李南潔，肖新成，曹國勇，何丙輝

（1. 西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶 400715；2. 重慶工商大學(xué)重慶市發(fā)展信息管理工程技術(shù)研究中心，重慶 400067；3. 宜春學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，宜春 336000）

面源污染下三峽庫區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率及影子價(jià)格測算

李南潔1,2，肖新成3，曹國勇3，何丙輝1※

（1. 西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶 400715；2. 重慶工商大學(xué)重慶市發(fā)展信息管理工程技術(shù)研究中心，重慶 400067；3. 宜春學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，宜春 336000）

農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)面源污染，將農(nóng)業(yè)的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)納入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率評價(jià)框架是研究的新方向。采用非徑向、非角度的SBM-DEA模型，結(jié)合方向性距離函數(shù)，考察了2003－2015年期間重慶三峽庫區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率，引入影子價(jià)格測算了各區(qū)（縣）農(nóng)業(yè)面源污染的邊際減排成本。研究結(jié)果表明：2003－2015年期間，重慶三峽庫區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率趨于穩(wěn)步提升態(tài)勢，但整體水平較低，平均值僅為0.508，全樣本期投入無效率和非期望產(chǎn)出無效率平均值分別為27.3%和24.7%。農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率較高的地區(qū)集中在都市核心區(qū)和庫尾都市外圍區(qū)，江北和大渡口的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率值為0.7；而庫尾低山丘陵區(qū)、庫中平行嶺谷區(qū)、腹地山地丘陵區(qū)和腹地外圍山地區(qū)的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率相對較低，尤其是巫溪、萬州與開縣農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率值僅為0.4左右。從效率損失的原因看，化肥、農(nóng)藥的過度投入及其相應(yīng)的逆生態(tài)環(huán)境效應(yīng)表現(xiàn)突出，在投入無效率的來源分解中貢獻(xiàn)最大，達(dá)35.82%；大渡口、南岸、江北、北碚與渝北農(nóng)業(yè)面源污染排放的影子價(jià)格居前，分別為3.503、3.478、3.370、3.317、3.302億元/萬t，污染減排空間較??；萬州、豐都與開縣農(nóng)業(yè)面源污染排放影子價(jià)格較低，分別為2.167、2.321和2.492億元/萬t。在制定區(qū)域排放目標(biāo)時(shí)，應(yīng)考慮區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率的空間異質(zhì)性，針對不同區(qū)域的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率和影子價(jià)格制定具有針對性的減排策略，尤其應(yīng)當(dāng)把生態(tài)環(huán)境效率改進(jìn)余地較大和邊際減排成本相對較低的地區(qū)作為減排重點(diǎn)地區(qū)。

農(nóng)業(yè)；生態(tài)；污染控制；面源污染；生態(tài)環(huán)境效率；影子價(jià)格；三峽庫區(qū)

0 引 言

重慶三峽庫區(qū)是以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)為主的大農(nóng)村、大山區(qū)，農(nóng)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)較差，人地矛盾關(guān)系突出，庫區(qū)人均耕地僅為0.06 hm2，中低產(chǎn)田占耕地總面積的70%以上[1]。近10 a來，重慶三峽庫區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)出水平不斷提高，糧食產(chǎn)量由2006年的420萬t增加到2015年的580萬t，這與大幅度使用農(nóng)藥、化肥等現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的石化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的推行不無關(guān)系。根據(jù)《重慶統(tǒng)計(jì)年鑒2016》各區(qū)縣農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)整理后得出，2015年重慶三峽庫區(qū)21個(gè)區(qū)（縣）平均化肥、農(nóng)藥使用強(qiáng)度分別達(dá)305、26.48 kg/hm2，化肥使用量已超過發(fā)達(dá)國家設(shè)置的（225 kg/hm2）安全上限，農(nóng)藥使用量比發(fā)達(dá)國家高出3倍之多[2-3]?！笆r(nóng)業(yè)”在提高農(nóng)作物產(chǎn)量、促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，也造成了多種形式的環(huán)境污染[4]。為加強(qiáng)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，大力推進(jìn)化肥減量提效、農(nóng)藥減量控害，農(nóng)業(yè)部制定了化肥、農(nóng)藥使用量零增長行動(dòng)方案。但是嚴(yán)格的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境管制勢必會(huì)降低農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量，進(jìn)而影響到國家糧食安全與農(nóng)民收入。這就有必要對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境管制政策的邊際成本進(jìn)行合理測算，在增強(qiáng)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)力度的同時(shí)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)高效穩(wěn)步發(fā)展。

