中國化肥面源污染EKC驗(yàn)證及其驅(qū)動(dòng)因素

李太平 張 鋒 胡 浩

(1．南京農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，江蘇南京210095;2．江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與信息研究所，江蘇 南京210014)

中國化肥面源污染EKC驗(yàn)證及其驅(qū)動(dòng)因素

李太平1張 鋒2胡 浩1

(1．南京農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，江蘇南京210095;2．江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與信息研究所，江蘇 南京210014)

基于1990－2008年全國各省、市、自治區(qū)的面板數(shù)據(jù)，本文首先對(duì)中國化肥投入面源污染的庫茲涅茨曲線進(jìn)行驗(yàn)證，并對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中我國化肥投入面源污染時(shí)空演變規(guī)律的驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行理論與定量探析，以期為協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和諧發(fā)展，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)中國化肥投入面源污染庫茲涅茨曲線的低值超越找尋政策著力點(diǎn)。結(jié)果表明，中國化肥投入面源污染與宏觀經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間存在典型的倒U型曲線的關(guān)系。在影響中國化肥投入面源污染時(shí)空演變的諸多因素中，居民收入水平和環(huán)境需求水平的提高，有利于降低農(nóng)業(yè)環(huán)境的污染程度;農(nóng)民非農(nóng)就業(yè)程度的不斷提高、城鄉(xiāng)二元環(huán)境管理體制、蔬菜和瓜果類等經(jīng)濟(jì)作物的播種面積大幅度增長(zhǎng)和復(fù)種指數(shù)的提高是中國化肥投入面源污染不斷加劇的重要原因。農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步有利于降低中國化肥投入的面源污染，但由于中國農(nóng)戶的經(jīng)營規(guī)模小和農(nóng)業(yè)科技研發(fā)、推廣和應(yīng)用水平低下，使得農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步環(huán)境效應(yīng)并未得到充分發(fā)揮。

化肥;面源污染;EKC;驅(qū)動(dòng)因素

大量權(quán)威研究表明，在諸多引致因素中，因過量和不合理施用化肥所帶來的養(yǎng)分流失逐漸成為中國農(nóng)業(yè)面源最主要的來源之一［1－4］。中科院南京地理所對(duì)湖泊富營養(yǎng)化的研究表明，農(nóng)田肥料污染的負(fù)荷平均為47%，農(nóng)業(yè)面源污染物中總磷、總氮分別占滇池水污染物總負(fù)荷的46%和53%，占太湖水污染物總負(fù)荷的37%和13%。同時(shí)中國每年在糧食和蔬菜作物上施用的氮肥，有大約17．4萬t流失掉，而其中一半的氮肥從農(nóng)田流入江河湖海，對(duì)當(dāng)?shù)?、區(qū)域甚至全球范圍的環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)功能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。有證據(jù)表明，化肥的過量和不合理的施用是一些地區(qū)湖泊和河流如滇池、淮河、巢湖和太湖等遭受污染和水體富營養(yǎng)化的主要來源之一(國家環(huán)?？偩?，2005年)。

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在未來一段時(shí)間，中國農(nóng)業(yè)集約化壓力仍會(huì)不斷加大，如果政府不采取相關(guān)管理與規(guī)制措施控制農(nóng)戶過量和不合理的化肥投入，中國化肥投入的面源污染問題將會(huì)更加嚴(yán)重。中國化肥投入面源污染的強(qiáng)度和所處的經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段，使如何控制化肥投入的面源污染成為中國可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。盡管環(huán)境保護(hù)者和政策制定者已經(jīng)認(rèn)識(shí)到化肥施用對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境的破壞和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的負(fù)面影響，但是人們還沒有找到切實(shí)有效的控制與管理手段。因此，探尋中國化肥投入面源污染時(shí)空演變規(guī)律及其驅(qū)動(dòng)因素，意義重大。

