黃河流域農(nóng)業(yè)面源污染與農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率關(guān)系研究
——基于耦合和嵌套的視角

任海軍，路志梅

(蘭州大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，蘭州 730000)

提要：在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展背景下，協(xié)同推進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與農(nóng)業(yè)面源污染防治是黃河流域發(fā)展農(nóng)業(yè)必須要面對(duì)的現(xiàn)實(shí)?；凇巴ㄟ^提高農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率來推動(dòng)農(nóng)業(yè)面源污染防治”這一思路，選取黃河流域61個(gè)地級(jí)行政區(qū)作為研究單元，分別從嵌套和耦合的視角出發(fā)，運(yùn)用DEA-SBM模型和耦合協(xié)調(diào)度模型對(duì)農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率與農(nóng)業(yè)面源污染防治之間的關(guān)系進(jìn)行研究。結(jié)果表明，農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率與農(nóng)業(yè)面源污染防治之間存在良好的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系，可以通過提高農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率來有效推進(jìn)農(nóng)業(yè)面源污染防治。

一、引言

黃河流域橫跨我國(guó)東、中、西三大地帶，是重要的糧食產(chǎn)區(qū)、能源基地和生態(tài)屏障，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)安全地位十分重要[1]。為此，黃河流域的生態(tài)保護(hù)和污染防治引起了國(guó)家的高度重視。2019年八九月份，習(xí)近平總書記先后到甘肅、河南兩省視察，均提到黃河流域的治理問題，并在鄭州市召開的黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會(huì)上指出：“黃河流域的工業(yè)、城鎮(zhèn)生活和農(nóng)業(yè)面源3方面污染，加之尾礦庫(kù)污染，使得2018年黃河137個(gè)水質(zhì)斷面中，劣V類水占比達(dá)12.4%，明顯高于全國(guó)6.7%的平均水平?！盵2]近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，沿黃農(nóng)區(qū)生態(tài)保護(hù)壓力日益增加。據(jù)第二次全國(guó)污染源普查數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)農(nóng)業(yè)源化學(xué)需氧量占全國(guó)水污染物化學(xué)需氧量總排放量的49.8%，總氮排放量占46.5%，總磷排放量占67.2%[3]，這一比例與第一次全國(guó)污染源普查公報(bào)中的數(shù)據(jù)相比并無(wú)明顯下降，污染形勢(shì)依舊嚴(yán)峻。與工業(yè)污染、城鎮(zhèn)污染相比，農(nóng)業(yè)面源污染具有“面廣點(diǎn)多、源頭分散、不易監(jiān)測(cè)、難以量化”等特點(diǎn)[4]，成為黃河生態(tài)治理和農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的難點(diǎn)。

農(nóng)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)發(fā)展綠色轉(zhuǎn)型，關(guān)鍵在于提高農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率。長(zhǎng)期以來，我國(guó)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)離不開農(nóng)藥、農(nóng)膜、化肥等物資的使用，加之禽畜糞便、作物秸稈等農(nóng)業(yè)固體廢棄物的處理技術(shù)不高，會(huì)產(chǎn)生大量農(nóng)業(yè)面源污染物，通過地表徑流、滲漏等方式進(jìn)入土壤、水體，甚至擴(kuò)散到大氣，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，使得農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)非常脆弱。因此，黨的十九大報(bào)告明確指出，要“做好農(nóng)業(yè)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作，打好農(nóng)業(yè)面源污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)，全面推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展”[5]。在此背景下，分析農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率與農(nóng)業(yè)面源污染之間的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系，對(duì)促進(jìn)黃河流域生態(tài)保護(hù)和農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有十分重要的意義。

