農業面源污染治理篇

第1章　緒論

1.1　研究背景與意義

1.1.1　研究背景

隨著農業現代化、信息化和智能化進程的加快，農業環境惡化已經成為制約我國農村生態文明建設和經濟發展的主要瓶頸，突出表現為農業污染物大量排放、禽畜養殖污染以及城市工業污染向農村轉移等一系列問題的相互交織^[1]。《第一次全國污染源普查公報》顯示，2007年，我國氮、磷污染物排放總量分別約為270.5萬噸、28.5萬噸，其中農業面源氮、磷排放量分別占氮、磷排放總量的57.2%和67.4%，農業地膜回收率僅為80%，部分地區的農業面源污染已經成為該地區主要的污染。統計數據顯示，2003年以來，我國農藥、化肥和地膜的使用量一直高居世界首位，這不僅對農業環境造成污染，還加重了水體富營養化程度，甚至對空氣和地下水質量也造成較大損害；更為嚴重的是實際被農作物吸收的農藥僅占農藥施用量的1/3，大部分農藥進入水體、土壤中，對人體健康產生直接或間接的影響。

與工業排放污染的集中性相反，農業面源污染具有排污源不集中、排放途徑不明確等特點，使得對其治理的難度很大。面對日趨嚴重的農業面源污染，中央和地方政府以大氣、水、土壤的污染治理為重點，于“十二五”期間制定了一系列的政策，逐步構建了我國命令控制型、經濟激勵型和公眾參與型的農業面源污染治理政策工具體系。2015年，我國政府出臺了《關于加大改革創新力度加快農業現代化建設的若干意見》，實施了促進農業可持續發展和治理農業環境突出問題的整體規劃，以加強對農業面源污染的控制；隨后又印發了《土壤污染防治行動計劃》，明確要求農業生產者合理使用化肥和農藥，爭取逐步實現我國在主要農作物化肥、農藥使用量上的零增長目標。政府的一系列舉措表明，政府對農業環境給予前所未有的關注。而在農業面源污染治理方面，世界各國均處在初步發展的階段。因此，對農業面源污染治理進行研究，既有實際意義，又有較大的挑戰性。對我國的農業面源污染治理政策工具的適用條件和實施效果進行系統分析，可以為我國構建農業面源污染治理政策體系奠定較好的基礎。

1.1.2　研究意義

目前，我國部分地區的農業面源污染嚴重程度已經超過工業點源帶來的污染的嚴重程度，對我國農業生態系統造成了不可逆轉的破壞，甚至威脅到當地居民的健康和生物的多樣性。農業面源污染治理本身就具有較大的挑戰性，對農業面源污染治理政策工具進行進一步研究，能夠在一定程度上填補此領域研究的不足，對治理農業面源污染具有重要的理論和現實意義。

1．理論意義

對國內外學者的研究進行總結，我們可知研究治理主體時使用理論分析方法的學者居多，且在以博弈論為基礎的研究中，多數學者是以博弈方的完全理性為前提研究相關主體的行為，多數研究側重于分析政府與農戶的行為對農業面源污染造成的影響，較少將農業面源污染治理主體中的中央政府引入分析中。在我國農業面源污染治理政策的實施效果研究方面，多數學者是對一種或兩種農業面源污染治理政策的可行性和實施效果進行研究，并沒有運用統一的分析框架對不同類型農業面源污染治理政策工具的實施效果和相對貢獻進行研究分析。

考慮到現實中博弈方的完全理性難以實現，本書以演化博弈理論為基礎，從有限理性的個體出發，以動態性和穩定性代替完全理性原則，這樣的假設較符合現實情況。本書以農業面源污染治理相關主體具有有限理性為前提，將屬于農業面源污染治理主體的中央政府納入考慮范圍，構建中央政府、地方政府和農戶參與的農業面源污染治理模型，通過分析演化均衡穩定條件，總結、對比不同類型農業面源污染治理政策工具的適用條件，然后利用復制子動態系統和MATLAB數值仿真技術，深入分析我國農業面源污染治理行動中不同類型治理政策工具的作用機制。在計量分析方面，本書對中國現有的農業面源污染治理政策管理體系進行了系統性總結，并且在經濟學實踐研究的基礎上，采用面板數據模型，構建包含經濟發展水平、產業結構、農業面源污染治理政策工具等多個經濟社會因素的計量模型，從而對我國不同類型的農業面源污染治理政策工具的效果和相對貢獻進行比較分析。

