莊稼一枝花，全靠肥當(dāng)家。化肥和農(nóng)藥是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的標(biāo)志之一，它保障了人類糧食的產(chǎn)量與品質(zhì)，但其過度使用也帶來了一系列生態(tài)環(huán)境問題。在中國, 這一問題尤其嚴(yán)峻。來自浙江大學(xué)的一支跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)最新研究發(fā)現(xiàn)：農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)規(guī)模是影響農(nóng)用化學(xué)品施用量的重要因素。適度擴(kuò)大農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)規(guī)模，能有效幫助耕地減“肥”。

相關(guān)論文“Policy Distortions, Farm Size, and the Overuse of Agricultural Chemicals in China”在線發(fā)表于6月18日的PNAS雜志（《美國科學(xué)院院刊》。論文審稿人，美國密歇根州立大學(xué)杰出教授、植物土壤和微生物科學(xué)系G. Philip Robertson博士認(rèn)為：這項(xiàng)研究為中國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了重要的洞見，并進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)而令人信服的實(shí)證檢驗(yàn)。

這項(xiàng)研究由浙江大學(xué)牽頭，浙江大學(xué)的吳意云副研究員和復(fù)旦大學(xué)的奚錫燦博士為論文的共同第一作者，浙江大學(xué)的谷保靜研究員和斯坦福大學(xué)的Peter Vitousek教授為論文的共同通訊作者。浙江大學(xué)羅德明教授、武漢大學(xué)的湯昕博士，墨爾本大學(xué)的Shu Kee Lam博士和Deli Chen教授聯(lián)合署名。

治污之困：技術(shù)很豐滿，現(xiàn)實(shí)很“骨感”

   我國每年使用化肥6000萬噸，農(nóng)藥180萬噸——全球1/3的農(nóng)用化學(xué)品消耗在9%的耕地上，單位面積施用量遠(yuǎn)超全球平均水平，也成為農(nóng)業(yè)面源污染的主要來源。上世紀(jì)90年代開始，我國太湖、滇池、洱海等多地發(fā)生藍(lán)藻爆發(fā)等環(huán)境災(zāi)害，引發(fā)了人們對(duì)于農(nóng)業(yè)面源污染問題的警醒與重視。

“施下去的肥作物只利用了不到一半”，生態(tài)環(huán)境專業(yè)背景的谷保靜研究員說，“其余部分則主要進(jìn)入水體和大氣，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染?！弊陨鲜兰o(jì)90年代起，中國投入大量人力物力治理環(huán)境，包括水專項(xiàng)在內(nèi)的科技專項(xiàng)、示范工程等陸續(xù)實(shí)施，但收效緩慢。在實(shí)驗(yàn)室或示范工程中行之有效的治污控污手段，遇到了“落不了地”的尷尬。

3年前，吳意云和谷保靜共同關(guān)注到了這一困境，吳意云的學(xué)科背景是產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)，她最關(guān)心的是：“為什么農(nóng)戶不愿意把化肥量降下來？”谷保靜認(rèn)為這個(gè)問題很有意義：“治污最根本的是源頭控制，特別是面源污染，農(nóng)戶的施肥量降不下來，后端再怎么攔截都收效甚微”。

浙江大學(xué)社會(huì)科學(xué)研究基礎(chǔ)平臺(tái)是學(xué)校近年來興建的一個(gè)學(xué)術(shù)交叉平臺(tái)，鼓勵(lì)不同學(xué)科背景的學(xué)者圍繞國家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重大問題展開協(xié)作研究。關(guān)于耕地減“肥”的話題，兩位老師熱烈討論著，關(guān)注點(diǎn)已從治污技術(shù)拓展到了治理政策，從純粹的生態(tài)學(xué)視角延展到更為復(fù)雜的社會(huì)科學(xué)體系。

