溫室氣體排放與農業生產者福利:理論與實證分析

鄒榮 李勇

摘要：? 本文在Bartz and Kelly的框架下探討了溫室氣體排放和氣候變化對農業生產者福利所產生的影響，結果發現溫室氣體變化會通過加速氣候變化對農業生產者福利產生不利的影響，溫室氣體排放越多，氣候變化速度便越快，進而對農業生產者福利的負面影響便越大。進一步，本文利用1997—2014年的省際面板數據（除西藏外）對上述命題進行了實證檢驗，結論證實了上述邏輯。最后，本文得出了結論和相關的政策建議。

關鍵詞：? 溫室氣體排放; 氣候變化; 農業生產者福利

文獻標識碼： A? 文章編號： 1002-2848-2018（06）-0119-07

一、引 言

近年氣候變化作為全球最大的環境問題引起了各國政府和學術界的普遍關注和討論。政府間氣候變化專家委員會（IPCC）于1990、1995、2001、2007年先后四次公布了《氣候變化評估報告》，在其第四次評估報告中指出，近百年來，全球表面的氣溫升高了0.74℃。如果在2000年到2030年間依然保持目前的能源消費結構，全球溫室氣體的排放將增加25%—90%，預計未來20年間，氣溫將每10年增加0.2℃。氣溫升高同時會導致極端氣候事件（如熱浪等）發生的頻率加大、風暴的密度增加、大氣降水模式的改變以及海平面上升等，這些自然系統的變化又會對生態系統的功能產生根本的影響，從而威脅人類生存和發展。

由于氣候變化問題事關各國福祉，是全世界發展中共同面對的挑戰，所以各國不遺余力地討論解決此問題的方法和措施。國際社會為減緩全球氣溫升高正在進行的艱難而不懈的談判足以昭示該問題的嚴重性和復雜性，嚴峻的現實促使各國政府通力合作，遏制全球氣候的進一步惡化，但其中各種分歧也是很難協調，多方博弈持續進行中。

氣候變化問題的形成核心在于人類活動導致的溫室氣體的排放，基于此，本文從人類的福祉出發，將氣候變化與社會福利變化直接連接起來，即借鑒Bartz and Kelly[1]的研究框架，探討溫室氣體排放、氣候變化如何影響經濟活動基本參與者——生產者福利的問題，并采用中國數據對此基本邏輯進行檢驗，以期能獲得一些不論是從理論上豐富該問題的成果，或是對中國現實實踐有借鑒意義的結論及措施。

二、文獻綜述

氣候變化的影響相當廣泛，如直接財產損失（防御性支出、耕地減少等）、生態系統損失（濕地減少、物種滅絕等）、基礎產業部門損失（農業等）、其他產業部門損失（能源、交通、旅游等）、人類福利損失（人類舒適性、疾病增加、空氣污染、遷移等）和災害風險（洪水、干旱、颶風等）。這些生物物理系統要素的變化將對人類的福利產生不同程度的影響。經濟學家通常將氣候變化對人類福利的影響分為兩類：一是市場的損失（market damages），來源于氣候變化導致的市場產品的價格波動和數量的變化給福利帶來的影響。研究者通常應用氣候依賴型的生產函數來模擬氣候變化的福利影響[2];二是非市場的損失（no-market damages），包括由于不利的氣候變化導致的直接效用的損失、損失的生態系統的服務以及生物多樣性減少導致的福利的減少，這些損失的價值不能夠在市場上直接觀察到[3]。

另外，將氣候變化與社會福利聯系起來的主要是涉及氣候變化的增長模型，其中多采用的是將福利函數、效用函數等最大化的傳統動態規劃分析框架。Nordhaus提出的DICE通過最大化社會福利函數確立了資本投資與溫室氣體排放的最優路徑[4]，此后Nordhaus and Yang的RICE，以及后來不斷修正的RICE—1999、DICE—2007、RICE—2010一系列模型中[5-8]，都采用將效用函數或福利函數最大化的統一分析框架。Fankhauser and Tol將氣候變化以溫度改變的形式進入效用函數與資本積累方程[9]。溫度越高，表示氣候變化的影響越顯著，且勞動供給的增長率受氣候變化的影響，氣候變化對經濟影響途徑在于四個方面：一是市場效用。氣候變化會降低氣候的怡人價值，破壞娛樂環境資產等，在效用函數中表現為負效用。二是生產力效用。氣候變化造成生產力下降或產品被損壞，致使產出下降，其凈影響為負。三是健康效用。氣候變化通過健康及道德影響人口增長，降低人力資本，其效應為負。

