?基于EKC的海南省農業經濟增長與農業面源污染的關系分析?

鄧春梅鄧春梅 李玉萍 葉露 李茂芬? 李玉萍 葉露 李茂芬?

摘 要：為了解海南省農業面源污染與農業經濟增長的關系，為海南省農業面源污染防治提供理論依據，選取2000—2017年海南省化肥施用密度、農藥施用密度、地膜施用密度及畜禽糞尿排泄密度作為面源污染指標，人均農業產值為農業經濟發展指標，采用回歸分析法，對人均農業產值與農業面源污染各指標進行環境庫茨涅茨曲線（EKC）分析。結果表明：海南省的農業面源污染源指標與人均農業產值存在顯著的“N”型、倒“U”型及“U”型曲線關系。基于分析結果，提出了探索綠色農業發展模式，強化源頭治理;建立農業農村環境管理體系，加強監督力度;推廣生態農業循環模式，加大品牌創建;建立多元化投入機制，創新金融支持的建議。

關鍵詞：農業面源污染;農業經濟增長;環境庫茲涅茨曲線;海南

中圖分類號：F323.22文獻標識碼：A文章編號：1006-060X（2020）05-0094-04

Analysis of the Relationship Between Agricultural Economic Growth and Agricultural Non-Point Source Pollution Based on EKC in Hainan Province

DENG Chun-mei，LI Yu-ping，YE Lu，LI Mao-fen

（Institute of Science and Technology Information， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences， Hainan Provincial Key Laboratory of Practical Research on Tropical Crops Information Technology， Haikou 571101， PRC）

Abstract： This paper aims to understand the relationship between agricultural non-point source pollution and agricultural economic growth in Hainan Province， provide a theoretical basis for the prevention and control of agricultural non-point source pollution in Hainan Province. Taking the fertilizer application density， pesticide application density， plastic film application density， and livestock and poultry excretion density in Hainan Province from 2000 to 2017 as non-point source pollution indicators， per capita agricultural output value as an indicator of agricultural economic development， regression analysis of the relationship between the per capita agricultural output value and the agricultural non-point source pollution indicators was performed in environmental Kuznets curve （EKC）. The results showed that there were significant “N”， inverted “U”and “U”-shaped curve relationships between the agricultural non-point source pollution indicators and per capita agricultural output value in Hainan Province. Therefore， it is recommended to explore the development mode of green agriculture and strengthen pollution source control， to establish an agricultural and rural environmental management system and strengthen supervision， to promote the eco-agricultural recycling mode and increase brand creation， to establish a diversified investment mechanism and innovate financial support.

Key words： agricultural non-point source pollution; agricultural economic growth; environmental Kuznets curve; Hainan

農業是海南省的支柱產業，反季節瓜菜、熱帶經濟作物是海南省熱帶高效農業的主要經濟產品。然而，海南省氣候高溫高濕，農作物病蟲害種類繁多，化肥、農藥及農膜的不合理使用，養殖廢棄物的隨意排放，對農田土壤及環境都造成了破壞。2017年海南省化肥折純施用密度為393.03 kg/hm2，農藥施用密度為25.46 kg/hm2，化肥、農藥的施用密度均較大，高于全國水平[1]，但利用率較低，未利用的化肥、農藥隨雨水沖刷進入到環境中，一方面造成資源浪費，另一方面導致環境污染，均不利于農業可持續發展[2]。因此，對農業面源污染的管控已迫在眉睫。而農業面源污染的形成與農業經濟的發展有著緊密聯系，探討農業面源污染與農業經濟水平間的關系，對海南省實現環境保護與農業生產協調發展有著重要的現實意義。

近年來，國內外學者對環境壓力和經濟發展之間關系的討論日益增多，最具代表性的是環境庫茲涅茨曲線（EKC）理論。劉楊等[3]表示，在EKC理論中，經濟發展早期環境質量逐漸惡化，而經濟發展到一定水平后，環境質量會逐漸改善，即：環境壓力和經濟增長之間呈倒“U”形關系。從研究區域看，陳棟等[4]計量分析了我國面源污染與農業經濟間的關系，研究它們的EKC曲線變化。賈衛國[5]、周瓊等[6]分別研究了江蘇省、中國臺灣地區的面源污染與農業經濟的關系，發現除了農藥的倒“U”型曲線不明顯外，其他污染因素均符合EKC曲線。還有學者以省為研究對象時，發現其面源污染與經濟發展水平的關系均符合EKC曲線[7-10]。劉志欣等[11]、張智奎等[12]實證分析了農業經濟增長對重慶市農業面源污染的影響，發現農業經濟增長是影響農業面源污染的主要原因。目前，鮮見采用環境庫茲涅茨曲線模型分析海南省農業面源污染情況與農業經濟水平間關系的報道。因此，筆者利用海南省化肥、農藥、地膜的使用情況，畜禽排泄量及農業總產值等基礎數據，采用環境庫茲涅茨曲線模型，分析了海南省農業面源污染物與經濟水平間的相關關系，為控制海南省農業面源污染提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 變量選取與數據來源