不少學(xué)者在測算農(nóng)業(yè)面源污染物COD、TN、TP排放量、分解農(nóng)業(yè)面源污染影響因素、探索農(nóng)業(yè)面源污染減排機(jī)制與政策等方面，進(jìn)行了深入的研究。關(guān)于農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率的概念，自1990年Schaltegger和Sturn[5]首次提出后，Kuosmanen和Kortelainen[6]用生產(chǎn)活動(dòng)的經(jīng)濟(jì)增加值與其帶來的環(huán)境破壞之比評價(jià)了生態(tài)環(huán)境效率，Huppes和Ishikawa[7]從環(huán)境生產(chǎn)率、環(huán)境生產(chǎn)強(qiáng)度與環(huán)境改善成本的視角考察了生態(tài)環(huán)境效率等。盡管對生態(tài)環(huán)境效率的定義較多，但其核心思想均是在生產(chǎn)評價(jià)中引入經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的雙重維度[8-10]。關(guān)于農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率的研究方法可以總結(jié)為以下4類：其一是對單因素進(jìn)行評價(jià)的比值分析法[11-12]，此方法簡便易行，但難以發(fā)現(xiàn)阻礙農(nóng)業(yè)資源潛力充分利用的限制因素。其二是利用生態(tài)足跡和能值構(gòu)建不同的評價(jià)指標(biāo)對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率與可持續(xù)性進(jìn)行評價(jià)[13-14]，但其評價(jià)結(jié)果反映的是綜合效率，不能從生產(chǎn)要素的合理投入給出生態(tài)環(huán)境效率優(yōu)化的路徑與策略[15-16]。其三是指標(biāo)體系評價(jià)法，用來定量反映和衡量農(nóng)業(yè)資源利用的有效性狀況，綜合評估農(nóng)業(yè)領(lǐng)域各子系統(tǒng)的發(fā)展水平和協(xié)調(diào)發(fā)展程度[17-18]，但該方法存在指標(biāo)選取任意性、指標(biāo)權(quán)重主觀性等缺陷。四是前沿計(jì)量模型法，此類方法的共同基礎(chǔ)是距離函數(shù)[19]，即結(jié)合投入數(shù)據(jù)和產(chǎn)出數(shù)據(jù)，通過隨機(jī)前沿生產(chǎn)函數(shù)SFA（stochastic frontier approach）或數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法DEA（data envelopment analysis），分析考慮資源環(huán)境約束下農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)效率或者農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的資源利用效率。SFA屬于參數(shù)分析方法，考慮了隨機(jī)因素對于產(chǎn)出的影響[20]；而DEA屬于非參數(shù)分析方法，通過線性規(guī)劃模型來度量效率，能方便處理決策單元是多產(chǎn)出的情況[21]。這兩種前沿分析法均有較高的靈敏度和可靠性，在生態(tài)環(huán)境效率評價(jià)中廣泛應(yīng)用。但傳統(tǒng)的徑向DEA模型中期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出只能同比例地放大或縮小，難以考察松弛變量對效率值的影響，也忽視了使期望產(chǎn)出增加、非期望產(chǎn)出減少的技術(shù)變化，因而度量的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率是有偏差的。因此，為對農(nóng)業(yè)環(huán)境管制政策成本進(jìn)行合理評估，本文將生態(tài)環(huán)境因素納入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系，擬在分析2003―2015年間重慶三峽庫區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率時(shí)空演變的基礎(chǔ)上，借用非徑向、非角度的方向性距離函數(shù)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中生態(tài)環(huán)境效率進(jìn)行測算和比較，并利用農(nóng)業(yè)面源污染物排放影子價(jià)格對重慶三峽庫區(qū)的農(nóng)業(yè)邊際減排成本進(jìn)行分析，確定控制農(nóng)業(yè)面源污染的合理減排成本，為農(nóng)業(yè)環(huán)境管制政策的制定提供參考，進(jìn)而為實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長三者之間的協(xié)調(diào)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究方法、指標(biāo)與數(shù)據(jù)