本書一方面為今后的農業面源污染研究提供了理論支持，另一方面為其他學者在農業面源污染方面的深入探討提供了理論依據。

2．現實意義

隨著我國農村經濟實力和綜合生產能力的提高，我國的農業污染和生態破壞越來越嚴重。農業生產中由農藥、化肥、地膜、廢棄物等造成的農業面源污染問題，阻礙了農業的可持續發展。在農業面源污染治理過程中，農戶作為直接受益群體，為了實現自身利益的最大化，會傾向于不治理農業面源污染。因此，治理農業面源污染需要政府的介入，以對農業面源污染的利益相關者的行為進行調節、指導和約束。但對于農業面源污染的治理，我國尚未建立系統、明確的治理政策體系。因此，對我國農業面源污染及其政策的發展進行了解、掌握農業面源污染治理政策工具的適用條件和作用機制，并對我國農業面源污染治理政策工具的實施效果和相對貢獻進行分析，可為相關政策、措施的制定提供參考意見和依據。

1.2　研究綜述

我國農業面源污染的防治起步較晚。目前，學者對農業面源污染的研究集中在現狀和成因、影響因素和治理政策等方面。

1.2.1　農業面源污染的現狀和成因

關于農業面源污染治理，國外的研究多數側重于分析其自然機理和技術措施等。Yin C Q認為，控制面源污染，農民和農村其他居民的合作是成功的關鍵^[2]；Blankenberg通過建立一個實驗濕地，對沉積物、營養和農藥殘留率進行研究，對農藥殘留現象進行解釋^[3]；Hansen和Romstad考慮到污染者合作和公司投入產出激勵，提出一種信息化、可行的自我報告機制^[4]；Perez-Espejo在墨西哥中部的一個灌溉區發放調查問卷，研究發現，實行農業環境政策時對不同地區進行差異化對待，會更有效地處理非點源水污染^[5]；Shen Z通過比較幾種用于估計中國農業面源污染負荷的方法后指出，使用有中國特色的關鍵參數，能開辟我國農業面源污染建模的新路徑^[6]。

國內關于農業面源污染的研究起步相對較晚，多側重污染現狀、成因和控制措施等方面的分析。鄭一研究了非點源污染，認為農藥和化肥的過量使用、土地使用方式的不合理、水土流失、廢棄物隨意堆放、城市面積擴大等都是農業面源污染形成的原因^[7]；唐浩總結發達國家在面源污染治理方面的有關理論，對其實踐經驗和技術進行總結，構建了我國農業面源污染治理的BMPs框架體系^[8]；趙永宏總結了我國農業面源污染現狀，并提出相應的農業面源污染治理措施^[9]；劉平樂剖析了農業面源污染的定義，闡述了環境和農業面源污染的關系，并提出詳細的治理建議^[10]；饒靜分析了我國農業面源污染的內涵和發展現狀，從三個層面分析了我國農業面源污染的產生機制^[11]；蘇君梅詳細分析了農業面源污染產生的原因，并據此提出治理農業面源污染的有效措施^[12]；孔嘉鑫對農業面源污染的特征進行詳細闡述，并對農村面源污染的成因進行分析，從意識政策、水土保持和農業技術等方面入手，提出治理農業面源污染的措施^[13]。

1.2.2　農業面源污染的影響因素

學者的研究表明，環境污染的經濟影響因素有很多。Grossman、Krueger把經濟增長對環境污染的影響分解為三種效應，即技術進步效應、經濟結構效應、經濟規模效應^[14]；Managi認為，在地區技術和產業結構等保持不變的條件下，隨著經濟規模的擴大，當地資源消耗和污染程度會越來越高^[15]；Miceli等研究認為，經濟增長后減少污染的因素有治理投入和相應治理政策^[16]；Hamilton認為，地區耕地利用方式、利用程度與農業面源污染產生總量會受到農村的人口現狀及其增長速度的顯著影響^[17]。

