农业技术进步对土地利用和环境的影响

发布时间：2016-08-19 22:18

本文关键词：人口数量增加、农业技术进步对土地利用和环境的影响，由笔耕文化传播整理发布。

人口数量增加、农业技术进步对土地利用和环境的影响；韦鸿；（长江大学经济学院湖北农村发展研究中心，湖北荆州；摘要：研究目的：分析人口数量增加、农业技术进步对；文献引用：韦鸿.人口数量增加、农业技术进步对土地；AnalyzetheIn?uenceofIncr；onFarmlandUtilization&am；WEIHong；(HubeiAgricultureDe

人口数量增加、农业技术进步对土地利用和环境的影响

韦鸿

（长江大学经济学院湖北农村发展研究中心，湖北荆州 434025）

摘要：研究目的：分析人口数量增加、农业技术进步对土地利用强度和环境的渐进影响。研究方法：静态分析和比较静态分析法。研究结果：人口数量增加和第一类农业技术进步将导致土地利用强度增加，对环境产生一定的负面影响。第二类农业技术进步会减轻土地利用强度，有利于土地可持续利用。研究结论：人类社会发展过程中，随着人口的增加和第一类农业技术的进步，要高度重视第二类农业技术的研究与开发。关键词：人口数量增加；农业技术进步；土地利用；环境

文献引用：韦鸿. 人口数量增加、农业技术进步对土地利用和环境的影响[J]. 生态经济，2011（5）：108～112.中图分类号：F301.2 文献标识码：A

Analyze the In? uence of Increases of Population and Progress of Agrotechnology

on Farmland Utilization & Environment

WEI Hong

(Hubei Agriculture Development Research Centre, College of Economics, Yangtze University, Jingzhou Hubei 434025, China)Abstract: The purpose of this paper is to analyze the influence of population and progress of agrotechnology on farmland utilization and environment. Methods of static analysis and comparative static analysis are employed. The results indicate: Increases of population and first type of agrotechnology are important social variable for the increases of farmland utilization intensity, second types of agrotechnology improves the land bearing capacity, conducive to the sustainable use of farmland. It is concluded that, during the development of human society and the ever-increasing population, human being should cautiously utilize some of agrotechnology which can only improve the production rate of land and highly value other agrotechnology which can enhance the bearing capacity of land.

Key words: increases of population; progress of agrotechnology; farmland utilization; environment

1 问题的提出

人们从土地获取生存资料的同时，也在改变并影响着人们生存的土地环境，当人们持续改变土地使之不适合人们生存时，人们被迫迁移。因此，研究土地利用过程中改变土地利用强度和土地环境的社会因素有重要的理论意义和现实意义。笔者认为人口数量、农业技术进步是影响土地土地利用强度和环境的重要社会变量，这一研究对人类的永续生存及可持续发展有重要的现实意义，对“公地悲剧”理论的扩展也具有重要的理论意义。

耕畜与其他农具的农业资本，并提供当地农业资本的普通利润。”[1]地租的存在使得投资于每块土地的资本和劳动量大致相等。肥沃土地上较多的产出都归入地租。地租保证了每块土地同等的利用。随着人口增多，市场上粮食的需求增加，粮食价格上涨，较次等的土地和离城较远的土地逐渐投入使用。这是粗放的土地利用。李嘉图的地租理论比亚当?斯密前进了一步。李嘉图认为：“地租是为使用土地的原有和不可摧毁的生产力而付给地主的那一部分土地产品。”[2]他认为，土地数量并非无限，土地质量也有所不同。只有当人口增长到一定情形，所有优等土地全部投入耕种还不能满足社会对农产品的需要时，次等肥力土地才投入耕种，这时优等土地才产生地租。他还分析了上一等级的土地追加投资与下一等级土地投入利用时生产力的比较。李嘉图提出的是土地集约利用的思想。约翰?穆勒解释了耕种最劣等土地也要付地租，地租是垄断的结果[3]。约翰?穆勒第一次在分析土地利用中引入报酬递减规律的因素。阿弗里德?马歇尔批驳了李嘉图土地肥力既定

2 理论综述与分析模型

2.1 理论综述

对土地利用的社会因素分析最早要追说到亚当?斯密，他在《国富论》中写道：“作为使用土地代价的地租，自然是租地人按照土地实际情况所支给的最高价格。在决定租约条件时，地主都设法使租地人所得的土地生产份额，仅足补偿他用以提供种子、支付工资、购置和维持

