產業集聚對我國農業碳排放的影響

胡中應　胡　浩

(南京農業大學 經濟管理學院，江蘇 南京　210095；皖西學院，安徽 六安　237012)

產業集聚對我國農業碳排放的影響

胡中應胡浩

(南京農業大學 經濟管理學院，江蘇 南京210095；皖西學院，安徽 六安237012)

[摘要]從農業碳排放的來源入手，建立一個產業集聚影響農業碳排放的分析框架。建立面板數據模型，實證分析農業產業集聚對農業碳排放的影響。結果表明：其一，隨著農業產業集聚程度的增加，碳排放總量出現先增后減的“倒U型”特征，碳排放強度則會出現先增后減再增的“正N型”特征；其二，農業經濟發展雖然會導致整體碳排放水平的增加，但有利于碳排放強度的降低；其三，環境規制水平會顯著降低碳排放總量和強度；其四，種植業比重增加會增加地區碳排放總量，但有利于降低碳排放強度。因此，建議從產業適度集聚、農業產業結構調整、提升環境規制水平等方面促進農業生產減排。

[關鍵詞]產業集聚；農業；碳排放；要素擁擠

一、引言及文獻綜述

產業集聚指的是同一產業在某個特定地理區域內高度集中、產業資本要素在空間范圍內不斷匯聚的過程。自Marshall(1920)首次提出產業集聚的概念以來，*Marshall A. Principles of economics . New York: MacMillan, 1920.眾多經濟學家對這個問題進行了更加深入的研究。例如Hoover(1937)、Krugman(1991)以及Porter(1998)等人的研究曾指出，某產業的地區集聚將會產生內部規模經濟和區域化經濟，并最終表現為技術進步、要素節約、能源利用效率提升及生產效率的增加，從而有助于建立產業競爭優勢。*Hoover, EM. Spatial price discrimination . Review of Economic Studies, 1937, (3):182-191；Krugman,P., ncerasing Retunrs and Economic Geography, Journal of Political Economy, 1991, (3):483-499；Porter, M., Clusters and the new economics of competition . Harvard Business Review, 1998,(76):77-90.在大量研究考察產業集聚競爭優勢效應的同時，也有學者們開始關注產業集聚的生態效應。比如，Ciccone(2002)利用歐盟的數據證明了產業集聚與環境污染之間存在密切聯系；*Ciccone A, Agglomeration-effects in Europe,European Economic Review,2002, (2):213-227.Verhoef(2002)在構建空間平衡模型的基礎上認為工業集聚會加劇環境污染。*Verhoef E T，N ijkampP.Externalities in urban sustainability - environmental versus localization-type agglomeration externalities in a general spatial equilibrium model of a single- sector monopolic industrial city .Ecological Economics,2002, (2) :157-179.國內學者對于產業集聚與環境污染關系的研究，主要有兩種觀點：一種觀點認為產業集聚具有負環境外部性，產業集聚發展到一定程度后會產生“擁擠效應”，帶來污染物的增加；*王樹功、周永章、麥志勤等：《城市群(圈)生態環境保護戰略規劃框架研究》，《中國人口·資源與環境》2003年第4期；李偉娜：《制造業集聚、大氣污染與節能減排》，《經濟管理》2010年第9期。另一種觀點則認為產業集聚具有正環境外部性，產業集聚可以帶來技術創新和溢出效應，促進產業內企業采用更多的環保生產技術，進而有助于減少污染。*閆逢柱、蘇李、喬娟：《產業集聚發展與環境污染關系的考察》，《科學學研究》2011年第1期；王桂新、武俊奎：《產業集聚、城市規模與碳排放》，《工業技術經濟》2012年第6期；李勇剛、張鵬：《產業集聚加劇了中國的環境污染嗎》，《華中科技大學學報》2013年第5期。

綜上所述，我們發現既往的研究存在以下不足：第一，多聚焦于產業集聚的經濟增長效應，考察產業集聚環境污染效應的成果較少且集中于制造業部門，對農業集聚的污染效應研究不夠；第二，多選取工業三廢作為污染指標，對屬于環境污染范疇的溫室氣體排放效應的研究不足，對產業集聚與農業碳排放之間關系的研究幾乎空白。我們知道，農業生產已經成為全球第二大溫室氣體排放來源，而中國政府承諾到2030年二氧化碳排放強度要較2005年減少60%-65%，則意味著，中國政府要實現到2030年減少二氧化碳排放的承諾，任重而道遠。對此，我們有必要對作為農業大國的中國農業生產碳排放影響因素進行更有針對性的研究。鑒于此，本文擬利用1998-2012年的省級面板數據，測度中國農業碳排放并以此為污染指標，結合農業經濟增長、環境規制水平和農業產業結構變化等因素，實證研究產業集聚對中國農業碳排放的影響，以期從培育或抑制產業集聚的角度促進農業生產碳減排。

