梁流濤馮淑怡曲福田

(1.南京農業(yè)大學中國土地問題研究中心,江蘇南京 210095;2.河南大學環(huán)境與規(guī)劃學院,河南開封 475004)

農業(yè)面源污染形成機制:理論與實證＊

梁流濤1,2馮淑怡1曲福田1

(1.南京農業(yè)大學中國土地問題研究中心,江蘇南京 210095;2.河南大學環(huán)境與規(guī)劃學院,河南開封 475004)

在對我國農業(yè)面源污染核算及其時空演變特征分析的基礎上,構建農業(yè)面源污染形成機制分析框架,并利用省際面板數(shù)據(jù)進行實證分析。主要研究結論如下:①1990-2006年我國農業(yè)面源污染對生態(tài)環(huán)境的壓力呈現(xiàn)增加的趨勢,主要分布在人口眾多、農業(yè)集約化程度較高的地區(qū)。②農業(yè)面源污染形成的一般機制是:經(jīng)濟發(fā)展導致農產(chǎn)品需求結構、農業(yè)結構的變動等都會對農業(yè)面源污染產(chǎn)生的環(huán)境因子產(chǎn)生影響,進而導致農業(yè)面源污染產(chǎn)生量的差異;對農產(chǎn)品消費數(shù)量的增多和對耕地的消耗增大,農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)面臨更大的生產(chǎn)集約程度,在很大程度上加大了農業(yè)面源污染;經(jīng)濟發(fā)展同時也導致公眾對高質量環(huán)境的需求增多,環(huán)保意識也大大提高,為農業(yè)面源污染管理政策提供了有效執(zhí)行土壤,另外,經(jīng)濟增長也為加大環(huán)境投資和先進技術的應用提供基礎,可能減少農業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的壓力;③實證研究表明,產(chǎn)業(yè)結構的演化、技術進步、環(huán)境管理制度等方面是影響農業(yè)面源污染的重要因素,應是農業(yè)面源污染控制和管理政策創(chuàng)新的重點。

農業(yè)面源污染;形成機制;面板數(shù)據(jù)

目前水環(huán)境污染問題已成為影響社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要因素。就世界范圍而言,農業(yè)面源污染是水環(huán)境質量惡化的主要原因[1],例如,在荷蘭,來自農田的氮磷的負荷分別占60%和50%左右[2],美國60%以上的地表水環(huán)境問題是由農業(yè)活動引起的[3]。在中國,水污染狀況不容樂觀,2005年我國七大水系的411個地表水監(jiān)測斷面中,Ⅳ-Ⅴ類和劣Ⅴ類水質的斷面比例達到了59%,28個國控重點湖(庫)中,Ⅴ類和劣Ⅴ類水質的湖(庫)占51%,其中太湖、滇池和巢湖等我國重要水體處于中度富營養(yǎng)狀態(tài)。隨著工業(yè)點源污染得到有效控制,農業(yè)面源污染成為了水污染的主要原因。例如,太湖水體富營養(yǎng)化的總氮和總磷貢獻率中農業(yè)污染所占的比重分別為59%、30%[4],在進入滇池的總氮和總磷負荷中,農業(yè)面源污染物分別占53%和42%[5]。如何控制和管理農業(yè)面源污染已成為水環(huán)境政策和生態(tài)環(huán)境管理研究重點和熱點。本文在對我國農業(yè)面源污染類型和特征分析的基礎上,構建經(jīng)濟發(fā)展中農業(yè)面源污染形成機理分析框架,并利用省際面板數(shù)據(jù)進行實證分析,以期為農業(yè)面源污染的有效管理、實現(xiàn)經(jīng)濟增長與農業(yè)生態(tài)環(huán)境的協(xié)調發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 我國農業(yè)面源污染類型及現(xiàn)狀分析

1.1 我國農業(yè)面源污染類型及核算方法

現(xiàn)代農業(yè)的專業(yè)化、區(qū)域化、集約化打破了傳統(tǒng)的農業(yè)部門之間物質和能量循環(huán),農業(yè)系統(tǒng)“高投入、高產(chǎn)出、高廢物”的“三高”生產(chǎn)模式,導致大量廢物產(chǎn)生,它們和過量投入一起成為水環(huán)境污染的主要來源。在我國農業(yè)面源污染主要包括四類:①農田化肥污染。我國正處在由傳統(tǒng)農業(yè)向現(xiàn)代農業(yè)過渡時期,農業(yè)發(fā)展對化學品的依賴性還很大[6],農業(yè)產(chǎn)量至少有四分之一是靠化肥等化學物品取得的[7]。2005年我國化肥施用量達到了4 766.2萬t,占全世界消費量的四分之一,化肥施用強度遠遠超過發(fā)達國家設置的225 kg/hm2的安全上限?；适┯昧窟^高,再加上施用結構不合理,加劇了日益嚴重的地表水富營養(yǎng)化趨勢,還導致了地下水硝酸鹽超標。②畜禽養(yǎng)殖污染。近年來我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅猛,但同時畜禽糞尿排泄量日益增多,2005年畜禽糞便產(chǎn)生量是工業(yè)固體廢棄物的4倍[5],預計2015年達到60億t。③農田固體廢物污染。我國每年的農作物秸稈生產(chǎn)量約為7億t,而秸稈的綜合利用率還不足15%。農作物秸稈四處堆放現(xiàn)象非常普遍,更有甚者將堆放于沿河沿湖岸,在雨水的沖刷下大量的滲濾液排入水體,從而形成更直接、危害更大的面源污染。④農村生活污染。我國農村人口眾多,并且居住分散,農村生活污染對生態(tài)環(huán)境的污染也不容忽視,農村生活污染主要包括農村生活污水和人糞尿流失造成的污染。