1.1 研究方法

農(nóng)業(yè)產(chǎn)出不僅僅表現(xiàn)為農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值或總產(chǎn)量，而且應(yīng)當(dāng)還包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的不利于生態(tài)環(huán)境的農(nóng)業(yè)面源污染物（TN、TP總體排放量），因此，應(yīng)考慮將生態(tài)環(huán)境因素的農(nóng)業(yè)面源污染納入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率核算框架，作為非期望產(chǎn)出。F?re and Grosskopf[22]將這種同時(shí)考慮投入與期望產(chǎn)出、非期望產(chǎn)出（污染物）的技術(shù)結(jié)構(gòu)稱之為環(huán)境技術(shù)效率。在該框架下，假定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有r個(gè)決策單元，每個(gè)決策單元有n類投入要素、m類期望產(chǎn)出與i類非期望產(chǎn)出，分別用向量x∈Rn，y∈Rm，u∈Ri表示，投入矩陣、期望產(chǎn)出矩陣和非期望產(chǎn)出分別用矩陣表示，且X>0、Y>0、U >0。表示決策單元k=1,2,,K的權(quán)重，用zk值的大小確定同等投入條件下，追求期望產(chǎn)出盡可能增加、非期望產(chǎn)出盡可能減少，則生態(tài)環(huán)境技術(shù)的生產(chǎn)可能性集可以表示為

對于決策單元的非期望產(chǎn)出借鑒Tone[23]提出的基于松弛測度的非徑向、非角度的SBM模型（Slack Based Model），對生態(tài)環(huán)境約束下的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率進(jìn)行測算。SBM模型的基本公式為

式中xn0、ym0、ui0分別表示決策單元的生產(chǎn)要素投入、期望產(chǎn)出與非期望產(chǎn)出；向量分別代表生產(chǎn)要素投入、期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出的松弛變量；ρ表示生態(tài)環(huán)境效率值，其取值范圍介于0和1之間，如果ρ=1，即=0時(shí)，則評價(jià)的決策單元是有效率的，不存在投入與非期望產(chǎn)出的冗余以及期望產(chǎn)出的不足。當(dāng)生產(chǎn)單元存在效率損失時(shí)，可將生態(tài)環(huán)境效率損失的來生產(chǎn)要素可以縮減的比例； 2）期望產(chǎn)出無效率表示期望產(chǎn)出（農(nóng)業(yè)產(chǎn)值）的可擴(kuò)張比例； 3）非期望產(chǎn)出無效率表示非期望產(chǎn)出（農(nóng)業(yè)面源污染物）的可縮減比例。

通過距離函數(shù)法，度量環(huán)境管制下環(huán)境污染物的影子價(jià)格，從而確定污染物的邊際減排成本。引入方向性距離函數(shù)思想，假設(shè)產(chǎn)出增長方向向量g=(gy,?gu)，該向量用來約束期望產(chǎn)出（gy）與非期望產(chǎn)出（gu）的變動(dòng)狀況?？啥x基于產(chǎn)出角度的方向性距離函數(shù)：

假定投入不變，且僅考慮期望產(chǎn)出最大化增加，非期望產(chǎn)出盡可能減少，設(shè)定方向?yàn)間=(y,-u)，那么，在規(guī)模報(bào)酬不變的情況下，可以通過如式（5）的線性規(guī)劃來計(jì)算距離函數(shù)值。

在式（5）中，0β表示與處于獲取最大產(chǎn)出的投入要素組合比例的決策單元相比，給定單元期望產(chǎn)出擴(kuò)張或非期望產(chǎn)出減少的程度。如果0=0β，則決策單元效率最高。

假定π為農(nóng)業(yè)的產(chǎn)出收益，其收益函數(shù)應(yīng)為

式中py、pu為期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出的價(jià)格，(1)?表示產(chǎn)出的無效率。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本函數(shù)為

式中jω表示第j種生產(chǎn)要素的價(jià)格，jx生產(chǎn)要素投入的數(shù)量。則農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的利潤函數(shù)為

根據(jù)方向性距離函數(shù)與利潤函數(shù)的關(guān)系，在非參數(shù)化方向性距離函數(shù)形式下，期望產(chǎn)出與非期望產(chǎn)出的價(jià)格相對比值就是放棄1單位非期望產(chǎn)出所減少的期望產(chǎn)出，可以表述為方向距離函數(shù)分別對非期望產(chǎn)出與期望產(chǎn)出一階導(dǎo)數(shù)的比例，這樣就可以得到非期望產(chǎn)出的影子價(jià)格模型，即期望產(chǎn)出的影子價(jià)格與非期望產(chǎn)出的影子價(jià)格的關(guān)系如下

根據(jù)Lee與Park等[24]的研究，若期望產(chǎn)出的影子價(jià)格（py）等于其市場價(jià)格（或標(biāo)準(zhǔn)化為1），則與之相關(guān)的非期望產(chǎn)出的影子價(jià)格（pu）可以表述為期望產(chǎn)出價(jià)格與期望產(chǎn)出—非期望產(chǎn)出的邊際轉(zhuǎn)換率的乘積，也就是宏觀經(jīng)濟(jì)意義上的農(nóng)業(yè)面源污染減排成本。

