县级尺度下耕地碳收支区域差异与公平性——以江苏省为例
徐 玥，王 辉,2,3，韩秋凤
(1.中国矿业大学 公共管理学院，江苏 徐州 221116；
2.中国资源型城市转型发展与乡村振兴研究中心，江苏 徐州 221116；
3.中国矿业大学 矿区土地利用与生态安全治理研究中心，江苏 徐州 221116；
4.中国矿业大学 环境与测绘学院，江苏 徐州 221116)
全球气候变暖已成为不可否认的事实，二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气体的大量排放无疑是重要诱因[1-2]。耕地作为粮食生产的重要土地载体，是自然再生产与社会再生产的有机统一体，因而具有区别于二三产业的独特碳源碳汇双重属性，在全球碳循环和碳平衡过程中发挥着不可忽视的作用[3-4]。一方面耕地是碳源，日益加剧的能源化、机械化、化学化投入利用使得耕地碳排放增长显著，贡献了全球13%的二氧化碳和44%的甲烷[5]。联合国粮食与农业组织的统计数据也显示，农业用地释放的温室气体占全球温室气体总排量的30%，相当于每年产出150亿吨二氧化碳[6-7]。另一方面耕地也是重要的碳汇，由于土壤的有力固碳作用和绿色植物光合作用对空气中二氧化碳的吸收固定，全球耕地每年的固碳潜力可达到0.75～1.0皮克[8]。根据《中华人民共和国气候变化第二次两年更新报告》，2014年中国土地利用、土地利用变化及林业共计吸收11.15亿吨二氧化碳当量，足以抵消农业活动自身所产生的碳排放，成为应对全球气候变化的强有力武器。中国作为全球举足轻重的农业大国，用占世界9%的耕地和6%的淡水养活了近20%的人口，解决了14亿多人的吃饭问题，有力地回答了“谁来养活中国”的世纪之问，因此耕地的投入利用与排放问题必然不可小觑。自2020年习近平总书记创造性地提出碳达峰、碳中和的“双碳”目标后，国家相继出台《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》《2030年前碳达峰行动方案》《中国应对气候变化的政策与行动》等一系列碳相关文件，对各行各业的减排减碳行动都提出了新要求，党的二十大报告中更是首次提出加快建设农业强国。我国各省市各县区由于农业资源禀赋差异和生产定位不同，如何协调好耕地资源的低碳化利用与区域碳收支的差异性和公平性便成了亟待解答的问题。
目前学者们根据自身学术背景和研究视角的不同，已对农业亦或是更为细化的耕地碳收支方面进行了丰富且有价值的探讨研究，为我国农业资源领域的碳减排奠定了深厚的理论基础。其中主要包括耕地碳收支测算及其时空特征研究[9-12]、耕地碳收支时空差异及其公平性研究[13-18]、耕地碳排放影响因素研究[19-24]、耕地碳排放与农业经济发展或粮食生产脱钩效应研究[25-29]。纵观现有研究，笔者认为依旧存在以下3方面的不足：(1)对耕地资源碳效应的认定多集中于碳源方面，仅考虑到其产生碳排放的不利一面，未全面考察其独特的碳源碳汇双重属性，研究视角较为单一。(2)对碳源的认定多聚焦于传统的化肥、农药、农用薄膜、农用柴油、翻耕、农业灌溉即农地利用方面，较少考虑到作物种植及土壤破坏也会产生甲烷和氧化亚氮不利气体，研究来源较为单调。(3)对研究对象的选取多倾向于全国层面、重要流域经济带、省市级层面等较大尺度空间，鲜有研究贴近生产实际且更为复杂的县级尺度空间，研究较为宏观。
基于上述研究背景、现状和不足之处，本文在系统科学地制定耕地碳收支指标测算体系的基础上，对江苏省2000—2020年耕地碳收支时空差异及其背后存在的政策自然成因进行测算分析，引入基尼系数，通过构建耕地碳排放经济效率系数和生态承载系数，基于县级尺度对江苏省耕地碳收支区域差异和公平性进行研究，继而在进行贴合实际的探讨启发后最终得出本文研究结论和政策建议，以期为江苏省了解并掌握各县级单位耕地碳收支差异、合理制定并划分碳减排指标提供理论和数据参考。
