黑龍江省農(nóng)業(yè)低碳發(fā)展影響因素實(shí)證研究

趙一雪

（哈爾濱商業(yè)大學(xué) 計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，哈爾濱 150028）

0 引言

當(dāng)前，大氣中溫室氣體濃度的增加導(dǎo)致全球氣候的變化已經(jīng)嚴(yán)重威脅到農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，如何應(yīng)對(duì)氣候變化則成為全球面臨的重大挑戰(zhàn)。中國作為人口大國，農(nóng)業(yè)是否能夠可持續(xù)發(fā)展，是關(guān)系到國計(jì)民生的重中之重。低碳農(nóng)業(yè)作為低碳經(jīng)濟(jì)背景下出現(xiàn)的新型農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，對(duì)改變過去的“高碳“農(nóng)業(yè)模式，減緩溫室氣體排放具有重要作用。低碳農(nóng)業(yè)主要是通過增強(qiáng)農(nóng)業(yè)的碳匯能力，同時(shí)減弱其碳源能力，以使農(nóng)業(yè)溫室氣體凈排放不斷下降，最終實(shí)現(xiàn)大氣溫室氣體濃度下降的目標(biāo)。農(nóng)業(yè)溫室氣體的產(chǎn)生主要來源于投入品使用、耕作、養(yǎng)殖業(yè)及廢棄物處理等途徑。農(nóng)業(yè)碳匯主要來源于耕地、林業(yè)、草地、濕地等資源，它們具有吸收存儲(chǔ)CO2、CH4等溫室氣體的能力。

黑龍江省作為中國的農(nóng)業(yè)大省，是中國最大的的商品糧食生產(chǎn)基地，主要農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量位于全國前列。目前，雖然節(jié)能減排和循環(huán)農(nóng)業(yè)技術(shù)已在黑龍江省各地廣泛應(yīng)用，但是黑龍江省農(nóng)業(yè)為提高農(nóng)產(chǎn)產(chǎn)量，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)嚴(yán)重依賴化肥、農(nóng)用塑料薄膜等石化產(chǎn)品，這些都是與能源消耗、溫室氣體排放密切相關(guān)的農(nóng)業(yè)投入要素。本文通過對(duì)農(nóng)業(yè)增加值與化肥使用量、農(nóng)用塑料薄膜使用量以及農(nóng)用柴油使用量等變量的回歸分析，試圖找到影響黑龍江農(nóng)業(yè)低碳發(fā)展的制約因素，并提出相關(guān)建議，以促進(jìn)黑龍江農(nóng)業(yè)的低碳發(fā)展。

1 模型建立及指標(biāo)選取

1.1 指標(biāo)選取及數(shù)據(jù)來源

本文選取x1農(nóng)用化肥使用量（折純量單位：萬噸）；x2農(nóng)用塑料薄膜使用量(單位：萬噸)；x3農(nóng)用柴油使用量（單位：萬噸）；x4水稻播種面積（單位：萬公頃）作為解釋變量對(duì)被解釋變量農(nóng)業(yè)增加值y（單位：億元）進(jìn)行多元線性回歸分析，找出影響對(duì)黑龍江省農(nóng)業(yè)增加值有顯著影響的因素。其中農(nóng)業(yè)增加值，以1978年為基期的黑龍江省地區(qū)生產(chǎn)總值指數(shù)進(jìn)行換算調(diào)整。選取農(nóng)用化肥作為解釋變量主要考慮中國是農(nóng)用化肥消耗量最大的國家，同時(shí)中國又是世界上唯一使用煤作為主要原料生產(chǎn)氮肥的國家，在生產(chǎn)和施用過程中均產(chǎn)生大量二氧化碳。選取水稻播種面積作為解釋變量主要原因在于水稻生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的CH4，對(duì)碳減排影響較大，而水稻是黑龍江省三種主要農(nóng)作物之一。

本文選取的1990～2010年共21年的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源于《新中國農(nóng)業(yè)60年統(tǒng)計(jì)資料》，《新中國60年統(tǒng)計(jì)資料匯編》《黑龍江統(tǒng)計(jì)年鑒1995、2010、2011》。

