第一章 导论
1.1 研究背景
随着工业的迅速崛起，世界经济加速发展，长期以来，经济增长来源于大量消耗资源、破坏生态环境。全球变暖、环境污染、资源耗竭等一系列问题已经不容忽视，人类发展深陷环境与资源的双重困境，生存与发展的矛盾日益突出，解决环境问题刻不容缓（诸大建 2015）。
农业与粮食、资源、生态安全紧密相关（张杨等 2019）。改革开放四十多年至今，农业产业发展迅速，农业现代化持续稳步推进。据统计，2019 年，我国粮食产量为66384.3 万吨，随之而来的是越发严重的生态环境破坏问题。由于化肥、农药、地膜等生产要素的大规模、不科学的施用，农业机械推广、秸秆处理不当等致使农业可持续发展面临重大挑战。农业是我国面源污染最严重的产业（叶初升等 2016）。《全国农业可持续发展规划》（2015—2030 年）统计，2018 年我国农用化肥施用折纯量高达 5653.42万吨，而实际利用率不足 1/3，化肥中大量的氮、磷元素对地下水体和耕地土壤造成污染（杨滨键等 2019），也增加了温室气体排放进而导致全球变暖。2019 年农药使用量为 139.17 万吨，农药真正有效的用量不足 40%，大量的农药不仅造成食品安全隐患，而且进入空气、土壤和水体造成环境污染（杨滨键等 2019）。根据《规划》可知，我国地膜回收率不足 2/3，秸秆焚烧仍然常见，畜禽粪便污染处理率不到 1/2，农村垃圾、污水处理设施匮乏。化肥、农药的过度施用、农膜、秸秆处理不当等，给农业发展和资源环境带来巨大压力，引发了农产品质量安全、资源浪费、环境污染等一系列问题，生态问题成为制约农业经济发展的核心问题。2017-2021 年，中央一号文件连续五年关注农业生态问题，设定的目标从化肥农药零增长到负增长，2021 年中央一号文件提出了“生态振兴”，继续推进化肥农药减量增效，针对秸秆、农膜在利用、回收等方面继续采取措施，全面推进生态振兴。
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1.2 研究目的及意义
1.2.1 研究目的
本文将生命周期评价（LCA）和数据包络分析（DEA）相结合，基于河南、山东 344户农户实地调研数据，对小麦从原料开采到收获的全生命周期的环境影响、产出数据进行整理和计算分析，构建小麦生产的生态效率测算模型，预期达到以下研究目标：
（1）对小麦生产进行生命周期评价，建立小麦生产环境影响评估指标体系，分析其主要污染环节和污染物；
（2）构建小麦生产生态效率测算模型，运用农户小麦生产投入产出数据进行生态效率评价；
（3）运用计量模型分析农户层面小麦生产生态效率的主要影响因素；
（4）结合理论分析和实证研究结论，提出统筹经济发展与生态保护的农业发展优化意见。
1.2.2 研究意义
在“生态振兴”的方针背景下，对华北平原的小麦生产系统进行生态效率评价，对推动小麦种植投入成本降低、农业生态环境保护与改善方面具有一定的现实、理论意义。
（1）理论意义
将生命周期评价的理论和方法纳入到生态效率评价中，有助于理清小麦生产体系多投入多产出的关系，同时有利于明确农业各生产环节的污染物排放，进而建立合理的环境影响指标体系，对建立更有效合理的生态效率评价模型提供补充；本文统筹小麦生产过程的资源、环境与经济，进而对低碳经济、农业可持续发展理论的完善提供一定的边际贡献。
（2）现实意义
目前我国农业正在由增产导向转向提质导向，如何在保证现在和将来粮食安全的前提下，统筹生态效益和经济效益，在农业可持续发展模式下提高生态效率，很大一部分在于农户自身，进行农户层面的生态效率测算与评价、分析农户层面的生态效率影响因素，更加贴近现实，对于指明农业发展方向、改善农业生产方式，具有一定的现实价值。
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第二章 相关概念及理论
2.1 相关概念
2.1.1 生态效率
生态效率译自单词 Eco-efficiency，其核心是将经济与生态因素结合起来，联系经济与环境两方面的效率综合评价。1992 年，世界可持续发展工商业联合会（WBCSD 1996）对生态效率概念正式进行阐述，生态效率是指在提供满足需求且具有价格竞争力的产品和服务的同时，降低对资源的消耗和环境影响，使各类发展活动不超过地球的承载能力。Verfallie 等（2000）将生态效率定义为每种环境影响下产品或服务的数量或价值。
