中國化肥施用強(qiáng)度的驅(qū)動(dòng)因素分解與控制路徑研究

陶 源，周玉璽，胡繼連

(1.山東科技大學(xué) 財(cái)經(jīng)學(xué)院，山東 泰安 271019； 2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 公共管理學(xué)院，山東 泰安 271018； 3.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 馬克思主義學(xué)院，山東 泰安 271018)

對(duì)于我國(不含港、澳、臺(tái)，下同)過去30多年的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而言，化肥投入是提高農(nóng)作物產(chǎn)量的有效手段。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1997—2006年，我國糧食產(chǎn)量的提高有57%來源于化肥投入增加的貢獻(xiàn)[1]。自20世紀(jì)90年代化肥在我國得到廣泛應(yīng)用以來，我國化肥施用總量(折純量，下同)已經(jīng)從1990年的2 590.3萬t增加到2018年的5 653.4萬t，單位播種面積(以1 hm2計(jì))的化肥施用量由174.59 kg增長到340.77 kg，是國際公認(rèn)的化肥施用安全標(biāo)準(zhǔn)上限(225 kg·hm-2)的1.51倍。過量的化肥施用對(duì)我國生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的負(fù)面影響。2010年發(fā)布的《第一次全國污染源普查公報(bào)》表明，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所帶來的面源污染已經(jīng)超過點(diǎn)源污染，成為造成水環(huán)境污染的最主要污染源，其中，化肥的過量施用是造成嚴(yán)重污染的重要原因[2]。在此背景下，2015年初制定的《到2020年化肥使用量零增長行動(dòng)方案》提出，“力爭到2020年，實(shí)現(xiàn)主要農(nóng)作物化肥使用量零增長”。2018年的中央一號(hào)文件在關(guān)于實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的意見中明確表示，要加強(qiáng)農(nóng)業(yè)面源污染防治，通過開展農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展行動(dòng)，實(shí)現(xiàn)化肥等投入品的減量化。2019年的中央一號(hào)文件又一次強(qiáng)調(diào)要積極開展農(nóng)業(yè)節(jié)肥行動(dòng)，實(shí)現(xiàn)化肥使用量負(fù)增長。

我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中過量施用化肥的問題引發(fā)了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注?，F(xiàn)有文獻(xiàn)主要集中于化肥施用的影響因素研究上。一是從農(nóng)戶施用行為的視角進(jìn)行探究，認(rèn)為當(dāng)前施肥水平過高的主要原因在于農(nóng)戶對(duì)于科學(xué)施肥知識(shí)和技能掌握的欠缺[3]。還有一些研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)村勞動(dòng)力的非農(nóng)就業(yè)對(duì)過量施用化肥有促進(jìn)作用：一方面，農(nóng)戶通過增加化肥投入來彌補(bǔ)人工投入的減少[4]；另一方面，非農(nóng)就業(yè)帶來的資金使農(nóng)戶在購買化肥時(shí)受到的資金約束降低，從而易于產(chǎn)生過多施肥的行為[5]。此外，農(nóng)戶對(duì)待風(fēng)險(xiǎn)的態(tài)度，對(duì)化肥的施用量亦具有決定性的影響：遭受過自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的農(nóng)戶更樂意在播種時(shí)投入更多的化肥[6]；風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避程度高的農(nóng)戶，也往往傾向于過多地施用化肥[7]。二是通過計(jì)量模型與統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)化肥施用量變動(dòng)的驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行研究。技術(shù)進(jìn)步、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、經(jīng)濟(jì)增長和城市化水平等因素都會(huì)對(duì)化肥施用量產(chǎn)生影響[8]。通過對(duì)1991—2010年我國化肥施用量增加的因素進(jìn)行分解可知，化肥施用強(qiáng)度的提高是引起我國化肥施用量增加的主要原因，但是2007年以后，播種面積的貢獻(xiàn)明顯提高[9]。三是探討化肥施用技術(shù)效率對(duì)于施用量的影響。糧食生產(chǎn)中化肥投入技術(shù)效率低下是造成農(nóng)業(yè)面源污染的重要原因[10]。其中，小麥化肥投入效率整體水平較低，維持既定產(chǎn)出的節(jié)肥潛力達(dá)55.15%[11]，玉米生產(chǎn)的化肥投入效率平均值為0.448[12]，水稻的化肥投入效率僅為0.35，存在很大的節(jié)肥空間[13]。還有個(gè)別研究關(guān)注了種植結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)化肥施用量的影響。研究發(fā)現(xiàn)，種植結(jié)構(gòu)調(diào)整是導(dǎo)致全國化肥施用量大幅度增長的重要原因[14]，化肥用量變化與果蔬類作物種植面積的調(diào)整密切相關(guān)[15]。

各國農(nóng)業(yè)的發(fā)展階段不同。對(duì)于那些已經(jīng)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)達(dá)國家而言，在化肥施用量已達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)下，學(xué)者們目前多將研究的重點(diǎn)放在市場(chǎng)波動(dòng)與政策調(diào)整等因素對(duì)化肥施用強(qiáng)度的影響上[16]。