吳意云說，農(nóng)民施用化肥本質(zhì)上是一種經(jīng)濟(jì)行為，“從經(jīng)濟(jì)學(xué)視角看，施肥量是農(nóng)民個(gè)體理性決策的結(jié)果”吳意云說，“那么到底是什么因素在影響著農(nóng)戶的決策行為？我們需要獲取大規(guī)模微觀數(shù)據(jù)來支撐我們的研究。”

規(guī)模增加了，化肥用少了

    浙江大學(xué)正在建設(shè)的中國農(nóng)村家庭調(diào)查數(shù)據(jù)庫，為這一研究提供了具有全國代表性的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。該數(shù)據(jù)庫每?jī)赡杲M織一次全國農(nóng)村家庭入戶調(diào)查，全面記錄我國農(nóng)村社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、政治、文化、資源環(huán)境等多個(gè)維度的發(fā)展情況，能夠助力學(xué)者從因果關(guān)系上解釋和預(yù)測(cè)中國農(nóng)村社會(huì)的發(fā)展變化。

圖：浙江大學(xué)組織的中國農(nóng)村家庭數(shù)據(jù)庫入戶調(diào)查

   課題組調(diào)取了數(shù)據(jù)庫中2萬余戶農(nóng)村家庭數(shù)據(jù)，有了重大發(fā)現(xiàn)：控制其他因素以后，農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)規(guī)模是影響中國農(nóng)場(chǎng)農(nóng)用化學(xué)品使用強(qiáng)度的強(qiáng)有力因素。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，戶均耕地面積每增加1％，每公頃化肥和農(nóng)藥施用量分別下降0.3％和0.5％。通過與復(fù)旦大學(xué)、武漢大學(xué)、斯坦福大學(xué)與墨爾本大學(xué)的合作，課題組將視野擴(kuò)展到20世紀(jì)60年代至今的74個(gè)國家農(nóng)地規(guī)模與農(nóng)用化學(xué)品施用強(qiáng)度的變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)研究結(jié)論具有高度的一般性。

“如果把農(nóng)戶按照耕地面積分組，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)中國耕地規(guī)模最大組別的施肥量與歐美是接近的，和正常施用強(qiáng)度是匹配的?！眳且庠普f。中國農(nóng)業(yè)的化肥過度施用現(xiàn)象，主要集中在經(jīng)營(yíng)規(guī)模較小的農(nóng)戶。

為什么小農(nóng)戶施用更多？

    經(jīng)濟(jì)學(xué)理論能夠幫助我們理解背后的原因。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與工業(yè)一樣，存在“規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)”，理解這一現(xiàn)象需要用到經(jīng)濟(jì)學(xué)的固定成本和可變成本的概念。谷保靜說，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)用機(jī)械、灌溉設(shè)施和相關(guān)技術(shù)上的投入，有很大一部分是所謂的固定成本，它們不隨經(jīng)營(yíng)規(guī)模增加而變化。因此，每單位土地上的平均成本會(huì)隨規(guī)模增加而減少。當(dāng)農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)規(guī)模較小時(shí)，農(nóng)民在計(jì)算相關(guān)的成本和收益后，會(huì)發(fā)現(xiàn)投入固定成本較大的項(xiàng)目是不劃算的。

當(dāng)前，關(guān)于控制農(nóng)業(yè)面源污染的主流做法是研發(fā)技術(shù)、培訓(xùn)農(nóng)民、知識(shí)“下鄉(xiāng)”等知識(shí)傳遞路線。而事實(shí)上，農(nóng)場(chǎng)規(guī)模成為限制這些新技術(shù)、新知識(shí)廣泛采用的一大影響因素。

“打個(gè)比方，如果實(shí)施一項(xiàng)環(huán)境友好的新技術(shù)能提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量10%，按照中國農(nóng)村戶均耕地面積6-8畝算，一畝地一年平均毛收入在1000元左右，新技術(shù)可能使農(nóng)戶總收入增加600-800元，刨除額外增加的成本后所剩無幾，你會(huì)不會(huì)在意？”谷保靜說。如果農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)規(guī)模大，10%的提升才會(huì)對(duì)農(nóng)民產(chǎn)生吸引力?！霸诮?jīng)營(yíng)規(guī)模較小的情況下，‘拒絕’新知識(shí)、新技術(shù)對(duì)農(nóng)戶個(gè)人來講是自然的理性行為，因?yàn)閷W(xué)習(xí)新技術(shù)可能妨礙他外出打短工獲取更高的非農(nóng)業(yè)性收入。而對(duì)社會(huì)總體來講，這又是不利于環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的?！眳且庠普f。

