楊泳冰 吳培南 鄭微微

摘要? 基于2005—2018年我國25個省（區(qū)、市）面板數據，考察作物生長期內積溫和降水量對農藥投入的影響?；鶞驶貧w結果顯示，氣候因素會顯著影響農藥投入，作物生長期積溫和降水量對農藥投入具有顯著的正向作用，并且這兩者的協(xié)同作用也顯著為正。異質性分析表明，北方地區(qū)和高產量地區(qū)的農藥投入對氣候因素更為敏感，并且影響效果也更大。農戶受教育水平提高、單位面積勞動力投入減少、地區(qū)受災率增加會提高氣候變化對農藥投入的正向作用。因此，在制定農藥減量政策時應關注氣候變化的影響，建立農業(yè)氣候預警機制，完善農業(yè)保險制度，通過有效的風險管理降低農戶過量施用農藥的潛在動力。

關鍵詞? 氣候變化；農業(yè)生產；農藥投入

中圖分類號? S162? 文獻標識碼? A

文章編號? 0517-6611（2024）04-0205-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.04.045

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Impact of Climate Change on Pesticide Input

YANG Yong.bing1，WU Pei.nan2，ZHENG Wei.wei3

（1.School of Economics，Nanjing University of Finance & Economics，Nanjing，Jiangsu 210023;2.School of Economics，Shanghai University，Shanghai 200444;3.Institute of Agricultural Economics and Development，Jiangsu Academy of Agricultural Sciences，Nanjing，Jiangsu 210014）

Abstract? Based on panel data from 25 provinces （regions，cities） in China from 2005 to 2018，this study investigated the effects of accumulated temperature and precipitation during crop growth on pesticide inputs.The baseline regression results showed that climate factors had a significant impact on pesticide input.Both accumulated temperature and precipitation during the crop growth period had a significantly positive effect on pesticide input，and their synergistic effect was also significant.Heterogeneity analysis showed that pesticide use in northern and high.yield regions was more sensitive to climate factors，with a greater impact.Farmers education level increased，labor per acre decreased，and regional disaster rates increased，the promoting effect of climate change on pesticide use became more pronounced.Therefore，when formulating pesticide reduction policies，we should pay attention to the impact of climate change，establish an early warning mechanism for agricultural climate，improve the agricultural insurance system，and reduce the potential motivation of farmers to over.apply pesticides through effective risk management.

Key words? Climate change;Agricultural production;Pesticide input

基金項目? 江蘇省高校哲學社會科學研究一般項目（2022SJYB0288）；江蘇省高等學?；A科學（自然科學）研究面上項目（22KJB630001）。

作者簡介? 楊泳冰（1989—），男，江蘇靖江人，講師，博士，從事農業(yè)經濟研究。*通信作者，副研究員，博士，從事農業(yè)經濟研究。

收稿日期? 2023-04-03；修回日期? 2023-05-08

我國農業(yè)生產中農藥施用量的增加不僅導致生產成本的增加，還造成了嚴重的環(huán)境污染，成為制約綠色農業(yè)發(fā)展的重要問題。近年來政府部門已制定多項措施以減少農藥投入，統(tǒng)計數據顯示，農藥減量政策實施以來，全國農藥施用總量呈下降趨勢，農藥減量政策頗具成效。但也有研究指出，目前農藥減量主要是通過減少農作物播種面積實現(xiàn)的，農藥施用強度仍處于較高水平，農藥減量仍存在很大空間［1］。同時農藥的過量施用會帶來水體污染、土壤板結、食品安全等問題，對自然界以及人類經濟社會的健康發(fā)展造成嚴重影響。為保障國家糧食安全與食品安全，現(xiàn)有的農藥減量目標應該從“減總量”向“降強度”轉變，相應政策的落腳點應放在降低農藥施用強度上。