現(xiàn)有的文獻(xiàn)研究對(duì)于我國化肥施用問題的探討具有重要的借鑒意義。為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)化肥的“減量增效”，達(dá)到我國化肥施用強(qiáng)度在未來階段顯著降低的目標(biāo)，本文在已有研究成果的基礎(chǔ)上，從高耗肥農(nóng)作物和高強(qiáng)度區(qū)域2個(gè)層面探析1990—2018年我國化肥施用強(qiáng)度的變動(dòng)特征和驅(qū)動(dòng)因素，分解出各因素對(duì)化肥施用強(qiáng)度的驅(qū)動(dòng)效應(yīng)，并嘗試據(jù)此找到降低我國化肥施用強(qiáng)度的控制路徑與合理對(duì)策，以期為我國化肥過量施用的治理提供政策參考，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的綠色、高效、可持續(xù)發(fā)展。

1 化肥施用量與施用強(qiáng)度分析

1.1 化肥施用量變化

從經(jīng)濟(jì)學(xué)理論來看，資源總會(huì)從比較利益較低的產(chǎn)業(yè)向比較利益較高的產(chǎn)業(yè)流動(dòng)。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷深入發(fā)展，以及我國工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快，農(nóng)村勞動(dòng)力大量轉(zhuǎn)移，一些地方的耕地面積亦迅速減少，導(dǎo)致農(nóng)村勞動(dòng)力與耕地的機(jī)會(huì)成本增加，再加上農(nóng)業(yè)的比較利益相對(duì)于其他產(chǎn)業(yè)較低，受此綜合影響，既節(jié)約勞動(dòng)力又節(jié)約土地的生產(chǎn)要素——化肥的施用總量在我國于1990—2015年間不斷增加，從2 590.3萬t持續(xù)增加到6 022.6萬t，增加1.33倍(表1)。伴隨著2015年制定的化肥“減量增效”政策——《到2020年化肥使用量零增長行動(dòng)方案》的有效實(shí)施，2016年我國化肥施用總量首次呈現(xiàn)出略微減少的態(tài)勢(shì)，但與發(fā)達(dá)國家相比仍存在著較大的差距。1990—2018年，我國氮肥、磷肥、鉀肥的施用量總體上均呈現(xiàn)先增長后略降的趨勢(shì)，但復(fù)合肥用量持續(xù)增長，從341.60萬t增長到2 268.80萬t，增長5.64倍。

表1 1990—2018年的中國化肥施用量

1.2 化肥施用強(qiáng)度變化

化肥施用強(qiáng)度，即單位播種面積的化肥施用量，等于化肥施用總量與農(nóng)作物播種面積之比?？偟膩砜?，我國化肥施用強(qiáng)度由1990年的174.59 kg·hm-2增加到2018年的340.77 kg·hm-2(圖1)，增長了95.2%。1995年，我國化肥施用強(qiáng)度達(dá)到239.77 kg·hm-2，首次超過國際公認(rèn)的化肥施用安全標(biāo)準(zhǔn)上限225 kg·hm-2，隨后呈現(xiàn)出持續(xù)增長的態(tài)勢(shì)，直至2015年后化肥施用強(qiáng)度才略微有所下降，但仍處于高位狀態(tài)。從化肥施用結(jié)構(gòu)上來看，在20世紀(jì)90年代初，雖然化肥總的施用強(qiáng)度不高，但是氮肥的投入強(qiáng)度偏高，接近于磷肥、鉀肥和復(fù)合肥三者之和的2倍，氮、磷、鉀肥比例嚴(yán)重失衡。進(jìn)入21世紀(jì)以后，我國氮肥、磷肥、鉀肥和復(fù)合肥的施用比例漸趨穩(wěn)定，氮肥的施用強(qiáng)度自2008年以來逐步降低，帶動(dòng)了近年來化肥總的施用強(qiáng)度的下降。2010年來，雖然復(fù)合肥的施用強(qiáng)度增速有所放緩，但整體仍呈現(xiàn)出持續(xù)增長的態(tài)勢(shì)，由1990年的23.02 kg·hm-2增加到2018年的136.76 kg·hm-2，增加了4.94倍，說明我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的化學(xué)品投入由單一型向復(fù)合型轉(zhuǎn)變，化肥施用結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定。

1.3 不同農(nóng)作物化肥施用強(qiáng)度差異

本文選取幾類主要農(nóng)作物，計(jì)算其1997—2018年(由于數(shù)據(jù)缺失，2001年除外)的化肥施用強(qiáng)度(表2)。所選取的幾類主要農(nóng)作物的播種面積之和占我國農(nóng)作物總播種面積的80%以上，基本可以反映我國農(nóng)作物的總體種植情況。

分類別來看，不同農(nóng)作物間差異十分明顯：糧食作物(含表2中的主糧、大豆和馬鈴薯)的化肥施用強(qiáng)度相對(duì)較低，甘蔗和蔬菜的化肥施用強(qiáng)度較高(1997—2018年的平均施用強(qiáng)度分別為806.41 kg·hm-2和602.64 kg·hm-2)，施用強(qiáng)度最高的是以蘋果、柑、橘為代表的水果，其中柑的化肥施用強(qiáng)度最高，1997—2018年的平均值為1 112.10 kg·hm-2，是化肥施用強(qiáng)度最低的大豆的9.76倍。

結(jié)合我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況，本文嘗試將表2所列農(nóng)作物1997—2018年各年的施用強(qiáng)度的中位數(shù)496.72 kg·hm-2作為衡量我國化肥施用強(qiáng)度“適量”的標(biāo)準(zhǔn)，將超出該水平的農(nóng)作物定義為高耗肥農(nóng)作物，將低于該水平的農(nóng)作物定義為低耗肥農(nóng)作物。蘋果、柑、橘屬于水果中的大宗類農(nóng)產(chǎn)品，且種植面積廣泛，本文將其歸并為水果類。據(jù)此，本文將表2中的如下4類——烤煙、甘蔗、水果和蔬菜定義為高耗肥農(nóng)作物。