詳細(xì)的家庭數(shù)據(jù)進(jìn)一步解釋了我國小規(guī)模農(nóng)戶化肥過施的現(xiàn)象。中國農(nóng)民的兼業(yè)現(xiàn)象非常普遍，很多青壯年大部分時(shí)間在城鎮(zhèn)工作，一年中只有短暫幾天返回農(nóng)村從事勞動(dòng)生產(chǎn)。“這一方面讓其沒有時(shí)間和精力投入到技術(shù)的改進(jìn)，另一方面，有的農(nóng)戶就采取一次施肥管半年的方法，偏離技術(shù)最優(yōu)的施肥情況非常普遍?！眳且庠普f。谷保靜在河南調(diào)研時(shí)了解到，農(nóng)民每年在家經(jīng)營(yíng)農(nóng)地的時(shí)間平均是4.7天，其余的時(shí)間就到城鎮(zhèn)跑出租車?！八麄冇玫氖恰慌谵Z’施肥法，為了節(jié)省勞動(dòng)力，一次性多施點(diǎn)肥，其余時(shí)間就不管了。把省下來的勞動(dòng)時(shí)間投入到更賺錢的城市營(yíng)生中?！?nbsp;

適度增加農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)規(guī)模，污染減半收入翻倍

    農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)規(guī)模限制了技術(shù)更新，那又是什么限制了我國的農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)規(guī)模？在歐美發(fā)達(dá)國家，農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)規(guī)模隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高而上升，工業(yè)與農(nóng)業(yè)相互支撐共同壯大：農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高解放了農(nóng)村勞動(dòng)力，為工業(yè)發(fā)展提供了充足的人力資源。而在中國，經(jīng)過近幾十年的快速發(fā)展，我國的經(jīng)濟(jì)水平明顯提高了，但是戶均耕地面積卻沒有發(fā)生顯著變化。

“如果我國的農(nóng)地經(jīng)營(yíng)規(guī)模能夠像歐美國家那樣在市場(chǎng)機(jī)制調(diào)節(jié)下隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展而逐步擴(kuò)大，那么我們的化肥和農(nóng)藥施用量會(huì)分別降低1/3和50%，化肥的流失量會(huì)降低50%以上，而糧食產(chǎn)量幾乎不發(fā)生變化，農(nóng)民的收入也會(huì)增加一倍?！惫缺ｌo說。

圖：農(nóng)地規(guī)模增加的潛在效應(yīng)

戶均18畝是目前的均衡點(diǎn)

    那么到底多大的農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)規(guī)模是適度的呢？實(shí)際上，適度的農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)規(guī)模會(huì)隨經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展以及技術(shù)革新，特別是非農(nóng)部門的發(fā)展而變化。隨著農(nóng)地規(guī)模的增加，農(nóng)民獲得的農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)收入會(huì)相應(yīng)增加，而適度規(guī)模取決于農(nóng)業(yè)收入與農(nóng)民進(jìn)城打工預(yù)期獲得的非農(nóng)業(yè)收入的比較?！稗r(nóng)民進(jìn)城打工的預(yù)期收入曲線和經(jīng)營(yíng)農(nóng)業(yè)的收入曲線存在相交點(diǎn)，當(dāng)農(nóng)地規(guī)模超過相交點(diǎn)，勞動(dòng)力從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)比進(jìn)城打工更賺錢，從而有激勵(lì)留在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域?！爱?dāng)前，這個(gè)臨界點(diǎn)是18畝左右，換句話說，小于18畝實(shí)際上是低效的，這些人進(jìn)城打工可以獲得更高的預(yù)期收入?！钡沁@個(gè)臨界點(diǎn)會(huì)隨著我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展而持續(xù)變大，直至達(dá)到新的均衡點(diǎn)。