利用清單分析方法的思路對農業(yè)面源污染核算。假設一定的農業(yè)活動對應一定的農業(yè)污染排放量,并綜合多種分析方法建立的農業(yè)活動和污染排放量響應關系以單元為核心,以省市為核算單位。根據(jù)我國的具體情況,主要分析農田化肥、畜禽養(yǎng)殖、農田固體廢棄物以及農村生活四種污染類型,污染物主要是COD、TN、TP三類,計算公式如下[8]:

式中:E為農業(yè)和農村污染的排放量;EUi為單元i指標統(tǒng)計數(shù);ρi為單元i污染物的產(chǎn)污強度系數(shù);ηi為表征相關資源利用效率的系數(shù);PEi為農業(yè)和農村污染的產(chǎn)生量,即不考慮資源綜合利用和管理因素時農業(yè)生產(chǎn)和農村生活造成的最大潛在污染量;Ci為單元i污染物J的排放系數(shù),它由單元和空間特征(S)決定,表征區(qū)域環(huán)境、降雨、水文和各種管理措施對農業(yè)和農村污染的綜合影響。EI為農業(yè)面源污染排放強度,表征農業(yè)和農村污染在土地上的富集程度,和農業(yè)和農村污染對環(huán)境的影響;AL為研究區(qū)域的農地面積,主要是耕地、園地和牧草地?？紤]到各類系數(shù)受降雨、土地利用類型、農業(yè)生產(chǎn)特點等地區(qū)性因素的強烈影響,各類系數(shù)在全國尺度上會有很大的差異。在文獻調研的基礎上,建立不同區(qū)域各類型系數(shù)的數(shù)據(jù)庫,本文綜合樣本地區(qū)相關研究結論進行分區(qū)賦值[8-11]。另外,計算所需的全國以及各省市其他數(shù)據(jù)主要來自歷年的《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國農村統(tǒng)計年鑒》、《中國農業(yè)年鑒》、《新中國五十五年統(tǒng)計資料匯編》以及各省市統(tǒng)計年鑒和農業(yè)統(tǒng)計資料。

1.2 農業(yè)面源污染時空特征分析

利用公式(1)和(2),計算1990-2006年中國各省市農業(yè)面源污染的排放總量和排放強度,并匯總得到全國層面的數(shù)據(jù)(表1)。其中2003年的核算結果與陳鵬敏、陳吉寧等研究結果差別較小,這表明選擇的核算方法和相應的指標具有一定的可信度。

1.2.1 農業(yè)面源污染排放時序變化特征

1990-2006年間全國農業(yè)面源COD、TN和TP的排放量平均值分別為573.71、643.74和79.11萬t,整體上呈現(xiàn)增長的趨勢,年均增長率出分別為1.33%、2.31%、3.28%。但也呈現(xiàn)出一定的波動,2006年與2005年相比,農業(yè)面源污染排放略有降低,主要原因是畜禽養(yǎng)殖規(guī)模減少。此期間全國農業(yè)面源COD,TN和TP平均單位面積排放強度分別為8.62,9.69和1.1 kg/hm2,也呈現(xiàn)增加的趨勢,年均增長率分別為1.34%、2.69%、3.23%?？梢?近年來農業(yè)面源污染排放量和排放強度均呈現(xiàn)增加的趨勢。

表1 1990-2006年中國農業(yè)面源污染排放總量和排放強度Tab.1 T otal emission and emission intensity of non-point source pollution(1990-2006)

1.2.2 農業(yè)面源污染空間分布特征

但是過地磅得當心，因為地磅很容易被遙控器控制。在糧車停在地磅上時，地磅會顯示當前的重量。但是有不法分子發(fā)明了一種遙控器設備，可以控制地磅上的顯示數(shù)字，把數(shù)字加大或者減小，損害農民的利益。

農業(yè)面源污染排放量和排放強度的空間差異較大,排放總量較大的地區(qū)主要分布在人口眾多、農業(yè)集約化程度較高的山東、河南、河北、四川、江蘇、湖北、安徽等省市;排放強度較大的省份主要集中在人口密度較大的地區(qū),如,山東、江蘇、河南、天津等。而陜西、云南、寧夏、甘肅、新疆、青海、內蒙古、西藏等西部地區(qū)農業(yè)面源污染排放總量和排放強度都較少。

