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对比分析不同集约度农地利用碳足迹变化及可持续性特征,不仅能够服务于我国不同地区、不同农业发展水平的碳减排模式的选择,而且可以为我国不同区域农业可持续发展的碳排放管理提供科学依据。 本文选取东部地区的山东省平度市与西部地区的宁夏回族自治区盐池县作为对比案例区,在低碳农业、可持续发展理论和环境库兹涅茨曲线假说的指导下,首先借助ENVI、ArcGIS空间分析、景观分析等软件,对研究区土地利用,特别是农地集约利用进行了对比评价;其次利用IPCC清单法、系数法等测算了案例区农地利用过程中农资投入碳排放、氮肥施用N2O释放、秸秆燃烧碳排放和牲畜养殖CH4和N2O排放,并依据农作物CO2吸收量理论模型测算了碳吸收。 研究结果表明: (1)作为传统农业大县的平度,其耕地面积较盐池的大,但是盐池的耕地斑块数明显多于平度的。从1995年到2013年,平度的农地利用劳动力、用电量、机械总动力和农业化学物质投入量及其强度均远远大于盐池的,但是盐池的上述投入的年均增长速率明显大于平度的,这揭示了平度与盐池的农业集约化程度和农资投入的差异。 (2)对比平度与盐池的农地利用碳排放、碳吸收及其强度变化表明,虽然平度的农地利用碳排放及其强度已在逐年减少,但是与盐池的相比,平度面对如此大的碳排放及其强度,其减少速率还有待提高。与此同时,测算农作物碳吸收变化表明,盐池的农作物碳吸收量相对较低,其年均碳吸收强度约为平度的1/12。 (3)结合农地利用碳排放,对比分析平度与盐池的碳可持续性指数可知,平度农地利用碳排放量比较大,但是农作物的碳吸收量也比较大,其碳可持续性指数均保持在1以上,到2003年已增加到3以上;盐池农地利用碳排放较小,但是其农作物碳吸收也较小,且不具有稳定性,其碳可持续性指数明显小于1。 (4)从1995年到2013年,平度的种植业和畜牧业产值与农地利用碳排放量大致呈负相关,处于环境库兹涅茨曲线的下降阶段,有条件在保持经济增长的同时兼顾农地利用碳减排,因此可以对其农业碳减排实施较为严格的管控。而盐池的种植业和畜牧业产值与农地利用碳排放量大致呈正相关,处于环境库兹涅茨曲线的上升阶段,难以在保持经济增长的同时兼顾农业碳减排,因此盐池的碳减排应权衡经济增长与农业碳减排利弊,维持它们的动态均衡。