綜合考慮農業面源污染的形成依據及數據的可獲取性，選取了2000—2017年農藥施用密度、化肥施用密度、地膜施用密度、畜禽糞尿排泄密度等數據進行分析，以人均農業產值作為經濟增長要素變量。地膜施用密度為地膜覆蓋面積的地膜施用量，畜禽糞尿排泄密度為耕地面積的畜禽糞尿排泄量。其中，畜禽糞尿排泄量主要采用了李海鵬等[13]的計算方法。海南省的主要畜禽包括豬、牛、羊及家禽4類。豬和家禽的飼養數量以年內出欄量表示，牛和羊則用年末存欄量表示。該研究涉及的基礎數據來自《海南省統計年鑒》和《中國農村統計年鑒》。由于《海南省統計年鑒》中缺少三沙市的數據，因此文中只研究了海南省18個市縣的農業面源污染情況。

1.2 模型的建立

采用的環境庫茲涅茨曲線（EKC）基本計量模型[14]為：y=b0+b1x+b2x2+b3x3;其中，y表示農業面源污染指標，x表示人均農業總產值，b0、b1、b2和b3是模型參數。模型參數的取值不同，可反映農業面源污染狀況與農業經濟發展水平間的不同變化關系。

2 結果與分析

2.1 海南省化肥施用密度的模型擬合與分析

根據表1的回歸結果，海南省化肥施用密度與人均農業產值的三次方程模型的可決系數R2為0.568，表明化肥施用密度與人均農業產值存在EKC關系。海南省農業經濟增長與化肥施用密度的回歸模型為y=-179.485+0.112x+（-6.722E-6）x2+（1.256E-10）x3，從擬合曲線結果來看，海南省化肥施用密度與人均農業產值間呈“N”型曲線關系，如圖1所示，在第一個拐點前，化肥施用密度隨著人均農業產值的增長而增加，隨后趨于平穩狀態;當第二個拐點出現時，化肥施用密度也隨之增加。

2.2 海南省農藥施用密度的模型擬合與分析

海南省農藥施用密度與人均農業產值的回歸結果見表2，根據可決系數R2和F值可判斷二次函數為描述它們內在關系的最優模型，且sig.值為0.000，表明模型對人均農業產值與農藥施用密度的關系具有充分的解釋意義，海南省農藥施用密度與人均農業產值間呈倒“U”型曲線關系（圖2）。將各參數代入得出方程y=-15.623+0.005x+（-1.423E-7）x2，計算得出拐點人均農業產值約為17 568.5元，這表明當人均農業產值達到17 568.5元前，農藥施用密度隨經濟的增長而增加，環境質量惡化;而2011年海南省人均農業產值為17 848.69元，出現了拐點，即2010年后，農藥施用密度隨人均農業產值的增長呈下降的趨勢。因2010年后，海南省嚴格管控農藥的使用，對農藥的來源去向進行了追溯;另一方面，推廣使用了綠色農藥，從而減少化學農藥的施用量。因此，農藥施用密度與人均農業產值擬合曲線呈下降趨勢。

2.3 海南省地膜施用密度的模型擬合與分析

從地膜施用密度與人均農業產值的回歸結果（表3）來看，三次函數的擬合結果較優，將各系數代入得出方程y=-393.587+0.121x+（-6.590E-6）x2+（1.157E-10）x3，擬合曲線大致呈“N”型，如圖3所示。自1998年，海南省開始引進地膜覆蓋技術，近年來隨著種植業的快速發展，農用地膜的使用量也逐漸增加。由于地膜不易降解，殘留的地膜會對土壤產生一系列不利影響。隨著種植業規模的擴大，地膜使用量也將逐年增長，且回收困難，海南省政府相關部門雖提倡地膜的回收處理及再利用率，但實際效果不佳。從曲線擬合的結果來看，隨著人均農業產值的增長，地膜施用密度也將隨之增加。

2.4 海南省畜禽糞尿排泄密度的模型擬合與分析

海南省畜禽糞尿排泄密度與人均農業產值的回歸結果見表4，二次函數的擬合結果最優，可決系數R2為0.637，表明模型對畜禽糞便排泄密度與人均農業產值的關系較有解釋意義。將各系數代入得出方程y=89 706.824-2.911x+（4.965E-5）x2，擬合曲線呈“U”型（如圖4），計算拐點人均農業產值為14 657.6元，而2011年海南省人均農業產值為17 848.69元，可知畜禽糞尿排泄密度隨人均農業產值的增加而先減少，當減少到一定程度時，將出現拐點，畜禽糞便排泄密度又將隨著人均農業產值的增加而增加。

