农业投入品补贴改革与水质：来自赞比亚的证据

《Journal of Environmental Economics and Management》：Agricultural input subsidy reform and water quality: Evidence from Zambia

　　

**摘要**

本研究通过评估赞比亚从传统的实物肥料分配计划向灵活的电子凭证系统逐步转型的过程，分析了农业投入补贴改革的环境影响。利用5公里×5公里空间面板的卫星衍生水质数据以及逐步推进的差分中的差分（DID）设计，我估计了2010年至2023年期间改革的下游环境影响。研究发现，电子凭证的引入显著改善了下游水质，使叶绿素a浓度降低13.0%，藻蓝素浓度降低11.0%，总悬浮物降低7.5%。估计效应在私人农资经销商密度较高的地区更为显著，并集中在土壤渗透性极高且历史上以玉米单作为主的地区。在家庭层面，我发现更大的投入灵活性减少了合成氮肥的使用，并增加了向固氮豆科的作物多样化。这些变化与养分损失减少和土壤稳定性改善相一致。总体而言，研究发现表明，用灵活的制度取代固定的农业补贴可以改善下游水质，同时鼓励更加可持续的农业实践。

**引言**

农业集约化与环境可持续性之间的权衡仍然是经济发展的核心挑战。在整个撒哈拉以南非洲地区，农业为数以亿计的人口提供了主要生计，并对国家GDP作出了重大贡献。该地区各国政府每年投入数十亿美元用于农民投入补贴计划（FISP），旨在通过改善农民对肥料和改进种子的获取来提高小农的生产率（Jayne和Rashid, 2013; Jayne等, 2018; Holden, 2019）。

历史上，这些大规模的FISP依赖于刚性的分配系统，主要向农民提供标准化包装的合成氮肥和玉米种子。大量文献已考察了它们的财政效率和农业生产率影响（Fisher和Shively, 2012; Lunduka等, 2013; Takeshima和Liverpool-Tasie, 2015; Arndt等, 2016; Wossen等, 2017; Ragasa和Mazunda, 2018; Khonje等, 2022; Ricome等, 2024），但鲜有关注其环境外部性。现有研究主要聚焦于投入补贴计划的陆地后果，包括土地利用变化和热带森林砍伐（Fisher和Shively, 2005; Chibwana等, 2013; Abman和Carney, 2020; Pelletier等, 2020; Bernard等, 2023），而其下游水文影响基本未被探索。通过大量补贴合成肥料并鼓励连续种植玉米单作，传统FISP增加了农业用地的氮素施用量，从而增加了通过养分径流和淋溶造成水污染的风险。

我研究了农业补贴的财政设计改革是否可提高水质。具体而言，我研究了赞比亚的一项重大公共财政改革：2015至2016年间从传统的农民投入补贴计划（FISP）向灵活的电子凭证系统的逐步转型。在电子凭证系统下，符合条件的农民获得预付的Visa芯片卡而非实物肥料，可在参与合作的私人农资经销商处兑换为其量身定制的农业投入品篮子（农业与畜牧业部, 2015）。尽管政府的既定目标是降低行政成本和促进私营部门参与（Haggblade等, 2018），但我将该改革视为一项非预期的环境政策干预。我考察了更大的投入选择灵活性是否减少了养分径流并产生了下游环境效益。

估计局部农业政策的下游环境影响面临重大实证挑战。面源污染难以测量，而农业径流跨越行政边界，造成政策实施地理单元与生态系统水文边界之间的空间不匹配。为解决这一挑战，我构建了一个高分辨率空间面板，将政策暴露与水文网络联系起来。利用卫星图像，我构建了2010年至2023年赞比亚全国水质结果的5公里×5公里格网面板。为识别改革的处理效应，我利用电子凭证系统在各地区的逐步推行。由于初始采用针对具有更强私人农资经销商网络和更大机构能力的地区，我首先实施了一个地区层面的倾向得分匹配（PSM）程序，基于可观测特征构建一个更具可比性的对照组。然后，我使用Sun和Abraham（2021）提出的交互加权估计量来估计处理效应，该方法考虑了异质性处理时间。

我发现，在向灵活的电子凭证系统转型后，下游水质有了大幅改善。改革在改革后各年均将叶绿素a浓度降低了13.0%，藻蓝素浓度降低了11.0%。总悬浮物也下降了7.5%，与沉积物径流和表土侵蚀的减少相一致。动态事件研究估计通过显示处理前趋势无差异的证据，支持了识别策略。结果还揭示了不同环境结果的时间响应差异：叶绿素a和藻蓝素浓度的降低在政策实施后立即可见，而总悬浮物的降低则逐渐出现并随时间累积。改革的环境效益也随当地市场条件和自然地理而变化。异质性分析显示，水质改善集中在私人农资经销商密度高于中位数的地区，那里的农民能获取更多替代性投入品。估计效应在渗透性强的沙质土壤地区以及历史上以玉米单作为主的地区更为显著。

为探究这些环境效应背后的微观层面行为反应，我使用农村农业生计调查（RALS）的家庭层面面板数据估计了逐步推进的DID模型。我确定了电子凭证改革的两个主要行为反应。第一，家庭将无机肥料施用量减少了16.8%，并将农业支出重新配置向非肥料投入品，与投入替代机制相一致。第二，改革提高了作物多样化指数，并将种植固氮豆科的几率提高了10.4%，与作物多样化机制相一致。因此，电子凭证改革鼓励了从玉米单作向更加多样化的生产体系转变，并减少了对合成氮肥的依赖。最后，改革将每公顷作物生产的经济价值提高了11.1%，表明环境改善并未伴随农业生产力的下降。

