中国农药施用与农业经济增长脱钩状态：时空特征与影响因素*

于 伟，张 鹏

(1.山东财经大学工商管理学院，济南 250014； 2.济南大学商学院，山东济南 250013)

0 引言

作为农业外部补给的农药施用对解决病虫草危害作用显著，能够改善农业生产条件，降低农户劳动投入强度，稳定农产品数量供给； 但另一方面，中国已成为世界最大的农药生产国和消费国[1]，单位面积化学农药的平均用量比发达国家高2.5～5倍[2]，但有效利用率仅为35%[3]。大量残留农药进入自然生态系统加剧了农业面源污染，对农业内部循环和生态效率产生不利影响，并引致农产品质量安全问题[4-5]。这种经济“正”效应和社会生态“负”效应之间的冲突使得合理使用农药变得必要且紧迫。

绿色发展背景下的农药施用及其引发的资源环境问题日渐引发关注， 2016年和2017年“中央一号”文件均明确提出实施农药零增长行动，谋求减少农药施用成为现代农业政策和农业供给侧改革的重要内容。学者们围绕农药施用的相关研究聚焦于农户施药意愿及其影响因素、农药施用的经济社会后果以及农户施药行为的干预机制等。既有研究显示农户施药行为受到人口统计变量、风险态度、社会关系网络、生产经营类型、土地规模、农药对产量的影响和农产品预售价格等的综合作用[2， 6-10]，命令控制政策、宣传培训政策和市场激励政策对农户不同施药行为影响存在差异[11]，技术培训有助于克制农户对农药的过量施用[12]； 过量和不规范的使用农药危及农产品质量安全、生态环境和农户整体健康[13]； 避免农药过量施用需要发挥市场收益保证的机理作用、构建差异化的奖补机制，完善农业保险、强化农药施用记录管理和包装残余处理、通过终端检测形成农药减用的供应链传导机制等[2-3， 14]。

现代农业进步和绿色发展的共同诉求意味着提升农产品生产效率的同时减少对农药的过度依赖。尽管既有研究对农药施用的影响因素和干预措施等进行了分析，但目前仍缺少中国农药施用与农业经济增长之间相互变动方向和变动比重问题及其影响因素的深入探索，而厘清这一问题对明确中国农药投入与农业经济增长关联状态进而有针对性的制定“控药减害增收”措施无疑具有重要价值。文章尝试基于2005—2015年数据和脱钩理论测度中国农药施用与农业经济增长脱钩指数和追赶脱钩指数，分析相关影响因素动态影响强度，以期为制定农药施用的调整政策和农业资源环境保护措施提供借鉴。

1 研究方法和数据来源

1.1 Tapio脱钩指数和追赶脱钩指数

脱钩(Decoupling)理论最早是指存在响应关系的两个或以上物理量之间相互关系不再存在，近年来在资源环境领域得到广泛应用。基于脱钩指数构造方法能够分析农业经济增长与农药施用间存在的同向/反向变化以及同比/非同比变化问题。按照经合组织(OECD)定义思路，当农药施用量增长比农业经济增长慢时，即为农药施用与农业经济增长之间脱钩，并可细分为绝对脱钩和相对脱钩。在常见的OECD和Tapio脱钩指标模式中，后者克服了前者因对考察时段期初期末值高度敏感导致稳定性不强的不足，为更多研究采纳。追赶脱钩指数则进一步衡量了特定单元农业经济增长与农药施用之间关联状态相对“模范”单元的差距。

(1)

(2)

表1 脱钩指数分类

状态扩张相对负脱钩1扩张连接2扩张相对脱钩3扩张弱绝对脱钩4扩张强绝对脱钩5指标区间ΔY>0,ΔP>0T>1.2ΔY>0,ΔP>00.8≤T≤1.2ΔY>0,ΔP>00≤T<0.8ΔY>0,ΔP<0-0.5≤T≤0ΔY>0,ΔP<0T<-0.5状态衰退相对脱钩a衰退连接b衰退相对负脱钩c衰退弱绝对负脱钩d衰退强绝对负脱钩e指标区间ΔY<0,ΔP<0T>1.2ΔY<0,ΔP<00.8≤T≤1.2ΔY<0,ΔP<00≤T<0.8ΔY<0,ΔP>0-0.5≤T≤0ΔY<0,ΔP>0T<-0.5

