關稅措施對農(nóng)業(yè)能源使用和碳排放的影響
——以中美貿(mào)易摩擦為例

王娟麗，馬永喜 ，辛雅儒，Levan Elbakidze

（1. 浙江水利水電學院 經(jīng)管學院，浙江 杭州 310018；2. 浙江理工大學 經(jīng)濟管理學院，浙江 杭州 310018；3. 浙江理工大學 浙江省生態(tài)文明研究院，浙江 杭州 310018；4. 美國西弗吉尼亞大學 資源經(jīng)濟與管理系，摩根敦，美國）

1 問題的提出

實現(xiàn)碳達峰、碳中和是黨中央統(tǒng)籌國內(nèi)國際兩個大局作出的重大戰(zhàn)略決策。習近平總書記在多次重要會議上講到，要把“雙碳”納入經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)文明建設整體布局。近年來，貿(mào)易摩擦引發(fā)的加征關稅等貿(mào)易限制措施給我國農(nóng)業(yè)發(fā)展、要素投入及其環(huán)境影響帶來諸多不確定性。農(nóng)業(yè)是我國碳減排重點領域，而農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易經(jīng)常是貿(mào)易摩擦的重點領域。貿(mào)易摩擦對農(nóng)業(yè)部門內(nèi)部生產(chǎn)變化、能源使用及其碳排放的系統(tǒng)性影響有待進行科學有效的評估。本文構建農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易、能源使用及其碳排放系統(tǒng)分析模型，來模擬評估中美貿(mào)易摩擦對農(nóng)業(yè)能源使用和碳排放的影響，為我國農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易與農(nóng)業(yè)碳排放綜合管理提供理論依據(jù)和量化支撐。

近年來，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中能源投入量迅速增長。2020年能源投入量（包括柴油、電力等直接能源以及化肥、農(nóng)藥和農(nóng)膜等間接能源）高達179.97 百萬噸標準煤，年均增長4.06%，較2001 年增長了113.16%，遠高于糧食產(chǎn)量增長速度。與此同時，2020 年我國農(nóng)業(yè)能源碳排放量高達217.67 百萬噸，占農(nóng)業(yè)碳排放總量的32.88%，較2001年增長了39.10%。農(nóng)業(yè)領域節(jié)能減排已經(jīng)成為我國“雙碳”戰(zhàn)略實施的重點領域。與此同時，近些年來，我國農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易規(guī)模也不斷提升。2020 年，我國農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易額2 468.3 億美元，其中進口1 708 億美元，出口760.3 億美元。中美農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易總量增長尤為顯著，中國對美國的農(nóng)產(chǎn)品進口額從2002年約22億美元增加到2020年約214億美元，增加了將近9 倍。中國已經(jīng)成為美國最重要的農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易伙伴之一。而近些年來中美之間貿(mào)易摩擦不斷，尤其是2018 年中美雙方均采取加征關稅的方式，對對方主要進口商品進行貿(mào)易制裁，引發(fā)國內(nèi)一系列生產(chǎn)供給變化。其中，加征關稅引起的農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易摩擦，勢必引起國內(nèi)相關農(nóng)作物種植面積和種植結(jié)構發(fā)生聯(lián)動變化，并對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能源使用及其碳排放產(chǎn)生系統(tǒng)性影響。

農(nóng)業(yè)貿(mào)易與碳排放問題正逐漸成為國際貿(mào)易和環(huán)境經(jīng)濟交叉領域的研究熱點。減少關稅推動貿(mào)易自由化是相當長一段時間世界市場經(jīng)濟發(fā)展的大趨勢，學者們對減少關稅推動貿(mào)易自由化的環(huán)境影響進行了較多的研究，也存在較大的觀點分歧。一些學者認為減少關稅等貿(mào)易自由化措施可以改善農(nóng)業(yè)環(huán)境。VENNEMO 等[1]利用可計算一般均衡模型（CGE）分析了加入WTO 對中國國內(nèi)空氣質(zhì)量的影響，研究發(fā)現(xiàn)加入WTO 使得國內(nèi)溫室氣體排放減少，顆粒物和二氧化硫的排放量下降。另有部分學者則認為，減少關稅等貿(mào)易自由化措施可能會加劇農(nóng)業(yè)環(huán)境污染。例如，VERBURG 等[2]利用耦合的LEITAP-IMAGE 系統(tǒng)模擬發(fā)現(xiàn)，與2015 年參考情景值相比，貿(mào)易自由化導致溫室氣體總排放量增加約6%。還有一些學者發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)領域減少關稅等貿(mào)易自由化措施的環(huán)境影響不大。例如，HIMICS 等[3]采用全球農(nóng)業(yè)局部均衡模型，模擬發(fā)現(xiàn)歐盟貿(mào)易自由化本身對農(nóng)業(yè)溫室氣體排放影響不顯著。