環(huán)境庫茲涅茨曲線的理論假設(shè)表明，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)通過改變經(jīng)濟(jì)規(guī)模、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、技術(shù)水平，通過改變公眾和政府環(huán)境的需求彈性，通過促進(jìn)政府制定并實(shí)施相應(yīng)的環(huán)境政策和制度等方面對(duì)生態(tài)環(huán)境的變化產(chǎn)生一系列的影響。研究者［5］認(rèn)為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境質(zhì)量之間的關(guān)系類似于經(jīng)濟(jì)發(fā)展、收入分配之間的倒U型關(guān)系，也就是說，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境污染水平呈現(xiàn)出先上升后下降的倒U型曲線的變化特征。那么中國化肥投入的面源污染與宏觀經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間是否也存在這種耦合關(guān)系?如果存在，中國化肥投入面源污染環(huán)境庫茲涅茨曲線變動(dòng)規(guī)律的影響因素包括哪些方面?各因素的影響機(jī)理、影響方向與作用程度如何?

1 中國化肥投入面源污染環(huán)境庫茨涅茨曲線的驗(yàn)證

1．1 理論模型

參考前人研究［6］，本文選擇如下經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)——環(huán)境質(zhì)量的回歸方程來對(duì)中國化肥投入面源污染的環(huán)境庫茲涅茨曲線進(jìn)行模擬，模型的具體形式如下:

(1)、(2)式中，TNit、TPit分別為 i省在 t年化肥投入的總氮污染和總磷污染，α0、α1、α2、β1、β2、β3為模型系數(shù)，gdpit為i省在t年剔除通貨膨脹因素(以1990年為基期)后的人均GDP數(shù)量，ξit、δit為隨機(jī)誤差項(xiàng)。可以根據(jù)模型系數(shù)的符號(hào)對(duì)中國化肥投入面源污染與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系進(jìn)行判別，以總氮污染為例，若α1＞0且α2＜0，表明化肥投入的總氮污染與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間存在EKC曲線的關(guān)系，也即對(duì)中國化肥投入面源污染的環(huán)境庫茲涅茨曲線進(jìn)行了驗(yàn)證。

1．2 變量選擇與數(shù)據(jù)來源

本文在進(jìn)行化肥投入面源污染EKC驗(yàn)證的時(shí)，采用的是總氮污染(TN)和總磷(TP)污染作為化肥投入面源污染的指標(biāo)。已有的關(guān)于農(nóng)業(yè)面源污染定量測(cè)度的方法主要有四種:①利用自然科學(xué)領(lǐng)域的大量模擬和實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷進(jìn)行測(cè)度。但這類方法的監(jiān)測(cè)成本較高，而且相關(guān)記錄和普查數(shù)據(jù)較為缺乏，因此在大尺度區(qū)域采用加總小流域模擬結(jié)果的方法是不現(xiàn)實(shí)的;②以綜合調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的定量分析方法。近年來，中國學(xué)者對(duì)國內(nèi)重點(diǎn)流域和部分小流域進(jìn)行了多次的非點(diǎn)源污染調(diào)查，在此基礎(chǔ)上，學(xué)者構(gòu)建了基于單元綜合調(diào)查評(píng)價(jià)方法和清單分析方法，使之能夠適用于大尺度區(qū)域的農(nóng)業(yè)面源污染的測(cè)度;③尋求相應(yīng)的替代指標(biāo)，如利用化肥施用量或化肥施用密度指標(biāo)表示化肥施用帶來的面源污染，這些指標(biāo)忽略了其對(duì)水環(huán)境質(zhì)量的真實(shí)影響，無法在同一尺度上比較各地農(nóng)業(yè)面源污染的程度;④OECD養(yǎng)分平衡分析方法，該方法用氮、磷素的盈余量來表示農(nóng)業(yè)活動(dòng)對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境的污染程度。該方法具備簡(jiǎn)單易行的優(yōu)點(diǎn)，可以在較大程度上反映農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)水環(huán)境的影響，但養(yǎng)分平衡法并不能反映出氮磷素是留存在土壤中還是流失到大環(huán)境中，養(yǎng)分的流向存在“黑箱”的問題。