1.2.3 農業(yè)面源污染源分析

農業(yè)面源污染COD主要來源于畜禽養(yǎng)殖和農村生活污染,1990-2006年間畜禽養(yǎng)殖對農業(yè)面源COD的貢獻率分別為49.08%、44.34%;農業(yè)面源污染TN主要來源于農田化肥和畜禽養(yǎng)殖,1990-2006年間對農業(yè)面源污染貢獻率分別為42.24%和38.86%;農業(yè)面源污染TP主要來源于農田化肥和畜禽養(yǎng)殖,2006年其貢獻率分別為27.29%和46.99%?？梢?農業(yè)生產(chǎn)中的化肥流失和畜禽養(yǎng)殖的發(fā)展是農業(yè)面源污染的主要原因,并且對農業(yè)面源污染貢獻較大的農田化肥和畜禽養(yǎng)殖污染呈現(xiàn)增加的趨勢,應當將農業(yè)生產(chǎn)化肥污染和畜禽養(yǎng)殖污染作為農業(yè)面源污染重點控制的污染類型。

2 農業(yè)面源污染形成機制分析框架

Steve R C等構建了生態(tài)環(huán)境演變的分析框架,將引起其變化的驅動力分為直接驅動力和間接驅動力[12]。其中直接驅動力是直接影響生態(tài)系統(tǒng)的過程,主要包括那些對物理、化學以及生物方面產(chǎn)生影響的因素,如氣候變化、土地覆被變化等;間接驅動力主要包括人口狀況、經(jīng)濟狀況、社會政治狀況、科學技術狀況以及文化等,主要是通過改變或影響直接驅動力的作用效果而產(chǎn)生比較廣泛的影響。該框架十分強調間接驅動力對生態(tài)環(huán)境演變的作用,因為這些因子是可控的,研究這些因子對生態(tài)環(huán)境的影響對于生態(tài)環(huán)境管理政策的制定具有重要的理論和現(xiàn)實意義。本文借鑒此思路,從影響農業(yè)面源污染的間接因素出發(fā),構建農業(yè)面源污染形成機理的理論分析框架。

相關研究認為環(huán)境污染受不同發(fā)展階段的產(chǎn)業(yè)結構、技術水平、環(huán)境政策以及宏觀經(jīng)濟等因素的影響[13,14]。經(jīng)濟發(fā)展過程中伴隨著產(chǎn)業(yè)結構的演變、技術進步水平的提高、相應的制度安排的變革以及農產(chǎn)品需求總量和結構的變動等方面,這些都會造成農業(yè)生產(chǎn)結構、土地利用方式、農業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的方面的變動,并在環(huán)境因子的作用下對農業(yè)面源污染產(chǎn)生不同影響。另外,經(jīng)濟發(fā)展也會使人們對高質量農產(chǎn)品以及農業(yè)環(huán)境服務的需求迅速增加,同時對環(huán)境投資能力也增大,能夠產(chǎn)生環(huán)境治理效應(見圖1)。

農業(yè)產(chǎn)業(yè)結構演變與農業(yè)面源污染。經(jīng)濟發(fā)展中產(chǎn)業(yè)結構變動的重要內容是農業(yè)產(chǎn)業(yè)結構演變,主要包括種植業(yè)、畜禽養(yǎng)殖業(yè)的比例變動以及種植業(yè)內部結構的變動,其變化將導致農業(yè)生產(chǎn)要素投入以及農業(yè)景觀結構均發(fā)生變化,從而對農業(yè)面源污染產(chǎn)生不同的影響。在改變農業(yè)景觀方面,如調節(jié)某土地斑塊的種植作物,最終影響面源污染產(chǎn)生量。土地利用方式是面源污染的直接導致因素之一,不同土地利用類型的面源污染物輸移方式和程度不一樣,影響水體水質的程度也不一樣。在改變農業(yè)投入要素方面,如調節(jié)化肥的施用量、調節(jié)農業(yè)的發(fā)展規(guī)模和發(fā)展結構,而影響面源污染。

技術進步與農業(yè)面源污染。這里的技術進步是廣義的,除了包括科技創(chuàng)新外,還包括管理創(chuàng)新、制度創(chuàng)新等“軟”技術進步[15]。技術進步對農業(yè)面源污染的影響是一種全過程的,從事前預防到事中指導再到事后治理都會產(chǎn)生影響,在農業(yè)面源污染的控制和管理中更多的發(fā)揮的是正面效應。Hayami和Ruttan所描述的誘致性技術變遷就表明技術進步能夠降低對環(huán)境的破壞[16]。Grossman和Krueger也認為經(jīng)濟發(fā)展對環(huán)境壓力技術效應可以減少環(huán)境壓力[13]。但農業(yè)技術水平不高,技術進步在農業(yè)面源污染控制中的作用可能不能充分發(fā)揮。

環(huán)境保護制度、政策與農業(yè)面源污染。在技術水平既定的條件下,不同的農業(yè)面源污染環(huán)境管理制度安排會導致不同的環(huán)境效果。完善的農業(yè)面源管理制度,能夠為人們的生產(chǎn)行為和環(huán)境治理行為提供規(guī)范,產(chǎn)生環(huán)境治理效應,在農業(yè)面源污染控制和治理中具有重要的意義。但如果農業(yè)面源污染管理政策不完善、不夠系統(tǒng),可能會影響農業(yè)面源污染管理效率。