由于農戶是農藥施用的微觀決策主體，現(xiàn)有研究主要從投入要素價格［2］、土地規(guī)模［3］、農業(yè)勞動力成本［4］、農戶風險偏好［5］、農業(yè)技術培訓［6］等角度對農戶的農藥施用行為進行了系統(tǒng)分析，但有關氣候變化對農藥施用強度的影響研究鮮見報道。氣候變化包括溫度和降水量的變化，對農業(yè)來說，溫度升高以及降水量增加形成的高溫濕潤環(huán)境會加快農田病蟲害的暴發(fā)，給農業(yè)產出帶來不確定性和不穩(wěn)定性［7］。農戶為穩(wěn)定作物產量往往會加大農藥投入，這在我國表現(xiàn)得尤為明顯［8］，所以由氣候變化帶來的病蟲害問題將影響農戶的農藥投入決策。而我國目前農藥減量政策主要是采取補貼、技術推廣和農民培訓等經濟和技術手段改變農戶施藥行為，較少關注氣候變化的影響。因此，研究氣候變化對農藥施用強度的影響，不僅可以豐富農戶施藥行為決策理論，還可為今后制定更有效的農藥減量政策提供新的視角。

目前關于氣候變化對農戶施藥行為影響的文獻主要集中在自然科學領域。在以溫度升高為顯著特點的氣候變化背景下，氣溫的升高以及降水量的變化將直接或者間接影響農作物生長、土壤質量、生物多樣性以及農藥利用效率［9-11］，從而影響農戶的農藥施用量。首先，氣溫、降水和光照是影響農作物生長的重要條件，同時細菌、昆蟲和雜草是與農作物共生的重要生物因素［12］。氣溫與降水的變化可能會為昆蟲和病原體營造更好的生長環(huán)境［13］，使生物體之間的相互關系發(fā)生改變，導致農作物生長環(huán)境中的微生物和有害物質增加［14］、土壤質量下降以及生物多樣性減少，加劇了潛在的病蟲害風險，最終增加農戶的農藥施用。其次，在農藥利用效率方面，氣溫升高加快了農藥的揮發(fā)降解，減少了農藥的藥效時長，造成農戶只能增施農藥以降低病蟲害風險［15］。雖然學者們對農藥施用進行了大量的研究，但其在控制試驗中通常會控制其他影響農藥施用的因素，特別是忽略農戶的氣候適應性行為，可能會高估氣候變化對農藥投入的影響。因此，在現(xiàn)實農業(yè)生產中，氣候變化是否加劇了農藥投入還有待實證檢驗?；诖?，該研究利用全國25個?。▍^(qū)、市）2005—2018年農業(yè)生產投入面板數據，構建計量模型以實證分析氣候變化對農藥投入的影響，為優(yōu)化完善農藥減量政策提供參考依據。

1? 模型、數據與描述性統(tǒng)計

1.1? 模型設定? 該研究構建如下計量模型以實證分析氣候變化對農藥投入的影響：

Pesticideit=α0+β1Climateit+β2Xit+εit（1）

式中：Pesticideit是i省第t年作物單位面積農藥投入量（元/hm2）；在核心解釋變量（Climateit）方面，使用作物生長期內的積溫和累積降水量；Xit是影響i省第t年農藥投入的控制變量；εit為隨機擾動項；α0、β1、β2為待估參數。

此外，考慮到氣候變化對農藥投入可能存在非線性影響，該研究進一步在公式中加入作物生長期積溫和累積降水量的二次項，以檢驗積溫和降水對農藥投用是否具有U型或倒U型關系。因此，在公式（1）中加入核心解釋變量的平方項進行實證分析，具體如下：