二、研究綜述

目前，國(guó)內(nèi)外已有的關(guān)于農(nóng)業(yè)面源污染問題的研究較多地集中在概念界定，定量評(píng)價(jià)、成因分析、防控舉措以及農(nóng)業(yè)面源污染的影響因素等方面。針對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染的界定，Ennis L等認(rèn)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中造成的面源污染分為兩種，一是由于氮、磷元素排入造成水體污染的狹義農(nóng)業(yè)面源污染；二是包括土壤、大氣和水體污染在內(nèi)的廣義農(nóng)業(yè)面源污染[6]。Vladimir認(rèn)為化肥農(nóng)藥殘余隨著降水等滲入水體和土壤，是形成農(nóng)業(yè)面源污染的重要原因[7]。李秀芬等將農(nóng)業(yè)面源污染定義為在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，氮素和磷素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、農(nóng)藥以及其他有機(jī)或無(wú)機(jī)污染物質(zhì)，通過農(nóng)田的地表徑流和農(nóng)田滲漏形成的環(huán)境污染，主要包括化肥污染、農(nóng)藥污染、畜禽糞便污染等[8]。相較于工業(yè)污染、城鎮(zhèn)生活污染，農(nóng)業(yè)面源污染具有分散性、隱蔽性、難以監(jiān)測(cè)、隨機(jī)性和不確定性等特點(diǎn)[9]。

對(duì)于農(nóng)業(yè)面源污染的定量分析，賴斯蕓等首次運(yùn)用單元調(diào)查法，將化肥農(nóng)藥、畜禽養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)固廢以及農(nóng)村生活作為產(chǎn)污單元，測(cè)算了農(nóng)業(yè)面源污染量[10]；陳敏鵬等在此基礎(chǔ)上對(duì)單元調(diào)查法進(jìn)行改進(jìn)，并通過建立污染強(qiáng)度系數(shù)、資源綜合利用系數(shù)等數(shù)據(jù)庫(kù)來測(cè)算2003年全國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染量[11]。關(guān)于農(nóng)業(yè)面源污染的成因，學(xué)者一致認(rèn)為其主要來源于化肥農(nóng)藥過量施用、畜禽糞便隨意排放以及農(nóng)作物秸稈低效處理。

針對(duì)如何防控農(nóng)業(yè)面源污染，學(xué)界也進(jìn)行了大量研究。與點(diǎn)源污染相比，面源污染有隨機(jī)性、滯后性、廣泛性等特點(diǎn)，治理難度更大，短期內(nèi)有效治理面源污染的技術(shù)較為薄弱。Koob T等研究發(fā)現(xiàn)，生態(tài)技術(shù)(如美國(guó)人工水塘技術(shù))對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染的防控效果可觀[12]；劉蟬娟通過總結(jié)日本的農(nóng)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為先進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣有利于農(nóng)業(yè)面源污染的防控[13]；Shortle認(rèn)為，通過建立稅收優(yōu)惠或財(cái)政補(bǔ)貼等激勵(lì)機(jī)制來減少農(nóng)戶對(duì)化肥農(nóng)藥等農(nóng)用物資的投入，有利于防控農(nóng)業(yè)面源污染[14]。

關(guān)于農(nóng)業(yè)面源污染影響因素的研究，葛繼紅和周曙東運(yùn)用多元線性回歸模型研究了江蘇省農(nóng)業(yè)面源污染的經(jīng)濟(jì)影響因素，結(jié)果表明農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步以及農(nóng)業(yè)面源污染治理政策的實(shí)施確實(shí)能夠有效降低農(nóng)業(yè)面源污染物排放量，間接證明了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境質(zhì)量相互協(xié)調(diào)是可以實(shí)現(xiàn)的[15]。張智奎和肖新成運(yùn)用協(xié)整檢驗(yàn)和Granger因果檢驗(yàn)方法，考察了三峽庫(kù)區(qū)重慶段經(jīng)濟(jì)發(fā)展與農(nóng)業(yè)面源污染之間的相互關(guān)系，分析結(jié)果表明經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)是影響三峽庫(kù)區(qū)重慶段農(nóng)業(yè)面源污染的主要原因[16]。徐承紅和薛蕾基于全國(guó)30個(gè)省份的面板數(shù)據(jù)，采用空間計(jì)量模型分析了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集聚對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染的影響機(jī)制，其研究結(jié)果表明，在區(qū)域?qū)用嫔?，特定階段的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集聚可以促進(jìn)面源污染減排，而且科技研發(fā)和城鎮(zhèn)化也對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染產(chǎn)生負(fù)向作用[17]。