需要说明的是，脱钩状态划分并无固定标准，借鉴既有文献的做法[15]，该文将农药施用与农业经济增长脱钩状态分为如表1所示的10种类型，旨在细致刻画省域农业经济增长和农药施用的相对变化状态。以扩张强绝对脱钩为例，该种状态下农业经济增长的同时伴随着农药施用量的下降，且后者降幅超过了前者增幅的0.5倍，出现“控药增收”的理想状态。

1.2 农药施用与农业经济增长脱钩影响因素分析：基于LMDI分解

为明确农药施用与农业经济增长脱钩的影响因素，该研究使用对数平均分解指数法(LMDI)进行分解[16]，该方法具有无残差和聚合一致等优点。基于Kaya 恒等式思路设定农药施用量计算方式如下：

(3)

其中，Pt指代第t期农药施用量，St、Lt和Ot分别为第t期农作物播种面积、农业从业人员数和农业总产值，Wt、Vt和Ct则分别对应第t期单位播种面积劳动力数量、单位劳动力农业产值和单位产值的农药施用量。t-1期与t期农药施用量差异分解可由式(4)推导。

(4)

其中，ΔPtα、ΔPtβ、ΔPtδ和ΔPtγ即为4种效应对农药使用量变化的贡献份额。进一步的，联立式(1)和式(4)可以得出：

(5)

该研究原始指标取自《中国统计年鉴》和《中国农村统计年鉴》，个别缺失值通过插值法补齐，末期缺失值通过趋势外推得出，农业经济增长按2005年不变价格计算，港澳台数据缺失故不计。需要说明的是，由于农药施用集中在种植业，该文农业从业人员和农业增加值指标均采取种植业口径，由于种植业从业人数统计数据缺失，该文以农林牧渔从业人数为基础通过种植业增加值占农林牧渔增加值比重予以剥离。

2 结果与分析

2.1 中国农药施用量的时空格局研究

各省域汇聚数据显示， 2005年、2010年和2015年中国农药施用总量分别为146.01万t、175.83万t和178.29万t，考察期内整体呈现出增长态势，中国农业经济增长仍伴生大量的农药施用。考察末期的2014—2015年中国农药施用总量有所下降，这受到国家控药导向政策、消费者对绿色农产品购买倾向的增长以及农业生产条件改善等因素的综合作用。图1报告了考察期内各省域单位播种面积的农药施用量及均值(即农药施用强度，单位：t/千hm2，囿于篇幅报告部分年度，缺失年度数值备索)。能够看出，大部分省域农药施用强度在考察年度内出有波动的增长趋势，农业经济增长对农药施用仍存在较大依赖。就空间分布而言，考察期内东部、中部、西部和东北(国家统计局口径)单位播种面积的农药施用量均值分别为每千公顷播种面积15.94t、12.49t、6.02t和8.20t。农药施用强度均值呈现“东高西低”的空间格局，这与中东部地区较高的人/地比重和相对较高的病虫害发生面积率等因素有关，考察期内福建、广东和海南等南部沿海省域农药使用强度最高，这部分省域是中国双季稻主要种植区和经济水果、茶叶优势产区，是稻瘟病和小菜蛾等常见病虫易发重发区[17]。变异系数(CV)计算结果显示，考察年度内省域间单位播种面积的农药施用量差异呈现先增后减的趋势，考察末期农药施用量的省际差异较初期有所扩大。

