中國化肥施用強度變動的因素分解分析

潘 丹

(江西財經大學 鄱陽湖生態(tài)經濟研究院，江西 南昌 330013)

中國化肥施用強度變動的因素分解分析

潘 丹

(江西財經大學 鄱陽湖生態(tài)經濟研究院，江西 南昌 330013)

基于中國2004—2011年間31個省市的面板數(shù)據(jù)，采用因素分解方法從農產品和區(qū)域兩個層面對我國化肥施用強度變動進行了分解分析。研究結果顯示：①2004—2011年間，我國化肥施用強度呈明顯上升趨勢，并且遠遠高于國際公認的目標范圍值；②在農產品層面，化肥利用效率下降是我國化肥施用強度增加的主導因素，農產品結構調整雖然起到了減緩化肥施用強度增長的作用，但影響較為有限；③在區(qū)域層面，區(qū)域產業(yè)結構調整和化肥利用效率變動共同推動了化肥施用強度的增加，且化肥利用效率貢獻率明顯高于結構調整貢獻率?？梢?，改善和推廣節(jié)肥增效技術以提高化肥利用效率、加快農業(yè)生產結構的調整和優(yōu)化是我國化肥施用強度降低的重要途徑。

化肥施用強度； 因素分解； 結構貢獻率； 效率貢獻率

一、引 言

對于所有的發(fā)展中國家而言，化肥投入是提高農產品產量的重要手段之一。據(jù)聯(lián)合國糧農組織的統(tǒng)計，化肥投入對世界糧食產量的貢獻率為40%～60%。中國的情況也是如此，1978～2006年間中國的化肥投入對糧食產量增加的貢獻率達到57%[1]。然而，不斷增加的化肥投入在保證我國糧食安全的同時，也面臨著化肥施用強度過高的問題。數(shù)據(jù)顯示，目前中國的化肥施用強度已達到世界平均水平的1.6倍以上[2]。過量施用的化肥造成了嚴重的農業(yè)面源污染問題。2010年的《第一次全國污染源普查報告》指出，農業(yè)面源污染已超過工業(yè)點源污染，成為中國水環(huán)境污染的最大污染源，而化肥的大量施用是農業(yè)面源污染的重要誘因之一[3]。在此背景下，中國政府已充分認識到降低化肥施用強度是控制農業(yè)面源污染，推進農業(yè)生態(tài)文明建設的重要手段之一。2008～2010年、2013年的4個中央一號文件都明確提到了農業(yè)化肥污染的治理問題；《中華人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》也首次將節(jié)能減排領域從工業(yè)擴大到農業(yè)，將減少化肥施用強度列為我國“十二五”重點工作。

中國過高的化肥施用強度吸引了學術界的廣泛關注?，F(xiàn)存文獻一般從以下幾個方面對這一問題進行探討。第一類研究采用宏觀數(shù)據(jù)或田間試驗數(shù)據(jù)對中國化肥施用強度進行了測算和比較。研究發(fā)現(xiàn)，中國的化肥施用強度遠遠高于歐洲、美國等發(fā)達國家，存在著較大的節(jié)肥潛力，并且化肥施用強度在不同農作物、不同地區(qū)之間存在著顯著差異[4-5]；第二類研究則集中探析了中國化肥施用強度的影響因素。這類研究大多以微觀調查數(shù)據(jù)為基礎，采用計量經濟模型分析內生因素和外生因素對農戶化肥施用決策的影響。農戶個人特征、生產經營特征、農戶非農就業(yè)情況、產業(yè)組織模式、農業(yè)技術推廣程度、農資市場環(huán)境、政府政策、土地產權等因素被認為是農戶化肥施用決策的主要影響因素[6-12]。上述研究對于推動中國化肥施用強度問題的探討起到了積極意義。然而，現(xiàn)有研究成果對化肥施用強度變動的結構解析未及深入展開，尤其是綜合考慮農產品和區(qū)域層面的化肥施用強度變動的結構分解研究還有待進一步強化。

為在未來一階段達成中國化肥施用強度明顯降低的目標，需要全面了解化肥施用強度的變動特征及其影響因素，因此有必要對中國化肥施用強度的總變動進行分解，分離出各因素對化肥施用強度變動的影響效應，進而分析各因素對其的影響機理，以便找到降低化肥施用強度的方向和對策?；诖?，本文借鑒因素分解方法的思想，從農產品和區(qū)域兩個層面對中國化肥施用強度的變動進行分解分析，以便考察由產品或區(qū)域農業(yè)生產結構調整所引起的結構效應，以及由技術進步引起的效率效應，為中國降低化肥施用強度提供政策參考。