近年來，全球經(jīng)濟增長放緩，逆全球化現(xiàn)象有所抬頭，國際貿(mào)易限制活動逐步增多，但是當前對貿(mào)易限制或貿(mào)易摩擦的環(huán)境影響研究還為數(shù)極少。LIN 等[4]以中美貿(mào)易戰(zhàn)為背景，通過整合經(jīng)濟模型、大氣化學傳輸模型和污染-暴露健康模型研究了貿(mào)易壁壘對全球經(jīng)濟和環(huán)境的影響，研究發(fā)現(xiàn)全球極端貿(mào)易戰(zhàn)（在當前關稅基礎上全球加征25%關稅）將使得全球出口額下降32.5%，GDP 下降9%，與經(jīng)濟生產(chǎn)有關的二氧化碳排放下降6.3%。而LIU 等[5]采用全球可計算一般均衡模型（CGE），考察了特朗普政府時期中美貿(mào)易摩擦造成的社會經(jīng)濟和環(huán)境影響，結(jié)果表明貿(mào)易摩擦將給兩國經(jīng)濟帶來持久性的損害，但也減少了兩國的溫室氣體排放，改變?nèi)驕厥覛怏w排放分布模式。這些研究為貿(mào)易限制和貿(mào)易摩擦的環(huán)境影響提供了新的證據(jù)，但其研究主要集中在整體經(jīng)濟領域，而沒有對農(nóng)業(yè)部門貿(mào)易限制的碳排放影響進行專門性探討。

綜上所述，不少學者對農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易的環(huán)境影響開展了諸多的探索性研究，取得了較為豐富的研究成果，但在減少關稅等貿(mào)易自由化措施對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境影響上還存在較大的觀點分歧，缺乏對加征關稅等貿(mào)易限制的環(huán)境影響的研究。同時，現(xiàn)有貿(mào)易限制的環(huán)境影響研究往往僅考慮貿(mào)易限制帶來的短期貿(mào)易沖擊效應，而較少關注加征關稅等貿(mào)易限制措施帶來的要素配置和資源調(diào)整以及農(nóng)業(yè)種植結(jié)構的長期調(diào)整，相應也就忽視了貿(mào)易限制對農(nóng)業(yè)部門內(nèi)部不同作物生產(chǎn)的碳排放的影響。

因而，本文以中美貿(mào)易摩擦事件為例，研究農(nóng)產(chǎn)品關稅的貿(mào)易限制對進口國不同農(nóng)產(chǎn)品作物種植、能源使用及相應碳排放的系統(tǒng)性影響。本文采用系統(tǒng)性建模分析方法構建農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易、能源使用及其碳排放系統(tǒng)分析模型，設置對進口美國大豆加征不同關稅的多種模擬情景，來實證分析關稅變化對農(nóng)作物生產(chǎn)、能源使用及其碳排放等多方面的影響。這將能夠深化對農(nóng)產(chǎn)品關稅（貿(mào)易限制）與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及其能源使用和碳排放內(nèi)在關系的理論認識，量化關稅和貿(mào)易限制對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、能源使用及其碳排放的系統(tǒng)性影響，為農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易與農(nóng)業(yè)節(jié)能減排協(xié)調(diào)管理提供決策參考。

2 研究設計

2.1 理論分析

關稅將影響最終產(chǎn)品價格，并通過影響消費和生產(chǎn)影響整個經(jīng)濟部門[6]。在開放經(jīng)濟條件下，進口國對某來源國進口商品加征關稅，將會使得該來源國相應進口商品交易成本上升，進而推動該商品進口價格上升[7]，并引發(fā)國內(nèi)相關商品生產(chǎn)均衡和消費均衡的一系列變化[8]。根據(jù)商品需求規(guī)律，對農(nóng)產(chǎn)品增加關稅會提高其價格進而導致其進口需求下降[9]，而關稅減讓則將促使農(nóng)產(chǎn)品的進口額增加[10]。

對某來源國進口商品加征關稅還將引起該商品相對價格的變動，關稅將通過貿(mào)易轉(zhuǎn)移效應[11]改變該商品的進口來源結(jié)構，同時又可能會通過產(chǎn)品替代效應[12]改變相關商品的進口產(chǎn)品結(jié)構。比如，對美國進口大豆加征關稅，將會減少對美國大豆的進口，而增加對巴西、阿根廷等世界其他國家大豆的進口；同時由于大豆價格的提高，其替代品油菜籽等的進口可能相應會增加。由于進口農(nóng)產(chǎn)品具有不同的價格彈性，而且農(nóng)產(chǎn)品之間替代彈性以及國別之間替代彈性也不相同[7]，因而關稅變化將促使農(nóng)產(chǎn)品進口結(jié)構發(fā)生變動。