(一)区域现状
江苏省位于我国大陆东部沿海中心，东濒黄海，西连安徽，北接山东，东南与浙江和上海毗邻，介于30°45′N～35°20′N，116°18′E～121°57′E。截至2020年数据，江苏省土地总面积10.72万平方千米，占全国土地总面积的1.1%，年末总人口8 477.26万人，占全国总人口的6.0%，下辖13市95县712镇。地处美丽富饶的长江三角洲，属亚热带向暖温带过渡性气候，年均气温在13.6～16.1℃之间，年均降水量在704～1 250 毫米之间。平原辽阔，水网密布，湖泊众多，平原、水面所占比例居全国之首。自然条件优越，矿产资源丰富，经济基础好，是著名的“鱼米之乡”。2020年江苏省总播种面积747.84万公顷，占全国总播种面积16 748.70万公顷的4.47%；
粮食产量3 729.06万吨，占全国粮食总产量66 949.20万吨的5.57%；
农业产值4 102.16亿元，占全国农业总产值71 748.20亿元的5.72%。由此可见，作为我国粮食主产区之一，江苏省农业体量之大、投入之多、产出之盛无疑使得耕地资源内部碳收支问题日益复杂活跃。
(二)数据来源
江苏省化肥、农药、农用薄膜、农用柴油、农业灌溉、各粮经作物播种面积及产量均来自2000—2021年《江苏统计年鉴》，江苏省各县级单位农业投入数据及农业产值均来自历年《江苏省农村统计年鉴》。其中，化肥、农药、农用薄膜、农业柴油以当年江苏省实际使用数量为准；
农业灌溉以当年江苏省实际有效灌溉面积为准；
粮经作物播种面积和产量以当年江苏省实际播种面积和产量为准。
(一)耕地碳排放测算方法
耕地作为碳源时，会随着人类耕作利用过程中种植稻谷、小麦、玉米等农作物对土壤表层的破坏以及化肥、农药、农用柴油等农业生产资料的不断投入而产生直接或间接的碳排放。参考丁宝根[26]、吴昊玥[29]、田云[10]等学者的已有研究并结合实际农作物种植结构，采用排放系数法，笔者认为江苏省耕地碳排放主要来自以下2方面：(1)农地利用过程中化肥、农药、农用薄膜、农用柴油、农业灌溉即农业生产资料所产生的二氧化碳间接排放。(2)作物种植过程中稻谷、小麦、玉米、大豆、薯类即粮食作物所产生的甲烷和氧化亚氮直接排放。为保持数据单位一致性，便于进行横向对比分析，根据IPCC第四次评估报告，甲烷和氧化亚氮的碳转换系数分别取6.818 2和81.272 7。耕地碳排放测算公式如下所示：
E=∑Ti×δi
(1)
式(1)中，E表示耕地碳排放总量；
Ti表示第i种碳排放源的量；
δi表示第i种碳排放源的碳排放系数。
参考总结学者们的已有研究，同时为测算方便及数据获取所限，耕地各碳源及其碳排放系数如表1所示。
表1 耕地各碳源及其碳排放系数
(二)耕地碳吸收测算方法
耕地作为碳汇时，碳吸收量主要指农作物生长全生命周期过程中通过光合作用吸收固定大气中二氧化碳所形成的净初级生产力。参考罗红[16]、孙小祥[8]、王雅楠[12]等学者的已有研究并结合实际农作物种植结构，采用参数估算法，笔者认为江苏省耕地碳吸收主要来自以下2方面：(1)种植稻谷、小麦、玉米、大豆、薯类即粮食作物所产生的碳汇。(2)种植棉花、油菜籽、花生、蔬菜瓜果即经济作物所产生的碳汇。耕地碳吸收测算公式如下所示：
(2)
式(2)中，C表示耕地碳吸收总量；
Xi表示第i种作物的碳吸收率；
Yi表示第i种作物的经济产量；
r表示第i种作物的含水率；
Zi表示第i种作物的经济系数。
综合参考总结学者们的已有研究，同时为测算方便及数据获取所限，耕地各碳汇的碳吸收率、含水率及经济系数如表2所示。
表2 耕地各碳汇碳吸收率、含水率及经济系数
(三)耕地碳收支公平性测算方法
