基于STIRPAT模型的“兩型農業(yè)”發(fā)展驅動因素研究

李 飛，匡遠配

(湖南農業(yè)大學 經濟學院，湖南 長沙 410128)

基于STIRPAT模型的“兩型農業(yè)”發(fā)展驅動因素研究

李 飛，匡遠配

(湖南農業(yè)大學 經濟學院，湖南 長沙 410128)

基于擴展的STIRPAT隨機模型，引入農村人口、農村人均農業(yè)GDP、農村能源強度、產業(yè)結構、農村工業(yè)化水平、農業(yè)科技、農產品貿易等7個變量，利用1991—2009年的統(tǒng)計數據，對兩型農業(yè)發(fā)展的驅動因素及其增速進行了實證分析。結果表明：農村人均農業(yè) GDP對兩型農業(yè)驅動不明顯；農村人口、農村能源強度、產業(yè)結構、農村工業(yè)化水平、農產品貿易對資源節(jié)約有負向影響，農業(yè)科技對資源節(jié)約有正向影響；農村人口、農村能源強度、產業(yè)結構和農業(yè)科技對環(huán)境友好有負向影響，農產品出口對環(huán)境友好有正向影響；通過對資源節(jié)約和環(huán)境友好增速進行分解得出，產業(yè)結構是影響資源節(jié)約變動的最大因素，而農村能源強度是影響環(huán)境污染變動的最大因素。因此，促進兩型農業(yè)發(fā)展需要優(yōu)化農村產業(yè)結構、農村工業(yè)結構、農產品貿易結構和能源結構，構建兩型農業(yè)科技支撐體系。

兩型農業(yè)；STIRPAT模型；驅動因素

一、問題的提出

為應對我國環(huán)境惡化和農業(yè)發(fā)展日益嚴峻的資源瓶頸，黨的十七屆三中全會作出《關于推進農村改革發(fā)展若干重大問題的決定》，明確提出 2020年要基本建立形成資源節(jié)約型、環(huán)境友好型農業(yè)生產體系，確立了我國建設“兩型農業(yè)”的目標。作為兩型社會建設在農業(yè)產業(yè)的延伸，“兩型農業(yè)”迎合了生態(tài)文明發(fā)展主線，同時順應了當代“低碳經濟”的思想潮流，是一種具有多功能、復合效益的農業(yè)綜合發(fā)展體系?！皟尚娃r業(yè)”發(fā)展受到多重因素的影響。為了深層次了解“兩型農業(yè)”發(fā)展的原因和機制，進一步推進“兩型農業(yè)”建設，需要挖掘影響其發(fā)展的因素。本文把那些能對“兩型農業(yè)”發(fā)展起到正向作用的因素統(tǒng)稱為驅動因子。目前國內學者對于農業(yè)的驅動因素的研究主要集中在生態(tài)農業(yè)、有機農業(yè)、現代農業(yè)、綠色農業(yè)、循環(huán)農業(yè)上。陳潔等[1]運用因子分析法研究循環(huán)農業(yè)發(fā)展的驅動因素，認為農用土地生產率、耕地有效灌溉率、農村用電量強度是最主要驅動因子。王強等[2]運用聚類分析認為，現代農業(yè)發(fā)展的重要驅動因素是農業(yè)的投入、農業(yè)勞動生產率和農業(yè)基礎設施的投入。孫敬水等[3]利用擴展的 STIRPAT模型分析中國碳排放強度驅動因素，認為人均GDP、能源強度、單位能耗碳排放、產業(yè)結構、能源消費結構變動對碳排放強度有顯著正向影響，而人口、城市化率、國際貿易分工對碳排放強度影響不顯著；李春華等[4]利用 STIRPAT模型探究長沙市 1978—2005年耕地面積與社會經濟影響因素，研究表明，人口是引起長沙市耕地減少的最主要因素。中國人民銀行哈爾濱中心支行課題組[5]利用兩階段 LMDI分解模型，對黑龍江省碳排放驅動因素進行實證研究得出，經濟發(fā)展和能源強度是主要因素，降低能源強度是減少CO2排放總量的主要路徑。總體來看，作為IPAT 模型的拓展，STIRPAT模型指標全面。目前尚未有學者引入STIRPAT模型對“兩型農業(yè)”進行研究。筆者擬借助擴展的STIRPAT模型從農村人口、能源強度、產業(yè)結構、科技貢獻率、農產品進出口貿易等多個方面，實證分析兩型農業(yè)發(fā)展的主要驅動因子，并在此基礎上探尋促進兩型農業(yè)發(fā)展的對策。

