《Resources, Environment and Sustainability》：The Complex Network Transfer Pathways and Evolutionary Patterns of Embodied Carbon Emissions in China's Agricultural Industry Chain: An Empirical Analysis Based on Multi-Node Flow Characteristics
编辑推荐：
本研究针对全球气候变化与农业可持续发展交织背景下，中国农业碳流过程不清、减排策略针对性不足的问题，构建了“投入产出与复杂网络”耦合框架，基于六年投入产出表系统揭示了农业隐含碳转移结构与演化规律。研究发现农业碳排放呈现“增长-达峰-平台”三阶段演化，71.55%排放集中于农业、食品加工、食品制造和肥料生产四大部门；识别出建筑(S31)和基础化学原料制造(S16)为主要碳流入部门，电力热力生产供应(S21)和石油加工(S15)为核心碳流出部门，食品加工(S5)和专用化学品制造(S17)发挥关键中介作用。“肥料制造→农业”路径碳转移量最高，“农药制造→农业”路径自2012年显著强化。研究为农业碳减排提供了关键节点识别和系统治理的科学依据。
在全球气候变化与农业可持续发展双重挑战交织的背景下，农业作为基础产业同时是温室气体排放的重要来源。作为农业大国，中国对农业产业链内部碳流过程的认知仍不清晰，这严重制约了针对性减排策略的制定。现代农业经济体系呈现多部门深度互联的复杂结构，农业部门不仅依赖电力、化肥、农药等工业产品的稳定投入，更为食品制造、纺织等行业提供基础原料，最终延伸至餐饮等服务业并连接终端消费者。这种深度的产业依存关系在“双碳”目标下带来碳责任界定难题：农业使用高碳工业产品产生的间接排放常被简单归入工业部门，而食品制造等行业通过获取农产品原料产生的排放未被追溯，导致责任转嫁而非共担。
为系统揭示农业相关碳排放的转移结构与演化规律，支持产业低碳转型，高乐华、孙雯雯等研究人员在《Resources, Environment and Sustainability》发表研究，构建了“投入产出与复杂网络”耦合分析框架，基于2002、2007、2012、2017、2018和2020年六期中国投入产出表，对32个农业及相关部门的隐含碳流动进行系统量化，首次从多节点流特征视角揭示了中国农业产业链隐含碳转移的复杂网络路径与演化模式。
研究采用的核心技术方法包括：首先通过比例分配法将竞争型投入产出表转换为非竞争型表，消除进口产品影响；基于IPCC系数法和能源平衡表数据计算各部门直接碳排放强度；结合里昂惕夫逆矩阵测算最终使用引发的部门隐含碳排放；运用韦弗-托马斯复合指数法筛选关键碳流路径；构建有向加权网络分析节点权重度、中介中心性等拓扑指标，并采用模块度最大化原则进行社区结构探测。
研究结果揭示出多维度的重要发现：
农业部门隐含碳核算与结构特征
2002-2020年间农业直接碳与隐含碳排放均呈现“稳步上升-短暂下降-小幅回升”三阶段演变。隐含碳排放高度集中于少数关键部门，农业(S1)和食品加工业(S5)始终位居前两位，2020年四部门(农业、食品加工、食品制造、肥料制造)合计贡献71.55%的总排放量。畜牧业(S3)在养殖规模扩大背景下实现了隐含碳转移量下降，体现规模效应与绿色转型的协同可能。
产业链关键节点角色识别
建筑(S31)和基础化学原料制造(S16)是主要碳流入部门，电力热力生产供应(S21)和石油加工(S15)为核心碳流出部门。专用化学品制造(S17)自2012年起排放地位持续上升，成为新兴排放枢纽。食品加工(S5)、肥料制造(S9)和专用化学品制造(S17)保持高中介中心性，在碳流网络中发挥桥梁作用。传统能源部门的中介功能呈现系统性减弱趋势。
产业链内部关键碳流路径
“肥料制造(S9)→农业(S1)”路径碳转移量始终居首，2020年达77.56Mt。“农业(S1)→食品加工(S5)”作为稳定高碳流链路，体现农产品碳足迹的跨阶段继承性。“农药制造(S10)→农业(S1)”路径自2012年显著强化，反映农药生产能耗成为农业碳源结构重要组成。间接路径“肥料制造(S9)→食品加工(S5)”碳转移量从2002年9.80Mt升至2020年30.24Mt，呈现跨层级碳流特征。
网络整体拓扑结构时空演化
农业隐含碳流网络具备典型小世界网络特征：网络密度稳定在0.338-0.345，平均聚类系数0.574-0.598，平均路径长度1.514-1.691。这种高连接度、高聚类系数与短平均路径长度结构，使关键节点碳排放变化能够通过高效路径快速传导至全网络。
产业链碳关联效应动态演变
上游环节中，农业(S1)和食品加工(S5)对电力部门(S21)的碳拉动效应显著增强，对石油加工(S15)依赖度下降，体现农业生产能源消费的系统性转型。下游环节，食品相关行业对造纸业(S29)的碳驱动效应高度集中，2020年酒饮料精制茶制造业(S7)对造纸业的贡献度达92.5%，显示包装环节成为下游减排的关键结构性约束。
隐含碳网络社区结构演化
网络社区数从2002年四个收敛至2020年三个，呈现整合化趋势。形成三个功能分化的稳定核心集群：以电力部门为中心的高碳锁定集群、以石油和建筑行业为代表的需求驱动集群、以及由农业与农资部门构成的投入依赖集群。林业(S2)在特定时期与农业-农资集群的动态整合，显示农林业系统碳关联存在政策调控空间。
研究结论表明，农业碳减排路径已从单纯控制生产环节排放，进入需要协同推进上游能源结构转型与下游产业联动优化的系统阶段。基于网络结构特征，研究提出四方面政策启示：建立关键部门清单实施差异化管控；沿关键碳流路径构建产业链协同机制；融入网络结构特征建立动态治理体系；强化清洁生产与循环导向的系统转型。
该研究通过创新性地整合投入产出分析与复杂网络理论，首次系统揭示了中国农业产业链隐含碳转移的多节点网络流特征，不仅识别出关键部门，更重要的是揭示了碳排放通过交织非线性路径网络传递的机制，为识别减排关键点、促进农业与相关产业协同低碳转型提供了科学依据。研究的分析框架和方法体系也为其他产业部门的碳流网络研究提供了重要参考。