綜合梳理現(xiàn)有文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步對(duì)于農(nóng)業(yè)面源污染防治存在正向作用，但單獨(dú)研究農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步與農(nóng)業(yè)面源污染關(guān)系的文獻(xiàn)相對(duì)較少，且現(xiàn)有相關(guān)文獻(xiàn)中對(duì)農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步的衡量欠妥?？紤]到農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率是農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步的最佳表征，本文嘗試借鑒現(xiàn)有關(guān)于農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率的最新研究成果，以黃河流域61個(gè)地級(jí)行政區(qū)為研究對(duì)象，從嵌套和耦合兩個(gè)視角對(duì)農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率與農(nóng)業(yè)面源污染的關(guān)系進(jìn)行較為深入地探討。

三、農(nóng)業(yè)面源污染與農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率之間的相互作用機(jī)理

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率通常用農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率來衡量，它等于農(nóng)業(yè)總產(chǎn)出除以農(nóng)業(yè)總投入。當(dāng)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)出減少或農(nóng)業(yè)總投入增加時(shí)，都會(huì)使農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率降低，從而降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，反之會(huì)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

(一)農(nóng)業(yè)面源污染使得農(nóng)業(yè)總產(chǎn)出減少

農(nóng)業(yè)要發(fā)展，農(nóng)民要致富，大量的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素投入是必不可少的。近年來，政府不斷出臺(tái)利農(nóng)惠農(nóng)政策，如糧食直補(bǔ)、減免農(nóng)藥稅等，使得農(nóng)民的生產(chǎn)積極性提高。為了達(dá)到增產(chǎn)、增收的目的，糧食種植面積大部分使用地膜覆蓋，并過量使用化肥農(nóng)藥，導(dǎo)致土壤性質(zhì)惡化。長(zhǎng)此以往，農(nóng)作物無(wú)法有效吸收的化肥農(nóng)藥殘余、加上未降解的塑料薄膜以及農(nóng)業(yè)固體廢棄物，這些農(nóng)業(yè)面源污染所產(chǎn)生的氮、磷等元素易被土壤固結(jié)，使得土壤養(yǎng)分嚴(yán)重流失，導(dǎo)致糧食減產(chǎn)，農(nóng)民歉收。因此，農(nóng)業(yè)面源污染會(huì)降低農(nóng)業(yè)總產(chǎn)出，進(jìn)而降低農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率。

(二)農(nóng)業(yè)面源污染導(dǎo)致農(nóng)業(yè)總投入增加

農(nóng)業(yè)面源污染所產(chǎn)生的氮、磷等元素會(huì)固結(jié)土壤，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分不足。為了獲得高產(chǎn)出，又必須對(duì)土壤進(jìn)行施肥，這必會(huì)增加農(nóng)業(yè)投入。此外，氮、磷混合物伴隨著降水的產(chǎn)生，通過地表徑流等方式流入環(huán)境，造成大氣、水體等污染，又會(huì)影響下游農(nóng)作物的生長(zhǎng)。基于增收的目的，必須對(duì)水質(zhì)進(jìn)行改善，亦會(huì)增加農(nóng)業(yè)投入。所以，農(nóng)業(yè)面源污染會(huì)導(dǎo)致農(nóng)業(yè)總投入的增加。

(三)農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率與農(nóng)業(yè)面源污染防治

根據(jù)農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率計(jì)算公式，要提高農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率需要增加農(nóng)業(yè)總產(chǎn)出的同時(shí)降低農(nóng)業(yè)總投入?？偖a(chǎn)出的增加離不開農(nóng)用物資的科學(xué)合理利用。過量使用化肥、農(nóng)藥雖然有可能增加當(dāng)年的產(chǎn)出，但同時(shí)也破壞了土壤理化性質(zhì)，使得后期的土壤養(yǎng)護(hù)成本上升，長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，并不利于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。反過來，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率高就意味著較高的產(chǎn)出和較低的投入，較高的產(chǎn)出說明土地全部得到充分利用，而較低的投入說明在改善土壤、水體等方面成本較小。因此，提高農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率有利于防治農(nóng)業(yè)面源污染。