二、模型構建與數據來源

1.模型構建

按照經濟學原理以及農業(yè)發(fā)展的基本規(guī)律，結合已有研究成果，筆者分析認為：1)農村人口(P)對于兩型農業(yè)發(fā)展有很強的正向影響關系。從農業(yè)中間消耗和農業(yè)污染總量來看，農村人口越多，農業(yè)中間投入和農業(yè)污染總量就越大。2)農村富裕程度(A)對兩型農業(yè)的影響復雜。作為農村經濟發(fā)展水平的“顯示屏”，人均農業(yè)GDP的增長勢必帶來農業(yè)中間投入的增加。而對農業(yè)污染總量表現出不確定性和雙向性。[6]如果人均農業(yè)GDP增長，農民更有采用節(jié)約型、環(huán)保型技術的經濟條件；但由于投入增加會使得污染也可能會相應地增加。3)農村能源強度(T)具有正向影響。農村能源強度越高說明能源消耗大，這對農業(yè)的中間投入和污染總量都有正向影響。4)產業(yè)結構(S)。農業(yè)在整個國民經濟中所占的比重越大，說明區(qū)域的農業(yè)特征越明顯，農業(yè)的中間投入和污染也會增大，也表現為正向關系。5)農村工業(yè)化水平(G)。鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)發(fā)展對農業(yè)的中間投入影響相對較小，但是工業(yè)污染對農村環(huán)境影響較大。6)農業(yè)科技(K)。隨著農業(yè)科技進步，資源節(jié)約型技術和資源綜合利用水平得到有效提高，能夠減少農業(yè)的中間投入。同時，環(huán)境友好型技術的采用也將有利于減少環(huán)境污染。7)農產品貿易(J or E)。農產品進口存在兩個出路，一是進口農產品直接進入消費領域；二是進口農產品作為投入品進入生產環(huán)節(jié)。進入生產環(huán)節(jié)的農產品進口將會減少農業(yè)生產和農業(yè)中間消耗。而出口農產品意味著國內農業(yè)會消耗資源來滿足國際市場需求，自然加重我國農業(yè)污染。據此，本文歸納得出兩型農業(yè)發(fā)展及其與各要素間影響的基本規(guī)律(表1)。

表1 關于驅動因素的基本規(guī)律

Enrlich與Holden于1971提出IPAT恒等式，即 I=P×A×T方程，認為環(huán)境壓力(I)由人口數量(P)、富裕度(A)、技術(T)這三個因素驅動，并且各因素的波動同比例傳遞給環(huán)境壓力。因為考察的變量數目有限，所能得到的研究結果基本限于環(huán)境壓力與能源、經濟及人口在宏觀上的量化關系，且僅能得到自變量對因變量的等比例影響，成為模型最大的局限。[7]為了克服上述缺陷，Dietz 和 Rose 將IPAT 模型表示成隨機形式——STIRPAT 模型，具體模型如下：[8,9]

其中，I為環(huán)境壓力，α1、α2、α3分別表示環(huán)境壓力(I)對人口(P)、經濟發(fā)展水平(A)、技術水平(T)的彈性系數，ε為隨機誤差項。

根據“兩型農業(yè)”發(fā)展的主要驅動因素，本文引入農村人口、人均農業(yè) GDP、農村能源強度、產業(yè)結構、農村工業(yè)化水平、農業(yè)科技、農產品貿易等變量，對STIRPAT模型進行擴展，擴展模型為：[10]