因此，基于單元的綜合調(diào)查評(píng)價(jià)方法在測(cè)度和分析化肥施用農(nóng)業(yè)面源污染方面具有無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，也能夠較好地適用于大尺度的農(nóng)業(yè)面源污染的測(cè)度［7］。本研究利用清單分析的思路，并充分考慮不同區(qū)域土地利用類型和化肥施用強(qiáng)度對(duì)面源污染影響差異性，以省(市、自治區(qū))為基本核算單位，對(duì)中國化肥施用的面源污染程度進(jìn)行測(cè)度。該方法主要評(píng)估農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥施用產(chǎn)生的污染物，在降水和灌溉過程中通過地表徑流和排水等途徑匯入地表水體引起的氮、磷污染。它的核心思想是以農(nóng)業(yè)活動(dòng)為出發(fā)點(diǎn)，以農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為依托，以單元為核心，假設(shè)一定的化肥施用量對(duì)應(yīng)一定的面源污染排放量，綜合多種分析方法建立化肥施用與污染排放量之間的響應(yīng)關(guān)系。同時(shí)，本文選取省際實(shí)際人均GDP作為衡量區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的指標(biāo)，運(yùn)用消費(fèi)者價(jià)格指數(shù)把各年的人均GDP數(shù)據(jù)調(diào)整到以1990年為基期，將以上年為100的環(huán)比CPI換算成為以1990年為基期的定基比指數(shù)。其中，定基比指數(shù)的換算方法為:本年以1990年為100的定基比CPI=本年以上年為100的環(huán)比CPI×上年以1990年為100的定基比CPI指數(shù)/100，上述兩方面指標(biāo)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要來源于歷年《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)資料》和《中國農(nóng)業(yè)年鑒》。

1．3 計(jì)量結(jié)果與討論

在進(jìn)行分析之前，需要對(duì)變量的平穩(wěn)性進(jìn)行檢驗(yàn)，單位根檢驗(yàn)是基于以下方程:

上式中，N為面板單位數(shù)量，T為面板單位的時(shí)間跨度，xit為外省變量，包括任何固定效應(yīng)或時(shí)間趨勢(shì)，υ為相互獨(dú)立的異質(zhì)擾動(dòng)項(xiàng)。判別面板序列的平穩(wěn)性準(zhǔn)則為:若|ρi|＜1，則對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)序列平穩(wěn)，而|ρi|=1，則所對(duì)應(yīng)的序列為非平穩(wěn)數(shù)據(jù)。為了使平穩(wěn)性檢驗(yàn)的結(jié)果更可信，本文同時(shí)選擇面板數(shù)據(jù)單位根檢驗(yàn)中的LLC檢驗(yàn)、IPS檢驗(yàn)、Fisher-ADF檢驗(yàn)和Fisher-PP檢驗(yàn)等四種方法，具體的檢驗(yàn)結(jié)果見表1。

檢驗(yàn)結(jié)果表明，各變量的原始數(shù)據(jù)并不平穩(wěn)，在對(duì)各變量取一階差分后，除了DGDP沒有通過Breitung檢驗(yàn)外，其他變量均通過了數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性檢驗(yàn)，可以對(duì)各面板數(shù)據(jù)序列進(jìn)行計(jì)量分析。根據(jù)Hausman檢驗(yàn)的結(jié)果，本文選擇截面固定效應(yīng)模型對(duì)中國化肥投入面源污染EKC曲線進(jìn)行模擬，模型的回歸結(jié)果如下:

表1 各變量面板單位根檢驗(yàn)結(jié)果Tab．1 Result of variables panel unit root test

模型的回歸結(jié)果(見表2和表3)驗(yàn)證了中國化肥投入面源污染環(huán)境庫茲涅茨曲線的存在，也即人均GDP與化肥投入的總氮污染、總磷污染之間存在典型的倒U型曲線的關(guān)系，且R2分別達(dá)到了0．982 413和0．889 806，具有很強(qiáng)的解釋力。各污染變量EKC曲線模擬的方程結(jié)果分別為:

總氮污染:TN=10．445 21+0．010 714GDP+(－3．13E－08)GDP2

總磷污染:TP=0．310 993+0．010 112GDP+(－4．25E－09)GDP2

上述模擬結(jié)果向我們傳達(dá)了兩方面準(zhǔn)確無誤的信息:第一，伴隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，中國化肥投入的面源呈現(xiàn)出先上升后下降的規(guī)律。但結(jié)合我國目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展所處的階段和政府環(huán)境管理與規(guī)制政策的完善程度，這種由于化肥過量和不合理施用所帶來的環(huán)境效應(yīng)將會(huì)持續(xù)加劇，進(jìn)而對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生一系列不良的影響。同時(shí)，由于地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不均衡性，使得各地區(qū)化肥投入面源污染所處的階段也存在差異。雖然我們并不能改變環(huán)境污染的變化路徑，但我們可以通過制定并完善農(nóng)業(yè)環(huán)境管理制度來實(shí)現(xiàn)EKC曲線的低值超越，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。第二，在化肥投入數(shù)量和化肥施用強(qiáng)度不斷增加的前提下，中國化肥投入面源污染呈現(xiàn)出先上升后下降的現(xiàn)象，其中最重要的原因之一可能是農(nóng)戶化肥施用技術(shù)的進(jìn)步帶來了化肥施用結(jié)構(gòu)的日漸合理和化肥利用效率不斷增加，降低了化肥投入的面源污染。因此，進(jìn)一步提高農(nóng)戶化肥施用的技術(shù)水平可能是控制并降低化肥投入面源污染的關(guān)鍵。

表2 中國化肥投入總氮污染EKC曲線模擬結(jié)果Tab．2 EKC curves of simulation result of total nitrogen pollution by chemical fertilizer inputs in China

表3 中國化肥投入總磷污染EKC曲線模擬結(jié)果Tab．3 EKC curves of simulation result of total phosphorus pollution by chemical fertilizer inputs in China

為了更清晰的闡明中國化肥投入面源污染環(huán)境庫茲涅茨曲線變化的決定因素，進(jìn)而找尋實(shí)現(xiàn)中國化肥投入EKC低值超越的政策著力點(diǎn)，本文接下來將對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中我國農(nóng)業(yè)化肥投入面源污染時(shí)空演變的驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行理論與實(shí)證分析。

2 中國化肥投入面源污染時(shí)空演變的驅(qū)動(dòng)因素分析

2．1 理論模型

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)水平、制度的變革以及農(nóng)產(chǎn)品需求數(shù)量和結(jié)構(gòu)等方面都將發(fā)生相應(yīng)的變化，進(jìn)而對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、耕地利用方式和農(nóng)業(yè)集約化程度的變動(dòng)產(chǎn)生影響，并在環(huán)境因子的作用下對(duì)化肥投入面源污染產(chǎn)生不同的影響。同時(shí)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來人們對(duì)高質(zhì)量農(nóng)產(chǎn)品以及農(nóng)業(yè)環(huán)境服務(wù)的需求增加，以及整個(gè)社會(huì)對(duì)環(huán)境的投資能力不斷加強(qiáng)，這些因素會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境的改善產(chǎn)生較強(qiáng)的正向影響。