綜上所述，農(nóng)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展是當(dāng)下農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然抉擇。一方面，要注重已形成的農(nóng)業(yè)面源污染的末端治理。如減少化肥、農(nóng)藥等農(nóng)用物資的使用，短期內(nèi)可能會(huì)引起農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率下降，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展處于“瓶頸期”。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，農(nóng)業(yè)面源污染的有效治理勢(shì)必會(huì)帶來農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率的不斷提高。另一方面，注重科學(xué)防治農(nóng)業(yè)面源污染，如推廣生態(tài)技術(shù)、大量使用有機(jī)肥、農(nóng)業(yè)固廢循環(huán)利用、施用高效低毒農(nóng)藥等，從源頭嚴(yán)格控制農(nóng)業(yè)面源污染的產(chǎn)生，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的同時(shí)，兼顧生態(tài)效率。

四、模型構(gòu)建及指標(biāo)選擇

(一)研究方法

1.單元調(diào)查法

考慮到農(nóng)業(yè)面源污染隨機(jī)、分散、隱蔽等特點(diǎn)，本文參照了賴斯蕓的處理方法，采用單元調(diào)查法對(duì)農(nóng)業(yè)污染源進(jìn)行綜合核算。根據(jù)本文所用研究指標(biāo)，可能的產(chǎn)污單元包括化肥施用、水產(chǎn)養(yǎng)殖、禽畜養(yǎng)殖以及農(nóng)業(yè)固體廢棄物等類型(如表1所示)。

表1 農(nóng)業(yè)面源污染產(chǎn)污單元清單

2.DEA-SBM模型

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)因無(wú)須設(shè)定函數(shù)關(guān)系、預(yù)估參數(shù)權(quán)重等優(yōu)點(diǎn)，被學(xué)者廣泛運(yùn)用于決策單元的效率測(cè)度上。但傳統(tǒng)的DEA模型往往忽略了變量的松弛性，也無(wú)法衡量非期望產(chǎn)出的效率值。因此，本文選擇Tone[18]提出的非徑向、非角度的SBM模型進(jìn)行測(cè)算和效率評(píng)價(jià)。

將每一個(gè)地級(jí)市(自治州)看作一個(gè)生產(chǎn)決策單元(DMU)，假設(shè)每個(gè)市(州)投入產(chǎn)出分別為投入、期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出，其元素可表示成x∈Rm，Yg∈RS1，yb∈RS2，定義矩陣：

(1)

則生產(chǎn)集為

Q={(x，yg，yb)|x≥Xλ，yg≤Ygλ，yb≥Ybλ，λ≥0}。

(2)

其中，λ是權(quán)重，Σλ=1表示生產(chǎn)技術(shù)是規(guī)模報(bào)酬可變(VRS)，Σλ≠1則表示規(guī)模報(bào)酬不變(CRS)。按照SBM處理方法[19]，考慮非期望產(chǎn)出時(shí)評(píng)價(jià)DMU效率的SBM模型可寫成：

(3)

(4)

3.耦合協(xié)調(diào)度模型

耦合度模型是估計(jì)耦合協(xié)調(diào)度模型的前提，該模型是用來衡量系統(tǒng)內(nèi)部序參量之間或不同系統(tǒng)序參量之間的協(xié)同作用，這種協(xié)同作用是系統(tǒng)由無(wú)序走向有序機(jī)理的關(guān)鍵[20]，模型公式如下；

(5)

式(5)中，C為耦合度，Ai為i市(州)域農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率標(biāo)準(zhǔn)值，Bi為i市(州)域農(nóng)業(yè)面源污染標(biāo)準(zhǔn)值。該模型中C∈[0，1]，其大小表征著農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率與農(nóng)業(yè)面源污染之間相互作用的聯(lián)動(dòng)強(qiáng)度，C越接近于1則兩者之間越接近良性共振耦合并趨向新的有序結(jié)構(gòu)，C越接近于0則兩者之間越接近無(wú)關(guān)狀態(tài)。

