我国农业保险对农业碳排放的影响研究

王晓润，李 娟 ，刘 熙

（安徽农业大学 经济管理学院，安徽 合肥 230036）

2021 年联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告指出，自1850—1900 年以来，全球地表平均温度已上升约1℃，并且预测到21 世纪中叶，全球温度上升预计将达到或超过1.5℃。并且根据IPCC 研究，目前全球温室气体30%直接或间接来自农业，农业生产活动带来环境问题得到越来越多学者关注，推动农业减排、发展低碳农业是应对目前环境问题的重要抓手。作为农业大国，中国温室气体总排放量约17%是来自农业生产过程[1]，年均增长速度不断上升，不但威胁到粮食安全、农村地区发展，而且对农民生计产生很大影响，我国面临的农业碳排放问题仍然严峻。

农业保险作为农业生产过程中重要的风险管理工具，可以为农业生产者提供基础保障，调整其生产行为，促使其采取更加低碳环保的方式进行农业生产活动，在保证农业产业健康发展的前提下，创造绿色健康可持续的农业生态环境。目前，很多学者已经在研究农业保险的环境效应，但多是集中在农业保险对于农业化学药品使用数量的影响上[2-3]，基于农业保险对于农业碳排放直接影响效果的相关研究甚少。因此，文章着眼于整个农业领域的碳排放总量，重点研究农业保险水平对农业生产的减排固碳效果。

一、文献综述

（一）农业碳排放的测算及影响因素

尽管农业碳排放在全球碳排放总量中占重要比率，但是目前还没有官方渠道公布其具体数据，学者们纷纷对农业生产活动中碳排放的来源以及测量方法进行探索。Johnson 等在研究中发现农民使用的生产资料、农用物资的废弃物以及农业作物燃烧会引起碳排放[4]，但是其研究比较宏观。李波等将农业碳排放具体归纳为6 个方面，分别是化肥、农药、农膜、农业机械使用的柴油、土地翻耕、灌溉[5]，这种归纳方式也有其不足之处，即只考虑了农业生产中的种植业。于是田云等将农业碳源扩充为包括畜禽肠道发酵与粪便管理等16 个方面[6]，极大丰富了农业碳源研究。目前，国内外学者多用IPCC 指数法对不同碳源的排放量进行测算。闵继胜等在研究中不仅考虑整个农业的碳源，还结合我国地理条件考虑了不同地区、不同生长周期水稻的碳排放系数[7]，更加准确地测算了我国农业碳排放总量。田成诗等在研究中对畜禽的粪便管理分地区进行差异性考量[8]，进一步丰富了农业碳排放测算方式。关于农业碳排放的影响因素，李波认为我国经济增长与农业碳排放总强度之间存在协整关系，且人均 GDP 每增加 1%，农业碳排放总强度增加 1.72%[9]。李国志等、吴贤荣等、韦沁等等在研究中同样发现两者之间正向促进的关系[10-12]。庞丽研究发现促进减排的因素包括农业能源利用效率的提高、劳动力转移以及农业生产的内部结构调整[13]。陈银娥等发现农业机械化可以减少碳排放[14]。

（二）农业保险的环境效应

目前很多文献在研究农业保险的环境效应主要集中在两个方面。一方面，通过研究农业保险影响农业生产者对化学药品等生产资料的投入量，从侧面描述其环境效应，并且现有研究多是集中在这个角度。张弛等通过4 个省的粮食数据分析发现农业保险可以减少农药的使用[2]，秦国庆等发现政策性农业保险同样会显著减少农业生产过程中的化肥、农药、农膜使用数量[15]。除了化肥、农药等，农业保险还会影响农户对生产技术的选择。毛慧等基于植棉农户的实证分析发现农业保险额度越高的农户更加倾向于使用绿色生产技术[16]。另一方面，近年有研究也逐渐聚焦到农业保险对农业碳排放的影响上，但是关于农业保险对农业碳排放影响效果还没有一致结论。一部分学者认为，农业保险有利于农业固碳减排。李丽萍基于2010—2019 年河南省农业保险与农业碳排放的相关数据，分析得出农业保险是促进农业减少碳排放总量的重要因素[17]。马九杰等利用规模-结构-技术效应的分析框架及双向固定效应模型和中介效应模型分析发现，农业保险能够通过调整经营规模和农业产业结构促进农业碳减排，但其研究集中在对种植业的碳排放的影响上[18]。与之相反，一些学者认为农业保险作为农村金融一项重要工具并不能够减少农业碳排放，而是增加了排放总量。佘宗昀等在对农业保险对种植业固碳效果的分析中发现，农业保险由于其风险管理特质会增加小规模农户的生产意愿，不利于农业规模效应的形成，导致农业活动产生更多碳排放[19]。

