中国农业污染减排潜力、减排效率与影响因素，本文主要内容关键词为：中国农业论文,潜力论文,效率论文,因素论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、引言
当前，我国农业污染已经成为继工业污染特别是水污染后的主要污染源。据第一次全国污染源普查公告显示，2007年度农业排放的COD、总氮(TN)和总磷(TP)达到1324.09万吨、270.46万吨和28.47万吨，分别占到全部排放量的43.71%、57.19%和67.27%。在工业污染得到初步有效控制后，更凸显出农业和农村污染成为下一步控制的关键。因此，为了缓解整体减排的压力，农业污染减排问题必然将作为下一减排的重点。这使我们不得不考虑农业污染减排的潜力、减排效率，以及农业污染减排效率的决定因素等问题。
因此，对于我国农业的污染减排，需要回答以下几个方面的核心问题：(1)农业污染的现状及演化趋势如何？各地区农业污染的分布特征怎样？目前除了第一次污染源普查提供了仅2007年度的基本情况外，还没有更为详细的统计资料，这为制定农业污染减排政策制造了障碍；(2)我国农业减排的潜力如何？各地区减排的潜力和效率存在多大差距？这是为下一步制定农业减排目标和实施农业减排政策提供现实依据；(3)农业污染减排的受制因素有哪些，其作用方向怎样？
本文首先通过清单分析方法对我国各省份农业和农村三种污染物(COD、TN和TP)排放量进行估计，考察我国农业污染的现状及地区分布；使用方向距离函数研究农业减排的潜力和效率；分析我国农业污染减排的影响因素，并提出合理的政策建议。
二、我国农业污染的时序演化与空间特征
以占世界不足7%的耕地来养活占世界22%以上的人口是我国农业长期以来面临的最大任务。随着人口增长、工业化和城市化的飞速发展，追求单产的提高是我国现代农业的主要目标。因此，“高投入、高产出和高废物”成为当前农业发展模式的主要体现。特别在水污染源上，农业和农村污染已经超过工业成为首要的污染源。以太湖为例，中国科学院南京土壤研究所近年对太湖流域农业面源污染的进一步研究显示，在太湖的外部污染总量中，工业污染仅占10%～16%，而农业面源污染已上升到59%①。因此治污必须从传统的单纯工业治污模式向农业与工业并重的模式转变。
然而，除了2010年发布的关于2007年度污染源普查公报的数据可以大致了解中国农业面源污染的现状外，还没有任何权威部门提供过我国农业和农村污染的数据，甚至连基本的农业污染统计调查体系还没有建立，也就无从得知农业污染的严重程度以及地区分布状况。相关的研究均是根据各地区农业和农村的污染单元②与污染产生量及污染排放量之间的关系，利用清单分析法来估计地区农业污染排放量(陈敏鹏、陈吉宁、赖斯芸，2006；赖斯芸，2004)。借鉴赖斯芸(2004)的农业污染排放量估算公式：
它由单元和空间特征(S)决定，表征区域环境、降雨、水文和各种管理措施对农业和农村污染的综合影响。各类系数在各地区由于土地类型、农业特点以及自然条件等存在较大的差别，在文献调研的基础上，建立不同区域各类型系数的数据库，本文综合样本地区相关研究结论进行分区赋值。另外，计算所需要的全国以及各省份其他数据主要来自历年的《中国统计年鉴》、《中国农村统计年鉴》、《中国农业年鉴》、《新中国60年统计资料汇编》以及各省份《统计年鉴》和农业统计资料。由于缺少海南、西藏的基础数据，上述清单分析结果不含此两省份，重庆并入四川计算，样本仅包含大陆28个省份。
(一)农业污染排放的时序演化
各年估计的COD、TN和TP的排放量见表1。本文的估计是以地级市为评估单位，且考虑的污染单元较为详细，与2007年度的普查数据比较发现，COD排放量差别较小，TN和TP的结果要比普查结果稍大。总体说明，清单分析法估计的农业和农村污染排放量结果基本适中，说明选择的分析方法和分析指标具有较强的可信度，因此，可以作为下一步分析的基础。
农业污染排放量大。与同期全国生活COD和工业COD排放量相比，多数年份农业COD均大于生活和工业COD排放，总磷(TN)和总氮(TP)的排放亦如此。说明农业污染已经超过工业和生活污染成为中国水污染的主要来源。