具體而言，經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來居民收入水平的提高和消費(fèi)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的變動(dòng)產(chǎn)生影響，最終對(duì)農(nóng)業(yè)化肥投入的環(huán)境效應(yīng)產(chǎn)生影響。農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)變動(dòng)的重要內(nèi)容是種植業(yè)結(jié)構(gòu)的變動(dòng)，它的變化將導(dǎo)致化肥投入數(shù)量和強(qiáng)度發(fā)生變化，從而對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染產(chǎn)生不同的影響。種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整是經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)律的外在表現(xiàn)之一，是為了滿足居民日益多元化農(nóng)產(chǎn)品需求的結(jié)果，也是在耕地稀缺性增強(qiáng)的前提下追求單位耕地面積利潤(rùn)最大化的經(jīng)濟(jì)訴求，這必將帶來耕地利用過程中農(nóng)戶等生產(chǎn)主體化肥要素投入方式與投入強(qiáng)度的變化，進(jìn)而對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境的影響呈現(xiàn)出一定的特點(diǎn)。

經(jīng)濟(jì)發(fā)展伴隨著技術(shù)進(jìn)步，能夠優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要素投入品質(zhì)、結(jié)構(gòu)，降低化肥施用的面源污染效應(yīng)，可以有效的減少環(huán)境壓力。但我國農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步不明顯，農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣體系不健全和農(nóng)業(yè)技術(shù)使用主體的素質(zhì)相對(duì)較低，可能使得經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)中國化肥投入面源污染的技術(shù)效應(yīng)不能得到良好的發(fā)揮。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，政府的環(huán)境管理制度也將不斷完善，這有助于對(duì)農(nóng)戶的生產(chǎn)行為和環(huán)境治理行為進(jìn)行規(guī)范，進(jìn)而有效降低化肥投入的面源污染程度。

隨著農(nóng)業(yè)資源稀缺程度不斷提高，為了保障國家糧食安全和農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)穩(wěn)定，農(nóng)業(yè)集約化的壓力不斷加大，而相關(guān)政策制度的制定并不完善，這將導(dǎo)致化肥投入面源污染等一系列環(huán)境問題的產(chǎn)生。具體的邏輯思路為:①隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)化和城市化的逐步推進(jìn)，城市人口和城鎮(zhèn)就業(yè)人口的規(guī)模迅速擴(kuò)大，進(jìn)而增加了對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的需求，同時(shí)，以農(nóng)產(chǎn)品加工部門與行業(yè)的迅速發(fā)展，農(nóng)產(chǎn)品的中間需求增加，也會(huì)帶來農(nóng)產(chǎn)品需求數(shù)量的增加和需求強(qiáng)度的加大。為了滿足不斷增長(zhǎng)的農(nóng)產(chǎn)品需求，在耕地和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力日漸稀缺的環(huán)境下，化肥要素投入就成為解決問題的關(guān)鍵要素投入之一，施用數(shù)量的增加和施用技術(shù)的滯后，將形成面源污染效應(yīng)，進(jìn)而對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生潛在的不斷加大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。②經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市公共建設(shè)用地和非農(nóng)產(chǎn)業(yè)建設(shè)用地的需求大幅度增長(zhǎng)，而耕地資源開發(fā)和利用的成本最低，所以必然會(huì)出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中耕地快速非農(nóng)化的現(xiàn)象。目前，即使中國實(shí)行世界上最嚴(yán)格的耕地保護(hù)制度，所謂的占補(bǔ)平衡也并不能改變這一現(xiàn)狀?？偟膩碚f，耕地面積減少和耕地質(zhì)量的整體下降，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集約化的壓力不斷加大，化肥施用的面源污染也可能呈現(xiàn)日益加重的趨勢(shì)。③伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，非農(nóng)就業(yè)機(jī)會(huì)的增加，受比較利益因素的支配，大量農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力從農(nóng)業(yè)流向非農(nóng)產(chǎn)業(yè)，從農(nóng)村轉(zhuǎn)移到城市。這將直接增加農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力的機(jī)會(huì)成本，要素相對(duì)價(jià)格的變化將促使農(nóng)戶在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中更多地采用耕地集約型和勞動(dòng)力節(jié)約型的手段與技術(shù)，其中，化肥投入是最能夠?qū)崿F(xiàn)上述目標(biāo)的要素，它的施用量必將呈現(xiàn)出增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，對(duì)環(huán)境質(zhì)量的下降具有較大的潛在的風(fēng)險(xiǎn)。