為應對關稅變化引發(fā)的農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易規(guī)模和貿(mào)易結(jié)構的變動，長期來看勢必會影響國內(nèi)農(nóng)業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品比較優(yōu)勢的發(fā)揮和調(diào)整，進而帶來生產(chǎn)空間布局的調(diào)整和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構的改變[13]。對美國進口農(nóng)產(chǎn)品加征關稅將使得國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品相對更有價格優(yōu)勢，進而對國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)生積極的影響[14]。同時，由于加征關稅導致進口減少，也將促使國內(nèi)生產(chǎn)者擴大相關農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)滿足國內(nèi)需求。不同農(nóng)產(chǎn)品在生產(chǎn)中（總成本函數(shù)）可能存在替代關系也可能存在互補關系[15]。由于不同農(nóng)產(chǎn)品存在土地等資源上的共享和競爭，征稅農(nóng)產(chǎn)品國內(nèi)生產(chǎn)規(guī)模的擴大可能導致其他非稅農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的減少，引起農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構的變化[16-17]。由于受到進口需求和國內(nèi)生產(chǎn)條件變化多方面的影響，關稅對農(nóng)產(chǎn)品（尤其是非稅農(nóng)產(chǎn)品）生產(chǎn)影響具有一定的不確定性。

農(nóng)業(yè)（農(nóng)產(chǎn)品）生產(chǎn)規(guī)模和農(nóng)業(yè)結(jié)構的變化將會涉及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的調(diào)整和組合，進而影響農(nóng)業(yè)碳排放[18]。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的變化將引致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素能源消費量的變化[19]，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能源投入與農(nóng)業(yè)能源碳排放正相關，農(nóng)業(yè)能源投入的變化將直接影響農(nóng)業(yè)碳排放[20]。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)內(nèi)部結(jié)構的調(diào)整會改變原有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能源與碳排放結(jié)構與強度[21]。由于不同作物能源投入強度不同，因而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)內(nèi)部結(jié)構的調(diào)整對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能源使用總量和碳排放總量影響是不確定的。

綜上分析，關稅變化通過貿(mào)易限制和貿(mào)易轉(zhuǎn)移等效應等引發(fā)國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)均衡和消費均衡的一系列聯(lián)動反應，導致國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品進口結(jié)構和生產(chǎn)結(jié)構進行適應性的調(diào)整，給各種農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、能源使用和碳排放帶來復雜而不確定性的影響，這些影響需要進一步通過實證分析予以評估確定。

2.2 模型構建

基于上節(jié)的理論分析，可以看到關稅的變化將對國內(nèi)不同作物農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、能源使用及相應碳排放的系統(tǒng)性影響。這種系統(tǒng)化的影響涉及部門內(nèi)部生產(chǎn)者的資源分配的調(diào)整和部門內(nèi)部產(chǎn)品要素供求體系的互動變化，因而更適合采用系統(tǒng)性模型方法來評估外部沖擊（如關稅變化）對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)帶來的多方面影響[22]。在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟部門系統(tǒng)化建模研究中，常用數(shù)學規(guī)劃方法對生產(chǎn)者的資源分配決策進行分析。在這類模型中農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入產(chǎn)出價格通常被假定為常數(shù)，然而這一假設在產(chǎn)業(yè)層面上可能是無效的，需要將供求體系所決定的價格反應納入系統(tǒng)化模型。為此，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟學家采用非線性規(guī)劃方法開發(fā)了價格內(nèi)生局部均衡模型[22-23]。該模型已被廣泛應用于農(nóng)業(yè)資源利用和環(huán)境管理政策研究。與其他一般均衡模型等常用模型相比，該模型操作性和靈活性較高，模擬結(jié)果的準確性較高，能夠?qū)崿F(xiàn)在一個完整的框架中整合分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、資源利用和環(huán)境影響之間的互動關系。

為分析農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易政策對農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)及其能源使用和碳排放帶來的系統(tǒng)性影響，本研究基于經(jīng)典的價格內(nèi)生局部均衡模型建模架構[22-23]，采用數(shù)學規(guī)劃方法構建了一個多地區(qū)多產(chǎn)品的價格內(nèi)生局部均衡模型，即農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易、能源使用及其碳排放系統(tǒng)分析模型。該模型可用于研究關稅變化情景下農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)中土地利用、能源使用、農(nóng)業(yè)產(chǎn)出與碳排放系統(tǒng)性變化情況。該農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易、能源使用及其碳排放系統(tǒng)分析模型包含中國大陸31個省份，每個區(qū)域均相對獨立，且擁有不同的種植模式、耕地、勞動力以及不同的作物組合。模型假設：（1）國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品市場一體化，全國對作物的總需求等于各地需求的匯總；（2）農(nóng)產(chǎn)品市場為完全競爭市場，價格由市場供需決定，個別生產(chǎn)者和消費者都不能干預市場價格；（3）農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)者是理性農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)者可以通過調(diào)整農(nóng)業(yè)資源配置，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)部門生產(chǎn)和消費的社會福利最大化。產(chǎn)品價格和貿(mào)易流量是由中國各地區(qū)產(chǎn)品農(nóng)業(yè)部門福利目標、產(chǎn)品供需等內(nèi)生決定的。模型在農(nóng)產(chǎn)品供需平衡、技術（生產(chǎn)條件）和資源約束下，尋求農(nóng)業(yè)部門社會福利（消費者和生產(chǎn)者剩余）最大化。選擇變量（內(nèi)生變量）是各個區(qū)域各種農(nóng)產(chǎn)品種植面積、產(chǎn)出和需求以及各區(qū)域各農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)能源使用計劃等。