經(jīng)濟發(fā)展對農業(yè)資源的需求和農業(yè)面源污染。農業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎,經(jīng)濟發(fā)展需要農業(yè)作為支撐。隨著經(jīng)濟發(fā)展對農業(yè)資源需求逐步增大,農業(yè)資源的稀缺性就更明顯,對農業(yè)資源的集約利用水平也日益提高,導致以農業(yè)面源污染為主的一系列環(huán)境問題的產(chǎn)生。主要表現(xiàn)在:①經(jīng)濟發(fā)展對農產(chǎn)品需求的增長和結構變動造成的環(huán)境壓力。經(jīng)濟發(fā)展過程中工業(yè)化和城市化進程,一方面急劇增加的城市人口增大了對農產(chǎn)品消費需求,另一方面以農產(chǎn)品為加工對象的工業(yè)部門迅速發(fā)展,也會導致對農產(chǎn)品的需求大幅增長。在短期內又無法對農業(yè)生產(chǎn)部門進行根本性改造,主要依靠化肥、農藥等農業(yè)化學品來滿足社會需求就成為必然選擇,并可能造成農業(yè)面源污染對生態(tài)環(huán)境的潛在威脅加劇。②經(jīng)濟發(fā)展對非農土地需求的增長帶來的環(huán)境壓力。經(jīng)濟發(fā)展中大量的耕地轉化為建設用地是一個必然趨勢,并且耕地非農化一般發(fā)生在城鄉(xiāng)結合部以及肥沃耕地類型中,而新補充的耕地質量低下。這就造成耕地面積減少、耕地質量整體下降,農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)將面臨更大的生產(chǎn)集約程度,農業(yè)面源污染也可能呈現(xiàn)日益加重趨勢。③經(jīng)濟發(fā)展對農業(yè)勞動力需求的增加帶來的環(huán)境壓力。經(jīng)濟發(fā)展過程中伴隨著大量農業(yè)勞動力向非農產(chǎn)業(yè)轉移,農民的生產(chǎn)和生活方式也會發(fā)生重大變化,不再執(zhí)行傳統(tǒng)的精耕細作等耕作制度,取而代之的是過量農業(yè)化學品投入,糞便、綠肥等有機肥的使用量也大量減少,這些都可能影響農村環(huán)境質量。

圖1 農業(yè)面源污染形成機理分析框架Fig.1 Analytical framework of economic development to agricultural non-point source pollution

經(jīng)濟發(fā)展對農業(yè)面源污染的改善效應。隨著經(jīng)濟發(fā)展水平的提高,人們對高質量農產(chǎn)品以及農業(yè)環(huán)境服務的需求迅速增長,激發(fā)了社會對農業(yè)環(huán)境品質的需求。能夠誘使農業(yè)生產(chǎn)者、政府關注到農業(yè)環(huán)境中來,通過增大環(huán)境投資,減少和控制農業(yè)面源污染。另一方面,經(jīng)濟發(fā)展也為環(huán)境友好型生產(chǎn)技術的使用和推廣提供經(jīng)濟基礎,農民教育水準及環(huán)保意識也有較大提高,能夠在很大程度上能夠減少農業(yè)面源污染的產(chǎn)生。

3 實證研究

3.1 模型構建和指標選擇

3.1.1 模型構建

在上文構建的經(jīng)濟發(fā)展對農業(yè)面源污染作用機理的分析框架下,從結構變動、技術進步和經(jīng)濟發(fā)展對農業(yè)資源的需求狀況等方面分析農業(yè)面源污染演變的驅動因素?；灸Ｐ驮O定為:

其中,E為農業(yè)面源污染指標,X為影響因素,γ為回歸系數(shù),α為常數(shù)項,下標i省份,t表示時間。

3.1.2 指標的選擇

根據(jù)構建的農業(yè)面源污染形成機制的理論分析框架選擇相應的指標。①產(chǎn)業(yè)結構對農業(yè)面源污染的影響主要是通過農業(yè)結構的變動和種植業(yè)內部結構變動體現(xiàn)出來的,本文分別用糧食作物與經(jīng)濟作物的比例(plastr)和畜禽養(yǎng)殖業(yè)比重(ani)來表示產(chǎn)業(yè)結構的變動。經(jīng)濟作物所占的比重增加,導致農作物對化肥的需求增多,可能造成對生態(tài)環(huán)境的負面影響,因此預期的種植結構回歸系數(shù)可能為負。農業(yè)結構變動更多變現(xiàn)為畜禽業(yè)所占的比重提高,畜禽養(yǎng)殖在很大程度上增加了農業(yè)面源污染,因此,回歸系數(shù)預期為正。②目前普遍用全要素生產(chǎn)率來代表技術進步。近年來關于全要素生產(chǎn)率分解的研究較多,生產(chǎn)率的增長由3部分組成:一是科技進步(新技術的采用或新產(chǎn)品的發(fā)明),二是純技術效率(管理效率的提高和生產(chǎn)經(jīng)驗的積累),三是規(guī)模效率(組建和管理大企業(yè)的能力以及知識)[15]。在定量測度方法上,Fare等構建的基于非參數(shù)的DEA-Malmquist指數(shù)應用非常廣泛[17]。本文采用非參數(shù)的DEA-Malmquist指數(shù)方法,利用DEAP2.1軟件包將中國農業(yè)部門的全要素生產(chǎn)率分解為科技進步(tech)、純技術效率(pech)和規(guī)模效率(sech)。這三類指標都能夠減少農業(yè)面源污染的產(chǎn)生,預期回歸系數(shù)的符號為負。③用人均經(jīng)營耕地數(shù)量(Acul)來代替經(jīng)濟發(fā)展中對農業(yè)資源需求的供給狀況,該指標能夠反映農業(yè)資源的稀缺程度。人均經(jīng)營耕地面積越大,表明該地區(qū)農業(yè)資源較豐富,農業(yè)生產(chǎn)對生態(tài)環(huán)境壓力也相對減少,因此該指標回歸系數(shù)預期為負。④環(huán)境管制制度和政策通常很難直接衡量,有的研究采用環(huán)境治理投資額來代替[18-19],但對于這一指標選取缺乏令人信服的解釋。本文在前人研究的基礎上,為了量化農業(yè)面源污染管理制度變量,以與農業(yè)面源污染相關的制度和政策的頒布和執(zhí)行情況為基準,利用通過專家打分的特爾菲方法,針對不同時段和不同區(qū)域進行打分,并分別賦值。將1990年農業(yè)面源污染制度定義為1,這時處于弱管理狀態(tài),隨后隨著相關政策的執(zhí)行,對農業(yè)面源污染的管理逐步加強。該指標預期回歸系數(shù)為負,也就是說農業(yè)面源污染管理政策逐步完善,有利于降低農業(yè)面源污染的產(chǎn)生。

3.2 模型回歸及計量結果分析

利用1990-2006年間我國省際面板數(shù)據(jù),分析我國農業(yè)面源污染影響因素。利用(3)式分別對COD、TN和TP三類污染指標進行回歸,同時根據(jù)F-test和Hausman檢驗選擇合適的模型,具體結果見表2。

產(chǎn)業(yè)結構對農業(yè)面源污染的影響。從回歸結果來看,種植結構變動對農業(yè)面源污染三類污染的影響相同,并且都在5%的置信水平上通過檢驗。隨著經(jīng)濟作物在種植業(yè)中的比重的提高,也在一定程度上加重了農業(yè)面源污染,也就是說目前我國種植結構的調整更多的表現(xiàn)為負面效應。此結論與我國的實際情況相符合,我國種植結構發(fā)生了巨大變動,1961-2005年間糧食作物播種面積連續(xù)下降了1 717萬hm2,而經(jīng)濟作物播種面積呈迅速上升趨勢,特別是蔬菜、果樹和花卉等增長更是顯著,僅最近10年中,中國菜果花種植面積增長了近3倍,常年播種面積已超過3×107hm2[20]?？梢娫诜N植結構調整的過程中,經(jīng)濟作物所占的比重逐步增大,由于各類作物對化肥的需求量很大,也導致了施肥總量和施肥結構的變動。傳統(tǒng)的糧食作物施肥量穩(wěn)步增長的同時,很多新興的經(jīng)濟作物(如菜果花等新型產(chǎn)業(yè))化肥施用水平也達到很高的水平,已經(jīng)成為化肥消費的主體和化肥消費增長的主要推動力。相關研究表明,化肥施用水平和化肥流失率具有正相關性,可見,種植結構演變在一定程度上可能增加了農業(yè)面源污染產(chǎn)生的潛在危險。農業(yè)結構變動另一個明顯的趨勢畜牧業(yè)所占的比重迅速增加,回歸結果顯示,此過程對農業(yè)面源污染的影響較為顯著,在1%或者10%的置信水平上通過檢驗,并且對三類污染物的影響趨勢一致,符號都為正,與我們的預期一致。近年來我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅猛,畜禽養(yǎng)殖在農業(yè)中的比重不斷增加。同時也帶來了畜禽養(yǎng)殖污染問題,由于設備落后不能及時、合理的對畜禽養(yǎng)殖固體廢棄物和廢水進行處理,造成大量養(yǎng)分流失,帶來嚴重的環(huán)境壓力,并且具有影響范圍廣、持續(xù)時間長的特點。這表明隨著農業(yè)結構中畜牧業(yè)在比重的提高,農業(yè)面源污染也呈現(xiàn)增加的趨勢。綜上,我國目前經(jīng)濟增長中農業(yè)結構的變動更多地表現(xiàn)為負面影響。

表2 農業(yè)面源污染影響因素分析Tab.2 Influence factors of agricultural non-point source pollution

