环境污染治理成本内部化条件下的适度生猪养殖规模的研究

吴林海等

摘要

本文基于对江苏省阜宁县261个生猪养殖户的实地调查，从生猪养殖投入与产出的角度，考察了生猪养殖规模报酬情况。研究发现，考虑生猪养殖综合技术水平与资本、劳动力和土地等生产要素对生猪规模产量的影响，阜宁县生猪养殖存在规模报酬递减。由此，如果政府单纯出于提高生猪规模产量的目的，鼓励养殖户扩大养殖规模，满足猪肉市场需求的政策并不可取。研究还发现，当养殖户不承担相应的环境污染治理成本时，最佳的养殖规模在600-800头之间；当环境污染治理成本内部化时，最佳的养殖规模在31-35头之间。与此同时，生猪的市场价格与政府政策因素也影响最佳的生猪养殖规模。生猪的市场价格越高，则最佳养殖规模量越大；政府的目标函数不同，最佳养殖规模量也将随之改变。故政府应该根据生猪产业分工的区域发展目标，制定相应的政策策略，通过政策调节区域内不同层次的养殖主体的生猪养殖规模保持在一个合理的区间内，以实现经济效益与环境效益的统一。

关键词生猪养殖；环境污染；治理成本内部化；适度规模

中图分类号F205

文献标识码A

文章编号1002-2104（2015）07-0113-07

doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2015.07.016

2000-2012年间，中国生猪出栏量、存栏量分别从52 67334万头、41 63361万头增长到69 78950万头、47 59224万头[1]。但是，随着生猪养殖业的快速发展，养殖过程中猪粪便尿液污染、猪舍废水污染以及病死猪乱扔乱抛引起的水体污染等生态环境问题日益突出。杨惠芳测算了一头生猪每天会产生18 kg的粪便量和尿液量[2]，而邬兰娅等估算了我国成年生猪有3%的死亡率[3]。根据以上的经验数据，可以估算，2012年中国在生猪养殖过程中将产生不低于264亿t的粪便和尿液， 以及高达2 15844万头的病死猪。生猪养殖产生的大量污染物给已较为脆弱的农村生态环境带来了沉重的负担，严重影响了农村“生产发展、生活富裕、生态良好”的文明发展目标的实现。

生猪养殖环境污染的日益加重不仅受生猪养殖量增加的影响，也受养殖户对污染物处理方式的影响。由于病死猪无害化处理需要增加成本，生猪粪便与尿液还田的数量有限，养殖户出于自身经济利益的考虑，直接排放未经处理的生猪粪便与尿液，或向江河湖泊乱扔、乱抛病死猪就成为可能的选择。虞祎等[4]的研究认为，养殖规模越大的生猪养殖户，越倾向于选择环保的方式处理污染物。然而，Shreve et al[5]和郭伟奇[6]的研究认为，当生产要素投入超过一定的限度，继续增加要素投入扩大养殖规模，导致畜禽过度集中，疫病传播的危险性将相应增大，可能会提高仔猪的死亡率等。Kilbride et al[7]对英国112个大型商业生猪养殖场的调查研究发现，由于疾病的传播，仔猪死亡率已高达12%。Gilchrist et al[8]的研究指出，畜禽饲养密度过大会提高潜在微生物在动物群体间的传播。Burkholder et al[9]的研究进一步表明，高度集中的畜禽生产方式将导致一系列的生态环境问题。因此，在发达国家，为了防止养殖场废弃物对生态环境的污染，已逐步控制养殖规模[10]。鉴于此，本文对江苏省阜宁县生猪养殖的投入与产出进行调查，采用CobbDouglas 生产函数评估生猪养殖规模报酬情况，从而研究调查地区生猪养殖规模是否适度。与此同时，本文以生猪养殖环境污染治理成本内部化为逻辑起点，分析调查地区最佳养殖规模的大小。

1文献回顾

基于成本和收益的角度，国内外学者们围绕“适度养殖规模”展开大量的研究。与养殖规模相关的成本优势是美国畜牧转向大型专业化养殖场的主要原因[11]，美国大规模养殖具有的成本优势是由于先进的养殖技术和管理方式提高了饲料的转化率而产生的[12-13]；而我国生猪养殖管理水平并未随养殖规模的扩张而得到较大的提高，因而中小规模养殖相对大规模养殖有一定的成本优势[14]，且国外的研究也证实养殖规模的扩大存在一个“度”，随着生猪养殖规模的不断扩大会出现规模报酬递减的现象[15]。姚於康等[16]研究了江苏省范围内散户与大中小不同规模的生猪养殖成本，发现小规模养殖的平均成本最低。

