资源和环境约束下的现代农业发展研究.doc

资源和环境约束下的现代农业发展研究胡建摘要：基于生态、经济、社会可持续的基本理念，可构建以新增长理论为基础的现代农业发展模型，运用相关数据对湖南省现代农业发展进行实证分析和综合评价，结果显示湖南省现代农业总体上已处于起步发展阶段。现代农业的发展需要政府的政策、科技等各方面支持，尤其是资源与环境方面需要制定相关法律或法规加强管理，改善资源利用率不高、环境污染严重的局面。 关键词：资源环境约束 现代农业 湖南 现代农业的资源与环境约束主要有土地资源约束、水资源约束和农业生态环境约束。从农业发展中对资源与环境的开发利用角度分析，现代农业资源与环境具有系统性、多功能性、地区差异性、数量稀缺性和可再生特征。 一、模型构建:资源环境约束下的农业发展 现代农业发展面临着资源和环境的制约。因此，必须寻求一条资源环境可持续利用的现代农业发展模式。 可持续发展的相关研究继承新古典增长经济学传统，但新古典经济增长理论将经济增长的归为无法解释的外生技术进步，未能揭示经济可持续发展的内在机制。20 世纪80年代中期以后，以Romer，Lucas，Grossman 与Helpman 等一批经济学家为代表，逐步构建了已内生技术变动为核心的新经济增长理论。然而，农业部门生产有其自身的特点，比如，农业部门的技术进步都依靠政府的投入支持，大多数农业资源环境都是可更新的。 1 模型构建 本文利用Lucas 的人力资本积累内生经济增长模型，结合农业部门的特点，建立同时考虑资源消耗与环境污染的农业增长模型，并运用最优控制方法讨论了模型的平衡增长均衡。在均衡解的基础上进一步讨论农业可持续发展的必要条件。考虑一个封闭的农业经济体，农业技术进步外生。技术进步和知识积累是经济增长的重要因素。在经济中不考虑人口增长，将经济中人口总数量L 标准化为1，经济中只有一种最终产品，其产量用Y 表示，由最终产品生产部门提供。 假设生产函数采用Cobb Douglas 生产函数形式，则有 Y = AK ( uE) R( 1 ) z ( 1) 其中0 ， 1，0 + 1，Y 为产出，A 为常数，表示一定时期的生产技术水平，K 为物质资本投入，E 为人力资本，u 为用于生产的人力资本占所有人力资本的比例，R 为耗竭性资源投入。0 z 1 表示污染强度，用来衡量已有技术的不清洁程度，它可作为生产的要素，这是因为环境管制越宽松意味着使更不清洁但更多的生产技术被采用。当不考虑环境因素的影响时，z = 1，于是得到最大产出量( 潜在产出量) ; 当考虑环境因素的影响时，z 1，则产出量低于其潜在产出量。若记Y 为物质生产部门的产出量，则Yz 为实际产出量。值得注意的是，这里采用了一个含有污染物存量的生产函数。而且假定资源在生产过程中是基本的，即当R = 0 时Y = 0，如果Y 0 时，则必有R 0。 物资资本的生产可用于农民消费C、农业投资K、污染治理V 三个部分: K = Y C K ( 2) 生产过程中的污染排放量P，是产出水平和污染强度的函数，可以表示为: P = Yz 则污染物得变化方程为: P= AK ( uE) R( 1 ) z P ( 3) 约束条件: K= Y C K; P = AK ( uE) R ( 1 ) z P; E= v( 1 u) E ( 4) 这就是一个完整的资源环境与内生经济增长模型。 2. 模型的求解 通过动态优化，可以利用庞特里亚金极大值方法处理，最优增长路径的现值Hamilton 函数为: H = e t ( C1 1 BP + 1 e tAK ( uE) R ( 1 ) z C K+ 2 e tv( 1 u) E+ 3 e tAK ( uE) R ( 1 ) z P ( 5) 在稳态增长条件下，各变量的增长率为常数，且u、z 为常数，以下记变量x 的增长率为gx，则有模型的求解结果: g1 = gC ; gY = gK = gC ; g2 = v; gz = 1 1( g1 g3 )( 1) gp = g3 ; g1 + gK = g2 + gE ;( 1) gK + gE + ( 1 ) gR + Gz = 0 ( 6) 3. 