胡莉莉：中国区域农业生产用能､农业经济增长及农业能源碳排放关系研究——基于绿色全要素生产率视角

(一)农业绿色全要素生产率分析

1990—2020年，全国年均GTFP指数为1.0073，年均GEC指数为0.9797，年均GTC指数为1.0281，表明考察期内中国农业绿色全要素生产率是上升的，但这种上升主要依靠技术进步，技术效率呈恶化趋势。具体来看，年均GTFP指数大于1的省份共有19个，年均GTC指数大于1的省份共有28个，年均GEC指数大于1的省份共有6个。这表明，大部分省区市的农业生产中绿色全要素生产率的提高主要依靠技术进步。从空间分布来看，农业绿色全要素生产率较高的省区市主要集中在东部､中部地区，其指数总体要高于西部地区。

全国及各地区的绿色全要素生产率(简称GTFP)及其分解项年均变化情况见表2。

农业GTFP指标是对农业生产活动中的经济产出与碳排放进行的综合评价，但为进一步分析生产用能对农业经济增长的驱动情况､农业经济增长引起的碳排放变化等，本文将考察期内各省份单位土地产出增长率和GTFP效率值进行几何平均，分别取其均值的中位数为标准:将年均单位土地产出增长率大于等于中位数的定义为高增速地区，反之为低增速地区;将年均效率值大于等于中位数的定义为高效率地区，反之为低效率地区。将研究省区市划分成4个区域，分别是区域1(高增速､高效率)､区域2(高增速､低效率)､区域3(低增速､高效率)以及区域4(低增速､低效率)，详见图1。

从图1可以看出，区域1包含的如黑龙江､新疆等，约占我国国土面积的1/3。这些地区农业技术发达､机械化水平高，单位面积土地的产出要高于其他地区。新疆拥有得天独厚的地理位置和气候条件，是我国最大的产棉区;黑龙江土地资源丰富，机械化水平较高，研究期内农业产出总量在全国排名前十并且总播种面积较大，其单位土地产出水平相对较高，随着生产模式的调整，碳排放也有所改善。区域2包含以传统农业为主的省份如河南､云南､甘肃等，增长率较高，但农业资源配置不够合理，大量的用能投入产生较多的碳排放。区域3所包含的省份如浙江､江苏等东部发达地区，由于自然条件限制，农业生产规模较小，用能投入和农业产出都处于较低水平，但现代农业在一定程度上提高了这些地区的技术利用效率;而西藏得益于近些年“粮经作物”种植比例的调整，呈现效率较高态势。区域4所包含的省份中，山东土地平坦，便于农业规模化种植，但种植结构以粮食作物为主，价值实现不充分的同时也产生大量碳排放，导致产出和农业GTFP都不高。吉林长期以来农业生产模式传统，单位土地产出水平低，农业GTFP长期处于较低水平。辽宁地形平坦，土地面积相对广阔，机械化水平高，单位土地产出水平高，但传统的农业生产模式导致农业GTFP长期处于较低水平。东北三省虽然农业产值较高，但近十年辽宁和吉林的产值已经达到平台期，所以年均产值增速低于全国平均水平。

(二)农业生产用能与农业经济增长分析

在一定的农业生产环境下，农业产出的增长依靠用能投入的增加，而持续的农业生产用能投入是否能够持续带动农业产出的增长，与区域能源利用效率及所处生产阶段密切相关。为进一步了解各区域农业生产用能对农业产出作用的异质性，运用面板固定效应模型对1990—2020年全国､各区域单位土地的农业产出与农业生产用能投入进行回归分析，面板回归相关结果见表3至表7。

表3的1到4列分别是不加控制变量和依次加入各控制变量的回归结果(下同)。从全国层面看，1990—2020年中国农业生产用能对农业产出的影响系数为0.761，而将其他影响因素分离之后系数为0.122，表明用能投入对产出的带动作用较小。中国农业生产经历了从“内卷化”增长到“去内卷化”增长，依靠要素的大量投入，在生产要素禀赋､生态环境和技术环境的作用下改变农业的生产模式，呈现生产边际报酬递减规律以及农业产出依靠全要素生产率驱动现象。