1.2 模型建立

根據(jù)以上指標(biāo)，建立多元回歸模型(1)如下：

式（1）中，b0為回歸常數(shù)項(xiàng)，b1～b4為非標(biāo)準(zhǔn)化條件下的偏回歸系數(shù)，εt為隨機(jī)誤差項(xiàng)。

為了消除異方差性,以及使模型更具有實(shí)際意義,本文中農(nóng)業(yè)增加值數(shù)據(jù)與農(nóng)業(yè)投入數(shù)據(jù)均進(jìn)行了對(duì)數(shù)變換,因而系數(shù)均表示農(nóng)業(yè)增加值與農(nóng)業(yè)投入要素之間的彈性關(guān)系。

2 回歸分析

由于在研究中所選擇的變量都屬于時(shí)間序列數(shù)據(jù)，此類數(shù)據(jù)大多是非平穩(wěn)的，若直接將非平穩(wěn)時(shí)序列數(shù)據(jù)作為平穩(wěn)序列進(jìn)行回歸分析，由于不滿足傳統(tǒng)估計(jì)及推斷技術(shù)所要求的條件，可能會(huì)帶來偽回歸或t檢驗(yàn)、F檢驗(yàn)失效等問題。因此在利用回歸分析各經(jīng)濟(jì)變量關(guān)系之前，需利用單位根檢驗(yàn)對(duì)經(jīng)濟(jì)變量時(shí)間序列平穩(wěn)性進(jìn)行判斷，如經(jīng)濟(jì)時(shí)間序列變量數(shù)據(jù)為非平穩(wěn)的，可利用協(xié)整理論對(duì)其進(jìn)行處理。

2.1 單位根檢驗(yàn)

對(duì)經(jīng)濟(jì)時(shí)間序列變量數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)整前，需要對(duì)其平穩(wěn)性進(jìn)行檢驗(yàn)。當(dāng)前廣泛采用的方法是單位根檢。本文采用ADF檢驗(yàn)對(duì)各時(shí)間序列變量進(jìn)行檢驗(yàn)。

通過對(duì)時(shí)間序列變量水平值與一階差分值進(jìn)行ADF單位根檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果如表1所示，各時(shí)間序列變量水平值未通過ADF單位根檢驗(yàn)，為非平穩(wěn)序列。通過一階差分后，各時(shí)間序列變量通過ADF單位根檢驗(yàn)，即lny、lnx1、lnx2、lnx3、lnx4為一階單整序列，需要進(jìn)一步對(duì)各變量協(xié)整關(guān)系進(jìn)行檢驗(yàn)。

表1 ADF單位根檢驗(yàn)結(jié)果

2.2 時(shí)間序列變量的協(xié)整關(guān)系的檢驗(yàn)

當(dāng)前，協(xié)整關(guān)系的檢驗(yàn)方法有兩種：一種是Engle和Granger(1987)提出的兩步法，此種方法比較適合兩個(gè)變量間協(xié)整關(guān)系的檢驗(yàn)；另一種是Johansen(1988)提出的最大似然檢驗(yàn)法，它是一種進(jìn)行多變量協(xié)整檢驗(yàn)比較好的方法。本文采用Johansen檢驗(yàn)法檢驗(yàn)來驗(yàn)證影響黑龍江省農(nóng)業(yè)低碳發(fā)展各因素的長期協(xié)整關(guān)系。

表2 Johansen協(xié)整檢驗(yàn)結(jié)果

從表2協(xié)整檢驗(yàn)結(jié)果看，根據(jù)最大特征值統(tǒng)計(jì)量，只存在唯一的協(xié)整關(guān)系：

方程（4）反映了黑龍江省農(nóng)業(yè)增加值與農(nóng)用化肥使用量、農(nóng)用塑料薄膜、農(nóng)用柴油使用量及水稻播種面積的長期均衡關(guān)系。括號(hào)內(nèi)為t統(tǒng)計(jì)量。從方程（4）可以看出：