1.2 指標(biāo)體系

可持續(xù)農(nóng)業(yè)強(qiáng)調(diào)農(nóng)業(yè)發(fā)展必須合理利用自然資源，保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境，并在此基礎(chǔ)上不斷提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)水平。因此，在構(gòu)建農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入產(chǎn)出效率指標(biāo)體系時(shí)應(yīng)當(dāng)綜合考慮資源節(jié)約、環(huán)境友好和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長三者間的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展。農(nóng)業(yè)面源污染是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中氮素、磷素等營養(yǎng)物質(zhì)、農(nóng)藥以及其他有機(jī)或無機(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，主要包括化肥和農(nóng)藥等。本文以重慶三峽庫區(qū)2003－2015年農(nóng)業(yè)投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)為研究樣本，結(jié)合現(xiàn)有文獻(xiàn)成果，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的投入指標(biāo)土地投入、灌溉投入、勞動(dòng)力投入、化肥投入、農(nóng)藥投入、資本投入分別用農(nóng)作物播種面積（hm2）、有效灌溉面積（hm2）、鄉(xiāng)村從業(yè)人員（萬人）、折純后的年度農(nóng)用化肥施用量（萬t）、農(nóng)藥使用量（萬t）、農(nóng)業(yè)機(jī)械動(dòng)力（萬kW）表示。同時(shí)，選擇種植業(yè)總產(chǎn)值作為期望產(chǎn)出指標(biāo)、選取農(nóng)業(yè)面源污染作為非期望產(chǎn)出指標(biāo)。

1.3 數(shù)據(jù)來源

重慶三峽庫區(qū)包括都市核心區(qū)（大渡口、江北、沙坪壩、九龍坡和南岸）、庫尾都市外圍區(qū)（北碚、渝北和巴南）、庫尾低山丘陵區(qū)（江津）、庫中平行嶺谷區(qū)（長壽、涪陵、武隆、豐都、石柱和忠縣）、腹地山地丘陵區(qū)（萬州、云陽和奉節(jié)）和腹地外圍山地區(qū)（開縣、巫山和巫溪）六大區(qū)域21個(gè)區(qū)（縣）。研究數(shù)據(jù)主要來源于重慶市統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站2003－2015年期間的統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，部分?jǐn)?shù)據(jù)是三峽庫區(qū)各區(qū)（縣）2003－2015年期間的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)整理后得出。由于缺乏重慶市以及各區(qū)（縣）農(nóng)業(yè)污染物排放總量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，本文中各污染源污染物排放量是采用清單分析法估算的。非期望產(chǎn)出的農(nóng)業(yè)面源污染具有分散性、隱蔽性、隨機(jī)性、不易監(jiān)測等特點(diǎn)，而清單分析法是以綜合調(diào)查為基礎(chǔ)，形式簡單、參數(shù)較少、適合在該種難以量化和缺乏試驗(yàn)條件的情況下采用[25-26]。其中，各污染源排污系數(shù)主要是參考第一次全國污染源普查農(nóng)業(yè)源系數(shù)手冊，對各區(qū)（縣）農(nóng)田化肥和農(nóng)藥面源污染進(jìn)行測算得到的，具體方法參見肖新成等[27-30]的研究。

