小麦种植化肥投入的环境成本估算

袁泽伟++杨红

摘 要：利用年鉴中的数据分析目前江苏省农户在小麦种植中的化肥施用现状，再利用能值分析法求出化肥施用产生的外部环境成本为1.19元·kg-1，并对其进行了分析和总结。

关键词：小麦种植；化肥投入；环境成本

中图分类号：S143 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.07.003

Abstract： The data in the yearbook was analyzed the current status of chemical fertilizer inputs in the wheat planting of farmers in Jiangsu Province， value analysis was used to determine the external environmental cost of chemical fertilizer produced， and it is 1.19 Yuan·kg-1. Then the result was analyzed and summarized.

Key words： wheat planting；fertilizer inputs；environmental costs

随着经济的快速发展，我国的耕地面积正在持续减少，面对庞大的人口数量，粮食需求量也日益增长，因此，粮食产量已成为一个十分严峻的问题。然而，种植面积在短时间内扩张并不是很现实，因为其带来的边际成本太高，这也就意味着土地装备率被提高很困难，因此，只能寄希望于土地产出率的提高，肥料等土地替代型生产要素的增加。但是，随着农村经济的发展，农村纯农户减少，劳动力人数下降，这就又导致了人们更加愿意用化肥来替代有机肥、农家肥，这在一定程度上造成了化肥的过量施用。

农户大量使用化肥以求带来最大的小麦产量，一方面造成了化肥的过度施用，另一方面化肥的投入量与小麦的产量不是在任何阶段都是完全成正比的，因为小麦的产量还受作物的品种、生长的条件等有关，所以当化肥施用量达到一定的水平时，小麦的产量不仅不会继续增长，而且还会受边际报酬递减的影响而下降。

目前，镇江市大多数地区在化肥的投入强度、密度、总数等方面都存在过量投入的情况，而且化肥的投入结构也存在严重不合理的情况，这些都对水体、大气及土壤造成严重的影响。例如，由于化肥的过度施用而导致NH3、N2O、NOX的排放对大气造成污染；由于化肥的使用结构不合理而导致重金属污染，使土壤板结；由于淋失、径流和土壤侵蚀作用而导致地表水和地下水的严重污染。

近几年，镇江市对于这个问题也已经开始重视起来，但因为刚起步，对于这个问题的分析有限，并不成熟，也没有形成系统的认识。所以，必须重视化肥过度施用及不合理施用对环境造成的严重影响，将环境外部成本纳入小麦的生产成本中进行核算，在坚持农户经济效益的前提下，根据前人的研究成果，找出化肥施用量与小麦产量的最经济的一个平衡点，这样既减少了环境损失，也保障了农户的利益。

1 化肥施用及其环境成本的相关概念及理论基础

1.1 经纪人假设

经纪人指以自身利益最大化为根本目的而从事相关经济活动的主体，无论是出于何种层次的人，他们都是理性的经济人，都希望在付出最少的基础上获取更多的利益，当他们面临众多选择机会时，他们总会去选择有利于自己的那个机会，利益最大化对他们来说十分重要。

1.2 外部性理论

外部性也可称为外部成本，可分为正外部性和负外部性。对于负外部性，它也可称为外部不经济，是指某一个经济主体对另一个经济主体的一种外部性影响，即前者对后者所产生的影响，而这种影响后者则很难去具体地计量以让前者赔偿。

1.3 环境库兹涅茨曲线

环境库兹涅茨曲线表示环境污染程度随着经济增长先增后减呈现出倒U型曲线，当一个国家的经济处于低下水平时，其所带来的便是较小的环境污染，但一旦一个国家的经济开始发展，随之而来的便是不断产生的环境污染，这种情况直到经济发展达到一定水平时，环境污染程度也就达到了最高点，此时也就达到了两者的平衡点，随后环境污染程度会随着经济的增长而持续下降。

1.4 环境价值理论

通常认为没有劳动力参与的就不产生价值，作为环境来说，人们通常认为它并不具有价值，但随着经济的发展，环境污染与经济发展之间的矛盾日益凸显，人们为了寻求经济发展与环境污染之间的平衡点，就必须要赋予环境相应的价值，评估污染对环境造成的损失，也就是被损害的环境价值。

2 江苏镇江市小麦种植中化肥施用的现状分析

2.1 镇江市农业生产的基本特征

镇江市地处江苏省中南部，位于长江中下游，属于丘陵地带，是亚热带季风气候，雨量充沛。镇江全市占地面积为3 843 km2，2014年末全市农作物总播种面积为23.583 万hm2，占全市面积的61.37%，小麦播种面积占农作物总播种面积的30.86%。

2.2 镇江市小麦种植的化肥投入总量变化

由表1可知：近些年来，镇江市小麦的种植面积在2009—2011年在7.2万hm2左右，而2012—2013年在7.1 万hm2左右，到2014年下降到了万6.867 hm2；而小麦种植的化肥施用量却随着种植面积的下降而不断上升，且上升比例已大大超过种植面积下降的比例。由此可知，近年来，镇江小麦种植中，化肥施用过量的问题依然存在，并处于持续恶化的状态，因此，必须更加重视化肥过量投入及其带来的对环境质量的影响。