作者简介：韦鸿（1965～　），男，副教授，经济学博士，硕士生导师，研究方向为制度经济学、农村土地制度与土地利用。

的观点，认为土地肥力可以改变，并在报酬递减规律的条件下分析了土地利用及其地租的决定，首次提出土地有承载力，土地利用有极限[4]。

到1968年哈丁教授《公地的悲剧》一文引起了人们对土地利用中土地所有权对土地利用影响的研究兴趣。之后，产权理论用集体行动的逻辑对“公地悲剧”理论发生的机理作了进一步解释[5]。后来，租金耗散理论也从同质的私有劳动力和固定供应的公共资源角度解释了公共土地的收益全部耗散的过程[6]。

理论评析：从亚当?斯密到马歇尔，都是分析土地的地租对土地利用的影响，没有看到土地所有权对土地利用的影响。到哈丁的“公地悲剧”理论看到在公地上从事农业的个体劳动者从自身最大利益出发，最后导致“公地”出现“悲剧”。但哈丁的“公地悲剧”理论仅考虑到了土地有最大承载力，没考虑投入“公地”上的劳动、资本的机会成本变化对投入“公地”上的劳动、资本量的影响。产权理论将“公地”看成一个“孤岛”，没有看到“公地”及在“公地”上投入的生产要素与其他生产形式的联系，即没有看到投入“公地”的生产要素的“约束条件”，也没有考虑要素的机会成本约束。租金耗散理论将“公地”从产权理论中的“荒岛”视角带回到市场视角，用劳动的市场均衡工资率作为投入“公地”的劳动成本，但是没有讨论市场均衡工资率的变化对土地利用的影响。因此本文在前人理论基础上，分析与土地结合的其他要素的均衡价格变化对土地利用的影响。主要分析人口数量增加导致市场均衡工资率下降对土地利用强度与环境的影响，以及技术进步导致资本收益率提高对土地利用强度与环境的影响。

土地利用与非农业领域的发展联系起来，其分析是一元市场视角。

（2）静态分析模型。

模型分析的问题是：农业领域的资本K和劳动L数量的变动，以及非农业领域资本市场的均衡利率r和劳动市场的均衡工资W变化的情况下，土地利用强度和环境的影响，而且分析中加入产权变量。

为了便于阐述，先假设非农领域r、W为定值进行静态分析，得到静态分析模型；然后再考虑非农领域r、W变化进行比较静态分析。

静态分析：r、W为定值（外生变量），目标值R最大化。即：

（1）

根据微积分求最值的条件，R取最大值的必要条件为：

应用于（1）式得：

（2）

R取最大值的充分条件是：

土地报酬递减规律保证了R取最大值的充分条件。因此：（2）式是固定土地上投入资本和劳动，土地所有者获得最大收益的均衡条件。

若土地是公共土地，则土地无收益主体。按新制度经济学的结论，均衡点是R=0。即：

Q(K, L) =W×L+r×K

为了清楚地看出分析的结论，现作如下技术处理。不考虑资本和劳动的替代，将资本和劳动的成本采用同样的计量单位——农产品实物计量并捆绑为一个变量，其均衡市场的成本用W+r（W+r不是劳动市场的均衡工资和资本市场的均衡利息的简单相加，而是加权平均）表示，则土地农业生产的生产函数变为：

2.2 分析模型

（1）假设。

第一，在固定土地上连续的投入资本和劳动的生产函数为：

Q=Q(K, L) 第二，劳动与资本的边际报酬递减，即：

第三，社会分为农业和非农业，劳动和资本不进入农业领域就进入非农业领域，因此非农业领域的均衡工资就是劳动进入农业领域的机会成本，非农业领域的利息收入就是资本进入农业领域的机会成本。则固定土地进行农业生产的收益函数为：

R=Q(K, L)-W×L-r×K

该收益函数用非农业领域的劳动与资本的收益（非农业领域劳动的均衡工资与资本的均衡利息）表示农业领域劳动与资本的成本（机会成本），这一表示将农业领域的

Q=Q[(K+L)] （3）土地有排他性产权时，土地所有者在土地上进行农业生产的收益函数为：

R=Q[(K+L)] -(W+r)×(K+L) （4）土地所有者追求收益最大化的均衡条件为：

dQ/d(K+L)=W+r （5）当土地是非排他性产权时，其均衡条件是：

（6）

即平均收益等于机会成本。

（3）比较静态分析模型。

比较静态分析适合用图形分析。比较静态分析是在静态分析的基础上考虑非农领域的劳动均衡工资和资本均衡利息变动的条件下对土地利用强度的影响。当W+r变化时相当于投入农业领域的劳动和资本的机会成本在变化，在不考虑劳动和资本转移的交易费用的条件下，比较静态分析如下图。

