徐清華,張廣勝
(1. 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院,遼寧沈陽100866;2. 遼寧大學(xué)商學(xué)院,遼寧沈陽110136)
溫室效應(yīng)帶來的極端天氣給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的經(jīng)濟損失逐年增加,農(nóng)業(yè)碳減排越來越得到政策制定者和學(xué)者關(guān)注。2016年《“十三五”控制溫室氣體排放工作方案》首次將農(nóng)業(yè)碳減排目標(biāo)提到重要位置,《“十四五”全國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》重申了挖掘農(nóng)田碳匯等減排固碳潛力,為落實碳達峰、碳中和的重大戰(zhàn)略決策指明了方向,2021年頒布實施的《2030年前碳達峰行動方案》則進一步推進了農(nóng)業(yè)領(lǐng)域碳達峰行動。在農(nóng)業(yè)碳減排政策引領(lǐng)下,全國農(nóng)業(yè)減碳工作取得巨大成效。從總量上看,農(nóng)業(yè)碳排放總量從2014年8 190 萬t下降到2019年的7 467 萬t,扭轉(zhuǎn)了農(nóng)業(yè)碳排放總量長期增長趨勢;從強度上看,全國農(nóng)業(yè)碳排放強度從2005 年的361.61 kg/萬元下降到2019 年140.91 kg/萬元,下降幅度為61.03%,提前完成了2020年農(nóng)業(yè)碳減排目標(biāo)。然而受農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能效較低、農(nóng)用化學(xué)品過度投入、土地細碎化等因素制約,農(nóng)業(yè)碳排放水平控制效果仍顯不佳[1],農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍然面臨較大的減碳壓力,高產(chǎn)量追求導(dǎo)致的高能耗和高污染等問題得不到根本扭轉(zhuǎn),地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展不均衡嚴(yán)重制約了中國低碳農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。作為一種勞動力替代要素,農(nóng)業(yè)機械化有助于解除農(nóng)村勞動力與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的緊密關(guān)系,尤其在農(nóng)用機械大范圍應(yīng)用與普及的背景下,跨區(qū)域農(nóng)機服務(wù)網(wǎng)絡(luò)促進了區(qū)域內(nèi)和區(qū)域間農(nóng)機資源合理調(diào)配[2],但鮮有文獻探討農(nóng)業(yè)機械化對農(nóng)業(yè)碳排放強度的影響。農(nóng)業(yè)技術(shù)進步并不總是有利于農(nóng)業(yè)碳減排,以農(nóng)業(yè)機械化水平為代表的機械型技術(shù)進步反而提高了農(nóng)業(yè)碳排放總量[3]。在農(nóng)業(yè)機械化水平提升的背景下該結(jié)論與農(nóng)業(yè)碳排放總量下降的事實相違背,究其原因,很可能是忽略了農(nóng)業(yè)碳排放的空間集聚與分異情況對計量結(jié)果帶來的不利影響[4],近來研究表明區(qū)域農(nóng)業(yè)碳排放水平呈現(xiàn)“中心-外圍”的空間分布狀態(tài),具有從“中心”區(qū)域向“外圍”擴散的溢出態(tài)勢[5]?;?999—2019 年282 個城市的面板數(shù)據(jù),采用空間杜賓模型研究農(nóng)業(yè)機械化對農(nóng)業(yè)碳排放強度的影響,以期為推進農(nóng)業(yè)領(lǐng)域碳達峰行動提供新思路。
現(xiàn)有討論農(nóng)業(yè)碳排放影響因素的文獻較為豐富,從農(nóng)地經(jīng)營規(guī)模、碳減排政策、技術(shù)進步、城鎮(zhèn)化等方面對農(nóng)業(yè)碳排放地區(qū)差異的影響因素進行了諸多探索。農(nóng)地經(jīng)營規(guī)模擴大誘發(fā)了農(nóng)用化學(xué)品投入強度和生產(chǎn)技術(shù)變化,從驅(qū)動源泉來看碳減排效率提升主要依賴于前沿技術(shù)進步而非技術(shù)效率改善,前沿技術(shù)進步在推進各地農(nóng)業(yè)碳減排效率提升方面發(fā)揮了積極作用,出臺“獎補”與“規(guī)制”并行的政策手段是促進低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展的長久之計[6-7]。除此以外,城鎮(zhèn)化也被認(rèn)為是影響農(nóng)業(yè)碳排放的重要因素,對農(nóng)業(yè)碳排放總量的影響持續(xù)時間更長、沖擊效果更明顯[8]。
已有研究為深入理解地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放地區(qū)差異提供了有益參考,多聚焦于技術(shù)進步、農(nóng)業(yè)政策等方面,較少從農(nóng)業(yè)機械化角度對地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度差異進行成因分析,并且對農(nóng)業(yè)機械化在農(nóng)業(yè)碳減排中的作用卻有著不同看法。技術(shù)論支持者認(rèn)為農(nóng)業(yè)機械化作為一種先進生產(chǎn)力,有助于提高農(nóng)業(yè)經(jīng)營的及時性、質(zhì)量和效率,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力和盈利能力,進而降低地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放量[9]。替代論者卻認(rèn)為農(nóng)業(yè)機械化是一種要素替代,作為勞動力節(jié)省型技術(shù)進步,隨著勞動力價格上漲農(nóng)機要素對勞動力要素的替代作用越來越明顯[10]。農(nóng)機要素替代勞動力要素的生產(chǎn)變革將帶來高能耗和環(huán)境污染問題,降低了農(nóng)戶使用有機肥等低碳要素投入,但解釋不了近年來在農(nóng)業(yè)機械化水平提高的背景下農(nóng)業(yè)碳排放強度下降的現(xiàn)象,進而農(nóng)業(yè)機械化的技術(shù)論越來越受到學(xué)者重視[11]。