Pesticideit=α0+β1Climateit+β2Climate2it+β3Xit+εit（2）

為考察氣候變化對農藥投入影響的異質性，該研究在公式（1）中加入氣候變量和調節(jié)變量的交互項，模型設定如下：

Pesticideit=α0+β1Climateit+β2Climateit+Interactit+β3Xit+εit（3）

式中，調節(jié)變量Interactit分別為農戶受教育程度、單位面積勞動投入和受災率。

1.2? 數據來源? 該研究選取2005—2018年我國25個?。▍^(qū)、市）的農業(yè)生產面板數據進行分析，包括上海、云南、內蒙古、北京、吉林、四川、天津、寧夏、安徽、山東、山西、廣西、新疆、江蘇、河北、河南、浙江、湖北、甘肅、貴州、遼寧、重慶、陜西、青海、黑龍江。作物投入產出數據來源為歷年《全國農產品成本收益資料匯編》。影響農藥投入的控制變量數據來自相應年份的《中國年鑒》《中國統(tǒng)計年鑒》和《中國農村統(tǒng)計年鑒》。氣候變量中的溫度和降水量數據來自中國氣象數據網（http：//www.nmic.cn/）。

1.3? 各變量描述性分析? 各變量描述性統(tǒng)計分析如表1所示。樣本期內全國農藥投入強度均值為38.13元/hm2，最小值為10.67元/hm2，最大值為69.32元/hm2，說明各地區(qū)各年度的農藥投入差異較大。

2? 實證結果與分析

2.1? 基準回歸結果? 為直觀地量化氣候變化對農藥投入的影響，該研究對公式（1）采用雙對數固定效應模型進行參數估計，結果如表2所示。其中，第（1）列僅加入積溫的估計結果，表明作物生長期內積溫上升1%，農藥投入增加0.19%，主要原因為氣溫的升高會加快土壤表層的農藥揮發(fā)，減少農藥在環(huán)境中的留存量，降低藥效持續(xù)時長，促使農戶多投入農藥；其次，氣溫升高會影響土壤中微生物活動以及化學反應速率，提高農藥降解速率，農戶為了保證農作物產量，往往會加大農藥投入；第三，較高的溫度和升高的二氧化碳濃度會促進植物的生長和擴張，而高生長率會造成農作物中吸收的農藥被稀釋，從而減少植物中殘留的農藥，降低對病蟲害的防御力，農戶將選擇多施農藥以抵御病蟲害風險。因此可以把氣溫變化帶來的農藥施用量的變化看成是一種農戶的適用性行為，以減少氣溫變化帶來的農作物減產風險。此外，在全球氣溫變暖的大背景下，氣候變化導致極端氣候的頻率、強度和范圍以及持續(xù)時間都發(fā)生了變化，給農業(yè)生產帶來極大的產出風險，在農業(yè)風險管理系統(tǒng)尚不完善的情況下，農戶只能通過增施農藥等方式降低產出不確定性。

第（2）列僅加入降水量的估計結果，表明作物生長期內累積降水量增加1%將導致作物的農藥投入增加0.15%?？赡艿脑驗榻邓l率以及強度的增加會影響作物對農藥的吸收與運輸，同時降水造成的濕潤環(huán)境促進土壤中真菌以及其他病原體的繁殖，使作物病原體感染加重。除此之外，降水量的增加也會影響農藥的持久性和有效性，只有增加農藥投入才能發(fā)揮非降水時期同樣的作用，農戶為保持農作物產量，不得不加大農藥投入來減少病蟲害威脅。

第（3）列為在公式（1）中同時加入積溫和降水量的結果，積溫對農藥投入的影響依然顯著，但降水量的系數不顯著，表明積溫和降水量可能對作物的農藥投入量存在相互影響的效果。因此，該研究在第（4）列中加入兩者的交互項，結果表明交互項系數顯著為正，這意味著積溫和降水量對農藥投入存在協(xié)同作用，氣候變化對作物農藥投入的影響是綜合和累積的，即積溫越高，會增強降水量對農藥投入的促進作用。