表2 中國主要農(nóng)作物1997—2018年的化肥施用強(qiáng)度

1.4 不同區(qū)域化肥施用強(qiáng)度差異

不同區(qū)域的土壤理化性質(zhì)有很大差異，可能會(huì)影響其化肥施用強(qiáng)度。本文依據(jù)《中國化肥區(qū)劃》，將我國31個(gè)省區(qū)市劃分為8個(gè)地區(qū)：北部高原地區(qū)(內(nèi)蒙古、陜西、山西、寧夏)、東北地區(qū)(黑龍江、遼寧、吉林)、西北地區(qū)(新疆、甘肅)、西南地區(qū)(四川、云南、貴州、重慶)、黃淮海地區(qū)(河北、北京、天津、山東、河南)、長江中下游地區(qū)(江蘇、浙江、江西、安徽、湖北、湖南、上海)、華南地區(qū)(廣東、廣西、福建、海南)和青藏地區(qū)(西藏、青海)。

從空間分布來看，我國化肥施用強(qiáng)度在不同地區(qū)差異明顯(表3)。黃淮海地區(qū)和華南地區(qū)的化肥施用強(qiáng)度一直高于全國平均水平，華南地區(qū)自2003年超過黃淮海地區(qū)后，其化肥施用強(qiáng)度始終是全國最高，2018年的化肥施用強(qiáng)度為514.59 kg·hm-2，較全國平均值高51.01%，達(dá)到了極高強(qiáng)度的化肥施用水平(>500 kg·hm-2)。黃淮海地區(qū)2018年的化肥施用強(qiáng)度為419.10 kg·hm-2，高出全國平均水平22.99%，處于重度化肥施用水平(>400～500 kg·hm-2)。東北地區(qū)、西南地區(qū)和青藏地區(qū)的化肥施用強(qiáng)度始終低于全國平均水平。青藏地區(qū)由于氣候和地勢(shì)等原因，農(nóng)作物種類和種植面積都較少，1997年以來的化肥施用強(qiáng)度一直為全國最低，并且均在國際安全標(biāo)準(zhǔn)上限之內(nèi)。東北地區(qū)和西南地區(qū)的化肥施用強(qiáng)度相近，2018年分別為247.94 kg·hm-2和250.79 kg·hm-2，在輕度化肥施用水平(>225～300 kg·hm-2)范圍內(nèi)，分別是全國平均水平的72.76%和73.60%。北部高原地區(qū)的化肥施用強(qiáng)度在2012年前低于全國平均水平，但自2013年開始，其化肥施用強(qiáng)度超過或接近長江中下游地區(qū)。此外，西北地區(qū)近年來的化肥施用強(qiáng)度快速上升，于2018年首次超過全國平均水平，處于中度化肥施用水平(>300～400 kg·hm-2)。

表3 中國各地區(qū)1997—2018年化肥施用強(qiáng)度變化

進(jìn)一步分省區(qū)市來看，1997—2018年年均化肥施用強(qiáng)度相對(duì)較低的為青海(150.05 kg·hm-2)、黑龍江(161.26 kg·hm-2)、貴州(168.47 kg·hm-2)、西藏(178.99 kg·hm-2)、甘肅(203.66 kg·hm-2)和內(nèi)蒙古(211.24 kg·hm-2)，均低于225 kg·hm-2，而年均化肥施用強(qiáng)度高的省市從高到低依次為福建(512.95 kg·hm-2)、北京(483.41 kg·hm-2)、海南(479.47 kg·hm-2)、廣東(463.09 kg·hm-2)、天津(435.01 kg·hm-2)和江蘇(429.35 kg·hm-2)，均超過400 kg·hm-2。具體到2018年，化肥施用強(qiáng)度最高的分別為北京、福建、海南、陜西和廣東，均在500 kg·hm-2以上(表4)。其中，北京的化肥施用強(qiáng)度最高，達(dá)703.28 kg·hm-2，比最低的青海高了3.72倍。

表4 中國各省區(qū)市1997—2018年平均和2018年的化肥施用強(qiáng)度

總體來看，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥施用強(qiáng)度相對(duì)較大，處于中度化肥施用水平。不同地區(qū)之間差異明顯，其中，華南、黃淮海地區(qū)達(dá)到重度化肥施用水平及以上，本文將其認(rèn)定為高強(qiáng)度區(qū)域。

1.5 不同地區(qū)農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)與化肥施用強(qiáng)度的耦合關(guān)系

對(duì)不同地區(qū)的化肥施用強(qiáng)度和農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)(用高耗肥農(nóng)作物播種面積占農(nóng)作物總播種面積的比例，即高耗肥農(nóng)作物占比來反映)進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，二者存在耦合關(guān)系?？傮w來看，高耗肥農(nóng)作物占比高的地區(qū)，其化肥施用強(qiáng)度也相對(duì)較高(圖2)。例如，1997—2018年，華南地區(qū)的高耗肥農(nóng)作物占比最高(48.46%)，其化肥施用強(qiáng)度也最高，處于重度化肥施用水平。同樣處于重度化肥施用水平的黃淮海地區(qū)，其高耗肥農(nóng)作物占比也較高，為20.09%。與此同時(shí)，化肥施用強(qiáng)度較低的東北地區(qū)和青藏地區(qū)，其高耗肥農(nóng)作物占比相對(duì)較低，分別為7.21%和7.40%。由此可見，不同地區(qū)農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)的差別是造成宏觀層面不同地區(qū)化肥施用強(qiáng)度存在差異的重要原因之一[17]。