二、研究方法與數(shù)據(jù)

(一)研究模型構建

化肥施用強度(通常用單位農產品產量的化肥施用量表示)，是衡量一個國家化肥利用效率的重要指標之一。本文從農產品和區(qū)域兩個層面對化肥施用強度進行因素分解?？紤]到這兩個層面的分解方法并無本質性差異，因此這里僅以區(qū)域層面為例對分解模型進行推導。

設fi、yi、ei分別表示區(qū)域i(i=1,2,3)的化肥施用量、農產品產量、化肥施用強度；F、Y、E分別表示全國的化肥施用量、農產品產量、化肥施用強度，則全國化肥施用強度可以表示為：

(1)

式中wi表示區(qū)域i農產品產量占全國農產品產量的份額。研究時間段[t-1,t]內全國化肥施用強度的變動量可以表示為：

(2)

采用Laspeyres指數(shù)分解方法可以將化肥施用強度的變動表示為：

(3)

根據(jù)余值的聯(lián)合生產和平等貢獻原理，可以得到化肥施用強度的拉氏指數(shù)及其分解模型[13]：

(4)

式(4)中右邊第一項表示的是假如區(qū)域i的化肥施用強度不變，由于區(qū)域i農業(yè)生產結構調整變化引起的整體化肥施用強度的變動量，稱之為結構份額(ES)；第二項表示假如不存在農業(yè)生產結構轉變，由于區(qū)域i化肥利用效率的變化引起的整體化肥施用強度的變動量，稱之為效率份額(EE)。

根據(jù)公式(2)、公式(4)可進一步得到結構調整對化肥施用強度變動的貢獻率(即結構貢獻率，CSTR)和效率變動對化肥施用強度變動的貢獻率(即效率貢獻率，CEFF)：

(5)

當CSTR、CEFF為正值時，說明其作用力與化肥施用強度的變化是同向的；如果為負值,則表示其影響力與化肥施用強度變化的方向是相反的。

(二)數(shù)據(jù)來源及處理

根據(jù)上述方法，本文所需數(shù)據(jù)包括化肥施用量數(shù)據(jù)以及農產品產量數(shù)據(jù)。其中化肥施用量是通過單位面積化肥施用量乘以作物播種面積的合計數(shù)而獲得，數(shù)據(jù)來自《全國農產品成本收益資料匯編》(2005—2012年)和《中國統(tǒng)計年鑒》(2005—2012年)；農產品產量數(shù)據(jù)來自《中國統(tǒng)計年鑒》(2005—2012年)。

本文從農產品和區(qū)域兩個層面對化肥施用強度進行因素分解。農產品層面包括糧食作物(稻谷、小麥、玉米和大豆)、經濟作物(花生、油菜籽、棉花、甘蔗、甜菜和煙葉)和園藝作物(蔬菜、水果)三類；區(qū)域層面包括中國31個省份(不包括港澳臺地區(qū))，并進一步按照社會經濟發(fā)展水平的高低，將31個省劃分為東部、中部、西部三大經濟帶。其中東部地區(qū)包括北京、天津、河北、遼寧、上海、江蘇、浙江、福建、山東、廣東、海南,中部地區(qū)包括山西、吉林、黑龍江、安徽、江西、河南、湖北和湖南,西部地區(qū)包括重慶、四川、貴州、云南、西藏、陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆、廣西和內蒙古。

論文研究數(shù)據(jù)的時間段為2004—2011年，這不僅僅是由于數(shù)據(jù)可得性的原因(2004年以前園藝作物的化肥施用量數(shù)據(jù)無法獲得)，更主要的是基于以下考慮：其一，2004年以來，我國農業(yè)和農村發(fā)展進入新階段，國家采取多項措施進一步規(guī)范化肥市場，推動化肥市場改革，同時化肥價格大幅波動[4]。這些背景下中國化肥施用強度特征如何變化值得關注；其二，農戶化肥施用具有強烈的路徑依賴特性[14]，對這一階段中國化肥施用強度進行深入分析，無疑對未來中國化肥施用強度的政策制定有借鑒意義。