同時(shí)，也要看到，經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)化肥施用面源污染的控制與改善也具有一定的正向作用。具體為，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的提高，人們對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量及其生產(chǎn)環(huán)境的需求將不斷提升，也就是說，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展可以使農(nóng)業(yè)環(huán)境質(zhì)量納入消費(fèi)者效用函數(shù)，從市場(chǎng)需求約束的角度誘使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者和政府逐步關(guān)注農(nóng)業(yè)環(huán)境質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)發(fā)展也為親環(huán)境農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)如測(cè)土配方施肥技術(shù)的使用和推廣提供了強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，最后，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展將帶來農(nóng)民教育程度的提升，環(huán)境認(rèn)知能力增強(qiáng)及環(huán)保意識(shí)更加深入，這些因素都能夠?qū)适┯妹嬖次廴镜目刂婆c改善產(chǎn)生積極影響。

圖1 中國化肥投入面源污染時(shí)空演變驅(qū)動(dòng)因素分析框架Fig．1 Analytic framework of driving factors of fertilizer non-point source pollution evolution in China

基于上述分析，構(gòu)建中國化肥投入面源污染環(huán)境庫茲涅茨曲線變化規(guī)律驅(qū)動(dòng)因素分析的理論模型，具體形式為:Yit=αi+∑jγjiXit+σ，其中 Yit表示化肥施用面源污染指標(biāo)，X為各影響因素，γ為表征各因素影響方向和影響程度的回歸系數(shù)，α為常數(shù)項(xiàng)，σ為誤差項(xiàng)，i表示省份，t表示時(shí)間(年份)。

2．2 變量選擇、指標(biāo)選取和數(shù)據(jù)處理

本文主要選擇1990－2008年中國各省(自治區(qū)和直轄市)化肥投入所帶來的TN和TP污染量之和作為因變量，選取城鄉(xiāng)二元環(huán)境管理制度、居民環(huán)境需求、農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步、耕地需求程度、農(nóng)民非農(nóng)化程度、和種植業(yè)結(jié)構(gòu)等為自變量，定量研究中國化肥施用面源污染時(shí)空演變的影響因素。其中，人均GDP的處理與前文相同，剔除了通貨膨脹因素的影響，統(tǒng)一調(diào)整到以1990年為基期;復(fù)種指數(shù)為各地區(qū)農(nóng)作物總播種面積與耕地面積的比值;蔬菜瓜果類作物播種面積占比是這幾類作物的播種面積除以各地區(qū)農(nóng)作物播種面積的結(jié)果;農(nóng)村居民收入結(jié)構(gòu)是通過農(nóng)村居民的工資收入除以純收入得到;城鄉(xiāng)居民收入差距用城鄉(xiāng)居民收入比來衡量，其中城鎮(zhèn)居民的收入為當(dāng)年城鎮(zhèn)居民人均可支配收入，農(nóng)村居民收入為當(dāng)年農(nóng)村居民的人均純收入。農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步是通過采用非參數(shù)的DEA-Malmquist指數(shù)方法將中國農(nóng)業(yè)部門的全要素生產(chǎn)率分別為科技進(jìn)步、純技術(shù)效率和規(guī)模效率，各自變量與因變量之間的預(yù)期作用方向見表4。