事实上，影响包括生猪在内的畜禽“养殖规模”的因素众多。闫振宇和徐家鹏[17]的研究指出，生猪养殖规模并非越大越好，且由于不同地区的资源禀赋、经济条件与地理特征的差异，最佳养殖规模并不相同，而且相同规模的养殖成本与收益在不同地区也具有差异性。Brewer et al[18]比较研究美国5个不同地区的生猪养殖成本时发现，饲料成本、劳动力成本以及其他可测成本均不相同。Van Ouwerkerk et al[19]对美国两个农场养殖规模比较研究后发现，当地的社会、生态、经济状况均影响农场规模。Kelly et al[20]分析了爱尔兰奶牛场的最佳养殖规模产量，研究发现，最佳养殖规模产量受土地、劳动力、奶牛生产配额（milk quota）、载畜率、专业化程度、生产力和管理水平等因素的影响。ODonnell et al[21]的研究则认为土地和劳动力这两大投入要素是影响养殖规模的主要因素。除投入要素外，技术水平及地区差异也是影响养殖规模产量的重要因素[22] 。

随着生猪养殖环境污染问题的日益凸显，人们逐步认识到，环境污染治理成本应该成为生猪养殖成本的重要组成部分。虞祎等[23]的研究表明，在我国，由于生猪养殖的污染治理成本较高，养殖户往往不支付或少支付污染治理成本。杨惠芳[2]的研究认为，造成浙江省嘉兴市生猪养殖污染问题突出的主要原因之一是，理性的养殖户只注重生猪养殖的个体收益，忽视环境污染治理成本，并倾向于尽可能地扩大养殖规模产量。规模化的畜禽养殖虽然能提高养殖户的经济效益，但大量的畜禽废弃物必然污染大气和水体，这是规模养殖典型的外部性问题[24-25]，并且由于市场失灵或无效率，养殖户并不直接承担由此产生的环境污染治理成本[26]；Sullivan et al[27]的研究认为，如果生猪养殖成本包括环境污染治理成本，大规模养殖户将不再具备成本优势。Peng & Cheng[28]、 王会和王奇[10]的研究表明，生猪养殖环境污染治理成本直接影响养殖户养殖规模的选择。Larue & Latruffe[29]的研究指出，当养殖户承担的环境污染治理成本上升到一定程度时，其将自觉降低养殖规模与产量，并通过合理配置要素间的投入，以控制生猪养殖造成的环境污染，从而降低生猪养殖成本。王会和王奇[10]基于生态效益和经济收益相结合的角度，从理论上研究了我国畜禽养殖业的适度规模问题，结果表明，除了经济收益外，环境的承载能力也是影响适度养殖规模的因素。虞祎等[23]研究了环境规制因素对中国生猪布局的影响，发现每增加一项环境政策，会使得养殖场生猪的养殖数量下降106%，规模产量下降813%。

由此可见，在经济效益与环境效益的约束条件下，国内外学者们对生猪养殖规模的研究结论基本一致，即养殖规模确实存在一个“度”。虽然影响生猪养殖规模 “度”的因素众多且在不同的地区各不相同，但主要取决于不同地区生猪养殖投入与产出间的关系，以及养殖地区生猪的市场价格和政府政策等因素。考察现有的文献发现，目前的研究主要从生产效率或经济效益的层面来研究养殖规模，而基于生猪养殖环境污染治理成本内部化视角研究生猪养殖规模的实证研究相对不足，故本文基于环境污染治理成本内部化视角，研究生猪养殖适度规模，试图为调查地区的政府完善生猪集约化养殖产业的政策提供咨询依据，也为其他地区提供可复制、可推广的经验。

2生猪养殖规模报酬的估计模型

21理论分析

生猪养殖的规模产量、规模报酬与规模经济是本文研究中所涉及的三个最重要的概念。事实上，生猪养殖可以通过长期生产扩展线与短期生产线两个路径实现产量增加。在投入要素价格不变的条件下，如果通过长期的生产扩展线实现产量增加，则意味着生猪养殖的投入要素按相同比例增加，即规模扩大；如果通过短期生产扩展线实现

