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新疆棉花生产的外部环境成本分析

  1 问题的提出  随着我国棉花布局西移,新疆凭借优越的光热条件,棉花生产保持了良好的发展势头,确保了我国纺织工业快速发展对棉花的需求。但新疆棉花大面积连作,棉田化学物质使用量不断增加,化学污染日趋严重,水资源矛盾加剧,影响新疆棉花生产的可持续发展。为了避免如黄河流域棉区由于土壤污染、棉花病虫害高发,生产效益下降导致棉花生产不断萎缩的悲剧发生,研究新疆棉花生产的环境外部性问题成为十分迫切的课题。从已有的国内外农业外部环境成本的研究看,多集中于施用化肥的外部环境成本核算。如 SilviaTiezzi 以意大利农业为例,研究其农业化学污染问题,测算了氮、磷、钾的流失量和 1961 ~ 1991 年农业生产的环境总成本。Pretty 等人研究和测算了现代农业引起的环境问题及健康成本,结果表明,1996 年英国农牧业单位面积环境外部性成本为£ 208hm2。国内学者吕耀等估算了苏南太湖地区农田不平衡施氮引起的环境外部性经济损失约 4. 11 108元- 1; 毛显强等人运用农民支付意愿调查法估算了农田施用化肥的环境外部成本为 0. 79 元kg- 1; 向平安等人运用损失 - 浓度曲线法估算洞庭湖区水稻生产造成的环境成本高达 41. 9 108元a- 1; 田云等测算了我国 1995 ~2010 年农业碳排放量。目前,国内外关于农业负外部性成本计量的研究大多在宏观层面,有的从整个国民经济的层面定性研究外部性问题,而从行业层面定量评估农业外部环境成本的研究主要针对粮食作物展开,尚未见对棉花生产的外部环境成本评估的最新文献。矫正农业外部性问题和治理农业面源污染问题,要通过行业层面的评估使生产者了解自身的生产活动对周围环境的影响,认识到发展生态农业、循环农业和环境保护的重要性。新疆作为中国最大的棉花产区,以新疆为例来研究中国棉花生产的负外部性成本具有典型性和代表性。因此,对新疆棉花生产的外部环境成本进行科学评估,可以为正确判断全国棉花生产面临的环境问题,制定合理的棉花生产发展方式提供依据。

  2 材料与方法

  2. 1 研究方法文中选用分解求和法核算棉花生产的外部环境成本。分解求和法也叫分项求和法,它是通过分析棉花生产过程中的生物生长及其物质使用给环境带来负面影响的可能性,以确定棉花生产可能产生的环境负外部性因素,并将其作为环境成本评估模型的变量。然后分项列举,分项评估,最终合并计算各项总和,得出棉花生产的外部环境成本的评估结果。运用分解求和法准确评估棉花生产的外部环境成本的关键是,分析其环境负外部性影响因素是否详实,变量分项列举是否穷尽。一般而言,由于人们认识上的局限性,无法分析出棉花生产造成负外部性影响的所有因素,因而也就不能做到穷尽地列举变量; 只要能够尽可能多的列举负外部性的变量因素即可。

  2. 2 外部环境成本计算模型

  2. 2. 1 外部环境成本因素分析确定影响棉花生产的环境负外部性因素时,主要从棉花的生理生长过程和人类调节棉花生长所使用的各种物质资料两方面进行。棉花生长过程的生理作用会引起 CO2的吸收或排放,使用化学物质、化石能源、电力会产生直接碳排放和替代性碳排放。棉花生产过程中使用化学物质如化肥、地膜、农药、化石燃料等会引起棉田土壤污染、水污染、大气污染以及生物多样性损失,水资源利用不当会引起生态价值损失,这些都是外部环境成本的主要来源。

  2. 2. 2 计算模型

  ( 1) 棉花生产碳排放模型。棉花生产过程中的碳排放主要是农用化学物质使用和能源消耗形成的,包括棉花生产中的化肥、农药、地膜施用,农机作业燃料消耗,棉田灌排电力替代性消耗等碳排放源造成的环境负外部性影响。

  (2) 施用农药的生物多样性损失模型。施用农药的危害性导致农田土壤受到污染,进而减少土壤中的微生物和动物的数量。

  ( 3) 化学污染的环境成本模型。棉花生产化学污染的环境成本主要包括棉田施用化肥和农药引起的地表水污染损失和土壤重金属污染损失。

  (4) 棉田灌溉中水资源浪费的价值损失模型。棉花是新疆种植业中最主要的农作物,灌溉用水量相当庞大。由于气候干旱,水资源对新疆来说非常宝贵。目前,由于还有很多棉田没有采用节水灌溉技术,造成水资源的很大浪费,其直接经济损失不可低估。