3 結論與討論

對海南省化肥施用密度、農藥施用密度、地膜施用密度及畜禽糞尿排泄密度與人均農業產值的EKC關系進行了驗證分析，發現海南省化肥施用密度、農藥施用密度、地膜施用密度和畜禽糞尿排泄密度與人均農業產值之間存在顯著的EKC關系，化肥投入密度和地膜施用密度與人均農業產值之間的擬合曲線呈“N”型，表明未來一段時間內，如不進行相應控制，化肥和地膜使用量仍會隨人均農業產值的增加呈增長趨勢。農藥投入密度與人均農業產值之間的擬合曲線呈倒“U”型，說明海南省相關部門對農藥使用量的管控有效，農藥在農業面源污染中所占比例將有所降低。畜禽糞尿排泄密度與人均農業產值之間的擬合曲線呈“U”型。總體來說，畜禽糞尿排泄所帶來的污染將繼續呈上升趨勢，在達到一定值后將出現拐點，會隨著人均農業產值的增長而逐漸下降，這一結論與尚杰等[15]對黑龍江省的人均農業總產值與農業面源污染的EKC關系驗證的方法一致，但因選取的指標不同，所表現的曲線形式不同。目前，高如夢等[16]

表明我國整體農業發展仍然處于農業環境庫涅茲曲線的上升階段，未來的農業增長勢必會帶來大量的農業污染問題。研究發現海南省化肥施用量和地膜使用量、畜禽糞尿排放量將隨著農業經濟的增長而增加，這與海南省農業產業結構相關。因此，調整優化農業產業結構，發展生態循環農業是有效控制農業面源污染的手段之一。

4 建 議

海南省雖已高度重視農業面源污染問題，但從分析結果來看，化肥施用密度、地膜施用密度和畜禽糞尿排泄密度未能得到很大程度的緩解，依然處于上升趨勢，因此提出以下3點建議。

4.1 探索綠色農業發展模式，強化源頭治理

因地制宜充分利用海南省各市縣自身資源稟賦優勢，結合產業結構，探索符合各市縣生態循環農業的發展模式，通過新型職業農民培訓、網絡傳播等手段提高農民發展綠色農業的意識。從種植業源頭防治農業面源污染，推廣綠色環保的有機化肥，幫助農民學習正確合理的施肥方式，通過精準水肥一體化技術、測土配方施肥、物聯網、信息技術等手段，以達到農藥和化肥減量而作物產量不降低的目的。嚴格監督標準地膜的管理，引進易降解可循環使用的塑料農膜，開展農用地膜有償回收等試點工作，提高田間農資廢棄物回收率和綜合利用率[17-18]。

4.2 建立農業農村環境管理體系，加強監督力度

各市縣政府相關部門應制定責任性管理制度并建立農業面源污染防治績效考核機制，進一步落實地方政府職責，加強部門協作以提升農田面源污染監督及自治能力。建立各市縣農田環境監管系統，構建科學完備、運轉高效的監管長效機制[19-20]。

4.3 推廣生態農業循環模式，加大品牌創建

以熱帶水果、瓜菜和熱帶經濟作物優勢產區及核心產區為重點區域，建立生態循環農業試點示范，結合市縣特色推廣相對應的生態循環農業模式，輻射帶動一批種養結合、生態循環的典型模式，以龍頭企業為重點，創建扶持一批具有較高知名度和較強市場競爭力的農業品牌，培育具有區域優勢特色的綠色品牌。

4.4 建立多元化投入機制，創新金融支持

建立以政府為主導，龍頭企業投入為主體，金融支持為輔的多元化投入機制，重點加大化肥農藥減量、畜禽養殖污染資源化利用和秸稈綜合利用等工程建設的投入，采用政府購買服務、市場化運作、服務主體承接等形式，鼓勵社會多方組織參與。支持政府部門采取風險補償、擔保補貼、保費補貼等多種形式的金融服務方式，充分發揮市場配置資源的決定性作用。

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（責任編輯：成 平）

收稿日期：2020-03-10

基金項目：海南省自然科學基金（318QN290）;海南省哲學社會科學規劃課題〔HNSK（QN）19-84〕;中國熱帶農業科學院基本科研業務費專項（1630072017001）

作者簡介：鄧春梅（1987—），女，廣東高州市人，助理研究員，主要從事熱帶農業大數據信息分析研究工作。