产量增加，则不能称为规模扩大。经典微观经济理论表明，一旦生猪养殖户通过长期的生产扩展线增加产量，则在不同产量下所对应的总成本均是最低的。因此，只要养殖户是理性人，则其一定会通过长期扩展线实现产量增加。为了区别短期生产，本文把通过长期扩展线实现的产量称为规模产量。尽管通过长期的生产扩展线增加产量，相应的总成本均是最低的，但是并不意味着长期平均成本也是最低的。这是因为随着规模产量的增加，长期平均成本将会先递减后递增，即出现规模经济与规模不经济两种

状态。许庆等[30]认为，规模报酬与规模经济是有区别的，前者要求生猪养殖所有投入要素同比例化，而后者并不要求。本文则把生猪规模报酬递增的概念等同于生猪规模经济，而把生猪规模报酬递减的概念等同于生猪规模不经济。这是因为通过简单的计算可知，生猪规模报酬递增是实现规模经济的充分条件。

22模型选择

假设养殖户的生产函数为CobbDouglas 生产函数形式，即：

Y=A·Kβ1·Lβ2·Hβ3（1）

其中，Y是生猪规模产量，A为生猪养殖的综合技术水平，K、L、H分别表示养殖户在现有生猪产量水平下投入的资本、劳动力、土地。β1、β2、β3分别为资本、劳动力和土地要素的投入产出弹性。与（1）相应的对数估计方程如下：

logYi=α+β1·logKi+β2·logLi+β3·logHi+εi （2）

其中，Yi、Ki、Li、Hi分别表示第i个生猪养殖户规模产量、资本、劳动力、土地， εi为误差项。

23数据来源

本文研究选取江苏省阜宁县作为样本采集地区。阜宁县是全国闻名的生猪养殖大县，2012年该县生猪出栏量为16616万头。相对与江苏省其他地区而言，阜宁县致力探索生态、低碳、零排放、无污染的生猪养殖模式。因此，阜宁县的调查样本对研究环境污染治理成本内部化条件下的适度生猪养殖规模具有典型的代表性。

对江苏省阜宁县的调查于2014年上半年陆续进行。调查面向阜宁县辖区内所有的13个乡镇，在每个乡镇选择一个农户收入中等水平的村，在每个村由当地村民委员会随机安排一个村民小组。在13个乡镇共调查13个村民小组（每个村民小组的村民家庭数量不等，以40-60户为主），共调查有效样本654户。在有效样本中排除生猪年出栏量小于等于30头的生猪养殖户

后，获得本文研究的有效样本量为261个。

24受访养殖户的样本特征

241养殖规模与养殖投入特征分析

基于《全国农产品成本收益资料汇编》的口径，将规模养殖户划分为小规模、中规模和大规模三种类型。表1显示了三种不同养殖规模的投入情况。

（1）小规模养殖户。年生猪规模产量为31-100头。调查显示，这类生猪养殖在调查地区相对较多，日常饲养工作依靠自家劳动力。生猪养殖收入占家庭总收入比例较低。养殖地点大多在住宅附近的自家多余的或者借用亲朋好友多余的场地。

（2）中规模养殖户。年生猪规模产量为101-1 000头。调查发现，中规模的生猪养殖开始具有资本主义农场的特征，即在追求利润最大化的前提下，生猪养殖规模较大时，养殖场主雇佣工人完成日常的饲养工作。且投资建设了一些现代化的基础设施，并通过租赁场地进行养殖。生猪养殖成为中规模养殖户家庭最主要的收入来源之一。

（3）大规模养殖户。大规模的生猪养殖是在中规模养殖的基础上进一步的投入劳动力与扩大养殖场地，年生猪规模产量超过1 000头以上。调查发现，大规模养殖户雇佣本村或外来村民作为劳动力投入的主要来源，养殖场的占地面积非常大，设施相对现代化，生猪养殖收入成为此类养殖户家庭收入与资本积累的最重要来源，但此类生猪养殖户在调查地区相对有限。

