低碳农业对农村经济影响的实证研究
——以甘肃省为例

吕 迎

（陇东学院 经济管理学院，甘肃 庆阳 745000）

2016年美国环保局公布的气候变化指标显示：由人类活动造成的温室气体排放量不断攀升，2010年温室气体排放量为460亿公吨，比1990年提高了35%。从18世纪到2015年，大气中CO2的含量从280 ppm增长到401 ppm，增长了43%。并且其他温室气体排放量也在持续提升，由不断上升的温室气体排放量导致大气温度不断上升，据统计从1901年开始，全球温度平均每十年就增长0.15°F，最暖的年份出现在2006—2015年[1]。由于气候变暖，极端天气和灾难性气候频繁出现，生态环境受到严重破坏，人类生存受到威胁，因此发展低碳经济成为人类应对气候变暖的重要途径，其中，低碳农业是低碳经济的重要组成部分[2]。研究表明，农业生产中的碳排放大致占全球温室气体排放总量的14.9%[3]。根据联合国政府间气候变化专业委员会的评估报告，农业是温室气体的第二重要来源[4]。而我国是一个农业大国，农业碳排放不容忽视[5]。据统计，农业碳排放已占我国温室气体排放总量的17%，并以年均5%的速度增长[6]。由此可见，低碳农业对发展低碳经济至关重要，对减少温室气体排放起重要作用，同时低碳农业对农村经济社会发展也起重要作用。

一、文献综述

正是由于上面的原因，世界各国政府对低碳农业的发展非常关注。2009年英国发布《低碳转型发展规划》白皮书，提出到2020年农业温室气体排放量比2008年降6%的目标。2007年美国发布《低碳经济法》和《农业林业低碳经济应用》用于扶持低碳农业的发展。1999年和2005年，意大利先后进行绿色认证和进行白色认证。2004年和2005年，日本先后发布《面向 2050的日本低碳社会》和《环境调和型农业生产活动规范》政府文件。2008年日本正式实施碳排放权交易制度[7]。中国历届政府对低碳农业发展非常重视，2017年中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于创新体制机制推进农业绿色发展的意见》，并颁发通知，要求各地区各部门结合实际认真贯彻落实[8]。

相比于国外对低碳农业发展的研究，国内的相关研究起步较晚，又受到传统农业的影响，所以发展缓慢。目前国内关于低碳农业发展文献的研究：早期主要集中在理论研究方面，从低碳农业发展的内涵、对策、必要性和制约性因素等方面进行研究，如张宪英（2010）的《我国低碳农业解读及其发展路径初探》，赵其国、黄国勤、钱海燕（2011）的《低碳农业》从内涵方面的研究；魏仕腾、于贞备（2011）的《试论我国发展低碳农业的紧迫性及对策思路》，何蒲明（2012）的《我国发展低碳农业的必要性、前景和对策分析》，黄钦海、李沙娜（2010）的《我国发展低碳农业的障碍与对策分析》等从必要性和制约因素方面的研究。近期研究主要集中在定量研究方面，从低碳农业发展的现状、低碳农业经济指标体系的构建、低碳农业发展水平综合评价等方面进行研究：如李盈、王宝海（2014）的《黄河三角洲地区低碳农业发展模式研究》，湖滨（2016）的《经济新常态下的低碳农业发展模式探讨》等从发展模式方面进行研究；谢淑娟、巨耀求等（2013）的《低碳农业评价指标体系的构建及对广东的评价》，朱玲、周科（2017）的《低碳农业经济指标体系构建及对江苏省的评价》等从指标体系方面进行研究；陈瑾瑜、张文秀（2015）的《低碳农业发展综合评价——以四川省为例》，孙英、张小平（2017）的《甘肃省农业低碳发展水平综合评价》，等从综合水平评价方面进行研究。本文试图采用低碳农业经济指标从实证的角度研究低碳农业对农村经济社会发展的影响。