借鑒HAVLíK 等[17]的方法，設定如下目標函數(shù)：

式中：Ω為農(nóng)業(yè)部門總剩余；是反需求函數(shù)；Dg表示農(nóng)產(chǎn)品g的國內(nèi)消費；g表示農(nóng)作物種類；k表示能源種類；i表示地區(qū)；表示k類能源的價格；表示k類能源在農(nóng)產(chǎn)品g生產(chǎn)中的使用強度；Aig表示區(qū)域i內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品g的種植面積；ECig表示區(qū)域i農(nóng)產(chǎn)品g除能源投入外其他投入；和分別表示進口價格和出口價格；表示進口量，它是關稅的函數(shù)表示出口量。

約束條件。約束條件包括供給約束、種植面積約束和用水約束等。

公式（2）是農(nóng)產(chǎn)品供給約束，其限制農(nóng)產(chǎn)品g的總供給量不能大于總產(chǎn)量，其中Yig是區(qū)域i農(nóng)產(chǎn)品g的每公頃產(chǎn)量，是作物產(chǎn)出。公式（3）、（4）是農(nóng)產(chǎn)品種植面積約束，該約束采用凸型作物組合約束將區(qū)域i作物g的種植面積限制在歷史種植面積和可行面積組合的下限和上限范圍內(nèi)，隱含反映農(nóng)產(chǎn)品種植面積的技術、管理和政策因素等限制。公式（3）中，區(qū)域作物g種植面積是加權歷史和可行作物種植面積的總和。higm和sigu分別是歷史種植面積和可行種植面積；τmi和γui是內(nèi)生決定的作物種植面積組合權重。公式（4）約束τmi和γui之和等于1，保證了內(nèi)生確定的區(qū)域農(nóng)產(chǎn)品種植面積是過去幾年觀察到的面積和可行面積的凸組合。公式（5）是用水約束，表示各種農(nóng)產(chǎn)品作物的灌溉用水量不得大于當期農(nóng)業(yè)用水的供給量，其中Wgt為g作物在t時期的灌溉用水量，t時期有c種農(nóng)產(chǎn)品作物需要進行灌溉，Wst為t時期農(nóng)業(yè)用水總供給。

農(nóng)業(yè)能源消耗與碳排放核算方法。農(nóng)業(yè)能源消耗一般分為直接能源消耗和間接能源消耗，直接能源消耗包括柴油、電力等，間接能源消耗包括農(nóng)藥、化肥和農(nóng)膜等?，F(xiàn)有研究在農(nóng)業(yè)能源消耗核算中較少將間接能源納入測算范圍，這往往會低估農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)能源消耗量[24]。本研究將綜合考慮直接能源和間接能源的消耗，并將其折算為標準煤單位進行統(tǒng)一核算，以下式表示：

式中：TE為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能源消耗總量，Eigk表示能源投入強度，αk表示k類能源投入的標準煤折算系數(shù)。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中直接能源和間接能源的使用不可避免地帶來負產(chǎn)物即碳排放，造成農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的污染[25-26]。為便于分析，依據(jù)溫室效應強度將CO2、CH4、N2O 等排放氣體統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成標準碳當量（CO2e）。本研究對各種能源消耗帶來的碳排放進行統(tǒng)一核算，用下式表示：

式中：TC是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中能源使用碳排放量，βk表示k類能源使用碳排放量折算系數(shù)。

2.3 情景設置與數(shù)據(jù)來源

2018 年3 月22 日，美國依據(jù)“301 調(diào)查”結(jié)果，宣布對價值600 億美元的中國進口產(chǎn)品加征關稅。中國政府對此迅速采取了反制措施，于2018 年4 月4 日決定對原產(chǎn)于美國的大豆、汽車、化工品等14 類106 項商品加征25%的關稅。大豆是中國反擊美國貿(mào)易制裁的主要手段之一?？紤]到在2018 年中美貿(mào)易摩擦中中國擬對進口美國大豆加征25%關稅的事件背景，我們設置六種加征關稅情景（0%、5%、10%、15%、25%和30%）。即假設在基準水平基礎上逐次增加5%的進口關稅，對來源美國進口大豆加征關稅從0%逐次調(diào)整至30%，來模擬考察加征進口關稅對中國農(nóng)業(yè)能源使用和碳排放的影響。