三、實證結果與分析

(一)中國化肥施用強度的變動特征

根據(jù)表1的數(shù)據(jù)結果，我國化肥施用強度呈現(xiàn)如下特征：

(1)從總量來看，2004—2011年我國化肥施用強度均值為385.48萬噸/億噸。三類農產品的化肥施用強度差異較為顯著，其中糧食作物化肥施用強度最高，其次為經濟作物，園藝作物化肥施用強度最低；三大區(qū)域化肥施用強度差異也較為明顯，中部和西部化肥施用強度較為接近，東部地區(qū)化肥施用強度則明顯低于中、西部。國內外研究表明，在綜合考慮土壤基礎養(yǎng)分水平和化肥施用量綜合效應的基礎上，化肥施用強度在142～250萬噸/億噸的目標范圍內比較合適[2]，由此可見目前我國總體、各農產品以及各區(qū)域的化肥施用強度都遠遠高于國際公認的目標范圍值，迫切需要采取相應措施降低化肥施用強度。

(2)從增長幅度來看，除經濟作物之外，我國總體、糧食作物、園藝作物以及三大區(qū)域的化肥施用強度均呈明顯上升趨勢。在總體層面上，我國化肥施用強度由2004年的381.58萬噸/億噸增加至2011年的402.77萬噸/億噸，增幅為5.55%；在農產品層面上，糧食作物和園藝作物的化肥施用強度呈顯著增加趨勢，增幅分別為9.10%和4.67%；在區(qū)域層面上，化肥施用強度增加幅度由大到小依次為中部(7.39%)、東部(4.46%)和西部(1.54%)。

表1 整體、三類農產品及三大區(qū)域的化肥施用強度 單位：萬噸/億噸

(二)化肥施用強度農產品層面的分解分析

根據(jù)前文所述分解方法，對2004—2011年我國化肥施用強度的變動進行農產品層面的分解。農產品結構調整和化肥利用效率變動對化肥施用強度增加的貢獻率見表2。由于化肥施用強度處于上升趨勢，因此，符號為正，表示該因素導致化肥施用強度增加；符號為負，表示該因素導致化肥施用強度降低。

總體上看，2004—2011年間我國化肥施用強度增加的因素中，農產品結構調整的累計貢獻率為-9.08%，而化肥利用效率的累計貢獻率為109.08%，可見化肥施用強度的增加主要是由效率份額所貢獻，農產品結構調整雖然起到了減緩化肥施用強度增長的作用，但影響較為有限。

(1)結構貢獻率。從時序來看，農產品結構貢獻率在2004—2011年間有一定的起伏，2005—2006年均為正值，但自2007年開始轉為負值，2011年又恢復為正值。這一變化趨勢與我國農作物種植結構的變化趨勢相吻合。從2007年開始，我國化肥施用強度相對較高的糧食作物的比重逐步下降，而化肥施用強度相對較低的經濟作物和園藝作物的比重開始上升，從而導致農產品結構調整對化肥施用強度增加產生了減緩作用(見圖1)。從不同農產品內部結構調整貢獻率來看，糧食作物、經濟作物結構調整累計貢獻率分別為-14.06%和-4.60%,這說明糧食作物、經濟作物內部各產業(yè)結構調整對降低化肥施用強度有顯著正向影響，意味著我國糧食作物、經濟作物的種植結構正在得到不斷的優(yōu)化，開始向“化肥節(jié)約型”方向調整；而園藝作物結構調整累計貢獻率為9.58%，說明園藝作物內部各產業(yè)結構調整促使化肥施用強度的增加，意味著我國園藝作物產業(yè)結構的“化肥節(jié)約型”調整尚未見到明顯的成效。

(2)效率貢獻率。農產品效率貢獻率在2004—2011年間一直為正值，且各年貢獻率都在60%以上，表明化肥利用效率的下降是我國化肥施用強度增加的最主要拉動因素。各類農產品效率貢獻率差異較大，其中糧食作物累計效率貢獻率為78.05%，經濟作物累計效率貢獻率為-2.31%,園藝作物累計效率貢獻率為33.34%，這表明糧食作物、園藝作物化肥利用效率較低，從而拉動了我國化肥施用強度的增加；經濟作物化肥利用效率相對較高，對降低我國化肥施用強度有一定的貢獻?！度珖r業(yè)和農村經濟發(fā)展第十二個五年規(guī)劃》中指出，隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、農業(yè)現(xiàn)代化進程的不斷推進以及人們消費結構的轉型，未來我國糧食作物播種面積會相對穩(wěn)定，但是蔬菜、水果等高附加值的園藝作物播種面積將會保持快速的增長。因此，提高糧食作物和園藝作物的化肥利用效率對我國化肥施用強度的下降具有重要意義。