2 結(jié)果與分析

2.1 生態(tài)環(huán)境效率的時(shí)間維度分析

根據(jù)重慶市三峽庫區(qū)2003－2015年間的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和農(nóng)業(yè)面源污染物的測算結(jié)果進(jìn)行分析，鄉(xiāng)村從業(yè)人員即從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)力呈現(xiàn)下降趨勢，而農(nóng)業(yè)化肥、農(nóng)藥等生產(chǎn)要素的投入增加明顯，農(nóng)作物播種面積和灌溉投入變動(dòng)不大。意味著庫區(qū)農(nóng)業(yè)的發(fā)展一定程度上是化肥、農(nóng)藥對勞動(dòng)力投入的替代。此外，化肥、農(nóng)藥生產(chǎn)要素投入的不斷增加在帶來期望產(chǎn)出增加的同時(shí)，也不可避免地造成非期望產(chǎn)出的增加，農(nóng)作物產(chǎn)出的增長是以犧牲生態(tài)環(huán)境福祉為代價(jià)換取的。根據(jù)農(nóng)業(yè)投入產(chǎn)出的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，測算2003－2015年的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境技術(shù)效率，結(jié)果見圖1。測算結(jié)果表明：1）樣本期的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率總體呈現(xiàn)“升-降-升”的趨勢，2003－2006年期間農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率出現(xiàn)波動(dòng)中下降的趨勢，2007年以后農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率開始穩(wěn)步上升。2006年農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率出現(xiàn)下降的態(tài)勢，原因可能在于：2006年重慶遭受了百年不遇特大旱災(zāi)，農(nóng)作物大量減產(chǎn)，與此同時(shí)，國內(nèi)對農(nóng)業(yè)面源污染的認(rèn)識(shí)不足，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對生態(tài)環(huán)境的破壞沒有引起足夠地重視，對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境管制較弱；2007年三峽庫區(qū)有7條長江一級(jí)支流出現(xiàn)水華現(xiàn)象。農(nóng)業(yè)部、環(huán)保部與重慶市相關(guān)部門為加強(qiáng)流域水資源安全性，圍繞三峽庫區(qū)水土流失與面源污染及消落帶生態(tài)環(huán)境退化問題，出臺(tái)了一系列控制農(nóng)業(yè)面源污染的政策和措施，如推廣測土配方施肥技術(shù)減少化肥的施用量、采取病蟲害綜合防治技術(shù)減少農(nóng)藥使用量、通過農(nóng)業(yè)生態(tài)園建設(shè)防止水土流失等，有針對性地開展農(nóng)業(yè)面源污染防治工作，在一定程度上促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率的上升。2）2003－2015年間重慶三峽庫區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率的平均值為0.508，說明重慶三峽庫區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率整體處于較低水平，迫切需要資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、生態(tài)保育型等現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式來破解農(nóng)業(yè)資源環(huán)境約束問題，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。3）根據(jù)前述無效率分解式測算，全樣本期投入無效率和非期望產(chǎn)出無效率平均值分別為27.3%和24.7%，其中2003－2006年樣本期無效率平均值分別為24.6%、22.5%，2007－2015年樣本期無效率平均值分別為20.4%、18.9%，全樣本期和分樣本期投入產(chǎn)出無效率均高于非期望產(chǎn)出無效率。

圖1 重慶三峽庫區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率變動(dòng)趨勢Fig.1 Changes of agricultural eco-environment efficiency in Chongqing of Three Gorges Reservoir Region

2.2 生態(tài)環(huán)境效率的空間維度分析

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，2003－2015年重慶三峽庫區(qū)21個(gè)區(qū)（縣）的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率值如圖2所示。江北、大渡口、渝北、北碚、巴南、沙坪壩、武隆、南岸8個(gè)區(qū)（縣）的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率值處于重慶三峽庫區(qū)平均值水平以上，其他區(qū)（縣）的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率值處于庫區(qū)平均值水平以下。其中，江北和大渡口的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率值為0.7，相對于其他區(qū)（縣）較高，無效產(chǎn)出相對較低，生態(tài)環(huán)境效率的分布比較靠近生態(tài)環(huán)境生產(chǎn)前沿，說明這2個(gè)區(qū)（縣）在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)有效地兼顧了生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。其余19個(gè)區(qū)（縣）屬于農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率非有效地區(qū)，如果要達(dá)到農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率的有效狀態(tài)，就需要改變投入和產(chǎn)出決策單元。從空間分布看，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率較高的區(qū)（縣）大多集中在都市核心區(qū)和庫尾都市外圍區(qū)，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率較低的區(qū)（縣）大多分布在庫尾低山丘陵區(qū)、庫中平行嶺谷區(qū)、腹地山地丘陵區(qū)和腹地外圍山地區(qū)?？臻g維度分析結(jié)果表明都市核心區(qū)和庫尾都市外圍區(qū)在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中兼顧了資源節(jié)約利用和環(huán)境保護(hù)，比較注重農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變。而庫尾低山丘陵區(qū)、庫中平行嶺谷區(qū)、腹地山地丘陵區(qū)和腹地外圍山地區(qū)大多位于武陵山連片特困區(qū)與秦巴山連片特困區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平比較低，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中農(nóng)業(yè)資源消耗嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)資源利用不合理，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式粗放，農(nóng)業(yè)環(huán)境污染問題嚴(yán)重。在大力倡導(dǎo)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、生態(tài)保育型農(nóng)業(yè)建設(shè)的背景下，這些區(qū)域存在一定的減排潛力。

圖2 21個(gè)區(qū)（縣）的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率Fig.2 Agricultural eco-environment efficiency in 21 districts