耦合協(xié)調(diào)度模型是在耦合度模型基礎(chǔ)上構(gòu)造出來的，用來評(píng)判系統(tǒng)內(nèi)部序參量之間或不同系統(tǒng)序參量之間交互耦合的協(xié)調(diào)程度，克服了耦合度模型因序參量都比較低而不能真實(shí)反映序參量之間協(xié)同程度的缺點(diǎn)，其模型公式為

(6)

式(6)中，D為耦合協(xié)調(diào)度，C為耦合度，T為農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率標(biāo)準(zhǔn)值和環(huán)境友好指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，α和β為待定系數(shù)，參考其他研究對(duì)待定系數(shù)的處理方法，確定待定系數(shù)都為0.5。耦合協(xié)調(diào)度按照數(shù)值大小可以劃分為不同的等級(jí)，劃分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 耦合協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

(二)指標(biāo)選取和數(shù)據(jù)處理

1.指標(biāo)體系的構(gòu)建

(1)農(nóng)業(yè)產(chǎn)出指標(biāo)。本文選擇各市(州)農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值(剔除價(jià)格影響)表示農(nóng)業(yè)期望產(chǎn)出。

(2)農(nóng)業(yè)投入指標(biāo)。參照已有研究，并結(jié)合研究區(qū)域、數(shù)據(jù)可得等因素，選取以下幾類投入：①土地投入，由于受土地休耕、復(fù)耕、棄耕等因素的影響，農(nóng)作物總播種面積比年末耕地面積更適合表示土地投入，并加入水產(chǎn)養(yǎng)殖面積和果園面積；②勞動(dòng)力投入，用第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員數(shù)來計(jì)算；③機(jī)械投入，除非農(nóng)用機(jī)具以外的農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力；④化肥投入，全年實(shí)際用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的包括氮肥、磷肥、鉀肥以及復(fù)合肥在內(nèi)的化肥施用折純量；⑤畜牧投入，以各個(gè)市(州)當(dāng)年豬牛羊出欄數(shù)來代替畜牧投入。具體指標(biāo)如表3所示。

表3 農(nóng)業(yè)投入指標(biāo)體系

2.數(shù)據(jù)來源

本文選取黃河流域除藏族自治州之外(由于藏族自治州生產(chǎn)條件相對(duì)嚴(yán)苛，與其他地區(qū)可比性較差，且數(shù)據(jù)缺失嚴(yán)重故除外)的61個(gè)地級(jí)市(自治州)作為決策單元，分別針對(duì)2007年、2012年和2017年的農(nóng)業(yè)TFP進(jìn)行測(cè)算。數(shù)據(jù)主要來自各市(州)相應(yīng)年份的統(tǒng)計(jì)年鑒、國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)以及第三次全國(guó)農(nóng)業(yè)普查主要數(shù)據(jù)公報(bào)。其中，個(gè)別市(州)第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員數(shù)2017年數(shù)據(jù)缺失，用2016年數(shù)據(jù)代替；少數(shù)市(州)豬牛羊出欄數(shù)據(jù)缺失，用其年末存量來代替。

表4 2012年指標(biāo)的描述性統(tǒng)計(jì)

五、實(shí)證結(jié)果及分析

(一)農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀

本文測(cè)算的農(nóng)業(yè)面源污染主要是指化學(xué)需氧量(COD)、總氮(TN)和總磷(TP)3類，計(jì)算公式為

E=ΣEUiθi(1-δi)Qi。

(7)

式(7)中，E是農(nóng)業(yè)面源污染排放量；EUi是單元統(tǒng)計(jì)數(shù)；Qi是排污系數(shù)。其中農(nóng)業(yè)固體廢棄物的處理方法借鑒張國(guó)[21]的研究思路，主要是作物秸稈的還田過程中造成污染，且不同的還田方式其污染排放量不同。

本文首先對(duì)COD、TN和TP進(jìn)行極差標(biāo)準(zhǔn)化，然后采用熵權(quán)法確定相應(yīng)的權(quán)重，再分別計(jì)算每個(gè)排污單元的污染指數(shù)，最終計(jì)算出污染強(qiáng)度指數(shù)?？紤]到耦合協(xié)調(diào)度模型的計(jì)算必須為兩個(gè)正向的指標(biāo)，本文根據(jù)污染強(qiáng)度指數(shù)定義一個(gè)正向指標(biāo)——環(huán)境友好指數(shù)，其計(jì)算公式如下：