242生猪规模产量与污染处理方式的差异分析

表2显示了调查地区不同规模产量的养殖户（以下简称受访者）对生猪养殖污染物的处理方式。大部分受访者自行处理生猪养殖污染物，其中小规模的养殖户主要选择还田的方式处理猪粪便、尿液，中、大规模养殖户主要选择制沼气的方式。由于调查地区的政府基本上已经为养殖户投资配备了污水排放池，故受访者对猪舍废水处理方式的差异不大。调查还发现，小规模养殖户发生乱扔、乱抛或出售病死猪的比例较高。

25实证结果与分析

根据实地调查的结果设定相关变量，见表3。

由于本文所使用的研究数据为调查采集的养殖户的第一手资料，故模型的随机干扰项可能出现异方差问题。因此，本文首先对残差序列进行有交叉项的White 检验，结果显示nR2=1562，小于自由度为9的χ2分布在1%显

著性水平对应的临界值（217）。由此可以判定在1%显著性水平下接受“不存在异方差”的原假设。

从方程（2）回归结果的R2及F检验结果来判断，模型的整体拟合程度较好。表4的结果显示，在不考虑政策因素时，影响调研地区生猪规模产量的核心因素是生猪养殖的综合技术水平与资本、土地投入要素，而生猪养殖中劳动力投入对生猪规模产量的影响并不显著，劳动力的边际产量近似为零，这与现有的研究结论较为吻合[30-31]。

表4的回归模型结果显示了调查地区生猪养殖的规模报酬系数为0978 1，表明调查地区生猪养殖存在规模报酬递减的特征，即当生猪养殖规模扩大1倍，规模产量仅增加0978 1倍，这也意味着调查地区生猪养殖处于规模不经济的阶段。这一结果证实调查地区生猪养殖的规模并不是越大越好，即生猪养殖规模要适度。此结果与现有研究结论相吻合[14-15]

3最佳生猪养殖规模产量研究

以生猪养殖户是“理性人”为假设条件，本文设定生猪养殖户将以经济利润最大化为目标，即：

maxπ（pY-c）·A·Kβ1·Lβ2·Hβ3-r·K-w·L-t·H （3）

其中，π为生猪养殖的经济利润；pY为生猪的市场价格；r、w、t分别为资本、劳动力与土地要素的价格；c为1单位生猪（0.5 kg）环境污染治理成本（即生猪养殖给周边带来的经济损失）；其他变量与上文解释相同。如果养殖户不承担环境污染治理成本，则c=0。当政府制定的环境规制严格执行时，养殖户有两种方式处理养殖污染物，一是定点排放，支付排污费，二是增加投入，建设必要的环保设施，以严格控制生猪养殖负面效应对环境的影响。借鉴武深树等[32]的研究成果，设c=054元。

虽然生猪养殖技术水平对养殖规模具有较大的影响，但在同一地区，生猪养殖技术水平大致相同，且在短期内生猪养殖技术水平无法提高，故本文暂且假设调研地区生猪养殖技术水平不变，仅考虑各投入要素对生猪养殖规模的影响。由表4可知，土地要素的投入产出弹性系数最大。因此，本文通过在生猪养殖过程中，土地要素的最佳投入量来获取调查地区生猪养殖的最佳养殖规模。

当c=0时，生猪养殖利润最大化的一阶必要条件是：

π/K=pY·β1·Y/K-r=0

π/L=pY·β2·Y/L-w=0

π/H=pY·β3·Y/H-t=0 （4）

由公式（4）解方程组得：

H*=A·pY·β1β1·β2β2·β31-β1-β2rβ1·wβ2·t1-β1-β211-β1-β2-β3 （5）

同理，当环境污染治理成本内部化时，土地要素的最佳投入量为：

H*=A·（pY-0.54）·β1β1·β2β2·β31-β1-β2rβ1·wβ2·t1-β1-β211-β1-β2-β3 （6）

在生猪养殖中，土地要素的投入实际反映的是生猪养殖占地面积的大小，并由此决定养殖规模。参考江苏省阜宁县地区外三元与内三元生猪的价格行情，pY的取值为708 [33]；由于本研究是以养殖户2013 年度为周期核算其生猪养殖成本，资本的价格可简单采用商业银行2013年的存款利率加1 表示，故r取值为103；根据《江苏省统计年鉴（2013年）》的统计数据，阜宁当地劳动力的平均价格为2929元/天[34]，即w取值2929；土地要素的价格通过调查问卷获取，经统计分析后，t取值为108。