基尼系数是指国际上通用的，用以衡量一个国家或地区居民收入差距的常用指标，以横坐标为累计人口百分比，纵坐标为累计收入百分比。按照惯例，基尼系数在0.2以下、0.2～0.3、0.3～0.4、0.4～0.5、0.5以上时分别表示绝对平均、相对平均、比较合理、差距较大、差距悬殊，并以0.4作为分配差距的警戒线。参考卢俊宇[13]、田云[14]、刘欣铭[1]等学者的已有研究，采用梯形法，适时性地将横坐标转化为累计农业产值或耕地碳吸收量百分比，纵坐标转化为累计耕地碳排放量百分比。耕地碳收支公平性测算公式如下：
(3)
式(3)中，G表示基尼系数；
Xi表示累计农业产值或耕地碳吸收量百分比；
Yi表示累计耕地碳排放量百分比；
当i=1时，Xi-1和Yi-1均看作为0。
1.耕地碳排放经济效率系数。衡量一个行政单位耕地碳排放是否经济有效，不应单纯地仅关注农业产值，而应将该单位耕地碳排放量与其对应的农业产值相挂钩，以一定比例的耕地碳排放量对应相应比例的农业产值。本文通过构建耕地碳排放经济效率系数(Economic Efficiency Coefficient，EEC)来系统反映各单位耕地碳排放量与农业产值的协调程度，若EEC>1，即该单位农业产值占全省的比重大于其耕地碳排放量占全省的比重，说明该单位农业经济发展属于低排高效型；
反之，若EEC<1，则说明该单位农业经济发展属于高排低效型，与其农业产值不协调的过高耕地碳排放量会损害其他单位的碳公平，产生负外部性。EEC测算公式如下：
(4)
EEC表示耕地碳排放经济效率系数；
AGi表示该单位农业产值，AG表示江苏省农业总产值；
Ei表示该单位耕地碳排放量，E表示江苏省耕地碳排放总量。
2.耕地碳排放生态承载系数。衡量一个行政单位耕地碳排放是否生态有效，不应单纯地仅关注碳吸收量，而应将该单位耕地碳排放量与其对应的耕地碳吸收量相挂钩，以一定比例的耕地碳排放量对应相应比例的耕地碳吸收量。本文通过构建耕地碳排放生态承载系数(Ecological Carrying Coefficient，ECC)来系统反映各单位耕地碳排放量与耕地碳吸收量的协调程度，若ECC>1，即该单位耕地碳吸收量占全省的比重大于其耕地碳排放量占全省的比重，说明该单位具有较高的生态容量，可以在一定程度上分担其他单位的过高耕地碳排放量，为区域碳减排做出了自身的贡献；
反之，若ECC<1，则说明该单位过高的耕地碳排放量损害了其他单位的生态利益，也损害了其他单位的碳公平，产生负外部性。ECC测算公式如下：
(5)
ECC表示耕地碳排放生态承载系数；
Ci表示该单位耕地碳吸收量，C表示江苏省耕地碳吸收总量；
Ei表示该单位耕地碳排放量，E表示江苏省耕地碳排放总量。
(一)江苏省耕地碳排放时序特征
根据式(1)测算，江苏省2000—2020年耕地碳排放具体情况见表3、图1。江苏省耕地碳排放总体表现为“快速下降—波动上升—平缓下降”3阶段变化趋势，从2000年的1 061.86万吨先减后增至最高值2014年的1 105.62万吨，较2000年基期上升4.12%；
随后递减至2020年的1 057.48万吨，较2000年基期下降0.41%；
研究期内年均递增率为-0.02%，环比增速总体处于波动上升趋势。
表3 江苏省2000—2020年耕地碳排放具体情况
续表
图1 江苏省2000—2020年耕地碳排放量 及其环比增速变化情况