二、甘肃省低碳农业发展总体情况

农业包括碳源和碳汇两个部分。农业的碳源部分主要是指会给大气释放碳等温室气体的农用物资，例如农用化肥、农药、塑料膜等。农业的碳汇部分主要是指会吸收大气中碳等温室气体的农业资源，比如农作物、草地、果园和林地等绿色资源。因此，低碳农业就是要通过提高农业的碳汇部分的发展和减弱农业的碳源部分的投入，来提高农民收入的同时，减少大气中的二氧化碳等温室气体的含量，实现农业源温室气体净排放不断减少的目标[9]。

从碳源部分的投入来看，甘肃省的农业化肥施用量从2000年的64.5万吨增长到2015年的97.9万吨，增长了33.4万吨，增长率为51.8%，程较快上升趋势；农药施用量由2000年的1.14万吨增长到2015年的7.88万吨，增长了6.74万吨，增长率为567.5%，农药使用量急剧增加；农用地膜使用量由2000年的4.59万吨增长到2015年的11.43万吨，增长了6.84万吨，增长率为149%，增速相对比农药的使用量较缓；农业机械总动力由2000年的1 057万千瓦增长到2015年的2 685万千瓦，增长了2.54倍，增势明显。从以上数据来看，甘肃省农业各种要素投入量均呈现较快上升趋势，温室气体的排放量也随之增加，碳源能力不断加强，这并不利于低碳农业的发展。出现这一现象的原因可能是受西部大开发和甘肃省政府大力提倡发展特色农业政策的影响。

从碳汇资源来看，甘肃省土地总面积4 258.89万公顷。其中耕地面2008年462.47万公顷，2015年耕地面积537.80万公顷，耕地面积增长了75.33万公顷，增长率为24.2%；林地面积2008年518.25万亩，2015年610.03，增长了91.78万公顷，增长率为25.6%；草地面积2008年1 410.84万公顷到2015年1 419.98万公顷，较2008年增长了9.14万公顷，增长率为7.5%；园地面积2008年20.54万公顷，2015年25.77万公顷，增长了5.23万公顷，增长率为35.6%。从上面的数据可以看出，甘肃省农业资源逐年增长，但增长数量不大，这与甘肃省自身的自然资源贫瘠有关系。同时，甘肃省有河流湿地、湖泊湿地、沼泽湿地和人工湿地等多种类型的湿地169.39万公顷，湿地面积占全省国土面积的3.98%。同时，到2016年为止，甘肃省有国家级湿地类型自然保护区3处，省级湿地类型自然保护区7处，共10处，总面积三百多万公顷。

三、研究方法及指标选取

（一）研究方法

为说明我国及甘肃省低碳农业发展的现状，并且进一步分析、检验各影响因素对农业经济社会的可持续影响大小，本文采用2015—2016年《中国农村统计年鉴》提供的农村资源的相关数据，应用C-D生产函数的双对数线性模型进行回归分析。

模型回归形式如下：lnYit=β0+βilnXit+μit

其中Yit代表各省各年的农业发展水平，Xit对应于各种影响因素，随机误差项μit反映模型中被忽略的随个体成员和时间变化的因素的影响，β0为截距项，βi为待估参数向量。

（二）指标选取

依据低碳农业的内涵，结合农业经济的发展特征，并多方参照低碳农业经济评价指标体系、低碳农业发展水平综合评价体系及低碳农业发展现状实证分析的已有研究成果[10-13]，本文选取农业年生产总值（万元）、农村居民年人均纯收入（元）作为表征农业发展水平的综合指标（被解释变量），选择了农业机械总动力（万kw·h）、农用化肥使用量（万 t）（按这纯法计算）、农用柴油使用量（万t）、农药用量（t）、农用塑料薄膜使用量（t）、农作物种植面积（k·hm2）、园地面积（k·hm2）、林地面积（k·hm2）、沼气池年产气总量（万 m3）、太阳能热水器年使用总量（万m2）、太阳房年使用总量（万m2）、太阳灶年使用总量（万m2）、生活污水年净化总量（个）等分别代表影响农业发展水平的“高碳”和“低碳”因素指标（解释变量）。