圖1 2004—2011年農作物種植結構情況

表2 化肥施用強度的農產品層面分解結果 單位：%

(三)化肥施用強度區(qū)域層面的分解分析

運用分解模型對2004—2011年我國化肥施用強度的變動進行區(qū)域層面的分解，結果見表3。由表3可知，2004—2011年間，區(qū)域結構調整和化肥利用效率變動對化肥施用強度增加的貢獻率均為正值，其中區(qū)域化肥利用效率的作用更為顯著，其累計貢獻率達到了82.44%，區(qū)域結構調整的累計貢獻率僅為17.56%。

(1)結構貢獻率。從時序特征來看，區(qū)域結構貢獻率在2005年、2008年、2009年、2011年為負值，對化肥施用強度的增長起到了抑制作用。主要原因在于這些年份中部和西部地區(qū)農業(yè)生產結構調整對化肥施用強度的負向貢獻率之和超過了東部地區(qū)農業(yè)生產結構調整對化肥施用強度的正向貢獻率。同時隨著中部、西部地區(qū)農業(yè)生產結構越來越向“化肥節(jié)約型”的方向調整，區(qū)域結構調整對降低化肥施用強度的影響也越來越趨向于負向。我們已經看到，2011年我國區(qū)域結構調整對化肥施用強度的下降起到了積極作用，其負向驅動貢獻率為-4.07%。從不同區(qū)域來看，東部地區(qū)的結構調整累計貢獻率為-56.34%，說明東部地區(qū)農業(yè)生產結構調整有效地緩解了我國化肥施用強度的增加，我國東部地區(qū)的農業(yè)生產結構向“化肥節(jié)約型”的產業(yè)轉移趨勢明顯；而中西部地區(qū)結構調整則明顯導致我國化肥施用強度的增加，這意味著我國中西部地區(qū)以“化肥消耗型”為主的農業(yè)生產結構尚未得到真正的改變，中西部地區(qū)在調整農業(yè)生產結構、降低化肥施用強度方面落后于東部地區(qū)。

(2)效率貢獻率。區(qū)域化肥利用效率貢獻率在2004—2011年間一直為正值，且各年貢獻率都在80%以上，表明區(qū)域化肥利用效率的下降是我國化肥施用強度增加的主導因素。分地區(qū)情況來看，不同區(qū)域化肥利用效率貢獻率差異較大，其中東部地區(qū)化肥利用效率累計貢獻率為26.88%,中部地區(qū)累計貢獻率為46.70%,西部地區(qū)累計貢獻率為8.86%，表明我國化肥施用強度的增加主要源于中部和東部地區(qū)化肥利用效率的下降。導致東部、中部化肥利用效率貢獻率高于西部的可能原因在于：我國東中部地區(qū)經濟發(fā)展水平、工業(yè)化進程都領先于西部地區(qū)，快速的工業(yè)化發(fā)展促使東中部地區(qū)農村勞動力的大量轉移與農民非農化。在非農就業(yè)的時間約束下，大量農民選擇較為粗放的土地經營模式，傾向于多施用化肥農藥等化學要素來增加農業(yè)產出，從而導致化肥利用效率下降[15]。因此，未來我國東部和中部地區(qū)在推動工業(yè)化發(fā)展的同時，也有必要通過加大農業(yè)技術推廣力度、加強農民培訓等措施來提高化肥利用效率，抑制化肥施用強度不斷增長的趨勢。

表3 化肥施用強度的區(qū)域層面分解結果 單位：%

四、結論與政策建議

(一)主要結論

本文利用全國31個省市自治區(qū)2004—2011年的數(shù)據(jù)，采用因素分解方法從農產品和區(qū)域兩個層面對我國化肥施用強度的變動進行了分解分析，結論如下：