通過梳理文獻,已有研究存在以下不足之處。其一,研究農(nóng)業(yè)機械化對地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度影響的實證分析相對較少,與該研究相似的文獻只有一篇[1],但它只關(guān)注于農(nóng)業(yè)機械化與農(nóng)業(yè)碳排放總量之間關(guān)系,沒有聚焦農(nóng)業(yè)機械化對農(nóng)業(yè)碳排放強度的影響,對于評估地區(qū)碳減排效果意義不大,且沒有考慮農(nóng)業(yè)碳排放水平的空間集聚給計量結(jié)果造成的不利影響。其二,地區(qū)農(nóng)機資源集聚、農(nóng)業(yè)政策、農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r差異較大[12],多數(shù)研究未對樣本異質(zhì)性帶來的影響做進一步分析。其三,農(nóng)業(yè)機械化如何對地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度產(chǎn)生影響,鮮有文獻從空間溢出視角分析農(nóng)業(yè)機械化對農(nóng)業(yè)碳排放的影響機制,對農(nóng)業(yè)機械化空間減碳機制的實證分析就更加缺乏。因此,該研究從空間溢出視角探討農(nóng)業(yè)機械化對農(nóng)業(yè)碳排放強度的影響,將農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移和農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整納入分析框架,為進一步農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展提供理論指導(dǎo)。
從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀來看中國農(nóng)業(yè)規(guī)?;a(chǎn)已達一定程度,農(nóng)業(yè)機械化使得土地細碎化對農(nóng)業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)的抑制作用有所緩解,播種收獲等環(huán)節(jié)農(nóng)機覆蓋率逐年提升,對勞動力要素的替代作用也在不斷強化,農(nóng)業(yè)機械化帶來的農(nóng)業(yè)規(guī)?;?jīng)營已經(jīng)取得一定成就[13]。新型經(jīng)營組織出現(xiàn)使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模越來越大,特別是種糧大戶和合作社對土地規(guī)?;鞯木薮蟠龠M作用日益明顯。雖然農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式從人力畜力向農(nóng)機轉(zhuǎn)變會增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)碳排放水平,但這一過程中碳排放持續(xù)時間較短和碳排放總量可控,農(nóng)業(yè)機械化帶來的農(nóng)業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)的減碳效應(yīng)則可以抵消農(nóng)機作業(yè)直接帶來的增碳效應(yīng)。通過農(nóng)機購置補貼和建立私營部門經(jīng)營的農(nóng)機服務(wù)有助于提高農(nóng)機服務(wù)可及性、減少干旱帶來的農(nóng)業(yè)風(fēng)險和提高農(nóng)作物產(chǎn)量,隨著農(nóng)業(yè)機械化外在條件改變,農(nóng)機跨區(qū)域流動作業(yè)越來越展現(xiàn)出強大的生產(chǎn)力,進而影響地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放水平。
一方面,農(nóng)業(yè)機械化有助于優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素配置,消除農(nóng)業(yè)土地要素和勞動力要素配置扭曲帶來的增碳效應(yīng),降低地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度。農(nóng)業(yè)機械化促進了小農(nóng)戶退出農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[14],通過培育新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體釋放農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)?;臏p碳效應(yīng)[15],同時還抑制了農(nóng)戶單一追求產(chǎn)量造成的過度施藥施肥行為,使得保護性農(nóng)業(yè)耕作措施在更大范圍得到應(yīng)用[16]。按照核心-邊緣理論,農(nóng)業(yè)機械化對鄰近地區(qū)農(nóng)機服務(wù)市場的影響具有溢出效應(yīng),鄰近地區(qū)農(nóng)戶能夠以較低成本獲取農(nóng)機服務(wù)、種植技術(shù)和農(nóng)機信息,跨區(qū)域農(nóng)機服務(wù)市場發(fā)展有助于實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)和區(qū)域間低碳資源的合理調(diào)配[2],降低地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度,農(nóng)機資源集聚則進一步強化了農(nóng)業(yè)機械化的空間減碳效應(yīng)。然而隨著農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移程度提高,農(nóng)機要素對勞動力要素的替代作用逐步增強,在土地細碎化和土地產(chǎn)權(quán)不明晰的前提下要素替代作用增強反而抑制了農(nóng)機要素跨區(qū)域流動性,扭曲了區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素配置,對農(nóng)業(yè)機械化的空間減碳效應(yīng)產(chǎn)生不利影響[17]。