2．3 計(jì)量方法及模型結(jié)果

(1)計(jì)量方法

本文在這部分的分析采用同時(shí)包括截面數(shù)據(jù)(省、直轄市和自治區(qū))和時(shí)序數(shù)據(jù)(1990－2008)的面板數(shù)據(jù)，這是因?yàn)槊姘鍞?shù)據(jù)有著更大的數(shù)據(jù)樣本數(shù)量，自由度也更大，同時(shí)，截面變量和時(shí)序變量的結(jié)合信息能夠顯著地減少缺省變量帶來的問題。由于面板數(shù)據(jù)同時(shí)具備截面和時(shí)序的二維特性，模型的設(shè)定直接決定預(yù)設(shè)參數(shù)估計(jì)的有效性，所以首先必須對(duì)模型設(shè)定的形式進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)，主要是檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蛥?shù)在所有截面和時(shí)序樣本點(diǎn)上是否具有相同的參數(shù)，這點(diǎn)對(duì)實(shí)證結(jié)果是否符合預(yù)期十分關(guān)鍵。本文在面板數(shù)據(jù)估計(jì)上主要考慮齊性參數(shù)模型和變截距模型，也即根據(jù)Hausman檢驗(yàn)結(jié)果來選擇固定效應(yīng)模型或隨機(jī)效應(yīng)模型，同時(shí)根據(jù)的結(jié)果來選擇齊性參數(shù)方程或者變截距模型。

表4 模型變量名稱及其解釋Tab．4 Name and interpretation of model variables

(2)模型結(jié)果

根據(jù)Hausman檢驗(yàn)結(jié)果，本文選擇截面固定效應(yīng)模型進(jìn)行分析，模型運(yùn)行結(jié)果見表5。分析結(jié)果表明，消費(fèi)者環(huán)境需求彈性的增加和親環(huán)境技術(shù)的采用，有利于從整體上降低化肥投入的面源污染問題;城鄉(xiāng)收入差距變量的回歸系數(shù)為正，可以解釋為城鄉(xiāng)二元環(huán)境管理體制是加劇中國化肥投入面源污染的重要原因之一;農(nóng)戶家庭工資性收入占家庭總收入比重越高，說明農(nóng)戶家庭對(duì)農(nóng)業(yè)的依賴程度也就越低，往往更愿意通過增施化肥來替代農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力，而由于施肥理念和技術(shù)的滯后性，這必然帶來化肥投入面源污染程度的加大;復(fù)種指數(shù)是衡量農(nóng)業(yè)集約化程度的重要指標(biāo)，近年來，隨著復(fù)種指數(shù)不斷上升，同時(shí)又由于科學(xué)施肥技術(shù)的開發(fā)和推廣的滯后性，使得中國化肥投入面源污染的程度不斷提高。隨著農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)和需求環(huán)境的變化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了較大的變化，其中最重要的表現(xiàn)就是諸如蔬菜、瓜果類等經(jīng)濟(jì)作物播種面積的迅速擴(kuò)大。由于這類經(jīng)濟(jì)作物具有生產(chǎn)周期短、水肥需求量大和經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)，使得這些作物播種面積的擴(kuò)大逐漸成為近年來中國化肥投入數(shù)量不斷增長(zhǎng)和農(nóng)業(yè)化肥投入面源污染程度不斷加重的重要原因之一，模型的運(yùn)行結(jié)果也證實(shí)了這一論斷。

表5 中國化肥投入面源污染驅(qū)動(dòng)因素分析結(jié)果Tab．5 Analytic result of driving factors of fertilizer non-point source pollution in China

總體來看，農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步能夠?qū)释度朊嬖次廴具M(jìn)行改善，但規(guī)模效率并未通過顯著性檢驗(yàn)但影響方向與預(yù)期一致，可能是因?yàn)橹袊r(nóng)戶的耕地經(jīng)營規(guī)模超小和零碎，抑制了農(nóng)業(yè)技術(shù)環(huán)境改善效應(yīng)的充分發(fā)揮。

3 結(jié)論及啟示

本文從環(huán)境庫茲涅茨曲線理論出發(fā)，利用1990－2008年的省際面板數(shù)據(jù)，對(duì)中國化肥投入面源污染的環(huán)境庫茨涅茨曲線進(jìn)行驗(yàn)證，并對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)過程中我國化肥投入面源污染時(shí)空演變規(guī)律的驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行了理論與實(shí)證分析，以期為實(shí)現(xiàn)EKC曲線的低值超越找尋政策著力點(diǎn)和工作抓手。