二、分析框架

眾所周知，產業集聚影響制造業碳排放的基本思路，是產業集聚的規模效應和技術創新效應會影響單位產品的能源消耗，從而對最終的碳排放產生影響。就農業而言，這種影響又具有一些新的特征。這是因為，農業碳排放不僅包括農業生產中的能源消耗和要素投入(前者主要是指農業生產中產生的煤、電、氣、油等能源消耗，后者主要是指農業生產中的化肥、農藥、農膜等要素投入)產生的碳排放，還包括農產品生命活動產生的排放，如水稻和畜禽胃腸道發酵及糞便分解產生的溫室氣體。農業集聚主要通過種養業生產資源的集聚及農戶規模化生產得以實現，其對污染的影響也會通過集聚的內部規模經濟和外部規模經濟得以體現。內部規模經濟，是指單個農戶生產成本會隨集聚程度的增加與規模化生產而下降，從而使單位產品的要素投入量隨之下降；外部規模經濟，是指隨著集聚區內農業的發展，整個行業更易享受到信息交流、要素共享以及技術創新等優勢，最終推動農業技術進步，從而降低單位農產品的成本與要素投入。具體而言：

第一，就農產品生命活動產生的碳排放而言，隨著某地區農業產業集聚程度的提高，種養規模和產量會隨之擴大。由于農產品生命活動產生的碳排放僅與種養數量有關，因而碳排放總量會隨著種養數量的增加而上升。但是，隨著該地區種植業或養殖業規模不斷擴大和農業生產效率的提升，單位農產品的碳排放量可能會有所下降。

第二，就能源消耗和要素投入產生的碳排放而言，產業集聚的環境效應主要表現在，隨著生產規模的擴大，農戶會享受到基于物質投入、信息獲取和設施互補等內外部規模經濟，從而降低平均能源與要素投入。例如，農戶大面積作業可以分攤消耗機械柴油和電力，從而降低平均碳排放；農業基礎設施的健全會降低單個農戶的生產成本，使之享受外部規模經濟帶來的減排效應。而且，從動態的角度看，長期的規模化生產會使分工更加專業化，進而催生新的技術發明與設施建設，最終實現能源與要素節約。例如，種植大戶可以更科學地減量施用化肥，養殖大戶會更合理地處理畜禽糞便，從而降低碳排放強度。

三、實證研究

(一)模型設定、變量選取與數據來源

1.模型設定。

基于前述分析，本文分別設置了以各地區碳排放總量和碳排放強度為因變量的面板數據回歸計量模型Ⅰ和模型Ⅱ。為消除異方差和更好地考察變量之間的彈性關系，模型對碳排放量和排放強度取對數處理。*限于篇幅，此處未列出具體計算方法及結果，下文自變量的計算結果也未列出。如有需要，請聯系作者。

lnTCi,t=α0+β1lq+β2lq2+β3lq3+β4lnagdp+β5ei

+β6pp+β7bp+β8(lq*pp)+β9(lq*bp)+εi,t

(模型Ⅰ)

lnCIi,t=α1+β10lq+β11lq2+β12lq3+β13lnagdp+β14ei

+β15pp+β16bp+β17(lq*pp)+β18(lq*bp)+φi,t

(模型Ⅱ)

式中，因變量lnTCi,t為各省歷年農業碳排放總量的對數，lnCIi,t為各省歷年碳排放強度的對數；β1至β18表示各自變量的系數，εi,t和Φi,t為隨機誤差項。

2.變量選取。

本文主要考察的是農業產業集聚對農業碳排放的影響，考慮到數據的可獲得性，模型選用各省農業區位商(lq)來表示各省農業集聚程度，其公式為：lqij=(Qij/Qj)/(Qi/Q)。式中，lqij表示j地區農業總產值，Qj表示j地區總產值，Qi表示全國農業總產值，Q表示全國總產值。為考察農業集聚與碳排放之間是否存在非線性關系，設定了lq、lq2和lq3三個指標。*若僅一次項顯著，判斷為線性；一次項及平方項顯著，判斷為“倒U型”或“正U型”；一次項、平方項、三次方項均顯著，判斷為“正N型”或“倒N型”。此外，選取人均實際農業生產總值的對數(lnagdp)來反映地區農業發展水平，以判斷農業碳排放與農業發展水平之間的關系；用當年環境治理完成項目額占GDP的比重來表征環境規制(ei)，以觀察環境規制對碳排放的影響；用種植業增加值占農業增加值的比重(pp)和畜牧業增加值占農業增加值(bp)來表示農業產業結構，考察農業產業結構變化對碳排放的影響；設置交叉項lq*pp和lq*bp，探究農業產業集聚如果通過種植業(或畜牧業)比重增加會對碳排放產生何種影響。