另一方面,農(nóng)業(yè)機械化有助于合理優(yōu)化農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu),通過擴大糧食作物種植面積降低農(nóng)業(yè)碳排放強度。相對于經(jīng)濟作物,糧食作物具有“一家兩制”和作物生產(chǎn)碳排放量相對較低等特點[18],“口糧”安全抑制了糧食種植戶過度施藥施肥等高碳排放行為,糧食作物對經(jīng)濟作物的種植替代降低了地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度[19]。農(nóng)業(yè)機械化的種植結(jié)構(gòu)“趨糧化”效應(yīng)抑制了地區(qū)經(jīng)濟作物種植規(guī)模擴大,促進了油料作物、淀粉根類作物等進口,將農(nóng)業(yè)碳排放轉(zhuǎn)移到其他國家[20],這種農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的碳減排效應(yīng)降低了進口國農(nóng)業(yè)碳排放水平。農(nóng)業(yè)機械化對農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的影響存在正向溢出效應(yīng)[12],農(nóng)機跨區(qū)域作業(yè)提升了鄰近地區(qū)糧食作物種植比例,進而降低了其農(nóng)業(yè)碳排放強度。但隨著糧食作物種植面積擴大,適用于糧食生產(chǎn)的農(nóng)機資產(chǎn)專用性提高了農(nóng)機跨區(qū)域作業(yè)的交易成本,阻礙了農(nóng)機跨區(qū)域作業(yè)服務(wù)市場形成,弱化了農(nóng)業(yè)機械化的空間減碳效應(yīng)?;诖?,提出假設(shè)1。
假設(shè)1:農(nóng)業(yè)機械化能夠降低地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度,并且對農(nóng)業(yè)碳排放強度的影響存在顯著的負(fù)向空間溢出效應(yīng)。
糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)政策對耕地用途變更限制相對嚴(yán)格,用于糧食作物種植的耕地面積更大,農(nóng)機要素集聚對農(nóng)業(yè)碳減排的正向影響也更加明顯。農(nóng)機要素集聚通過投入品共享、勞動力蓄水池以及知識溢出降低了地區(qū)農(nóng)機跨區(qū)域作業(yè)的作業(yè)成本[21],農(nóng)戶吸收能力越強,農(nóng)機資源集聚的空間減碳效應(yīng)就越好。相對于非糧食主產(chǎn)區(qū),農(nóng)機資源集聚使得糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)機械化的“趨糧化”效應(yīng)更加明顯,對鄰近地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度的抑制作用也更大[22]。在糧食主產(chǎn)區(qū),糧食作物種植面積較大,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)?;?yīng)初顯,農(nóng)機資產(chǎn)專用性提升了農(nóng)機要素的跨區(qū)域流動性,農(nóng)業(yè)機械化的空間減碳效應(yīng)也更加明顯。此外,相對于非糧食主產(chǎn)區(qū),糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)機補貼水平相對較高,促使農(nóng)戶更愿意購買大型農(nóng)用機械,農(nóng)機單位作業(yè)面積的直接碳排放量將顯著下降?;诖?,提出假設(shè)2。
假設(shè)2:相對于非糧食主產(chǎn)區(qū),糧食主產(chǎn)區(qū)糧食產(chǎn)業(yè)集聚程度、耕地保護力度、農(nóng)機補貼力度更大,農(nóng)業(yè)機械化的空間減碳效應(yīng)也更強。
城市數(shù)據(jù)主要來自《中國城市統(tǒng)計年鑒》(2000—2020 年),省際數(shù)據(jù)來自《中國統(tǒng)計年鑒》(2000—2020年)、《中國農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》(2000—2020 年),城市農(nóng)業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)來自EPS 的中國區(qū)域經(jīng)濟數(shù)據(jù)庫中的城市數(shù)據(jù)。穩(wěn)健性檢驗中城市碳排放數(shù)據(jù)來自中國碳核算數(shù)據(jù)庫,各城市數(shù)據(jù)通過城市名稱和年份進行匹配合并,城市數(shù)據(jù)與省際數(shù)據(jù)通過省份與城市的行政編碼隸屬關(guān)系進行匹配合并,部分城市層面指標(biāo)值通過城市數(shù)據(jù)與省際數(shù)據(jù)測算給出。刪除指標(biāo)值缺失較多的樣本,少量缺失值選擇線性插值法填充,共得到全國282 個城市1999—2019年的面板數(shù)據(jù)(未包括港澳臺地區(qū))。
在測度單位農(nóng)業(yè)GDP 碳排放量基礎(chǔ)上,城市相鄰區(qū)域的空間共性大于間隔較遠的區(qū)域,農(nóng)業(yè)碳排放強度表現(xiàn)出較強的空間集聚特性[5],在計量模型中加入空間權(quán)重矩陣修正經(jīng)典回歸模型,模型設(shè)定如下:
LCQit=ρ×W×LCQit+λ1LNMit+βXit+λ2×W×LNMit+ηWXit+κi+νt+ζit,ζit=ρ×W×LCQjt+τit
LCQ為農(nóng)業(yè)碳排放強度,LNM為農(nóng)業(yè)機械化變量,X為控制變量。計量方程式中τ為服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的殘差項,模型中包含空間固定效應(yīng)ki和時間固定效應(yīng)vt,下標(biāo)i表示第i個城市,下標(biāo)j表示第j個城市,下標(biāo)t表示第t年,ρ為空間相關(guān)系數(shù),W為空間權(quán)重矩陣,λ1、λ2、β、η為計量方程式待估參數(shù)。將農(nóng)業(yè)機械化與地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度的估計結(jié)果分解為直接效應(yīng)、間接效應(yīng)和總效應(yīng),依次為fij(W),其中間接效應(yīng)為空間溢出效應(yīng)。
2.3.1 被解釋變量
