PNAS丨中国不合适的政策、农场规模以及过度使用农用化学品

养活不断增长和日益富裕的全球人口是一个巨大的挑战。为了应对这一挑战，全球农业生产中使用了约200 Tg·y^-1 (1 Tg = 1012 g)的化肥 (氮、磷和钾)和3 Tg·y^-1的农药。这些化学品的很大一部分流失到环境中，威胁生态系统和人类健康。在许多发达国家，现代农业技术和管理策略，如土壤测试，已被广泛采用，并在过去几十年中在优化农业化学品使用方面取得了重大进展。这些技术和管理做法的采用大大减少了农业化学品使用对环境和健康的不利影响，同时几乎不影响作物产量。然而，许多发展中国家尚未实现这样的转变。

中国是世界上最大的农用化学品消费国，它在全球9%的农田上使用了30%以上的化肥和农药。中国普遍存在农用化学品使用效率低、损失率高的问题，造成经济损失和严重的地方、区域和全球污染。近年来，中国政府努力减少农用化学品过度使用造成的污染，包括取消对化肥的补贴和实施土壤测试，但效果相当有限，例如不断增加的农药用量。为了使中国农业更可持续发展，我们需要了解为什么中国农民平均使用的农药比世界上其他地方多得多。

一个可能的解释是中国农场规模分布的高度倾斜和不平衡。中国农田以小农为主，每块农田的典型面积约为0.1公顷。在如此小的规模下，许多技术创新、向农民转移知识的途径和现代管理实践存在固定成本较高且效率较低的问题。本文将中国农户调查数据与国际数据相结合，评估了导致中国农业化学品过度使用中农场规模和维持小农场规模的政策扭曲的作用。

研究内容：

为了建立中国每公顷农用化学品使用量与农场规模之间的关系，我们依赖于有浙江大学主持的来自农业部的家庭调查数据。调查采用分层三阶段概率比例随机抽样设计，并按人口规模加权。原始样本包括中国363个选定县的1439个居委会或村的22535户农户。由于调查只报告了六种主要作物(水稻、小麦、玉米、豆类、花生和油菜籽)的播种面积和产量，因此我们只在主要分析中关注种植这些主要作物的家庭。利用2015年CRHPS数据构建的农场规模分布与2006年第二次全国农业普查(NAC)数据非常相似，为2015年CRHPS数据质量提供了证据支持。2015年的CRHPS可在t ssec.zju.edu.cn/dataset/CRHPS上获得，此外，我们使用了以下来源的数据来确保我们的主要结果的稳健性，包括: (i) 2002年中国家庭收入项目; (ii)第二个NAC; (iii)联合国粮食及农业组织数据库和世界银行数据库。

我们进行了一系列情景分析，研究了在改变中国农场规模分布的情况下，农业化学品使用、氮损失(以化肥氮投入与作物产量含氮量之差计算)、作物产量和农民收入的变化。随着农场规模的扩大，一部分农民将土地租给大农户，并向非农业部门转移。在我们的模拟中也跟踪了这些农民的收入变化。首先，我们消除了正文中提到的政策扭曲，因此播种面积小于1.1公顷的农民将转向非农业职业，并将其土地租给播种面积大于1.1公顷的群体。其次，我们通过将小农的土地重新分配给大农场，将2010年中国的平均农场规模扩大到图S5中SI附录的拟合线所预测的水平。在第三个分析中，我们再次将小农的土地重新分配给种植大户，但将中国的平均农场规模增加到6.1公顷的世界平均水平。

Fig.1 中国农场规模与单位面积化学品使用量和单位面积产量的关系。(A)农场规模(按播种面积计算)和单位面积化肥用量; (B)农场规模和单位面积农药使用量;(三)农场规模和单位面积作物产量; (D)农场规模和劳动生产率(单位劳动的作物产量)。每个数据点表示某个场大小组(总共29个场大小组)内变量的平均值。

Fig.2 不同国家和年份的农场规模差异。(A)不同国家的农场规模随农业劳动生产率(每个农村人口的农业增加值)的变化而变化; (B)农场规模随城市化的变化; (C)中国和世界其他地区以农场面积为基础的农场规模分布情况; (D)基于家庭数量的中国和世界其他地区的农场规模分布。

Fig.3 政策扭曲和纠正扭曲的情景。(A)农村农民的农业和(预期的)非农业收入与农场规模的函数关系。非农业劳动收入采用以农民工学历、工作经验等为条件的Mincerian收入方程计算。“扭曲”指的是农村劳动力受到土地制度和户口制度的限制，只能从事农业工作，尽管他们在非农业部门可以挣得更多。“高效”指的是农村工人留在农业部门赚取更多收入的正常情况。x轴上的数字表示每个农场组的平均农场规模。(B)不同情景下的农业化学品使用、肥料损失和产量以及劳动收入。“世界ave”是指中国的平均农场规模及其分布与世界平均水平趋同的情况。“Int.Trend”是指中国平均农场规模及其分布符合图2A所示的国际趋势，且该情景下的农场规模小于世界普遍的农场规模。扭曲是指中国的土地分配政策和户口制度对劳动力和土地市场的影响，通过取消它们从而使农村劳动力可以自由地离开农业，且土地使用权可以自由交易。

研究结论：

通过一项具有全国代表性的农户调查，我们发现，在中国农场规模是影响农用化学品使用强度的一个重要因素。农场规模每增加1%，每公顷化肥和农药使用量分别减少0.3%和0.5% (P < 0.001)，农业劳动生产率增加近1%，而作物产量只会减少0.02%，这在统计上并不显著。从20世纪60年代到21世纪初，从中国收集的其他独立数据来源和对74个国家的国际小组分析也发现了同样的模式。虽然在许多其他国家经济增长与农场规模的扩大有关，但在中国这种关系被土地和户籍政策扭曲了，导致中国农场规模一直很小。消除这些扭曲将使农业化学品的使用减少30-50%，对环境的影响减少50%，同时使所有农民的总收入增加一倍，包括那些搬到城市地区的农民。消除政策扭曲也可能是对过度使用问题的其他补救措施的补充，例如放宽农民获得现代技术和知识的途径，以及改善环境监管和严格执法。