由表4可知，区域1的基准回归系数为1.710，即1%的生产用能投入所带来的产出回报率为1.710%，高于全国平均水平，表明这一区域的农业生产活动处于边际报酬递增阶段或规模经济阶段，要素的大规模投入可以带来产出的较多增长。随着控制变量的加入，用能对农业产出的影响系数减小到0.260。经济发展水平和城镇化水平对农业产出的影响均为正向，且在1%水平上显著。重庆､广西以及宁夏等地因大力推广农业机械化､农业经营规模化以及农业水利基础设施建设等农业处于高回报率阶段。而黑龙江作为我国重要的粮食生产基地之一，其粮食种植面积占总播种面积的97%，可以最大化发挥规模化生产实现规模经济。海南因其温暖湿润的气候条件､多样的生态系统以及政策的大力扶持而展现较大的农业生产潜力。新疆是我国最主要的棉花产地之一，2020年其农业总播种面积为6280千公顷，经济作物种植占比较大，其相对充足的土地资源禀赋､较高的机械化水平以及农业产业内的结构优化使其保持相对较高的回报率。

由表5可知，区域2的基准回归系数为2.673，即生产用能投入每变动1%，引起产出变动2.673%，高于全国水平，表明该地区处于边际报酬递增阶段，继续加大要素投入可以使产出大幅度增长。随着控制变量的逐渐加入，生产用能对农业产出的作用减小(系数为1262)。具体来看，河北､陕西的土地､劳动力等资源丰富､农业水利基础设施完善，适合大规模机械化生产。根据国家统计局数据，2020年河北农作物播种面积为6388.8千公顷，有效灌溉面积占比超过55%，该区域的省份如河南､湖南等都是我国重要的粮食生产基地，富饶的土地资源与高机械化水平有利于农业规模化经营。甘肃深居内陆，降水偏少，地形复杂，平原面积较少，但由于处在农业现代化生产初期，近些年不断完善的农业技术水平与先进的农业经营理念的引入，其农业生产回报率较高。

由表6可知，区域3的生产用能系数为0.502，即1%的生产用能投入所带来的产出为0502%，低于全国平均水平，表明仅依靠要素投入驱动该区域农业产出增加难以持续，这与区域内整体的产业结构､经济模式以及城镇化水平等因素有关。从控制变量对农业产出的影响也可以看出，经济发展水平和城镇化水平对农业产值具有显著影响。区域3内的省区市如北京､上海､江苏､福建､浙江､湖北等，经济发展水平较高，农业产业占比低以及较高的城镇化水平对农用土地资源的挤占，影响农业生产规模化生产。根据国家统计局数据，2020年北京城镇化率为87.55%､总播种面积98.2千公顷;上海城镇化率为89.3%､农业总播种面积255.2千公顷。较高的城市化水平对农业生产活动既有正向促进作用，也有负向阻碍作用。一方面，较高的城市化水平会减少农业用地规模，从而阻碍农业生产实现规模经济;另一方面，城市化水平意味着更高的技术水平､更高水平的人力资本以及更先进的经营理念与管理方式，这些都会促进区域内农业绿色全要素生产率的提高，带来产出的大幅度增长。西藏位于高寒地区，农业生产条件相对较差，因而系数较低。

由表7可知，区域4的基准系数为0.992，即生产用能投入每变动1%，将会引起产出变动0.992%，略高于全国水平，表明该地区处于边际报酬递增末期，继续加大要素投入难以使产出大幅度增长。随着控制变量的增加，生产用能对农业产出的作用系数缩小至0.241，基准回归夸大了生产用能对产出的作用。经济发展水平和城镇化水平对农业产出具有显著的正向促进作用，这是因为控制变量会影响地区的农业生产投入以及农产品的市场需求。比如安徽､山西等都是我国重要的粮食生产基地，农业生产有很大的优势，丰富的土地资源与日益提高的机械化水平促进了农业规模化经营。广东靠近东部沿海，经济发展水平较高，其农业发展面临的问题与东部其他省份相似，即进入边际要素投入回报率递减阶段。四川是典型的丘陵地区，地势复杂，具有西高东低的特点，但是劳动力短缺､自然环境问题导致农业产出增加进程放缓。山东的土地､劳动力等资源丰富､农业水利基础设施完善，适合大规模机械化生产。吉林和辽宁作为我国传统的粮食生产基地，农业生产优势突出，随着农业技术的不断进步加快了农业的现代化进程，促进了农业产出的增加。