農(nóng)業(yè)碳排放強度LCQ。碳排放強度指標(biāo)測度方法主要有單位GDP 碳排放量法、單位面積碳排放量法和人均碳排放量法,選擇單位GDP 碳排放量法作為農(nóng)業(yè)碳排放強度的測度方法,農(nóng)業(yè)碳排放強度采用農(nóng)業(yè)碳排放總量與農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的比值表示。由于缺少城市范圍內(nèi)農(nóng)藥使用量、農(nóng)用塑料薄膜使用量、農(nóng)用柴油使用量等數(shù)據(jù),采用省域單位耕地面積農(nóng)藥使用量、農(nóng)用塑料薄膜使用量、農(nóng)用柴油使用量與城市年末實有耕地面積分別測算城市農(nóng)藥使用量、農(nóng)用塑料薄膜使用量、農(nóng)用柴油使用量,參考劉亦文等[23]的研究,化肥施用折純量、農(nóng)藥使用量、農(nóng)用塑料薄膜使用量、農(nóng)用柴油使用量、農(nóng)作物總播種面積以及有效灌溉面積等碳排放系數(shù)分別為0.895 6 kg/kg、4.934 1 kg/kg、5.180 0 kg/kg、0.592 7 kg/kg、312.60 kg/km2、25 kg/hm2,城市農(nóng)業(yè)碳排放總量等于化肥施用折純量、農(nóng)藥使用量、農(nóng)用塑料薄膜使用量、農(nóng)用柴油使用量、農(nóng)作物總播種面積以及有效灌溉面積分別與排放系數(shù)的乘積之和??紤]到缺少城市農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值數(shù)據(jù)(屬于農(nóng)林牧漁范圍內(nèi)的農(nóng)業(yè),即種植業(yè)),農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值采用城市農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值與省域農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值所占農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值的比重之積表示。
2.3.2 核心解釋變量
農(nóng)業(yè)機械化LNM。采用農(nóng)用機械總動力衡量農(nóng)業(yè)機械化變量,從時間上看,1999年城市平均農(nóng)業(yè)機械化總動力為167.99 萬kW,2019 年城市平均農(nóng)業(yè)機械化總動力為321.93 萬kW,年均增速為4.58%,1999—2019 年農(nóng)業(yè)機械化水平總體呈上升趨勢。2015—2016年農(nóng)業(yè)機械化水平出現(xiàn)下降,農(nóng)機購置補貼中農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)所需機具范圍由2014年175個品目壓縮到目前的137個品目,農(nóng)機購置補貼范圍縮小成為2015年農(nóng)業(yè)機械化水平下降的主要原因。
2.3.3 控制變量
為了消除其他因素對計量結(jié)果產(chǎn)生的不利影響,在計量模型中加入基礎(chǔ)設(shè)施質(zhì)量、耕地規(guī)模、灌溉狀況、工業(yè)發(fā)展、對外開放、土地城鎮(zhèn)化等變量。在控制變量方面,基礎(chǔ)設(shè)施質(zhì)量變量(RAD)采用等級公路里程測度,取對數(shù)值;耕地規(guī)模變量(LAS)采用人均耕地面積測度,人均耕地面積加1 后取對數(shù)值;灌溉狀況變量(IRR)采用有效灌溉面積與農(nóng)作物總播種面積的比值測度;工業(yè)發(fā)展變量(IND)采用規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值與地區(qū)生產(chǎn)總值的比值測度;對外開放變量(TRA)采用貨物進出口總額與地區(qū)生產(chǎn)總值的比值測度,貨物進出口總額等于歷年美元統(tǒng)計的貨物進出口總額與匯率之積;土地城鎮(zhèn)化變量(URB)采用標(biāo)準(zhǔn)化后的城鎮(zhèn)建成區(qū)面積測度,等于全市行政區(qū)域建成區(qū)土地面積與全市行政區(qū)域土地面積的比值,取對數(shù)值。各變量采用winsorize 方法對1%的極端值進行處理,變量定義與描述性統(tǒng)計分析見表1。
3.1.1 地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放水平的變動趨勢
從總體上看,2019 年全國整體農(nóng)業(yè)碳排放水平指標(biāo)值為140.91 kg/萬元,依據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù),2019 年全國碳排放強度為991.66 kg/萬元,表明農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)碳排放狀況優(yōu)于全國總體水平。圖1為歷年農(nóng)業(yè)碳排放強度變化趨勢圖,從時間上看,1999年農(nóng)業(yè)碳排放強度平均值為436.97 kg/萬元,2019 年農(nóng)業(yè)碳排放強度平均值為159.21 kg/萬元,農(nóng)業(yè)碳排放水平下降了63.57%,農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)已提前完成了2020年單位GDP碳排放量下降40%~45%的碳減排目標(biāo)。其中,1999—2003年農(nóng)業(yè)碳排放強度下降相對緩慢,農(nóng)業(yè)稅減免和農(nóng)業(yè)合作社發(fā)展推動了農(nóng)業(yè)規(guī)模化生產(chǎn),導(dǎo)致2003—2011年農(nóng)業(yè)碳排放強度加速下降。2011—2019年農(nóng)業(yè)碳排放強度下降逐漸趨緩,2016年《全國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化規(guī)劃(2016—2020年)》提出發(fā)展高效綠色農(nóng)業(yè),隨后農(nóng)業(yè)碳排放強度再次加速下降。
參照國家糧食局規(guī)定將遼寧、河北、山東、吉林、內(nèi)蒙古、江西、湖南、四川、河南、湖北、江蘇、安徽、黑龍江等13個省份劃分為糧食主產(chǎn)區(qū),其他省份劃分為非糧食主產(chǎn)區(qū)。從糧食產(chǎn)區(qū)比較結(jié)果來看,1999—2009 年糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度高于非糧食主產(chǎn)區(qū),2010—2019 年則低于非糧食主產(chǎn)區(qū),2009年國家頒布并實施了《全國新增1 000億斤糧食生產(chǎn)能力規(guī)劃(2009—2020)》(1斤為500 g),糧食主產(chǎn)區(qū)糧食生產(chǎn)功能的政策效應(yīng)對低碳綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生積極影響。
3.1.2 地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放水平空間分布特點
