基于環(huán)境“EKC”理論的農(nóng)村面源污染實(shí)證研究

郭 文，孫 濤

（南京航空航天大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，江蘇 南京 210006）

農(nóng)村面源污染指的是在農(nóng)村農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，化肥和農(nóng)藥等化學(xué)制品的不當(dāng)使用，以及農(nóng)作物秸稈、畜禽糞尿、農(nóng)村生活污水和生活垃圾等農(nóng)村廢棄物處理不當(dāng)而造成的農(nóng)村生態(tài)環(huán)境污染，它具有分散性、隱蔽性、不確定性和不易監(jiān)測性的特點(diǎn)。近年來，由于農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的迅速惡化，農(nóng)村面源污染越來越受到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。Grossman and Krueger于1995年首先提出了環(huán)境“EKC”曲線，他們認(rèn)為環(huán)境質(zhì)量隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈現(xiàn)先惡化后改善的“倒U”形關(guān)系[1]。Panayotou在1997年運(yùn)用環(huán)境“EKC”假說構(gòu)建了一個(gè)基于區(qū)域農(nóng)業(yè)面源污染的計(jì)量模型，并分析了其影響因素，包括經(jīng)濟(jì)增長、要素價(jià)格和面源污染防治政策等[2]。Dale1998年報(bào)道，認(rèn)為在經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期，區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)條件限定的條件下，經(jīng)濟(jì)規(guī)模將對(duì)區(qū)域污染帶來重大影響，即農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模越大越容易產(chǎn)生嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)面源污染[3]。在我國，由于農(nóng)村長期的粗放式經(jīng)濟(jì)增長方式，給農(nóng)村帶來了嚴(yán)重的面源污染。據(jù)林葆[4]統(tǒng)計(jì)，我國2003年的化肥使用量超過400 kg/hm2，居世界第一位，但是化肥的可利用率僅為30%～40%，化肥的使用極其不合理。周早弘[5]研究表明，農(nóng)作物秸稈在飼料加工、生物能源利用、肥料與工業(yè)原料生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域有著廣泛用途，但是我國農(nóng)作物秸稈的綜合利用率卻非常低，還不足15%。梁流濤[6]的研究內(nèi)容也涉及到了農(nóng)村面源污染，他認(rèn)為我國主要的農(nóng)村面源污染來源有農(nóng)藥化肥的使用、畜禽養(yǎng)殖的糞尿以及農(nóng)作物秸稈的焚燒等，并提出了農(nóng)村面源污染的具體核算方法；他認(rèn)為我國農(nóng)業(yè)面源污染排放量和排放強(qiáng)度整體上都呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，其對(duì)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境壓力也逐步增大。張暉等[7]結(jié)合江蘇省時(shí)序數(shù)據(jù)分析了農(nóng)業(yè)面源污染的環(huán)境“EKC”假說，并計(jì)算了曲線的拐點(diǎn)為22 762.3元；張智奎等[8]對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與農(nóng)業(yè)面源污染的關(guān)系進(jìn)行了協(xié)整檢驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)面源污染的影響存在短期效應(yīng)和長期效應(yīng)的區(qū)別，短期內(nèi)體現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)，而長期內(nèi)符合環(huán)境“EKC”假說。鑒于以上分析，文章著眼于農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展，借鑒環(huán)境“EKC”曲線的理論研究成果來分析江蘇省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)農(nóng)村面源污染的影響。

1 研究設(shè)計(jì)

1.1 變量分析

我國農(nóng)村面積廣袤，農(nóng)村面源污染主要來源于幾個(gè)方面：首先，我國在追求農(nóng)業(yè)產(chǎn)量提高的同時(shí)，農(nóng)村化肥和農(nóng)藥的施用量在不斷攀升，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過發(fā)達(dá)國家的施用標(biāo)準(zhǔn)，而化肥將通過農(nóng)田排水或土壤殘留等方式造成污染，農(nóng)藥也會(huì)通過雨水沖刷或農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)廢水排放等方式造成污染，因此，化肥和農(nóng)藥的不合理施用是農(nóng)村面源污染的主要來源。其次，近年來我國農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展較快，在很大程度上促進(jìn)了農(nóng)村人口收入水平的提高，但是畜禽的糞尿中含有大量的氮、磷等營養(yǎng)元素，農(nóng)村的污染處理設(shè)備比較落后，因此，農(nóng)村未經(jīng)處理的畜禽糞尿隨意堆放的現(xiàn)象嚴(yán)重，這就造成了嚴(yán)重的農(nóng)村固體廢棄物和水體污染，這也是我國農(nóng)村面源污染的重要來源。第三，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生了大量農(nóng)業(yè)固體廢棄物，如：農(nóng)作物秸稈等，這些農(nóng)作物秸稈本身在飼料加工、肥料與燃料等領(lǐng)域有著廣泛用途，但是目前，我國農(nóng)村農(nóng)作物秸稈利用率不足15%，大量的農(nóng)作物秸稈四處隨意堆放或者就地燃燒，這造成了農(nóng)村嚴(yán)重的水體污染和大氣污染，構(gòu)成了農(nóng)村面源污染的另一來源。

