低碳視角下農業碳排放、農業科技進步與農業經濟發展的實證研究

摘要：利用Stata 11.0對我國省域層面上的農業碳排放、農業科技進步以及農業經濟發展進行研究。結果表明，農業科技進步對發展低碳農業具有重要作用，既能減少農業碳排放量，又能促進農業經濟發展，這對發展低碳農業提供了重要的借鑒意義。

關鍵詞：低碳農業；農業碳排放；農業科技進步；農業經濟發展；面板數據

中圖分類號： F320.1文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）05-0541-04

隨著人類對煤炭、石油等化石能源以及森林、土地等資源的開發利用，空氣中二氧化碳的含量急劇增加，由此造成的“溫室效應”越來越受到全球的關注[1]。有研究表明，隨著農業發展對能源消耗的需求，農業逐步成為排放溫室氣體的產業之一，農業造成的碳排放量已經占到排放總量的1/4[2]。在促進農業發展的過程中如何降低碳排放量成為當前要解決的問題，這也側面說明推動農業走低碳發展道路的緊迫性與重要性。技術進步能夠帶來巨大的生產力，農業經濟發展同樣離不開農業科技的進步，這是農業發展的主要推動力[3]。當前，我國農業技術對農業生產的貢獻率僅占一半左右，與其他國家相比仍然較低，與預期要達到的目標仍有很大差距[4]。農業的發展很大程度上依賴于農業技術水平，須要改善農業產業結構，轉變農業經濟增長方式，走可持續發展的道路。然而，農業技術進步在促進農業發展的同時也可能會造成二氧化碳排放量的增加，主要原因是在農業技術進步作用下生產效率會提高，可能導致更多的化肥、農藥、機械設備等投入到農業生產中，這些物品的生產多少都會產生二氧化碳，造成碳排放量的增加。截至2009年，我國農業的技術水平在逐步提高，但農業碳排放量也在不斷增加[5]，但這些影響究竟是不是農業技術進步造成的有待進一步檢驗。

農業碳排放量、農業技術進步以及農業經濟發展之間存在著復雜的關系。我國農業處在轉型升級時期，發展低碳農業已經成為未來農業發展的必然選擇，如何發展低碳農業，如何看待農業技術進步在低碳農業中起到的作用，已成為農業經濟可持續發展必然要解決的問題，研究農業碳排放量、農業技術進步、農業經濟發展這三者之間的相互關系具有很大的現實意義。

1文獻回顧

低碳農業是伴隨低碳經濟發展而形成的在農業方面的具體表現形式，最早以書面形式提出“低碳經濟”的是英國政府，并在相關論述中強調要尋求低污染、低能耗的經濟產出[6]。國外學者對農業碳排放的研究主要有農業碳排放的主要來源、農業碳排放的測算以及對比分析等[7-8]。國內學者更多的是圍繞如何實現低碳農業進行相關研究，嚴立冬等從生態角度提出，應在政府指導下建立生態補償機制[9]；羅吉文提出節約和綜合利用的觀點[10]；曾以禹等認為，應該轉變農業發展方式，走可持續發展道路[11]。在農業技術進步方面，我國學者也較早并廣泛地開展研究，突出研究農業技術對農業經濟發展的重要作用[12]。

（1）關于農業技術進步與農業碳排放量之間的關系研究。Gerlagh通過建立內生性技術模型，進行農業技術對農業碳排放的檢驗，結果表明，技術進步能夠降低碳減排成本，提高碳減排的社會效益[13]；魏巍賢等通過我國省級之間的面板數據，對技術進步與碳排放量之間的關系進行檢驗，結果表明，技術進步能夠對碳減排起到積極的作用[14]，雖然技術進步增加了碳排放量，但卻有利于降低碳排放的強度[5]。（2）關于農業技術進步與經濟發展的研究。Haki等認為，農業技術創新的性質能夠影響農業技術創新政策的推行實施，進而作用于農業經濟的發展[15-16]；姚延婷等從實證角度檢驗環境友好的農業技術創新對農業經濟增長的影響，結果證明，環境友好農業技術創新對農業經濟增長作用是長期的，農業經濟增長反過來也能促進環境友好技術創新的持續進行，并建議要促進技術創新成果的轉化、完善改革和投入機制[17]。

低碳農業、農業技術進步與農業經濟增長息息相關，農業未來的發展趨勢決定農業經濟增長的方式必須滿足可持續發展的要求，農業經濟增長要依賴低碳農業發展，而農業科學技術將成為低碳農業發展的推動力。2研究設計

2.1樣本選取范圍

選取我國31個省、自治區、直轄市（港、澳、臺除外）作為樣本，并根據經濟發展狀況劃分為東、中、西3個地區（表1）。

2.2數據來源

數據主要來源于《新中國60年統計資料匯編》（1993—2008年）、《中國農業統計年鑒》以及國家數據網站（2009—2012年）。

2.3變量選擇

參照李波等的測算方法[18]，把農業碳排放量劃分為化肥、農藥、機械運作（表現為農用柴油）、農膜、翻耕、灌溉6種碳源，用各個碳源的排放系數（表2）乘以各自的碳源排放量，即為農業碳排放總量。農業碳排放總量的計算公式為：