按照31 個省份對樣本進行分組,通過比較2005 年與2019 年各省級行政區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度,分析地區(qū)農(nóng)業(yè)碳減排狀況,統(tǒng)計結(jié)果見表2。從區(qū)域分布來看,2005 年全國農(nóng)業(yè)碳排放水平較高的城市主要分布在青海、寧夏、山西、陜西、山東、河北等地區(qū),2019年全國農(nóng)業(yè)碳排放水平較高的城市主要分布在吉林、甘肅、福建、重慶、山西、寧夏、浙江、安徽等地區(qū),分布特點為非糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度高于糧食主產(chǎn)區(qū),更多財政資金和農(nóng)業(yè)綠色技術(shù)投入使得糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度相對較低。
2005—2019年農(nóng)業(yè)碳排放強度下降幅度較多的地區(qū)主要有青海、貴州、四川、陜西、湖北、天津、云南、江西、黑龍江、江蘇、海南等,基準(zhǔn)年份設(shè)定為2005 年,沒有完成2020 年農(nóng)業(yè)碳減排目標(biāo)的地區(qū)有新疆、吉林、甘肅、重慶和福建等,呈現(xiàn)出北方地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度下降幅度低于南方地區(qū),糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度下降幅度高于非糧食主產(chǎn)區(qū)。2019 年糧食主產(chǎn)區(qū)有92.22%的城市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)已提前完成了2020 年單位GDP 碳排放量下降40%~45%的碳減排目標(biāo),非糧食主產(chǎn)區(qū)只有74.78%的城市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)提前完成了2020 年碳減排目標(biāo),糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)碳減排任務(wù)完成情況優(yōu)于非糧食主產(chǎn)區(qū)。
表1 主要變量說明與描述性統(tǒng)計分析
3.1.3 莫蘭空間相關(guān)性檢驗
運用全局空間自相關(guān)莫蘭指數(shù)對各指標(biāo)空間自相關(guān)性進行檢驗,探究各城市與鄰近城市農(nóng)業(yè)碳排放強度的空間關(guān)聯(lián)程度,公式如下:
式中:n為空間位置的數(shù)量,w為空間權(quán)重矩陣,ri、rj分別為i城市和j城市農(nóng)業(yè)碳排放強度與農(nóng)業(yè)機械化及其控制變量回歸后的殘差項,rˉ為殘差項平均值,S為標(biāo)準(zhǔn)方差。農(nóng)業(yè)機械化與農(nóng)業(yè)碳排放強度的空間相關(guān)性和空間依賴性診斷結(jié)果見表3,結(jié)果顯示:1999—2019年Moran’sI指標(biāo)值均在0.29 左右變動,莫蘭指數(shù)在1%統(tǒng)計水平上統(tǒng)計顯著,說明農(nóng)業(yè)機械化與農(nóng)業(yè)碳排放強度之間存在顯著的空間相關(guān)性。
圖1 1999—2019年地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度變化趨勢圖
表2 2005年與2019年各省份農(nóng)業(yè)碳排放強度的對比
3.2.1 農(nóng)業(yè)機械化的基準(zhǔn)回歸結(jié)果
空間杜賓模型的回歸結(jié)果見表4,模型(1)到模型(8)中農(nóng)業(yè)碳排放強度的空間相關(guān)系數(shù)ρ都在1%統(tǒng)計水平上顯著,說明農(nóng)業(yè)機械化與地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度存在明顯的空間關(guān)聯(lián)效應(yīng)。表4模型(1)為采用空間距離權(quán)重矩陣的計量結(jié)果,結(jié)果顯示農(nóng)業(yè)機械化對農(nóng)業(yè)碳排放強度的直接效應(yīng)在1%統(tǒng)計水平上顯著為負(fù),農(nóng)業(yè)機械化顯著降低了本地農(nóng)業(yè)碳排放強度,具有明顯的直接減碳效應(yīng)。農(nóng)業(yè)機械化對農(nóng)業(yè)碳排放強度的空間溢出效應(yīng)在1%統(tǒng)計水平上顯著為負(fù),農(nóng)業(yè)機械化水平提高1 個百分點,鄰近地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度下降1.737個百分點,農(nóng)業(yè)機械化存在顯著的空間減碳效應(yīng),假設(shè)1得證??紤]到農(nóng)業(yè)機械化的空間溢出效應(yīng)后,農(nóng)業(yè)機械化的減碳效應(yīng)將更大??臻g溢出效應(yīng)產(chǎn)生的原因主要有兩點:其一,農(nóng)機跨區(qū)域作業(yè)有助于克服土地細碎化和土地產(chǎn)權(quán)不明晰等不利條件實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)?;l(fā)展,進而通過跨區(qū)域要素替代效應(yīng)抑制農(nóng)業(yè)勞動力投入不足帶來的農(nóng)用化學(xué)品過量施用行為,進而降低鄰近地區(qū)單位耕地面積高碳排放要素投入水平[2,15],但農(nóng)機要素對勞動力要素的替代作用提升反而在一定程度上抑制了農(nóng)機跨區(qū)域流動,弱化了農(nóng)業(yè)機械化的空間減碳效應(yīng)。其二,農(nóng)業(yè)機械化存在“趨糧化”效應(yīng)和正向溢出效應(yīng),農(nóng)機跨區(qū)域作業(yè)有助于優(yōu)化農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu),通過擴大糧食作物種植面積降低鄰近地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度[12]。
3.2.2 控制變量的計量結(jié)果