1995-2010年中国农业污染排放量呈现阶段化的变化特点。从初期的快速增长到1997年迅速下降，之后缓慢上升，2006年后又逐步下降，经历了一个“之”字型演化态势。1997年由于农产品价格的下跌，加之受“东南亚金融危机”的影响，农业整个产业的发展都受到了较大的抑制，也客观上对农业减排做出了较大贡献，当年农业COD排放比1996年下降约162.67万吨，TN和TP都呈现一定的下降趋势。随着农业的稳步发展，农业污染排放亦逐步增长，1997-2005年三种污染物排放量年均增长率达到2%、1.8%和1.6%。2006年后，三大污染量均呈现下降趋势，这与该时期农业结构的变化以及畜禽养殖规模的减少有直接关系。但2010年三大污染物又呈现反弹态势，分别比2009年增长了2.02%、1.37%和5.95%，减排形势不容乐观。
(二)农业污染排放的空间特征
从表2可以发现，中国农业污染排放量的分布呈现明显的区域性特征，且不同的污染物地区分布规律虽有所不同，但基本类似。按照排放量的大小依次可分为四类地区：Ⅲ类为排放量大的地区，如河北、山东、河南、四川等省份；II类为排放量较大的地区，如安徽、湖北、湖南、广西、云南、广东、江苏等省份；Ⅲ类为较少的地区，如内蒙古、甘肃、黑龙江、吉林、辽宁、江西、福建等省份；IV类地区为排放量少的地区，如山西、青海、北京、天津、上海、陕西、新疆等省份。显然，Ⅰ、Ⅱ类地区多数是中国的农业和粮食主产区，农业人口多、种植规模和畜禽养殖规模大，是造成这两类地区排放量居高不下的主要原因。表明目前中国农业粗犷型发展，生产规模是影响污染总量的主要原因，各地气候、降雨以及农业废物管理没有对污染排放造成显著影响。Ⅲ、Ⅳ类地区的特征要么城市化率较高，农业比重小；要么是农地面积广，规模小，集约化程度低，污染强度小的地区，这两类地区排放量均小于上述Ⅰ、Ⅱ类地区。
三、我国农业污染减排潜力与减排效率
(一)研究方法与思路
(二)农业污染减排潜力与减排效率
计算中除污染外所使用的数据及处理办法与石慧(2010)相同③，农业中间投入、生产性固定资产及农业总产值数据均按1995年不变价格进行了处理。利用模型(4)方向性距离函数DEA求解可得到COD、TN和TP的减排目标值，与原值相比较可得各自的减排潜力值与减排效率④。结果见表3所示。
从整体上，保持现有的农业投入水平和产出规模，全国每年可减少508万吨的农业COD、115万吨的TN和12.5万吨的TP排放，分别占到2007年农业面源污染量的38.37%、42.52%和43.91%，即约40%左右的农业污染物是“超标”排放的，减排潜力巨大。分地区考察，中西部地区是农业污染减排潜力贡献巨大的地区，约占全国农业减排潜力的80%以上，其中四川、河南、山东、河北、湖南、贵州等农业主产省份COD减排潜力较大，年均达到34万吨以上。而北京、上海、福建、浙江、江苏、湖北、内蒙古等是COD减排效率最高的地区，这些省份大多数属于东部省份或农业发达省份。TN和TP减排潜力较大的地区与COD规律类似，也主要集中在农业主产或农业大省，如河南、山东、河北、四川、安徽等地，其中TN年均减排潜力均在7万吨以上，TP年均减排潜力在8000吨以上。这些地区多数分布在中西部，东部只有河北和山东两农业大省减排潜力较大。TN和TP减排效率的地区分布规律亦基本相同。从全国平均水平看，农业COD、TN和TP的减排效率依次仅为67.84%、69.46%和74.57%，且呈现从东部到中西部地区依次递减的规律，东部与中西部减排效率相差较大。
此外，可以发现兼顾产出与减排的环境效率与三种污染的减排效率呈现正向的线性关系，说明中国农业的增长是可以出现波特假说中的“双赢”结果的。
四、农业污染减排效率的影响因素
由于目前并没有相关农业节能减排的标准及污染控制的依据⑤，不像工业和城镇，从宏观上考察影响农村减排效率的因素并没有现成的作用变量可供使用⑥。考虑到中国农业的生产小规模和一家一户的经营特点，农业生产的决策更多地受到家庭特征和因素的影响。因此，本文主要从农村家庭角度来考虑农业污染减排效率的决定因素。此外，研究表明，农业生产的污染主要来自于化肥的过量使用，农药的非科学施用以及畜禽养殖等⑦，因此影响化肥的利用效率、农药施用量以及畜禽养殖规模的因素也是农业污染减排效应的重要解释变量(李红莉等，2010)。
首先，农户的受教育程度是反映一个国家农业现代化的重要指标，而农业技术培训是提高农民受教育程度的重要渠道之一。通过农业技术培训农村劳动力受教育水平得到提高，农民掌握了更科学的施肥方法，包括需要考虑土壤、作物和施肥制度等因素，能够在生产中根据自身的情况合理施肥，更有效地发挥化肥的增产作用，更好地防止肥力的流失(杨增旭、韩洪云，2011)。此外，农作物的秸秆也能够得到再利用。在畜禽养殖上也能够做到更科学地循环利用畜禽废物。预期农户受教育程度是农业减排效率的重要影响变量。