大豆、小麥、玉米、花生和油菜籽是我國廣泛種植的主要農(nóng)作物，占全國糧食作物種植面積的70%以上。同時，大豆種植與小麥、玉米、花生和油菜籽在土地、水資源等資源利用上有一定的競爭關系，而花生和油菜籽對大豆在需求上有一定的需求替代關系。因而本文選擇中國大陸地區(qū)（31 個省、自治區(qū)和直轄市）的大豆、小麥、玉米、花生和油菜籽作為主要研究對象。

本研究采用數(shù)據(jù)主要包括農(nóng)產(chǎn)品供需、要素投入的價格和使用量、能源和碳排放折算系數(shù)等三大部分。農(nóng)產(chǎn)品供需數(shù)據(jù)包括各種農(nóng)產(chǎn)品種植面積、產(chǎn)量、進出口、需求和價格等。農(nóng)作物種植面積和產(chǎn)量數(shù)據(jù)來自《中國統(tǒng)計年鑒》和國家統(tǒng)計局“國家數(shù)據(jù)平臺”（data.stats.gov.cn）。中美農(nóng)產(chǎn)品進出口數(shù)據(jù)來源于聯(lián)合國商品貿(mào)易統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫（UN Comtrade）。農(nóng)產(chǎn)品需求估計數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒2019》和布瑞克農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫，并采用薛平平等[27]的研究方法，將農(nóng)產(chǎn)品需求分為食用需求、飼料需求、種子需求、工業(yè)需求和損耗，分別進行需求估計并加總得到總需求。農(nóng)產(chǎn)品需求彈性系數(shù)來自王鋼等[28]、苗珊珊等[29]以及范少玲等[30]的研究。各種農(nóng)產(chǎn)品進口彈性系數(shù)主要來自王銳等[31]和全銀華等[32]的文獻。

各類能源價格和使用量和其他生產(chǎn)要素成本費用數(shù)據(jù)來源于《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編2019》。柴油和電力的能源折算標準煤系數(shù)來自《中國能源統(tǒng)計年鑒2019》；化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜的能源折算標準煤系數(shù)來自《農(nóng)業(yè)技術經(jīng)濟手冊》（1983）。柴油、電力的碳排放系數(shù)分別來自IPCC[33]；化肥、農(nóng)藥和農(nóng)膜的碳排放系數(shù)分別來自WEST 等[34]、NELSON 等[35]和CHENG 等[36]的文獻。

本文以中美貿(mào)易摩擦為例研究對來源美國大豆加征關稅對中國大陸地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品能源使用碳排放的影響?？紤]中美貿(mào)易摩擦的具體實施主要發(fā)生在2018 年，我們以2017 年作為模型模擬基準年。為了驗證本文模型的可靠性和有效性，我們使用由HOWITT[37]提出的實證數(shù)學規(guī)劃（PMP）方法來對模型進行校準，以匹配2017年的觀測數(shù)據(jù)。模型校準后，模型模擬得出的大豆、小麥、玉米、花生和油菜籽的種植面積、能源投入和碳排放（表1）與2017 年實際觀測值的差距均在10%以內(nèi)。模型模擬結(jié)果與2018 年的數(shù)值并不完美匹配，但是模型解決方案代表的是長期均衡，而不是任何特定年份的情況。因而，可以認為該模擬模型能夠比較準確地模擬中國農(nóng)業(yè)能源消耗與碳排放現(xiàn)實情況，模擬結(jié)果具有相當程度的可信性，可以利用該模型開展進一步的實證模擬分析。

表1 農(nóng)產(chǎn)品種植實際觀察值與模型模擬值比較

3 結(jié)果分析

基于本研究構建的農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易、能源使用及其碳排放系統(tǒng)分析模型，采用GAMS 33.2 軟件系統(tǒng)，模擬出不同加征關稅情景下的中國主要農(nóng)作物進口、種植面積、產(chǎn)量、能源消耗和碳排放等情況。

3.1 對農(nóng)產(chǎn)品進口、種植面積和產(chǎn)量的影響

表2 ～表4 分別列出了各情景下中國主要農(nóng)產(chǎn)品進口、種植面積和產(chǎn)量模擬結(jié)果。

表2 不同情景下中國主要農(nóng)產(chǎn)品進口數(shù)量單位：萬噸

表3 不同情景下中國主要農(nóng)產(chǎn)品種植面積單位：萬公頃

表4 不同情景下中國主要農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量單位：萬噸

隨著對進口美國大豆關稅的提高，直接導致中國從美國進口大豆數(shù)量急劇降低，從其他國家進口大豆上升，而中國大豆進口總量仍然下降。如果對進口美國大豆加征關稅25%，將導致中國從美國進口大豆總量降低57.71%。為彌補國內(nèi)大豆需求缺口，中國將增加從其他國家大豆進口量進行替代，并最終使得國內(nèi)大豆進口總量下降2.23%。該模擬結(jié)果與張玉梅等[38]的研究模擬結(jié)果一致。這說明提高進口大豆的關稅帶來了一定的貿(mào)易轉(zhuǎn)移和貿(mào)易保護效應，直接導致大豆進口來源格局的變化和大豆進口總量的下降，并可能促使國內(nèi)供給的增加。由于大豆進口的減少，為保障國內(nèi)穩(wěn)定的大豆需求，中國國內(nèi)大豆供給增加，國內(nèi)大豆種植面積和產(chǎn)量增加。