2.3 镇江市小麦种植的化肥投入的结构变化

由表2可知：单从每种化肥的投入量来说，不论是氮、磷、钾肥还是复合肥，在这几年里的投入量都在持续减少，氮肥与2009年相比减少了28.45%，磷肥与2009年相比减少了30.75%，钾肥与2009年相比减少了30.48%；从4种肥料的投入比例来看，常年都是氮肥的投入量远远大于氮、钾肥，尤其是钾肥，每年大概只占氮肥投入量的10%，这对于小麦种植是十分不利的，但近年来农民倾向于施用复合肥，这也在一定程度上缓解了化肥投入不均的现象；纵观这几年这几种化肥之间的比例，钾肥相对于氮肥来说基本保持不动，磷肥的比例稍有下降，复合肥2012年有小幅下降，到2014年又基本恢复先前比例；因此，虽然近几年来各类化肥的施用量明显下降，但各类化肥的施用比例基本保持不变，这从侧面也能烘托出近年来化肥的投入比例向着合理的方向变化，但在施用比例上还有待改善。

3 江苏镇江市小麦种植化肥施用的环境成本估算分析

3.1 化肥施用环境成本的估算方法

（1）市场价值法。它是指企业和个人在其生产经营过程中，会对环境造成损害，这就导致了现有的环境质量与标准的环境质量之间存在着差额，人们对这种差额进行观察与估量，然后直接运用市场价格对这一环境差异进行货币化的方法。

（2）人力资本法。又称工资损失法，指用于估算因环境污染导致的劳动力生病而导致的医疗费用、工资损失及过早死亡所带来的成本的方法。

（3）重置成本法。当需要重新构造一个全新的评估对象时，在现实条件下所需要的全部成本需要剔除评估对象的实体的前期贬值、功能性贬值和经济性贬值，将上述差额作为新的评估对象现实价值的一种方法。

（4）能值分析法。笔者在运用该方法时寻求三大系统，如社会、自然、经济系统，对三者加以分析，并进行合理地统一，定量分析自然和人的经济的真实价值，从根本上解决关于生态或经济分析的难题。

3.2 环境成本的估算

第1步：将化肥对环境的污染进行分类、归纳。

化肥对环境造成的污染反映在自然界的各个方面，其中：土壤污染包括硝酸盐、硫酸盐、镉污染；大气污染包括N2O、NH3和NOx污染；水体污染包括硝酸盐污染和水体富营养化。

第2步：根据国内外关于农业种植中化肥在不同方面的运用转化比例以及化肥中各元素的分子量与剂量（表3），对镇江市小麦种植化肥施用造成的污染物所产生的剂量进行分析。计算公式：

Dosei=M×Cei×（We/Wf）

式中：Dosei为污染物i在施用中产生的剂量（t）；M为化肥中各元素所占的数量（t）；Cei为镇江市土壤环境下营养元素的流转系数，即养分的运移转化比例；We为产生污染物的分子量；Wf为N或者P2O5的分子量。

第3步：采用伤残调整生命年法（表4），估算人类的健康因化肥施用产生的污染物而造成的损失值。计算公式为

DALYi= Cdi×DOSEi

式中：DALYi为某种污染物所造成的累积损害年数（a）；Cdi为单位剂量污染物所导致的生命损害年数（a·kg-1），取值采用Eco-indictor99系列评估值；DOSEi为第2步中求出的污染物i的剂量（t）。

第4步：通过调查镇江市相关单位劳动力的市场价格，将之与前文计算得出的生命损害年累计数相乘，得出施用化肥对环境质量影响的能值，最后将上述数据进行汇总，并得出化肥环境影响的总能值。计算公式为

U=Emergyi=（DALYi×Cm）

式中：U为施用化肥对环境影响的总能值成本（sej）；Emergyi为污染物i的能值成本；DALYi为某种污染造成的年累计损害数（a）；Cm为单位劳动力年市场价格，根据相关文献资料，取值为9.35E+13sej。

计算结果如表5所示.

第5步：收集我国每年的能值货币比率等相关数据，折算出化肥施用宏观经济价值。计算公式为：

Emdollar=U/Cg

式中：Emdollar为化肥对环境影响的宏观经济价值（$）；Cg为单位数量宏观经济价值的能值载荷（sej/$），即一个国家或地区在单位时间内施用的能值与GDP比。

单位宏观经济的能值载荷，根据相关资料，取值为1 143E+12sej/$。然后根据镇江市的具体情况，得出Cg值。

计算结果如表6。

第6步：将上文所计算出的综合环境成本除以氮肥或磷肥的施用折纯量，以获得施用每单位氮肥或磷肥所带来的环境成本。计算公式为：

N（P）=Emdollar/M

式中：N（P）为施用每单位氮肥或磷肥所产生的环境成本（元·kg-1）。

通过运用上述公式进行逐步计算，结果如表7。

通过上述公式的计算，通过收集单位劳动力价格和镇江市能值货币比率数据，估算出镇江市小麦种植化肥投入所造成的环境成本（表8）。

将上述各种污染物所导致的环境成本进行加总，可得出镇江市小麦种植化肥投入所产生的环境成本为1.19元·kg-1，由表8可知，在众多污染物中，以大气污染中的氨气、土壤污染中的镉污染以及水体污染中的硝态氮所产生的环境成本居多，占据了总环境成本的84%。

4 结 论

小麦种植的化肥投入越来越引起政府以及农户的重视，近些年来由于政府的宣传以及相关政策的实施，小麦种植的化肥投入量已逐步减少，化肥使用比例还要进一步合理化。化肥带来的环境污染包括对大气、土壤、水体的污染，本研究从这3个方面的具体污染物入手，通过计算能值成本、宏观经济价值，最后得出每个污染物所带来的环境成本，得出镇江市小麦种植化肥投入所产生的环境成本为1.19元·kg-1，并进行了分析。

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