具体阶段如下：(1)2000—2003年为第一阶段，年均增幅为-28.92万吨，年均递增率为-2.80%，处于快速下降期。根据江苏省2001—2004年《国民经济和社会发展统计公报》，这一阶段由于遭受持续的暴雨、干旱灾害以及全国范围内非典疫情的影响，种植业结构的持续调整使得粮食种植面积骤减，粮食产量持续下降，耕地碳排放量也因此断崖式下跌。(2)2003—2014年为第二阶段，年均增幅为11.87万吨，年均递增率为1.15%，处于波动上升期。作为中间阶段的发力期和建设期，由于2005年起江苏省全面免征农业税以及“十一五”“十二五”时期农业规模化、产业化建设，粮食种植面积的稳步提升以及农业机械化水平的提高使得耕地碳排放增长显著。(3)2014—2020年为第三阶段，年均增幅为-8.02万吨，年均递增率为-0.74%，处于平缓下降期。随着2015年新发展理念的提出，“绿色”奠定了我国今后发展的总基调。江苏省“十三五”规划中明确提出深入实施农业现代化工程，加快转变农业发展方式，走产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的农业现代化道路，化肥农药的减量化和零增长行动以及农业科技的投入和新型农民素质的提高促使耕地碳排放稳步下降。
碳源结构中，化肥、农药、农用薄膜、农用柴油、农业灌溉、稻谷土壤、小麦土壤、玉米土壤、大豆土壤、薯类土壤年均递增率分别为-0.89%、-1.64%、2.74%、1.80%、0.40%、-0.001%、0.90%、0.94%、-1.18%、-6.67%，除农用薄膜、农用柴油、农业灌溉、小麦土壤和玉米土壤年均递增率为正值外，其余均保持一定程度的负增长。化肥、农药作为农地利用中最重要的化学制品和负增长碳源，2020年较2000年基期分别减少48.99万吨和12.73万吨，研究期内2者占比均在26%以上，预计未来将继续下降。农用薄膜、农用柴油、农业灌溉随着设施农业的体系化发展和农业机械化进程的推进呈不断上升趋势，2020年较2000年基期分别增加24.19万吨、21.31万吨和8.63万吨，研究期内占比也从17.21%提升至22.21%，预计未来将继续上升。粮食作物总体呈小幅上升态势，从2000年的533.58万吨提升至2020年的538.79万吨，稻谷土壤由于水稻种植面积的稳定而稳定，小麦土壤和玉米土壤随着粮食种植面积的调整而小幅提升。大豆土壤和薯类土壤由于基数较小的缘故，每年对耕地碳排放的贡献在1%以下，但随着国家对“油瓶子”安全问题的日益重视，扩种大豆油料、提高油料综合保障能力势在必行。
(二)江苏省耕地碳吸收时序特征
根据式(2)测算，江苏省2000—2020年耕地碳吸收具体情况见表4、图2。与耕地碳排放相比，江苏省耕地碳吸收总体表现为“波动下降—波动上升—平缓上升”3阶段变化趋势，从2000年的3 075.82万吨先增后减至最低值2003年的2 754.64万吨，较2000年基期下降10.44%；
随后波动递增至2020年的3 966.65万吨，较2000年基期上升28.96%；
研究期内年均递增率为1.28%，环比增速总体处于波动下降趋势。
表4 江苏省2000—2020年耕地碳吸收具体情况
图2 江苏省2000—2020年耕地碳吸收量 及其环比增速变化情况
具体阶段如下：(1)2000—2003年为第一阶段，年均增幅为-107.06万吨，年均递增率为-3.61%，处于波动下降期。与前文原因基本一致，持续的暴雨、干旱灾害以及非典疫情的大范围影响，种植业结构的持续调整使得粮经作物产量大幅减少，导致耕地碳吸收量下降显著。(2)2003—2016年为第二阶段，年均增幅为72.72万吨，年均递增率为2.30%，处于波动上升期。由于区域布局进一步集中，在保持苏南地区粮食生产基本稳定的基础上，突出加强苏中、苏北特别是苏北粮食主产区的建设力度。根据江苏省“十一五”“十二五”农业和农村经济发展规划，对基本农田的严格保护使得粮食面积呈现恢复性增长，2015年全省粮食面积542.46万公顷，较2010年增加14.23万公顷，粮食产量实现连续12年增产。但粮食结构的调整使得棉花、油菜、大豆等适应性减少，又受机械化程度低和种植效益不高等因素影响，2015年棉花、油菜播种面积比2010年分别减少14.14万公顷、8.44万公顷。(3)2016—2020年为第三阶段，年均增幅为66.65万吨，年均递增率为1.75%，处于平缓上升期。根据江苏省“十三五”种植业发展规划，推动淮北地区旱改水、苏南地区水稻生态补偿等重点工程实施；