首先，黑龍江省農(nóng)業(yè)增加值對(duì)農(nóng)用化肥使用量的邊際效應(yīng)值為2.11，t統(tǒng)計(jì)量為-3.27，這說明農(nóng)用化肥使用量對(duì)黑龍江省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有顯著的正向影響，表明黑龍江省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)化肥的使用具有明顯的長期依賴關(guān)系，但這種對(duì)化肥的依賴已經(jīng)嚴(yán)重的污染了環(huán)境，引起了土壤的退化。因此，從發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)的角度，我們應(yīng)該改變這種依賴關(guān)系，尋找可替代的有機(jī)肥等，停止過度使用化肥。

其次，黑龍江省農(nóng)業(yè)增加值對(duì)農(nóng)用塑料薄膜的邊際效應(yīng)值為0.67，t統(tǒng)計(jì)量為-3.20，這說明農(nóng)用塑料薄膜使用量對(duì)黑龍江省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有顯著的正向影響，之所以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)其有長期的依賴關(guān)系，主要原因在于黑龍江省屬中溫帶，寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候。黑龍江省全省無霜期僅有100～160天，為了保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行，所以在生產(chǎn)中大量投入農(nóng)用塑料薄膜，但是從低碳農(nóng)業(yè)角度，我們也需要盡量減少農(nóng)用塑料薄膜的使用，如果無法減少使用量，應(yīng)該尋找可降解的農(nóng)用塑料薄膜來替代。

再次，黑龍江省農(nóng)業(yè)增加值對(duì)農(nóng)用柴油使用量的邊際效應(yīng)值為-0.99，t統(tǒng)計(jì)量為5.34，這說明農(nóng)用柴油使用量對(duì)黑龍江省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有顯著的負(fù)向影響。之所以具有顯著的負(fù)向影響，其原因可能在于黑龍江省地處北方，農(nóng)業(yè)排灌動(dòng)力機(jī)械主要應(yīng)用柴油機(jī)，當(dāng)氣候干旱時(shí)，會(huì)增加使用農(nóng)業(yè)排灌動(dòng)力機(jī)械，這時(shí)候農(nóng)用柴油使用量增加，而天氣干旱會(huì)引起農(nóng)業(yè)減產(chǎn)，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值下降。

最后，黑龍江省農(nóng)業(yè)增加值對(duì)水稻播種面積的邊際效應(yīng)值為-0.55，t統(tǒng)計(jì)量為8.96，這說明水稻播種面積對(duì)黑龍江省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有顯著的負(fù)向影響。之所以具有顯著的負(fù)向影響，其原因可能在于水稻作為黑龍江省的主要農(nóng)作物，其播種面積處于玉米、大豆之后，位列第三位的農(nóng)作物。雖然糧食的價(jià)格近年來上漲幅度較快，但國家對(duì)于糧食價(jià)格進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)控，所以水稻播種面積對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的增加產(chǎn)生了顯著的負(fù)向影響。

2.3 格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)

根據(jù)表2最大特征根檢驗(yàn)，黑龍江省農(nóng)業(yè)產(chǎn)值增加與各投入品變量間在5%顯著水平上存在協(xié)整關(guān)系，表明它們存在長期均衡關(guān)系，但并不能確定它們之間的因果關(guān)系，也就是說投入品增加使用并不一定必然引起農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的增加，而可能是來自于其他的因素，因此需通過格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)來驗(yàn)證因果關(guān)系。

各時(shí)間序列變量間存在協(xié)整關(guān)系，只是說明這些時(shí)間序列變量具有共同的變動(dòng)趨勢(shì)。識(shí)別變量間的因果關(guān)系有很多種，目前應(yīng)用最廣泛的方法就是格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)。

格蘭杰因果檢驗(yàn)是Granger(1969)提出的檢驗(yàn)方法，其基本思想是：如果x是y的因，但y不是x的因，則x的過去值可以幫助預(yù)測(cè)y的未來值，但y的過去值卻不能幫助預(yù)測(cè)x的未來值。其模型為式（3）：