公式(2)中的tI表示農業(yè)的中間投入量(I1)和農業(yè)污染總量(I2)；P為農村人口數量；A為農村人均農業(yè)GDP；T為農村能源強度；S代表產業(yè)結構；G代表農村工業(yè)化水平；K代表農業(yè)科技；J為農產品進口總額；E為農產品出口總額；ε為隨機誤差項。其中 α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8分別表示農業(yè)污染總量和農業(yè)中間投入關于農村人口、人均農業(yè)GDP、農村能源強度、產業(yè)結構、農村工業(yè)化水平、農業(yè)科技、農產品進口額和農產品出口額的彈性系數。引入了相關變量擴展后的模型，使“兩型農業(yè)”發(fā)展的驅動因素能夠得到全面反映,模型更加符合實際情況。

為了減弱各變量指標數據中存在的異方差現象，本文對(2)式兩邊取自然對數，將模型轉化為線性回歸模型：

得到的(3)式為中間消耗的STIRPAT模型，(4)式為農業(yè)污染的STIRPAT模型。由于解釋變量或驅動因素所用的單位不同，在做多元回歸方程分析時，為了消除量綱和數量級的差異帶來的影響，樣本數據(對數形式)需要進行標準化處理。[11]本文采用樣本數據減去各自均值再除以標準差的方法得到標準化數據，最后用計量的方法估計未知參數，求得標準化回歸系數。

2.數據來源

本文根據1991—2010年《中國農村統(tǒng)計年鑒》得到農業(yè)的中間消耗量I1(單位為億元)作為資源節(jié)約的數據；農業(yè)污染總量I2是根據歷年《中國農村統(tǒng)計年鑒》、《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國農業(yè)年鑒》得到人、畜牧、家禽、化肥、農藥、水產養(yǎng)殖等數據，再利用國家環(huán)保部發(fā)布的污染系數，計算出歷年的農業(yè)污染總量作為環(huán)境友好的數據；[12]為了消除物價水平對人均農業(yè)GDP的影響，本文以1990年為基期，用GDP縮減指數計算出人均農業(yè)實際GDP(A,元)；農村能源強度(T)指標采用農村用能總量除以農業(yè)GDP表示；產業(yè)結構(S)采用農業(yè)GDP占GDP的比重表示；農村工業(yè)化水平(G)采用鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)增加值占 GDP的比重；農業(yè)科技貢獻率是借鑒潘鴻(2008)在《中國農業(yè)科技進步與農業(yè)發(fā)展》中的計算方法得出的；[13]農產品貿易總額是根據聯合國統(tǒng)計司COMTRADE數據庫中整理計算的結果。

三、兩型農業(yè)發(fā)展驅動因素實證分析

1.資源節(jié)約和環(huán)境友好驅動因素計量模型分析

因為本文采用的數據均為時間序列數據，所以在進行相關的計量分析之前，需要對這些數據進行平穩(wěn)性檢驗。以下筆者分別對lnI1、lnI2、ln P、ln A、ln T、ln S、ln G、ln K、ln J、ln E進行單位根 ADF檢驗(表 2)。

表2 各變量平穩(wěn)性的單位根檢驗結果

續(xù)表

由表2的分析可知，lnI1、lnI2、ln T、ln J、ln E序列都存在單位根，是非平穩(wěn)序列，ln P、ln A、ln S、ln G、ln K序列本身是平穩(wěn)的。ΔlnI1、Δln P、Δln A是非平穩(wěn)的，但是所有變量序列的二階差分在 5%的顯著性水平下均為平穩(wěn)的時間序列，故可以使用最小二乘法(OLS)估計而不會出現偽回歸。本文中筆者利用 Eviews6.0軟件對方程(3)、(4)進行回歸分析，回歸結果如表3和表4：

表3 農業(yè)中間消耗量(對數形式ln I1)關于各驅動因素的回歸模型

表4 農業(yè)污染總量(對數形式ln I2)關于各驅動因素的回歸模型

由表3可知，ln P、ln T、ln S對ln I1有顯著影響，從模型1—4可知，模型2的回歸結果最優(yōu)，各回歸系數在 10%的水平上顯著，且擬合效果最佳，模型不存在異方差和自相關，解釋變量間不存在多重共線性。由表4可知，ln P、ln T、ln S、ln E對ln I2影響顯著，綜合各種因素筆者認為模型7為最優(yōu)模型。

