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user: 4. 结果与分析 4.1. 农田生态系统碳排放量及特征 依据公式(1)及公式(1-1至1-5)和确定的碳排放系数，计算陆良县及11个乡(镇、华侨管理区) 2014~2018年度的碳排放量，见表2，表3。 从表2可知，2014年~2018年陆良县农田生态系统碳排放量总体呈逐年增长趋势，从2014年的68.49千t增长至2017年的78.57千t，2018年较2017年有所下降，年碳排放总量为71.63千t。化肥施用、农药施用、农膜使用、农业机械应用及农业灌溉引起的碳排放量皆与碳排放总量的变化趋势相同。 Table 2 Luliang County’s carbon emissions from farmland ecosystems from 2014 to 2018 (unit: 103 t 年份 化肥碳排放量 农药碳排放量 农膜碳排放量 农业机械应用碳 排放量 农业灌溉碳排放量 总碳排放量 2014年 35.83 (52.32%) 6.27 (9.16%) 18.47 (26.96%) 1.26 (1.85%) 6.66 (9.72%) 68.49 (100%) 2015年 39.31 (53.46%) 6.45 (8.77%) 19.68 (26.76%) 1.29 (1.76%) 6.80 (9.25%) 73.55 (100%) 2016年 42.51 (54.81%) 6.94 (8.94%) 19.94 (25.71%) 1.30 (1.67%) 6.88 (8.86%) 77.56 (100%) 2017年 42.81 (54.49%) 6.73 (8.57%) 20.82 (26.50%) 1.33 (1.69%) 6.88 (8.75%) 78.57 (100%) 2018年 37.78 (52.74%) 6.07 (8.48%) 19.48 (27.20%) 1.31 (1.83%) 6.98 (9.75%) 71.63 (100%) 合计 198.24 (53.61%) 32.46 (8.78%) 98.39 (26.61%) 6.49 (1.76%) 34.20 (9.24%) 369.79 (100%) 表2. 陆良县2014年~2018年农田生态系统碳排放量(单位：10 3 t) 注：表中括号内数据为碳排放量占比。 Table 3 Luliang County’s cumulative carbon emissions (unit: 103 t) and carbon intensity (unit: kg/hm2) of farmland ecosystems in various townships (towns， overseas Chinese management areas) from 2014 to 201 单位 中枢镇 马街镇 三岔 河镇 板桥镇 芳华镇 召夸镇 大莫 古镇 小百 户镇 活水乡 龙海乡 华侨 管理区 累计碳排放量 10.25 25.54 37.02 46.16 49.72 39.85 53.39 38.41 30.66 32.26 6.53 碳排放强度 1350.95 1064.22 1858.79 2597.90 5465.43 3117.16 3631.18 2825.52 3503.97 3825.13 2293.80 表3. 陆良县2014~2018年各乡(镇、华侨管理区)累计农田生态系统碳排放量(单位：10 3 t)及碳强度(单位：kg/hm 2 ) 从表3可知，陆良县11个乡(镇、华侨管理区) 2014~2018年累计农田生态系统碳排放量地区差异较为明显。最多的大莫古镇5年累计碳排放量53.39千t，占全县碳排放总量的14.44%，最小的华侨管理区只有6.53千t，两者相差46.86千t，前者是后者的8.18倍。其碳排放量的次序依次为大莫古镇 > 芳华镇 > 板桥镇 > 召夸镇 > 小百户镇 > 三岔河镇 > 龙海乡 > 活水乡 > 马街镇 > 中枢镇 > 华侨管理区。因陆良县各乡镇耕地面积差异显著，为了进一步分析各乡镇的碳排放量，论文测算了各乡镇年平均碳排放强度。