對于我國的農業面源污染影響因素，多數學者認為，除自然環境和農戶行為之外，還有一系列經濟因素。因此，學者開始關注農業面源污染與經濟增長之間的關系。張暉和胡浩利用江蘇省的相關數據，分析農業環境庫茲涅茨曲線是否成立，結果表明，農業面源污染與人均收入呈“倒U型”關系^[18]；張鋒等使用江蘇省1990—2007年的數據，用方差分解和VAR模型脈沖響應分析的方法，對農業面源污染與經濟增長之間的動態演進關系進行研究，研究結果顯示，農業面源污染受到經濟增長的顯著影響^[19]；孫大元等基于廣東省1995—2013年的相關數據，實證分析了廣東省農業面源污染與農業經濟增長的關系，結果表明，伴隨著經濟增長，農業生產會產生更多的農業面源污染物，但經濟增長對農業面源污染的負向影響具有滯后性^[20]。

為了進一步分析農業面源污染的經濟影響因素，學者開始關注農業經濟結構、農村人口規模、農業技術進步等經濟影響因素。諸培新和曲福田通過對土壤肥力影響因素的實證分析，指出我國缺少農業技術推廣和宣傳，且資金和技術缺乏已經成為制約土壤保護的最主要原因^[21]；葛繼紅和周曙東選用江蘇省1978—2009年的數據，分析我國農業面源污染的經濟誘因，結果表明，農業技術進步在減少農業面源污染物排放量方面有積極作用，且可以協調經濟增長與環境質量之間的關系^[22]；梁流濤借鑒Islam的研究思路，使用1990—2010年我國省際面板數據，實證研究了農業面源污染的影響因素，結果表明，農業生產規模和農村人口規模的增大會加大農業面源污染物的排放量，農業技術進步和經濟發展有助于對農業面源污染的有效治理^[23]；肖新成利用參數化的方向性距離函數，指出改善農業生產設施條件、提高農戶受教育水平、降低經濟作物占種植業作物的比重，對減少農業面源污染物的排放量非常有效^[24]。

1.2.3　農業面源污染的治理政策

隨著農業面源污染的加重，國外一些學者認為政府應該制定嚴格的行政手段、稅費政策和一些優惠政策規范農戶的治理行為。Heinz和Bmuwer比較分析了限制農藥投入量和征收農藥投入稅兩種治理政策，研究結果表明，稅收政策的靈活性較大且具有較高的有效性^[25]。James等認為，對農戶正外部性的環保投入實施補貼是非常有必要的，若農戶對政府支付計劃有不同機會成本的話，固定的支付率是無效的^[26]。Rodney和Theodore認為，從價的農藥稅會對環境造成危害，在現實生活中，藥性越高的農藥價格反而越便宜，這就會增加高危農藥的使用量^[27]。Banerjee和Duflo認為，施行氮稅、磷稅等有可能使農戶的農作物生產轉向氮肥、磷肥使用量較少的作物或使得一些對其需求量較大的作物不再被生產^[28]。

國內學者主要從現狀總結、理論分析和實證分析方面對我國農業面源污染的治理進行了研究。

在現狀總結方面，學者對我國的環境管理體系進行了總結分析，認為我國初步構建了有針對性的農村環境政策和管理體制框架^[29]；但我國在農業面源污染治理政策的多個方面（如公共投入、管理體制等）均存在不足，且農業面源污染治理政策體系不完善^[30]；段亮等指出，政府應該采取命令控制型非市場規制工具等對農藥、化肥、農膜和畜禽糞便等污染物進行治理^[31]；王利榮認為農業補貼政策應與環境保護掛鉤，政府應更加注重對農業生態肥料和農藥的補貼，使得農業補貼向“綠色補貼”轉變，實現我國環境保護、農民增收、農業增產等多重建設目標^[32]；胡心亮等認為我國水體富營養化已經成為農業面源污染的主要源頭，并結合我國農業面源污染的來源、特點和現狀，進一步提出了治理農業面源污染的相關政策建議^[33]。