结果分析 根据模型求解，有: gp = 1 gK ( 7) 结合( 7) 式得 ( 1 ) + + 1 1 gK = ( 1 ) gR + v( 1 u) ( 8) 令 = ( 1 ) + + 1 1 则( 8) 变为: gC = gK = 1( 1 ) gR + v( 1 u) ( 9) 如果将可持续增长率定义为瞬时效用的长期增长率，那么，可持续增长就意味着人们的瞬时效用不递减，即瞬时效用的长期增长率为非负，结合效用函数式，在稳态时，要求gP 0，gR 0，gC 0。 则在经济平衡增长时，当且仅当 1 时，污染存量增长率小于0。 且1( 1 ) gR + v( 1 u) 0。 其中， = ( 1 ) + + 1 1 而0 1， 1， 1， 1。所以 0。 则: ( 1 ) gR + v( 1 u) 0v( 1u) ( 1 ) ( gR ) 由前文知耗竭性资源可持续利用要求gR，则gR =gR 。| gR | v( 1u)( 1) 因此，假定在农业生产过程中，消耗资源存量的时间中要求维持可持续的消费，农业人力资本增长率与生产过程中的耗竭性资源的绝对投人增长率之比应大于生产过程中耗竭性资源与人力资本产出弹性之比。 模型假定人口总量为L 并标准化为1，外生技术A 为常数。现在放松这一假定，假定二者正增长。当其他量不变，人口总量L 正增长时，总产出增加，但人均产出或消费将减少，资源与环境约束更严格。当其他量不变，A 正增长时，其影响不确定。若A 正增长的同时，这一生产技术的污染强度z 也更大( 显示为z 的值更小) ，产出的变化可能增长、不变或减少。这就要求外生的技术进步时，选择更清洁和更节约资源的生产技术。另外，若A 内生时，在公共资源与环境的假定下，资源损失和环境污染的成本由所有人承担，私人生产者一般不考虑技术的资源消耗和污染等问题。此时A 增长，z 的值也减小。私人收益增长，社会总收益可能减少。此时要求对公共资源收取租金，对污染收税。 二、湖南省现代农业发展的实证分析 1 湖南省现代农业评价体系的目标值 根据湖南省的实际情况，参考国内外相关政策以及发达国家的标准，将湖南省现代农业评价体系的目标值确定如下表1: 表1 目标值及其确定标准 指标 目标值 参考标准 农民人均纯收入 10000 中共中央关于推进农村改革发展若干重大问题的决定; 该文件提出2020 年农民人均纯收入比2008 年翻一番; 2008 年湖南省农民人均纯收入为4512 元，且农业生产条件好。 粮食单产 7000 粮食产量须与人口增长持平; 我国人口增长率在0. 5%左右，粮食单产必须年均增长1%以上，才 能保持供需平衡。2008，湖南省粮食单产为5999kg /h m2 经济作物种植面积比例40 为提高农民收入水平，应加大种植结构调整力度; 根据湖南省山地面积比例，粮食作物和经 济作物种植面积比确定为6 4。 养殖业产值比例 55 湖南有良好的养殖气候和条件，2008 年牧业和渔业产值占第一产业产值的53. 8%，每年提高 l%，到2020 年为60%; 但各区、县、市条件不同，适当调低预期。 农产品加工率 70 参考农业部2006 年全国农产品加工业工作会议; 该会议要求“十一五”末，农产品加工转化率达到60%; 考虑长周期，适当提高预期。 人口自然增长率 3. 5 2008 年湖南省为5. 25%。为协调人口、资源与环境的关系，必须实行严格的人口政策，确定该目标值为3. 5%。 城镇化水平 55 世界平均水平为47%，发达国家75%，发展中国家37%; 2006 年湖南城市化水平为38. 7%; 综合发达国家和国内的标准，将该指标目标值确定为55%。 每千人拥有科技人员数35 2000 年我国农业技术研发活动清查中各省农业科技人员数与人均GDP 回归分析显示人均GDP达到3000 美元时，每该数应达到34. 8 人。 区域公路密度 1. 0 参考中共湖南省委关于贯彻落实中共中央关于推进农村改革发展若干重大问题的决定 的意见，该目标值定为1.0 km/k m2。 农业GDP 用水量 1500 我国农业用水效益有所提高。1997 2001 年，万元农业GDP 用水量由2709 m3 下降到2483 m3，照此速度，2020 年可以_下降到1500 m3。 土地复种指数 250 五岭以南该指标平均为200%左右; 湖南热量条件好、无霜期长、总积温高、水分充足，因此，复种指数目标定在250% 农业土地产出率 70000 农业人均GDP 翻一番，要求农业土地产出率也翻一番，2007 年农业土地产出率实际值为3. 33 农业劳动生产率 16000 根据2000 年湖南省农民人均纯收入水平与农业劳动生产率的回归分析，当农民人均纯收入水平接近10000 元时，农业劳动生产率应该达到16000 元。 