  ( 5) 棉花生产外部环境成本的分解求和法模型。

  3 新疆外部环境成本测定结果

  3. 1 棉花生产的碳排放环境成本测定

  ( 1) 碳排放因素。棉花生产过程中的碳排放主要是农用化学物质使用和能源消耗形成的,包括棉花生产中的化肥、农药、地膜施用,农机作业燃料消耗,棉田灌排电力替代性消耗等碳排放源造成的环境负外部性影响。

  ( 2) 新疆棉花生产的碳排放量计算。棉花生产中 CO2排放量的计算,运用分解求和法模型式( 1) 。各种物资、能源使用量数据来自《全国农产品成本收益资料汇编》( 2013) 、《新疆统计年鉴》( 2013) ,并按棉花播种面积比重换算。

  ( 3) 新疆棉花生产碳排放的环境价值损失的估计。新疆棉花生产碳排放环境损失的计算采用市场价格法进行。市场价格法就是假设如果没有市场失灵,碳交易价格就能够反映人们对防止全球气候变化的支付意愿,以此评价棉花生产中化学物质使用的碳排放引起的环境价值损失,按照中国实施的 CDM 项目碳交易市场价格 4 ~6. 5US $ t- 1CO2取中间值计算。Ce表示棉花生产碳排放的环境损失价值,pc为碳交易价格。

  3. 2 棉田施用农药的生物多样性价值损失测定棉田长期施用农药会造成土壤中有害物质残留和重金属污染,有害物质残留和重金属污染会使农田生态系统的生物种类和生物量减少。因此,通过评估使用农药造成的棉田生物量减少的生态价值损失,来计量棉田生态系统生物多样性的价值损失。

  3. 3 棉花生产化学污染的环境成本

  ( 1) 参数的确定。新疆棉花生产中化肥、农药、地膜等化学物质投入造成的环境污染成本参考向平安等学者对我国其他省份农业生产的环境成本的研究结论。

  (2) 新疆化学污染的环境成本计算。根据全国农产品成本收益资料汇编( 2013) 数据计算,2012 年新疆棉花生产的化肥总投入量 645534. 3t,农药总投入量 6678. 08t,地膜总投入量 101020t。

  3. 4 棉田灌溉中水资源浪费的价值损失核算棉花是新疆种植业中最主要的农作物,灌溉用水量相当庞大。由于气候干旱,水资源对新疆来说非常宝贵。棉花过度用水挤占生态用水,如渭干河流域农业灌溉用水占 96. 3%,生态用水仅占 1. 9%[15],使绿洲农业区河流下游缺水断流,天然植被破坏,造成巨大的生态价值损失。目前,由于很多棉田还没有采用节水灌溉技术,造成水资源的很大浪费,其直接经济损失不可低估。

  ( 1) 参数的确定。新疆推广的农业高效节水灌溉方式有膜下自压软管滴灌、膜下有压滴灌和棉田地下滴灌 3 种方式。

  (2) 新疆棉田灌溉水资源浪费的价值损失计算结果表明,2012 年新疆棉田灌溉中由于未采用高效节水灌溉技术而浪费的水资源其价值损失极高3. 5 新疆棉花生产的外部环境成本核算根据前述分析,棉花生产的外部环境成本由棉花生产的碳排放环境成本、农药使用的生物多样性损失、棉田使用的化学物质污染环境成本和棉田灌溉中水资源浪费的价值损失等构成。因此,新疆棉花生产的外部环境成本应等于上述各项损失和成本之和。

  4 结论

  ( 1) 由于认识上的局限性,无法穷尽列举棉花生产的所有环境负外部性影响,交互外部性的存在使棉花生产的大气污染外部性分割和系数测定困难,因此,新疆棉花生产的外部环境成本计算结果存在一定误差,评估结果可能比实际偏低。

  ( 2) 从新疆棉花生产的外部环境成本评估结果看,灌溉水浪费的生态环境价值损失最大,说明干旱半干旱地区水资源在维护生态环境上的重要作用,也反映了农业水资源短缺的突出矛盾。化学污染造成的较高的外部环境成本表明,新疆棉花生产未来可能面临类似于黄河流域棉区的问题。棉田环境污染问题日趋严峻,比较效益降低,成为新疆棉花生产可持续发展新的挑战。

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