（三）文献评述

梳理现有文献不难发现，国内外学者对农业碳排放的研究一直不断推进，不同学者依托不同视角为绿色农业发展问题的解决提供了前沿思路与经验证据。从现有文献中可以看出，以碳排放为研究方向不仅可以了解行业碳排放的变化趋势、区域异质性、影响因素，还可针对性地提出可执行的减排固碳方案，促进环境健康发展。已有研究文献存在较大争议的原因主要源于以下几个方面：（1）农业碳排放的测算方法不断细致精准，过往研究中通过粗略计算方式得出的结果现在来看缺少一定科学性；（2）现有研究倾向用农业保险代替种植业保险进而研究其对种植业碳排放的影响，忽略了农业保险中的畜牧业保险以及畜牧业的碳排放，比较片面、不够严谨；（3）目前聚焦农业保险对农业碳排放影响的研究甚少，学者们关农业保险对农业碳排放的影响作用还未得出一致结论。本文在此基础上，创新性地将畜牧业碳排放纳入考量，采取有调节的中介效应模型研究农业保险对农业碳排放的影响，为促进农业固碳增效、推动农业健康发展、创造绿色可持续的生态环境提供理论支撑。

二、理论机制分析与假设

（一）农业保险与农业碳排放

近年来，学者们关于农业保险对农业碳排放的影响研究尚未得出一致结论。一方面，农业保险作为与农业生产息息相关的农村金融工具可以有效分散农业生产风险，保障农业生产者的预期收入，并且能够引导农业生产者更加科学合理地使用农业要素，例如很多文献在研究农业保险的环境效应时发现，农业保险可以降低农药化肥等的使用，从而减少农业碳排放。但是另一方面，由于存在保险兜底，很多小规模农户提高了农业生产的意愿程度，导致农业碳源在数量上有所提升，直接带来农业碳排放总量的增加，并且小规模的农业生产会降低农业产业的规模效应，导致农业生产过程中碳排放的处理成本较高，也会增加碳排放。基于此，提出以下假设：

H1：农业保险对农业碳排放有影响，但是影响方向尚不确定。

（二）农业技术进步与农业碳排放

技术进步作为实现农业健康持续发展的重要驱动力，能够在农业生产过程中优化农业资源配置，提高农业生产效率。并且，技术进步影响农业碳排放是多维度的。一方面，技术进步可以有效提高要素利用率来达到农业减排目标；另一方面，技术进步可以通过学习效应减低减排放成本，从而抑制碳排放的增长。目前很多研究聚焦于农业技术进步对农业碳排放的影响，其结果都是农业技术进步可以抑制农业碳排放。周晶等基于1998—2015 年数据对全国和各省生猪养殖碳排放进行估算，考察生猪产量增长、技术进步和养殖模式变化对碳排放量增长的累计效应，其研究发现，技术进步抑制农业碳排放的效应为14.42%，农业生产者提高养殖技术可以有效减少温室气体的排放[20]。范东寿同样实证检验了农业技术进步、结构合理化对农业碳排放强度的影响。综合研究发现，农业技术进步是农业碳减排的重要途径，但是不能忽视农业结构调整的作用[21]。基于此，提出以下假设：

H2：农业技术进步对农业碳排放有显著的负向影响。

（三）农业保险与农业技术进步

在乡村振兴的大背景下，我国正转变新的农业生产方式，构建现代农业生产体系，持续推进农业现代化。与传统生产方式不同，以信息技术、生物技术、种业技术等为代表的的高科技正在向现代农业产业渗透，与此同时也会带来潜在的新的风险。比如新品种对环境的变化十分敏感，在不同环境下其生产效果也会不同，可能会给种养大户带来一定损失。而农业保险作为分散农业生产风险、稳定农业产业收入的有效金融工具，在农业技术推广与应用的过程中能够起到保驾护航的作用。除此之外，农业保险规模增加还有利于加大农业机械设备及其他固定资产投资，从整体上促进了农业技术进步。正如李棠等在研究中发现，当调查2021 年山东省348 家种植业家庭农场的农业保险对农业技术采纳的影响时，参与农业保险的生产者更容易采纳新技术，并且建议农业保险对接农业技术、提高粮食作物的保险补贴力度与保障水平以及加强农业保险宣传[22]。基于此，提出以下假设：

