全 文 ：中国生态农业学报 2014年 10月 第 22卷 第 10期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Oct. 2014, 22(10): 1231−1239


* 中国清洁发展机制基金“江西省应对气候变化十三五目标及工作思路研究”项目与国家自然科学基金项目(31270522)资助
** 通讯作者, E-mail: huqiwu1979@gmail.com
黄景裕, 主要研究方向为区域资源环境与可持续发展研究。E-mail: 804244974@qq.com
收稿日期: 2014−03−20 接受日期: 2014−08−05
DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.140383
鄱阳湖生态经济区农作物生产碳效率的时空变化*
黄景裕 1 尧 波 2 胡启武 1** 聂兰琴 1 付 姗 1
(1. 江西师范大学地理与环境学院 南昌 330022; 2. 江西师范大学科学技术学院 南昌 330022)
摘 要 提高农作物生产的碳效率是实现低碳农业的重要途径之一, 对我国应对气候变化、实现减排目标有
着重要的意义。本研究基于鄱阳湖生态经济区主要农作物生产过程中的碳投入量和产出量, 对鄱阳湖生态经
济区县域农业碳效率进行了估算, 分析了研究区农作物生产碳效率的时空变化。结果表明: (1)鄱阳湖生态经济
区农作物碳的生产效率从 2000年的 9.27 kg·kg−1(CE)增长到 2010年的 10.16 kg·kg−1(CE), 经济效率由 2000年
的 10.73 Yuan·kg−1(CE)下降到 2010年的 9.25 Yuan·kg−1(CE), 生态效率从 2000年的 1.76 kg(C)·kg−1(CE)上升
至 2010 年的 1.94 kg(C)·kg−1(CE); (2)鄱阳湖生态经济区农作物碳效率的空间分布呈现较为明显的集聚特征,
主要年份高效率区大都集中于该区的东南部地区, 低效率区主要集中在九江地区各县(市); (3)在碳投入一定的
情况下, 农作物碳的生产效率受农业发展水平和农作物经济产量的影响, 经济效率受粮食产量和价格的影响,
生态效率则主要受农业碳产出的影响。(4)鄱阳湖生态经济区大部分县(市)为碳汇区, 且高碳汇区逐年增多。
关键词 鄱阳湖生态经济区 碳投入 碳效率 农作物 低碳农业
中图分类号: S181; X511 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2014)10-1231-09
Spatio-temporal variations in carbon efficiency of crops in
Poyang Lake Eco-Economic Region
HUANG Jingyu1, YAO Bo2, HU Qiwu1, NIE Lanqin1, FU Shan1
(1. School of Geography and Environment, Jiangxi Normal University, Nanchang 330022, China;
2. School of Science and Technology, Jiangxi Normal University, Nanchang 330022, China)
Abstract Agricultural productions are very sensitive to climate change. Controlling agricultural greenhouse gases emissions is not
only a key issue in China’s efforts to address global climate change, but also an essential part of the country’s drive to accelerate the
shift in its agricultural development modes. For agriculture, crops and soils have substantial carbon sequestration potential. However,
agricultural production has induced large amounts of carbon emissions due to the usage of chemical fertilizers, pesticides,
machineries and other agricultural materials. Hence, developing low-carbon agriculture has largely depended on increasing carbon
efficiency of crop production. Previous studies on carbon efficiency of agricultural production had concentrated on the effects of
agricultural management and planting structure on carbon efficiency. However, studies on the spatial and temporal variations in
regional agricultural carbon efficiency had remained extremely unavailable, especially the underlying driving factors. As the main
grain production base in Jiangxi Province, Poyang Lake Eco-Economic Region has been promoted as a national strategy in 2009. In
this study, carbon input and output data of major crop productions in Poyang Lake Eco-Economic Region were obtained from Jiangxi
statistical yearbooks for 2001–2011. Subsequently, carbon production efficiency, carbon economic efficiency and carbon ecological
efficiency of crops were calculated at county scale. The objectives of this study were (1) to clarify the spatial and temporal patterns of
carbon efficiencies of various crops in Poyang Lake Eco-Economic Region, and (2) to discuss the underlying driving factors of the
spatial-temporal variations. Results showed that carbon production efficiency of crops varied from 9.27 to 10.16 kg·kg−1(CE) during
2000–2010. The variation pattern could be separated into three phase as “decline phase (2000–2003), smooth phase (2004–2007) and
increasing phase (2008–2010)”. Carbon economic efficiency of crops fluctuated but followed a downward trend with a range of
10.73 to 9.25 Yuan·kg−1(CE) in 2000–2010. Carbon ecological efficiency of crops ranged from 1.76 to 1.94 kg(C)·kg−1(CE) in 2000–
1232 中国生态农业学报 2014 第 22卷


2010. This was further divided into three phases as continuous declining phase (2000–2003), smooth development phase (2004–2007)
and continuous growth phase (2008–2010). Furthermore, carbon efficiency of crops showed a significantly characteristic spatial con-
centration in Poyang Lake Eco-Economic Region; where high carbon efficiency zones were mainly concentrated in the southeast of
the region for most of the years. However, low carbon efficiency zones were mainly concentrated in the counties around Jiujiang City.