四是資本貶值效用。對資本使用壽命的影響為正，更多頻繁的極端氣候事件將要求更頻繁的調整資本存量，降低資本的使用壽命，促使資本加速貶值。Ansuategi and Escapa建立起一個社會福利函數[10]，用以描述社會福利在當代和下一代之間分配的社會偏好。在長期最優化中，社會計劃者將社會資源和消費的分配在不同代人之間同時實現均衡。個人的跨時邊際消費替代率等于其資本投資的回報率，每個時點的社會總消費將按照每代人的消費量對社會福利的邊際貢獻進行分配。另外，在關于對氣候變化損害的評估過程中，多考慮不同國家的發展水平以及氣候變化將對不同國家產生不同的影響，其中涉及考察全社會福利以及全社會福利函數的構建及優化，即在氣候變化損失評估中要加權公平，而這恰恰來源于福利和效用函數[11-12]。

國內對氣候變化經濟學的接觸時間短，其中多數研究主要是對國際氣候變化經濟學各個方面研究進展的綜述[13-17]。另外，多數研究還集中在面對氣候變化這一客觀事實如何應對，主要探討政策選擇等問題[18-20]。其中，國內研究與氣候變化對社會福利的影響相關的涉及一些氣候變化對農業生產的影響。杜文獻基于李嘉圖模型的分析視角，系統回顧了氣候變化對農業影響的研究進展[21]。廖薇通過建立農戶秸稈利用行為模型，闡述了農戶選擇不同秸稈處理行為的經濟過程，并探討了碳交易機制將如何影響農戶采納土壤碳匯的秸稈利用方式，從而為減緩氣候變化做出努力[22]。周力和周應恒基于1985—2008年中國省際面板數據，實證檢驗了氣候變化對糧食種植規模與單位產量的作用機制，進而分析了產地轉移對國家糧食總供給的影響[23]。

從現存文獻來看，一是直接將溫室氣體排放、氣候變化與生產者福利聯系到一起的文獻有限，特別是將生產者福利用生產者剩余作為分析切入口，從而建立分析模型并進行檢驗的，相對有限;二是該問題運用于中國的研究并無現成的成果，基于以上兩方面的研究成果，本文的邊際貢獻在于，從生產者剩余作為生產者福利主要衡量依據出發，來闡明溫室氣體排放對氣候變化的影響，從而影響生產者福利的機制，并用中國的數據對這一理論進行驗證。

三、模型構建

溫室氣體排放、氣候變化問題給中國經濟發展帶來了前所未有的挑戰，中國現在仍然是一個發展中國家，實現經濟和社會發展、消除貧困是首要任務。在未來相當長時期內經濟仍將保持快速增長，人民的生活水平必將有一個較大幅度的提高，能源需求和CO2排放量不可避免地還將增長，作為溫室氣體排放大國的形象將更加突出，無疑會對社會經濟發展帶來嚴峻的挑戰[24]。傳統的對溫室氣體、氣候變化和經濟增長、經濟發展是研究的重點，其實對中國福利的影響，特別是對中國的生產者和消費者福利的分析才是重中之重。基于此本文分析溫室氣體排放、氣候變化與生產者福利的關系，從生產者福利最基本的衡量——生產者剩余出發。溫室氣體排放引致的氣候變化是一個長期的影響機制，所以氣候變化對生產者福利的影響著眼于長期，即長期要是生產者的福利最大化。一般意義上講即生產者剩余最大化：