E=∑Ei=∑Ti·δi 。

式中：E為農業碳排放量；Ei為各種碳源的碳排放量（i=1，2，…，6）；Ti為各種碳排放源的量；δi為各種碳排放源的碳排放系數。

表2農業碳排放源、系數以及參考來源

農業碳

排放源碳排放系數參考來源化肥0.895 6 kg/kgWest T O，Marland G農藥4.934 1 kg/kg美國橡樹嶺國家實驗室[19]農用柴油0.597 2 kg/kg南京農業大學農業資源與生態環境研究所農膜5.180 0 kg/kgIPCC聯合國氣候變化政府間專家委員會翻耕312.600 0 kg/hm2中國農業大學生物與技術學院[20]灌溉20.476 0 kg/hm2李波等[18]

魯釗陽等認為，農業技術進步不僅包括農業生產中的技術進步，也包括經營、管理、銷售中的技術改善，是貫穿整個農業過程的技術進步[21]。為表示方便，本研究采用農業科技支出來表示農業科技進步（TFP）。廣義上的農業經濟包括農、林、牧、副、漁在內的所有產業經濟發展，因此，本研究用農業總產值即農、林、牧、副、漁總產值表示農業經濟發展（GAP）。

2.4數據預處理

對面板數據取對數，以消除異方差所帶來的影響（表3）。

2.5模型設置

檢驗單一的線性回歸方程，一般選擇混合最小二乘法（OLS）、固定效應（FE）或者隨機效應（RE），而農業碳排放、農業科技進步與農業經濟發展不是單一關系，所以選擇聯立實證模型的形式，即SEM模型進行檢驗。具體模型表達式為：

3實證模型檢驗

由于我國不同區域經濟發展狀況不同，本研究不僅對全國面板數據進行檢驗，還對不同地區進行了相關分析，以區分出東、中、西3個地區的差異。由表4可見，在全國層面上，農業碳排放、農業科技進步與農業經濟發展兩兩之間的回歸系數都在1%檢驗水平上顯著；從農業碳排放角度來說，農業科技進步與農業經濟發展對農業碳排放影響的回歸系數分別為-0.212 3、0.936 1，這表明農業科技進步能夠有效降低農業碳排放量，而農業經濟發展造成了農業碳排放量的增加；從農業科技進步角度而言，農業碳排放、農業經濟發展對農業科技進步影響的回歸系數分別為-0.231 7、0.980 4，這表明農業碳排放量的增加阻礙了農業科技進步，農業經濟發展能夠促進農業科技的進步；從農業經濟發展而言，農業碳排放、農業科技進步對農業經濟發展影響的回歸系數分別為0.529 7、0.508 3，這說明農業碳排放量的增加、農業科技進步在短期內有利于農業經濟發展。

由表6可見，中部地區農業碳排放、農業科技進步與農業經濟發展之間的相互關系也與全國的趨勢一致；從農業碳排放角度來講，農業科技進步、農業經濟發展對農業碳排放影響的回歸系數分別為-0.286 0、0.761 9，在1%檢驗水平上顯著，這表明農業科技水平越高，農業碳排放量越少，農業科技水平的提升能夠有效緩解農業碳排放量，農業經濟發展增長速度越快，農業碳排放量越多，農業經濟發展的同時帶來了農業碳排放；從農業科技進步角度來講，農業碳排放、農業經濟發展對農業科技進步影響的回歸系數分別為-0.755 2、1411 8，在1%檢驗水平上顯著，這表明農業碳排放不利于農業技術水平的提高，農業經濟發展在一定程度上能夠促進農業科技的進步；從農業經濟發展影響的角度來講，農業碳排放、農業科技進步對農業經濟發展影響的回歸系數分別為 0728 4、0511 1，在1%檢驗水平上顯著為正，這表明農業碳排放量越大，農業經濟發展越快，農業經濟發展建立在農業碳排放量增加的基礎之上，農業科技進步越快，農業經濟發展程度越高，農業科技進步推動了農業經濟發展。

由表7可見，西部地區農業碳排放、農業科技進步與農業經濟發展的相互關系與東部、中部地區相一致；從農業碳排放角度來看，農業科技進步、農業經濟發展對農業碳排放影響的回歸系數分別為-0.644 4、1.430 4，在1%檢驗水平上顯著，這說明農業科技越進步，農業碳排放量相對越低，農業科技進步能夠改善農業碳排放狀況，而農業經濟發展增加了農業碳排放量；從農業科技進步角度來看，農業碳排放、農業經濟發展對農業科技進步影響的回歸系數分別為-0.795 0、1.561 5，在1%檢驗水平上顯著，這表明農業碳排放不利于農業科技進步，而農業經濟發展能夠促進農業科技進步；從農業經濟發展角度來看，農業碳排放、農業科技進步對農業經濟發展影響的回歸系數分別為0.589 5、0.521 7，在1%檢驗水平上顯著為正，這表明農業碳排放量越大、農業科技進步越快，農業經濟發展越快、越好。