划定粮食生产功能区，稳定水稻种植面积；
鼓励因地制宜推广“水稻+马铃薯”“水稻+西瓜”“小麦+花生”等粮经轮作高效种植模式，种种农业举措的推进使得耕地碳吸收再次呈逐年增长趋势。值得注意的是，由于2016年受超强厄尔尼诺影响，强降雨造成的洪涝灾害导致全省粮食播种面积缩减至13.28万公顷，比上年下降7%，因此出现断点。
碳汇结构中，稻谷、小麦、玉米、棉花、油菜籽、大豆、花生、薯类、蔬菜瓜果年均递增率分别为0.44%、2.61%、1.33%、-15.59%、-5.00%、-1.26%、-3.32%、-6.27%、2.59%，除主要粮食作物和蔬菜瓜果年均递增率为正值外，其余均保持一定程度的负增长。稻谷、小麦、玉米作为我国最主要的粮食作物，2020年较2000年基期分别增加131.79万吨、579.39万吨、73.13万吨，对碳吸收量的贡献率也从82.74%提升至83.93%，其中尤以小麦的贡献率从27.91%跃至36.25%，预计未来将赶上稻谷水平。棉花、油菜籽、花生作为减产最多的经济作物，2020年较2000年基期分别减少125.80万吨、148.68万吨、36.85万吨，这与粮经作物的种植占比、持续走低的棉花价格、种植成本高和劳动力不足有关，预计未来会随着国家对“油瓶子”安全问题的不断重视而有所回升。蔬菜瓜果虽然产量较大，但由于含水量较高的缘故，每年对耕地碳吸收的贡献保持在8%以上，2020年较2000年基期增加171.95万吨，预计未来会因人民对健康品质生活的追求而继续增加。
(三)江苏省耕地碳收支空间特征
为了更好地分析空间尺度下各县级单位耕地碳收支情况，借助ArcGIS软件，采用自然间断点分级法，将各县级单位划分为低中高3大碳排放区和碳吸收区，2019年江苏省各县级单位耕地碳收支具体情况见图3、图4。
图3 2019年江苏省各县级单位耕地碳排放情况
图4 2019年江苏省各县级单位耕地碳吸收情况
总体来看，各地区由于发展定位与资源禀赋不同，耕地碳排放量存在一定差异，表现为“北高南低”的分布格局。沭阳县、射阳县、兴化市、东海县、泗洪县、盱眙县、如东县、滨海县、东台市和大丰区位居前10位且均处于高碳排放区，其中首位的沭阳县耕地碳排放量高达39.31万吨，占当年耕地碳排放总量的3.71%。武进区、无锡市辖区、南京市辖区、镇江市辖区、锡山区、扬中区、浦口区、吴中区、苏州市辖区和南通市辖区位居后10位且均处于低碳排放区，其中末位的南通市辖区耕地碳排放量仅为1.08万吨，与首位的沭阳县相差35.40倍。高碳排放区、中碳排放区、低碳排放区内的县级单位分别有16个、30个、31个，耕地碳排放量分别为449.07万吨、464.01万吨、146.72万吨，占耕地碳排放总量的比重分别为42.37%、43.78%、13.84%。
与之相同，根据各地粮经作物的种植收成情况，耕地碳吸收量也存在一定差异，总体表现为“北高南低”的分布格局，且更加集中。沭阳县、东台市、东海县、兴化市、射阳县、大丰区、睢宁县、邳州市、铜山区和盱眙县位居前10位且处于高碳吸收区，但整体1 140.07万吨的碳吸收量远高于同期304.27万吨的碳排放量。沭阳县耕地碳吸收量更是高达137.12万吨，占当年耕地碳吸收总量的3.45%，再次稳居首位。前10位中徐州市独占新增的3县，表明其在苏北地区乃至整个江苏省的农业大市地位。镇江市辖区、常州市辖区、武进区、南京市辖区、浦口区、锡山区、南通市辖区、无锡市辖区、苏州市辖区和吴中区位居后10位且均处于低碳吸收区，其整体46.46万吨的碳吸收量也远高于同期18.81万吨的碳排放量。其中末位的吴中区耕地碳吸收量仅为2.28万吨，与首位的沭阳县相差59.14倍，区域差距进一步拉大。高碳吸收区、中碳吸收区、低碳吸收区内的县级单位分别有22个、26个、29个，耕地碳吸收量分别为2 202.31万吨、1 374.95万吨、393.77万吨，占耕地碳吸收总量的比重分别为55.47%、34.62%、9.91%。