以表4模型(1)的計量結(jié)果進行說明,在控制變量中,基礎(chǔ)設(shè)施質(zhì)量對農(nóng)業(yè)碳排放強度的直接效應(yīng)在10%統(tǒng)計水平上不顯著,對農(nóng)業(yè)碳排放強度的空間溢出效應(yīng)和總效應(yīng)在1%統(tǒng)計水平上顯著為負(fù)。基礎(chǔ)設(shè)施質(zhì)量改善并沒有直接對本地農(nóng)業(yè)碳排放強度產(chǎn)生明顯影響,但流通基礎(chǔ)設(shè)施質(zhì)量改善會顯著降低沿線城市碳排放強度[25],基礎(chǔ)設(shè)施質(zhì)量的減碳效應(yīng)在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)被證實。
耕地規(guī)模對農(nóng)業(yè)碳排放強度的直接效應(yīng)在1%統(tǒng)計水平上顯著為正,耕地規(guī)模提高1 個百分點,本地農(nóng)業(yè)碳排放強度上升0.476個百分點,在沒有達到規(guī)?;N植面積時,依靠化肥農(nóng)藥等農(nóng)用化學(xué)品投入的傳統(tǒng)耕作方式將提高地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度,但考慮到耕地規(guī)模擴大帶來要素利用效率提升的影響后,耕地規(guī)模將顯著降低區(qū)域農(nóng)業(yè)碳排放強度。
灌溉狀況對農(nóng)業(yè)碳排放強度的直接效應(yīng)在5%統(tǒng)計水平上顯著為負(fù),灌溉狀況提高1 個百分點,本地農(nóng)業(yè)碳排放強度下降0.085個百分點,灌溉條件改善能夠提高單位土地面積農(nóng)作物產(chǎn)量,在同等碳排放水平下,單位耕地面積產(chǎn)值越高的地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度相對較低。灌溉狀況對農(nóng)業(yè)碳排放強度的空間溢出效應(yīng)和總效應(yīng)在1%統(tǒng)計水平上顯著為負(fù),由于灌溉工程具有跨區(qū)域的特點,本地灌溉條件改善為鄰近地區(qū)灌溉基礎(chǔ)設(shè)施質(zhì)量提升創(chuàng)造了條件,水資源可及性提升能顯著擴大糧食作物種植規(guī)模,進而降低了區(qū)域農(nóng)業(yè)碳排放強度[26]。
工業(yè)發(fā)展對農(nóng)業(yè)碳排放強度的直接效應(yīng)在1%統(tǒng)計水平上顯著為正,對農(nóng)業(yè)碳排放強度的空間溢出效應(yīng)和總效應(yīng)在10%統(tǒng)計水平上不顯著。工業(yè)發(fā)展為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展奠定了基礎(chǔ),通過農(nóng)用化學(xué)品等高碳要素投入增加了地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度,但工業(yè)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)對區(qū)域農(nóng)村勞動力要素和土地要素產(chǎn)生“虹吸”效應(yīng)[27],農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素再配置效應(yīng)抵消了工業(yè)發(fā)展對農(nóng)業(yè)減碳的不利影響。
對外開放對農(nóng)業(yè)碳排放強度的直接效應(yīng)在10%統(tǒng)計水平上不顯著,對農(nóng)業(yè)碳排放強度的空間溢出效應(yīng)和總效應(yīng)在1%統(tǒng)計水平上顯著為負(fù),地區(qū)對外開放水平越高,出口對農(nóng)產(chǎn)品的高標(biāo)準(zhǔn)和綠色技術(shù)引進對地區(qū)農(nóng)業(yè)形成綠色發(fā)展高地的促進作用越大,低碳農(nóng)業(yè)的“涓滴效應(yīng)”和綠色技術(shù)擴散提高了地區(qū)低碳農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模,進而通過產(chǎn)業(yè)集聚的空間溢出實現(xiàn)空間減碳效應(yīng)。
表3 空間自相關(guān)檢驗結(jié)果
表4 空間杜賓模型的估計結(jié)果
續(xù)表4 空間杜賓模型的估計結(jié)果
土地城鎮(zhèn)化對農(nóng)業(yè)碳排放強度的直接效應(yīng)在1%統(tǒng)計水平上顯著為負(fù),對農(nóng)業(yè)碳排放強度的空間溢出效應(yīng)和總效應(yīng)在1%統(tǒng)計水平上顯著為正。土地城鎮(zhèn)化通過對地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素再配置糾正了土地資源和勞動力資源錯配,具有明顯的直接減碳效應(yīng)。但區(qū)域土地城鎮(zhèn)化不均衡發(fā)展帶來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素資源錯配不利于地區(qū)綠色資源應(yīng)用和土地集約化利用,增加了區(qū)域農(nóng)業(yè)碳排放強度[8]。
地區(qū)耕地保護力度、要素稟賦和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r等差異較大,按糧食主產(chǎn)區(qū)和非糧食主產(chǎn)區(qū)進行分組回歸,表4模型(2)結(jié)果顯示,農(nóng)業(yè)機械化對糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度的空間溢出效應(yīng)在1%統(tǒng)計水平上顯著為負(fù),農(nóng)業(yè)機械化水平提高1個百分點,鄰近糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度下降1.616 個百分點。表4 模型(3)結(jié)果顯示,農(nóng)業(yè)機械化對非糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度的空間溢出效應(yīng)在1%統(tǒng)計水平上顯著為負(fù),農(nóng)業(yè)機械化水平提高1個百分點,鄰近非糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度下降0.599個百分點。相對于非糧食主產(chǎn)區(qū),糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)機械化的空間減碳效應(yīng)更大,假設(shè)2得證。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟迅速發(fā)展同時伴隨著農(nóng)業(yè)高碳要素過度投入、農(nóng)業(yè)污染加劇等一系列問題,隨著低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展水平提高,地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度才逐漸趨于下降[27]。糧食主產(chǎn)區(qū)糧食產(chǎn)業(yè)集聚程度、耕地保護力度、農(nóng)機補貼力度更大,糧食作物種植比較優(yōu)勢使得農(nóng)業(yè)機械化的空間減碳效應(yīng)大于非糧食主產(chǎn)區(qū)。