由模型2的回歸結果可知，農村人口、農村能源強度、產業(yè)結構、農村工業(yè)化水平、農產品進口額對農業(yè)中間消耗量有顯著正向影響，回歸系數從大到小排列依次為1.8524、0.6777、0.4944、0.1902和0.1800，即農村能源強度、農村人口、產業(yè)結構、農村工業(yè)化水平、農產品進口額每提高 1%，中間消耗量依次增加1.8524%、0.6777%、0.4944%、0.1902%和0.1800%。農產品進口與農業(yè)中間消耗成正比，這主要是因為我國現階段從國外進口的農產品如大豆和棉花，大部分沒有直接進入消費領域，而是作為投入品(在整個農業(yè)產業(yè)鏈條中作為原材料)進入生產環(huán)節(jié)，所以農業(yè)中間消耗遞增。同時隨著農業(yè)科技進步，我國農業(yè)逐步由資源密集型向技術密集型轉變，資源節(jié)約技術得到推廣和應用，降低了農業(yè)中間消耗，所以我國農業(yè)中間消耗與農業(yè)科技貢獻率成反向關系。

由模型 7的回歸結果可知，農村人口、農村能源強度、產業(yè)結構和農業(yè)科技貢獻率對污染總量有顯著正向影響?；貧w系數從大到小排列依次為2.8133、1.4357、1.2083、0.5166，即農村能源強度、產業(yè)結構、農村人口、農業(yè)科技貢獻率每提高1%，污染總量依次增加2.8133%、1.4357%、1.2083%、0.5166%。農業(yè)科技貢獻率與農業(yè)污染成正比，這表明我國目前的農業(yè)科技單純追求產量增長而過度消耗資源，沒有注重農業(yè)增長與環(huán)境保護平衡，導致農業(yè)污染加大。農產品出口與農村污染成反向關系反映了出口農產品需要應對國際貿易中嚴格的技術壁壘，需要與國際標準接軌，不斷提高技術標準，才能具有競爭力。與國內消費的農產品產生的污染相比，出口農產品按照國際標準實行清潔生產，對農業(yè)環(huán)境的影響相對較小。

2.各驅動因素對資源節(jié)約和環(huán)境友好的影響份額分析

表5 各驅動因素對農業(yè)中間消耗增長率變動和環(huán)境污染量增長率變動的影響分析

由表5的計算結果可知：1)各驅動因素對農業(yè)中間消耗增速的最大影響份額和對污染總量增速的最大影響份額都相對集中。1995年以后，農業(yè)中間消耗增速主要是由產業(yè)結構影響，因為我國農業(yè)GDP的增長由1995年的20340.9億元增加到2009年的60361.01億元。污染總量增速主要是農村能源強度影響。我國農村用能總量由1995年的66505萬噸標準煤增加到2009年的104021萬噸標準煤。2)從1991—2009年來看，農村人口、農村能源強度以及農村工業(yè)化水平對農業(yè)中間消耗的影響份額不突出，而產業(yè)結構、農業(yè)科技和農產品進口對其增長率影響較大。3)1991—2009年，農村人口對污染增長率變動影響比較穩(wěn)定，一直處于隱性狀態(tài)。因為在歸一化中人口所占的比重較小，同時農村人口增長率也很低，最終導致了農村人口因素對污染增長率變動不明顯。

四、結論與政策建議

1.結論

(1)影響兩型農業(yè)發(fā)展的主要因素是能源強度、產業(yè)結構和農村人口。這三者是影響資源和環(huán)境的共同正向因素。而且這三個驅動因素對資源節(jié)約的回歸系數之和為3.024431，占整個回歸系數的90%以上。另外這三個驅動因素對污染總量的彈性系數均大于 1，對農業(yè)污染的正向影響很大。在樣本數據區(qū)間，產業(yè)結構對資源節(jié)約增速有 10年處于最大影響份額，農村能源強度對環(huán)境污染增速有 12年處于最大影響份額。因此，應推進產業(yè)結構優(yōu)化和降低農村能源強度，以加快兩型農業(yè)發(fā)展。