四、实证结果

从数据的可收集性、易于操作性及避免相关性的角度出发，本文对解释变量做了如下变换处理：将农用化肥年施量、农用柴油年使用量、农药年使用量和农用塑料薄膜年使用量进行单位换算并加总平均作为农用物资施用量，与农业机械总动力一起作为衡量“高碳”农业的两个指标变量；将耕地面积、草地面积、园地面积和林地面积进行加总平均,与沼气池产气总量、太阳能热水器使用总量和太阳房使用总量的平均值一起作为衡量“低碳”农业的三个指标变量。

最终本文选取农村居民人均纯收入（Y）为被解释变量，代表农村经济发展水平；选取农业机械总动力（X1）、农用化肥施量、农用柴油使用量、农药用量和农用塑料薄膜使用量的平均值（X2）、农作物种植面积、园地面积和林地面积的平均值（X3）、沼气池年产气总量（X4）、太阳能热水器使用总量和太阳房使用总量的平均值（X5）作为最终的解释变量。所有数据均来自《中国农村统计年鉴》。模型为：

表1 被解释变量和解释变量的基本统计特征

（一）研究变量的描述性统计

研究变量数据是2015—2016年。所以，每一个变量都有62个观测值。从农村居民人均纯收入指标来看，最大值是10.05，是2016年上海的指标水平；最小值是8.74，是2015年甘肃的指标水平。从农业机械总动力指标来看，最大值是9.49，是2016年山东的水平指数；最小值是4.77，是2015年上海的水平指数。从农村年用电量指标来看，最大值是7.51，是2016年江苏的水平指标；最小值是0.18，是2015年西藏的水平指标。从农用化肥施量、农用柴油使用量、农药用量和农用塑料薄膜使用量的平均值指标来看，最大值是5.37，是河南2016年的指标水平；最小值是1.03，是西藏2015年的指标水平。从耕地面积、园地面积、自然保护区面积和当林地面积的平均值指标来看，最大值是8.38，是2016年黑龙江的指标水平；最小值是4.27，是2015年北京的指标水平。从沼气池年产气总量指标来看，最大值是12.52，是2016年四川的指标水平；最小值是7.59，是2015年上海的指标水平。从太阳能热水器使用总量和太阳房使用总量的平均值指标来看，最大值是6.46，是2015年山东的指标水平；最小值是2.89，是2015年天津的指标水平。从以上统计性指标首先可以看出，低碳化农业在我国区域发展很不均衡；其次是经济欠发达地区农业能耗比其他地区低。

（二）模型结果分析

对于模型（1）是应该采取固定效应模型还是随机效应模型，本文采用Hausman检验进行对比，结果如表2所示，P值非常小，拒绝原假设，所以应该建立固定效应模型。

表2 数据的Hausman检验

由于文中使用的是面板数据，因此有可能存在序列相关和异方差问题，因此对于文中采用的数据进行序列相关和异方差检验（检验结果见表3、表4）。结果显示，在1%的显著性水平下，面板数据存在序列相关性和异方差性。

表3 面板数据的自相关

表4 面板数据的差异性分析

由于各省市间数据的异方差性和序列相关性，本文选择了在计算时可以控制横截面异方差性和时间序列相关性的影响的广义最小二乘法（FGLS）进行回归，估计结果如表5所示。

表5 各因素对农村经济发展水平的影响

从回归结果表5可知，修正的可决系数为0.990 56，说明模型拟合得非常好，变量选择合适，模型设定形式合理。实证结果显示，农业机械总动力、耕地面积、园地面积和林地面积的平均值、沼气池年产气总量和太阳能热水器使用总量和太阳房使用总量的平均值对农村居民人均纯收入有正的影响，其中，除沼气池年产气总量影响不显著外，其他影响都是显著的。农用化肥施量、农用柴油使用量、农药用量和农用塑料薄膜使用量的平均值对农村居民人均纯收入有负的影响，且影响显著，说明现在农业生产中，化肥、农药等农用物资投入过量，已经影响了农村居民收入的上升。

