农业种植结构调整背景下化肥使用效率与污染控制政策机制研究

China is one of the largest users of chemical fertilizer in the world on a per hectare basis, and the single largest user in total as well. Although chemical fertilizers have helped China to successfully feed the largest population in the world under limited cropland resources, high rates of fertilizer application have been tied to low fertilizer use efficiency and serious pollution problems. To ease the imbalance of agricultural supply and demand, crop structural adjustment became the key measure of China's Agricultural Supply-Side Reform. Different from previous studies, we believe that crop structural change could affect not only the total fertilizer consumption, but also the proportion of nutrient elements and thereby have an influence on the fertilizer use efficiency. Using official statistical data from Yearbook, this study first decomposes the factors that affect the chemical fertilizer consumption in China into the changes of sown areas, crop structural change, and fertilizer intensity to figure out the main driver. In addition, using household survey dataset, we further explore the impact of crop structure change on fertilizer use efficiency. The findings from the program can provide useful suggestions for policymakers aiming at reducing fertilizer consumption and improving environmental quality in a sustainable way.

中国是世界上化肥的最大消费国。如今，我国单位面积化肥施用量已远超世界公认的警戒上限，导致使用效率低，环境污染严重。为缓解农产品供求结构失衡，种植业结构调整成为了我国农业供给侧结构改革的核心。不同于以往研究，本项目认为，种植结构调整一方面直接影响化肥投入量的变化，另一方面通过对单质肥和复合肥的比例、肥料消耗品种产生作用，进而影响化肥使用效率。为此，本研究将利用统计年鉴数据将化肥总用量变动的来源进行分解，分别讨论种植面积变化、种植结构变化与单位施肥强度变化对化肥消费变化的贡献率，厘清影响化肥消费量的主要驱动因素及变动趋势。此外，本项目还将使用农村固定观察点数据从微观层面进一步分析由于种植结构调整对我国化肥施用结构优化的影响，继而探讨其对化肥使用效率的作用机理。本项目有助于研究者重新评估我国化肥的使用效率，并为政策制定者有针对性地制定相应的干预政策，从而提高化肥使用效率，促进农业可持续发展。

中国是世界上化肥的最大消费国。如今，我国单位面积化肥施用量已远超世界公认的警戒上限，导致使用效率低，环境污染严重。为缓解农产品供求结构失衡，种植业结构调整成为了我国农业供给侧结构改革的核心。本研究首先从理论上针对农业种植结构调整对化肥施用量变动的影响机制进行了分析，得出在分析化肥使用效率时，若考虑到种植结构因素的干扰，其边际产品价值（MVP）会随着肥料使用的增加而呈现出U型曲线的结论。进一步地，我们进行了拟合检验和实证分析，共同验证了该理论的合理性。基于化肥“零增长”行动实施以来的统计数据，本研究对我国三大粮食作物（稻谷、小麦、玉米）化肥施用量变化的主要驱动因素分别从全国、区域、品种三个维度进行了系统测度和分析。研究发现：我国三大粮食作物化肥使用量下降的主要驱动因素是播种面积变化、施肥强度变化和种植结构调整，反映出全国主要粮食作物化肥使用效率不断提高、化肥使用强度低的作物正在逐渐取代化肥使用强度高的作物的事实。值得注意的是，区域结构效应导致了2020年化肥施用量的上升，且不断增长的单位化肥使用强度也对化肥减量行动的有效实施构成了巨大的潜在威胁。最后，本研究在分析中国粮食作物化肥施用特征的基础上，运用面板无条件分位数回归模型探究了2004-2020年间化肥施用强度对早籼稻、中籼稻、晚籼稻、粳稻、小麦、玉米这6种粮食作物单产的影响。研究表明：粮食作物的化肥施用强度存在明显的主产区与非主产区、优势产区与非优势产区的差异。化肥使用强度的边际产出效应较小，且随着分位点由低分位向高分位移动，化肥使用已出现明显的边际报酬递减特征，且目前的增产效应已不再显著。因此，课题组提出针对各作物品种生产的主产区和优势区，我们要积极引导化肥使用效率低下的地区采用测土配方施肥、有机肥替代化肥等技术，有效减少化肥使用强度；针对非主产区和非优势区，引导农户扩大环境友好型和生态保育型作物的种植，优化地区作物种植结构。