3.數據來源。

本文所有變量均根據歷年《中國統計年鑒》、《中國農業年鑒》和《中國能源年鑒》相關數據計算得到。碳排放強度以農業碳排放量除以實際農業總產值，實際農業總產值均以1998年為基期的不變價格進行了調整。

(二)變量平穩性檢驗及協整分析

為防止偽回歸的產生，需要對面板數據的變量進行單位根檢驗，判斷序列是否平穩。單位根檢驗主要有LLC、IPS、Fisher-ADF和Fisher-PP檢驗等方法，用EVIEWS8.0統計軟件對其檢驗的結果見表1。表1顯示，在水平序列下，僅有ei、pp和bp通過平穩性檢驗。進一步對其一階差分檢驗，發現其一階差分均通過四種方法的平穩性檢驗，判定為一階單整序列，可以進行協整檢驗。本文采用E-G兩步法進行協整檢驗，首先對兩個方程進行回歸，在此基礎上對其殘差進行單位根檢驗。結果顯示，其殘差序列均通過平穩性檢驗(PP檢驗的p值分別為0.0132和0.0018)，表明自變量和因變量存在長期穩定關系，可以進行回歸分析。

表1　模型變量單位根檢驗

注：括號外和括號內的值分別表示的是水平序列和一階差分單位根檢驗下的p值及結果。

(三)模型估計結果與分析

本文運用Eviews8.0軟件對1998-2012年中國31個省級面板數據進行了OLS回歸，從估計結果來看，模型Ⅰ的R2和調整后的R2分別為0.5817和0.5735，F-statistic值為70.3117，Prob(F-statistic)值為0；模型Ⅱ的R2和調整后的R2分別為0.6791和0.6728，F-statistic值為106.9977，Prob(F-statistic)值為0，兩個模型的擬合效果很好。具體估計結果及分析如下：

1.模型Ⅰ計量結果分析。

(1)農業產業集聚程度平方項(lq2)系數顯著為負、一次項系數(lq)顯著為正，判定農業產業集聚對農業碳排放總量的影響為“倒U”型，即隨著農業產業集聚程度的增加，農業碳排放總量先增后減。這表明，在產業集聚的初期，農業的發展主要依賴農作物或畜產品數量的增加與農業生產要素的大量投入，總體碳排放水平會隨之增加。但是，隨著產業集聚程度的不斷提高，農業生產的規模經濟效應開始體現，農業碳排放總量出現下降。

(2)農業發展水平(lnagdp)對碳排放總量的影響系數顯著為正。這說明，農業經濟發展不可避免地帶來整體碳排放水平的提高，農業收入每增長1%，將導致農業碳排放總量上漲0.3247%。

(3)環境規制水平(ei)對總體碳排放水平的影響顯著為負。表明環境污染的治理力度越強、環境規制水平越高，越有利于降低農業碳排放總量。

(4)就產業結構對碳排放總量的影響而言，畜牧業在農業總產值中的比重(bp)系數顯著為負，即畜牧業比重的增加會降低總體碳排放水平。種植業比重系數雖然為負，但未通過顯著性檢驗。這說明，中國農業碳排放的主要貢獻源來自于種植業，與李波(2010)等的研究結論一致。*李波、張俊飆等：《中國農業碳排放時空特征及影響因素分解》，《中國人口·資源與環境》2011年第8期。畜牧業比重與區位商交叉項(lq*bp)系數為正且通過顯著性檢驗，意味著如果產業集聚主要是通過畜牧業比重增加來完成的，會導致碳排放總量的增加，通過畜牧業增長的集聚不利于溫室氣體減排。

2.模型Ⅱ計量結果分析。

(1)農業產業集聚程度三次方項系數(lq3)顯著為正、平方項(lq2)系數顯著為負，且一次項系數(lq)顯著為正，農業產業集聚對碳排放強度的影響為“正N”型，隨著產業集聚程度增加，農業碳排放強度先增后減再增。這表明，產業集聚的規模經濟效應及農業技術水平提高的引導作用需要在一定的集聚水平上才能體現，并且這種向下的趨勢也不會一直延續下去。當產業集聚程度過高時，可能會出現如唐根年(2009)所述的“要素擁擠”現象，即農業生產的增長重新依賴于生產要素和能源投入，農業生產效率反而下降。*唐根年、管志偉等：《過度集聚、效率損失與生產要素合理配置研究》，《經濟學家》2009年第11期。

(2)農業發展水平(lnagdp)對碳排放強度的影響系數顯著為負。這表明，農業經濟發展和農業生產平均成本的降低會降低碳排放強度。農業收入每增長1%，將會使得農業碳排放強度下降0.8915%。