1.2 指標(biāo)、樣本與數(shù)據(jù)

根據(jù)農(nóng)村面源污染的來源分析，采用化肥施用密度（CF）和農(nóng)藥施用密度（PE）作為研究指標(biāo)，來反映我國農(nóng)村化肥和農(nóng)藥的不合理施用情況；采用農(nóng)村畜禽排泄物密度（LP）以及農(nóng)作物秸稈儲(chǔ)存密度（CS）指標(biāo)，來反映我國農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖及農(nóng)作物秸稈的不合理利用情況。另外，該研究主要是基于“EKC”理論的江蘇省面源污染實(shí)證研究，因此在樣本選擇上，主要考慮了江蘇省農(nóng)村面源污染發(fā)展的時(shí)序維度，采用江蘇省2001～2010年的人均GDP，以及江蘇省農(nóng)村面源污染的主要指標(biāo)數(shù)據(jù)來進(jìn)行實(shí)證研究，數(shù)據(jù)來源于各年的江蘇省統(tǒng)計(jì)年鑒和中國統(tǒng)計(jì)年鑒。

1.3 描述性統(tǒng)計(jì)分析

文章首先對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行了描述性統(tǒng)計(jì)分析（表1），結(jié)果表明江蘇農(nóng)村人均GDP持續(xù)增長，年平均增長率達(dá)到22.11%，說明江蘇省在推行新農(nóng)村建設(shè)和提高農(nóng)村人均收入中取得較好的效果，大力發(fā)展了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)。同時(shí)，化肥施用密度（CF）和農(nóng)藥施用密度（PE）兩項(xiàng)指標(biāo)也呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢(shì)，年平均增長率分別為0.6%和3.74%，表明江蘇省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)粗放式的增長方式并沒有根本性的改變，在農(nóng)村經(jīng)濟(jì)增長的同時(shí)，農(nóng)村生態(tài)環(huán)境在進(jìn)一步惡化：一方面化肥和農(nóng)藥的過度施用，會(huì)導(dǎo)致其邊際效應(yīng)的降低，另一方面，施用過度的化肥和農(nóng)藥也會(huì)帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染。另外，畜禽排泄物密度（LP）指標(biāo)表現(xiàn)為逐年上升的趨勢(shì)，年增長率為3.24%，這說明江蘇省農(nóng)村的畜禽養(yǎng)殖規(guī)模在增加，逐步改善了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)；但是也可看出，由于農(nóng)村處理設(shè)備和技術(shù)的落后，畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的廢棄物沒有很好地利用和處理，導(dǎo)致了農(nóng)村畜禽的糞尿污染越來越嚴(yán)峻，所以，江蘇省應(yīng)當(dāng)大力扶持畜禽養(yǎng)殖場的有機(jī)肥生產(chǎn)、沼氣池、沼渣還田技術(shù)。這樣，一方面可以提高畜禽糞尿的綜合利用率，減少畜禽養(yǎng)殖的糞尿污染；另一方面也可以減少化肥的施用，減少化肥流失帶來的水體污染等。而農(nóng)作物秸稈（CS）指標(biāo)沒有表現(xiàn)出明顯的趨勢(shì)，其原因可能是只按糧食秸稈比1∶1.5的比例計(jì)算秸稈的數(shù)量，而沒有考慮到農(nóng)作物的種植結(jié)構(gòu)等因素。

表1 指標(biāo)描述性統(tǒng)計(jì)分析

2 實(shí)證研究——以江蘇為例

2.1 實(shí)證模型及檢驗(yàn)

根據(jù)獲得數(shù)據(jù)資料，為防止“偽回歸”現(xiàn)象的出現(xiàn)，文章首先對(duì)化肥施用密度（CF）和農(nóng)藥施用密度（PE）、農(nóng)村畜禽排泄物密度（LP）、農(nóng)作物秸稈儲(chǔ)存密度（CS）以及人均GDP五項(xiàng)時(shí)間序列數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性進(jìn)行了ADF單位根檢驗(yàn)?；静襟E是先對(duì)其取對(duì)數(shù)形式，然后利用Eviews5.0軟件分別進(jìn)行ADF單位根檢驗(yàn)，結(jié)果如表2所示。