(2)農產品進口不利于資源的節(jié)約。與一般認識相悖，農產品進口和資源消耗成正向關系而非假設中的負向關系，農產品出口和環(huán)境友好成正向關系。究其原因在于從國外進口的農產品主要不是直接作為食物供人們消費，而大部分是用來作為中間投入品，所以農產品進口意味著農業(yè)中間投入增加。傳統(tǒng)觀念認為，我國出口農產品的增長，很大程度上是對其他國家或地區(qū)資源消耗的一種替代，是導致我國農業(yè)污染加劇的主要原因。但分析表明，按照出口農產品的標準來進行國內農產品生產，對環(huán)境友好和資源節(jié)約是有利的。

(3)農業(yè)科技對兩型農業(yè)建設具有兩面性。農業(yè)科技與資源節(jié)約成正比，而與環(huán)境友好成反比。隨著我國科技成果在農業(yè)上的廣泛運用，科技對于提高資源利用效率有很強的驅動作用，但當今農業(yè)很大程度上還是石油農業(yè)，農業(yè)科技支撐清潔生產收效甚微，所以形成了農業(yè)科技加劇農業(yè)污染的局面。[16]

2.政策建議

基于以上研究結論，結合我國的實際情況，筆者認為，發(fā)展兩型農業(yè)應從以下方面采取措施：一是優(yōu)化農村用能結構，降低單位 GDP能耗。一方面政府應加強農村公共服務建設，加強沼氣、太陽能等農村清潔能源建設；另一方面政府應通過政策激勵，利用財政和金融手段幫助農戶改變用能結構，發(fā)展綠色能源，降低農村污染。二是加快產業(yè)結構優(yōu)化升級。大力發(fā)展綠色農業(yè)，淘汰落后的兩高(高污染、高消耗)農業(yè)。三是構建兩型農業(yè)科技支撐體系。重點攻關高效、高產和可持續(xù)集約化農業(yè)技術，促進農業(yè)系統(tǒng)的要素集約，創(chuàng)新農業(yè)技術推廣體系，增強節(jié)約型和環(huán)保型技術推廣和轉化能力。[17]四是加快新型工業(yè)化和新型農業(yè)化相結合步伐，推進農村工業(yè)化水平；五是調整農產品貿易結構，促進兩型農業(yè)生產。建立或者引進兩型農產品生產標準體系，引導進口農產品直接進入消費領域，調整出口農產品結構，在農產品國際貿易中發(fā)揮農業(yè)比較優(yōu)勢，推進資源節(jié)約型、環(huán)境友好型農業(yè)發(fā)展。

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Driving forces of development of“two-oriented agriculture”:Based on STIRPAT model

LI Fei,KUANG Yuan-pei
(College of Economics,Hunan Agricultural University,Changsha 410128,China)

The paper constructed the STIRPAT stochastic models.Using statistics data of 1991 to 2009,this paper empirically analyzed the driving forces of the development of two-oriented agriculture and the growth rate.The results showed that: the rural wealth level has no obvious effect on two-oriented agriculture,while factors such as rural population,rural energy intensity,rural industrial structure,rural industrialization level,agricultural trade have negative impact on resources conservation,and agricultural science and technology have positive impacts on resources conservation.Rural population,rural energy intensity,industrial structure of agriculture and agricultural science and technology have negative impacts on environment,agricultural exports have a positive impact on the environment.Agricultural structure is the most important factor affecting the range of resource-saving change,and rural energy intensity is also the most important factor affecting the range of environmental change.Therefore,we need to optimize the industrial structure in rural areas,rural industrial structure,agricultural trade structure and energy structure,and need to build two-oriented agricultural technology supporting system to advance the development of two-oriented agriculture.

two-oriented agriculture; STIRPAT models; driving forces

F323.2

A

1009-2013(2011)06-0010-07

2011－10－25

國家社會科學基金項目(09CJY055)；湖南省教育廳課題(09B050)；湖南省社會科學基金項目(2010JD21)；湖南省學科帶頭人培養(yǎng)計劃資助項目；湖南農業(yè)大學東方科技學院教改課題（DB2009002）

李 飛(1989—)，男，湖南益陽人，碩士研究生。研究方向為農業(yè)經濟理論與政策。

李東輝