In the case of stable carbon input, carbon production efficiency of crops was mainly influenced by the level of agricultural develop-
ment and crop yield. Carbon economic efficiency was mostly controlled by grain production and pricing system. The ecological effi-
ciency of carbon was mainly driven by agricultural carbon output. Most counties in Poyang Lake Eco-Economic Region were agri-
cultural carbon-sinks, which needed to be maintained by sustainable low-carbon agricultural developments.
Keywords Poyang Lake Eco-Economic Region; Carbon input; Carbon efficiency; Crop; Low-carbon agriculture
(Received Mar. 20, 2014; accepted Aug. 5, 2014)
近年来随着化肥、农药、农业机械等农用物资
的大量使用, 农业生产越来越依赖于化石能源的投
入, 由此而引发的碳排放成为重要的碳源[1−2]。研究
表明全球农业生态系统在人类活动所排放的温室气
体中的贡献约占 1/15~1/5[3]。许多学者已就不同区域
农业生产中所产生的碳排放进行了研究, 例如, 谷
家川等[4]对皖江城市带农田生态系统的碳排放动态
与农业碳循环过程进行了研究; 赵荣钦等 [5]探讨了
中国沿海地区农田生态系统碳源/汇时空差异; 李波
等 [6]测算了我国农业碳排放总量, 并分析了碳排放
量与经济发展间的关系。当前, 控制温室气体排放
积极应对气候变化已在不同领域形成共识。对于农
业而言, 一方面农作物、农田土壤具有巨大的固碳
潜力[7], 另一方面农业生产中又引入大量的碳排放。
因而提高农业生产中碳的利用效率无疑是实现农业
固碳减排的重要途径[8]。Mrini 等[9]研究发现小规模
种植甜菜的碳效率优于大规模种植。史磊刚等[8]在
华北平原的研究则表明夏玉米生产的碳综合效率最
高, 棉花次之, 冬小麦最低。Dubey等[10]测算了美国
俄亥俄州和印度旁遮普邦农业的碳效率, 并对两地
农业生产的可持续性进行了评价。刘利平等[11]基于
DEA 测算了我国省际农业碳效率, 指出提高碳效率
成为解决我国经济可持续发展的关键问题。李洁静
等 [12]对太湖水稻−油菜轮作生态系统的碳固定量与
碳投入量的研究显示, 有机无机肥配施相比于单施
化肥显著提高了碳的利用效率, 净碳汇量增加了 3
倍。类似的结论在江西红壤水稻田亦得到验证[13]。
近年来关于农业生产中的碳效率研究多集中于农田
种植结构、管理措施等对碳效率的影响, 区域农业
碳效率的时空动态及其驱动力分析则相对薄弱, 迫
切需要加强研究。
鄱阳湖生态经济区国土面积 5.12 万 km2, 占江
西省的 30%, 却承载了全省近 50%的人口, 创造了
60%以上的经济总量, 具有良好的发展基础。江西是
农业大省, 鄱阳湖生态经济区又是江西省的农业大
区, 全区生态农业发展势头强劲, 有机食品产量位
居全国前列, 是我国著名的鱼米之乡和重要的商品
粮油基地。本研究基于主要农作物生产过程中碳的
投入量和产出量, 测算了鄱阳湖生态经济区县域农
业碳的生产效率、经济效率和生态效率, 同时基于
县域尺度分析了其时空变化规律。研究结果将有助
于全面认识该区农业碳效率的时空差异, 为区域农
业固碳减排、实现低碳农业提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 研究区概况与数据来源