图1 各省域单位播种面积的农药施用量年度值和均值

2.2 省域尺度脱钩指数和追赶脱钩指数测度的时空特征

表2报告了2005—2015年期间各省域各年度以及整体时段农药施用与农业经济增长脱钩和追赶脱钩状态，其中脱钩指数值刻画了考察单元农药施用与农业经济增长状态的变化比较。就整个时段而言，全部省域因农业增加值的攀升均表现出扩张式状态，其中北京、上海、江苏、浙江、福建、山东和重庆表现为扩张绝对脱钩，农业经济增长同时伴随农药施用量下降，农业生产减少了对农药投入的依赖，这部分省域是我国城市化进程和农业科技创新领先区域，以城带乡发展和农业科技推广有助于农业投入要素的集约化利用。北京和上海为扩张强绝对脱钩状态，农药投入相对降幅更为明显。扩张绝对脱钩状态省域仅占全国样本总数的22.58%。天津、河北、山西、辽宁、黑龙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南、广东、广西、四川、贵州、西藏、陕西、青海和宁夏表现为扩张相对脱钩状态，农业经济和农药施用量同时增长，农药施用增幅显著小于农业经济增幅，农业增产仍依赖于农药施用。云南为扩张连接状态，农药施用和农业经济增幅相对一致。内蒙、吉林、海南、甘肃和新疆为扩张相对负脱钩状态，农业经济增长以更大幅度的农药投入增长为代价，农业生产与农药投入密切挂钩，其中西北省域农药大幅度施用与特殊农业生产条件有关，这部分省域是推动“控药增收”需要着力关注的省域。具体到不同年度，各省域农业经济增长和农药施用脱钩状态则表现迥异。其中京津冀和长三角省域在考察时段内多表现为扩张相对和扩张绝对脱钩状态，农业经济增长同时出现农药施用量下降，东北、西北和云贵地区考察期内仍有较多年份表现为扩张相对负脱钩和扩张连接状态，农业施用量仍居高不下，绿色农业发展任重道远。

追赶脱钩指数旨在描述各省域与“模范”省域之间差距的变化。“模范”省域意味着低农药施用基础上的高农业经济增长，由于上海市在考察全时段范围内表现出扩张绝对脱钩，因此以上海为基准计算其余省域的追赶脱钩指数。2005—2015年全时段内除北京和西藏因农业增加值较低为衰退式追赶脱钩状态以外，其余省域均表现为扩张式追赶脱钩状态。其中，内蒙、吉林、海南、云南、贵州、陕西、甘肃、青海和新疆在整体考察时段内表现为扩张相对负脱钩的不利状态，这部分省域农业经济增幅超过上海，但以更大程度农药施用的增幅为代价。江浙和山东整个时段内为扩张弱绝对脱钩，与上海相比表现为农业经济和农药施用量出现反向变化，农药相对施用量出现下降。分年度观察各省域追赶脱钩状态显示，东北板块多数年度内出现扩张相对负脱钩的不利状态，长江中游省域在考察年度末期出现扩张强绝对脱钩的优化追赶状态，云贵等西南省域和陕甘青等西北省域在考察年度内多为扩张相对负脱钩和扩张连接，与上海相比在农业经济增长同时伴生更多量的农药施用。

