黑龙江省农业低碳发展影响因素实证研究

赵一雪

（哈尔滨商业大学 计算机与信息工程学院，哈尔滨 150028）

0 引言

当前，大气中温室气体浓度的增加导致全球气候的变化已经严重威胁到农业的可持续发展，如何应对气候变化则成为全球面临的重大挑战。中国作为人口大国，农业是否能够可持续发展，是关系到国计民生的重中之重。低碳农业作为低碳经济背景下出现的新型农业发展模式，对改变过去的“高碳“农业模式，减缓温室气体排放具有重要作用。低碳农业主要是通过增强农业的碳汇能力，同时减弱其碳源能力，以使农业温室气体净排放不断下降，最终实现大气温室气体浓度下降的目标。农业温室气体的产生主要来源于投入品使用、耕作、养殖业及废弃物处理等途径。农业碳汇主要来源于耕地、林业、草地、湿地等资源，它们具有吸收存储CO2、CH4等温室气体的能力。

黑龙江省作为中国的农业大省，是中国最大的的商品粮食生产基地，主要农产品产量位于全国前列。目前，虽然节能减排和循环农业技术已在黑龙江省各地广泛应用，但是黑龙江省农业为提高农产产量，农业生产严重依赖化肥、农用塑料薄膜等石化产品，这些都是与能源消耗、温室气体排放密切相关的农业投入要素。本文通过对农业增加值与化肥使用量、农用塑料薄膜使用量以及农用柴油使用量等变量的回归分析，试图找到影响黑龙江农业低碳发展的制约因素，并提出相关建议，以促进黑龙江农业的低碳发展。

1 模型建立及指标选取

1.1 指标选取及数据来源

本文选取x1农用化肥使用量（折纯量单位：万吨）；x2农用塑料薄膜使用量(单位：万吨)；x3农用柴油使用量（单位：万吨）；x4水稻播种面积（单位：万公顷）作为解释变量对被解释变量农业增加值y（单位：亿元）进行多元线性回归分析，找出影响对黑龙江省农业增加值有显著影响的因素。其中农业增加值，以1978年为基期的黑龙江省地区生产总值指数进行换算调整。选取农用化肥作为解释变量主要考虑中国是农用化肥消耗量最大的国家，同时中国又是世界上唯一使用煤作为主要原料生产氮肥的国家，在生产和施用过程中均产生大量二氧化碳。选取水稻播种面积作为解释变量主要原因在于水稻生产过程中产生大量的CH4，对碳减排影响较大，而水稻是黑龙江省三种主要农作物之一。

本文选取的1990～2010年共21年的数据，数据来源于《新中国农业60年统计资料》，《新中国60年统计资料汇编》《黑龙江统计年鉴1995、2010、2011》。

1.2 模型建立

根据以上指标，建立多元回归模型(1)如下：

式（1）中，b0为回归常数项，b1～b4为非标准化条件下的偏回归系数，εt为随机误差项。

为了消除异方差性,以及使模型更具有实际意义,本文中农业增加值数据与农业投入数据均进行了对数变换,因而系数均表示农业增加值与农业投入要素之间的弹性关系。

2 回归分析

由于在研究中所选择的变量都属于时间序列数据，此类数据大多是非平稳的，若直接将非平稳时序列数据作为平稳序列进行回归分析，由于不满足传统估计及推断技术所要求的条件，可能会带来伪回归或t检验、F检验失效等问题。因此在利用回归分析各经济变量关系之前，需利用单位根检验对经济变量时间序列平稳性进行判断，如经济时间序列变量数据为非平稳的，可利用协整理论对其进行处理。

2.1 单位根检验

对经济时间序列变量数据进行协整前，需要对其平稳性进行检验。当前广泛采用的方法是单位根检。本文采用ADF检验对各时间序列变量进行检验。

通过对时间序列变量水平值与一阶差分值进行ADF单位根检验，检验结果如表1所示，各时间序列变量水平值未通过ADF单位根检验，为非平稳序列。通过一阶差分后，各时间序列变量通过ADF单位根检验，即lny、lnx1、lnx2、lnx3、lnx4为一阶单整序列，需要进一步对各变量协整关系进行检验。

表1 ADF单位根检验结果

2.2 时间序列变量的协整关系的检验

当前，协整关系的检验方法有两种：一种是Engle和Granger(1987)提出的两步法，此种方法比较适合两个变量间协整关系的检验；另一种是Johansen(1988)提出的最大似然检验法，它是一种进行多变量协整检验比较好的方法。本文采用Johansen检验法检验来验证影响黑龙江省农业低碳发展各因素的长期协整关系。

表2 Johansen协整检验结果

从表2协整检验结果看，根据最大特征值统计量，只存在唯一的协整关系：

方程（4）反映了黑龙江省农业增加值与农用化肥使用量、农用塑料薄膜、农用柴油使用量及水稻播种面积的长期均衡关系。括号内为t统计量。从方程（4）可以看出：

首先，黑龙江省农业增加值对农用化肥使用量的边际效应值为2.11，t统计量为-3.27，这说明农用化肥使用量对黑龙江省农业生产具有显著的正向影响，表明黑龙江省农业生产对化肥的使用具有明显的长期依赖关系，但这种对化肥的依赖已经严重的污染了环境，引起了土壤的退化。因此，从发展低碳农业的角度，我们应该改变这种依赖关系，寻找可替代的有机肥等，停止过度使用化肥。