表2 指標(biāo)數(shù)據(jù)ADF檢驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)上表的檢驗(yàn)結(jié)果，化肥施用密度（CF）和農(nóng)藥施用密度（PE）、農(nóng)村畜禽排泄物密度（LP）以及人均GDP四項(xiàng)時(shí)間序列數(shù)據(jù)均在一階差分通過了ADF單位根檢驗(yàn)，表明幾組時(shí)間序列數(shù)據(jù)滿足平穩(wěn)性條件。而農(nóng)作物秸稈儲(chǔ)存密度（CS）在一階差分下仍沒有滿足ADF單位根檢驗(yàn)，說明其不滿足平穩(wěn)性條件。因此，在其接下來的研究中，剔除了農(nóng)作物秸稈儲(chǔ)存密度（CS）指標(biāo)，只分別對(duì)前三項(xiàng)研究指標(biāo)與人均GDP指標(biāo)進(jìn)行EKC實(shí)證研究。根據(jù)EKC理論，即經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量之間存在倒“U”形關(guān)系確定實(shí)證研究的模型形式為：

對(duì)上式求導(dǎo)得出模型曲線的拐點(diǎn)為：

其中x表示農(nóng)村人均GDP，yi表示農(nóng)村面源污染的各項(xiàng)指標(biāo)，εi表示殘差。結(jié)合上述模型，利用Eviews5.0軟件進(jìn)行非線性回歸分析，結(jié)果如下表3所示。

2.2 實(shí)證結(jié)果及分析

表3的實(shí)證結(jié)果表明：（1）江蘇省農(nóng)村人均GDP——化肥施用量“EKC”曲線和農(nóng)村人均GDP——農(nóng)藥施用量“EKC”曲線呈現(xiàn)倒“U”形狀，表明經(jīng)濟(jì)增長帶來了化肥、農(nóng)藥使用量的增加。通過進(jìn)一步計(jì)算得知目前江蘇農(nóng)村的實(shí)際人均GDP小于曲線拐點(diǎn)值2.13和1.97，還處于“EKC”曲線的左端，即經(jīng)濟(jì)增長與化肥投入密度和農(nóng)藥投入密度呈正相關(guān)關(guān)系；但是，目前江蘇省的實(shí)際人均GDP已經(jīng)與曲線的拐點(diǎn)值很接近，表明江蘇農(nóng)村的化肥和農(nóng)藥污染已經(jīng)逐漸趨于平緩。同時(shí)，江蘇省代表了我國發(fā)達(dá)地區(qū)的農(nóng)村經(jīng)濟(jì)狀況，由此可以得知，通過有效的生態(tài)環(huán)境保護(hù)管理，我國發(fā)達(dá)地區(qū)的農(nóng)村生態(tài)環(huán)境不久將隨著經(jīng)濟(jì)的增長得到改善。（2）江蘇省農(nóng)村人均GDP——畜禽排泄物“EKC”曲線呈現(xiàn)倒“U”形狀，表明經(jīng)濟(jì)增長引起了畜禽排泄物的增加。通過進(jìn)一步計(jì)算得知目前江蘇農(nóng)村的實(shí)際人均GDP遠(yuǎn)小于曲線拐點(diǎn)值3.44，還處于“EKC”曲線的左端，即經(jīng)濟(jì)增長與農(nóng)村畜禽糞尿排放密度呈正相關(guān)關(guān)系；目前江蘇省的實(shí)際人均GDP距曲線的拐點(diǎn)值還很遠(yuǎn)，表明隨著江蘇農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步加快，農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖帶來的糞尿污染將進(jìn)一步惡化，可能成為江蘇省農(nóng)村生態(tài)環(huán)境污染的最主要來源，并且短期內(nèi)難于改變。因此，農(nóng)村應(yīng)該大力扶持畜禽養(yǎng)殖場的有機(jī)肥生產(chǎn)、沼氣池和沼渣還田等技術(shù)，一方面，減少畜禽糞尿隨意排放帶來的環(huán)境污染，另一方面，畜禽養(yǎng)殖場有機(jī)肥的生產(chǎn)也能替代化肥等，減少化肥的過度使用，降低環(huán)境壓力。（3）比較農(nóng)村人均GDP與農(nóng)村面源污染各指標(biāo)的“EKC”曲線的拐點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)畜禽糞尿排放密度的曲線拐點(diǎn)明顯較高，表明江蘇省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)存在不合理性，即隨著經(jīng)濟(jì)的增長，化肥和農(nóng)藥的施用帶來的污染會(huì)隨之降低，而畜禽糞尿排放帶來的污染卻進(jìn)一步加劇。因此，一方面江蘇農(nóng)村應(yīng)合理地改變農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，另一方面應(yīng)加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的有效管理，即通過有效的環(huán)境管理和控制來降低農(nóng)村人均GDP——畜禽排泄物“EKC”曲線的峰值。（4）根據(jù)上面的實(shí)證分析，江蘇省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來了農(nóng)村面源污染的加劇，并且農(nóng)村粗放式的經(jīng)濟(jì)增長模式并沒有根本的改變，即農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展還會(huì)帶來農(nóng)村面源污染的惡化。因此，政府應(yīng)加大農(nóng)村環(huán)境政策的干預(yù)力度，一方面，引導(dǎo)農(nóng)戶環(huán)境保護(hù)意識(shí)的形成和提高；另一方面，通過技術(shù)的進(jìn)步來調(diào)整農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和改善農(nóng)村污染處理?xiàng)l件，通過加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的管理來降低曲線的拐點(diǎn)，達(dá)到兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的目的。