2 化肥施用強(qiáng)度的驅(qū)動(dòng)效應(yīng)分解

2.1 模型構(gòu)建

由前文分析可知，不同農(nóng)作物和地區(qū)之間，其化肥施用強(qiáng)度差異明顯，高耗肥農(nóng)作物和高強(qiáng)度區(qū)域應(yīng)該是調(diào)控管理的重點(diǎn)。以下主要從高耗肥農(nóng)作物和高強(qiáng)度區(qū)域2個(gè)層面對(duì)化肥施用強(qiáng)度進(jìn)行因素分解。由于這2個(gè)層面的分解并沒有實(shí)質(zhì)性的區(qū)別，以下僅以高耗肥農(nóng)作物層面為例構(gòu)建分解模型。

設(shè)ai、yi、gi分別表示不同種類高耗肥農(nóng)作物i(i=1， 2， 3， 4)的化肥施用量、播種面積、化肥施用強(qiáng)度；A、Y、G分別表示高耗肥農(nóng)作物總的化肥施用量、播種面積、化肥施用強(qiáng)度，則高耗肥農(nóng)作物總的化肥施用強(qiáng)度可以表示為

(1)

式(1)中：ri表示不同種類高耗肥農(nóng)作物播種面積占高耗肥農(nóng)作物總播種面積的比例。設(shè)研究時(shí)間段為[t-1，t]，高耗肥農(nóng)作物總的化肥施用強(qiáng)度的變化量可表示為

(2)

采用拉氏(Laspeyres)指數(shù)分解法，將化肥施用強(qiáng)度的變動(dòng)分解成

(3)

(4)

(5)

根據(jù)式(4)、(5)能夠進(jìn)一步獲得結(jié)構(gòu)份額變化對(duì)于高耗肥農(nóng)作物總的化肥施用強(qiáng)度變動(dòng)的驅(qū)動(dòng)率，即結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)率CSR，和效率份額變化對(duì)于高耗肥農(nóng)作物總的化肥施用強(qiáng)度變動(dòng)的驅(qū)動(dòng)率，即效率驅(qū)動(dòng)率CER。

(6)

(7)

如果CSR、CER為正值，代表其作用效果與化肥施用強(qiáng)度的變動(dòng)方向一致；如果CSR、CER為負(fù)值，則說明其作用效果與化肥施用強(qiáng)度的變動(dòng)方向相反。以化肥施用強(qiáng)度處于增長態(tài)勢(shì)為例，若CSR、CER為正，就表示該因素變化導(dǎo)致化肥施用強(qiáng)度增加；若CSR、CER為負(fù)，則表示該因素變化促使化肥施用強(qiáng)度下降。

2.2 數(shù)據(jù)來源與處理

依據(jù)上文所述分解方法，模型所需數(shù)據(jù)包括化肥施用強(qiáng)度和農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)。在高耗肥農(nóng)作物層面，其化肥施用強(qiáng)度數(shù)據(jù)來源于《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益匯編》(1998—2019年)，水果的化肥施用強(qiáng)度用蘋果、柑、橘化肥施用強(qiáng)度的平均值表征；在高強(qiáng)度區(qū)域?qū)用?，其化肥施用?qiáng)度數(shù)據(jù)通過各地區(qū)化肥施用量與農(nóng)作物播種面積數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算獲得，相關(guān)數(shù)據(jù)來自《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》(1998—2019年)，農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)來自《中國農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》(1998—2019年)。研究時(shí)間段選取為1997—2018年，但受條件所限，2001年部分?jǐn)?shù)據(jù)未能獲取。選取的數(shù)據(jù)可較為全面地觀測(cè)我國化肥施用強(qiáng)度的變動(dòng)，從而準(zhǔn)確判斷影響化肥施用強(qiáng)度的因素。

2.3 化肥施用強(qiáng)度分解結(jié)果

2.3.1 高耗肥農(nóng)作物層面的分解分析

根據(jù)前文構(gòu)建的分解模型，對(duì)1997—2018年(2001年除外)高耗肥農(nóng)作物的化肥施用強(qiáng)度進(jìn)行因素分解(表5)：結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)率和效率驅(qū)動(dòng)率均為正值，其中，結(jié)構(gòu)份額變化的作用更明顯，結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)率累計(jì)達(dá)66.74%，而效率驅(qū)動(dòng)率累計(jì)僅為33.26%。由此可知，在高耗肥農(nóng)作物層面，化肥施用強(qiáng)度的增加主要是由結(jié)構(gòu)份額的變化驅(qū)動(dòng)的，但效率份額的變化也在一定程度上起到了推動(dòng)化肥施用強(qiáng)度增加的作用。

表5 高耗肥農(nóng)作物化肥施用強(qiáng)度分解結(jié)果

(1)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)率。從高耗肥農(nóng)作物內(nèi)部來看：蔬菜的結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)率最高，累計(jì)達(dá)46.63%，約占全部結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)率累計(jì)值的69.87%；烤煙和甘蔗的結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)率累計(jì)分別為-5.48%和-0.44%，說明兩者在一定程度上起到了抑制化肥施用強(qiáng)度增加的作用，但影響較為有限；水果的結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)率累計(jì)為26.23%，約占全部結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)率累計(jì)值的39.30%。由此可見，在4類高耗肥農(nóng)作物中，水果和蔬菜比例的增加極大地促進(jìn)了化肥施用強(qiáng)度的增加。當(dāng)前，我國種植結(jié)構(gòu)中這2類高耗肥農(nóng)作物的比重依然偏高，種植結(jié)構(gòu)需要繼續(xù)向“節(jié)肥型”的方向調(diào)整。