鄱阳湖生态经济区地处江西省中北部, 位于北
纬 26°29′~30°06′, 东经 114°29′~117°42′, 由 38 个县
市区组成 , 陆地面积 44 651 km2, 占全省面积的
26.75%。属亚热带季风气候区, 受东南亚季风环流
的影响较大。境内光、水、热资源丰富, 三者的高
值几乎同步。本区气候四季变化分明, 全年气候温
暖, 光照充足, 雨量充沛, 无霜期长, 适宜各种农作
物生长。
由于鄱阳湖生态经济区的 13 个设区市区农业
比重极小, 且数据难以获取, 所以本研究选取非市
区类县域作为研究单元, 共包括 25 个县(市), 时间
序列为 2000—2010年。考虑到行政区划的调整, 剔
除 2010年新设立的共青城市, 以保证研究单元的连
贯性和一致性。文中所涉及的各县(市)农业数据及社
会经济统计数据等均来源于 2001—2011年《江西省
统计年鉴》, 经济数据均采用可比价格, 图件数据来
自 1︰500 000中国基础地理数据。
1.2 碳投入量的估算
估算农业碳投入的碳源主要有 6 个种类: 一是
化肥使用过程中所导致的碳排放; 二是农药使用过
程中所引起的碳排放; 三是灌溉过程中间接耗费的
化石燃料所形成的释放碳; 四是农膜使用过程中所
导致的碳排放 ; 五是农地翻耕破坏土壤有机碳库 ,
致使大量有机碳流失到空中所形成的碳排放; 六是
由于农业机械运用而直接或间接消耗化石燃料(柴
油、电力等)所产生的碳排放。6 种主要农业碳投入
第 10期 黄景裕等: 鄱阳湖生态经济区农作物生产碳效率的时空变化 1233


的估算公式为:
5 5
1 1
( )I i i i
i i
C C F T A B C D
= =
= + = ×∂ + × + ×∑ ∑ (1)
式中: CI为农作物生产的碳投入总量, Ci为第 i种类
型的碳投入量, Ti为第 i 种碳源的使用量, ∂ i为第 i
个碳源的碳排放系数, F 为农业机械运用所产生的
碳排量, A为农作物种植面积, C为农业机械总动力,
B、D为农业机械碳源的碳排放系数。碳投入量统一
用碳当量来表示, 单位是 kg CE (carbon emissions),
各种农资或能源的碳排放参数见表 1。
表 1 农业各种碳源的碳排放系数[5−6,14−20]
Table 1 Coefficients of carbon emission of different agriculture resources[5−6,14−20]
碳源
Carbon resource
碳排放系数
Coefficient of agriculture
carbon emission
碳源
Carbon resource
碳排放系数
Coefficient of agriculture
carbon emission
化肥 Fertilizer 0.895 6 kg·kg−1 农膜 Agricultural film 5.18 kg·kg−1
农药 Pesticide 4.934 1 kg·kg−1 农地翻耕 Agriculture ploughing 319 kg·km−2
农业机械(B) Agricultural machinery (B) 16.47 kg·hm−2 农业灌溉 Agricultural irrigation 266.48 kg·hm−2
农业机械(D) Agricultural machinery (D) 0.18 kg·kW−1

1.3 碳的产出量
本研究中农作物的碳产出量是指农作物通过光
合作用固定在总生物量中的碳量。碳产出主要依据
农作物产量数据、经济系数和碳吸收率进行估算。
农作物的碳产出( Ct)估算公式为:
Ct= d
i
C∑ (2)
式中: Cd=Cf×Dw=Cf×Yw×H, i为第 i种农作物类型, Cd
为某种农作物对碳的产出量, Cf 为农作物合成单位
有机质干质量所吸收的碳, Dw 为生物产量, Yw 为经