表3 模型回歸分析結(jié)果

3 小結(jié)與討論

文章通過實(shí)證研究的方法，結(jié)合環(huán)境“EKC”理論研究了江蘇省農(nóng)村面源污染與農(nóng)村人均GDP之間的關(guān)系。研究結(jié)果表明，江蘇省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展與農(nóng)村面源污染呈現(xiàn)出了倒“U”形關(guān)系。另外，還計(jì)算了人均GDP與農(nóng)村面源污染各項(xiàng)指標(biāo)的峰值，表明目前江蘇省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)正處于環(huán)境“EKC”曲線的左端，即隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)村面源污染將會(huì)進(jìn)一步加劇。在研究中還可以看出，農(nóng)村人均GDP——畜禽排泄物“EKC”曲線的峰值較大，表明江蘇農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)存在不合理性，畜禽養(yǎng)殖業(yè)有待進(jìn)一步發(fā)展。

目前，江蘇應(yīng)當(dāng)加大農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖規(guī)模，并大力扶持畜禽養(yǎng)殖場的有機(jī)肥生產(chǎn)、沼氣池和沼渣還田技術(shù)，這一方面可以改善農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，另一方面又能用有機(jī)肥替代化肥，提高畜禽糞尿的綜合利用率，降低農(nóng)村面源污染，改善生態(tài)環(huán)境。應(yīng)該意識(shí)到，環(huán)境“EKC”曲線只能反映環(huán)境指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)增長之間的關(guān)系，而不是因果關(guān)系，不能幻想經(jīng)濟(jì)增長一旦到達(dá)峰值，環(huán)境問題便能自發(fā)地解決，農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的改善需要環(huán)境保護(hù)工作的有效管理。另外，較高“EKC”峰值既不是經(jīng)濟(jì)上的最優(yōu)，也不是環(huán)境上的最優(yōu)，環(huán)境保護(hù)的有效管理應(yīng)該是使同樣的資源獲得更多的經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境保護(hù)，即通過有效的環(huán)境管理降低“EKC”曲線的峰值。

[1]Grossman G M,Krueger A.Economic Growth and Environment[J].Quarterly Journal of Economics,1995,110:357-378.

[2]Panayotou,T.Demystifying the Environmental Kuznets Curve:Turning a Black Box into a Policy Tool[J].Environment and Development Economics,1997,（2）:465-484.

[3]Dale,S.R.Environmental Kuznets Curves——Real Progress or Passing Buck?A Case for Consumption-based Approaches[J],E－cological Economics,1998,25:177-194.

[4]林 葆.化肥與無公害農(nóng)業(yè)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[5]周早弘.農(nóng)業(yè)面源污染實(shí)證研究及政策選擇[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

[6]梁流濤.農(nóng)村生態(tài)環(huán)境時(shí)空特征及其演變規(guī)律研究[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

[7]張 暉，胡 浩.農(nóng)業(yè)面源污染的環(huán)境庫茲涅茨曲線驗(yàn)證——基于江蘇省時(shí)序數(shù)據(jù)的分析[J].中國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，2009，（4）：48-54.

[8]張智奎，肖新成.經(jīng)濟(jì)發(fā)展與農(nóng)業(yè)面源污染關(guān)系的協(xié)整檢驗(yàn)——基于三峽庫區(qū)重慶段1992～2009年數(shù)據(jù)的分析[J].中國人口·資源與環(huán)境，2012，（1）：57-61.