技術進步對農業(yè)面源污染的影響?；貧w結果顯示,科技進步(tech)對農業(yè)面源污染三類污染物的影響相同,符號為負,并且都在1%或者5%的顯著水平上通過檢驗,這表明我國農業(yè)生產(chǎn)中新技術的采用能夠降低農業(yè)生產(chǎn)對生態(tài)環(huán)境的負面影響,與我們的預期一致。純技術效率(pech)對農業(yè)面源污染三類污染物的影響也都一致,并且都在1%或者10%的顯著水平上通過檢驗,這表明管理效率的提高和生產(chǎn)經(jīng)驗的積累在我國農業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)發(fā)揮了作用,能夠提高資源利用效率,減少農業(yè)面源污染,這也與我們的預期一致。而規(guī)模效率(sech)對農業(yè)面源污染的影響總體上不顯著,與我們的預期不一致,這可能與我國目前農業(yè)生產(chǎn)總體規(guī)模小,規(guī)模效率沒有充分發(fā)揮有很大的關系。綜上,技術進步的三個層面對農業(yè)面源污染的影響不盡相同,科技進步率和純技術效率能夠降低農業(yè)面源污染的產(chǎn)生,而規(guī)模效率對農業(yè)面源污染的影響不顯著。但必須看到目前我國農業(yè)技術進步水平不高的現(xiàn)實,1990-2006年間農業(yè)技術進步率僅為1.040,科技進步率、純技術效率和規(guī)模效率分別為1.047、0.955和0.999,目前技術進步在農業(yè)面源污染控制和管理中發(fā)揮的作用還是很有限的。必須加大技術進步在農業(yè)生產(chǎn)中的作用。

人均經(jīng)營耕地面積對農業(yè)面源污染的影響?；貧w系數(shù)顯示,耕地資源稟賦對農業(yè)面源污染的影響顯著,在5%的顯著水平下通過了檢驗,也就是說農業(yè)資源豐富的地區(qū)對農業(yè)面源污染的壓力較小,主要原因是農地資源豐富的地區(qū)對土地的集約化經(jīng)營程度不高,能夠減少對農業(yè)面源污染的負面影響。但從目前我國的現(xiàn)實來看,我國土地經(jīng)營規(guī)模普遍偏小,并且人為劃分為若干小塊,為了滿足社會對農產(chǎn)品的需求,就會加大對土地的集約化程度,大量使用化肥等致污性投入,在很大程度上加重了農業(yè)面源污染。

環(huán)境管理制度對農業(yè)面源污染的影響。從回歸系數(shù)來看,制度因素對農業(yè)面源污染的影響較為顯著,但符號為正,這與我們預期不一致?？赡艿慕忉屖俏覈沫h(huán)境制度與農業(yè)面源污染特征的不適應性、農業(yè)面源管理制度不健全等在很大程度上限制了其正面效應的發(fā)揮。農業(yè)面源污染具有不同于城市和工業(yè)污染的特點:排放主體的分散性和隱蔽性、污染發(fā)生的隨機性、機理過程的復雜性、污染負荷的時空差異性等。而我國的環(huán)境管理體系主要是針對城市和工業(yè)污染的防治而建立的,主要是“重末端治理、輕源頭防治”的污染控制模式[5],這就造成水污染管理政策與農業(yè)面源污染特征的不適應性,不利于農業(yè)面源污染的控制和治理。我國農業(yè)面源污染長期處于“沒法(律)管”、“沒人管”、“沒人能管”、“沒錢管”的局面,主要表現(xiàn)在農業(yè)面源污染相關管理制度的不健全,農業(yè)面源污染管理缺乏明確、權威的機構,地方政府以及各職能部門、農戶之間的權利與義務模糊不清,政府用于農業(yè)面源污染的治理的投資也有限等方面,并且零星的農業(yè)面源管理制度也以管制制度為主,缺少激勵性的政策措施,這些都可能導致農業(yè)面源污染控制和管理效率不佳。因此,農業(yè)面源污染管理制度改革的重點是逐步完善農業(yè)面源污染管理體制,綜合運用多種政策工具,重視激勵政策工具的作用。

4 研究結論和政策啟示

本文在對我國農業(yè)面源污染核算的基礎上分析我國農業(yè)面源污染的時空演變特征,并構建農業(yè)面源污染形成機理分析框架,利用面板數(shù)據(jù)進行實證分析。主要結論如下:

(1)1990-2006年我國農業(yè)面源污染三種污染物(COD、TN、TP)排放總量和排放強度總體上呈現(xiàn)增加趨勢。在空間分布上,農業(yè)面源污染排放總量較大的省市主要分布在山東、河南、河北、四川、江蘇、湖北、安徽等人口眾多、農業(yè)集約化程度較高的地區(qū);單位面積排放強度較大的省份主要集中在山東、江蘇、河南、天津等省市。這些地區(qū)應該是農業(yè)面源污染控制的重點區(qū)域。從污染來源來看,化肥污染和畜禽養(yǎng)殖污染是農業(yè)面源污染的主要原因,因此,這兩方面應當是重點控制的污染類型。農業(yè)面源污染來源存在著明顯的區(qū)域差異,在實際操作中,要因地制宜地制定農業(yè)面源控制和管理戰(zhàn)略。

(2)農業(yè)面源污染形成的一般機理是:經(jīng)濟發(fā)展對農產(chǎn)品需求結構以及農業(yè)結構的變動都會對農業(yè)面源污染產(chǎn)生的環(huán)境因子產(chǎn)生影響,進而導致農業(yè)面源污染產(chǎn)生量的差異;對農產(chǎn)品消費數(shù)量的增多和對耕地的消費增大,農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)面臨更大的生產(chǎn)集約程度,在很大程度上加大了農業(yè)面源污染;經(jīng)濟發(fā)展導致公眾對高質量環(huán)境的需求增多,人們自覺參與環(huán)境保護的意識也大大提高,為農業(yè)面源污染管理政策提供了有效執(zhí)行土壤,同時經(jīng)濟增長也為加大環(huán)境投資和先進技術的應用提供基礎,可能減少農業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的壓力。