化肥有效利用率 50 目前发达国家化肥利用率是75%以上，而我国仅为3035%。考虑到化肥使用是农业重要的污染源之一，化肥有效利用系数的目标值定在50%。 森林覆盖率 60 1994 年世界森林覆盖率为30. 7%，2007 年湖南省森林覆盖率为56. 1%; 适当提高，目标值定在60%。 化肥使用强度 225 发达国家为防止化肥对水体污染而设置的每公顷225kg的安全上限。 农药使用强度 7 2000 年，全国农药使用平均每公顷用量约14kg，比发达国家高出1 倍多。据此，将该目标值定为7kg / h m2。 农膜使用强度 6 湖南常年平均气温较高，农膜使用量应该低于我国平均水平，所以目标值确定为6kg / h m2。 垃圾处理率 100 参考生态县、生态市，生态省建设指标( 修订稿) ; 2020 年生态县的生活垃圾和污水处理率可接近90%。考虑生活垃圾的自然降解能力较差，目标值定为100%。 污水处理率 90 参考文件同上; 考虑污水的自然净化能力比生活垃圾的自然降解能力要强，目标值定为90%。 无公害农产品面积比率60 参考文件同上; 该文件要求生态县的无公害农产品面积比例应大于或等于60% 2. 数据来源及原始数据 数据来源于2010年湖南省农村统计年鉴和2010年湖南省统计年鉴，其中一些指标的数据是经换算后得到。整理后的指标数据如表2所示( 其中，括号内为该指标的权重) : 表2 湖南省现代农业评价指标体系数据 一级指标 二级指标 三级指标 指标单位 目标值 实际值 标准值 农业生产 与农村经 济发展指标 (20%) 农民人均纯收入( 25%) 元10000 4910 49 1% 粮食单产( 20%) kg /hm2 7000 6280 89 7% 经济作物种植面积比例( 20%) 40 37 7 94 3% 养殖业产值比例( 15%) 55 40 2 73 1% 农产品加工率( 20%) 70 32 45 7% 农村社会 发展指标 ( 10%) 人口自然增长率( 25%) 3 5 6 11 57 3% 城镇化水平( 25%) 55 43 2 78 5% 每千人拥有科技人员数( 25%) 35 4 9 14% 区域公路密度( 25%) km/hm2 1 0 0 9 90% 资源利用 指标( 40%) 万元农业GDP 用水量( 30%) m3 1500 2324 64 5% 土地复种指数( 15%) 250 209 83 6% 农业土地产出率( 15%) 元/ hm2 70000 42118 60 2% 农业劳动生产率( 20%) 元/人16000 11541 72 1% 化肥有效利用率( 20%) 50 32 64% 环境安全 指标( 30%) 森林覆盖率( 10%) 60 56 93 3% 化肥使用强度( 15%) kg /hm2 225 291 77 3% 农药使用强度( 15%) kg /hm2 7 14 5 48 3% 农膜使用强度( 15%) kg /hm2 6 9 66 7% 垃圾处理率( 15%) 100 66 6 66 6% 污水处理率( 15%) 90 59 2 65 8% 公害农产品面积比率( 15%) 60 31 51 7% 数据来源: 湖南统计年鉴2010 3. 评价结果 ( 1) 评价标准 根据近年的研究和笔者的调研情况，可以把现代农业发展划分为四个阶段: ( 1) 综合评价总指数低于50%，那么认为该地区现代农业基本上处于雏形; ( 2) 综合评价总指数大于或者等于50%且小于70%，则认为该地区现代农业处于起步阶段; ( 3) 综合评价总指数大于或者等于70% 且小于90%，认为该地区现代农业处于中等水平阶段; ( 4) 综合评价总指数大于或者等于90%，认为该地区现代农业处于高水平阶段。 ( 2) 综合评价 根据计算，湖南省现代农业综合评价指标总分为6684%。其中，四个二级指标的得分分别为: 69 19%、6814%、59 95%、65 81%，说明湖南省现代农业总体上已起步发展阶段，但是各个方面处于非均衡发展。其中，农民人均纯收入、农产品加工率、每千人拥有科技人员数等指标得分是最低的三个，说明湖南农业需要加强农业产业化建设和科技投入支持，从而提高农产品加工率，最终目的是提高农民人均纯收入。资源利用方面水资源、土地资源、化肥利用的得分较低，说明水资