中國農(nóng)業(yè)生態(tài)效率測度及時空差異研究論文

　　農(nóng)業(yè)生態(tài)效率測度對于促進農(nóng)業(yè)生態(tài)化和可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。基于1993—2013年農(nóng)業(yè)投入產(chǎn)出相關(guān)數(shù)據(jù)，采用勞動、土地、化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、機械動力、灌溉、役畜八類投入指標，農(nóng)業(yè)碳排放和農(nóng)業(yè)污染兩類非期望產(chǎn)出指標以及農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值作為期望產(chǎn)出指標，利用SBMUndesirable擴展模型測算全國、東中西、八經(jīng)濟區(qū)及省際農(nóng)業(yè)(種植業(yè))生態(tài)效率，并分解無效率項。

　　結(jié)果顯示：

　　①樣本期內(nèi)中國農(nóng)業(yè)生態(tài)效率總體呈現(xiàn)“降-升-降-升”平緩右偏型“W”結(jié)構(gòu)，總體上中國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的生態(tài)效率趨于提升;

　　②東中西部三個地區(qū)和八大經(jīng)濟區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)效率總體趨勢與全國基本一致，但又各具特點，三區(qū)域中東部地區(qū)差異較大，八經(jīng)濟區(qū)中西北地區(qū)和西南地區(qū)差異較大;

　　③省際農(nóng)業(yè)生態(tài)效率總體上也存在差別，農(nóng)業(yè)生態(tài)效率總體較高的省份既有上海、江蘇等經(jīng)濟發(fā)達的沿海地區(qū)，又有貴州、新疆等經(jīng)濟落后地區(qū)。

　　從效率損失結(jié)構(gòu)來看，農(nóng)業(yè)生態(tài)效率損失總體上主要是由投入冗余和非期望產(chǎn)出冗余導(dǎo)致的，但投入和非期望產(chǎn)出冗余內(nèi)部結(jié)構(gòu)又存在諸多不同。總體而言，化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜過度使用及其負面作用在較多地區(qū)表現(xiàn)較為突出。農(nóng)業(yè)生態(tài)效率測度實質(zhì)是平衡農(nóng)業(yè)投入、期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出三者的關(guān)系，提升農(nóng)業(yè)生態(tài)效率，促進農(nóng)業(yè)生態(tài)化發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。同時，在農(nóng)業(yè)生態(tài)效率評價中，要基于資源稟賦現(xiàn)實、基于要素替代關(guān)系、基于生態(tài)負面影響等，結(jié)合地區(qū)發(fā)展現(xiàn)實和不同的發(fā)

　　改革開放以來，中國經(jīng)濟高速增長，農(nóng)業(yè)產(chǎn)出水平也不斷提高，2004—2015年中國糧食產(chǎn)量已經(jīng)實現(xiàn)“十二連增”，至2015年達到6.214億 t。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的快速發(fā)展除家庭聯(lián)產(chǎn)承包責任制及市場經(jīng)濟體制改革的“政策紅利”外，還得益于石油農(nóng)業(yè)模式的推行。石油農(nóng)業(yè)又稱“化學(xué)農(nóng)業(yè)”、“工業(yè)式農(nóng)業(yè)”等，20世紀40年代發(fā)端于美國，繼而在全世界得到快速發(fā)展，60年代被確立為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必由之路。石油農(nóng)業(yè)模式以高投入、高產(chǎn)出為典型特征，通過在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中大量使用以石油能源為動力的農(nóng)業(yè)機械及石油制品為原料的農(nóng)業(yè)化學(xué)制品，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的“高產(chǎn)、高效、省時、省力”的效果。然而，這一模式本質(zhì)是一種依靠“無機肥料”的生產(chǎn)模式，具有“逆生態(tài)化”特征，隨其“逆生態(tài)化”堆積效應(yīng)的顯現(xiàn)，日益遭受質(zhì)疑。