環(huán)境友好指數(shù)=1-污染強(qiáng)度指標(biāo)。

(8)

圖1呈現(xiàn)的是不同年份研究單元農(nóng)業(yè)面源污染強(qiáng)度的空間分布狀況。

如圖1所示，2007年農(nóng)業(yè)面源污染比較嚴(yán)重的地區(qū)主要集中在黃河上游和下游，中游地帶大多數(shù)屬于輕度污染；2012年重度污染區(qū)大多處于黃河上游、下游地帶，但開始向中游擴(kuò)散，且部分地區(qū)已由低度污染向中度污染過渡，甚至出現(xiàn)重點(diǎn)污染的情形；2017年黃河流域的高污染地區(qū)仍然集中在黃河上游，甚至出現(xiàn)集中連片的狀況，下游高度污染區(qū)在減少，中游污染強(qiáng)度最低。

綜合來看，污染強(qiáng)度高的地區(qū)主要集中在青海、內(nèi)蒙古、河南以及山東境內(nèi)，可能的原因包括青海和內(nèi)蒙古畜牧業(yè)發(fā)達(dá)，牲畜養(yǎng)殖屬于產(chǎn)污單元；河南、山東作為我國(guó)的農(nóng)業(yè)大省，化肥、農(nóng)藥的大量投入以及農(nóng)業(yè)固廢都會(huì)產(chǎn)生污染。因此，這些地區(qū)污染強(qiáng)度相對(duì)較高。

a 2007年

b 2012年

c 2017年

(二)基于嵌套視角的農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率與農(nóng)業(yè)面源污染關(guān)系

從嵌套的視角出發(fā)，將農(nóng)業(yè)面源污染作為非期望產(chǎn)出嵌入農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率的測(cè)算之中，從而計(jì)算出農(nóng)業(yè)綠色全要素生產(chǎn)率。將農(nóng)業(yè)面源污染(COD、TN、TP)作為非期望產(chǎn)出，選用SBM模型測(cè)算61個(gè)市(州)2007年、2012年和2017年的農(nóng)業(yè)綠色全要素生產(chǎn)率?？紤]到各市(州)的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r不同，故選用規(guī)模效率可變(VRS)的生產(chǎn)技術(shù)約束。效率值在0和1之間，越接近1說明該市(州)生產(chǎn)投入越有效，越接近0則表明該市(州)生產(chǎn)效率越無(wú)效。

結(jié)果表明：(1)考慮非期望產(chǎn)出的效率值均低于不考慮非期望產(chǎn)出的效率值，說明農(nóng)業(yè)面源污染的超額排放會(huì)造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的效率損失，一味地追求產(chǎn)出而忽略環(huán)境質(zhì)量的做法是不可取的。(2)西寧、包頭、烏海、商洛、西安、咸陽(yáng)、濱州、濟(jì)南和淄博這9個(gè)市(州)的綠色農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)效率值和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)效率值排名始終居于前列，表明這些地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件相對(duì)較好，投入要素利用率高，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)保持較高的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。(3)中衛(wèi)、吳忠、晉城、臨汾以及朔州等市(州)的農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)效率值排名靠后，尤其是考慮非期望產(chǎn)出之后的效率值較低，很有可能是過于追求農(nóng)業(yè)高產(chǎn)出，反而忽略了農(nóng)業(yè)面源污染排放對(duì)環(huán)境造成的破壞。

(三)基于耦合視角的農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率與農(nóng)業(yè)面源污染關(guān)系

首先對(duì)環(huán)境友好指數(shù)和農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率進(jìn)行極差標(biāo)準(zhǔn)化，然后代入耦合協(xié)調(diào)度模型，進(jìn)而計(jì)算出各市(州)農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率和環(huán)境友好指數(shù)之間的耦合協(xié)調(diào)度，進(jìn)而反映出農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率和農(nóng)業(yè)面源污染之間的關(guān)系。