研究結(jié)論表明，中國化肥投入面源污染與宏觀經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間存在典型的倒U型曲線的關(guān)系，也即隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，中國化肥投入面源污染成相處先上升后下降的趨勢(shì)，為了盡早實(shí)現(xiàn)EKC曲線的低值超越，需要在提高居民環(huán)境需求的同時(shí)，加大政府親環(huán)境政策的制定和實(shí)施力度與親環(huán)境施肥技術(shù)的開發(fā)推廣力度。在影響中國化肥投入面源污染時(shí)空演變的諸多因素中，居民收入水平和環(huán)境需求水平的提高，有利于降低農(nóng)業(yè)環(huán)境的污染程度;農(nóng)民非農(nóng)就業(yè)程度的不斷提高和農(nóng)民非農(nóng)收入的不斷增長(zhǎng)加重了中國化肥投入的面源污染;城鄉(xiāng)二元經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和環(huán)境管理政策體制，加劇了化肥投入面源污染的程度;近年來蔬菜和瓜果類等經(jīng)濟(jì)作物的播種面積大幅度增長(zhǎng)，使得單位耕地面積的化肥投入強(qiáng)度快速加大的同時(shí)也加重了對(duì)環(huán)境的污染;復(fù)種指數(shù)不斷增加，是造成化肥投入面源污染壓力加劇的重要原因;農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步有利于降低中國化肥投入的面源污染，但基于中國農(nóng)戶的超小規(guī)模經(jīng)營和農(nóng)業(yè)科技研發(fā)、推廣和應(yīng)用水平低下的現(xiàn)實(shí)，使得農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步環(huán)境效應(yīng)并未得到充分發(fā)揮。

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Authentication of the Kuznets Curve in Agriculture Non-point Source Pollution and Its Drivers Analysis

LI Tai-ping1ZHANG Feng2HU Hao1
(1．College of Economics ＆ Management，Nanjing Agricultural University，Nanjing Jiangsu 210095，China;2．Agricultural Economy and Information Research Institute，Jiangsu Academy of Agricultural Sciences，Nanjing Jiangsu 210014，China)

Based on the panel data of each provinces from 1990 to 2008，this paper authenticates Environmental Kuznets Curve hypothesis of the non-point source pollution of fertilizer input in China，then the paper analyzes the drivers of the non-point source pollution change of fertilizer input．The results show that China’s chemical fertilizer input point source pollution and economic growth exists between the typical inverted U-curve relationship．China’s chemical fertilizer input in influencing the spatial and temporal evolution of point source pollution of many factors，income levels and raising the level of environmental needs，help to reduce pollution in the agricultural environment;farmers increasing levels of non-agricultural employment，urban and rural environmental management system vegetables and melons and other economic crops and cropping acreage increased substantially increase fertilizer input is risingpoint source pollution，an important reason．Technological advances in agriculture is conducive to reducing China’s chemical fertilizer input point source pollution，but because of China’s small-scale farmers and agricultural science and technology research and development，promotion and application of low level，making the environmental effects of technological advances in agriculture have not been fully realized．

Fertilizer;non-point source pollution;EKC;Drivers

F323．22

A

1002－2104(2011)11－0118－06

10．3969/j．issn．1002－2104．2011．11．020

2011－08－06

李太平，博士，副教授，主要研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)理論與政策。

中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目“我國食品安全的風(fēng)險(xiǎn)管理研究”(編號(hào):KYZ201009);國家社會(huì)科學(xué)基金重大招標(biāo)項(xiàng)目“建設(shè)以低碳排放為特征的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系和產(chǎn)品消費(fèi)模式研究”(編號(hào):10zd＆031);江蘇省普通高校研究生科研創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目“近一個(gè)世紀(jì)以來中國農(nóng)家經(jīng)濟(jì)及農(nóng)戶耕地利用行為研究——與Buck資料的比較”(編號(hào):X09B—063R)。

(編輯:常 勇)