济产量, H为经济系数。中国主要农作物经济系数 H
和碳吸收率 Cf见表 2[21]。
1.4 农业碳效率计算
参考史磊刚等 [8]的研究方法 , 农业碳效率分碳
的生产效率、经济效率、生态效率进行计算。其中,
农作物生产中碳的生产效率是经济产量与碳投入量
的比值, 是衡量碳投入的经济产量的效率指标。碳
的生产效率计算公式为:
表 2 中国主要农作物经济系数(H)与碳吸收率(Cf)[21]
Table 2 Economic coefficients (H) and C absorption rates (Cf) of major crops in China[21]
农作物名称 Crop name H Cf 农作物名称 Crop name H Cf
水稻 Rice 0.45 0.414 4 棉花 Cotton 0.10 0.450 0
小麦 Wheat 0.40 0.485 3 油菜 Rape 0.25 0.450 0
玉米 Corn 0.40 0.470 9 向日葵 Sunflower 0.30 0.450 0
高粱 Sorghum 0.35 0.450 0 花生 Peanut 0.43 0.450 0
谷子 Millet 0.40 0.450 0 甘蔗 Sugarcane 0.50 0.450 0
薯类 Potato 0.70 0.422 6 甜菜 Beet 0.70 0.407 2
大豆 Soybean 0.34 0.450 0 烟草 Tobacco 0.55 0.450 0
其他粮食作物 Other food crops 0.40 0.450 0

CC=Yw/CI (3)
式中: CC表示碳的生产效率, Yw为经济产量, CI表示
碳的投入量。生产效率越高, 表明投入单位数量碳,
产出的经济产量越多。
农作物生产中碳的经济效率是经济产值与碳投
入量的比值, 是测量农作物生产经济效益的指标。
碳的经济效率计算公式为:
CE=(Yw×P)/CI (4)
式中: CE 表示碳的经济效率, P为农作物经济产量的
可比价格。经济效率越高, 表明投入单位数量碳, 产
出的经济产量越多。
农作物生产中碳的生态效率是指农作物通过光
合作用固定在体内的碳量与碳投入量的比值, 是评
估农业生产可持续性的指标之一。碳的生态效率计
算公式为:
CS= Ct/CI (5)
式中: CS表示碳的生态效率, Ct表示碳的产出量, CI
表示碳的投入量。若碳的生态效率值小于 1, 表明农
业生产投入的碳量大于产出碳量, 该农业生产系统
是碳源; 若值越接近 0, 说明碳排放强度越大, 农业
生产的可持续性越低; 若值大于 1, 表明固定的碳量
大于投入量 , 该农业生产系统是碳汇 , 数值越大 ,
表明碳汇能力越强, 农业生产可持续性越高。
为确保不同时间尺度下各县域农作物碳效率的
1234 中国生态农业学报 2014 第 22卷


标准性与可比性, 参考王强等 [22]的方法, 按照当年
研究区县域农作物碳生产效率平均值的 0.5 倍、1.0
倍、1.5 倍, 把各县(市)农作物碳的生产效率归入低
效率区(效率值低于平均值的一半)、一般效率区(效
率值为平均值的 0.5~1.0倍)、较高效率区(效率值为
平均值的 1.0~1.5倍)和高效率区(效率值高于平均值
的 1.5倍)4种类型。同理, 按上述方法将各县(市)农
作物碳的经济效率亦分为低效率区、一般效率区、
较高效率区和高效率区 4 种类型。根据农作物碳的
生态效率含义将各县(市)生态效率分为碳源区(效率
值<1)、弱碳汇区(效率值 1.0~1.5)、一般碳汇区(效率
值 1.5~2.0)和强碳汇区(效率值>2.0)4种类型。
1.5 数据分析
采用 Excel 2003软件进行数据处理及统计制图,
利用 ArcGIS 9.2 进行地图制图, 文中统计显著性水
平设定为 α=0.05。
2 结果与分析
2.1 鄱阳湖生态经济区农作物碳的生产效率的时
空变化
2.1.1 碳的生产效率的年际变化
根据已给出的农作物碳投入估算公式、经济产
量、碳的生产效率估算公式等相关数据 , 测算