(3)農業(yè)面源污染演變的驅動因素是多方面的,農業(yè)產(chǎn)業(yè)結構變動中重要的兩方面種植結構的變動和農業(yè)結構很大程度上加大的農業(yè)面源污染,技術進步中的科技進步和純技術效率的提高能夠減少農業(yè)面源污染,規(guī)模效率對農業(yè)面源污染的影響不顯著,但整體上我國農業(yè)技術進步率偏低,影響了技術進步在降低農業(yè)面源污染中的正面作用;由于農業(yè)面源污染管理不完善,其應有的作用還沒有發(fā)揮。因此,農業(yè)面源污染控制和管理政策創(chuàng)新的重點是:優(yōu)化農業(yè)結構,使其向有利于減少農業(yè)面源污染發(fā)展;轉變農業(yè)生產(chǎn)方式,提高技術進步在農業(yè)生產(chǎn)中的作用,同時大力推廣環(huán)境友好型的農業(yè)生產(chǎn)技術和農業(yè)清潔生產(chǎn);逐步完善農業(yè)面源污染管理政策體系,綜合應用多種政策工具,重視激勵機制在農業(yè)面源污染管理中作用。

(編輯:王愛萍)

References)

[1]Novotny V,Chesters G.Handbook of Non-point Pollution:Source and Management[J].Van Nostrand Heinhold Company,1981,4:387.

[2]Boers P C M.Nutrient Emissions from Agriculture in the Netherlands:Causes and Remedies[J].Water Sci Technol,1996,33:183-190.

[3]Tim U S,R Jolly.Evaluating Agriculture in Nonpoint Pollution Using Integrated Geographyic Information Systems and Hydrologic Water Quality Model[J].J Environ Qual,1994,23(1):25-35.

[4]楊桂山,王德建,等.太湖流域經(jīng)濟發(fā)展.水環(huán)境.水災害[M].北京:科學出版社,2003.[Yang Guishan,Wang Dejian,et al.Taihu Lake Basin Economic Development:Water Environment·Water Disaster[M].Bei Jing:Science Press,2003.]

[5]張維理,武淑霞,冀宏杰,等.中國農業(yè)面源污染形勢估計及控制對策I—21世紀初期中國農業(yè)面源污染的形勢估計[J].中國農業(yè)科學.2004.37(7):1008-1017.[Zhang Weili,Wu Shuxia,Ji Hongjie,et al.Estimation of Agricultural Non-Point Source Pollution in China and the Alleviating Strategies I.Estimation of Agricultural Non-Point Source Pollution in China Early 21 Century[J].Scientia Agricultura Sinica,2004.37(7):1008-1017.]

[6]朱兆良,諾斯,孫波.中國農業(yè)面源污染控制對策[M].北京:中國環(huán)境科學出版社,2006.[Zhu Zhaoliang,Norse,Sun Bo.Alleviating Strategie of Agriculture Non-point Source Pollution in China[M].Bei Jing:China Environmental Science Press,2006.]

[7]沈景文.化肥農藥和污灌對地下水的污染[J].農業(yè)環(huán)境保護,1992,11(3):137-139.[Shen Jingwen.Chemical Fertilizer and Pesticide and Sewage Pollution of Groundwater Irrigation[J].Agro-Environmental Protection,1992,11(3):137-139.]

[8]陳敏鵬,陳吉寧,等.中國農業(yè)和農村污染的清單分析與空間特征識別[J].中國環(huán)境科學,2006,(6):751-755.[Chen Minpeng,Chen Jining,et al.Inventory Analysis and Spatial Distribution of Chinese Agricultural and Rural Pollution.[J]China Environmental Science,2006,(6):751-755.]

[9]張大弟,張曉紅,章家騏,等.上海市郊區(qū)非點源污染綜合調查評價[J].上海農業(yè)學報,1997,13(1):31-36.[Zhang Dadi,Zhang Xiaohong,Zhang Jiaqi,et al.Integrated Research and Evaluation on Non-point Source Pollution in Shanghai Suburban[J].Acta Agriculturae Shanghai,1997,13(1):31-36.]

[10]賴斯蕓,杜鵬飛,陳吉寧.基于單元分析的非點源污染調查評估方法[J].清華大學學報:自然科學版,2004,44(9):1184-1187.[Lai Siyun,Du Pengfei,Chen Jining.Evaluation of Non-point Source PollutionBased on Unit Analysis[J],Journal of Tsinghua University:Science and Technology,2004,44(9):1184-1187.]

[11]魯如坤,劉鴻翔,聞大中,等.我國典型地區(qū)農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)和平衡研究II.農田養(yǎng)分收入?yún)?shù)[J].土壤通報,1996,27(4):151-154.[Lu Rukun,Liu Hongxiang,Wen Dazhong,et al.Nutrient Cycling and Balance of Agro-ecosystems in Chinese Typical Areas II:Nutrient Income Parameters[J].Chinese Journal of Soil Science,1996,27(4):151-154.]

