s1+s2(s1r=1Σsrg/yrkg+s2j=1Σsbj/yjkb)（1）s.t.nj=1,j≠kΣ,xijλ-si-≤xik（2）nj=1,j≠kΣ,yrkλ+si+≥yrkg（3）1-1s1+s2(s1r=1Σsrg/yrkg+s2j=1Σsbj/yjkb)≥0（4）λ,s-,s+,sb≥0,i=1,2,…,m;r=1,2,…,n(j≠k)（5）式（1）中，ρ*代表農業碳排放效率值；m、s分別代表投入和產出指標的數量；x和y表示各項投入和產出的要素；i和r表示投入和產出的決策單元；si+和si-表示投入和產出的松弛變量；xik代表第k個決策單元中第i個投入要素；yrkg表示第k個決策單位的第r個產出要素；λ為權重向量；n是生產決策單位的個數。
1.2指標選取
參考學者們已有的研究成果，結合考慮甘肅省實際和數據的可得性，以狹義農業（種植業）為主要研究對象，選取如表1中的指標進行甘肅省農業碳排放效率狀況分析。關于非期望產出農業碳排放量的測算，目前我國學者主要以IPCC清單法為依據進行測算，根據甘肅省種植業的實際情況，參照一些學者的研究成果，確定甘肅省農業碳排放主要直接或間接碳排放源包括6類，分別為：農藥、農膜、化肥、柴油、灌溉、翻耕。測算地區農業碳排放總量的算式為：E=∑Ei=∑Ti×δi（6）式中，E為農業碳排放總量；Ei為各類碳源碳排放量；Ti為各碳排放源的量；δi為各碳排放源的碳排放系數。具體各類碳排放源及碳排放系數見表2。
1.3數據來源
本文選取了甘肅省14個地州市作為對比樣本，選取相應的投入產出指標進行分析。文中數據主要來源于《甘肅發展年鑒》《甘肅農村年鑒》《國家統計年鑒》，并對部分指標數據進行計算所得。關于碳排放量測算和碳排放系數，學術界并無一致性說法，因此本文借鑒美國橡樹嶺國家實驗室、IPPCC、中國農業大學農學與生物技術學院和Dubey確定碳排放系數，根據李波[1]、田云[2]、張廣勝[7]等學者的研究確定狹義農業（種植業）的碳排放源來進行本文碳排放量的測算。
2實證分析
2.1農業碳排放量測算分析
根據前文公式（6）計算甘肅省14市（州）的碳排放總量和均值，測算結果如表3所示。從整體來看，2010—2019年甘肅省碳排放總量呈先升后降的發展趨勢，但整體碳排放水平維持在15~18（萬噸）之間，變化幅度不是很明顯，但2015年之后大部分城市碳排放量呈下降趨勢。從省內各市（州）來看碳排放量差異明顯，其中武威市年均值達到30.98萬噸在所有城市中排名第一，而排在最后的嘉峪關市農業碳排放均值僅為0.52萬噸，比武威市低了30.46萬噸，兩個地區之間農業碳排放差距巨大。從地區劃分上來看，甘南地區的臨夏回族自治區和甘南藏族自治區由于自然條件和經濟條件的限制，其農業發展和碳排放水平都長期處于較低的狀況，而金昌市和嘉峪關市屬于資源型工業城市，農業碳排放量一直低于其他地區。河西地區（武威、張掖、酒泉）作為甘肅省主要的農業生產區域農業碳排放量較高，隴中地區（蘭州、白銀、定西）整體碳排放量低于河西地區，且2010—2015年碳排放量整體呈上升趨勢，之后幾年呈下降趨勢，其中定西市作為隴中農業發展區其碳排放量較高。隴東南地區（慶陽、平涼、天水、隴南）在四個區域內中屬于碳排放量較高的地區，僅次于河西。除隴南市外其他3市在農業上的投入高，碳排放量大。
2.2碳排放效率值測算結果分析