从各乡镇的平均碳排放强度看，各乡镇年均碳排放强度差异明显，年均碳排放强度最高的是芳华镇，其年均碳排放强度为5465.43 kg/hm 2 ；最低的是马街镇，其年均碳排放强度为1064.22 kg/hm 2 ，前者是后者的5.14倍。年平均碳排排放强度依次为：芳华镇 > 龙海乡 > 大莫古 > 活水乡 > 召夸镇 > 小百户镇 > 板桥镇 > 华侨管理区 > 三岔河 > 中枢镇 > 马街镇。从各乡镇年平均碳排放强度看，山区、半山区乡镇的碳排放强度高于坝区乡镇，其主要原因为：山区、半山区乡镇受自然环境、经济发展水平等因素的限制，农业发展方式多以传统农业为主，对化肥、农药及农膜等农资用品的使用效率较低，受自然环境的限制农田有效灌溉面积较少，农业机械应用较少，致使山区、半山区乡镇碳排放强度较高。而坝区乡镇农业现代化水平相对较高，设施农业、半设施农业应用广泛，因地制宜合理使用化肥、农药等，农业机械化水平也相对较高。 4.2. 农田生态系统碳吸收量及特征 按照陆良县11个乡镇水稻、玉米、烟叶、蔬菜4种主要农作物2014年~2018年产量和不同农作物的碳吸收估算参数(表1)，采用农田生态系统碳吸收量估算公式(2)和(3)，计算陆良县及11个乡(镇、华侨管理区)农田生态系统2014~2018年碳吸收量，见表4，表5。 Table 4 Luliang County’s carbon absorption of farmland ecosystem from 2014 to 2018 (unit: 103 t 年份 水稻碳吸收量 玉米碳吸收量 烟叶碳吸收量 蔬菜碳吸收量 总碳吸收量 2014年 125.18 (39.92%) 117.94 (37.62%) 29.85 (9.52%) 40.57 (12.94%) 313.54 (100%) 2015年 87.54 (28.82%) 142.35 (46.87%) 28.1 (9.25%) 45.73 (15.06%) 303.72 (100%) 2016年 91.06 (29.22%) 143.29 (45.98%) 27.51 (8.83%) 49.8 (15.98%) 311.66 (100%) 2017年 90.33 (29.26%) 134.28 (43.49%) 28.19 (9.13%) 55.93 (18.12%) 308.73 (100%) 2018年 69.19 (25.48%) 124.63 (45.90%) 23.19 (8.54%) 54.54 (20.08%) 271.55 (100%) 合计 463.30 (30.70%) 662.49 (43.90%) 136.84 (9.07%) 246.57 (16.34%) 1509.20 (100%) 表4. 陆良县2014年~2018年农田生态系统碳吸收量(单位：10 3 t) 表中括号内数据为碳排放量占比。 Table 5 Cumulative farmland ecosystem carbon sinks (unit: 103 t) and carbon sink intensity (unit: kg/hm2) of various townships (towns， overseas Chinese management areas) from 2014 to 2018 in Luliang Count 单位 中枢镇 马街镇 三岔 河镇 板桥镇 芳华镇 召夸镇 大莫 古镇 小百 户镇 活水乡 龙海乡 华侨 管理区 累计碳 吸收量 62.19 155.61 234.53 196.01 140.12 119.5 171.38 152.13 163.84 95.31 18.58 碳汇 强度 1350.95 1064.22 1858.79 2597.90 5464.43 3117.16 3631.18 2825.52 3503.97 3825.13 2293.8 表5. 陆良县2014~2018年各乡(镇、华侨管理区)累计农田生态系统碳汇量(单位：10 3 t)及碳汇强度(单位：kg/hm 2 ) 从表4可见，2014年~2018年陆良县农田生态系统碳吸收量总体呈现逐年减少的趋势。