(3)環境規制水平(ei)對總體碳排放強度的影響顯著為負，環境規制水平越高，越有利于降低農業碳排放強度。

表2　模型估計結果

注：*、**、***表示顯著性水平分別為10%、5%和1%。

(4)就農業產業結構而言，種植業在農業總產值中的比重(pp)系數顯著為負，表明增加種植業比重有利于降低碳排放強度。這是因為，相對于畜牧業而言，種植業生產過程中產生的溫室氣體，更容易通過規模經濟效應的實現降低其單位產品的平均碳排，如農業生產大面積作業引起的農業機械、灌溉會使得消耗的能源降低，化肥施用的產出效應相對較高，等等。而畜牧業的溫室氣體排放更多地是由動物本身的生命活動引起的，排放數量主要與養殖數量有關，甚至有些環節會因為產業集聚的規模擴大增加了能源消耗。例如，生豬養殖過程中，大規模的養殖模式下由于對照明、保溫條件要求較高，因此消耗的能源反而更多。此外，大規模飼養也更容易產生難以處理的畜禽糞便污染，從而造成農業資源利用和污染處理的負效率。畜牧業比重與區位商交叉項(lq*bp)系數為正也與分析相符。但是，種植業比重與區位商交叉項(lq*pp)系數為正，與理論分析相悖。可能的原因是，種植業碳排放主要來源于水稻甲烷及耕地氧化亞氮排放，目前能夠體現集聚減排效應的能源及要素投入占比太低且可能是粗放式投入，限制了種植業集聚的減排效果。

四、結論與建議

本文從農業碳排放的來源入手，建立一個產業集聚影響農業碳排放的分析框架，進而利用1998-2012年中國31個省份的數據估算了各省歷年農業碳排放總量、碳排放強度和農業產業集聚程度，并建立面板數據模型，實證分析了農業產業集聚對農業碳排放的影響。結果表明：其一，隨著農業產業集聚程度的增加，碳排放總量出現先增后減的“倒U型”特征，碳排放強度則會出現先增后減再增的“正N型”特征；其二，農業經濟發展雖然會導致整體碳排放水平的增加，但有利于碳排放強度的降低；其三，環境規制水平會顯著降低碳排放總量和強度；其四，種植業比重增加會增加地區碳排放總量，但有利于降低碳排放強度。

有鑒于此，就農業減排目標而言，本文提出以下政策建議：第一，利用產業集聚帶來的規模經濟、能源節約是實現減排目標的關鍵，而且農業產業集聚要適度，既要跨越初期產業集聚純粹依靠要素投入的階段，也要防止由于“要素擁擠”導致的碳排放強度回升。第二，農業經濟增長能降低碳排放強度，就效率而言，農業經濟發展有助于促進整個社會的碳減排，但卻不可避免地會帶來地區碳排放總量的增長，這些地區因而將承擔更加沉重的減排負擔。因此，需要健全碳補償制度，建立以農產品消費而非生產為標準的減排責任確定機制，讓工業發達地區分攤農業大省的減排責任，有效發揮農業規模經濟的減排效應。第三，政府要加大環境規制力度，引導農民在農業生產中廣泛使用節能減排技術。如可以加強對農民的技能培訓，提升他們的環保意識，普及測土配方技術、減量使用化肥，加大對農民使用減排技術的補貼等，利用政策力量促進農業減排。最后，種植業是當前農業產業碳排放的主要來源，因而也是實現農業減排的重要突破口。要結合種植業與畜牧業的生產特征，鼓勵種養結合，優化產業結構。按照發展循環農業的思路，如用秸稈配合畜禽糞便制沼或堆肥，還施于農田或用于保溫照明，促進資源循環利用，節約能源與要素投入從而實現農業減排。

(責任編輯：欒曉平)

收稿日期：2016-02-17

作者簡介：胡中應，男，南京農業大學經濟管理學院博士研究生，皖西學院經濟與管理學院副教授。

基金項目：本文得到“江蘇省高校優勢學科建設工程資助項目”、南京農業大學“中國糧食安全研究中心”、國家自科基金青年項目“城鄉人口遷移、新型農業經營主體發育與農業碳排放研究”(編號：71503005)、安徽省軟科學項目“支撐安徽省低碳農業發展的科技服務體系創新研究”(編號：1502052049)、安徽省哲學社會科學項目“社會資本視角下的安徽農村環境治理問題研究”(編號：AHSKY2015D40)以及安徽省高校優秀青年人才支持計劃重點項目(編號：gxyqZD2016237)的資助。

[中圖分類號]F329.9

[文獻標識碼]A

[文章編號]1003-4145[2016]06-0135-05

胡浩，男，南京農業大學經濟管理學院教授、博士生導師。