根据式(3)、式(4)、式(5)测算，2019年江苏省各县级单位耕地碳排放经济效率系数和生态承载系数具体情况见图5、图6。总体来看，二者在空间分布上均呈现出一定的地域不平衡差异，且后者更为分散和明显。经济效率系数整体表现为“南北高、中间低”的分布格局，而生态承载系数整体表现为“西北东南斜线高、周边低”的分布格局。
图5 2019年江苏省各县级单位耕地碳排放经济效率系数
图6 2019年江苏省各县级单位耕地碳排放生态承载系数
经济公平性方面，江苏省各县级单位耕地碳排放经济效率系数的基尼系数为0.23，处于相对平均水平，整体农业经济发展较为公平。EEC大于1的县级单位共计42个，用占全省38.35%的耕地碳排放量贡献了55.29%的农业产值；
EEC小于1的县级单位共计35个，用贡献全省44.71%的农业产值却产生了61.65%的耕地碳排放量。具体来看，浦口区(6.39)耕地碳排放经济效率系数位居全省第一，用0.16%的耕地碳排放量贡献了1.00%的农业产值，经济转化率较为可观。武进区(3.92)、无锡市辖区(3.10)、吴中区(3.01)紧随其后位居前四位，但与浦口区差距明显，均处于经济效率系数较高区间。排名5～10位的依次是丰县(2.32)、常州市辖区(2.28)、锡山区(2.23)、南京市辖区(2.16)、扬中市(2.16)、江宁区(2.09)，均处于经济效率系数中等区间。这些县级单位大都处于苏南经济发达城市，沿江的外贸条件和完善的基础设施使得农业经济生产效率和碳转化能力较高。泗洪县(0.46)耕地碳排放经济效率系数位居全省倒一，用1.31%的农业产值产生了2.83%的耕地碳排放量，与第一的浦口区相差12.89倍，经济转化率较为差劲。排名后十位的依次是连云港市辖区(0.54)、如东县(0.55)、滨海县(0.55)、响水县(0.58)、阜宁县(0.60)、射阳县(0.60)、宿迁市辖区(0.60)、建湖县(0.61)、盱眙县(0.62)，均处于经济效率系数较低区间。这些县级单位以苏中、苏北地区为主，农业生产水平低下是引起不公平的主要原因。
生态公平性方面，江苏省各县级单位耕地碳排放生态承载系数的基尼系数为0.10，处于绝对平均水平，整体生态发展格局良好。ECC大于1的县级单位共计33个，用占全省50.51%的耕地碳排放量贡献了57.43%的耕地碳吸收量；
ECC小于1的县级单位共计44个，用贡献全省42.57%的耕地碳吸收量却产生了49.49%的耕地碳排放量。具体来看，丰县(1.62)耕地碳排放生态承载系数位居全省第一，用1.27%的耕地碳排放量贡献了2.06%的耕地碳吸收量，表明该县具有较高的生态环境容量，可以在自身碳平衡之外吸收周边地区的碳排放。东台市(1.34)、铜山区(1.33)、沛县(1.27)、泰兴市(1.24)、通州区(1.20)、淮阴区(1.20)、睢宁县(1.19)、姜堰区(1.19)、泗阳县(1.17)紧随其后位居前十位，各单位间差距不大，均处于生态承载系数较高区间。这些县级单位大都处于苏北粮食主产区，尤以农业大市徐州市为主，盛产小麦、水稻、玉米等粮食作物，碳排放量较大的同时碳吸收量更为显著。无锡市辖区(0.35)耕地碳排放生态承载系数位居全省倒一，用0.07%的耕地碳吸收量产生了0.20%的耕地碳排放量，与第一的丰县相差3.63倍，生态容量较为不足。排名后十位的依次是吴中区(0.40)、苏州市辖区(0.49)、常州市辖区(0.50)、高淳区(0.52)、武进区(0.56)、锡山区(0.63)、金坛区(0.68)、泗洪县(0.69)、邗江区(0.72)，均处于生态承载系数较低区间。这些县级单位以苏南经济发达城市为主，第三产业的兴盛和土地资源的紧缺限制了农业的规模发展，经济效率较高的同时生态容量严重不足。