从2014年的313.54千t下降至2018年碳吸收总量下降至271.55千t。从各类农作物2014年~2018年碳吸收总量变化来看，水稻的碳吸收量下降明显，从2014年125.18千t，下降至2018年69.19千t，这与陆良县水田面积逐年减少的事实相符。玉米的碳吸收量缓慢增长后有所下降，蔬菜的碳吸收量呈现逐年增长的趋势，这与陆良县着力打造蔬菜供给大县蔬菜种植面积逐年增长相符，烟叶的碳吸收量变化波动较小。 从碳吸收量的结构来看，2014年~2018年陆良县农田生态系统中玉米的碳吸收量最大，5年累计碳吸收量为662.49千t，占累计碳吸收总量的43.90%；其次是水稻，5年累计碳吸收量为463.30千t，占累计碳吸收总量的30.70%，再次分别是蔬菜和烟叶，5年累计碳吸收量分别为246.57千t及136.84千t，占累计碳吸收总量的16.34%及9.06%。 从表5可见，陆良县11个乡(镇、华侨管理区) 2014~2018年累计农田生态系统碳吸收量地区差异较为明显。最多的三岔河镇5年累计碳吸收量234.53千t，占全县累计碳吸收总量的15.54%，最小的华侨管理区只有18.58千t，两者相差215.95千t，前者是后者的12.62倍。其碳排放量的次序依次为：三岔河镇 > 板桥镇 > 大莫古镇 > 活水乡 > 马街镇 > 小百户镇 > 芳华镇 > 召夸镇 > 龙海乡 > 中枢镇 > 华侨管理区。因陆良县各乡镇耕地面积差异显著，为了进一步分析各乡镇的碳吸收量，论文测算了各乡镇年平均碳吸收强度。从各乡镇的平均碳吸收强度看，年均碳吸收强度最高的是活水乡，其年均碳吸收强度为18724.02 kg/hm 2 ；最低的是马街镇，其年均碳排放强度为6485.28 kg/hm 2 ，前者是后者的2.89倍。年平均碳排排放强度依次为：活水乡 > 芳华镇 > 三岔河镇 > 大莫古镇 > 龙海乡 > 小百户镇 > 板桥镇 > 召夸镇 > 中枢镇 > 华侨管理区 > 马街镇。从各乡镇年平均碳吸收强度看，碳吸收的强度与各乡镇的农作物种植结构相关，以水稻、玉米等粮食作物为主的乡镇碳吸收强度较大，以蔬菜、烤烟等经济作物种植为主的乡镇碳吸收强度相对较小。 4.3. 碳足迹特征 根据表2~表5的计算结果，结合碳足迹计算公式(4)至(7)以及收集整理的陆良县2014年~2018年各乡镇耕地面积，计算得到陆良县2014年~2018年农田生态系统碳足迹、单位面积碳足迹以及碳生态盈余差值，见表6和表7。 从表6可知，2014年~2018年期间陆良县农田生态系统碳足迹总体呈逐年增长趋势，从2014年6090.11 hm 2 增长至2018年的7359.86 hm 2 。在2014年~2018年期间陆良县农田生态系统碳盈余量皆为正数，说明陆良县对农田生态系统的开发及利用，尚在其生态承载力范围之内，这部分碳盈余量可以用于弥补工业等其他产业碳赤字。单位面积碳足迹是碳足迹与耕地面积的比值，该指标是指吸纳农田生态系统年碳排放量所需要的植被面积占总耕地面积的比重。2014年~2018年陆良县农田生态系统单位面积碳足迹总体呈增长趋势，说明随着化肥等农资用品的大量使用，以及农业机械、农业灌溉的大量应用，农田生态系统的碳汇功能正在逐年下降。单位农业GDP碳足迹是碳足碳足迹与农业GDP的比值，2014年~2018年陆良县农田生态系统单位农业GDP碳足迹呈逐年上升而后逐年下降趋势，说明陆良县每单位农业GDP所产生的CO 2 排放量随着经济的增长先上升后下降，能源利用效率随着经济增长在逐步提高，陆良县农业经济的增长在2016年后并未引起农田生态系统CO 2 的大量排放。 Table 6 Luliang County carbon footprint of farmland ecosystems from 2014 to 2018 (unit: hm2 年份 耕地面积 碳足迹 单位面积碳足迹 碳生态盈余 单位农业GDP碳足迹 (公顷/亿元) 2014年 27879 6090.11 0.22 21788.89 141.50 2015年 27897 6755.12 0.24 21141.88 153.41 2016年 27898 6942.23 0.25 20955.77 159.88 2017年 27901 7100.36 0.25 20800.64 132.05 2018年 27899 7359.86 0.26 20539.14 130.92 表6. 