根据表4、公式（5）及各个参数的取值可知，养殖户在不承担生猪养殖环境污染治理成本的情况下，最佳生猪养殖占地面积为2 453 m2。根据实地调查发现，养殖占地面积为2 453 m2时，生猪养殖规模一般在600-800头之间，即调查地区最佳的养殖规模为中规模。在这一养殖规模水平下，生猪养殖的经济利润最大，生猪养殖户倾向于环境友好型的养殖方式，愿意投资环保设施以防治生猪养殖产生的污染。

在政府不实施扶持政策的条件下，环境污染治理成本全部内部化时，即c=054时，调查地区最佳养殖占地面积为63 m2，此时相对应的养殖规模在31-35头之间。即最佳的养殖规模为小规模。这一计算结果与现有研究成果较为吻合[29]。

研究还发现，最佳的养殖规模还与生猪的市场价格及政府政策变量有关。本文中的最佳养殖规模是生猪市场价格取708元/斤所得。当生猪的市场价格越高，即pY值越大时，最佳养殖规模也越大；当生猪的市场价格越低，即pY值越小时，最佳养殖规模也越小。这一结果与Peng & Cheng[28]的研究结论一致。但在实际中，由于现在生猪市场价格波动较大，养殖户获取的市场行情具有滞后性，故生猪市场价格对最佳养殖规模影响的可能性较小。

公式（6）计算所得的最佳养殖规模的前提条件是，政府严格执行环境规制，且不提供任何扶持政策，生猪养殖环境污染治理成本全部由养殖户承担，且养殖户以生猪养殖经济利润最大化为目标。但事实上，我国政府不但制定了环境规制，也出台了环境污染治理投入的扶持政策。与此同时，根据公式（6）可知，政府扶持力度越大，养殖户自身承担的环境污染治理成本则将越小，这将鼓励养殖户开始扩大养殖规模，从而获得生猪养殖利润最大化。由上文可知，本文设定生猪养殖的环境治理成本为054元/斤，在这一假设条件下， 随着政府对规模化生猪养殖环境污染治理投入扶持力度的大小，调查地区最佳养殖规模量将在31-800头区间波动。

4主要结论与政策含义

本文通过对江苏省阜宁县的实地调查，证实了生猪养殖存在适度规模的结论。研究发现，在考虑生猪养殖综合技术水平、资本、劳动力和土地等要素对生猪规模产量的影响下，调查地区的生猪养殖具有规模报酬递减的特征。在资本、劳动力和土地这三个生产要素中，土地、资本的投入对生猪规模产量的影响程度较大；劳动力对生猪规模产量几乎没有影响。作为“理性人”的生猪养殖户，其生产行为决策取决于养殖利润最大化。因此，在生猪养殖规模报酬递减、生猪养殖处于规模不经济的情况下，调查地区的生猪养殖不应该盲目扩大养殖规模，而应采用适度规模养殖的理念。根据资本、劳动力和土地的投入产出弹性系数、价格及生猪的市场价格计算得出，在养殖户不承担环境污染治理成本时，调查地区的最佳养殖规模为中规模，即生猪年出栏量为600-800头之间为宜，此时养殖利润最大，养殖户愿意采用环境友好型的生产行为可能性最大；当环境污染治理成本全部内部化时，最佳养殖规模为小规模，即生猪年出栏量在31-35头之间为宜。此外，最佳养殖规模也受生猪的市场价格及政府政策等因素的影响。

本研究的结论是基于江苏阜宁县调查而获得，但对政府调控与完善区域性的生猪养殖规模具有可推广、可复制的价值。研究结论的主要政策含义可以归纳为，中国是世界上生猪养殖与猪肉消费大国，在生猪养殖环境污染问题日益凸显的背景下，政府应该根据生猪产业分工的区域发展目标，制定相应的政策措施，逐步将环境污染治理成本内部化，使得环境污染治理成本成为生猪养殖成本的重要组成部分，在环境治理水平不高的情况下，不宜采用过度的工业化、集约化的方式，扶持建设大规模的生猪养殖基地，并努力通过政策调节区域内不同层次的养殖主体的生猪养殖规模保持在一个合理的区间内。

（编辑：刘呈庆）

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