利用重慶市三峽庫區(qū)六大區(qū)域2003－2015年農(nóng)業(yè)投入產(chǎn)出橫截面數(shù)據(jù)，以區(qū)域?yàn)闆Q策單元，測算六大區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率，并分析產(chǎn)生差異的原因。根據(jù)投入無效率、期望產(chǎn)出無效率、非期望產(chǎn)出無效率公式，可以將要素投入無效率（IEx）進(jìn)一步分解為勞動(dòng)力從業(yè)人員無效率（IEl）、農(nóng)作物播種面積無效率（IEh）、灌溉投入無效率（IEi）、化肥投入無效率（IEf）、農(nóng)藥投入無效率（IEp）與資本投入無效率（IEc）。測算結(jié)果見表1，可以看出2003－2015年，重慶三峽庫區(qū)6大區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境無效率水平平均值為0.492，化肥施用量在投入無效率的來源分解中貢獻(xiàn)最大，達(dá)35.82%；農(nóng)業(yè)面源污染排放在產(chǎn)出無效率中貢獻(xiàn)最大，達(dá)63.08%。從區(qū)域分布情況看，都市核心區(qū)的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境無效率水平明顯低于其他5個(gè)區(qū)域。化肥施用量的貢獻(xiàn)率在六大區(qū)域投入無效率來源分解中均是最大的，農(nóng)藥和勞動(dòng)力的貢獻(xiàn)率次之，農(nóng)業(yè)機(jī)械動(dòng)力投入對投入無效率的貢獻(xiàn)率最小，在5%以下。農(nóng)業(yè)產(chǎn)出無效率主要來源于農(nóng)業(yè)面源污染排放，尤其是在庫尾低山丘陵區(qū)，農(nóng)業(yè)面源污染排放的貢獻(xiàn)率最高，達(dá)67.46%；都市核心區(qū)和庫尾都市外圍區(qū)的農(nóng)業(yè)面源污染排放對產(chǎn)出無效率的貢獻(xiàn)率相對低于其他區(qū)域。

表1 6大區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境無效率及其分解Table 1 Agricultural eco-environment inefficiency and its components in six regions

2.3 影子價(jià)格分析

農(nóng)業(yè)面源污染排放的影子價(jià)格反映的是農(nóng)業(yè)面源污染減排的難易程度，即在投入和生產(chǎn)技術(shù)既定的條件下，農(nóng)業(yè)面源污染減排的經(jīng)濟(jì)成本。農(nóng)業(yè)面源污染排放影子價(jià)格越高，表明該地區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染的減排成本也就越大。測算的各區(qū)（縣）的農(nóng)業(yè)面源污染物影子價(jià)格見圖3，可以看出大渡口、南岸、江北、北碚與渝北5個(gè)區(qū)（縣）近幾年平均農(nóng)業(yè)面源污染排放影子價(jià)格處于前列，分別為3.503、3.478、3.370、3.317、3.302億元/萬t。以上5個(gè)區(qū)（縣）分別位于都市核心區(qū)與庫尾都市外圍區(qū)，區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對較高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中污染排放效率較高，所代表的生產(chǎn)技術(shù)相對于其他地區(qū)更先進(jìn)，表明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的提高帶來農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收的同時(shí)，也減小了農(nóng)業(yè)面源污染減排的空間。要繼續(xù)減少農(nóng)業(yè)面源污染排放，需要付出更高的經(jīng)濟(jì)代價(jià)，如果給這些地方分配過高的農(nóng)業(yè)面源污染減排任務(wù)，勢必導(dǎo)致這些區(qū)域的農(nóng)業(yè)大幅度減產(chǎn)。萬州、豐都與開縣農(nóng)業(yè)面源污染排放影子價(jià)格較低，分別為2.167、2.321和2.492億元/萬t，農(nóng)業(yè)面源污染的邊際減排成本相對較低，農(nóng)業(yè)面源污染減排強(qiáng)度大。從重慶市三峽庫區(qū)整體看，影子價(jià)格隨時(shí)間推移越來越大。2011、2013及2015年重慶三峽庫區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染排放平均影子價(jià)格分別為2.817、2.957和3.120億元/萬t，呈逐年增大趨勢，所有區(qū)（縣）的影子價(jià)格呈現(xiàn)遞增特征，表明農(nóng)業(yè)面源污染減排難度在不斷加大。因此，應(yīng)當(dāng)注重提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)效率，使農(nóng)業(yè)面源污染治理和農(nóng)業(yè)產(chǎn)出增長保持一個(gè)相對平衡的關(guān)系。

圖3 各區(qū)（縣）農(nóng)業(yè)面源污染影子價(jià)格Fig.3 Shadow price of agricultural non-point source pollution in every district