（三）各因素对农村居民纯收入的影响

根据《中国农村统计年鉴》（2000—2016）数据，可计算出各因素的平均增长率，如表6所示。

表6 各变量的平均增长率

借鉴罗芳、夏庆利在《甄别湖北省低碳农业发展现状的实证分析》研究方法[14]，有100%，其中Ri为第i中因素对农村居民人均纯收入的影响率，ai为各因素对生产总值的影响系数，mi为各因素的年平均增长率，y为农村居民人均纯收入的增长率。计算出各因素对农村居民人均纯收入的贡献率为：

从上面的数据可知，化肥施用折纯量、农用柴油使用量、农药使用量和农用塑料膜的使用量对农村居民人均纯收入的影响最大，达到58.57%，不过这种影响是负影响，这些投资越多，农村居民纯收入越低，说明在目前农业生产中，化肥等农用物资投入较多。其次是太阳能热水器使用量和太阳房使用总量对农村居民纯收入的影响，影响率为51.4%，是正影响，说明这部分要素使用量越多越有利于农村居民收入提高，在下来影响比较大的因素为农用机械总动力，及耕地面积、园地面积和林地面积，影响率分别是38.05%和31.81%。农用机械动力大大提高了农业生产效率，其对农村居民纯收入是正的影响。

同样的方法可以计算出各因素对甘肃省农村居民人均纯收入的影响的影响率为：R1=71.8，R2=10629%，R3=75.4%，R4=-11%，R5=-8%，与全国的数据相比较，甘肃省的化肥施用折纯量、农用柴油使用量、农药使用量和农用塑料膜的使用量对农村居民人均纯收入的影响非常大，说明甘肃省农业还处于高投入、高污染阶段；并且沼气池年产气量与太阳能热水器和太阳房使用量对甘肃省农村居民人均纯收入影响为负，说明在甘肃低碳农业发展水平比较低，与全国平均水平相比较差。

五、结论与建议

（一）结论

采用《中国农村统计年鉴》中的相关数据，实证研究低碳农业对农业社会经济发展的影响，研究发现：

1.从低碳农业对农业经济社会发展的影响来看：农业机械年末拥有量（X1）、农村年用电量（X2）和耕地面积、园地面积、自然保护区面积和林地面积的平均值（X4）和太阳能热水器使用总量与太阳房使用总量的平均值（X6）对农业经济社会的发展都有正的显著性影响。按照影响程度来排序，依次是农业机械年末拥有量（X1）、农村年用电量（X2）、太阳能热水器施用总量与太阳房使用总量的平均值（X6）和耕地面积、园地面积、自然保护区面积和林地面积的平均值（X4）。其中农业机械年末拥有量（X1）和农村年用电量（X2）都不属于低碳农业变量，但其对农村经济的发展确实至关重要，所以发展低碳农业关键还在于如何高效、环保地利用这两个因素。太阳能热水器使用总量与太阳房使用总量的平均值（X6）和耕地面积、园地面积、自然保护区面积和林地面积的平均值（X4）均属于低碳农业因素，它们对农业有正的显著影响，但是影响程度还不够大，应该进一步加强这两部分对农业社会经济发展的影响。农用化肥施量、农用柴油使用量、农药用量和农用塑料薄膜使用量的平均值（X3）对农村居民人均纯收入有负的显著性影响，说明现在农业生产者过分依赖于这些化学物资，对农业社会经济发展反而不利。

2.从2000—2016年甘肃省的化肥施用量增长了33.4万吨，增长率为51.8%；农药施用量增长了6.74万吨，增长率为567.5%；农用地膜使用量增长了6.84万吨，增长率为149%，与这些高消耗，高污染的投入资源相反，甘肃农业生产总值一直处于全国的最低水平，农村居民人均收入在2015年是全国倒数第一。2016年甘肃省的农用机械年末拥有量排在全国第15位，农村年用电量排在全国第25名，农用化肥、农用柴油使用量、农药用量和农用塑料薄膜使用量指标的平均值排在全国第20位，耕地面积、园地面积、自然保护区面积和当年造林面积指标的平均值排在全国18位，太阳能热水器使用总量和太阳房使用总量指标的平均值排在全国第17位。可见，甘肃省促进农业经济发展的因素指标值在全国处于低下水平，促进低碳农业发展的若干因素排名在中等水平，但对促进甘肃农业经济发展的影响力不够，它们每增长1个百分点，对甘肃农业经济的贡献依次是0.256、0.058和0.045个百分点，这些贡献率明显低于全国平均水平。可见必须增加这些方面的投入，同时提高它们对甘肃农业经济社会发展的贡献率，也就是要增大耕地面积、园地面积、自然保护区面积和林地面积、沼气池年产气总量与太阳能热水器使用总量和太阳房使用总量，提高它们对农业经济的贡献率。只有这样才能发挥甘肃低碳农业的后发优势，改变甘肃农业经济落后的现状。