空間距離權(quán)重矩陣很可能忽略了地區(qū)相鄰對農(nóng)業(yè)碳排放強度的影響,表4 模型(4)為采用空間鄰接權(quán)重矩陣替代空間距離權(quán)重矩陣的計量結(jié)果,農(nóng)業(yè)機械化對農(nóng)業(yè)碳排放強度的直接效應(yīng)、空間溢出效應(yīng)和總效應(yīng)在1%統(tǒng)計水平上顯著為負(fù)。更換空間權(quán)重矩陣后,原結(jié)論仍然成立。
農(nóng)用機械總動力衡量農(nóng)業(yè)機械化可能存在測度誤差,從資本要素角度選擇地區(qū)農(nóng)業(yè)機械原值指標(biāo)測度農(nóng)業(yè)機械化變量可能更加準(zhǔn)確,地區(qū)農(nóng)業(yè)機械原值采用地區(qū)戶均人數(shù)、鄉(xiāng)村戶數(shù)和農(nóng)村居民家庭人均擁有農(nóng)業(yè)機械原值的乘積表示。表4 模型(5)結(jié)果顯示,農(nóng)業(yè)機械化對農(nóng)業(yè)碳排放強度的空間溢出效應(yīng)在1%統(tǒng)計水平上顯著為負(fù),替換農(nóng)業(yè)機械化測度方法后,農(nóng)業(yè)機械化的空間減碳效應(yīng)仍然存在。
農(nóng)業(yè)碳排放總量采用化肥施用折純量、農(nóng)藥使用量、農(nóng)用塑料薄膜使用量、農(nóng)用柴油使用量、農(nóng)作物總播種面積以及有效灌溉面積估算而來,可能會存在低估情況。采用單位GDP 碳排放量作為農(nóng)業(yè)碳排放強度的替代指標(biāo),城市碳排放總量數(shù)據(jù)來自中國碳核算數(shù)據(jù)庫。中國碳核算數(shù)據(jù)庫只公布了1997—2017 年碳排放數(shù)據(jù),通過城市名稱和年份匹配成功281 個城市1999—2017 年的面板數(shù)據(jù),農(nóng)業(yè)碳排放強度采用城市碳排放總量與城市地區(qū)生產(chǎn)總值的比值表示,計量結(jié)果見表4 模型(6)。結(jié)果顯示,農(nóng)業(yè)機械化對農(nóng)業(yè)碳排放強度的直接效應(yīng)、空間溢出效應(yīng)和總效應(yīng)在1%統(tǒng)計水平上顯著為負(fù),更換農(nóng)業(yè)碳排放強度變量的衡量方法后,再次驗證了前文主要結(jié)論的穩(wěn)健性。
農(nóng)業(yè)機械化很可能通過提升要素替代水平、調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)等途徑來實現(xiàn)空間減碳效應(yīng),為了驗證以上影響機制,在空間杜賓模型中加入調(diào)節(jié)變量與農(nóng)業(yè)機械化變量的交互項,采用調(diào)節(jié)效應(yīng)模型驗證農(nóng)業(yè)機械化對地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度的空間溢出機制。
在農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移方面,農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移變量采用鄉(xiāng)村非農(nóng)產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員數(shù)占鄉(xiāng)村從業(yè)人員數(shù)的比值表示,鄉(xiāng)村非農(nóng)產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員數(shù)為鄉(xiāng)村從業(yè)人員數(shù)與第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員數(shù)之差,鄉(xiāng)村從業(yè)人口數(shù)據(jù)由鄉(xiāng)村戶數(shù)與戶均鄉(xiāng)村從業(yè)人員數(shù)之積給出,戶均鄉(xiāng)村從業(yè)人口采用省域鄉(xiāng)村從業(yè)人員數(shù)與鄉(xiāng)村總戶數(shù)的比值表示,加入交互項的計量結(jié)果見表4 模型(7)。結(jié)果顯示,農(nóng)業(yè)機械化與農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移交互項的空間溢出系數(shù)為16.754,在1%統(tǒng)計水平上顯著,說明在農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移程度較低的地區(qū),農(nóng)業(yè)機械化的空間減碳效應(yīng)更大,農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移在農(nóng)業(yè)機械化與農(nóng)業(yè)碳排放強度之間表現(xiàn)出正向調(diào)節(jié)作用。受限于土地產(chǎn)權(quán)不穩(wěn)定和土地細碎化等條件,在勞動力轉(zhuǎn)移較低的地區(qū)農(nóng)業(yè)機械化通過跨區(qū)域農(nóng)機作業(yè)服務(wù)實現(xiàn)農(nóng)作物規(guī)?;N植[2],進而降低了鄰近地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度,但較高要素替代水平抑制了農(nóng)機跨區(qū)域流動性,農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移弱化了農(nóng)業(yè)機械化的空間減碳效應(yīng)。
