基于EKC理論的農業污染與農村經濟發展關系研究
——以湖北省黃岡市為例

(北京理工大學 人文與社會科學學院，北京 100081)

農用化學品的過量投入以及農業廢棄物的不當處置，使農業經濟增長效益降低，對農業可持續發展帶來了負面影響。本文在農村經濟發展方面選取“農村居民人均收入”作為評測指標，農業污染方面選取農藥投入密度、地膜施用強度、農田化肥投入密度作為黃岡市農業面源污染的評測指標，對農村居民人均收入與農業污染的環境庫茲涅茨曲線(EKC)進行驗證。

1 黃岡市農村經濟發展與農業污染情況分析

1.1 農村經濟發展情況

根據黃岡市2016年發布的統計數據，黃岡市地區生產總值共計1726.17億元，比上年增長7.6%左右。年末耕地面積與上年相比增長4.9%，達到548.61萬畝。黃岡市在2016年一共建成了千畝以上的現代農業示范園共計128個，幾個縣中村的農產品加工園被列入了省農業產業化示范園區，規模較大的農產品加工企業在2016年達到了530家，農產品加工業的產值有了大幅提高，規模以上農產品加工業的產值與農業的總產值之比為1.36∶1，在農產品加工業的帶領下，農村經濟質一般飛躍的發展速度指日可待。

1.2 農業污染情況

根據黃岡市2016年發布的統計數據，黃岡市農業化肥施用量共計335975噸；農用塑料薄膜使用量共計9728噸，農藥使用量為14189噸，地膜使用量為5270噸，地膜覆蓋面積為45.08千公頃。

在2017年，黃岡市強力推進農業綠色發展的改革，積極在全市范圍內開展化肥農藥使用量低增長甚至零增長行動，肥料利用率有大幅提高。在病蟲害綠色統治方面，面積也達到了329萬畝次，主要農作物統防統治占比達到40%以上。除此之外，黃岡市也深入開展農業面源污染防治工作，農作物秸稈綜合利用率達到88.4%，廢舊農膜的回收利用率也有一定程度地提高。農業污染情況雖然嚴重，但在黃岡市政府等的帶領下情況正在不斷改善中。

2 研究過程與方法

2.1 指標選取

為反映農業經濟增長狀況，使其具有直觀的說服力，本文選取“農村居民人均收入”來反映農業經濟增長情況。

根據目前已有資料數據顯示的主要農業污染源，本文選取農藥投入密度(kg/hm2)、地膜施用強度(kg/hm2)和農田化肥投入密度(kg/hm2)作為研究的農業污染指標。三者互不關聯，互不影響。

2.2 數據來源

受時間因素影響以及黃岡市的農藥和地膜數據公開度有限，本文選取了2008-2016年的時間序列數據，所用數據均來自《湖北省統計年鑒—黃岡市》。但農業污染物種類眾多，為使數據來源具有可獲得性和時間上的連續性，本文在眾多指標中主要選取農藥、地膜以及化肥作為測量農業污染程度的主要指標。另外，本文使用的指標單位計算方式如下：

(1)農藥投入密度(kg/hm2)=農藥投入總量(kg)/耕地面積(hm2)

(2)地膜施用強度(kg/hm2)=地膜施用量(kg)/地膜覆蓋面積(hm2)

(3)農田化肥投入密度(kg/hm2)=折純后化肥施用總量(kg)/耕地總面積(hm2)

2.3 理論和模型

為了恰當揭示農村經濟增長與農業污染之間存在的內在關系，本文主要應用線性形式 (1)、二次曲線形式 (2)和三次方曲線形式 (3) 這三種理論模型對環境庫茨涅茲理論進行驗證。其中，在式(2)的二次曲線中中，由數理常識得出，當b2< 0且b1>0時，二次曲線開口朝下，y 與 x 之間關系曲線呈倒“U”型，即呈現環境庫茲涅茨曲線(EKC)形狀；若b1<0，b2>0，二次曲線開口朝上，此曲線呈正“U”型，說明環境污染隨城市經濟發展加快先下降后有上升趨勢；在式(3)的三次方曲線形式中，當b2<0，b1>0，b3>0時，y與 x之間的三次曲線呈“N”型，從長遠來看環境污染仍有上升趨勢；若b2>0，b1<0，b3<0，則曲線呈倒“N”型；c為常數，ε代表隨機擾動項。在利用SPSS軟件完成模型參數的數據估計后，將通過輸出回歸方程，并加以比較顯著性檢驗中的R2值、概率 P 值等統計量來選擇最優擬合方程，在描繪圖形后根據進行圖形來進行拐點的計算和預測分析。 三種方程曲線形式如下所示：

y=b0+b1x+ε

(1)

y=b0+b1x+b2x2+ε

(2)

y=b0+b1x+b2x2+b3x3+ε

(3)