3 討 論

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中化肥、農(nóng)藥的過量使用不可避免地會(huì)帶來農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的破壞。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長、農(nóng)村社會(huì)發(fā)展與資源、生態(tài)、環(huán)境間的矛盾日益突出，使得實(shí)施嚴(yán)格的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境管制政策，控制農(nóng)業(yè)面源污染迫在眉睫。農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率測算實(shí)質(zhì)是將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程對生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響納入到農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效率測算中，考察農(nóng)業(yè)投入、期望產(chǎn)出與非期望產(chǎn)出三者之間的關(guān)系。將非期望產(chǎn)出納入農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率評價(jià)中，其實(shí)質(zhì)就是倡導(dǎo)農(nóng)業(yè)走生態(tài)化的發(fā)展道路，控制農(nóng)業(yè)發(fā)展“ 逆生態(tài)化”的效應(yīng)。農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率評價(jià)、農(nóng)業(yè)面源污染控制政策與措施應(yīng)當(dāng)遵循農(nóng)業(yè)面源污染物的產(chǎn)生機(jī)理，采取源頭控制的策略，減少農(nóng)業(yè)化學(xué)品的投入，才能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本下降、農(nóng)業(yè)面源污染減少與農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率提升的多贏局面。在制定區(qū)域排放目標(biāo)和農(nóng)業(yè)面源污染減排政策時(shí)，應(yīng)考慮區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率的空間異質(zhì)性，針對不同區(qū)域的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率和影子價(jià)格制定具有針對性的減排策略，尤其應(yīng)當(dāng)把生態(tài)環(huán)境效率改進(jìn)余地較大和邊際減排成本相對較低的地區(qū)作為減排重點(diǎn)地區(qū)。SBM-DEA模型直接把松弛變量引入目標(biāo)函數(shù)，解決了投入產(chǎn)出的松弛問題，能夠?qū)Σ荒軆r(jià)格化和難以確定權(quán)重的指標(biāo)進(jìn)行分析，對非期望產(chǎn)出存在情況下的效率測算具有較高的靈敏度和可靠性。需要指出的是，由于農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率損失和影子價(jià)格是多因素共同作用的結(jié)果，SBM-DEA模型也僅為農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率的改善和影子價(jià)格的測算提供了研究方向，如果要提出更為完備的農(nóng)業(yè)生態(tài)效率改善政策建議，需要進(jìn)一步對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率損失的影響因素和作用機(jī)理進(jìn)行更為深入的計(jì)量。

4 結(jié) 論

1）2003－2015年期間，重慶三峽庫區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率趨于提升態(tài)勢，這與10多年中國發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、有機(jī)農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)政策的實(shí)施不無關(guān)系。然而，資源稟賦、農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、農(nóng)民增產(chǎn)增收的主觀愿望等決定了農(nóng)業(yè)生態(tài)化發(fā)展不可能只追求生態(tài)環(huán)境效益而完全忽視經(jīng)濟(jì)收益。因此，平衡農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與農(nóng)業(yè)環(huán)境污染的關(guān)系，是重慶三峽庫區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。

2）從區(qū)域情況看，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率較高的區(qū)（縣）集中在都市核心區(qū)和庫尾都市外圍區(qū)，而庫尾低山丘陵區(qū)、庫中平行嶺谷區(qū)、腹地山地丘陵區(qū)和腹地外圍山地區(qū)的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率相對較低。這表明區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率存在一定的關(guān)系。同時(shí)，生態(tài)環(huán)境效率只是針對一同評價(jià)的其他決策單元而言，若與國內(nèi)的其他地區(qū)相比，重慶三峽庫區(qū)的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于糧食主產(chǎn)區(qū)。

3）從效率損失的原因看，大部分區(qū)（縣）效率損失主要是由農(nóng)業(yè)投入無效率和非期望產(chǎn)出無效率導(dǎo)致的。從內(nèi)在結(jié)構(gòu)看，化肥、農(nóng)藥的過度投入及其相應(yīng)的逆生態(tài)環(huán)境效應(yīng)表現(xiàn)突出，因此，從總體上應(yīng)減少化肥、農(nóng)藥的投入。值得注意的是，倡導(dǎo)和發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)不能采取一刀切的政策，提高農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境效率，應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的實(shí)際情況，調(diào)整農(nóng)業(yè)要素投入及產(chǎn)出結(jié)構(gòu)，分階段解決農(nóng)業(yè)發(fā)展對生態(tài)的負(fù)面影響。