2000—2010年研究区农作物碳的生产效率及其环比
增速(图 1)。

图 1 2000—2010 年鄱阳湖生态经济区农作物碳的生产
效率(CC)
Fig. 1 Variation of carbon production efficiency (CC) of crops
in Poyang Lake Eco-Economic Region from 2000 to 2010
2000—2010年鄱阳湖生态经济区农作物碳的生
产效率由 2000年的 9.27 kg·kg−1(CE)增长到 2010年
的 10.16 kg·kg−1(CE), 碳的生产效率有一定的波动,
处于 “下降—平稳—上升” 的 3阶段变化趋势, 但总体
呈增长态势, 生产效率年平均增加 0.08 kg·kg−1(CE),
年平均增长 0.93%, 最高年份农作物碳的生产效率
与最低年份相差 2.11 kg·kg−1(CE)。研究区农作物碳的
生产效率的年际变化可以分为 3 个阶段: (1)缓慢下降
期(2000—2003年), 碳的生产效率由 9.27 kg·kg−1(CE)
降至 8.21 kg·kg−1(CE), 年平均增幅为−3.97%, 环比
增速介于−7.20%~0.27%; (2)平稳发展期(2004—2007年),
碳的生产效率由 9.51 kg·kg−1(CE)变为 9.38 kg·kg−1(CE),
环比增速介于−1.40%~0.93%。(3)缓慢增长期(2008—
2010), 碳的生产效率由 9.76 kg·kg−1 (CE)增加到
10.16 kg·kg−1(CE), 年平均增幅为 2.03%, 环比增速
介于−1.47%~5.64%。
2.1.2 碳的生产效率的县域空间变化
从图2可知 , 鄱阳湖生态经济区农作物碳的生
产效率空间集聚特征较为明显。以2010年为例, 碳
的生产效率前5位为万年县、武宁县、新干县、丰城
市、浮梁县, 这与该区农业生产力高、农作物经济
产量大有关。2000年研究区低效率区1个、一般效率
区15个、较高效率区7个、高效率区2个, 2010年则分
别为2个、8个、13个、2个, 10年来大部分县(市)仍属
于一般效率区与较高效率区, 低效率区与高效率区
的数量变化不大。县域农作物碳的生产效率总体呈
现波动增长的态势, 2000—2010年农作物碳的生产
效率年平均增长率前5位是九江县(7.70%)、新干县
(5.45%)、高安市(4.77%)、都昌县(4.19%)、万年县
(3.01%)。2000—2005年生产效率年平均增长率在
5.89%以上的只有九江县和星子县, 2005—2010年生
产效率年平均增长率在5.06%以上的有鄱阳县、余干
县、永修县、安义县、高安市、丰城市、新干县。
2.2 鄱阳湖生态经济区农作物碳的经济效率的时
空变化
2.2.1 碳的经济效率的年际变化
根据已给出的农作物碳投入估算公式、经济产
量及其可比价格、碳的经济效率估算公式等相关数
据, 测算2000—2010年研究区农作物碳的生产效率
及其环比增速(图3)。
2000—2010年鄱阳湖生态经济区农作物碳的经
济效率由2000年的10.73 Yuan·kg−1(CE)下降到2010
年的9.25 Yuan·kg−1(CE), 经济效率年平均下降0.13
Yuan·kg−1(CE), 年平均增加−1.48%, 最高年份农作
物碳的经济效率与最低年份相差 2.19 Yuan·kg−1(CE)。
研究区农作物碳的经济效率整体呈波动的下降态势,
年际变化分为两个阶段: (1)波动下降期(2000—2006年),
碳的经济效率由 10.73 Yuan·kg−1(CE)下降至 8.56
Yuan·kg−1(CE), 年平均增幅为−3.69%, 环比增速在该
时期出现最大值4.07%与最小值−13.08%; (2)缓慢增长
期(2007—2010年), 碳的经济效率由8.54 Yuan·kg−1(CE)
发展到9.25 Yuan·kg−1(CE), 环比增速介于0.69%~
4.51%。