本文用 Verfallie 等学者的定义来衡量小麦生产的生态效率，即生产 1 公顷小麦所造成的各种环境影响下的小麦产量，该指标同时包含经济和生态情况，且能直接反应经济与生态的关系而避免由技术效率改进带来的经济增加。
2.1.2 生命周期评价
生命周期评价是量化和评价产品的资源消耗和环境影响的工具。生命周期包括生产、使用和废弃全过程，即有原材料采购、产品生产使用、废弃物处理。废弃物管理包含处置和回收。“产品”一词包括商品和服务。LCA 是一项综合考虑资源消耗、生态环境和人类健康和的评估方法（ISO 2006a）。
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2.2 相关理论
2.2.1 生态经济学理论
二十世纪以来，工业的发展带来了严重的环境问题，经济与生态的矛盾愈发突出。20 世纪 60 年代末，美国作家 Rachel Carson 在《寂静的春天中》首次将生态经济学带入大众视野。19 世纪 70 年代中期，G.E.Huchingson 等学者出版的《生物圈》第一次提出了农业生态经济的论点，19 世纪 80 年代初，M.K.washington 提出了农业生态经济系统的概念。
生态经济学关注生态与经济，由生态学和经济学交叉融合而成（许涤新 1980）。生态经济学的研究内容既包括资源与生态环境对经济的促进和制约，也包括经济发展对生态环境造成的破坏。生态经济学在探讨经济与生态作用规律的同时寻求二者的最佳组合，从而达到生态和经济的最佳收益、实现生态-技术-经济的平衡。生态经济学理论旨在探究如何在保护环境的同时进行生产，从而使得经济和生态可持续发展。生态经济学主要观点可以归纳为以下三点：（1）生态系统是一个复杂的整体，包含经济系统和其他相关子系统，而经济系统对于生态系统而言必不可少；（2）生态系统为社会发展、经济运行提供资源，社会发展、经济运行除消耗资源外也带来污染和废弃物排放；（3）生态经济学将环境影响纳入系统，传统经济学认为经济增长无上限，但在生态的制约下，经济发展带来生态破坏时应及时停止（张芳 2020）。
农业在经济发展和生态循环中始终发挥不可替代的作用，从生态经济学理论角度来看，生态农业关注经济-生态的协调发展，在生产过程中，既要重视经济价值的创造，也要降低农业活动对环境的影响。小麦生产是关乎经济、生态的复杂体系，经济与生态相互促进也相互制约。本文在生态经济理论的指导下，从系统角度考虑选用生命周期评价方法，将生态与经济结合分析，探寻在技术支持下的兼顾生态与经济的生态效率评价模型。
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第三章 华北平原小麦生产的环境影响分析 ...................................... 14
3.1 数据来源及研究区概况 ................................... 14
3.1.1 数据来源 ............................................. 14
3.1.2 河南、山东农业发展概况 .............................. 14
第四章 小麦生产的生态效率测量与评价 ............................ 24
4.1 DEA 模型构建 ........................................... 24
4.2 投入产出指标体系 ..................................... 25
4.3 小麦生产的生态效率评价 .......................................... 26
第五章 生态效率影响因素分析 .............................. 29
5.1 影响因素变量选择与说明 ......................................... 29
5.1.1 土地特征 ......................................... 29
5.1.2 农户特征 ....................................... 29
