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我国是一个人口大国,粮食需求量巨大,粮食生产问题历来受到人们的关注。近些年粮食产量持续增加,已基本达到粮食自给。粮食多年增产的背后是农业生态环境的恶化,粮食生产的可持续性开始受到耕地资源禀赋、生态环境等方面的刚性约束。生态恶化带来的压力逼迫人们做出取舍,因此我国在2002年1月启动了退耕还林、退耕还草工程,开始用行政干预手段维护生态平衡。粮食虽然实现了连年增产,但是农业生产造成的环境恶化和环保压力却令人担忧和紧张。依靠化肥、农药、除草剂等要素投入来增加粮食产量,会形成“吸毒式”的恶性循环,导致土壤逐渐失去肥力。鉴于化肥和农药污染问题的严重性和紧迫性,我国在2015年制定了《到2020年化肥、农药使用量零增长行动方案》。与经济发展水平相当的国家比较显示,我国的生态效率水平在“金砖五国”中最低,也低于全球大部分国家。因此,我国的生态效率还有很大的改善空间,值得进行研究探讨。人们一边关注粮食安全,一边希望减少农业污染,这两个问题是相互联系的,又是对立矛盾的,脱离任何一方得到的结论有可能是片面的。如果抛开生态污染问题,仅就粮食供需关系来看,则会得出盲目乐观的结论;如果不考虑粮食产出,仅谈生态安全问题,将无法得到可行的方案。从系统论角度,把两个问题放在同一框架内进行研究,才可能找到解决问题的途径。面对如此状况,本文试图探讨和回答以下问题:近些年我国粮食种植面积和产量、主要石化类要素(化肥、农药)投入总量和施用强度如何?在考虑到粮食种植的经济因素和环境因素下,我国各省的粮食种植的生态效率状况和变动趋势如何?无效率省份的效率损失构成和原因是什么?省际粮食种植生态效率的动态演进趋势如何?省际粮食种植生态效率是否存在空间相关性?哪些因素会影响我国粮食种植生态效率的变动?为了回答上述问题,本文围绕“投入、产出分析——效率测算与评价——动态演进分析——影响因素研究——对策建议”的研究主线,主要采用 SBM(Slacks-based Measure)评价模型、PS(Phil lips&Sul)收敛模型和空间计量模型,对我国粮食种植生态效率进行评价、动态演进分析以及影响因素研究。上述研究的主要内容和结论如下:研究内容一:我国粮食种植投入和产出情况。这个部分内容调查和整理了我国1990-2015年的粮食作物的投入和产出情况。具体为,在此期间粮食种植总面积呈倒“U”型趋势,先减少、后增加,粮食总产量为波动式增加。玉米增产对我国粮食总产量提升的贡献最大,其次是小麦、稻谷、薯类和大豆。粮食主产区的产量增幅要高于非粮食主产区,2015年粮食主产区的产粮总量占全国总产量达76%。2015年我国全年化肥投入达4040万吨,粮食作物施用强度在2007年达到历史峰值68.34公斤/吨(化肥/粮食)。农药投入总量大体为波动式上升,2009年为阶段性高点(92.86万吨),2014年为最高点(119.26万吨),2014年之后,有下降趋势。研究内容二:我国粮食种植生态效率测度。把要素投入、粮食产出和污染物排放统一在一个框架内,然后运用SBM模型计算我国1990-2015年各省粮食种植的生态效率状况。数据变动趋势显示,生态效率、纯技术效率、规模效应均呈波动式下降,生态效率的波动幅度最大,纯技术效率次之,规模效应最小。运用投入导向的SBM模型的计算表明,导致我国部分省份粮食种植生态效率无效的原因主要因为劳动力、农业机械和农药投入冗余;但有些省份的土地资源利用不充分,如云南省、山西省、陕西省等;有些省份的农膜利用效率低,如辽宁省、福建省等。从非期望产出的冗余率来看,多数省份的总氮和总磷的冗余率较高。运用产出导向SBM模型的计算表明,云南省、河北省、山西省和福建省的粮食产出损失严重,四省损失共计20335万吨,但表明我国粮食产出仍有增长空间,应重点挖掘上述省份粮食产出潜力,促进当地种粮资源优化配置,通过提高粮食产出提升生态效率。研究内容三:我国粮食种植生态效率的动态演进分析。本章对代表性年份的数据分析来看,我国的粮食种植生态效率呈现出明显的区域化特征,从西到东梯度变化,西部高于中部、中部高于东部。运用σ收敛方法对我国省际粮食种植生态效率的检验结论认为不存在全国层面的整体收敛;核密度图也认为不存在全国层面上的整体收敛,但考察期内的省际粮食种植生态效率值呈现持续明显的“双峰”形态,说明一部分省份收敛于“高值”,另一部分收敛于“低值”,说明可能存在两类“俱乐部收敛”。基于异质性假设的PS收敛模型的结果认为,我国31个省份1990-2015年的粮食种植生态效率不存在整体收敛,但形成2个俱乐部收敛类型,进一步明确了2个俱乐部分别包含的地区情况。研究内容四:我国粮食种植生态效率的影响因素研究。在理论分析的基础上进行实证研究得出,我国粮食种植生态效率省际之间在空间上的确存在正相关,因此采用空间计量模型更为合理。空间杜宾模型回归显示:农民人均可支配收入、人均耕地面积对本地区的粮食种植生态效率形成显著的负向影响;农业技术人员增加显著地有利于本地区的粮食种植生态效率的提高。产业结构水平、财政支农力度对邻近省份的粮食种植生态效率产生显著地正向作用,对周边省份存在有利的“溢出”效应。从总效应来看,农民人均可支配收入对粮食种植生态效率产生负向影响;农民人均受教育年限、产业结构水平和财政支农力度对粮食种植生态效率产生正向影响。