表2 2005—2015年各省域脱钩和追赶脱钩状态

年度脱钩状态2005—2015年指数及状态Tapio脱钩状态追赶脱钩状态脱钩指数脱钩状态分类追赶脱钩指数追赶脱钩状态分类北京c5334544aadc3e3d3e44-0.914扩张强绝对脱钩0.198衰退弱绝对负脱钩天津33144145453d3d3d3d330.091扩张相对脱钩0.171扩张相对脱钩河北33334433ca33334433ca0.036扩张相对脱钩0.101扩张相对脱钩山西d32331233cd31331122e0.266扩张相对脱钩0.473扩张相对脱钩内蒙古131133114e121123114e1.597扩张相对负脱钩4.166扩张相对负脱钩辽宁331315333433111531340.338扩张相对脱钩0.494扩张相对脱钩吉林13e23314ee12e13212e12.029扩张相对负脱钩3.081扩张相对负脱钩黑龙江11511333ec11511333ec0.571扩张相对脱钩0.716扩张相对脱钩上海54455555aa—-1.085扩张强绝对脱钩——江苏54444445545444444554-0.262扩张弱绝对脱钩-0.233扩张弱绝对脱钩浙江d43444445ad533444355-0.211扩张弱绝对脱钩-0.131扩张弱绝对脱钩安徽331433435b321433435b0.259扩张相对脱钩0.341扩张相对脱钩福建33333344453332334344-0.004扩张弱绝对脱钩0.090扩张相对脱钩江西311315345431131533540.345扩张相对脱钩0.442扩张相对脱钩山东143444545a143443545a-0.040扩张弱绝对脱钩-0.005扩张弱绝对脱钩河南12333e434c12333e323c0.378扩张相对脱钩0.475扩张相对脱钩湖北133334455a133333355a0.088扩张相对脱钩0.125扩张相对脱钩湖南54333331455433333e350.078扩张相对脱钩0.116扩张相对脱钩广东213e324523213e3234230.427扩张相对脱钩0.529扩张相对脱钩广西313d332311313e3312110.525扩张相对脱钩0.705扩张相对脱钩海南1e11535e541e11535e431.407扩张相对负脱钩2.257扩张相对负脱钩重庆d332445545d231434533-0.104扩张弱绝对脱钩0.357扩张相对脱钩四川333334445423323342440.041扩张相对脱钩0.118扩张相对脱钩贵州131532454312112134330.196扩张相对脱钩2.255扩张相对负脱钩云南e11413342ee11313231e1.041扩张连接1.519扩张相对负脱钩西藏13e5e451413ededeee110.638扩张相对脱钩-2.222衰退强绝对负脱钩陕西333144244e113142113e0.257扩张相对脱钩3.369扩张相对负脱钩甘肃213131234211313122332.633扩张相对负脱钩3.990扩张相对负脱钩青海143c3552a11e1e3e11e20.160扩张相对脱钩4.753扩张相对负脱钩宁夏12143344a4333d33d3d30.608扩张相对脱钩0.116扩张相对脱钩新疆d3e43e311ae3e23e2e1a1.427扩张相对负脱钩4.435扩张相对负脱钩

2.3 中国农药施用与农业经济增长脱钩效应影响因素研究

表3报告了全国和分区域农药施用和农业经济增长的脱钩影响因素的LMDI分解结果。由于考察期内中国各年度农业增加值均呈现上升趋势，因此式(5)右侧若某因素脱钩指数值为正值则意味着该因素推动了农药施用量的增长，对农药施用和农业经济增长的脱钩起到抑制作用，反之则意味着推动二者脱钩。表3显示，全国范围内就均值而言，劳动力规模效应和技术进步效应数值为负，成为推动农药施用和农业经济增长脱钩的因素，其中技术进步效应除考察年度初期外均为负值，构成推动农药施用和农业经济增长脱钩的持续动力，对脱钩的影响强度也存在强化趋势，这种推动单位产值增长的技术进步效应是包括良种推广以及生产组织化机械化程度提升在内的技术和制度共同优化的结果。随着城市化发展，考察年度内单位播种面积的劳动力数量存在有波动的下降趋势，一定程度上促进了土地流转和集约化经营，强化了农药施用的劳动力供给约束，也有利于克服传统小农生产过程中不确定性导致的农药依赖倾向，从而有利于降低农药施用强度。种植规模脱钩弹性除2005—2006年度外，其余年度方向均为正，考察年度内中国农作物播种面积呈现增长趋势，新增播种面积仍存在大量的农药投入，播种面积扩大引发的农药投入增长在考察末期还存在加剧趋势。全国范围内以单位劳动力农业增加值变化刻画的劳动力生产效率效应在考察年度内均为正且具有一定强化趋势。由于中国种植业目前比较收益仍相对较低，加之对病虫害导致作物减产的损失厌恶，农户仍有大量施用农药的内在动力，农户对产出生产过程的风险规避倾向和对产出数量的追求仍是推动中国农药施用的最重要因素。进一步计算显示， 2005—2015年间中国全域农药施用量共增长32.28万t，其中播种面积和劳动力生产效率效应分别贡献了10.94 万t和112.60万t，劳动力规模和技术进步效应则分别贡献了-22.99万t和-68.26万t。