其次是收入水平。农户收入水平提高会对减排效率产生两种效应(范里安，2009)：一是收入效应，随着收入的提高，农户更倾向于通过加大生产要素的投入，获得更多的农业产品，用于农业生产的化肥施用量以及其他生产资料也将增加，不可避免地造成污染物排放量的增加，影响减排效率的提高；二是替代效应，农户收入增加也有可能导致农民改变当前的生产资料品种，购买和使用高质量的生产资料，如控释肥和高科技饲料，这样更有利于农作物和畜禽吸收利用，从而有利于减排效率的提高。农户收入水平的变化对减排效率的影响取决于这两种效应的比较。
再次，在家庭特征中，从事农业生产的能力也是决定农业污染及效率的影响因素。农户的人均耕种面积体现了农户生产的规模和对土地的依赖性程度。农户人均播种面积规模的扩大具有规模经济效应。相对于种植规模较小的农户，种植规模较大的农户可有效地降低单位播种面积的固定投入成本和管理成本，能够以更低的单位成本获取农业技术信息和使用现代农业技术，对控制肥料的流失具有正向效应。但随着农户人均播种面积扩大，而劳动力相对不足，有可能使农户倾向于施用省时省工的肥料来替代传统农业生产中有机肥的使用，造成农业肥料的加剧流失，不利于减排效率的提升。同时，机械化的程度高低也可能影响着家庭农业或畜禽生产的经营效率，进而间接决定着农业污染的排放量及减排效率。
这样，函数所包含的变量有：因变量是各地农业COD、TN和TP的减排效率。自变量如下：资本：人均资本存量，以农村家庭人均机械总动力表示(k)；土地规模：人均播种面积(land)；人口及劳动力：户均人口数量(pp)和劳动力负担系数表示(lb)；工资收入：家庭劳动力中工资收入所占比重(ratio)；教育：农村家庭劳动力平均受教育年限(edu)；收入。建立如下决定减排效率的决定因素方程：
上述数据均来自各年《中国统计年鉴》，各省份《统计年鉴》以及《中国农村统计年鉴》，少部分来自国研网数据库和中经网数据库等较为知名的数据提供商。其中人均资本以各地人均机械总动力表示，用各省份机械总动力除以乡村人口得到。人均播种面积也亦同样办法处理。家庭特征变量人口与劳动力负担以各省份年鉴中公布的农村居民家庭情况的抽样调查平均得到；农村居民工资性收入占纯收入的比重也来自此处。教育水平以农村劳动力平均受教育年限表示，主要来自于《中国人口与就业年鉴》和《中国农村统计年鉴》，并以小学为6年，初中为9年，高中为12年，大专及以上为15年加权平均计算。此外，人均纯收入以各地区1995年不变价格的农村居民CPI折算成不变价格，其中由于上海、北京、天津三直辖市没有公布相应的农村居民消费价格指数，使用了三市的整体CPI来消涨。
表4是针对三种污染物减排效率的决定因素的回归结果，可以发现，F统计量均在1%的统计水平下拒绝适用于混合最小二乘的原假设，说明面板数据模型是恰当的选择；Hausman检验也表明三个方程均能在1%的显著性水平下拒绝固定效应和随机效应无差别的原假设，三种污染物均适用于固定效应模型作为最终的估计形式。
结果表明，人均受教育程度、农户收入水平和工资收入比重对减排效率的提升起着显著的作用。其中受教育程度每提高1年，减排效率相应地增加0.118、0.129和0.041，说明包含多种形式的教育是农业节能减排的持续长效的影响因素；收入水平每增加100元，减排效率相应地增加0.03、0.02和0.02，且统计显著，说明收入的替代效应超过了收入效应，对当前农业减排是有利的，这一效应也间接表现在工资性收入比重提高亦对减排起着关键作用。而其他变量，如固定资本、播种面积、劳动力负担系数、家庭人口等要么明显地阻碍减排效率提升，要么表现出一定的不确定性。其中固定资本和播种面积呈现出显著的减排抑制作用，这与当前农村家庭经营中劳动力严重不足，过多地依赖机械化和过多地投放生产资料的经营现状有直接关系，因此，从长期看，农业减排必须改变粗放式经营的模式。家庭劳动力负担则表现出一定的不确定性，系数的符号有正有负，且均统计不显著；家庭人口数量则对减排效率表现出显著的抑制性，每增加1人，减排效率分别下降0.018、0.011和0.013，说明过多的人口对农畜业生产造成较大的压力，为获得更多的产出，过多的、非科学的生产投入造成减排困难，因此家庭规模也是影响减排效果的重要因素。
五、结论与政策含义