第五章 生态效率影响因素分析
5.1 影响因素变量选择与说明
基于本文的研究目标，结合文献的成果结论，本文从土地特征、农户特征和农业补贴三个方面、共计 14 个影响因素探讨对生态效率的作用机理。
5.1.1 土地特征
土地特征包的指标包含：土地质量、耕地经营面积、是否有水渠和地块数量。土地质量与小麦生产的技术效率呈正相关，一般而言，土地质量越好，小麦的单产越高，目前对于土地质量和生态效率的关系研究较少。本文以土地等级表示土地质量，土地等级分为 1~3 级，土地等级为 1 的土地质量最好；农户耕地经营规模和生产率的关系在农业经济学领域具有很高的关注度，关于二者的关系学术界尚未有统一的结论。本研究将经营农地面积纳入影响因素评价，在研究农户经营规模与生态效率的关系。同时也可以为农户经营规模和土地生产率的关系提供补充；农业基础设施是粮食增产的重要原因之一，验证其与生态效率的关系，为有效的配置农业设施提供依据，农业设施以是否有水渠进行表征；土地细碎化与生产效率的研究较为丰富，但至今尚未有统一的结论，土地细碎化与生态效率的研究相对较少，本文中土地细碎化以地块数量表示。
5.1.2 农户特征
农户特征包括户主特征、家庭经济特征和是否加入合作社。户主特征选取了户主年龄、户主从事农业年限、户主受教育年限三个指标。一般情况下，户主文化程度越高，农业生产投入越科学，对于农业政策和市场需求有更高的敏感度，新品种、绿色生产技术的采纳意愿也更高，能够有效推动生态效率改善（林锦彬 2018）。家庭经济特征包括小麦投入和收入、小麦劳动力数，小麦的投入包括化肥农药等生产资料的投入。当前，农民合作社是负责农业技术培训的主要组织，同时直接或间接的从事粮食生产，在推动土地流转、形成规模效益等方面也发挥积极作用，因此本文把是否参与合作社作为生态效率的一个影响因素（林锦彬 2018）。
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第六章 研究结论与政策建议
6.1 研究结论
本文利用河南、山东的农户实地调研数据，首先运用生命周期方法对小麦生产的环境影响进行评价，在此基础上运用数据包络分析方法对生产效率进行了分析，最后采用 Tobit 回归对小麦生产生态效率的影响因素进行实证检验。研究结论为：
（1）本文根据实地调研的 344 个农户样本数据，结合生命周期评价理论及方法构建环境影响指标体系：总体来看，华北平原小麦生产生命周期的环境影响综合指数为26.2，其中环境影响最大的环节为农资生产环节（13.6），其次为小麦种植环节（10.09），原材料开采阶段的环境影响最小（2.51）；环境指数较大的影响类型依次为人体毒性、富营养化和酸化，其中磷肥生产对人体毒性-通过水体环境影响指数的贡献是最大的，人体毒性-通过空气、通过土壤主要来自于农药生产；酸化主要是种植阶段的种植环节的 NH3 的排放造成的，NH3 排放源于氮肥施用；富营养化主要是磷流失、NH3 挥发和NO3-N 淋失造成的。
（2）将环境指标和小麦产量分别作为投入与产出，主要得出以下结论：华北平原小麦生产生态效率值总体较低，平均值仅为 0.698，距离生态有效还有 30.2%的差距，仍有较大改进潜能。按照影响因素分类后发现：种植规模＜30 亩的农户平均生态效率高于种植规模≥30 亩的农户；土地等级为 1 级、2 级、3 级的生态效率值一次递减，土地质量越好，生态效率越高；按照是否有水渠划分，有水渠的农户的生态效率高于没有水渠的；农户参与合作社有助于提高生态效率。
（3）从土地特征、农户特征和农业补贴三个角度选取 14 个影响因素并检验其对小麦生产的生态效率的影响，分析作用机理，主要得出以下结论：
土地等级、农地经营面积、小麦生产投入对小麦生产的生态效率具有显著负向影响，主要原因是土地质量越好，单位产量越高；随着经营面积的扩大，户主容易放松精细化管理，大量使用农业机械；生产过程中的生产成本越高，意味着化肥、农药、机械作业等要素的投入就越高，这些行为都会降低小麦生产的生态效率。
小麦生产收入、是否加入合作社、农业补贴对小麦生产的生态效率具有显著正向影响，小麦收入与单位产量直接相关，其收入越高，单产越高；参与合作社可以获得专业的技术服务，降低生产资料投入；农业补贴对于环境影响具有一定的改善效果。
参考文献（略）