小麥的進口、種植面積和產(chǎn)量受到大豆進口及其種植面積變化較大的影響。隨著對大豆加征關稅力度的加強，小麥的種植面積均表現(xiàn)出下降的趨勢。這主要是因為小麥與大豆的生長條件和生長季節(jié)相似，在土地利用上存在較強的競爭關系，大豆種植面積的增加擠占小麥的種植面積，并使得其總產(chǎn)量下降。小麥播種面積及產(chǎn)量模擬結(jié)果與王容博等[7]的模擬結(jié)果基本一致。隨著進口美國大豆關稅的提高，小麥的進口較大程度地增加。由于大豆種植面積增加對小麥和玉米種植面積的擠占導致小麥和玉米國內(nèi)供給的減少，在保障國內(nèi)需求的前提下，需要增加小麥的進口需求。

玉米的進口、種植面積和產(chǎn)量同樣受到大豆進口及其種植面積變化較大的影響，但其影響方向與小麥相反。由于中國的大豆種植通常是和玉米種植輪作種植的，這樣有利于減少種植成本，因而大豆種植面積的增加帶動玉米種植及其產(chǎn)量的小幅擴張，相應減少其進口量。

花生和油菜的進口隨著大豆進口的減少而略微增加。這主要是由于花生和油菜與大豆同為油料作物，在產(chǎn)品需求上有一定的替代性。大豆進口的減少，增加了花生和油菜籽對大豆的進口替代，并促使花生和油菜籽的國內(nèi)產(chǎn)量呈較小程度的下降?；ㄉ陀筒俗训姆N植面積受到進口沖擊引致的國內(nèi)供給反應以及其他作物種植土地的競爭的雙重影響，同時不同省份的種植成本和單產(chǎn)有較大的不同，最終使得花生和油菜籽種植面積出現(xiàn)一定程度的不確定性，但其總體波動較小。

總體來看，隨著進口大豆關稅的提高，我國國內(nèi)相關農(nóng)產(chǎn)品種植總面積將會適應性地擴大。與基準情景（0%）相比較，在加征25%關稅情景下，總種植面積將從8 494.56 萬公頃增加到8 610.52 萬公頃，增加了1.37%。農(nóng)產(chǎn)品種植面積的提升并未使得總產(chǎn)量顯著同步提升。在加征25%關稅情景下，農(nóng)產(chǎn)品總產(chǎn)量基本保持不變，并從43 520.89 萬噸增加到43 791.76 萬噸，增加了0.62%。由于加征關稅使得國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品種植結(jié)構將進行適應性調(diào)整，比較收益更高的耕地得到更多的利用。盡管大豆種植面積大幅提高，但其擠占了大麥的種植面積，同時由于大豆單產(chǎn)相對不高，因而國內(nèi)相關農(nóng)產(chǎn)品總產(chǎn)量并未顯著增加。而農(nóng)產(chǎn)品進口總量出現(xiàn)小幅下降的趨勢，這主要是由于受到關稅限制，大豆進口下降較多，并帶動玉米進口一定程度的下降，最終使得國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品進口總量發(fā)生一定程度的下降。

3.2 對農(nóng)產(chǎn)品種植能源使用及其碳排放的影響

表5 和表6 分別列出了各情景下中國主要農(nóng)產(chǎn)品種植中能源使用及其碳排放模擬結(jié)果。

表5 不同情景下中國主要農(nóng)產(chǎn)品種植中的能源使用單位：億噸標準煤

表6 不同情景下中國主要農(nóng)產(chǎn)品種植中的碳排放單位：億噸

分產(chǎn)品來看，隨著從美國進口大豆關稅的提高，我國大豆種植的能源使用量和碳排放將由于其種植面積的擴大而保持上升趨勢。相對于基準情景，在加征25%關稅的情景下，大豆能源使用和碳排放分別提高16.55%和15.33%。小麥種植的能源使用及其碳排放量由于其種植面積的下降而表現(xiàn)出逐漸下降的趨勢。加征25%關稅的情景下，小麥生產(chǎn)的能源使用及其碳排放量分別下降2.58%和2.67%。而玉米種植能源使用量和碳排放出現(xiàn)輕微上升的趨勢，與其種植面積變化趨勢基本一致。在加征25%關稅的情景下，玉米種植能源使用及其碳排放量將分別上升1.60%和1.17%?；ㄉ陀筒俗延捎谄浞N植面積變化較小，其能源使用和碳排放所受影響同樣并不明顯。各作物能源使用和碳排放趨勢與其種植面積變化趨勢并不完全一致，這主要是由于關稅及貿(mào)易量變化將可能使得作物種植區(qū)域出現(xiàn)微調(diào)，而同一作物在不同地區(qū)種植中其能源使用強度有較大異質(zhì)性，因而能源和碳排放量與各作物種植總面積變化率出現(xiàn)一定的差異。