(1)2004—2011年間，我國總體、糧食作物、園藝作物以及東、中、西部的化肥施用強度均呈明顯上升趨勢，并且化肥施用強度遠遠高于國際公認的目標范圍值。

(2)在農產品層面，化肥利用效率下降是我國化肥施用強度增加的主導因素，農產品結構調整雖然起到了減緩化肥施用強度增長的作用，但影響較為有限。結構調整對化肥施用強度增長的抑制貢獻作用主要來源于糧食作物、經濟作物的種植結構向“化肥節(jié)約型”方向調整，化肥利用效率對化肥施用強度增長的促進影響主要在于糧食作物、園藝作物化肥利用效率較低。

(3)在區(qū)域層面，區(qū)域結構調整和化肥利用效率變動共同推動了化肥施用強度的增加，其中化肥利用效率的作用更為顯著。不同區(qū)域結構調整貢獻率差異較大，其中東部地區(qū)農業(yè)生產結構調整有效地緩解了我國化肥施用強度的增加，而中、西部地區(qū)農業(yè)生產結構調整則促使我國化肥施用強度的增加。東、中、西三大區(qū)域化肥利用效率均呈現(xiàn)出對化肥施用強度的顯著促進影響，其中中部和東部地區(qū)化肥利用效率的累計貢獻率更大。

(二)政策建議

根據(jù)以上分析，提出以下幾點政策建議：

(1)改善和推廣節(jié)肥增效技術，提高化肥利用效率。化肥利用效率下降是我國化肥施用強度增加的最主要因素，因此應不斷加強科學施肥技術研究，推廣科學施肥技術，加大測土配方施肥技術的推廣以指導農民科學施肥。通過養(yǎng)分資源綜合管理技術結合測土配方施肥的國家行動是提高我國化肥利用效率、降低化肥過量施用產生的生態(tài)風險和環(huán)境代價的重要途徑。

(2)加快農業(yè)生產結構的調整和優(yōu)化。盡管農業(yè)生產結構調整對減緩我國化肥施用強度增長的作用不明顯，但是從計算結果所反映的基本趨勢來看，各類農產品和各區(qū)域的農業(yè)生產結構正在得到不斷的調整和優(yōu)化，調整農業(yè)生產結構對抑制化肥施用強度的增加仍然具有重要意義。因此應在結合各地區(qū)資源稟賦優(yōu)勢的基礎上，進一步優(yōu)化各類農產品和各區(qū)域的農業(yè)生產結構，大力推進“化肥節(jié)約型”的農業(yè)生產結構調整進程，提高農業(yè)生產結構優(yōu)化對化肥施用強度增加的抑制性貢獻。

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ADecompositionAnalysisofFertilizerUseIntensityinChina

PAN Dan

InstituteofPoyangLakeEco-economics,JiangxiUniversityofFinance&Economics,Nanchang330013,China)

Based on statistical data of 31 provinces in China during 2004—2011,this paper analyzes the driving factors of fertilizer use intensity from the perspective of crop and region.The results show that: the fertilizer use intensity has grown rapidly over the study period and is much higher than the international accepted critical level;at crop levels,the increase of fertilizer use intensity was mainly caused by the reduction of fertilizer use efficiency,while the structure change had a minor effect on lowering fertilizer use intensity;at regional levels,the structure change and fertilizer use efficiency jointly promote the rise rate of fertilizer use intensity and the contribution of fertilizer use efficiency was much higher than the contribution of structural change.Therefore,evolution and popularization of fertilizer-saving techniques,adjustment and optimization of agricultural production structure should serve as essential approaches to reduce fertilizer use intensity.

fertilizer use intensity;factor decomposition;structure effect;efficiency effect

2014-02-27

國家自然科學基金青年基金項目(71303099)；江西省教育廳科學技術研究項目(GJJ13291)；江西省社會科學“十二五”規(guī)劃項目(13YJ50)；國家社會科學基金重大項目(11&ZD155；12&ZD213)；第52批中國博士后科學基金(2012M521285)；第六批中國博士后特別資助項目(2013T60646)

潘 丹(1986—)，女，江西宜春人，江西財經大學鄱陽湖生態(tài)經濟研究院講師，主要研究方向為資源環(huán)境經濟、農業(yè)經濟。E-mail：blesspanda@163.com

F323.22

A

1672-0202(2014)02-0024-08