表3 农药施用和农业经济增长脱钩影响因素的LMDI分解结果

年份全国东部中部TsαtTsβtTsγtTsδtTsαtTsβtTsγtTsδtTsαtTsβt2005—2006-0.5931.4310.1700.399-0.8111.2360.570-0.203-1.0383.1042006—20070.085-0.7251.617-0.441-0.055-0.7601.781-0.9110.126-1.1032007—20080.217-0.7481.505-0.6110.138-0.6821.523-0.6030.157-0.8442008—20090.2970.2940.396-0.5580.0850.3290.566-0.6570.2780.2342009—20100.0870.0940.764-0.7530.0370.0530.843-1.0440.0980.0842010—20110.124-0.6001.446-0.7670.067-0.7651.666-0.8800.082-0.7712011—20120.101-0.0540.925-0.821-0.054-0.2121.230-1.3620.069-0.0852012—20130.144-0.2651.095-1.0170.0510.0080.904-1.1050.193-1.1362013—20140.268-0.4941.218-0.845-0.019-1.1862.191-2.6830.219-0.5612014—20152.600-6.2894.681-7.2110.223-1.0581.818-2.7720.3350.649均值0.333-0.7361.382-1.263-0.034-0.3041.309-1.2220.052-0.043年份中部西部东北TsαtTsβtTsγtTsδtTsαtTsβtTsγtTsδtTsαtTsβt2005—2006-1.0580.472-2.2072.1161.1062.2171.014-0.2460.2650.9782006—20071.955-0.4950.083-0.4411.349-0.1450.147-0.5341.4140.3572007—20081.660-0.5110.306-0.5411.224-0.2700.376-1.8312.397-3.6142008—20090.464-0.7990.6260.657-0.2830.0170.452-1.1961.7510.4472009—20100.750-0.7290.0810.1200.747-0.6930.1740.1620.6840.4642010—20111.661-0.9430.207-0.5571.347-0.0540.050-0.0850.961-1.1722011—20120.993-0.8660.211-0.0240.799-0.3430.0550.1170.787-0.5642012—20131.926-1.5630.328-0.4251.083-0.6470.0310.0790.859-0.7222013—20141.326-1.8480.232-0.1360.904-0.0082.373-4.2092.86516.2462014—20150.0101.0620.894-1.2611.363-0.522-0.2200.3420.893-0.750均值0.969-0.6220.076-0.0490.964-0.0450.445-0.7401.2881.167

东部地区种植规模、劳动力规模和技术进步效应均值均为负，成为推动农药施用和农业经济增长的脱钩因素，其中技术进步影响方向在考察年度内保持一致，是推动东部地区农药施用和农业经济增长脱钩的稳定力量且影响强度存在强化趋势，这与东部地区较好的农业科技创新基础和农村教育水平有关，种植规模和劳动力规模影响方向在考察各年度内呈现变动特征。值得注意的是，东部地区各年度内劳动力生产效率效应数值均为正，东部地区人地资源禀赋使得农药施用成为提升劳动力生产效率的重要影响因素，其对农药施用和农业经济增长挂钩的作用还存在强化趋势。与期初2005年相比，考察末期2015年东部地区农药施用量增长了0.66万t，播种面积、劳动力规模、劳动力生产效率和技术进步效应分别贡献了-0.83万t、-6.64万t、41.48万t和-33.35万t。