(2)效率驅(qū)動(dòng)率。在4類高耗肥農(nóng)作物上，效率驅(qū)動(dòng)率累計(jì)都是正值，其中，烤煙的效率驅(qū)動(dòng)率累計(jì)為2.55%，甘蔗的效率驅(qū)動(dòng)率累計(jì)為1.98%，水果和蔬菜的效率驅(qū)動(dòng)率累計(jì)分別為8.85%和19.88%。

整體來看，種植結(jié)構(gòu)偏向水果、蔬菜是導(dǎo)致我國高耗肥農(nóng)作物化肥施用強(qiáng)度增長的最主要促進(jìn)因素。因此，引導(dǎo)種植業(yè)結(jié)構(gòu)的合理調(diào)整，適當(dāng)減少水果、蔬菜的種植面積，同時(shí)提高其化肥利用率，降低施用量，對(duì)促進(jìn)我國整體的化肥施用強(qiáng)度下降具有積極作用。

2.3.2 高強(qiáng)度區(qū)域?qū)用娴姆纸夥治?/p>

運(yùn)用分解模型對(duì)1997—2018年我國高強(qiáng)度區(qū)域的化肥施用強(qiáng)度進(jìn)行分解(表6)?？傮w來看，1997—2018年，結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)率累計(jì)為50.58%，效率驅(qū)動(dòng)率累計(jì)為49.42%，兩者均為正值且差距較小，都在一定程度上推動(dòng)了高強(qiáng)度區(qū)域化肥施用強(qiáng)度的上升。相較而言，結(jié)構(gòu)份額變化的影響更大，但也不能忽視效率份額變化的作用。

表6 高強(qiáng)度區(qū)域化肥施用強(qiáng)度分解結(jié)果

(1)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)率。從時(shí)序特征來看，結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)率在2014年前均為正值，但在2016—2017、2017—2018年連續(xù)為負(fù)值。由于高強(qiáng)度區(qū)域的化肥施用強(qiáng)度在2016—2017年處于增加態(tài)勢(shì)，而在2017—2018年有所降低；所以2016—2017年結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)率為負(fù)值，說明2016—2017年結(jié)構(gòu)份額的變化促進(jìn)了化肥施用強(qiáng)度的下降，而2017—2018年結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)率為負(fù)值，則意味著結(jié)構(gòu)份額的變化推動(dòng)了化肥施用強(qiáng)度的上升。但要說明的是，2016—2017、2017—2018年結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)率均小于效率驅(qū)動(dòng)率，說明其作用相對(duì)處于次要地位。具體來看，2016—2017年結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)率為負(fù)，主要是由黃淮海地區(qū)貢獻(xiàn)的，原因可能在于2017年黃淮海地區(qū)種植結(jié)構(gòu)中高耗肥農(nóng)作物占比大幅下降。2017—2018年黃淮海地區(qū)和華南地區(qū)的結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)率均為負(fù)值，共同推動(dòng)了化肥施用強(qiáng)度的上升，其中，華南地區(qū)的貢獻(xiàn)更大。從結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)率累計(jì)值來看，華南地區(qū)高于黃淮海地區(qū)。黃淮海地區(qū)的結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)率累計(jì)為負(fù)，但不到10%，說明黃淮海地區(qū)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整進(jìn)入“節(jié)肥型”農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型初期。

(2)效率驅(qū)動(dòng)率。總的來看，高強(qiáng)度區(qū)域?qū)用嫔系男黍?qū)動(dòng)率有趕超結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)率的趨勢(shì)，特別是2016—2018年效率驅(qū)動(dòng)率都在100%以上，表明效率驅(qū)動(dòng)率對(duì)化肥施用強(qiáng)度的影響越來越大。分地區(qū)來看：黃淮海地區(qū)的效率驅(qū)動(dòng)率累計(jì)為10.65%，華南地區(qū)的效率驅(qū)動(dòng)率累計(jì)為38.77%，表明這2個(gè)地區(qū)效率份額的變化共同推動(dòng)高強(qiáng)度區(qū)域總的化肥施用強(qiáng)度的增加，其中，華南地區(qū)的貢獻(xiàn)更大。

在高強(qiáng)度區(qū)域中，華南地區(qū)不論是在結(jié)構(gòu)份額的變化還是在效率份額的變化方面，都在很大程度上推動(dòng)了高強(qiáng)度區(qū)域總的化肥施用強(qiáng)度的增加。這與該地區(qū)高耗肥農(nóng)作物占比近50%的種植結(jié)構(gòu)相關(guān)。華南地區(qū)水果種植比例高，受地形和土地規(guī)模的影響，節(jié)肥技術(shù)的應(yīng)用相對(duì)困難，再加上農(nóng)村勞動(dòng)力的大量轉(zhuǎn)移和農(nóng)民非農(nóng)化，在節(jié)約時(shí)間和勞動(dòng)成本的約束下，農(nóng)戶更傾向于減少追肥的次數(shù)，增加施肥用量，從而提高了效率份額變化的貢獻(xiàn)。黃淮海地區(qū)的結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)率為負(fù)值，效率驅(qū)動(dòng)率為正值，表明黃淮海地區(qū)的種植結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)化肥施用強(qiáng)度的增加具有抑制作用，下一步降低化肥施用強(qiáng)度的重點(diǎn)應(yīng)該放在降低化肥施用量、提高化肥投入的技術(shù)效率上。