为农民的非排他性公共资源，农民投入到土地的资本加劳动都是零。现实社会中就是土地撂荒。

3 理论分析结论

3.1 人口数量变动对土地利用强度和环境的影响

人口数量变动影响非农领域的均衡工资。在交易成本为零的假设下，人口数量增加，非农领域的竞争加剧，均衡工资下降，即投入农业领域的机会成本下降，则农业领域的劳动投入量增加，土地利用强度增强，对环境的负面影响增加，如图2所示。

图2 人口数量增加对土地利用强度和环境的影响

图1 土地利用的比较静态分析图

图2中，人口数量增加导致投入土地上的要素的机会成本由机会成本1下降到机会成本2，则投入到土地上的劳动由L1增加到L2，土地的利用程度增强，对环境的负面影响增加。上述的分析是假设交易成本为零。在交易成本不为零的条件下，只要交易成本小于机会成本1与机会成本2之间的差，当人口增加时，土地的利用程度仍然会增加，对环境的负面影响增加。

如图1，横轴表示资本和劳动，纵轴表示资本和劳动投到土地后所获得的产出（包括总产出TP、平均产出AP和边际产出MP）以及资本加劳动的机会成本。当资本加劳动投入到E点，土地的产出达到最大（技术不变）。若资本加劳动的投入超过E点，土地出现过度利用。

当农民的资本和劳动在均衡的资本市场和均衡的劳动市场决定的均衡利息加均衡工资是机会成本1，且农民对土地具有排他性产权（或排他性使用权）时，农民投入到土地的资本加劳动的均衡数量是C，此时土地收益达到最大。若土地是非排他性产权（公地），投入土地的资本和劳动的均衡数量是D，此时投入的资本加劳动超过了土地的最大产出量，显然土地被过度利用。这就是“公地悲剧”。

当农民的资本和劳动在均衡的资本市场和均衡的劳动市场决定的均衡利息加均衡工资是机会成本2，且农民对土地具有排他性产权（或排他性使用）时，农民投入到土地的资本加劳动的均衡数量是A，此时土地收益达到最大。若土地是非排他性产权，投入土地的资本和劳动均衡数量是B，此时投入的资本加劳动没有超过土地最大产出量，没有出现“公地悲剧”。可见，公地不是造成“悲剧”的充分条件，而是必要条件。

当农民的资本和劳动在均衡的资本市场和均衡的劳动市场决定的均衡利息加均衡工资是机会成本3，无论农民对土地具有排他性产权（或排他性使用权），还是土地作

3.2 农业技术变化对土地利用强度和环境的影响

农业生产技术分两类，一类是指投入同样多的劳动，土地的产出增加，即劳动生产率提高，在模型上表现为土地的边际产出曲线平移，如图3所示。农业生产技术改进使得边际产品曲线由MPL1右上方平移到MPL2，在投入同样多的劳动量L1时，其收益增加了，土地的生产负荷增强了，土地的利用程度增强，对环境的负面影响增加。

图3 第一类农业生产技术进步对土地利用的影响

第二类农业技术进步是指不提高劳动生产率，但土地的承载力增强，在模型上表现为土地的边际产出曲线变

住区，戎狄属于射猎、游牧民族，不懂得农业耕种。到了秦汉时期，统治者将这里的少数民族驱逐出去，出于戍边的考虑，大量向黄河中游地区移民。在工业革命之前，增加的人口全部集中在农业领域，导致土地利用强度增