基于对县级尺度下江苏省2000—2020年耕地碳收支时空差异及公平性的测算研究，发现江苏省耕地整体表现出较为可观的碳汇效应。净碳汇体量从2000年的2 013.96万吨逐渐递增至2020年2 909.17万吨，年均增幅为44.76万吨，年均递增率为1.86%，随着耕地碳吸收量的不断提升以及耕地碳排放量的有效削减，预计未来耕地碳效应长势良好。值得注意的是，这也与吴昊玥[5,32]等学者对中国耕地利用净碳汇及各省域碳效应强度的测算结果相符合，相较于中国整体耕地碳吸收基数与增速均高于碳排放，作为粮食主产区之一的江苏省耕地处于碳盈余状态便显得自然且合理。对于整体情况相近的其他粮食主产区省份可在学习借鉴江苏省耕地低碳化利用举措的同时，结合自身区位条件和生产实际制定符合本省需求的调控激励惩戒政策，以实际行动促使耕地碳源变碳汇。粮食主销区省份由于其相对发达的经济条件和人多地少的现实特征，可因地制宜发展休闲化、景观化、生态化文旅农业，同时需给予粮食主产区省份以一定的碳补偿[33]。产销平衡区省份在基本保持粮食自给自足的同时，可通过农业科技的投入和管理水平的提升进一步挖掘碳汇潜力，强化耕地净碳汇效应。同样值得注意的是，根据徐玥[34]、吴昊玥[32]等学者的测算研究，中国耕地碳排放或已于2015年达到峰值，各省级行政单位可能因为资源禀赋、生产定位和经济条件的不同导致达峰节点存在小幅差异，本文的测算结果显示江苏省耕地碳排放或已于2014年达到峰值，先于中国耕地碳排放整体达峰节点。
本文的局限和不足之处具体如下：(1)主要研究数据均来自历年《江苏统计年鉴》和《江苏省农村统计年鉴》，由于江苏省为省级计算数，且省级粮食、棉花、油料数据均为抽样调查直接推算数，故不等于全省各县级单位之和，这在一定程度上会影响计算的准确度。(2)受江苏省各县级单位行政区划调整更名和数据获取等因素影响，对耕地碳排放经济效率系数和生态承载系数的测算仅选取最近年份，并未全面计算例证，这也会影响对变化历程的完整性把握。(3)未来在进行相关研究时可丰富对数据年份完整性的选取，同时可在实地调研的基础上对数据及相关系数进行合理修正，以期未来对江苏省各县级单位耕地碳收支相关研究提供更加完整可靠的数据。
(一)研究结论
本文以县级尺度为切入视角，采用排放系数法和参数估计法间接测算江苏省2000—2020年耕地碳收支时空差异，并对背后存在的政策和自然成因进行挖掘，而后引入基尼系数，通过构建耕地碳排放经济效率系数和生态承载系数对各县级单位碳收支区域差异和公平性进行细致分析，具体结论如下。
1.随着低碳减排理念的逐步深入，江苏省2000—2020年耕地碳排放总体呈“快速下降—波动上升—平缓下降”3阶段变化趋势。前期因暴雨、干旱灾害及非典疫情的影响于2003年达到最低值，中期在大力建设中呈波动上升态势于2014年达到最高值，后期呈平缓下降态势且已低于基期。碳源结构中化肥、农药虽占比较大，但随着减量化和零增长行动而有所下降，农用薄膜、农用柴油、农业灌溉随着设施农业和机械化进程的加快而有所上升，作物种植在不断调整中渐趋稳定。各县级单位碳排放空间差异明显，总体表现为“北高南低”的分布格局，其中沭阳县最高，射阳县、兴化市、东海县、泗洪县次之，位居前五，南通市辖区最低，首尾相差35.40倍。