第 10期 黄景裕等: 鄱阳湖生态经济区农作物生产碳效率的时空变化 1235



图 2 鄱阳湖生态经济区农作物碳的生产效率(a,b,c)及增长率(d,e,f)的空间格局(2000 年、2005 年与 2010 年)
Fig. 2 Spatial patterns of carbon production efficiency (a, b, c) and its’ increase rate (d, e, f) of crops in Poyang Lake Eco-Economic
Region in 2000, 2005 and 2010

图 3 2000—2010 年鄱阳湖生态经济区农作物碳
的经济效率(CE)
Fig. 3 Variation of carbon economic efficiency (CE) of crops
production in Poyang Lake Eco-Economic Region from 2000 to
2010
2.2.2 碳的经济效率的县域空间变化
研究区各县市农作物碳的经济效率呈现先下降
后上升的趋势(图 4)。2000年丰城市的农作物碳的经
济效率最高, 为 27.86 Yuan·kg−1(CE); 2000年研究区
的低效率区 0 个, 一般效率区 15 个, 较高效率区 7
个, 高效率区 3个, 2005年分别为 0个、16个、6个、
3个, 2010年则发展为低效率区 2个、一般效率区 8
个、较高效率区 13个、高效率区 2个, 效率高值区
有所增加, 近 5 年研究区农作物碳的经济效率已有
明显上升。县域农作物碳的经济效率总体为波动下
降态势。2000—2010年农作物碳的经济效率年平均
增长率后 5位是彭泽县(−10.22%)、湖口县(−8.87%)、
丰城市(−8.10%)、瑞安市(−6.77%)、德安县(−6.55%)。
2000—2005年经济效率年平均增长率在 4.10%以上
的有九江县、星子县、彭泽县、武宁县, 2005—2010
年经济效率年平均增长率在 4.90%以上的有彭泽
县、余干县、瑞昌市、新建县、都昌县、德安县、
万年县。
2.3 鄱阳湖生态经济区农作物碳的生态效率的时
空变化
2.3.1 碳的生态效率的年际变化
根据已给出的农作物碳投入和碳产出估算公
式、碳的生态效率估算公式等相关数据, 测算 2000—
2010 年研究区农作物碳的生态效率及其环比增速
(图 5)。
2000—2010年鄱阳湖生态经济区农作物碳的生
态效率由 2000年的 1.76 kg(C)·kg−1(CE)增长到 2010
年的 1.94 kg(C)·kg−1(CE); 碳的生态效率在前期呈现
持续下降的趋势, 2003 年之后平稳发展, 后期呈缓
慢增长态势, 总体为 “下降—平稳—上升” 的 3 阶段
变化趋势。生态效率年平均增加 0.02 kg(C)·kg−1(CE),
年平均增长 0.98%, 最高年份农作物碳的生态效率与最
低年份相差 0.35 kg(C)·kg−1(CE)。研究区农作物碳的生
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图 4 鄱阳湖生态经济区农作物碳的经济效率(a, b, c)及增长率(d, e, f)的空间格局(2000 年、2005 年与 2010 年)
Fig. 4 Spatial patterns of carbon economic efficiency (a, b, c) and its’ increase rate (d, e, f) of crops in Poyang Lake Eco-Economic
Region in 2000, 2005 and 2010

图 5 2000—2010 年鄱阳湖生态经济区农作物碳的
生态效率(CS)
Fig. 5 Variation of carbon ecological efficiency (CS) of crops
production in Poyang Lake Eco-Economic Region from 2000 to