總體來看，對進口美國大豆加征關稅，對我國農(nóng)產(chǎn)品種植能源使用總量及其碳排放總量影響較小。與基準情景相比，在對美國大豆加征25%進口關稅后，所考察農(nóng)產(chǎn)品的能源使用總量從3 645.88 億噸標準煤增加到3 663.87 億噸標準煤，增加了0.49%；碳排放總量從9 062.99 億噸增加到9 070.09 億噸，增加了0.08%。關稅變化對能源使用總量和碳排放總量影響較小，這主要是由于作物種植結(jié)構調(diào)整，不同農(nóng)產(chǎn)品種植使用能源出現(xiàn)此消彼長的變化，最終使得能源消耗總量和碳排放總量基本穩(wěn)定。

本文研究結(jié)果顯示進口貿(mào)易將有助于節(jié)約相關進口農(nóng)產(chǎn)品種植中的能源使用，進而減少其碳排放，這驗證了姚愉芳等[39]、奎國秀等[40]的研究結(jié)果。與這些研究在研究方法上采用計量經(jīng)濟模型不同，本研究采用系統(tǒng)模擬的研究方法同樣驗證了農(nóng)產(chǎn)品進口替代了國內(nèi)的生產(chǎn)而節(jié)約了能源等資源的使用并減少了相應的碳排放，得出了一致的研究結(jié)果。

同時，本文研究結(jié)果還表明由于種植結(jié)構的適應性調(diào)整，從長期來看進口貿(mào)易的變化對農(nóng)業(yè)碳排放總量沒有顯著的影響，這與ATICI[41]以及王群偉等[42]的研究結(jié)果基本一致。這些研究都是利用計量經(jīng)濟模型方法在分離了經(jīng)濟發(fā)展（GDP）和技術進步對環(huán)境的影響后得出的研究結(jié)論。但是，本文關于進口貿(mào)易變化對碳排放總體影響的研究結(jié)果與ALBORNOZ等[43]、郭慶賓等[44]以及韓岳峰等[45]的研究結(jié)果并不一致。這主要是由于上述這些研究著重考慮了進口貿(mào)易中的技術效應，他們認為進口貿(mào)易通過技術溢出效應促進節(jié)能減排技術的推廣，而使得相關產(chǎn)業(yè)習得先進環(huán)境技術，進而抑制了東道國的碳排放。而本文主要討論中美貿(mào)易摩擦中的進口貿(mào)易對中國農(nóng)業(yè)碳排放的直接影響，因而利用情景模擬的方法比較了不同關稅及進口貿(mào)易量對中國主要農(nóng)作物能源使用和碳排放的系統(tǒng)性影響，沒有考慮作物生產(chǎn)的技術變化和產(chǎn)品生產(chǎn)的規(guī)?；?。本文中探討的進口貿(mào)易對環(huán)境的影響主要是考慮了由于貿(mào)易變化帶來的農(nóng)業(yè)內(nèi)部的結(jié)構調(diào)整導致的結(jié)構效應[46-47]，即中美貿(mào)易摩擦引起進口貿(mào)易變化，東道國通過種植結(jié)構性調(diào)整適應進口的沖擊，而這又進一步影響東道國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的能源使用和碳排放。

本文構建的農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易、能源使用及其碳排放系統(tǒng)分析模型，模擬了提高進口美國大豆關稅后我國農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、能源使用及相應碳排放的系統(tǒng)性變化。該模型假設農(nóng)產(chǎn)品需求在一定時期內(nèi)保持相對穩(wěn)定，不同于張玉梅等[38]的研究中考慮了價格沖擊帶來的農(nóng)產(chǎn)品消費的短期變化，因而本文模擬結(jié)果是農(nóng)業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部的土地利用、能源使用和碳排放的長期的平衡解，而不是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)變化的短期效應。同時，為突出貿(mào)易限制本身的影響，本文也沒有考慮作物生產(chǎn)技術和單位產(chǎn)量的持續(xù)性變化，這有待將來更為精細的動態(tài)化的系統(tǒng)模型來模擬貿(mào)易政策、農(nóng)業(yè)技術及農(nóng)業(yè)碳排放之間的相互影響。