　　石油農(nóng)業(yè)“逆生態(tài)化”效應(yīng)突出表現(xiàn)在兩個方面：其一，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)直接或間接導(dǎo)致大量溫室氣體排放，為全球氣候變暖貢獻了重要份額;其二，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來環(huán)境污染負面效應(yīng)，主要表現(xiàn)在對土壤及水質(zhì)等的污染、對土壤長期地力的侵蝕、對人身體健康的危害等方面。前者的主要原因在于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)直接或間接使用石油、煤炭等化石能源;后者則主要在于化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜等化學(xué)制品的過度使用產(chǎn)生的負面作用。石油農(nóng)業(yè)的“逆生態(tài)化”效應(yīng)在中國已累積到較為嚴重的程度，如據(jù)《第一次全國污染源普查公報(2010)》，中國農(nóng)業(yè)污染源排放的'三類主要污染物(COD、TN、TP)分別達到1 324.09、270.46、28.47萬 t，占比分別為43.7%、57.2%、67.3%，農(nóng)業(yè)污染源已成為中國第一大污染源。

　　另據(jù)《全國土壤污染狀況調(diào)查報告(2014)》，中國土壤污染超標率總體上已達到16.1%，其中無機污染占82.8%。在生態(tài)危機和可持續(xù)發(fā)展壓力之下，國內(nèi)外低碳發(fā)展、生態(tài)發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的呼聲日益高漲，農(nóng)業(yè)生態(tài)化發(fā)展的呼聲和動力也日益增強。農(nóng)業(yè)生態(tài)化發(fā)展要求在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，不但要重視短期利益更要重視長期利益，不但要重視經(jīng)濟效益還要重視生態(tài)效益，平衡農(nóng)業(yè)投入、農(nóng)業(yè)產(chǎn)出、生態(tài)影響三者的關(guān)系，這決定了考察農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率時傳統(tǒng)經(jīng)濟效率視角已變得局限，必須將生態(tài)影響注入效率考察中衡量農(nóng)業(yè)經(jīng)濟生態(tài)效率(簡稱生態(tài)效率)。

　　生態(tài)效率(Ecoefficiency)概念最早由Schaltegger和Sturm提出，20世紀90年代隨著世界可持續(xù)發(fā)展工商業(yè)聯(lián)合會(WBCSD)的推廣而廣受重視。雖然生態(tài)效率有眾多定義，但其核心在于生產(chǎn)評價中引入經(jīng)濟和生態(tài)雙重維度[1]。依照生態(tài)效率思想，在農(nóng)業(yè)生態(tài)效率評價中不但要重視合意產(chǎn)出(經(jīng)濟效益)最大化，還要重視非合意產(chǎn)出(生態(tài)負面影響)最小化。目前，對農(nóng)業(yè)生態(tài)效率評價的常用方法包括隨機前沿法(SFA)和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(DEA)[2]。

　　其中，DEA法因無需預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系，能更好地減少主觀因素影響，而成為各類效率評價中最為常用的方法。DEA是一種評價決策單元相對效率的方法，1978年由運籌學(xué)家Charne、Cooper及Rhodes提出[3]，后經(jīng)一系列擴展。2001年Tone構(gòu)建了非徑向、非角度的DEASBM模型，將松弛變量直接納入目標函數(shù)，解決了傳統(tǒng)模型忽視投入產(chǎn)出松弛問題[4]，繼而非期望產(chǎn)出被納入模型中，逐漸成為衡量生態(tài)效率的主流模型。DEASBM模型，在國內(nèi)生態(tài)效率評價中也得到廣泛應(yīng)用，如李靜、程丹潤測算地區(qū)環(huán)境效率[5]，楊良杰、吳威等測算公路運輸效率[6]，楊清可、段學(xué)軍等測算城市土地利用效率等[7]。同時，許多學(xué)者將其用于農(nóng)業(yè)生態(tài)效率測算，如潘丹、應(yīng)瑞瑤[8]，李谷成[9]均以農(nóng)業(yè)面源污染為非期望產(chǎn)出，劉應(yīng)元、馮中朝等[10]，田偉、楊路嘉等[11]均以農(nóng)業(yè)碳排放為非期望產(chǎn)出，測算了相應(yīng)年份中國農(nóng)業(yè)生態(tài)效率，但這些研究因選用的指標及模型設(shè)定等不同，結(jié)論也有所區(qū)別。