H3：农业保险对农业技术进步有显著正向影响。

（四）农业技术进步的中介效应

通过以上分析可以发现，农业保险可以影响技术进步，而技术进步又可以影响农业碳排放，并且农业技术进步作为中介变量在农业实证研究中十分常见，陈俊聪等基于联立方程组模型的情景模拟方法，从规模效应、结构效应与技术效应三个方面入手探究农业保险对农业面源污染的影响，结论之一就是中国农业保险促进了农业技术进步，缓解了农业面源污染[23]。基于此，提出以下假设：

H4：农业技术进步在农业保险对农业碳排放的影响中起到中介作用。

（五）农业人力资本的调节效应

人力资本持续增加，农业生产者个体的知识技能体系也将得以优化，生产创新活力必将得到激发，从这一意义上说，农业现代化引致的人力资本投资增加，将提升农户践行低碳农业生产概率。与此同时，国家也将推动绿色可持续发展、构建人类命运共同体作为重要战略方向，以碳达峰、碳中和为目标愿景的减排固碳的纵深发展，催生出了大量新生产技术和新生产模式、释放出了大量固碳增效的助推力量，为构建低碳农业生产理念提供有力支撑。在此形势下，人力资本投资需求将更加突出，高技能劳动力尤其是复合型人才对深谙低碳农业之道具有举足轻重的作用。一方面，受教育程度的提升使得农业生产者对碳排放有一个新的认知，显著提高了对绿色农业生产的理解与认同[24]，降低了认知偏差，极大缓解了技术门槛约束，提升了低碳农业技术应用效率与水平；另一方面，受教育程度的提升为农户提供了及时、准确和全面的金融知识获取渠道，有效提升了农户的金融素养，在农业保险对碳排放的影响路径中突破传统认知壁垒，敏锐识别农业技术进步对碳排放的积极影响[25]。因此，在外在环境被动推动与个体主动利用的双重作用下，人力资本的提升促进农业生产者认知能力和对新事物的接受程度不断提高，并不断调节农业碳排放水平。基于此，提出以下假设:

H5：农业人力资本在农业保险对农业碳排放的影响中起到调节作用。

三、农业碳排放总量的测算

本文根据《省级温室气体清单编制指南（试行）》（2011 年）内容以及多位学者的研究成果，从三个方面测量整个农业领域碳排放总量：一是农业生产过程中物资投放导致的碳排放，具体包括化肥、农药、农膜以及农用柴油的直接使用引起的碳排放。二是水稻种植所引起的碳排放，由于不同水热条件下水稻种植过程中产生的碳排放不同，所以不同地区、同地区不同时期水稻种植产生的碳排放量存在差异，本文为计算方便，参考王明星等[26]、Matthews 等[27]研究，确定统一排放系数。三是畜禽养殖所引发的碳排放，主要包括肠道发酵和粪便发酵两个部分。本文研究的畜禽品种主要是猪、牛、羊、马、驴、骡、兔和家禽，其中羊分为山羊和绵羊；由于《中国畜牧业年鉴》2007 年之后只公布牛、肉牛和奶牛的年末存栏量，故将牛的种类划分为奶牛和非奶牛。另外，畜禽的年平均饲养量由于饲养周期差异需要进行调整，参考闵继胜等[7]的方法进行计算。当出栏率大于或者等于1 时，计算公式如下：

式（1）中，Ni为i种牲畜年平均饲养量，Di为其平均生长周期，Mi为当年出栏量。在本文研究的牲畜中，猪、兔以及家禽的出栏量大于1，平均生长周期分别为200 d、105 d 和55 d。

当出栏率小于1 时：

式（2）中，Ni为i种牲畜年平均饲养量，Cit、Ci(t-1)分别为i种牲畜第t年的年末存栏量和第t-1 年的年末存栏量。

本文综合已有的研究结果首先确定各碳源的排放系数（表1、表2），并计算出碳源的使用数量，使用IPCC 碳排放系数法来测算排放的温室气体量。为了表述方便，将所有农业排放的温室气体量通过全球变暖潜力值转换成二氧化碳当量（CO2e）。全球变暖潜力值也被称为温室气体效应指数，某气体的二氧化碳当量为该气体数量与该指数的乘积。根据《联合国气候变化框架公约京都议定书》，以CO2的100 年全球变暖潜力值为基准，1 t CH4产生的温室效应相当于排放21 t CO2，1 t N2O 产生的温室效应相当于排放310 t CO2，因此CO2、CH4以及N2O 的全球变暖潜力值为1、21 和310。因此，农业碳排放量的计算公式如下：