加，对环境的负面影响增加，表现为砍伐森林、水土流失。我国黄土高原支流破碎、沟壑纵横的地貌就是水土流失的见证。

4.2 第一类农业生产技术对土地利用强度和环境影响的

事实检验

第一类农业生产技术是指投入同样多的劳动，土地的产出增加，劳动生产率提高。无机肥料的使用、捕捞技术的进步就是这类技术。

无机肥料使用增多导致土壤生产力下降的事例以埃及尼罗河流域的土地利用最为典型。1902年，尼罗河第一个大瀑布下建造了阿斯旺水坝。从那时起，该坝经扩大加高，并在白色尼罗河与蓝色尼罗河的地段河床上修建了其他水坝。建造水坝一是控制尼罗河下游的洪水，二是使尼罗河下游的大部分地区可以进行全年灌溉。但这只是问题的一个方面，问题的另一个方面是大坝使河水清澈，从此河水再不能为尼罗河下游的土地提供1/20英寸厚的淤泥和腐殖质[7]26。埃及农民很快发现在这样的灌溉体系下，作物产量迅速下降。为弥补损失，农民开始大量使用化肥。凭借这种方法，农民确实增加了产量，但与此同时，土壤中的腐殖质含量越来越少。如果不能定期补充土壤中的有机质，土壤的生产力将不能持久，缺乏有机质的土壤会愈来愈难以耕作。尼罗河流域的土壤是淤泥和黏土所构成的，如果土壤中的有机质越来越少，化肥的成效将愈来愈小。作物产量的下降使得土地使用频率增加，土壤风蚀加大，土地越来越不适合耕种，人为了生存，逐渐从平原向坡地上迁移，接着是砍伐树木，对环境的负面影响进一步加大，最后的结果是大量人口的迁移。我国平原地区的土地也有无机化肥使用过量的问题。如长江中下游平原的地非常肥沃，这块土地几乎不可被毁坏，是中国不可多得的粮仓，但近年来，无机化肥的过度使用使得土地的产量难以继续增加，不使用化肥产出将下降一半，农业生产中对化肥的依赖越来越强烈。长此以往，这块土地的有机质含量将会越来越低，更重要的是这块土地上生产的粮食产量的质量也越来越差。必须引起重视。

捕捞技术的进步对提高农业产出有明显的效果，但也容易导致过度捕捞。根据联合国机构的资料，水产养殖，包括鱼类、软体动物、甲壳动物和水生植物等水生物养殖的增长速度快于任何其他动物食品生产部门。但与此同时，全世界水产养殖生产规模急剧扩大的同时，其他更令人清醒的统计数字也表明，过度捕捞和环境退化使得全

化，如图4所示。

如图4，农业技术进步，劳动的边际产出曲线由MPL1

变动到MPL2，，相当于土地的承载力增强了，均衡的劳动投入量没有改变，在劳动投入量为L1时，产出也没有变化，但土地利用强度减轻，对环境的负面影响减少。

4 人口数量变动、农业生产技术进步对土地利用强度和环境影响的事实检验

4.1 人口数量变动对土地利用强度和环境影响的事实检验

美索不达米亚地区有底格里斯河和幼发拉底河穿过，整个流域的土地普遍得到灌溉。一个巨大宽广的灌溉系统交织在平坦的大地上，肥沃的河水驯服了，河水顺着堤坝和人工运河疏散分流，使城市和农庄免遭损害，这个灌溉体系覆盖的面积之广使得至少一万平方英里的土地都种上了庄稼，为大约1 500万～2 000万人口提供了充足的粮食和其他食品

[7]32

。两河之间有着几乎水平的地形与恰到好处的降水量。

好的农业生产条件使得人类过上了好的生活，好的生活导致人口增加，人口增加导致农产品需求不断增加，在工业革命没有出现之前，非农领域的均衡工资和资本的均衡利息为零，因此增加的人口全部在农业领域，导致土地利用强度增加，表现为草地的过度放牧，砍伐森林增加农田。当农田不断翻耕的过程中（土地利用强度增强）风蚀便不断剥离表土，并将它们倾注到溪流中，顺流而下向南方下游冲去，导致两河的水中携带了大量的泥沙，泥沙阻塞河道、填满灌渠。致使美索不达米亚平原地下水位不断上升，给这片沃土罩上了一层又厚又白的“盐”外套，使淤泥和土地盐渍化。终于使古巴比伦葱绿的原野渐渐褪色，从公元前500多年开始，巴比伦文明逐渐走向毁灭，埋藏在沙漠下将近2 000年，变成历史遗迹[7]32。这是土地利用强度不断增强和对环境渐进影响的最终结果。

中华民族也有相同的历史，中华民族的主要发源地是黄河，中国的古代文明，又以黄河中游的黄土高原出现最早。黄土高原分布在秦岭以北、明长城以南、太行山以西、乌鞘岭以东，面积约40万平方千米。在古代，黄土高原有良好的生态环境，适于人类生活。黄土高原是周人、秦人的发祥地[8]。先秦时期，黄河中游是戎狄少数民族居