农业减排是国家减排的重要组成部分。开展农业减排不仅有利于农村生态环境保护，改善农业生产和生活条件，也对实现全国节能减排目标具有重要意义。由于缺乏农村和农业污染排放的统计制度和体系，我国至今没有系统地发布农业污染的准确资料。本文使用清单分析方法根据污染单元估计了28个省份1995-2010年COD、TN和TP的排放总量，考察了其时序规律和空间分布特征；运用产出方向距离函数分析了农业减排的环境规制效应，分析了各地农业污染减排的潜力与减排效率，并进一步研究了其决定因素。主要研究结论如下：
1.与普查数据相比较，清单分析估计的农业污染排放量较为合理。估计结果显示，农业污染排放已经成为继工业污染又一大污染源，且没有得到基本的控制；1995年以来农业排放量没有呈现明显的增长，但呈现阶段性特点；排放的分布呈现明显的区域性特征，农业和粮食的主产区排放量较大、城市化率较高、农业比重小，或者农地面积广、规模小、集约化程度低的省份则表现出较少的排放量。
2.本文使用产出方向性距离函数分析了农业污染减排的经济学机制，认为农业可以实现促进农业产出增长的同时减少农业污染的排放。利用DEA方法估计了弱可处置性条件下的农业减排潜力、减排效率与环境效率。结果表明，全国农业COD、TN和TP的减排潜力巨大，分别达到年均508万吨、115万吨和12万吨，中西部地区明显高于东部地区。而与减排潜力相对应的是东部地区的农业减排效率则显著高于中西部地区，东部年均达到87%以上，而中部地区只有70%左右，西部地区均不足60%。
3.基于中国农业“小农”生产的特点，本文主要从农户家庭特征角度进一步探究了影响农业污染减排效率提升的因素。研究结果表明，人均受教育程度、农户收入水平和工资收入比重对减排效率的提升起着显著的作用。而其他因素，如固定资本、播种面积、劳动力负担系数、家庭人口等要么明显地阻碍减排效率提升，要么表现出一定的不确定性。上述研究有着以下政策含义：
首先，表明农业污染是继工业后的又一大污染来源，随着经济的发展，农业污染问题会逐步突出，这是因为农业污染会直接危害到食品安全以及人的生存环境，必须采取切实行动进行节能减排。当前最需要建立健全农业资源投入和污染排放的技术核查和统计体系，及时提供全面、准确的农业能源消费和污染数据，为纳入节能减排行动提供基础支撑。
其次，中西部地区特别是粮食主产省份农业减排效率低下，减排潜力显著大于东部发达省份。表明我国农业减排的压力集中于农业主产地区，农业规模和集约化程度是制约减排效率提高的重要因素，这些地区往往是我国经济欠发达的地区，这就决定了农业的减排不可能像工业减排一样或采取相同的减排措施。既要求保证农业和粮食生产，又要求农民付出了代价减排，而产生的环境效益往往又不能通过市场得到回馈，因此国家或东部发达地区必须给予不断的经济激励。
最后，从农户家庭特征角度来看，农业减排离不开农户的参与或积极性的提高。农户参与减排主要从间接角度进行。除了农民不断提升的教育水平、政府不断的技术培训是今后农户减排的重要举措，它们能有效地提高化肥的利用效率和农药的利用率⑧，而化肥和农药等的不合理使用则是农业污染排放的主要来源。
注释：
①韦黎兵.谁污染了中国水？南方周末,2010-03-24，http://www.infzm.com/content/42940
②污染单元是指产生农业和农村污染可合理计量的最小独立单元，它由污染的来源和特征决定，并受数据可获得性和政策制定需求的影响
③其中生产性固定资产数据得到了石慧博士的帮助，特此表示感谢
④污染减排效率定义成目标值与原值的比率，则减排潜力定义为原值与目标值的差
⑤2002年国家曾出台《畜禽养殖业污染物排放标准》，但标准同时说明“本标准适用于集约化、规模化的畜禽养殖场和养殖区，不适用于畜禽散养户”，更多的是技术标准，加上监管的难度，造成目前农业和农村污染控制处于监管真空。2007年在农业部关于加强农业和农村节能减排工作的意见中明确提出了2010年末要达到了化肥、农药及用水利用率目标，但由于不具有可核查性，也使得目标形同虚设
⑥工业污染及城镇生活污染治理或减排效率可由如治污投资、设备、技术、人员、污染去除率等来控制
⑦金书秦.把握农业生产特征破解污染难题，2011-06-23.
http://www.cenews.com.cn/xwzx/gd/qt/201106/t20110622_703567.html
⑧http://news.163.com/11/0117/14/6QJUHHTR00014JB6.html
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