(三)农业经济增长与农业能源碳排放门槛分析

农业生产用能投入在带来农业经济增长的同时，还会产生相应的农业能源碳排放，对环境产生负面效应，进而影响农业的绿色高质量发展。因此，采用面板门槛模型研究农业经济增长与农业能源碳排放的非线性关系，探究全国及各区域农业经济增长和环境的协调发展状况。全国及各区域的门槛回归结果见表8。

1990—2020年我国农业经济增长和农业能源碳排放之间存在非线性关系，总体而言，我国农业经济增长与农业能源碳排放日益协调。由表9可知，门槛值为2056830，小于门槛值的系数为0.915，大于门槛值的系数为0.039。农业能源碳排放的平均值为1335.13，说明全国平均水平超过门槛值。具体而言，在第一门槛区间内，农业经济增长对农业能源碳排放存在显著正向影响。较大的出口需求使得农业生产活动强度增加，农业生产用能的大量使用在增加产出的同时也产生了碳排放，对环境产生了很大的负面影响。特别是1998年特大洪水灾害给农业生产带来了冲击，导致农业减产。当跨过门槛值后，农业经济增长对农业能源碳排放正向影响减弱。由于宏观政策环境的变化影响，例如“双碳”战略目标和“两山理论”的提出，使得农业产出增加的速度要快于农业能源碳排放增加的速度。2017年之后，化肥农药的减量增效､绿色农业技术的发展等一系列环保举措，使得我国在促进传统农业向现代农业转型和发展绿色低碳农业方面取得一定成效。综上，当农业能源碳排放达到一定水平时，农业经济增长和农业能源碳排放呈现由不协调向日益协调转变的良好态势。

分区域看，区域1门槛值为1452.630，小于门槛值的系数为-0.292，大于门槛值的系数为0223，表明区域1的碳排放存在拐点。拐点前这些省份的农业发展处于大规模投入用能且效率较高的阶段，随着经济增长，碳排放呈下降趋势;拐点后伴随着经济转型的深入､产业结构的调整和用能需求的增加，碳排放反而出现增长趋势。区域2门槛值为865.573，小于门槛值的系数为-0.904，大于门槛值的系数为-0.435，农业经济增长与农业能源碳排放之间存在负向关系。这些省份虽以传统农业为主，但由于大力倡导绿色农业发展理念､推行绿色农业技术等，农业经济增长和农业能源碳排放之间呈现协调发展态势。区域3门槛值为2056.830，小于门槛值的系数为1.465，大于门槛值的系数为0.066，整体与全国水平保持一致。门槛值之前，该区域内的东部沿海省份，其经济发展水平较快，农业生产用能投入较大，产生较多的能源碳排放。跨过门槛值之后，为积极响应农业绿色低碳发展理念，各省份都进行了农业生产模式和结构的调整，生产用能的科学使用使农业能源碳排放的增速放缓。区域4门槛值为901.551，小于门槛值的系数为0.537，大于门槛值的系数为0.606，与其他地区存在差异，门槛值后的系数更大。该区域的省份多为农业大省，农业生产机械化水平较高，但清洁能源技术并不发达，用能结构中柴油､电力占比相对较大，产出对用能依赖度高，绿色生产尚处于探索阶段。

(一)主要结论

1990—2020年中国农业绿色全要素生产率总体呈上升趋势，主要拉动力在于技术进步，技术效率产生了一定的阻碍作用。具体到各个省区市，效率增长较快的主要集中在中东部区域，如河北､浙江､江苏等;西部地区效率值增速普遍较慢，如西藏､甘肃､宁夏等。大部分省区市的效率增长主要依靠技术进步，技术效率存在一定程度上的恶化。