由此可見，對于長期生產者福利的分析，由于長期固定成本F并不存在，所以對于生產者福利的分析重點在于分析生產者的利潤水平。

本文借鑒Bartz and Kelly一文[1]，在一般均衡的框架中假設勞動力和減排的技術外生，則消費者效用函數的基本形式為：

從一般意義上講，我們不考慮產品價格的波動，則生產者的利潤水平應該與產出水平一致。由于 1->0、1--ξ>0、φ+η>0、1-ξ>0，則從式（25）可以得出，從長期來看，產出增長率與環境質量提高率呈正向變動關系，而與溫室氣體排放增長率成反向變動的關系。

命題：對生產者福利分析，基本衡量尺度是生產者剩余。從長期看來，對生產者剩余的考察其實質是對生產者利潤的分析。溫室氣體排放會加速氣候的變化，氣候變化的程度越低對生產者剩余的影響越小，即對生產者福利影響越小。而溫室氣體本身的排放增長率，對生產者福利產生明顯的負向影響。

四、溫室氣體排放、氣候變化對農業生產者福利影響的經驗分析

對于溫室氣體排放、氣候變化對農業生產者福利影響的檢驗，主要考察以上理論闡釋是否有事實論據支持。

（一）計量模型及方法的選擇

對于氣候問題的研究，OUSSSA項目的做法采用經典柯布-道格拉斯生產函數的擴展形式，基本做法即將氣候因子引入模型作為生產要素之一，從而構建C-D-C模型[25]。

由于本文的經驗檢驗是建立在面板數據模型的基礎上，同時根據農業生產者產出與投入的特殊性，[LL]面板數據的計量模型為：

其中，Y it是被解釋變量，代表地區農業產出，下標i和t分別代表第i個省份和第t年，climate代表核心解釋變量——氣候因子，Control是一系列控制變量，u* it=γi+u it，γi為個體效應。

本文采用的是動態面板分析，則在此采用SYS-GMM的方法來進行估計，其核心在于個體效應外生于內生滯后項的差分。本文應用了式（26）和Sargan檢驗、AR（2）檢驗，對溫室氣體排放、氣候變化對生產者福利影響進行檢驗。

（二）數據的選取和處理

根據我們的研究目的，本文重點關注氣候變化對農業生產者福利的影響。由于農業產出同樣受到其他因素的影響，所以我們將其他因素作為控制變量引入。具體變量定義和計算方法見表1。

本文所使用的數據的覆蓋范圍是1997—2014，我們搜集了除西藏之外的中國大陸30個省（直轄市、自治區）的數據。因此，我們的數據是一個省級面板數據，但是由于部分數據缺失，所以這一數據是非平衡面板數據（Unbalanced panel data）。數據來源于國研網數據庫、《新中國六十年統計資料匯編》、《新中國農業60年統計資料》、各年中國統計年鑒、各年中國農村統計年鑒。其中具體需要說明的即本文所選擇反映氣候的代理變量，綜合國內外已有的研究成果，本文從數據的可得性和代表性方面著眼，在降水、氣溫、氣象災害和二氧化碳排放量四個方面選取5個代理變量來反映氣候變化。

（1）平均降水量、降水量標準差、平均氣溫、氣溫標準差四個指標的原始數據來源于中國國家氣象信息中心提供在中國氣象科學數據共享服務網的氣象資料，由“中國地面氣候資料年值數據集”整理得到。這個數據集是由各省上報的全國地面月報信息化文件根據《全國地面氣候資料（1961—1990）統計方法》及《地面氣象觀測規范》有關規定，進行整編統計而得。數據集為中國752個基本、基準地面氣象觀測站及自動站1951年以來氣候資料年值數據集。

（2）二氧化碳排放量，作為氣候變化的直接誘因，其能夠更直接的描述氣候變化的程度特征。二氧化碳排放量數據是根據已有研究做出的計算，碳排放總量的估算可以采用的公式為：