其中滯后階數(shù)可根據(jù)“信息準(zhǔn)則”或“由大道小的序貫t規(guī)則”來確定。檢驗(yàn)原假設(shè)為：

H0:β1=β2=…=βP=0若干拒絕H0,則稱x是y的“格蘭杰因”

運(yùn)用格蘭杰因果方法對(duì)黑龍江省農(nóng)業(yè)增加值與各投入品變量間進(jìn)行檢驗(yàn)如表3所示。

表3 變量間格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)

從各變量格蘭杰因果關(guān)系看，在95%置信水平下，黑龍江省農(nóng)業(yè)增加值是農(nóng)用化肥施用量增加的格蘭杰原因，即農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的增加導(dǎo)致農(nóng)民耕作中大量使用化肥，但是黑龍江省農(nóng)用化肥施用量增加卻不是農(nóng)業(yè)產(chǎn)值增加的格蘭杰原因，說明化肥的大量使用并不能帶來農(nóng)業(yè)產(chǎn)值持續(xù)的增加。

黑龍江省農(nóng)業(yè)增加值不是農(nóng)用塑料薄膜使用量增加的原因，但黑龍江省農(nóng)用塑料薄膜使用量卻是農(nóng)業(yè)增加值的格蘭杰原因，這說明黑龍江省農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的增加并不會(huì)引起農(nóng)用塑料薄膜的大規(guī)模使用，但增加農(nóng)用塑料薄膜使用量，會(huì)帶來黑龍江省農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的提高，主要原因在于黑龍江省地處高寒地帶，冬季漫長，利用農(nóng)用塑料薄膜開展冬季農(nóng)業(yè)生產(chǎn)會(huì)帶來更多的農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的增加。黑龍江省農(nóng)業(yè)增加值是農(nóng)用柴油使用量的格蘭杰原因，但農(nóng)用柴油使用量不是黑龍江省農(nóng)業(yè)增加值的格蘭杰原因，這說明柴油作為農(nóng)業(yè)機(jī)械的主要?jiǎng)恿δ茉?，由于黑龍江省農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的提高伴隨著柴油這種能源消耗的大量增加，但柴油的消耗增加卻不能有效的解釋黑龍江省農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的增加,說明黑龍江省農(nóng)業(yè)是一種粗放型的農(nóng)業(yè)，能源的利用率較低。黑龍江省農(nóng)業(yè)產(chǎn)值提高帶來了水稻播種面積的增加，是水稻播種面積的格蘭杰原因，但水稻播種面積不是黑龍江省農(nóng)業(yè)增加值的格蘭杰原因，這說明水稻作為黑龍江省農(nóng)業(yè)主要作物其播種面積對(duì)黑龍江省農(nóng)業(yè)產(chǎn)值增加影響并不是很大，可能黑龍江省農(nóng)業(yè)的發(fā)展是多元化的，不會(huì)受某種單一作物面積增加的影響。

3 結(jié)論

通過對(duì)1990～2010年影響黑龍江省農(nóng)業(yè)增加值變化的投入要素進(jìn)行實(shí)證分析，可以看出，農(nóng)用化肥使用量對(duì)黑龍江省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有最顯著的正向影響，農(nóng)用塑料薄膜使用量對(duì)黑龍江省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有顯著的正向影響，農(nóng)用柴油使用量、水稻播種面積對(duì)黑龍江省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有顯著的負(fù)向影響。黑龍江省農(nóng)業(yè)增加值是農(nóng)用化肥使用量增加、農(nóng)用柴油使用量、水稻播種面積的格蘭杰原因，僅農(nóng)用塑料薄膜是黑龍江省農(nóng)業(yè)增加值的格蘭杰原因。

[1]胡新良，卿樹濤.投入品對(duì)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響的實(shí)證分析[J].財(cái)經(jīng)理論與實(shí)踐，2011，（6）.

[2]漆雁斌，陳衛(wèi)洪.低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展影響因素的回歸分析[J].農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，2010，（2）.

[3]張曉峒.應(yīng)用計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[4]陳強(qiáng).高級(jí)計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)及Stata應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2010.

[5]A.H.Studenmund.應(yīng)用計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.