通过农业产值增长率和绿色全要素生产率效率值对研究省份进行划分，区域1的省区市如天津､黑龙江､新疆等地区农业技术水平高，平均产出水平高。区域2的省区市如河北､内蒙古､河南等地区农业技术相对发达，但利用率相对较低，大量的用能投入产生了较多的碳排放。区域3的省区市如北京､上海等东南沿海地区农业生产规模较小，产出水平低，但技术利用率高。区域4的省区市如安徽､山东､广东等中部省份粮食种植占比大，平均产出水平和农业绿色全要素生产率都不高。

通过对农业用能与农业产出进行面板固定效应回归模型分析，各个区域农业生产用能与农业产出的相关系数均为正值，即生产用能的投入能够明显的增加农业产出，但是不同地区产出增加的实现程度不同。全国层面上看，用能的投入对农业产出的带动作用在考察期内显示出边际报酬递减的现象，这与长期以来不合理的用能投入结构相关。分区域来看，区域1处于边际报酬递增阶段或规模经济阶段，可以通过要素的大规模投入带来产出的较快增长;区域2处于边际报酬递增末期，面临边际产出递减的压力;区域3和区域4处于边际报酬递增初期，可以通过用能投入带来较多的产出。

通过对中国农业经济增长与农业能源碳排放之间进行面板门槛模型的分析，我国农业经济增长和农业能源碳排放之间存在单一门槛效应。在门槛值前，二者的正向关系较强;跨过门槛值后，正向关系减弱，二者呈现由不协调向日益协调转变的良好态势。然而除自然灾害外，不同区域､省份由于经济发展水平､产业结构､用能结构､农业技术水平及制度环境等不同，在促进传统农业向现代农业转变､农业节能减排措施以及低碳化发展路径的选择上有着很大的区别，最终导致各个区域农业经济与农业能源碳排放呈现不同的协调程度。

(二)政策建议

针对农业高增速､高效率区域，应差异化选择农业绿色发展道路，推进区域低碳农业经济的协调发展。自然条件较好的地区(如海南､广西等)在农业生产中利用如风力发电､光伏发电､潮汐能等清洁能源;农业技术水平较高的地区(如天津､黑龙江等)研制低耗能型农用机械，减少高能耗型农机的使用;地域特色较强的地区(如青海､新疆､宁夏等)发挥地域优势，打造特色农业，深掘农业潜力。

针对农业高增速､低效率区域，应积极鼓励农业技术创新，促进农业绿色全要素生产率的持续提升。一方面，既要对传统农业生产技术进行改造升级，使其符合当前生产需要，还要创新农业绿色生产技术，如绿色育种技术､精准灌溉､无人机施肥药､有机肥培育技术､农业废料回收等，减少农业污染。另一方面，既要优化传统农业生产模式，还要积极探索新的､科学的农业生产模式，如智慧农业､“光伏+农业”“新能源+农业”等模式极大促进农业绿色生产。

针对农业低增速､高效率区域，应因地制宜优化农业生产用能结构，促进农业生产的节能增效。不同地区面临的农业生产阶段不同，用能投入的产出回报率具有明显差异。处在边际报酬递增阶段的区域，应侧重要素配置的优化，寻找新的产出增长点;面临生产报酬递减压力的地区，需要尽快进行生产相关的创新与转型。一方面，既要积极推广农业新技术，也要加大对农业从业者的教育培训力度，培养一批符合农业现代化生产需要的新农人。另一方面，既要不断提高农业经营管理水平与理念，也要完善土地劳动等生产要素的流转制度。

针对农业低增速､低效率区域，应提高能源资源利用效率，加大绿色农业要素的使用力度。农业生产用能的投入与其产生的农业能源碳排放的变动差异表明各地区资源利用能力和农业碳减排压力的不同。在双碳战略目标背景下，一方面引入农业绿色生产技术，提高农业生产用能的利用效率，减少因粗放型生产带来的碳排放增加;另一方面采用低碳排放生产投入要素，从源头上减少农业能源碳排放。