3 結果分析

本文的模型運用Eviews7.0軟件，對黃岡市2008年至2016年的農業面源污染物排放與農村居民人均收入時間序列數據進行三種函數模型的模擬分析。

3.1 農業經濟增長與農藥投入密度的EKC分析

根據農藥投入密度與居民人均收入的回歸結果，三次曲線的R2為0.859，擬合效果最佳，由此得到黃岡市農業經濟增長和農藥投入密度的擬合方程NY=3238.55823468-0.724092134711X+ 0.000103025378019X2-4.82528627391e-09X3。2008年農藥投入開始下降，2016年達到1325.25kg/hm2。從擬合曲線來看，黃岡市農藥投入密度與農村居民人均收入大致呈現倒“N”型，第一個拐點處的農村居民人均收入為5438元，在第一個拐點前農藥投入密度隨著農村經濟增長不斷下降，而超過5438元后農藥投入密度又開始上升，直到農村居民人均收入達到9388元時，農藥投入密度有所下降。從曲線的趨勢預測，農藥投入密度在2016年后呈現不斷下降的趨勢。

3.2 農業經濟增長與農田化肥投入密度的EKC分析

根據化肥投入密度與居民人均收入的回歸結果，三次曲線的R2為0.316，在三種形式的方程中擬合程度最好。農業經濟增長與化肥的擬合方程為HF=1418.57208418-0.119281379586X+1.27720239085e-0.5X2-5.20027682128e-10X3。2009年化肥投入密度有一次大幅度的上升，2009年后化肥投入密度較穩定，在一定范圍內有一定程度的上下浮動。總體來看，化肥投入密度隨著農村居民人均收入的提高有下降的趨勢，并呈現出不斷下降的態勢。

3.3 農業經濟增長與地膜施用強度的EKC分析

根據農藥投入密度與居民人均收入的回歸結果，三次曲線的R2為0.5904，在一次、二次、三次擬合的結果中數值最大，擬合效果最佳，由此得到黃岡市農業經濟增長和地膜施用強度的擬合方程DM=-81.5473156761+0.0608357815153X- 4.1009138323e-0.6X2+1.35158885227e-11X3。

黃岡市地膜施用強度與農村居民收入存在著典型的EKC曲線關系，擬合曲線形狀為倒“U”型，拐點的農村居民收入為2013年的6900元，此時地膜使用強度達到最大，為183.32kg/hm2，并且此數值已經超過轉折點，從長遠來看，隨著農村的經濟增長，地膜施用強度不斷下降。經過峰值后地膜施用強度隨農業經濟增長逐漸下降，目前處于EKC曲線右側。詳見圖1。

圖1 地膜施用強度與農村居民收入擬合曲線

4 結論與建議

4.1 結論

農藥投入密度、化肥投入密度與農村經濟發展呈現倒“N”型的發展趨勢；地膜施用強度與農村經濟發展的擬合曲線呈現出倒“U”型的發展趨勢，符合環境庫茲涅茨曲線形狀。從模型的隨機擾動項看，可能造成黃岡市農業面源污染的化學品投入隨經濟發展變動的關系模型表現方式非常多樣，這表明影響黃岡市農業污染化學品投入的因素還有很多其他的類型，比如農業技術進步、清潔能源的使用、產業結構調整、政府政策等。

4.2 建議

第一，改善農業生態環境，深化農村改革。嚴格控制農業用水總量，防治水分流失帶來的營養流失；減少農藥化肥的使用量，杜絕劣質或有害化肥的出現。多建立綠色植被區，如建立植被綠色示范區，起帶頭領導作用。在環境污染嚴重敏感區域，建立農業污染治理綜合示范區，給予示范區權利管理其他農業污染區域，形成相互監督，相互管理的新型綜合管理新模式。

第二，促進新技術應用，增強農業現代化治理。在堅持大力推進農業生產的同時，學會利用網絡資源傳播農業知識，提高農戶的科學文化水平，使廣大農戶都能懂得如何合理地利用土地環境資源，防止農業資源被不必要地破壞。在新型技術方面，努力推進新技術和與化肥、農藥相關的化學物品的開發利用。研發對治理環境污染有巨大功效的新技術，從根本上削減農業污染。加強地膜的回收再利用，大力推廣并投入可降解地膜的使用。

第三，發揮“榜樣村莊”帶頭作用。以黃岡市羅田縣和英山縣為例，羅田縣的燕兒谷環境治理方案詳細，效果顯著，在推進生態文明建設方面積極助力，大力發展農村新能源，全村減少塑料的施用，多以竹、木等編織器具代替，形成了自己獨特的鄉村文化。政府應大力宣傳燕兒谷在環境治理方面取得的顯著成果，將其使用的方法大力宣傳，使其形成榜樣效應，帶動其余村莊或城市進行環境治理和發展。

第四，完善農業污染治理的人才培養和就業渠道。農業相關知識已經上升到一定專業化的程度，國家要明白實時動態，提供人才支撐，努力建立多層次人才培養機制。也要組建專業服務隊伍，吸引社會力量參與農業環境治理。如吸引大學生回鄉就業，拓展農業就業渠道，為農村經濟發展和環境污染治理做貢獻。