2.4 化肥施用強(qiáng)度的影響因素

在高耗肥農(nóng)作物和高強(qiáng)度區(qū)域2個(gè)層面，結(jié)構(gòu)份額的變化都更為明顯地推動(dòng)了化肥施用強(qiáng)度的增加，說明種植業(yè)結(jié)構(gòu)偏向水果、蔬菜等高耗肥農(nóng)作物是導(dǎo)致我國化肥施用強(qiáng)度增長的主要促進(jìn)因素。那么，是什么因素促使種植業(yè)結(jié)構(gòu)偏向了水果、蔬菜等農(nóng)作物進(jìn)而增加了化肥施用強(qiáng)度呢？以下主要從微觀和宏觀2個(gè)層面做出解釋。

2.4.1 微觀層面

經(jīng)濟(jì)學(xué)理論表明，生產(chǎn)要素的趨利性決定了各種資源要素總會(huì)從比較利益較低的產(chǎn)業(yè)向比較利益較高的產(chǎn)業(yè)流動(dòng)。1997—2018年，水果和蔬菜的單位面積凈利潤遠(yuǎn)高于糧食作物，分別是糧食作物的18.26倍和19.44倍(圖3，數(shù)據(jù)不包含2001年)。與其他農(nóng)作物相比，水果和蔬菜等農(nóng)作物的比較收益較高。受利益驅(qū)使，水果和蔬菜種植面積擴(kuò)大，并驅(qū)動(dòng)著化肥向其生產(chǎn)過程流動(dòng)，帶動(dòng)化肥施用強(qiáng)度走高。

2.4.2 宏觀層面

參照現(xiàn)有研究成果[8，19]，構(gòu)建化肥施用強(qiáng)度的影響因素模型：

VFOD=α0+α1VGDP+α2Vcon+α3Vlab+α4Vurban+δ。

(8)

式(8)中：VFOD表示水果和蔬菜的化肥施用強(qiáng)度，α0～α4表示待估計(jì)參數(shù)，δ代表隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)，VGDP、Vcon、Vlab、Vurban分別表示選取的4個(gè)自變量——經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平(GDP)、消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí)(con)、農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移(lab)、城鎮(zhèn)化發(fā)展水平(urban)的值，相應(yīng)的數(shù)據(jù)均來自《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》。

(1)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。根據(jù)環(huán)境庫茲涅茨曲線理論，化肥投入的面源污染與經(jīng)濟(jì)增長之間存在典型的倒“U”形關(guān)系[20]。本文用人均GDP表示經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。同時(shí)，將人均GDP的二次項(xiàng)也納入回歸方程中，以便考查化肥施用強(qiáng)度與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間是否存在倒“U”形關(guān)系。

(2)消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí)。本文所指的消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí)主要是指食品消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí)，體現(xiàn)為果菜、畜產(chǎn)品、乳制品和水產(chǎn)品消費(fèi)比重的提升[21]。由于消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí)，水果、蔬菜的市場(chǎng)需求量增加。為確保供給，生產(chǎn)者會(huì)擴(kuò)大水果、蔬菜的種植面積或增加單位面積上的化肥投入以擴(kuò)大產(chǎn)出，從而增加化肥施用強(qiáng)度。本文用全國居民人均水果和蔬菜消費(fèi)量占總體的比例表示消費(fèi)結(jié)構(gòu)。該指標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)在于不容易受物價(jià)變化的擾動(dòng)，值越大，表明消費(fèi)結(jié)構(gòu)越高。

(3)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移。隨著農(nóng)民非農(nóng)收入水平的不斷提高，非農(nóng)就業(yè)率不斷提高，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力不斷轉(zhuǎn)移，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機(jī)會(huì)成本增加。在節(jié)約時(shí)間和勞動(dòng)力成本的約束下，農(nóng)戶更傾向于減少追肥的次數(shù)，而增加單次施肥的用量，即通過化肥投入來替代人工投入，從而導(dǎo)致化肥施用強(qiáng)度上升。本文以從事第一產(chǎn)業(yè)之外的勞動(dòng)力就業(yè)人數(shù)與就業(yè)總?cè)藬?shù)之比來表示農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移。

(4)城鎮(zhèn)化發(fā)展水平。城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展系統(tǒng)具有緊密的內(nèi)部耦合關(guān)系[22]。一方面，城鎮(zhèn)化通過污染排放等因素對(duì)資源環(huán)境產(chǎn)生脅迫作用；另一方面，資源環(huán)境又通過資源枯竭、環(huán)境污染制約城鎮(zhèn)化的發(fā)展[23]。在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的背景下，區(qū)域城鎮(zhèn)化與資源環(huán)境系統(tǒng)的整體協(xié)調(diào)水平呈上升態(tài)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了良性耦合與高度協(xié)調(diào)發(fā)展[24]。因此，隨著城鎮(zhèn)化發(fā)展水平的提高，化肥施用強(qiáng)度可能降低。本文選取城鎮(zhèn)居民人均可支配收入代表城鎮(zhèn)化發(fā)展水平。