如圖2所示，2007年，黃河流域61個(gè)市(州)中，達(dá)到高度協(xié)調(diào)的有26個(gè)，占42.62%，主要集中在河南、陜西和山東的部分地區(qū)；達(dá)到中度協(xié)調(diào)的有27個(gè)，占44.27%。其中，運(yùn)城市的耦合協(xié)調(diào)度最高，為0.996 5。

2012年，黃河流域達(dá)到高度協(xié)調(diào)的市(州)有22個(gè)，占36.07%，主要集中在黃河中游，且有成片的趨勢(shì)；達(dá)到中度協(xié)調(diào)的有29個(gè)，占47.54%。其中，呂梁市的耦合協(xié)調(diào)度高達(dá)0.997 9，西寧市仍處于極度失調(diào)狀態(tài)。

2017年，達(dá)到高度協(xié)調(diào)的市(州)有25個(gè)，占40.98%，集中區(qū)域向黃河中下游轉(zhuǎn)移；達(dá)到中度協(xié)調(diào)的有28個(gè)，占45.91%，上游絕大多數(shù)處于中度協(xié)調(diào)狀態(tài)。其中，運(yùn)城市的耦合協(xié)調(diào)度最高，為0.999 2。以上數(shù)據(jù)均說明黃河流域農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率與環(huán)境友好指數(shù)之間存在較好的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系，進(jìn)一步表明農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率高的地區(qū)，農(nóng)業(yè)面源污染程度低。

a 2007年

b 2012年

c 2017年

六、結(jié)論與建議

(一)主要結(jié)論與啟示

通過DEA-SBM模型對(duì)黃河流域61個(gè)地級(jí)市(州)的農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率進(jìn)行測(cè)算，并對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染和農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率之間的關(guān)系進(jìn)行耦合協(xié)調(diào)分析，得出以下結(jié)論：(1)考慮非期望產(chǎn)出的效率值更能準(zhǔn)確、客觀地反映農(nóng)業(yè)技術(shù)效率；(2)加入環(huán)境因素也就是農(nóng)業(yè)面源污染之后，農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)效率值明顯降低，個(gè)別地區(qū)下降幅度不大；(3)農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率與環(huán)境友好指數(shù)之間存在相對(duì)良好的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系，也就是農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率高的區(qū)域污染強(qiáng)度低，這對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)綠色化發(fā)展提供了有力支撐。

基于上述結(jié)論，本文得出以下啟示：第一，農(nóng)業(yè)發(fā)展必須與生態(tài)保護(hù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一。建立綠色GDP核算體系，衡量農(nóng)業(yè)發(fā)展與生態(tài)改善是否和諧，并納入政府政績(jī)考核。綠色興農(nóng)、科技興農(nóng)已成為當(dāng)下的熱點(diǎn)，即實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的同時(shí)注重生態(tài)保護(hù)。因此，要開發(fā)、推廣適用的農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)，形成綠色環(huán)保型農(nóng)業(yè)新模式。第二，生態(tài)保護(hù)需要政策扶持和資金支持。黃河流域多是欠發(fā)達(dá)地區(qū)，政府應(yīng)出臺(tái)一些農(nóng)業(yè)扶持政策，并給予資金支持，一方面提高農(nóng)民生產(chǎn)積極性和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)普及率；另一方面吸引一些農(nóng)村企業(yè)，發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)黃河流域可持續(xù)發(fā)展。第三，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域生態(tài)綜合補(bǔ)償。黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展離不開區(qū)域協(xié)調(diào)，實(shí)施自上而下的生態(tài)補(bǔ)償，政府給予一定的資金支持，既能補(bǔ)償中上游居民因初始水權(quán)界定造成的權(quán)利失衡，也可以增強(qiáng)中上游地區(qū)生態(tài)保護(hù)的積極性。也可以由下游受益者直接補(bǔ)償，提供資金支持中上游農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新以及農(nóng)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型，最終實(shí)現(xiàn)區(qū)域協(xié)調(diào)和黃河流域高質(zhì)量發(fā)展。

(二)對(duì)策建議

1.提高農(nóng)戶環(huán)保意識(shí)