表2 肠道发酵与粪便发酵排放系数 单位：kg/（head·a）

式（3）中，E表示农业碳排总量（百万t CO2e），本文计算的碳源种类为18，j表示每一种碳源，λj表示第j种碳源的碳排放系数，Qj表示第j种碳源的年使用量，GWPj表示第j种碳源的全球变暖潜力值。

四、研究设计

（一）数据来源

基于数据的可获得性，本文选取2007—2020年中国30 个省（区、市，不包括西藏自治区和港澳台地区）的面板数据进行实证分析。其中，农业保费收入与农业保险赔付来自《中国保险年鉴》，其他基础数据来自历年的《中国统计年鉴》《中国农村统计年鉴》《中国人口与就业统计年鉴》以及各省（区、市）的统计年鉴。

（二）变量选取

1.被解释变量

本文选择农业碳排放总量（carbem）作为解释变量，是基于整个农业领域测算得出，该值越小表示减排效果越好。

2.核心解释变量

本文以农业保险密度（pinsden）作为核心解释变量，是农业保费收入与第一产业就业人数的比值，表示该地区农业保险的发展水平以及当地对农业保险的重视程度。

3.中介变量

本文的中介变量是农业技术进步指数，借鉴何艳秋等[29]的研究成果，采用DEA-Malmquist 指数法测算农业全要素生产率的分解项来表示，把每一个省（区、市）作为一个决策单元格，设置产出变量为农林牧渔总产值，投入变量为化肥施用量、机械总动力、有效灌溉面积、农作物总播种面积以及第一产业就业人数。

4.调节变量

本文的调节变量选择的是农村人力资本（edu），教育年限法测算具体的测算方法是：将6 岁以上人口的受教育水平划分为文盲或半文盲、小学、初中、高中、大专及以上5 个层次，对应的学制学年数分别是1 年、6 年、9 年、12 年、16 年，然后用各阶段受教育人口占比乘以相应的学制学年得到人均受教育年限。

5.控制变量

控制变量包括：（1）产业结构（insstr），是指第一产业产值与地区生产总值的比率，反映第一产业对地区经济发展的贡献程度。（2）农业风险水平（agrisk），是农业保险赔付与农林牧渔生产总值的比率，反映农业生产过程中承受的风险程度。（3）政府支农水平（agfina），是农林水事务支出与一般预算支出的比率，以控制政府扶持对农业碳排放的影响。（4）环境规制（envire），是环境保护支出与地区生产总值的比率，以控制环境保护对农业碳排放的影响。各变量说明与描述性统计如表3 所示。

表3 变量说明与描述性统计

（三）数据分析方法

在分析有调节的中介效应时，本文采取的是偏差校正 bootstrap 方法（bias-corrected bootstrap method），该方法是一个非参数的重新抽样程序，可以克服中介效应的非正态分布的问题。Preacher 等在研究中指出，bootstrap 方法是目前进行有调节的中介效应检验比较好的方法[30]，可以根据研究假设框架选择不同模型，将调节变量和中介变量同时放在一个模型中，有效解决了数据遗漏问题。因此，本文参考温忠麟等提出的中介效应检验模型[31]，参照前人提出的基于bootstrap 的研究[32]，对农业保险影响农业碳排放的过程中，农业技术进步的中介效应和农业人力资本的调节效应进行检验。具体模型如下：

式（4）中，lncarbem为被解释变量，本文为了数据处理方便，对农业碳排放取对数，pinsden（农业保险密度）是核心解释变量，agpro（农业技术进步）为中介变量，edu（农业人力资本）为调节变量，Int_1 是农业保险和调节变量的交互项，Int_2 是农业技术进步和调节变量的交互项，即Int_1=pinsden×edu，Int_2=agpro×edu，εi为随机扰动项。

五、实证结果与分析

（一）农业保险对农业碳排放的影响

在前文理论分析与模型构建的基础上，分别用最小二乘估计（OLS）、双向固定模型（FE）以及随机效应模型（RE）研究农业保险对农业碳排放的影响，参数估计如表4 所示。从表4 可看出，农业保险在1%的显著性水平下正向促进了农业碳排放，这表示农业保险密度越大，农业碳排放总量越高。这一现象可能的原因是，农险保险的推广分散了农业生产的风险，促进了更多小规模农户生产意愿，养殖数量有所增加，并且小农户的发展在一定程度上阻碍了农业规模效应的形成，不利于降低温室气体的处理成本。对于中国来说，小农户多而分散，对于农业低碳发展的认识还不够深入，在生产过程中有意规避农业碳排放的意识还不足，最终导致农业碳排放数量的增加。