2.2? 非線性回歸結果? 基準回歸結果反映氣候變化對農藥投入量的線性平均效應。已有研究表明，大多數農作物在日平均溫度10 ℃以上才能活躍生長，溫度升高有助于作物提前滿足生長發(fā)育的要求。同時，降水量對土壤的水分供應起到了重要作用，適當的水分可加速肥料溶解，促進作物對養(yǎng)分的吸收，但如果降水過多，不僅不利于農作物養(yǎng)分吸收，而且會造成養(yǎng)分流失［16-17］。因此，考慮到作物生長特征，該研究在基準回歸模型基礎上加入積溫和降水量的二次項，考察氣候變化對作物農藥投入的非線性影響，結果如表3所示。從表3可以看出，積溫對農藥投入存在非線性影響，其中一次項為負，二次項為正，均在0.01水平上顯著，表明積溫對農藥投入呈現(xiàn)先下降再上升的正U型關系。在列（3）和（5）中加入降水量的一次項和二次項后，積溫對農藥投入的正U型影響關系均沒有發(fā)生顯著變化。而由列（2）、（4）和（5）可得，降水量的二次項均不顯著，表明降水量對農藥投入不具有非線性特征。

2.3? 異質性分析? 該研究以秦嶺—淮河為分界線，考察了南北地區(qū)的區(qū)域異質性。南方地區(qū)包括上海、云南、四川、廣西、江蘇、浙江、湖北、貴州、重慶，其余?。▍^(qū)、市）為北方地區(qū)，分組回歸結果如表4所示。從表4可以看出，積溫和降水量對農藥投入的影響在南北地區(qū)存在明顯差異。

在積溫方面，北方地區(qū)作物生長期內積溫每增加1%將增加農藥投入0.35%，并在0.01水平上顯著，這一數值顯著高于基準回歸中全樣本系數。而南方地區(qū)的積溫每提高1%，將引起農藥投入增加0.10%，低于全樣本的基準水平。溫度升高，南北溫差減小，會嚴重影響害蟲向北遷入的始盛期提前以及向南回遷期推遲，而增加對北方地區(qū)的為害時間，因此北方需要更多的農藥投入以防治害蟲，而南方會相對較少。此外，氣候變暖也會改變病原體的地理分布而影響南北方的農藥投入。

在降水量方面，南方地區(qū)的降水量對農藥投入影響不顯著，而北方地區(qū)降水量對農藥的投入彈性為0.28%，并在0.01水平上顯著。一方面，北方降水量相對較少，農作物生產對干旱環(huán)境的適應性較強，降水量增加導致作物難以適應，從而需要增加農藥投入，而南方全年降水量充足，水資源豐富，南方地區(qū)農作物對濕潤環(huán)境的適應性較強，降水量增加不會顯著改變土壤的農藥吸收利用率；另一方面，南北土壤特征具有顯著差異，降水過多容易增加水土流失的概率，施用于田間的農藥也隨之流失，從而顯著增加農藥投入?？傮w而言，北方地區(qū)農藥投入對氣候變化的反應更為敏感，南方地區(qū)作物對氣候變化的耐受性更高。

考慮到不同作物的分布本來就具有南北差異，因此，除了實際地理因素的異質性，該研究進一步考慮了氣候變化對作物主要生產地和非主要生產地的農藥投入差異。該研究根據作物產量的中位數分組，將樣本分為高產量地和低產量地。水稻的高產量地區(qū)為云南、內蒙古、寧夏、山東、江蘇、河北、遼寧，小麥的高產量地區(qū)為內蒙古、安徽、山東、新疆、江蘇、河北、河南、陜西，玉米的高產量地區(qū)為內蒙古、吉林、寧夏、山東、山西、新疆、河北、河南、甘肅、黑龍江。分組回歸結果如表5所示，高產量地區(qū)和低產量地區(qū)的農藥投入對氣候變化的影響表現(xiàn)出明顯差異。具體而言，在高產量地區(qū)，作物生長期積溫每增加1%，將增加農藥投入0.39%，并通過0.01顯著性水平檢驗，并高于全樣本的基準回歸結果，然而積溫對農藥投入的影響在低產量地區(qū)不顯著。高產量地區(qū)農作物種植面積大，氣溫升高，害蟲率增加，導致農藥投入增加，并且農戶對農作物產量更為關注，會相應地更多增加農藥投入。而低產量地區(qū)農作物生長環(huán)境較差，農戶會關注其優(yōu)勢產業(yè)而忽略農業(yè)生產，因此氣溫變化并不會顯著影響農藥投入。