我國(guó)農(nóng)戶的環(huán)保意識(shí)比較淡薄，也不了解化肥施用對(duì)環(huán)境的危害，對(duì)于農(nóng)業(yè)種植活動(dòng)造成的環(huán)境破壞行為及其后果渾然不知。因此，必須加強(qiáng)宣傳，普及科學(xué)知識(shí)，提高農(nóng)戶環(huán)保意識(shí)，引導(dǎo)農(nóng)戶主動(dòng)保護(hù)環(huán)境。一是加強(qiáng)農(nóng)業(yè)技能培訓(xùn)，研發(fā)生態(tài)無(wú)污染的農(nóng)業(yè)技術(shù)，科學(xué)規(guī)范使用農(nóng)用物資，讓農(nóng)戶熟練掌握先進(jìn)的農(nóng)業(yè)技術(shù)，自覺進(jìn)行農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)。二是積極引導(dǎo)農(nóng)戶相互交流學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)使用無(wú)公害農(nóng)藥化肥。建立綠色防控示范基地，實(shí)施農(nóng)業(yè)“全綠”防控技術(shù)示范，從源頭防治農(nóng)業(yè)面源污染。

2.建立和完善相關(guān)制度體系

良好的制度環(huán)境是保證農(nóng)業(yè)面源污染控制目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要途徑，也是激發(fā)農(nóng)戶活力的基礎(chǔ)。一方面，加強(qiáng)相關(guān)工作人員的作風(fēng)和能力建設(shè)，將農(nóng)村面源污染整治作為生態(tài)保護(hù)工作中的重點(diǎn)，引入綠色績(jī)效考核機(jī)制，提升工作效率[22]。另一方面，建立、完善各級(jí)農(nóng)村農(nóng)業(yè)面源污染的監(jiān)控與管理體系，促進(jìn)農(nóng)村環(huán)境監(jiān)督管理一體化建設(shè)，逐步開展農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，適時(shí)、精準(zhǔn)地反映當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)面源污染的治理現(xiàn)狀，保障農(nóng)業(yè)面源污染防治工作有序開展。

3.有效落實(shí)科學(xué)防治措施

保護(hù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境是防治面源污染、改善區(qū)域環(huán)境質(zhì)量的必由之路。針對(duì)農(nóng)藥、化肥、農(nóng)膜污染，要開展專項(xiàng)整治，改變“三高”的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式，加大新型生產(chǎn)方式的推廣力度，力爭(zhēng)從源頭根治面源污染。一是大力提倡使用高效低毒的生態(tài)農(nóng)藥，提高農(nóng)藥使用效率；推廣生物防治技術(shù)，通過引進(jìn)蟲害天敵的方式整治農(nóng)作物病蟲害。二是提高地膜使用率與回收率，減少白色污染；增加有機(jī)肥的使用，減少化肥施用，保障農(nóng)作物生產(chǎn)安全和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境安全。三是加強(qiáng)畜禽糞便的無(wú)害化處理及對(duì)生活垃圾的科學(xué)分類處理。對(duì)重點(diǎn)流域、地區(qū)的禽畜養(yǎng)殖場(chǎng)進(jìn)行整治，建設(shè)污水處理設(shè)施，防止地下水污染。四是研發(fā)推廣秸稈再利用技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)固廢再利用率。

4.促進(jìn)生態(tài)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)是防治農(nóng)業(yè)面源污染的有效方式。要發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，一是要建立農(nóng)村生態(tài)技術(shù)保障體系，滿足生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展需求。制定農(nóng)業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，有效結(jié)合各類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素。二是通過技術(shù)研發(fā)和改良，不斷完善生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品管理體系，為生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)和科學(xué)管理提供全面技術(shù)支持。三是推進(jìn)生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，激勵(lì)企業(yè)和農(nóng)戶投身生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)開發(fā)，延伸生態(tài)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈[23]。四是招商引資，出臺(tái)財(cái)稅、信貸等方面的優(yōu)惠政策，以獎(jiǎng)代補(bǔ)，扶持相關(guān)企業(yè)加速發(fā)展，推進(jìn)綠色、有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)流通。