為探究農業系統中不同子系統碳排放時空變化，明確農業系統與各級子系統對環境碳排放的貢獻度以及關鍵排放源，本研究以浙江省衢州市農業綜合系統為對象，分析 2004-2021 年 6 個縣市 4 個子系統(作物、養殖、初級食品生產和土壤子系統)的碳排放與碳固存時空變化規律，構建數據庫并開發農業系統碳管理模型。結果表明：各縣市碳排放總體呈 “增 - 減 - 增 - 減” 趨勢，2013 年衢州市農業系統碳達峰，2021 年總碳排放 353.8 萬 t，較 2013 年減排 185.7 萬 t;作物子系統和初級食品生產子系統平均碳排放占比最高，分別為 88.4% 和 10.7%;空間上衢江區、江山市、龍游縣(高貢獻區)碳排放貢獻度高于柯城區、常山縣、開化縣(低貢獻區)。“十二五” 中期后，作物和初級食品生產子系統碳排放按高、低貢獻區逐漸收斂，養殖子系統整體收斂。目前衢州市已基本實現農業系統碳達峰，但作物子系統碳排放強度仍較高，土壤子系統固碳潛力未充分發揮。建議重點考慮發揮土壤碳匯潛力及加強子系統耦合協調度。

　　關鍵詞：農業系統;生命周期;農業系統碳核算;碳固定;碳排放時空變化

　　1 材料與方法

　　1.1 研究區域概況

　　衢州市位于浙江省西部，轄 6 個縣市，2021 年平均氣溫 19.3℃，年降水 1881.0 mm，耕地面積 105012.0 hm²，以水田為主，江山市、衢江區和龍游縣占全市耕地面積 66.9%，是浙江省重要商品糧和畜禽食品生產基地。

　　1.2 系統邊界及核算模型

　　1.2.1 碳排放核算體系邊界

　　核算體系邊界從 “源頭” 到 “墳墓”，涵蓋作物、養殖、初級食品生產和土壤 4 個子系統。土壤系統視為碳匯，僅考慮秸稈和有機肥以 CO?形式固定的碳量，納入區域尺度內初級食品生產子系統被動產生的碳排放壓力。

　　1.2.2 碳核算模型

　　構建農業系統碳管理模型，核算 CH?、N?O、CO?(非生物源)排放，參數來源于國內外文獻，具體核算方法如下：

　　作物系統碳排放：???

　　其中，?為投入品上游生產運輸碳排放量，?為氮肥和有機肥施用引起的 N?O 排放，?為稻田甲烷排放。

　　養殖系統碳排放：????

　　其中，?為養殖過程 CH?排放，?和?分別為直接和間接 N?O 排放，(C_{ ext {Machinery

　　初級食品生產系統碳排放：CEFood?=CDirect?=∑i=1n?IFood?×EFFood, direct?

　　其中，CDirect?為食品直接碳排放量，IFood?為不同食品產量，EFFood, direct?為綜合碳折算系數。

　　土壤系統碳固定：SOCSR?=(IStraw?×100029.025?+272.33+IManu,C?×SFManu?)×1244?

　　其中，SOCSR?為作物生產系統碳固定量，IStraw?為秸稈還田量，IManu,C?為有機肥含碳量，SFManu?為有機肥碳固定比例。

　　農業系統總碳排放：CETotal?=CECrop?+CEAnimal?+CEFood?−SOCSR?1.3 數據來源

　　數據來自 2005-2022 年《衢州統計年鑒》，包括作物系統的播種面積、化肥施用量等，養殖系統的畜禽出欄量和存欄量，初級食品生產系統的農產品產量等。作物系統、養殖系統和初級食品生產系統的碳排放系數來源于文獻 [21-28]。

　　2 結果與分析

　　2.1 作物系統碳排放時空變化

　　2004-2021 年衢州市作物系統碳排放總量呈先升后降趨勢，2011 年達峰值 555.0 萬 t，2021 年為 353.8 萬 t，較 2004 年減少 26.6%，單位面積碳排放強度年均遞減 1.4%。空間上，2004 年江山市碳排放最高(120.3 萬 t)，柯城區最低，2021 年各縣市碳排放均顯著下降，氮肥生產運輸和種植過程中 N?O、CH?排放減少是主因。

　　2.2 養殖12系統碳排放時空變化

　　養殖業規模呈波動上升趨勢，以家禽和豬為主(占比 87.7% 和 11.8%)。碳排放總量 2012 年達峰值 51.0 萬 t，CH?是主要來源(占 58.3%)，其中腸道發酵和糞便清理分別占 CH?排放的 47.7% 和 47.4%。2013 年后各養殖類型碳排放達峰后持續降低，豬養殖碳排放從 43.4 萬 t 降至 8.3 萬 t，家禽養殖碳排放略有上升。

　　2.3 初級34食品生產系統碳排放

　　植物性食品產量(144.8-198.9 萬 t)顯著高于動物源食品(19.3-32.9 萬 t)，糧食類占比從 2004 年的 51.3% 降至 2021 年的 31.1%，蔬菜類從 44.7% 升至 62.1%。動物源食品中豬肉仍占主導(2021 年占 44.4%)。2004-2021 年植物性食品碳排放以 1.5% 速度遞減，動物源食品以 0.8% 速度遞增，2021 年動物源食品碳排放達 25.5 萬 t。

　　2.4 農業5系統碳排放量與總碳排放時空分布

　　農業系統碳排放總體呈 “增 - 減 - 增 - 減” 趨勢，2013 年達峰后波動下降，2021 年總碳排放 353.8 萬 t，較 2013 年減排 185.7 萬 t。作物子系統占比 88.4%，初級食品生產子系統占 10.7%，養殖子系統占 6.7%，土壤系統固碳減少 5.7% 碳排放。空間上，衢江區、江山市、龍游縣(高貢獻區)碳排放貢獻度高于柯城區、常山縣、開化縣(低貢獻區)，“十二五” 中期后各子系統碳排放逐漸收斂。

　　3 討論 673.1 農業系統碳排放驅動因素

　　作物系統碳排放下降主要因三大糧食作物種植面積減少和氮肥使用效率提升;養殖系統中 “南豬北養” 政策推動養殖結構調整，家禽替代部分生豬養殖，降低碳排放。但土壤系統固碳潛力僅部分發揮，秸稈和畜禽糞便還田固碳量年均 29.6 萬 t，遠低于理論潛力11-148。

　　3.2 政策8與農業碳排放關系

　　2013 年后衢州市政府培育家庭農場、調整養殖結構(如豬棚改建菌棚)等政策促進碳排放下降，但政策與碳減排的量化關聯仍需驗證。未來需通過技術創新、減排標準體系和監管機制，提升子系統耦合協調度，如推廣秸稈還田和有機肥替代，增強土壤碳匯。

　　4 結論 9102004-2021 年衢州市農業系統碳排放先升后降，2013 年達峰，作物子系統是主要排放源(88.4%)，養殖系統占比最小(6.7%)，土壤固碳減少 5.7% 碳排放。

　　作物系統 2011 年達峰(555.0 萬 t)，養殖系統 2012 年達峰(51.0 萬 t)，初級食品生產系統中動物源食品碳排放呈遞增趨勢。

　　空間上高貢獻區(衢江、江山、龍游)碳排放高于低貢獻區，“十二五” 中期后各子系統碳排放逐漸收斂。

　　建議重點提升子系統耦合協調度，發揮土壤碳匯潛力，如推廣秸稈還田和有機肥應用，優化養殖結構。

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