在農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)方面,采用糧食作物種植比例衡量農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu),等于糧食作物播種面積與農(nóng)作物總播種面積的比值,表4 模型(8)為加入糧食作物種植比例與農(nóng)業(yè)機械化交互項的計量結(jié)果。結(jié)果顯示,農(nóng)業(yè)機械化與糧食作物種植比例交互項的空間溢出系數(shù)為10.240,在1%統(tǒng)計水平上顯著,說明在糧食作物種植比例低的地區(qū),農(nóng)業(yè)機械化的空間減碳效應(yīng)更大,農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)在農(nóng)業(yè)機械化與農(nóng)業(yè)碳排放強度之間表現(xiàn)出正向調(diào)節(jié)作用。由于農(nóng)業(yè)機械化具有“趨糧化”特征[16],在地區(qū)糧食作物種植比例低的地區(qū)農(nóng)業(yè)機械化對農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)“趨糧化”的促進作用更大,同時糧食作物種植比例較低提升了農(nóng)機要素跨區(qū)域流動性,農(nóng)業(yè)機械化的空間減碳效應(yīng)也更明顯。
全球碳排放水平持續(xù)提升增加了地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)脆弱性,研究農(nóng)業(yè)機械化與農(nóng)業(yè)碳排放強度之間關(guān)系對于農(nóng)業(yè)低碳可持續(xù)發(fā)展具有重要理論意義和實踐意義。基于全國282個城市的面板數(shù)據(jù),采用空間杜賓模型分析農(nóng)業(yè)機械化對地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度的影響。研究發(fā)現(xiàn),1999—2019 年農(nóng)業(yè)碳排放強度總體呈現(xiàn)下降的變動趨勢,分階段來看,1999—2003年地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度下降相對緩慢,2003—2011年地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度下降加速,2011—2019 年地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度下降速度又逐漸趨緩。從區(qū)域分布上看,1999—2009 年糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度明顯高于非糧食主產(chǎn)區(qū),2010—2019 年后則低于非糧食主產(chǎn)區(qū)。2019 年糧食主產(chǎn)區(qū)有92.22%的城市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)已提前完成了2020 年單位GDP 碳排放量下降40%~45%的碳減排目標(biāo),非糧食主產(chǎn)區(qū)則只有74.78%的城市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)提前完成了2020 年碳減排目標(biāo),全國糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)碳減排任務(wù)完成情況優(yōu)于非糧食主產(chǎn)區(qū)。農(nóng)業(yè)機械化不僅能夠降低本地農(nóng)業(yè)碳排放強度,還存在顯著的空間減碳效應(yīng),本地區(qū)農(nóng)業(yè)機械化水平越高,鄰近地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度越低,在替換空間權(quán)重矩陣、變更解釋變量測度方法、變更被解釋變量測度方法后,該結(jié)論仍然穩(wěn)健。相比于非糧食主產(chǎn)區(qū),糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)機械化的空間減碳效應(yīng)更大。在影響機制方面,農(nóng)業(yè)機械化通過提升要素跨區(qū)域替代水平、促進農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)“趨糧化”等途徑降低了鄰近地區(qū)農(nóng)業(yè)碳排放強度,而農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移和農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整則弱化了農(nóng)業(yè)機械化的空間減碳效應(yīng)。
基于此,提出如下政策建議。第一,應(yīng)積極出臺農(nóng)機跨區(qū)域作業(yè)補貼政策鼓勵農(nóng)機跨區(qū)域作業(yè),解決區(qū)域農(nóng)機服務(wù)市場失靈問題,促進區(qū)域農(nóng)業(yè)機械化協(xié)調(diào)發(fā)展。信息不對稱使得跨區(qū)域農(nóng)機服務(wù)市場交易成本較高,通過補貼政策能夠降低區(qū)域農(nóng)機服務(wù)交易價格,有利于農(nóng)業(yè)機械化的空間減碳效應(yīng)產(chǎn)生。第二,應(yīng)積極利用補貼政策發(fā)展更加節(jié)能環(huán)保的農(nóng)機產(chǎn)品,降低農(nóng)機自身碳排放水平。采用柴油作為動力的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)方式碳排放水平較高,通過農(nóng)業(yè)政策扶持新能源農(nóng)機產(chǎn)品創(chuàng)新,降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的碳排放水平,走低碳農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展道路。第三,應(yīng)加強非糧食主產(chǎn)區(qū)耕地保護力度,嚴(yán)控非糧食主產(chǎn)區(qū)耕地用途變更。非糧食主產(chǎn)區(qū)耕地防控政策較弱,農(nóng)業(yè)機械化對非糧食主產(chǎn)區(qū)的空間減碳效應(yīng)相對較小,通過嚴(yán)控非糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)非糧化提升糧食作物種植比例,能夠改善地區(qū)農(nóng)業(yè)機械化的空間減碳效果。第四,土地細碎化降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對跨區(qū)域農(nóng)機服務(wù)的需求,應(yīng)繼續(xù)扶持新型農(nóng)村經(jīng)營主體以擴大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模,為進一步農(nóng)業(yè)機械化創(chuàng)造條件,助推低碳農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。