4）控制農(nóng)業(yè)面源污染成本負(fù)擔(dān)加重。隨時(shí)間推移，各區(qū)（縣）的農(nóng)業(yè)面源污染影子價(jià)格均呈現(xiàn)遞增特征，農(nóng)業(yè)面源污染減排邊際成本不斷增加。大渡口、南岸、江北、北碚與渝北5區(qū)（縣）農(nóng)業(yè)面源污染排放影子價(jià)格處于前列，農(nóng)業(yè)面源污染減排空間較小，應(yīng)委以較低的農(nóng)業(yè)面源污染減排任務(wù)；萬州、豐都與開縣3區(qū)（縣）農(nóng)業(yè)面源污染排放影子價(jià)格較低，應(yīng)委以農(nóng)業(yè)面源污染減排的重任。

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Agricultural eco-environment efficiency and shadow price measurement in Three Gorges Reservoir area under non-point source pollution constraints

Li Nanjie1,2, Xiao Xincheng3, Cao Guoyong3, He Binghui1※
(1. College of Resources and Environment, Southwest University, Chongqing 400715, China; 2. Chongqing Engineering Technology Research Center for Information Management in Development, Chongqing Technology and Business University, Chongqing 400067, China; 3. School of Economics and Management, Yichun University, Yichun 336000, China)

The modernization process of agriculture has led to serious agricultural non-point source pollution. It is a new direction to study the evaluation framework of agricultural production efficiency by including the ecological environment effect of agriculture. Agricultural eco-environmental efficiency which combines both economic and ecological performance is a valid way for agricultural sustainability analysis. Based on the non-radial and non-angle SBM-DEA model and the directional distance function, the agricultural eco-environmental efficiency of the Three Gorges Reservoir area in Chongqing during the period from 2003 to 2015 was investigated. The marginal price of agricultural non-point source pollution was estimated by introducing the shadow price cost of emission reduction. The results showed that: 1) During the period of 2006 to 2015, the agro-ecological environment efficiency of the Three Gorges Reservoir area in Chongqing tended to increase steadily, but the overall level was low；2) The input and output of each district (county) were needed to change to optimize the efficiency of agro-ecological environment. The areas with high agro-ecological environment were concentrated in the urban core area and the urban fringe of the reservoir, while the eco-environmental efficiency of the low mountain and hill area, parallel ridge valley area, mountainous area in the hinterland and surrounding mountain area in the hinterland were relatively low; 3) From the reasons of the efficiency loss, the excessive use of chemical fertilizers and pesticides and their corresponding adverse ecological and environmental effects were outstanding, mainly due to the inefficiency of agricultural investment and the inefficiency of undesired output; 4) The shadow prices of agricultural non-point source pollution in Dadukou, Nan’an, Jiangbei, Beibei and Yubei area were at the forefront, and the pollution abatement space was small, therefor, the task of reducing agricultural non-point source pollution should be commissioned. Fengdu, Kaixian and Wanxian district’s shadow prices of agricultural non-point source pollution emission were low, thus those three areas should be assigned to agricultural non-point source pollution reduction. Chongqing section of Three Gorges Reservoir Area had an enormous potential for reduction of agricultural non-point source pollution and for the decrease of resource inputs to enhance the agricultural eco-environmental efficiency. Agricultural eco-environmental efficiency evaluation plays an important role in promoting agriculture ecological and sustainable development. The eco-environmental efficiency optimization provides further implications on resource and environmental protection strategies in Chongqing section of Three Gorges Reservoir Area. Meanwhile, we should evaluate agricultural eco-environmental efficiency according to resources endowment, factor substitution, adverse impact on ecology and environment and consider the regional development and different stages, we should promote differently the development of ecological agriculture.

agriculture; ecology; pollution control; non-point source pollution; eco-environmental efficiency; shadow price; Three Gorges Reservoir Area

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.11.026

F205

A

1002-6819(2017)-11-0203-08

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10.11975/j.issn.1002-6819.2017.11.026 http://www.tcsae.org

Li Nanjie, Xiao Xincheng, Cao Guoyong, He Binghui. Agricultural eco-environment efficiency and shadow price measurement in Three Gorges Reservoir area under non-point source pollution constraints[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(11): 203－210. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.11.026 http://www.tcsae.org

2017-03-08

2017-05-12

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（71663054）；重慶市教委科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(KJ1706178)；重慶工商大學(xué)科研平臺(tái)開放課題（1456042、gczxkf201704）作者簡介：李南潔，女，河南南陽人，博士，助理研究員，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)資源與環(huán)境管理。重慶 西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，400715。

Email：605863208@qq.com

※通信作者：何丙輝，男，湖南汨羅人，教授，博士，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)資源與環(huán)境管理。重慶 西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，400715。

Email：hebinghui@swu.edu.cn