　　縱觀當前研究，對農(nóng)業(yè)生態(tài)效率的測算研究總體上還存在以下幾方面需補充或深化的內(nèi)容：一是將農(nóng)業(yè)碳排放和污染雙重因素納入非期望產(chǎn)出中;二是針對狹義農(nóng)業(yè)(種植業(yè))生態(tài)效率的衡量;三是農(nóng)業(yè)生態(tài)效率區(qū)域差異分析。基于此，本文擬以農(nóng)業(yè)(種植業(yè))為研究對象，將碳排放和污染作為非期望產(chǎn)出，利用1996—2013年相關(guān)數(shù)據(jù)測度中國農(nóng)業(yè)生態(tài)效率，并分析其時空差異，同時對農(nóng)業(yè)生態(tài)效率損失結(jié)構(gòu)進行分解。

1研究方法和數(shù)據(jù)選擇

　　1.1研究方法

　　本研究基于SBMUndesirable模型[4，11-12]，其基本原理如下：

　　假定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有n個決策單元，每一決策單元包含一個投入向量和兩個產(chǎn)出向量(期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出)，

　　影響最重要的組成部分，本文以狹義農(nóng)業(yè)(種植業(yè))為研究對象測度農(nóng)業(yè)生態(tài)效率。其投入產(chǎn)出指標及變量選擇見表1。

　　農(nóng)業(yè)生產(chǎn)包含多種投入指標，參考以往研究，本文選取了8項主要投入指標，并選用8個變量對其表征。變量中除勞動力投入數(shù)據(jù)根據(jù)農(nóng)林牧副漁業(yè)從業(yè)人員進行估算外，其余均為直接數(shù)據(jù)。為保持統(tǒng)計口徑的統(tǒng)一，農(nóng)業(yè)期望產(chǎn)出指標以農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值進行表征。同時，為了消除物價因素的影響，所有數(shù)據(jù)均調(diào)整為以2002年為不變價格。

　　農(nóng)業(yè)非期望產(chǎn)出包含碳排放和污染排放兩類。一般而言，農(nóng)業(yè)碳排放主要來源于以下幾個方面：化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜三大農(nóng)業(yè)化學(xué)制品生產(chǎn)和使用過程中引起的排放;農(nóng)業(yè)機械消耗化石燃料(主要是柴油)引起的排放;農(nóng)業(yè)灌溉消耗電能(主要是火力發(fā)電)間接引起的排放;農(nóng)業(yè)翻耕引起的有機碳的流失。參照以往研究，六類排放源排放系數(shù)分別為化肥0.895 6(kg/kg)[13]、農(nóng)藥4.934 1(kg/kg)、農(nóng)膜5.18(kg/kg)、柴油0.592 7(kg/kg)、農(nóng)業(yè)灌溉20.476(kg/hm2)、農(nóng)業(yè)播耕312.6(kg/km2)[14]。

　　農(nóng)業(yè)污染典型表現(xiàn)為面源污染，種植業(yè)面源污染主要由化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜等過度使用所造成的，本文采用化肥氮磷流失量、農(nóng)藥無效使用量、農(nóng)膜殘留量表征污染水平。化肥氮磷流失量核算方式分別為復(fù)合肥含氮量與氮肥使用量總和乘以氮流失系數(shù)，復(fù)合肥含磷量與磷肥使用量總和乘以磷流失系數(shù);農(nóng)藥無效利用量核算方式為農(nóng)藥使用量乘以農(nóng)藥無效利用系數(shù);農(nóng)膜殘留量核算方式為農(nóng)膜使用量乘以農(nóng)膜殘留系數(shù)。相關(guān)系數(shù)主要采用文獻調(diào)研法及國家統(tǒng)計局公布的相關(guān)數(shù)據(jù)，同時參考《第一次全國污染普查：肥料流失、農(nóng)藥流失、地膜殘留系數(shù)手冊》，在核算過程中盡可能考慮地域差距的影響[15-16]。

　　基礎(chǔ)數(shù)據(jù)均來自國家統(tǒng)計局國家數(shù)據(jù)、《中國農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》及相應(yīng)省市統(tǒng)計年鑒，個別缺失數(shù)據(jù)根據(jù)時序數(shù)據(jù)前后兩期推測代替。因1997年重慶設(shè)立直轄市，1996年以前重慶數(shù)據(jù)與四川省合并使用。