4 研究結(jié)論與政策啟示

研究結(jié)果表明：（1）關稅措施的變化將對國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品進口、農(nóng)產(chǎn)品種植結(jié)構和產(chǎn)品供給產(chǎn)生差異化的影響。中國對進口美國大豆加征關稅，將會減少大豆進口總量，這將促使國內(nèi)生產(chǎn)者增加國內(nèi)大豆的種植面積和相應供給來滿足相對穩(wěn)定的國內(nèi)需求。由于不同農(nóng)產(chǎn)品在土地利用上存在一定競爭關系，大豆種植面積的增加將會擠占小麥等作物的種植面積，因而其產(chǎn)量存在此消彼長的替代關系。而由于大豆與玉米存在輪作關系，大豆種植面積的增加帶動玉米種植面積和產(chǎn)量的小幅上升。同時，由于農(nóng)產(chǎn)品需求上的替代關系和土地利用競爭關系的綜合作用，花生和油菜籽的種植面積變化不大。（2）關稅措施的變化對不同農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)中能源使用及其碳排放的影響具有作物異質(zhì)性。不同農(nóng)產(chǎn)品種植面積受關稅貿(mào)易政策影響方向和影響程度具有較大的不同，而且不同農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)在能源投入強度等方面存在差異，因而不同農(nóng)產(chǎn)品的能源使用碳排放量所受關稅變化影響有較大的作物間差異。隨著對美國大豆關稅的提高，大豆生產(chǎn)的能源使用及其碳排放明顯增加，小麥生產(chǎn)的能源使用及其碳排放出現(xiàn)一定程度的下降，而玉米生產(chǎn)的能源使用及其碳排放出現(xiàn)較小程度的上升，花生和油菜籽種植的能源使用及其碳排放保持基本穩(wěn)定。（3）關稅措施的變化對國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)能源使用總量及其碳排放總量影響不顯著。整體上來看，提高進口美國大豆關稅對國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品種植能源使用總量及其碳排放總量沒有顯著的影響。由于關稅措施的變化帶來作物種植結(jié)構和投入要素的多方面調(diào)整，而且關稅措施對不同農(nóng)產(chǎn)品能源使用和碳排放的影響方向和影響程度有較大差異，其綜合作用導致國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)能源使用總量及其碳排放總量相對穩(wěn)定。

上述結(jié)論可能具有如下政策啟示：（1）繼續(xù)推進農(nóng)產(chǎn)品進口多元化戰(zhàn)略，緩解加征關稅等貿(mào)易摩擦給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境帶來的不利影響。當前世界經(jīng)濟低迷，逆全球化思潮抬頭的背景下，大國博弈、地區(qū)沖突等國際因素都會對農(nóng)產(chǎn)品國際市場和農(nóng)產(chǎn)品進口貿(mào)易帶來諸多不確定性，進而給國內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)能源使用及其碳排放帶來不確定的影響。這需要完善農(nóng)產(chǎn)品國內(nèi)供給安全與適度進口的頂層設計，鼓勵農(nóng)產(chǎn)品進口多元化發(fā)展，增強農(nóng)產(chǎn)品供給韌性，緩解貿(mào)易摩擦給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)碳減排帶來的不利影響。 （2）協(xié)同制定農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易政策和“雙碳”戰(zhàn)略管理政策，實施農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易與農(nóng)業(yè)碳減排協(xié)同管理。農(nóng)產(chǎn)品關稅和進口的變化將會系統(tǒng)性的影響國內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)能源使用及其碳排放。這需要農(nóng)業(yè)領域在實施推進“雙碳”戰(zhàn)略過程中，不僅要關注農(nóng)業(yè)生產(chǎn)層面的節(jié)能減排，也要關注貿(mào)易變化帶來的種植結(jié)構調(diào)整及相應能源投入和碳排放的系統(tǒng)性變化，協(xié)調(diào)農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易政策與碳排放政策制定，協(xié)同管理農(nóng)產(chǎn)品進口和農(nóng)業(yè)碳排放。（3）重點關注受貿(mào)易摩擦影響較大的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)情況，對農(nóng)作物能源投入及其碳排放實施靈活分類管理。關稅措施的變化盡管對農(nóng)業(yè)環(huán)境總體影響較小，但是對特定作物的能源使用及其碳排放影響相對較大，因而可能會對特定作物主產(chǎn)區(qū)的生態(tài)環(huán)境帶來較大的影響。這需要政策管理者在當前比較重視對農(nóng)業(yè)碳排放總量管理的同時，要更加關注不同作物的能源使用及其碳排放的監(jiān)管。重點關注受貿(mào)易沖擊較大農(nóng)作物的能源和碳排放變化，針對不同作物用能特點、減排特征和貿(mào)易條件變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及農(nóng)業(yè)碳減排管理進行靈活性調(diào)整，并分類制定適應性的節(jié)能減排策略。