本文对文献作出了四项主要贡献。第一，通过量化发展中国家农业投入补贴的环境外部性，本文对环境经济学文献作出贡献。虽然近年来撒哈拉以南非洲的研究在将投入补贴与陆地环境结果联系起来方面取得了重要进展，包括森林砍伐和土地利用变化（Abman和Carney, 2020; Pelletier等, 2020; Bernard等, 2023），但关于农业面源污染和淡水生态系统的更广泛文献主要聚焦于美国和欧洲（Kling, 2011; Keiser和Shapiro, 2019; Paudel和Crago, 2021）。相比之下，关于撒哈拉以南非洲FISP的研究主要考察了它们的财政效率、政治经济学以及对贫困和农业生产率的影响（Ragasa和Mazunda, 2018; Khonje等, 2022; Ricome等, 2024）。我提供了大规模实证证据，表明撒哈拉以南非洲的传统肥料补贴制度可以产生重大下游环境成本。通过激励合成氮肥的集约化使用，这些计划加剧了养分污染和淡水生态系统退化。

第二，本文对发展中国家环境政策设计文献作出贡献。现有文献强调庇古税和命令-控制规制作为减轻农业径流的工具（Shortle和Dunn, 1986; Houck, 2002; Shortle和Horan, 2013; Garnache等, 2016; Blackman等, 2018）。然而，在行政能力有限和执法成本较高的发展中国家，对数百万小农进行监测和规制往往难以大规模实施（Duflo等, 2013; Greenstone和Jack, 2015）。我展示了一种替代方法，即改革现有公共政策可在不引入额外环境限制的情况下产生环境效益。通过减少现有农业补贴中的扭曲，政府可以影响农民的投入选择，同时保留补贴计划的基本目标。在赞比亚，用灵活的电子凭证系统取代实物投入分配系统，减少了对集约化肥料使用的激励，并促进了更加环境可持续的耕作实践的采用。

第三，本文对快速发展的政府转移支付数字化文献作出贡献，揭示了数字交付的非预期环境效益。大量文献研究了从实物政府转移支付向数字和移动支付系统转型的过程（Aker等, 2016; Klapper和Singer, 2017; Muralidharan等, 2016; Banerjee等, 2020）。该文献主要关注数字化对财政效率、项目交付和受益者获取的影响，包括减少官僚性流失、腐败和交易成本。我通过揭示数字化公共转移支付如何影响受益者行为的环境渠道，扩展了这一文献。在赞比亚，将实物肥料补贴转化为灵活的数字凭证扩大了农民的投入选择范围，并改变了其农业投入组合，从而有助于减少养分径流和改善下游水质。

最后，本文对可持续耕作实践采纳文献作出贡献。鼓励小农采用土壤恢复实践，如作物轮作和豆科种植，是发展经济学的核心目标（Teklewold等, 2013; Manda等, 2016）。现有文献强调了密集且往往昂贵的农业推广服务在促进此类行为变化方面的重要性（Magruder, 2018; Campenhout, 2021; Dzanku等, 2022; Dar等, 2024），以及有条件的直接现金转移支付（Omotilewa等, 2019; Takahashi等, 2020）。我提供了替代机制的证据：现有补贴制度施加的约束可能限制农民采用可持续实践的能力。在赞比亚，向灵活的电子凭证系统的转型增加了作物多样化和豆科种植，表明放松投入选择约束可以促进更加可持续的耕作实践的采纳。

本文其余部分组织如下。第2节描述了赞比亚农业补贴计划的制度背景。第3节介绍了卫星、水文和家庭层面数据集的构建。第4节提出了实证策略，包括PSM程序和逐步DID估计量。第5节展示了主要实证发现。第6节总结全文。

**章节片段**

**赞比亚的农业投入补贴**

2000-2002年南部非洲干旱使作物产量减少约40%，并使超过3000万人面临饥饿风险，促使赞比亚引入农业投入补贴（美国国务院, 2002）。2001年5月，赞比亚政府宣布灾难状态以动员人道主义援助。为应对由此产生的粮食不安全，政府在2002/2003农业季节启动了肥料支持计划（FSP）。

**处理变量**

政策变异源于赞比亚从传统FISP向灵活电子凭证系统的转型。我利用赞比亚农业与畜牧业部（农业与畜牧业部, 2015）的官方行政实施记录构建处理变量。

由于赞比亚的农业生产集中在单一雨季，我将行政实施时间表与年度环境数据的时点进行对齐。

**PSM策略**

如第3节所述，处理在地区层面定义，允许使用DID框架识别政策效应。一种自然的方法是使用所有未处理地区作为对照组。然而，电子凭证系统的逐步推行并非随机的。历史政策文件表明，2016年试点和2017年扩展均优先选择机构能力更强、私人农资经销商密度更高的地区（国民议会……

**基线结果**

表2展示了电子凭证改革对下游水质影响的基线估计。所有规格均包含格网单元固定效应、省份×年份固定效应以及完整的协变量集。为总结总体处理效应，我首先估计每个相对事件时间点的队列特定效应，然后计算所有处理后时期的加权平均。

第（1）列报告了对叶绿素a浓度的估计效应。系数为……

**结论**

通过利用赞比亚从实物肥料分配系统向灵活电子凭证计划逐步转型的过程，我证明改革农业补贴的交付机制可以产生重大环境效益。

利用基于高分辨率空间面板的卫星衍生水质指标和交错双重差分设计，我发现灵活电子券系统的引入使叶绿素a浓度平均降低了……

利益冲突声明
作者声明不存在任何已知的竞争性财务利益或可能影响本文报告工作的个人关系。

Jiale Yan
美国加利福尼亚大学伯克利分校