2.随着粮经作物种植结构的不断调整，江苏省2000—2020年耕地碳吸收总体呈“波动下降—波动上升—平缓上升”3阶段变化趋势。前期与碳排放影响因素相同于2003年达到最低值，中期因对基本农田的严格保护和粮食主产区的大力建设呈波动上升态势，但2016年由于受超强厄尔尼诺影响而出现断点，后期呈平缓上升态势且整体远高于碳排放。碳汇结构中稻谷、小麦、玉米等主要粮食作物和蔬菜瓜果因硬性需求大而稳步上升，棉花、油菜籽、花生等经济作物因价格和劳动力因素而下降明显。各县级单位碳吸收空间差异较大，总体也表现为“北高南低”的分布格局，且更加集中，其中沭阳县最高，东台市、东海县、兴化市、射阳县次之，位居前五，吴中区最低，首尾相差59.14倍。
3.2019年各县级单位耕地碳排放经济效率系数的基尼系数为0.23，处于相对平均水平，整体农业经济发展较为公平。经济效率系数整体表现为“南北高、中间低”的分布格局，苏南经济发达地区农业经济生产效率和碳转化能力较高，苏中、苏北地区农业生产水平较低。其中浦口区最高，武进区、无锡市辖区、吴中区、丰县位居前五但差异明显，泗洪县最低，首尾相差12.89倍。
4.2019年各县级单位耕地碳排放生态承载系数的基尼系数为0.10，处于绝对平均水平，整体生态发展格局良好。生态承载系数整体表现为“西北东南斜线高、周边低”的分布格局，苏北粮食主产区碳排放量较大的同时碳吸收量更为显著，苏南经济发达地区经济效率较高的同时生态容量严重不足。其中丰县最高，东台市、铜山区、沛县、泰兴市位居前五但差距不大，无锡市辖区最低，首尾相差3.63倍。
(二)政策建议
尽管江苏省耕地整体处于碳盈余的良好状态，但对耕地的减排减碳行动仍不可松懈大意。为进一步控制各县级单位耕地碳收支差异扩大化，在有效减少耕地碳排放量的同时还要积极增加碳汇，努力争取耕地在经济和生态2方面的碳公平，从而在维护区域碳平衡的同时也能助力“双碳”目标的早日实现。结合本文主要研究内容和研究结果，立足江苏省各县级单位的生产实际，具体建议如下。
1.耕地碳减排是行动基础。对以沭阳县为主的苏北粮食主产区单位要持续进行化肥、农药的减量化和零增长行动，有效控制化学制品的投入排放。农业技术部门可根据各地区耕地肥力的测算结果实施精确化肥料供给，并适当提高生物有机肥、农家绿色肥、生物农药的施用比例。各地在农业机械化水平提高的同时淘汰落后且污染高的老旧机器，引进绿色轻便且污染低的新型实用机器，推广使用喷灌、滴灌技术，有效减少化石能源的粗放利用。在低碳管理作物种植同时严禁秸秆的露天焚烧，加强秸秆的肥料化、资源化利用。
2.耕地碳增汇是有效手段。对以吴中区为主的苏南经济发达区单位要科学配置粮经作物的种植结构与密度，有效提高区域整体生态容量。在最初的育苗选苗方面就应加大科技研发与投入，培育抗旱、抗涝、抗病虫害等新兴种源，如低甲烷高淀粉的水稻品种，从而减少因自然灾害而导致的农业大幅减产。加大对农民的科学培训和农业知识宣传，培育新型职业农民，改变传统的靠天收种植管理模式，推广保护性耕作和种植覆盖作物以增加土壤固碳作用。在保证粮食安全的前提下增加经济作物的种植比重，提高农业综合生产固碳能力。
3.耕地减排增汇协同适应的碳交易市场是大势所趋。正因苏南经济发达区和苏北粮食主产区在资金、科技、土地资源等方面的较大差异，建立省级农业碳交易平台便成了可取之策，这也同样适用于粮食主产区和粮食主销区省份间的交易互动。参考福建厦门的全国首个农业碳汇交易平台，企业、工厂甚至城市可通过购买高生态容量地区的碳汇产品来抵消自身生产经营活动所产生的碳排放，以高碳源地区的资金来补偿高碳汇地区的生态，通过提供测算、交易、登记、监管等一站式服务促进农业生产转化为碳交易产品，推动农业“碳票”变“钞票”，有效缓解区域碳收支差异。
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