陆良县2014年~2018年农田生态系统碳足迹(单位：hm 2 ) Table 7 Cumulative carbon footprint and annual average carbon footprint per unit area of farmland ecosystems in various townships (towns and overseas Chinese management areas) from 2014 to 2018 in Luliang County (unit: hm2 单位 中枢镇 马街镇 三岔 河镇 板桥镇 芳华镇 召夸镇 大莫 古镇 小百 户镇 活水乡 龙海乡 华侨 管理区 累计 碳足迹 1252.27 4229.88 3163.44 4008.26 4251.97 4611.19 3237.71 3171.94 1705.44 2883.89 1006.23 年均 碳足迹 0.17 0.17 0.16 0.24 0.36 0.33 0.31 0.26 0.19 0.34 0.35 表7. 陆良县2014~2018年各乡(镇、华侨管理区)农田生态系统累计碳足迹及单位面积年均碳足迹(单位：hm 2 ) 从表7可知，陆良县11个乡(镇、华侨管理区) 2014~2018年累计碳足迹地区差异较为明显。最多的大莫古镇五年累计为4611.19 hm 2 ，最小的华侨管理区只有1006.23 hm 2 ，两者相差3604.96 hm 2 ，前者是后者的4.58倍。其碳足迹的次序依次为大莫古镇 > 召夸镇 > 板桥镇 > 马街镇 > 小百户镇 > 芳华镇 > 三岔河镇 > 龙海乡 > 活水乡 > 中枢镇 > 华侨管理区。因陆良县各乡镇耕地面积差异显著，为了进一步分析各乡镇的碳足迹现状，论文测算了各乡镇单位面积年平均碳足迹。从各乡镇的平均碳足迹看，各乡镇年平均碳足迹差异不明显，年平均碳足迹最高的乡镇是芳华镇0.36 hm 2 ，最低的是三岔河镇0.16 hm 2 。碳足迹较高的乡镇说明其农田生态系统的碳汇能力增速低于碳排放量的增速。相关影响因素将运用SPSS软件再做下一步探究。 4.4. 碳足迹影响因素分析 从表8可知，自变量化肥施用量、农药施用量、农膜使用量、农业机械总动力、有效灌溉面积、农作物产量与因变量(碳足迹)存在着显著相关关系。 将所有自变量与碳足迹(因变量)，建立多元线性回归模型，对实验收集数据进行拟合。拟合所得的标准系数回归模型为： C E = 0.614 G 1 + 0.140 G 2 + 0.060 G 3 + 0.323 W 4 + 0.077 A 4 − 0.050 K ( R 2 = 0.610 ) 从回归模型可以看出，进行拟合优度检验后，因方程中存在多个解释变量，故参考调整后的判定系数(R 2 = 0.610)，说明化肥使用量、农药施用量、农膜使用量、农业机械总动力、有效灌溉面积和农作物总产量这五个自变量解释了61.0%的碳排放量的变化。碳足迹与化肥施用量、农药施用量、农膜使用、农业机械总动力和有效灌溉面积呈正相关，与农作物总产量呈负相关。在所有正向相关因素中，化肥使用量的标准系数绝对值最大(0.614)，说明化肥施用量对碳足迹的影响最大，即在其他因素不变的条件下，化肥施用量增加，碳足迹会增加，影响力次序依次为化肥施用量 > 农业机械应用 > 农药施用量 > 农膜使用量 > 有效灌溉面积。农作物总产量对碳足迹起到负向驱动作用，即在其他因素不变的条件下，农作物产量增加，碳足迹会减少。 Table 8 Multiple linear regression analysis on carbon footprint of farmland ecosystem in Luliang Count 模型 标准化系数 显著性 化肥施用量 0.614 0.000 农药施用量 0.140 0.000 农膜使用量 0.060 0.000 农业机械总动力 0.323 0.002 有效灌溉面积 0.077 0.001 农作物产量 −0.050 0.000 表8. 陆良县农田生态系统碳足迹多元线性回归分析结果