（二）政策建议

1.减少能源、化肥、农药、农膜等生产要素的投入，走低能耗农业发展模式。2016年甘肃省的化肥、柴油、农药和塑料薄膜的投入量在全国排在第20位，但农村居民纯收入排在全国最后一位，投入和产出显然不符。这一方面是由于甘肃农业先天条件不足，另一方面说明高能耗的传统农业发展模式在甘肃不适合，甘肃农业需要一条低能耗且高产出的农业发展道路。因此，在甘肃农业发展中可以用有机肥料、生物制药替代化肥和农药；可以对薪材加工、秸秆、稻壳等木材废弃物加工再利用；对动物粪便和生活污水处理再利用；开发生物质能源产生燃气和电来替代其他能源；可以利用沼气工程将农业废弃物和家禽粪便加工利用产生沼气取代煤炭等能源，提高沼气产量对农业发展的影响。通过上面数据的回归，我们知道太阳能热水器使用总量和太阳房使用总量对农业经济发展影响，尤其是对农村居民纯收入的影响，比其他因素更大，所以在甘肃农业经济的发展过程中，要充分利用甘肃充足的日照资源，大力发展太阳能等新型能源。

2.加大耕地、园地、自然保护区和林业等能够吸收二氧化碳的绿色资源的种植面积。甘肃省这些资源在全国排位18，属于中等水平，说明甘肃具有良好的发展低碳农业的潜力，需要重点开发、因地制宜，强化各类农业土地的功能。首先，由于甘肃省耕地资源较匮乏，所以可以根据不同的土地类型进行耕地开发，在水土条件较好的陇南山地、沿黄地区、陇东高原，积极开展河滩地治理、水浇地开发、废旧宅基地复垦整理，增加耕地，缓解人地矛盾，推进村庄整治，提高土地利用率，改善农民生产条件，促进新农村建设，使土地整理复垦开发取得了较好的经济、社会和生态效益。积极开展坡地改梯田工程，提高水土资源利用率，改善农业生态环境。甘肃省自然生态环境不断恶化，这与缺乏治理措施和保护意识有关，在祁连山生态破坏问题引起全国关注以后，甘肃省政府更应该重视自然生态环境保护。对于甘肃农业而言，就是因地制宜地发展农业，降低农业对“高碳”因素的依赖，畜牧业区，实行圈养，减少放牧，保护植被，防沙造林工程不断进行，杜绝滥伐现象，保护物种的多样性，防止生态进一步恶化。

3.通过宣传提高农民低碳化发展意识，并配合一定的激励机制，促进农业低碳化发展。组织基层工作人员深入农村，采用发资料、演讲、聊天等多种形式向广大村民宣传，让农村居民意识到生态被破坏的现状，保护生态的重要性，发展低碳农业的必要性及发展低碳农业的益处；让广大农民知道如何从身边的小事开始低碳生活和生产。激励机制可以从两个方面着手：一是与农户签订“保本合同”，即政府提供低碳技术与农户合作，生产出来的农产品政府负责联系销路，农民的年收入决不低于过去传统耕作模式的收入，如果低于，低于部分政府补齐。政府可采用低碳技术与现代农业生产模式相结合，通过高精良育种技术、轮作体系、农药化肥科学配比技术、生物替代技术、机械化耕种、节水技术、沼气工程、农作物秸秆再生循环利用技术等[15]，保证甘肃低碳农业发展。二是对自愿按低碳模式进行生产的农户给与奖励，为他们提供尽可能的技术、资金和销路帮助。树立典型农户，带动周边农户走低碳农业发展模式。

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