在理論分析方面，陳富良認為，農業面源污染具有典型的外部性，對農村環境這一公共物品產生危害，因此政府有必要使用政策手段對農村環境進行治理與保護^[34]。林惠鳳等使用環境政策分析的一般模式，評估了我國現行農業面源污染防治政策，認為農業面源污染防治政策在經濟效率和確定性方面均有不足，且缺乏充分的監測作為支撐，資金供給難以滿足需求^[35]。楊小山、金德凌依據不完全信息靜態博弈理論，構建農戶與政府的博弈模型，據此提出政府為實現最優配置所應滿足的三類約束條件和一種切實可行的次優配置方式^[36]。薛黎倩通過構建地方政府和農戶的收益函數進行分析，提出農業面源污染治理的針對性建議，如培養農戶專業合作組織、實施綠色技術援助、加強環境保護宣傳和推進農業標準化建設等^[37]。楊麗霞運用經典博弈理論，構建了農戶與政府之間的博弈模型，認為增加政府的政治成本和技術投入、提高補貼力度、降低監督成本都是改善農業環境的有效方式^[38]。周早弘、張敏新在經典博弈論的基礎上，以農村公共環境物品為研究對象來分析農業面源污染的外部性，認為其納什均衡供給量小于帕累托最優供給量，且目前我國農業面源污染的治理難以依靠農戶參與^[39]。陳紅、韓哲英運用博弈理論進行研究，認為各級政府聯動是農村面源污染治理的有效方式^[40]。楊麗霞通過構建農戶之間的博弈模型，指出增強農戶環保意識是改善農村環境的有效方式^[38]。

在實證分析方面，馮孝杰等運用三峽地區的數據對農業面源污染進行研究，認為政府收取稅費時應該對農產品區別對待，才能使經濟調控措施取得較好的效果^[41]；侯玲玲等構建化肥需求函數，指出我國實施農業補貼政策并沒有使農業面源污染加重^[42]；葛繼紅、周曙東使用江蘇省1978—2009年的數據，分析測土配方施肥的實施對農業面源污染產生的影響，認為江蘇省實施農業面源污染治理政策有效減少了農業面源污染物的排放量^[22]；周早弘以江西省鄱陽湖生態經濟試驗區為例進行分析，認為農業面源污染在一定程度上會受到農戶參加技術培訓和農戶施用有機肥情況等因素的影響^[43]；徐建芬利用浙江省相關數據，對影響農業面源污染的宏微觀因素進行分析，認為浙江省農業環境受到農民收入、技術進步、施肥技能培訓、農民素質、環保意識等因素的影響，并據此提出針對性建議^[44]；張芳等采用二元Logistic回歸模型，分析新疆棉農種植棉花對農業面源污染的影響，認為國家對有機肥及生物農藥是否給予足夠的補貼、棉農對治理農業環境污染的重視程度、農戶是否參與技術指導培訓等因素都會影響農業面源污染的治理情況^[45]。

1.3　研究思路和方法

1.3.1　研究思路

首先，本書對我國農業面源污染現狀及其治理政策工具的發展進行總結分析，梳理我國農業面源污染現狀和現行治理政策，為后續的分析奠定研究基礎。

其次，本書結合學者的已有研究，在利益相關者有限理性假設的基礎上，將農業面源污染治理主體中的中央政府考慮在內，重點考察近年來各發達國家在防治農業面源污染方面所采用的政策工具（包括命令控制型、經濟激勵型、公眾參與型工具），運用演化博弈理論，建立包含中央政府、地方政府和農戶的農業面源污染三方演化博弈模型，通過分析演化均衡穩定條件，總結、對比不同類型農業面源污染治理政策工具的適用條件，然后依據復制子動態系統和MATLAB數值仿真技術揭示我國農業面源污染治理中不同類型政策工具的作用機制。

最后，本書對中國已有的環境治理政策體系進行全面梳理，利用2006—2015年中國29個省、市、自治區（除上海、西藏、中國香港、中國澳門和中國臺灣外）的面板數據，構建包含經濟發展水平、產業結構、不同類型治理政策工具等多個經濟社會因素的面板計量模型，運用統一的分析框架對不同類型農業面源污染治理政策工具的實施效果和相對貢獻進行比較分析，并依據分析結果，對治理農業面源污染提出科學、合理的建議。

1.3.2　研究方法

本書主要采用的研究方法有文獻綜述法、博弈模型法、仿真分析法及實證研究法，具體如下：

1．文獻綜述法

本書通過對相關文獻與政策資料的搜集與梳理，了解農業面源污染的相關概念與理論基礎，了解我國農業面源污染現狀及治理政策工具的發展演變，對影響農業面源污染的主要因素以及農業面源污染治理政策工具的類型劃分進行梳理，為進一步的研究提供基本的理論支撐。

2．博弈模型法

本書在有限理性的假設前提下，運用演化博弈理論，建立包含中央政府、地方政府與農戶在內的農業面源污染三方演化博弈模型，通過對演化均衡條件的分析，總結不同類型農業面源污染治理政策工具的適用條件。