圖：農(nóng)地規(guī)模的均衡點(diǎn)（2015年數(shù)據(jù)）

潛在政策調(diào)整的方向

   “目前我國農(nóng)村的戶均耕地面積是6-8畝?！惫缺ｌo說，這一數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于歐美發(fā)達(dá)國家，也低于同等發(fā)展水平的國家。我國的小規(guī)模農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)模式源于上世紀(jì)的農(nóng)村聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和城市化進(jìn)程加速，尚未完善的農(nóng)地流轉(zhuǎn)制度和社會(huì)保障制度限制了農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)規(guī)模的擴(kuò)大。“我國正在進(jìn)行的農(nóng)村土地確權(quán)，是完善農(nóng)地流轉(zhuǎn)制度的第一步?！眳且庠普f，要想擴(kuò)大戶均農(nóng)地規(guī)模，“一方面要從法律制度層面去完善農(nóng)地流轉(zhuǎn)的相關(guān)政策；另一方面，還要在城市化的進(jìn)程中進(jìn)一步完善戶籍制度和社保制度改革，讓城市化更通暢，土地流轉(zhuǎn)更順暢。以消解移民和土地政策的抑制作用。”

“這項(xiàng)研究啟發(fā)我們，如果有更為完備的農(nóng)地流轉(zhuǎn)市場(chǎng)，更完備的社會(huì)保障機(jī)制，小規(guī)模農(nóng)戶占主導(dǎo)的現(xiàn)象將得到改善?！眳且庠普J(rèn)為，我國近年來逐步推進(jìn)的農(nóng)業(yè)適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)、戶籍制度改革，將在一定程度上促進(jìn)耕地減“肥”。“這是一個(gè)非常關(guān)鍵的動(dòng)因，從我們的研究看，只有耕地面積起來了，農(nóng)戶才會(huì)真正有意愿去接納新技術(shù)。”谷保靜說。

“目前我國實(shí)施的農(nóng)地流轉(zhuǎn)政策和城市化政策，都不是直接為降低農(nóng)業(yè)化學(xué)品的施用而設(shè)計(jì)的，但我們認(rèn)為它們客觀上將為農(nóng)地減“肥”產(chǎn)生顯著的積極影響?！惫缺ｌo說，“這與農(nóng)業(yè)部正在推行的農(nóng)藥、化肥兩個(gè)‘零增長(zhǎng)’計(jì)劃有機(jī)結(jié)合起來，能讓耕地真正實(shí)現(xiàn)減‘肥’?！?/span>

對(duì)其他發(fā)展中國家的啟示

    土地過“肥”的問題，中國不是孤例。在埃及、印度和南美一些在相對(duì)落后和處于轉(zhuǎn)型期的發(fā)展中國家，部分國家地區(qū)的化肥施用量甚至超過了中國。“非洲雖然現(xiàn)在化肥欠缺，但是隨著其經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平的提高，未來化肥可得性會(huì)持續(xù)改善，非洲會(huì)不會(huì)走中國的老路，從化肥施用不足走向化肥施用過量？”在一次斯坦福大學(xué)舉辦的國際會(huì)議上，谷保靜向英國科學(xué)院院士、國際知名農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)家Gordon Conway教授提問，院士搖了搖頭：“我們目前還不確定?！?/span>

現(xiàn)在，谷保靜可以帶著他的研究論文再和Gordon Conway去探討他們的研究發(fā)現(xiàn)，因?yàn)檫@一發(fā)現(xiàn)對(duì)中國之外的其余發(fā)展中國家也同樣適用：要想為耕地減“肥”，通過相應(yīng)的政策配套來逐步擴(kuò)大農(nóng)地規(guī)模，或許是一條行之有效的方法，這將為后發(fā)轉(zhuǎn)型國家提供避免從化肥施用不足走向化肥施用過量的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)。