2010
态效率的年际变化可以分为 3 个阶段: (1)持续下降期
(2000—2003年), 碳生态效率由 1.76 kg(C)·kg−1(CE)降
至 1.59 kg(C)·kg−1(CE), 年平均增幅为−3.36%, 环比
增速介于 −4.31%~−2.70%; (2)平稳发展期 (2004—
2007 年), 碳的生态效率由 1.76 kg(C)·kg−1(CE)发展
到 1.78 kg(C)·kg−1(CE), 环比增速介于−0.85%~1.92%;
(3)持续增长期 (2008—2010 年 ), 碳的生态效率由
1.84 kg(C)·kg−1(CE)增加到 1.94 kg(C)·kg−1(CE), 年平
均增幅为 2.85%, 环比增速介于 0.06%~5.71%。
2.3.2 碳的生态效率的县域空间变化
研究区农作物碳的生态效率空间集聚特征较为
明显, 总体为波动上升的趋势(图 6)。2000年碳源区
1个、弱碳汇区 9个、一般碳汇区 10个、强碳汇区
5个, 2005年分别为 1个、10个、6个、8个, 2010
年则分别为 2 个、6 个、5 个、12 个。碳的生态效
率上升趋势十分明显, 2000—2005 年农作物碳的生
态效率年平均增长率前 5位是九江县(11.45%)、星子
县(10.85%)、余干县(5.89%)、新建县(5.88%)、都昌
县 (5.25%)。2005—2010 年前 5 位依次为鄱阳县
(10.25%)、新干县(9.56%)、丰城市(7.85%)、永修县
(7.02%)、高安市(6.84%)。
3 讨论
3.1 鄱阳湖生态经济区农作物碳的生产效率的时
空变异
2000—2010 年, 鄱阳湖生态经济区农作物碳的
生产效率呈波动增长。碳的生产效率从 2000 年的
9.27 kg·kg−1(CE)上升至 2010年的 10.16 kg·kg−1(CE),
年平均增长率为 0.93%, 上升近 9.66%。随着农作物
产量的提高, 大部分县(市)农作物碳的生产效率也
明显增加, 其中九江县增幅最大, 年平均增长率达
到 7.70%。但个别县(市)如余干县、丰城市、湖口县
等却明显下降, 这是因为这些县(市)近 10 年的农作
物碳的投入量呈现高速增长态势, 超过了农作物产
量增加的速度, 例如余干县 2000年农作物碳的投入
第 10期 黄景裕等: 鄱阳湖生态经济区农作物生产碳效率的时空变化 1237



图 6 鄱阳湖生态经济区农作物碳的生态效率(a, b, c)及增长率(d, e, f)的空间格局(2000 年、2005 年与 2010 年)
Fig. 6 Spatial patterns of carbon ecological efficiency (a, b, c) and its’ increase rate (d, e, f) of crop in Poyang Lake
Eco-Economic Region in 2000, 2005 and 2010
量仅为 3.58万 t, 2010年增长为 12.79万 t, 这表明碳
投入量的增加与否是决定农作物碳的生产效率高低
的重要因素。这表明研究区近 10年以来, 农作物产
量的增加, 从而使农作物碳的生产效率得到提升。
2003年碳的生产效率明显降低, 并达到 10年间的最
低值, 究其原因主要是受威胁全国的非典型肺炎疫
情的影响。2004 年之后, 随着农业生产力的快速发
展, 农业水平的迅速提升, 单位面积农作物产量逐
年增加, 研究区的农作物经济产量也大大增加, 从
而使研究区农作物碳的生产效率稳步上升。
3.2 鄱阳湖生态经济区农作物碳的经济效率的时
空变异
2000—2010 年, 鄱阳湖生态经济区农作物碳的
经济效率总体呈现先下降后上升的发展态势。碳的
经济效率从 2000 年的 10.73 Yuan·kg−1(CE)下降至
2010 年的 9.25 Yuan·kg−1(CE), 年平均增长率为−1.48%,