表4 农业保险与农业碳排放的回归

（二）有调节的中介效应检验

采用偏差校正bootstrap 方法来检验有调节的中介效应，首先通过模型1 检验在只有中介变量的情况下，农业保险对农业碳排放的影响效果；模型2 是检验农业保险对农业技术进步的影响作用；接着，对模型3、4 进行回归，在SPSS中首先对数据进行去中心化处理，然后分别构建农业保险和调节变量的交互项Int_1、农业技术进步和调节变量的交互项Int_2，以验证调节变量的作用机制以及作用效果的显著性（表5）。

表5 农业保险对农业碳排放有调节的中介变量回归

从表5 中可以看出，农业保险在1%的显著水平下促进农业碳排放，但是农业技术进步在1%的显著水平下抑制了碳排放，验证了假说1 和假说2。从模型2 的结果可以看出，农业保险在1%的显著水平促进了农业技术进步，即验证了假说3。进而通过表6 可以分析农业技术进步的中介作用。

表6 中介变量效应分析

在农业保险对农业碳排放的总效应在95%的置信区间内没有经过0（最大值为0.012 4，最小值为0.001 5），所以总效应存在，效应量是0.007。同理可证，直接效应和间接效应均存在。因此，在本文中农业技术进步在农业保险影响农业碳排放的过程中发挥了部分中介作用，中介效果显著，验证了假说4。由于间接效应是负数，所以农业技术进步作为中介变量，削弱了农业保险对农业碳排的促进作用，有利于低碳农业的发展。

在模型3 中，Int_1 系数不显著，而模型4 中Int_2 的系数在1%的水平下显著，表示农业人力资本在该中介模型中具有调节作用，其调节效应的作用路径是在农业技术进步对农业碳排放的影响上，而不是农业保险对农业技术进步的影响上。Int_2 的系数为负，表明在中介变量减少农业碳排放的过程中，农业人力资本作为调节变量促进了减排强度，进一步加强农业固碳，验证了假说5。运用SPSS 进行调节效应检验时，分别对调节变量取正负均值和0，探究调节效应变化，结果如表7 所示。从表7 可以看出，当调节变量增大时，即农业受教育程度不断提高，调节效应的削弱作用不断增强，更加减少农业的碳排放。

表7 调节效应分析

六、结论与启示

（一）研究结论

农业保险作为分散农业生产风险的金融工具，在其推广的过程中能够影响农业整体碳排放水平。本文通过测算2007—2020 年中国30 个省（区、市）的农业碳排放量，以农业技术进步作为中介变量、农业人力资本作为调节变量构建有调节的中介效应模型，实证分析农业保险对农业碳排放的影响作用，得出以下结论：从整体上看，当前我国农业保险的发展促进了农业碳排放总量。基于中介效应，研究发现，农业保险能够显著提升农业技术进步，而农业技术的提升会抑制农业碳排放的总量，该中介效应具体表现的效果为部分中介。农业人力资本作为调节变量，在中介变量对农业碳排放的作用过程中表现出显著的调节效果，促进了中介变量的农业减排，有利于农业的绿色低碳发展。

（二）政策启示

农业保险对于保障农业生产及带动农民收入具有重要意义。尽管从实证研究中发现农业保险对农业碳排放存在促进作用，但是并不意味着直接降低我国农业保险的发展水平，而是要充分发挥农业保险在不同机制在对农业碳排放的影响效果。

1.提高对减排效果佳的农业生产主体的农业保险补贴力度

目前，部分农户在进行农业生产过程中，有明显的减少污染、绿色生产的行为意识，针对有明显节能减排效果的农业生产主体提供一定的保险补贴，不仅可以在保障基本风险规避的情况下节省更多生产成本，这些成本可以用来继续发展产业，提高收入，或是进行农业排碳的清洁处理，降低污染，还可以引导更多农户参与到环境保护、固碳减排的生产中来。

2.设计和推广绿色农产品保险

根据前文研究，农业保险可以显著促进农业技术进步，农业技术进步可以抑制碳排放。针对农业生产领域中高新技术设计专门的农业保险，并且进行市场化推广，有利于农业技术水平的进一步提升，从而抑制农业碳排放。

3.加强农业人力资本的教育培养

农村居民受教育程度在农业保险影响农业碳排放的过程中起到了抑制的调节效应，加强对农业生产主体的教育培养可以有效提高其环境保护、绿色发展的意识，并且科学有效的技能培训在一定程度上可以加强农业生产主体的减排行为，更好地发展绿色低碳农业。