其次，黑龙江省农业增加值对农用塑料薄膜的边际效应值为0.67，t统计量为-3.20，这说明农用塑料薄膜使用量对黑龙江省农业生产具有显著的正向影响，之所以农业生产对其有长期的依赖关系，主要原因在于黑龙江省属中温带，寒温带大陆性季风气候。黑龙江省全省无霜期仅有100～160天，为了保证农业生产的持续进行，所以在生产中大量投入农用塑料薄膜，但是从低碳农业角度，我们也需要尽量减少农用塑料薄膜的使用，如果无法减少使用量，应该寻找可降解的农用塑料薄膜来替代。

再次，黑龙江省农业增加值对农用柴油使用量的边际效应值为-0.99，t统计量为5.34，这说明农用柴油使用量对黑龙江省农业生产具有显著的负向影响。之所以具有显著的负向影响，其原因可能在于黑龙江省地处北方，农业排灌动力机械主要应用柴油机，当气候干旱时，会增加使用农业排灌动力机械，这时候农用柴油使用量增加，而天气干旱会引起农业减产，导致农业总产值下降。

最后，黑龙江省农业增加值对水稻播种面积的边际效应值为-0.55，t统计量为8.96，这说明水稻播种面积对黑龙江省农业生产具有显著的负向影响。之所以具有显著的负向影响，其原因可能在于水稻作为黑龙江省的主要农作物，其播种面积处于玉米、大豆之后，位列第三位的农作物。虽然粮食的价格近年来上涨幅度较快，但国家对于粮食价格进行了适当的调控，所以水稻播种面积对农业产值的增加产生了显著的负向影响。

2.3 格兰杰因果关系检验

根据表2最大特征根检验，黑龙江省农业产值增加与各投入品变量间在5%显著水平上存在协整关系，表明它们存在长期均衡关系，但并不能确定它们之间的因果关系，也就是说投入品增加使用并不一定必然引起农业产值的增加，而可能是来自于其他的因素，因此需通过格兰杰因果关系检验来验证因果关系。

各时间序列变量间存在协整关系，只是说明这些时间序列变量具有共同的变动趋势。识别变量间的因果关系有很多种，目前应用最广泛的方法就是格兰杰因果关系检验。

格兰杰因果检验是Granger(1969)提出的检验方法，其基本思想是：如果x是y的因，但y不是x的因，则x的过去值可以帮助预测y的未来值，但y的过去值却不能帮助预测x的未来值。其模型为式（3）：

其中滞后阶数可根据“信息准则”或“由大道小的序贯t规则”来确定。检验原假设为：

H0:β1=β2=…=βP=0若干拒绝H0,则称x是y的“格兰杰因”

运用格兰杰因果方法对黑龙江省农业增加值与各投入品变量间进行检验如表3所示。

表3 变量间格兰杰因果关系检验

从各变量格兰杰因果关系看，在95%置信水平下，黑龙江省农业增加值是农用化肥施用量增加的格兰杰原因，即农业产值的增加导致农民耕作中大量使用化肥，但是黑龙江省农用化肥施用量增加却不是农业产值增加的格兰杰原因，说明化肥的大量使用并不能带来农业产值持续的增加。

黑龙江省农业增加值不是农用塑料薄膜使用量增加的原因，但黑龙江省农用塑料薄膜使用量却是农业增加值的格兰杰原因，这说明黑龙江省农业产值的增加并不会引起农用塑料薄膜的大规模使用，但增加农用塑料薄膜使用量，会带来黑龙江省农业产值的提高，主要原因在于黑龙江省地处高寒地带，冬季漫长，利用农用塑料薄膜开展冬季农业生产会带来更多的农业产值的增加。黑龙江省农业增加值是农用柴油使用量的格兰杰原因，但农用柴油使用量不是黑龙江省农业增加值的格兰杰原因，这说明柴油作为农业机械的主要动力能源，由于黑龙江省农业产值的提高伴随着柴油这种能源消耗的大量增加，但柴油的消耗增加却不能有效的解释黑龙江省农业产值的增加,说明黑龙江省农业是一种粗放型的农业，能源的利用率较低。黑龙江省农业产值提高带来了水稻播种面积的增加，是水稻播种面积的格兰杰原因，但水稻播种面积不是黑龙江省农业增加值的格兰杰原因，这说明水稻作为黑龙江省农业主要作物其播种面积对黑龙江省农业产值增加影响并不是很大，可能黑龙江省农业的发展是多元化的，不会受某种单一作物面积增加的影响。

3 结论

通过对1990～2010年影响黑龙江省农业增加值变化的投入要素进行实证分析，可以看出，农用化肥使用量对黑龙江省农业生产具有最显著的正向影响，农用塑料薄膜使用量对黑龙江省农业生产具有显著的正向影响，农用柴油使用量、水稻播种面积对黑龙江省农业生产具有显著的负向影响。黑龙江省农业增加值是农用化肥使用量增加、农用柴油使用量、水稻播种面积的格兰杰原因，仅农用塑料薄膜是黑龙江省农业增加值的格兰杰原因。

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