表5顯示，降水量每增加1%將導致高產量地區(qū)農藥投入增加0.35%，高于全樣本基準結果，并且在低產量地區(qū)不顯著。降水量本身會顯著提高農藥投入，但由于地區(qū)差異，如區(qū)域種植面積、地勢地形等，會降低其作用效果。比較而言，高產量地區(qū)農業(yè)生產受重視，種植面積大，降水量將顯著增加農藥投入，而低產量地區(qū)則沒有這樣的顯著效果?？傮w而言，相較于低產量地區(qū)，高產量地區(qū)的農藥投入對氣候變化更為敏感。

2.4? 調節(jié)效應分析? 為多角度分析氣候變化對農藥投入的異質性，該研究按照公式（3）進行回歸，結果如表6～8所示。受教育水平的交互效應結果（表6）顯示交互項均在0.01水平上顯著，表明農戶受教育水平的提高會增加作物生長期內積溫和降水量對農藥投入的正向作用。這可能是由于受過良好教育的農戶會更關注氣候變化風險，在農藥投入方面的行為決策更為積極。

表7反映了氣候因素和單位面積勞動投入的交互效應。結果顯示，單位面積勞動投入的增加將抑制作物生長期內的積溫和降水量對農藥投入的正向作用。當更多的勞動被投入作物耕種過程時，農戶也更傾向于精耕細作，因此，即使氣候變化導致病蟲害的增加，但是在農戶長時間的精心照料和持續(xù)關注下，農藥的投入會被抑制。

表8展示了氣候變量和受災率的交互效應。結果顯示，受災率的增加將提高氣候變化對農藥投入的正向作用，表明氣候因素和災害因素對農藥投入的影響是協(xié)同的，共同導致農藥投入的增加。

3? 結論與討論

該研究基于2005—2018年我國25個?。▍^(qū)、市）面板數據，考察作物生長期內積溫和降水量對農藥投入的影響。基準回歸結果顯示，作物生長期內的積溫和降水量對農藥投入具有顯著的正向作用，并且兩者的交互項也顯著為正。異質性分析表明，北方地區(qū)的農藥投入對氣候變化的反應更為敏感，南方地區(qū)的作物對氣候變化的耐受性更高。相比于低產量地區(qū)，高產量地區(qū)的農藥投入對氣候變化更為敏感，并且影響效果也更大。此外，農戶受教育水平提高、單位面積勞動投入減少、地區(qū)受災率增加將提高積溫和降水量對農藥投入的促進作用。受過良好教育的農戶會更關注氣候變化風險，在農藥投入方面的行為決策更為積極。同時，氣候因素和災害因素對農藥投入的影響是協(xié)同的，共同導致農藥投入的增加。

根據上述研究結論，得到如下政策啟示：①重視氣候變化對農藥投入的影響作用。在制定農藥減量政策時，應高度重視氣候變化對農藥投入的影響，并考慮利用一些農業(yè)風險管理工具，如通過相應的農業(yè)保險條款設計促使農戶主動減少農藥投入。②加強農業(yè)災害性氣候的中長期預測和預報。氣候變化對作物產量和農藥利用效率都產生顯著影響。目前氣候變化導致氣象災害發(fā)生的頻率更加頻繁，災害的強度更大，造成損失更重，加強對災害預警的時效性成為當務之急。③重視科技進步以及農田基礎設施的作用。加強農田灌溉等基礎設施建設，不斷發(fā)展農作物育種和種植技術，豐富農作物抗風險方法，提高農作物生產抗風險能力，減少農戶在應對農業(yè)產出風險時對農藥的依賴性。

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