4結論與討論

通過實證檢驗結果和初步分析可見，整體而言，農業碳排放對農業科技進步具有反向作用，對農業經濟發展具有促進作用；農業科技進步不僅能夠降低碳排放量，也有利于農業經濟的長遠發展；農業經濟發展既帶來了農業碳排放量的增加，同時也提高了農業科技進步。分地區而言，東部、中部、西部地區農業碳排放、農業科技進步和農業經濟發展之間的相互影響與全國層面的檢驗結果一致，不同的是，相互之間影響關系的強弱存在一定差異，對農業碳排放的影響關系中，農業經濟發展的影響作用大于農業科技進步，東部、中部、西部地區相比，農業經濟發展和農業科技進步的影響從強到弱依次為西部、東部、中部；對農業科技進步的影響關系中，農業經濟發展與農業碳排放的影響從強到弱依次為東部、西部、中部，且農業經濟發展的影響大于農業碳排放；對農業經濟發展的影響關系中，農業碳排放的影響作用大于農業科技進步，農業碳排放的影響從強到弱依次為東部、中部、西部，而農業科技進步的影響從強到弱依次為西部、中部、東部。

因此，農業碳排放、農業科技進步、農業經濟發展相互之間存在各具特征的路徑表現。（1）農業科技進步、農業經濟發展對農業碳排放影響的路徑表現。農業科技水平的提高能夠使化肥、農藥、農膜、機械設備等得到合理使用和配置，效率提高，單位使用量的碳排放減少，進而降低農業碳排放；農業經濟的增長依靠的是農、林、牧、副、漁等產品產量的提升，而使用農藥、化肥、農膜等，增加翻耕和灌溉面積能夠有效提升產品產量，而這些都能夠造成農業碳排放量的增加。（2）農業碳排放、農業經濟發展對農業科技進步影響的路徑表現。農業生產過程中所使用的化肥、農藥、機械等造成了農業碳排放量，對這些生產資料的不合理使用不利于推動技術進步；農業經濟在發展過程中暴露出一系列生態環境問題，要求提高資源的利用率，而改進技術是提高效率的有效方法，可見農業經濟發展能夠起到促進技術進步的作用。（3）農業碳排放、農業科技進步對農業經濟發展影響的路徑表現。農業生產過程中由于追求產量，不得不加大對農藥、化肥的使用量，造成農業經濟發展的同時農業碳排放量增加，過多的翻耕灌溉也會增加農業碳排放，農業碳排放量的增加也從一定程度上反映農業經濟發展；農業科技進步能夠大大地提高農作物的產量和產出效率，使單位效益增大，在其他條件不變的情況下，能夠促進農業經濟發展。

5政策含義與建議

農業碳排放、農業科技進步與農業經濟發展之間是相互影響的，農業碳排放、農業科技進步都對農業經濟發展起促進作用，農業經濟發展也能夠帶動農業科技的進步，農業科技的進步又能夠減少農業碳排放量。因此，實行低碳農業是可行的，關鍵在于技術。

從農業碳排放角度而言，發展低碳農業最直接的辦法就是減少農業碳排放量，即減少化肥、農藥、農膜、農用柴油等的使用量，這顯然與農業經濟發展、社會發展相違背，因此，只有通過提升技術，提高化肥、農藥等的利用率才符合低碳農業發展[22]。從農業經濟發展角度而言，農業經濟發展是農業的最終目的，不會改變，而低碳農業則是在此基礎上減少碳排放，協調環境，問題在于如何減少碳排放，而農業科技能夠有效解決這一問題。從農業科技進步角度而言，科技進步才是減少農業碳排放和促進農業經濟發展的關鍵，農業技術的提高能夠使農藥、化肥的利用率提高，農業碳排放量減少，同時農業科技的提高也能夠使單位面積的農業總產值增加。

因此，提出3條建議：第一，提高化肥、農藥等利用率，減少農業碳排放。宣傳化肥、農藥、農膜、農用柴油等科普知識，合理使用，不濫用；充分利用農用家肥，減少人工合成化肥；妥善管理農膜、農用柴油，廢物回收，循環利用；合理翻耕、種植，集中化灌溉。第二，改進農用機械的生產技術，提高農業總產值。在設計農機構造時，不僅要滿足基本的作業要求，還應當具備可調整性以適應外界環境的變化，提高農機的綜合利用程度；在安裝、使用、保養方面采取簡單措施，延長使用壽命。第三，改革創新農業生產制度，完善現代農業體系。保障農產品產業體系，充分發揮多功能產業體系，發展循環農業、特色產業，增進社會效益；健全現代農業支撐體系，不斷改進農業技術、提升農業現代化水平的競爭力。

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