3．仿真分析法

在得到模型的均衡解之后，為了更直觀地分析參與人均衡策略的動態演化過程，本書運用MATLAB仿真工具模擬博弈三方參與人的策略向均衡點的動態演化軌跡，從而揭示我國農業面源污染治理中不同類型政策工具的作用機制。

4．實證研究法

本書在已有文獻研究基礎上，引入不同類型治理政策工具變量，構建一個包含經濟發展水平、產業結構、不同類型治理政策工具等多個經濟社會因素的面板計量模型，對我國不同類型的農業面源污染治理政策工具的實施效果和相對貢獻進行比較分析。

1.4　研究內容與主要工作

1.4.1　研究內容

本書在有限理性假設的基礎上，運用演化博弈理論研究參與主體的行為演化特征和演化穩定策略，對不同類型的農業面源污染治理政策工具的適用條件和作用機制進行分析，然后運用中國29個省、市、自治區的數據，對我國農業面源污染治理政策工具的實施效果和相對貢獻進行實證分析，進而對我國農業面源污染治理政策的經驗與不足進行總結，提出科學、合理的政策建議。

第1章，緒論。本章主要概述了研究背景、研究意義，對我國農業面源污染的影響因素和治理政策工具的相關研究進行梳理，同時簡要介紹了本書的研究思路、研究方法、技術路線和主要工作。

第2章，農業面源污染相關概念與理論基礎。本章介紹農業面源污染、農業面源污染治理的利益相關者、規制工具等相關概念與內涵，并對農業面源污染治理的相關理論進行了概述。

第3章，我國的農業面源污染及治理現狀。首先，本章詳細分析了我國主要農業面源污染類型的現狀，了解治理農業面源污染的緊迫性。其次，本章分析了我國農業面源污染治理政策工具的發展演變狀況，了解當前我國農業面源污染的治理情況。

第4章，基于演化博弈的農業面源污染治理政策工具的比較分析。本章對農業面源污染治理中的利益相關者及博弈關系進行分析，建立中央政府、地方政府和農戶的三方演化博弈模型，通過分析演化均衡穩定條件，總結、對比不同類型農業面源污染治理政策工具的適用條件，然后在復制子動態系統的基礎上，利用MATLAB數值仿真技術進行分析，更清晰地了解我國農業面源污染治理中不同類型治理政策工具的作用機制。

第5章，對我國農業面源污染治理政策工具實施效果的實證分析。本章依據已有研究基礎，采用我國2006—2015年省際面板數據，在統一分析框架下，建立包含農業經濟規模、農業經濟結構、農業技術進步貢獻率、鄉村人口規模等控制變量和不同類型農業面源污染治理政策工具這一核心變量的計量模型，對我國不同類型農業面源污染治理政策的實施效果和相對貢獻進行實證分析。

第6章，對我國農業面源污染治理的政策建議。本章根據理論和實證分析結果對我國農業面源污染治理政策中存在的不足進行分析總結，進一步提出有效、合理的政策建議。

1.4.2　主要工作

（1）現有研究成果主要以博弈方完全理性為假設前提，對農業面源污染治理利益相關主體的策略選擇進行研究。考慮到現實生活中博弈參與方較難有完全理性，因此，本書基于有限理性假設，運用演化博弈理論探究不同類型農業面源污染治理政策工具的適用條件和作用機制，相較而言更有現實意義。

（2）國內外學者結合農業面源污染治理參與主體的博弈關系進行深入研究的文獻較少，且相關研究更多關注政府和農戶行為對農業面源污染治理的影響，而忽視了將與農業面源污染治理密切相關的中央政府引入分析。中央政府地位具有一定的特殊性，因此，構建中央政府、地方政府和農戶共同參與的農業面源污染治理三方演化博弈模型，提高了博弈模型的解釋力。

（3）在計量分析方面，研究我國農業面源污染治理政策效果的文獻，大多是對一種或兩種農業面源污染治理政策的可行性和實施效果進行研究，并沒有運用統一的分析框架對不同類型的農業面源污染治理政策工具的實施效果和相對貢獻進行分析。因此，本書構建面板計量經濟模型，對我國各類農業面源污染治理政策工具的作用效果和相對貢獻進行實證分析，更具真實性和現實意義。