式中，C為碳排放量，Ci為i種能源的碳排放量，E為能源消費總量，Ei為i種能源的消費量;Si=[SX（]Ei[]E[SX）]為能源結構，即i種能源在一次能源消費中的份額;Fi=[SX（]Ci[]Ei[SX）]為能源排放強度，也稱為能源的碳排放系數，即消費單位i種能源的碳排放量。根據相關文獻中各種能源碳排放系數的測算數據，計算其平均值來確定三種主要能源的碳排放系數，其中煤炭消耗碳排放系數為0.7352t（C）/t，石油消耗碳排放系數為0.5492t（C）/t，天然氣消耗碳排放系數為0.4272t（C）/t[26]。

（三）模型的估計、檢驗及結果說明

本文選擇的各指標，對其統計描述如表2所示。

根據上文模型，在此采用SYS-GMM對溫室氣體排放、氣候變化對農業生產者福利的影響進行檢驗，具體結果見表3。

從表3中可以看出，核心解釋變量絕大部分估計量在10%的水平下都是顯著的，Sargan檢驗表明（原假設為工具變量有效）選擇的工具變量是聯合有效的。AR（2）檢驗均不能在10%的顯著水平下不能拒絕原假設，說明一階差分項是服從一階自相關的，但并無二階自相關，這也說明模型滯后階的選擇是合理的。同時我們也可以得出基本結論：（1）溫室氣體的排放對農業生產產生顯著的負面影響。對于碳排放對糧食生產影響來看，方程1—方程6中lnco2彈性系數的估計值通過顯著性檢驗的，都小于零。說明隨著碳排放量的增加，對糧食產量的增加具有明顯的抑制作用。（2）氣溫升高對農業生產的負面影響顯著。方程1—方程3主要考察氣候因子中的氣溫因素對糧食產量的影響，可以看出不論是平均氣溫還是平均氣溫的標準差的參數估計值都顯著小于0。說明氣溫變化對糧食生產的負面影響作用要大于正面，即隨著碳排放量的增加，從而導致的氣候變化，對糧食生產將產生不可估量的負面作用。（3）降水量的變化對農業生產的影響是正向的。方程4—方程6主要考察是氣候因子中的降水因素對糧食產量的影響，可以看出平均降水量和平均降水量的標準差估計的彈性系數是0.098和0.010，且在1%的顯著水平下通過檢驗，說明二氧化碳等溫室氣體的排放，造成的降水量的變化，在現階段對糧食產量還是正向的影響，但長期的影響效果有待進一步考察。（4）糧食生產“蛛網效應”明顯。通過采用SYS-GMM可以看出，滯后一期的糧食產量對當期糧食產量的影響呈現顯著的正向效應，可以說糧食生產“蛛網效應”明顯。同時其中控制變量，資本并沒有通過檢驗即對糧食產量無顯著性影響，勞動力負向影響凸顯以及化肥使用量的過多會降低糧食生產等結論基本符合現實，由于不是考察重點，在此不再 贅述。

五、結論及其建議

通過以上分析可以看出，以溫室氣體排放為主要誘因的氣候變化對生產者剩余產生明顯的影響，即溫室氣體本身的排放會對生產者福利產生明顯的負向影響，同時誘使的氣候變化同樣對生產者福利長期產生疊加的不利影響，而對中國的農業生產者福利考察，確實受這種溫室氣體以及由此導致的氣候變化的影響。

基于此，為了謀求生產者福利的長期改善，通過減排以及發展低碳經濟是防止氣候變化問題發生的基本路徑。對于中國來說，傳統的增長方式以高消耗和高投入為基本特征，這導致了大量碳的排放，且以資源消耗和環境污染為代價。面對氣候變化這一客觀事實，未來中國履行自己的承諾，致力于減排，最主要有三點：一是調整產業結構，通過技術手段提高能源利用效率。關停高耗能的產業及行業，引導此類行業進行技術改造，提高工藝、設備、技術手段來提高中國的能源利用效率，改善目前能源效率低而需要不斷加大投入的局面;二是通過相應的政策補貼，形成對節能技術研發、采用和推廣的激勵機制，彌補其初期的高額投入，從而推動它們的迅速成長;三是促進市場在減排方面的成長，進一步提高市場化的程度，特別是促使市場在減排方面發揮作用以及為市場主體提供激勵，實現減排、走低碳化道路以及福利改善的多贏局面的形成。

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