運(yùn)用Stata 13.1軟件對(duì)式(8)進(jìn)行多元線性回歸，結(jié)果詳見表7，在水果和蔬菜上，模型的決定系數(shù)(R2)分別為0.61和0.79，說明模型的擬合程度較好，結(jié)果可以用來解釋每個(gè)變量對(duì)化肥施用強(qiáng)度的影響。具體地：(1)人均GDP一次項(xiàng)系數(shù)為正，二次項(xiàng)系數(shù)為負(fù)，并且都顯著(P<0.1)影響水果和蔬菜的化肥施用強(qiáng)度，證明化肥施用強(qiáng)度與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平呈現(xiàn)倒“U”形關(guān)系。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期，人們更加追求產(chǎn)出，忽視對(duì)資源環(huán)境的保護(hù)；隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，社會(huì)更加關(guān)注資源環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，促使化肥施用強(qiáng)度降低。(2)消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí)對(duì)化肥施用強(qiáng)度的影響不顯著(P>0.1)，可能是因?yàn)楫?dāng)前食品消費(fèi)結(jié)構(gòu)水平逐漸趨于穩(wěn)定。(3)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移對(duì)化肥施用強(qiáng)度的增加有顯著(P<0.05)正向影響，與預(yù)期相符。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中勞動(dòng)力缺失和成本的上升，使農(nóng)民過多依賴化肥投入來替代勞動(dòng)力，導(dǎo)致化肥施用強(qiáng)度增加。(4)城鎮(zhèn)化發(fā)展水平對(duì)水果的化肥施用強(qiáng)度有顯著(P<0.05)正向影響，而對(duì)蔬菜有顯著(P<0.05)負(fù)向影響，可能是因?yàn)殡S著城鎮(zhèn)居民人均可支配收入水平的提高，人們對(duì)水果的消費(fèi)量高于蔬菜。

表7 化肥施用強(qiáng)度的影響因素分析

3 化肥施用強(qiáng)度的控制路徑與政策建議

通過對(duì)化肥施用強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)因素的分解分析發(fā)現(xiàn)，在高耗肥農(nóng)作物和高強(qiáng)度區(qū)域2個(gè)層面，結(jié)構(gòu)份額和效率份額的變化共同推動(dòng)了化肥施用強(qiáng)度的增加，其中，種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的作用更為明顯。從化肥施用強(qiáng)度的影響因素來看，生產(chǎn)要素的趨利性、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移、城鎮(zhèn)化發(fā)展水平的提高，都會(huì)促進(jìn)化肥施用強(qiáng)度的增加，是發(fā)展過程中付出的環(huán)境代價(jià)。為了更好地實(shí)現(xiàn)化肥“減量增效”的目標(biāo)，未來我國化肥施用強(qiáng)度的控制路徑選擇應(yīng)該適當(dāng)減少高耗肥農(nóng)作物種植面積，同時(shí)提高化肥投入的技術(shù)效率。

3.1 調(diào)整優(yōu)化種植業(yè)結(jié)構(gòu)，推動(dòng)化肥施用強(qiáng)度降低

以犧牲環(huán)境為代價(jià)的拼資源消耗和拼物質(zhì)要素投入的農(nóng)業(yè)發(fā)展方式已不適應(yīng)當(dāng)前形勢(shì)，對(duì)于種植業(yè)結(jié)構(gòu)和區(qū)域布局，應(yīng)適應(yīng)新形勢(shì)做出重要調(diào)整。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)導(dǎo)向下，種植業(yè)結(jié)構(gòu)偏向水果、蔬菜等高耗肥農(nóng)作物，是造成當(dāng)前我國化肥施用強(qiáng)度居高不下的主導(dǎo)因素?？紤]到我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，今后應(yīng)適當(dāng)控制果蔬種植面積的持續(xù)大幅度增長，要結(jié)合不同地區(qū)的資源稟賦優(yōu)勢(shì)，大力推進(jìn)種植業(yè)結(jié)構(gòu)朝“節(jié)肥型”方向調(diào)整。同時(shí)，優(yōu)化品種結(jié)構(gòu)，優(yōu)先選用低耗肥的品種進(jìn)行替代。

針對(duì)不同地區(qū)，宜采取靈活的化肥施用強(qiáng)度控制手段，確定不同區(qū)域的發(fā)展方向和重點(diǎn)，加強(qiáng)對(duì)高強(qiáng)度區(qū)域種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化?！度珖N植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整規(guī)劃(2016—2020年)》指出，在2016年的基礎(chǔ)之上，蔬菜至少要調(diào)減66.7萬hm2的種植面積。著眼于當(dāng)前，華南地區(qū)應(yīng)著重進(jìn)行高耗肥農(nóng)作物的結(jié)構(gòu)調(diào)整，但這并不意味著盲目縮減高耗肥農(nóng)作物的種植面積，而是應(yīng)該在鞏固提升優(yōu)勢(shì)區(qū)的基礎(chǔ)之上，合理調(diào)減非優(yōu)勢(shì)區(qū)高耗肥農(nóng)作物的種植面積，構(gòu)建生產(chǎn)和生態(tài)協(xié)調(diào)的區(qū)域布局。具體來說，華南地區(qū)作為甘蔗優(yōu)勢(shì)區(qū)，應(yīng)穩(wěn)定糖料作物面積，可以適當(dāng)調(diào)減不具備比較優(yōu)勢(shì)的其他高耗肥農(nóng)作物。對(duì)于高強(qiáng)度區(qū)域的蔬菜種植，需要統(tǒng)籌蔬菜優(yōu)勢(shì)區(qū)和大中城市“菜園子”生產(chǎn)，在此基礎(chǔ)之上適當(dāng)縮減種植面積。為了保障蔬菜生產(chǎn)與需求協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)均衡供應(yīng)，可以建設(shè)北方設(shè)施蔬菜生產(chǎn)區(qū)，例如在施用強(qiáng)度較低的東北地區(qū)因地制宜地發(fā)展日光溫室大棚設(shè)施蔬菜，從整體上提高種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化對(duì)化肥施用強(qiáng)度增加的抑制性貢獻(xiàn)。