[12]Steve R C,Prabhu L P,Elena M B,et al.Ecosystem and Human Wellbeing:Scenarios,Volume 2[M].Washington,London:Islang Press,2005.

[13]Grossman GM,Krueger A B.Economic Growth and the Enviromnental[J].QuarterlyJournal of Economics,1997,110(2):353-377.

[14]王瑞玲,陳印軍.我國“三廢”排放的庫茲涅茨曲線特征及其成因的灰色關聯(lián)度分析[J].中國人口·資源與環(huán)境,2005,15(2):42-47.[Wang Ruiling,Chen Y injun.Kuznets Characteristics of“ThreeWastes”in China and the Gray Incidence Analysis of Their Causes of Formation[J].China Population,Resources and Environment,2005,15(2):42-47.]

[15]李廉水,周勇.技術進步能提高能源效率嗎?基于中國工業(yè)部門的實證檢驗[J].管理世界,2006,(10):82-89.[Li Lianshui,Zhou Y ong.Does the Technological Advances Improve Energy Efficiency?The Empirical Analysis Which Based on China Industrial Sector[J].Management World,2006,(10):82-89.]

[16]Hayami,Y Ruttan.Factor Prices and Technical Change in Agricultural Development[J].Journal of Political Economy,1970,78:1115-1141.

[17]Fare R,S Grosskopf,C A Klovell.Production Frontiers[M].Cambridge University Press,1994.

[18]應瑞瑤,周力.外商直接投資、工業(yè)污染與環(huán)境規(guī)制:基于中國數(shù)據(jù)的計量經(jīng)濟學分析[J].財貿經(jīng)濟,2006,(1):76-81.[Y ing Ruiyao,Zhou Li.Foreign Direct Investment,Industrial Pollution and Environmental Regulation:the Econometric Analysis Which Based on Chinese Data[J].Finance&Trade Economics,2006,(1):76-81.]

[19]楊濤.環(huán)境規(guī)制對中國FDI影響的實證分析[J].世界經(jīng)濟研究,2003,(5):65-68.[Yang Tao.Empirical Analysis of the Impact Environmental Regulation to FDI[J].World Economy Study,2003,(5):65-68.]

[21]劉志.陜西產(chǎn)業(yè)結構調整與經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展[J].西安財經(jīng)學院學報,2007,20(5):20-23.[Liu Zhi Adjustment of the Industrial Structure of Shaanxi and Its Sustainable Economic Development[J].Journal of Xi’an University of Finance and Economics,2007,20(5):20-23.]

[22]賀東偉.經(jīng)濟增長、要素投入與發(fā)展戰(zhàn)略選擇——對我國經(jīng)濟增長的長期機制的實證分析[J].西安財經(jīng)學院學報,2007,20(1):60-64.[He Dongwei.Economic Growth,Factor Input and the Choice of Development Strategy:Econometrical Analysisof Long-termMechanismof Chinese Economic Growth[J].Journal of Xi’an University of Finance and Economics,2007,20(1):60-64.]

AbstractThis article first analyzed evolution characteristics of agricultural non-point source pollution,then constructed an analytical framework of economic development to agricultural non-point source pollution,and at last used the panel data to make an empirical analysis.The main conclusions are asfollows:①The pressure of agricultural non-point source pollution on economic development rised in 1990-2006.Farmlandfertilizer pollution and livestock and poultry pollution were the main causes.Agricultural non-point source pollution was mainly distributed in areas of larger population and higher agriculture intensification.②The forming mechanism of agricultural non-point source pollution was that economic development caused the change of demand structure for agricultural products as well as the agricultural structure change,which had an influence on environmental factors caused by agricultural non-point source pollution and led to differences of agricultural non-point source pollution.Increase of agricultural products consumption and arable land consumption in agro-ecological systems increase the agricultural surface source pollution to a great extent.The economic development causes the public to increase demands for high quality environment.In addition,economic growth also provides the basis for increased environmental investment and the application of advanced technology,and possibly reduces the pressure on the environment of agricultural production.③The evolution of industrial structure,the improvement of technological level,the corresponding changes in institutional arrangements are primary reasonsfor agricultural non-point source pollution,and they should be the key points in the control of agricultural non-point source pollution.

Key wordsagricultural non-point source pollution;forming mechanism;panel data

Forming Mechanism of Agricultural Non-Point Source Pollution:A Theoretical and Empirical Study

LIANGLiu-tao1,2FENG Shu-Yi1QU Fu-tian1
(1.China Center for Land Policy Research,Nanjing Agricultural University,NanjingJiangsu 210095,China;
2.College of Environment and Planning,Henan University,Kaifeng Henan 475004,China)

F323.22

A

1002-2104(2010)04-0074-07

10.3969/j.issn.1002-2104.2010.04.013

2009-09-17

梁流濤,博士,講師,主要研究方向為資源經(jīng)濟與環(huán)境經(jīng)濟。

曲福田,博士,教授,博導,主要研究方向為資源環(huán)境經(jīng)濟與管理。

＊國家自然科學基金重點項目“農村發(fā)展中生態(tài)環(huán)境管理研究”(70833001)資助。