球主要海洋鱼类岌岌可危。2002年约翰内斯堡可持续发展问题世界首脑会议秘书长尼廷?德赛说，“渔场耗竭对千百万人民的粮食供应构成重大威胁”，在过去10年，北大西洋区域的鳕鱼、无须鳕、黑线鳕和鲆鱼等商业鱼群数量下降幅度达95%。另据世界粮农组织估计，世界上70%的鱼种或者已经充分捕捞，或者正在耗竭[7]26。我国江河稀有鱼类的过度捕捞也比较严重。如长江刀鱼已严重过度捕捞。历年水产统计资料记载，长江镇江段刀鱼产量1994年以前一直稳定在 110吨以上，其中1987年产量为330吨；1995～1999年产量在49吨～101吨；2000年以后刀鱼产量快速下降[9]。

动为主要标志的土地退化[11]。人口压力导致过度开发旱地资源；因此沙漠化是土地过度利用的结果，表现为资源的不适当开发、耕作方法不当、过度放牧。比如中国古代的楼兰因塔里木河改道而衰落；汉代的居延由于耕种破坏地表土层而引起沙漠化。进入20世纪50年代以后，塔里木河下游为了垦种大面积砍伐胡杨林，结果引起严重的沙漠化，新开垦的耕地耕种不久即被流沙掩埋。大量的事实表明，沙漠化既是自然现象，又是社会现象，是人类作用于自然的结果。

5 政策建议

人类向土地索取生存资料的同时，正在改变着土壤的物理、化学结构。该问题已经从技术上受到重视，但还缺乏经济学、社会学层面的深入研究。由于人口的增加产生了人类社会向土地索取生存资料的压力，迫使人类开发提高土地产出率的技术，当某种提高土地产出率的技术获得突破时，人类往往沾沾自喜，忽略这种技术对土壤物理、化学结构的边际影响。当这种边际影响累积到一定程度时，往往会导致灾难的爆发。本文分析告诉我们，人口数量增加和第一类农业技术进步将导致土地利用强度增加，对环境产生一定的负面影响。第二类农业技术进步会减轻土地利用强度，有利于土地可持续利用。因此，人类社会发展过程中，随着人口的增加和第一类农业技术进步时，要高度重视第二类农业生产技术研究与开发，促进土地的可持续利用。

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4.3 第二类农业生产技术进步对土地利用强度和环境的

影响的事实检验

第二类农业技术进步是指不提高劳动生产率，但土地的承载力增强，兴建梯田、顺坡耕种、土壤风蚀和沙漠化的科学认识就是这类技术。

兴建梯田能有效地阻止土地利用中的水土流失，人类在与大自然的搏斗中很早就认识到了这一点。早在3 000多年前，在黎巴嫩的腓尼基人就修建了历史上第一批台阶式的梯田。他们充分利用清理山坡时剩下的石块，筑成横列坡地的石墙，建造了梯田。修筑梯田需要付出强度极大的艰巨劳动，只有那些面临着饥饿威胁的人们才肯去干。但是这些劳动却有着巨大的意义，直到今天，人们仍然看到早在几千年前的兴建的梯田仍然在耕作[7]53。我国在新中国成立后一直很重视这项技术，兴修了大量的梯田。坡地改梯田，不仅有效控制了水土流失，而且肥沃了土地，增强了抗旱能力，提高了粮食单产。

科学研究表明，顺坡耕种不容易形成浅沟，有利于水土保持。因为顺坡耕种，由于水流从各个不同的垄沟中分散向下坡流动，没有足够的水量汇集，所以尽管流动的路径很长，但由于坡面的坡度很小，径流的剪切力不大，所以，很多顺坡耕种对环境的负面影响较小。现在湖北西部坡度较小的山区基本上实施顺坡耕种，有效地保持了水土。

现代科学研究发现土地沙化是不合理的人类活动造成的。人的活动破坏了土壤平衡：如植物覆盖可以保护地表不受风蚀危害。营造防护林带能够降低风速，减少水分蒸发，改善农田小气候，使农田不受风蚀的危害。当人类的劳动使植物覆盖降低时，土壤平衡遭到破坏，土壤风蚀加大。再如土地翻耕容易导致风蚀，研究表明，没有翻动的耕地因表土有固结现象，在19m/s的风速下未出现风蚀痕迹；而经过翻动的耕地在风速为12m/s的情况下风蚀量为20g/min，在风速为19m/s时风蚀量达45.6g/min

[10]

。总之，

沙漠化是在干旱、半干旱及部分半湿润地区由于人类不合理经济活动与自然资源环境不相协调所产生的、以风沙活

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