3.2 提高化肥投入的技術(shù)效率，推動(dòng)化肥施用強(qiáng)度降低

在調(diào)整優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)的前提下，要著力提高效率份額變化對(duì)降低化肥施用強(qiáng)度的貢獻(xiàn)。第一，加強(qiáng)化肥“減量增效”技術(shù)的實(shí)踐推廣，特別是針對(duì)高耗肥農(nóng)作物和高強(qiáng)度區(qū)域，因地制宜地集成組裝一批配套的技術(shù)應(yīng)用模式。對(duì)于果蔬類農(nóng)作物，積極推廣水肥一體化技術(shù)和小型作業(yè)機(jī)械。同時(shí)，鼓勵(lì)地方政府建立化肥減量種植示范基地，定期對(duì)果農(nóng)、菜農(nóng)提供施肥技術(shù)培訓(xùn)，促進(jìn)高效新型肥料，如緩釋肥、控釋肥的應(yīng)用。此外，積極推廣測(cè)土配方施肥技術(shù)，在為農(nóng)戶開展測(cè)土配方服務(wù)的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)企業(yè)生產(chǎn)配方肥，實(shí)現(xiàn)配方肥的產(chǎn)需對(duì)接。還可以通過社會(huì)化服務(wù)的方式，推行精準(zhǔn)施肥，實(shí)行“基準(zhǔn)+精準(zhǔn)”模式的田間養(yǎng)分管理方案[25]，引導(dǎo)農(nóng)戶樹立科學(xué)施肥意識(shí)，提高科學(xué)施肥水平，最終實(shí)現(xiàn)農(nóng)戶節(jié)本增收、化肥減量增效的雙重效益。第二，在當(dāng)前進(jìn)步的生產(chǎn)條件和更加追求質(zhì)量的生產(chǎn)目標(biāo)要求下，將農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與價(jià)格掛鉤，對(duì)農(nóng)戶施肥行為給予科學(xué)的指導(dǎo)和調(diào)整，使農(nóng)戶不再因盲目地追求產(chǎn)量而濫施化肥。第三，鼓勵(lì)化肥生產(chǎn)廠家提供類似于藥品使用的《化肥施用說明書》，在化肥外包裝上標(biāo)注出不同作物、不同土壤上的適宜用量和有助于提升化肥投入技術(shù)效率的指導(dǎo)說明。

3.3 建立化肥施用減量增效的激勵(lì)機(jī)制

在促使種植業(yè)結(jié)構(gòu)向“節(jié)肥型”方向調(diào)整優(yōu)化和提高化肥投入的技術(shù)效率的同時(shí)，注重保障農(nóng)戶的收益。農(nóng)戶調(diào)整優(yōu)化種植業(yè)結(jié)構(gòu)受政府政策的影響顯著[26]。為此，一方面，政府應(yīng)加強(qiáng)對(duì)高收益低耗肥農(nóng)作物優(yōu)質(zhì)品種的補(bǔ)貼力度，降低低耗肥品種的購買成本；另一方面，鑒于農(nóng)戶適當(dāng)減少高耗肥農(nóng)作物的種植有助于緩解化肥面源污染問題，具有明顯的正外部性，為了保障正外部性行為的足夠供給，政府應(yīng)給予補(bǔ)貼性的政策激勵(lì)。也就是說，應(yīng)制定合理的農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼政策對(duì)積極進(jìn)行種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化和采用節(jié)肥技術(shù)的農(nóng)戶提供經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。對(duì)高耗肥農(nóng)作物廣泛種植區(qū)域?qū)嵤┹喿餮a(bǔ)助獎(jiǎng)勵(lì)政策，或通過直接經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼的方式激勵(lì)農(nóng)戶用低耗肥農(nóng)作物代替高耗肥農(nóng)作物或采納高效節(jié)肥技術(shù)。積極推動(dòng)農(nóng)業(yè)資源廢棄物循環(huán)利用，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，根據(jù)農(nóng)民需求以村為單位建設(shè)集中沼氣池。同時(shí)，政府應(yīng)從法律法規(guī)層面出臺(tái)系統(tǒng)化的生態(tài)補(bǔ)償政策。此外，應(yīng)不斷推動(dòng)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，通過強(qiáng)化農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量管理，進(jìn)一步規(guī)范和完善農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)，保障生產(chǎn)有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)戶能夠獲得科學(xué)施肥帶來的“質(zhì)量溢價(jià)”收益，以“優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)”引導(dǎo)農(nóng)戶科學(xué)施肥、主動(dòng)施用有機(jī)肥，從而實(shí)現(xiàn)化肥減量增效。最后，充分利用國際農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)和農(nóng)業(yè)資源，保持部分高耗肥農(nóng)產(chǎn)品的適度進(jìn)口，以調(diào)節(jié)國內(nèi)市場(chǎng)的供需平衡，運(yùn)用市場(chǎng)機(jī)制來引導(dǎo)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化，從而緩解化肥過度施用的資源環(huán)境約束。