中西部地区各因素影响均值方向与全国结果一致。种植规模效应和劳动力生产效率效应成为抑制农药施用和农业经济增长脱钩的力量，劳动力规模效应和技术进步效应则是推动农药施用和农业经济增长脱钩的因素。中部地区8.62万t农药施用总增长量中播种面积、劳动力规模、劳动力生产效率和技术进步效应分别贡献了2.32万t、-8.14万t、39.77万t和-25.33万t。西部地区14.71万t农药施用总增长量中播种面积、劳动力规模、劳动力生产效率和技术进步效应分别贡献了3.46万t、-4.11万t、21.05万t和-5.70万t。东北地区劳动力规模效应数值为负，单位播种面积劳动力数量的波动下降通过农业集约化发展等方式减少了农药投入强度，但种植规模变化、劳动力生产效率和技术进步因素数值均为正，是抑制农药施用和农业经济增长脱钩的因素，需要注意的是，东北地区技术进步因素并未对脱钩产生有效推动，单位产值的农药施用量仍居高不下，科技进步的控药效应还有待进一步释放。

3 结论与讨论

传统粗放增长导致的农业经济和资源环境之间的冲突使得合理使用农药变得必要且紧迫。基于2005—2015年数据研究显示，中国农业经济增长仍伴生大量农药施用，中东部地区单位播种面积的农药施用量显著高于西部和东北地区。考察时段内仅少数省域表现出农业经济增长和农药施用扩张绝对脱钩的理想状态，大部分省域仍为扩张相对脱钩状态，内蒙、吉林、海南、甘肃和新疆等则呈现为扩张相对负脱钩的不利状态。中西部地区劳动力规模和技术进步效应成为推动农药施用与农业经济增长脱钩的力量，种植规模变化和追求劳动力生产效率仍是推动农药施用的重要因素； 东部地区种植规模变化、劳动力规模和技术进步因素均成为推动农药施用和农业经济增长的脱钩因素； 东北地区仅劳动力规模效应成为推动脱钩的力量。

基于研究结论，推动农药施用与农业经济增长脱钩，实现“控药减害增收”目标，(1)推动农业科技的创新。强化良种培育与普及，提升农业生产过程中的技术支撑，完善农业病虫害监测预警，加大对环境友好型低污染农药和肥料的推广度，对农户合理用药的规模和类型进行针对性指导。(2)多措并举形成推动“控药”合力。通过完善农业病虫灾害保险减少农户对生产过程的风险感知，发挥农业合作社对农户施药行为的规制作用，完善产品分级认证和安全准入制度以及农产品供应链压力传导，健全推动农户规范施用农药的市场机制，通过技术和环境知识培训强化农户对大量施药危害性的认知，实现对农户过度施药的综合约束。(3)通过农地合理流转和农业机械化等方式集约利用农业生产资源，将提升劳动力生产效率的方式引导到对农业生产资源的集约化利用上，减少农作物增产对农药的依赖。(4)因地制宜推动农药施用与农业经济增长脱钩。不同区域分解影响因素作用方向和强度存在差异，需要针对自身种植规模和劳动力规模变化以及技术条件等，结合资源优势和农业发展阶段有针对性地设计脱钩措施，东部农业发展基础较好地区需要针对城市化进程和人地资源禀赋大力提升农业生产的组织化程度，鼓励农户在土地经营模式中的改革创新，加速农业科技创新和推广，提升土地和农药施用的综合利用效率，东南沿海农药高施用地区尤其需要通过科技创新和低污染农药替代等方式缓解农药施用强度； 中西部地区需要进一步完善农村教育和科技资源投入，强化农村教育基础和科技惠农力度，优化水电等农业生产基础设施，改善农业生产条件，鼓励依据本地自然条件发展高附加值的品牌农业； 东北地区需要进一步释放土地流转等产生的集约化效应，通过完善技术公共服务和提升农业生产组织化程度等方式强化科技进步的脱钩效应，扩大知识和智力资本对农业增产的贡献份额。