下降近 13.82%。2000—2005年, 研究区农作物碳的
经济效率呈波动下降 , 其中丰城市下降幅度最大 ,
年平均增长率为−22.34%。这表明 2000—2005年, 研
究区受非典疫情和国家农业政策等因素影响, 农作
物产量下降, 农业碳投入相对加大, 从而使农作物
碳的经济效率波动下降。而在 2006年之后, 研究区
农作物碳的经济效率持续上升, 其中鄱阳县上升幅
度最大, 年平均增长率为 15.57%。这表明 2005—
2010 年, 随着社会经济的发展, 大量农用地转为非
农用地 , 农作物种植面积减少 , 农民进行农业活
动的积极性不高。因而国家出台相关的农业税减
免和提高粮食价格等政策 , 以提高农民种粮食带
来的收入从而稳定粮食生产的发展, 有利于保护农
民种粮的积极性。而粮食价格的提高和农作物经济
产量的增加, 则使农作物碳的经济效率得到了持续
的增长。
3.3 鄱阳湖生态经济区农作物碳的生态效率的时
空变异
2000—2010 年, 鄱阳湖生态经济区农作物碳的生
态效率呈波动增长趋势。碳的生态效率从 2000 年的
1.76 kg(C)·kg−1(CE)上升至 2010年的1.94 kg(C)·kg−1(CE),
年平均增长率为 0.98%, 上升近 10.23%。随着农业
水平和农作物产量的提高, 研究区总体的农作物碳
的生产效率也明显上升, 但个别县(市)如余干县、彭
泽县、瑞昌市等却有所下降, 这表明近 10年这些县
(市)农作物碳投入量的增长速度大于其碳产出的增
长速度, 碳汇功能呈现逐年下降的趋势。研究区主
要的强碳汇区分布较为广泛, 而碳源区主要集聚在
鄱阳湖周边县市。通过对比研究区农作物碳的生态
效率可以看出 , 碳产出明显大于主要途径碳投入 ,
1238 中国生态农业学报 2014 第 22卷


说明鄱阳湖生态经济区农作物具有较大的碳汇功
能。但随着农业各种碳源的增加和机械化程度的提
高, 碳投入量必然会进一步增加。
4 政策建议
4.1 大力发展低碳农业, 提高农业固碳减排能力
低碳农业是指在发展农业生产过程中, 采用和
推广各种先进技术, 以尽可能减少能量、物质消耗,
减少 CO2 等温室气体的排放, 减少环境污染, 从而
获得最大的经济效益、社会效益和生态效益[23]。当
前鄱阳湖生态经济区仍然 “高能耗、高物耗、高排放
和高污染” 四位一体的高碳农业为主, 在今后的农
业发展上应该要以发展低碳农业为重点, 推进农业
的可持续发展。例如, 以清洁高效的生物燃料代替
化石燃料, 减少在农业生产中所产生的碳排放; 大
力培育和推广抗高温、抗干旱、抗病虫害的优秀农
作物品种, 提高农作物的固碳减排能力; 实施科学
的农田管理技术, 实施少耕免耕、多熟复种和作物
轮作等手段, 提高农田土壤固碳的能力, 减少温室
气体排放。
4.2 合理利用农用化学品, 提高农用物资利用效率
农用化学品与物资利用效率的提升有助于更好
地实施农业碳减排。一方面, 合理利用农用化学品,
大力发展节水节能的现代农业, 使最少的农用物资
发挥最大的效能。例如, 加大有机肥的使用力度, 使
用节能农业机械, 推广先进节油减排的柴油机, 降
低燃油消耗。另一方面, 提高农用物资利用效率, 降
低其使用量来提高农业碳效率。例如, 根据作物生
长不同时期, 科学合理地进行化肥农药施用, 发展
喷灌滴灌等高效灌溉方式, 提升农机服务组织化程
度, 提高农业机械利用率。
4.3 科学规划农业效率区, 提高农业生产碳效率
据本研究所划定的低效率区、一般效率区、较
高效率区和高效率区, 可以发现, 碳效率较低的区
域大多为江西省传统的粮食主产区, 长久以来走的
都是“高能耗、高物耗、高排放和高污染”的高碳农
业发展模式, 农业碳投入量过大, 从而造成碳效率
偏低。因而低效率区更多的需要通过优化农业结构,
发展低碳农业和现代农业, 降低农业碳投入, 提高
农田生态系统的碳汇能力, 最终使农业生产的碳效
率得到提升。
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