利用MaxDEA軟件，以非期望產出的超效率SBM模型為研究基礎，對甘肅省各市（州）2010—2019年的農業碳排放效率進行測算，并對其相對變化情況做分析，如表4所示?？傮w來看，2010—2019年整個甘肅省各市（州）除少數地區的個別年份農業碳排放效率值低于0.5，其他地區大多數農業碳排放效率值在0.6以上，甘肅省整體水平為0.7，表明在對應技術與投入要素條件下還可以減少30%的碳排放量，農業碳排放效率水平較好，存在進一步提升的空間。但甘肅省各地區大部分年份碳排放效率值小于1，表明決策單元無效，需要去調整投入和產出。從市（州）層面來看，十年間農業碳排放效率值最高的三個地區依次為嘉峪關市（0.90）、平涼市（0.83）和武威市（0.82），雖然碳排放仍處于無效狀態，但具有較好的發展空間。碳排放效率均值排在相對較低的兩個城市分別是天水市（0.55）和張掖市（0.60），作為省內農業發展較好的城市，天水市和張掖市在農業生產中投入和產出需要作出調整，但從各自的發展變化來看，其碳排放效率值在2010—2019年整體呈增長趨勢，還是具有一定的發展空間。剩余城市來看，蘭州市的農業碳排放效率值波動變化較為明顯，從2010年的0.56上升到2016年的0.91，隨后下降又回升，其碳排放效率均值為0.7；同樣的變化幅度大的還有慶陽市，在2010—2016年碳排放效率呈穩步增長趨勢，2016年增長到0.78，2017年又回落到0.59隨后又開始回升。
3結論與建議
3.1結論
本文通過構建農業碳排放效率測算指標體系，運用DEA超效率模型測算2010—2019年甘肅省14個市（州）的碳排放效率并進行分析評價，根據以上分析結果可以得出結論：從農業碳排放總量來看，甘肅省整體碳排放量在2010—2019年呈先上升后下降的發展趨勢，其節點為2015年。這說明2015之后整個甘肅省在農業生產方面更加注重生產效率，開始探索綠色、節能和特色化的發展道路。從具體市（州）來看，就甘肅省內各城市之間的碳排放量差異明顯，這與各市（州）的地域分布、涉農活動的多少和經濟發展水平有很大的關系。從碳排放效率來看，甘肅省碳排放量效率值除個別年份有回落外整體呈上升態勢，其碳排放均值為0.70，具有較大的發展潛力。從具體城市來看，各市（州）農業碳排放效率存在較大差距，其中嘉峪關、平涼和武威3市碳排放效率優于其他城市，如果繼續加強技術效率提升和投入與產出調整，將有望從無效轉為有效，而天水市、張掖市和定西市作為全省農業較為密集的城市，在所有市（州）中碳排放效率均值排名靠后，說明這三個城市農業基礎條件不優，在農業生產中只注重農業產出而忽視環境保護，需要加強控制碳排放源，促進技術效率進步。
3.2建議
綜合農業碳排放總量和農業碳排放效率值的測算結果和結論，充分考慮各市（州）要素稟賦和農業產出情況，反映各地區農業碳排放績效水平，對于甘肅省整體實現節能減排，綠色、低碳化發展給予以下建議：（1）因地制宜的控制各區域碳排放總量，推進區域農業節能減排進程。甘肅省作為特色農業主產區，各市（州）農業發展各具特色，要尊重農業碳排放效率的地域差異化特征，因地制宜地制定各區域碳減排策略。在眾多影響農業生產的不同因素中要重視碳排放關鍵影響因素，針對不同地區的碳排放影響因子給出特有的具體可行的調整和發展方案。（2）注重農業生產中資金和技術的投入，研發和推廣低碳農業技術。加大農業資本在低碳增效技術和設施上的投入，大力培育農業低碳減排方面的專家和技術人員，研發和推廣新型農業技術。（3）構建科學的農業碳補償機制，加強環境保護法規法治建設。對從事低碳減排農業活動的農戶和農業龍頭企業進行農業碳補貼；對從事農業高污染，高排放的企業或部門進行嚴厲處罰和限制，從而加強農業綠色發展，促進生態環境保護。（4）將碳排放效益優化的市（州）作為模范區，學習和借鑒先進地區優化方案和措施。針對一些市（州）某些年份碳排放效率變化起伏較大的問題，需要學習借鑒其他碳排放績效較穩定和優化的市（州）的發展經驗，在保持自身特色的同時彌補農業低碳化發展中的不足之處，保持碳排放效率穩定持續上升。
作者:馬愛玲 王建平 談存峰 單位:甘肅農業大學 財經學院
