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为激发农业生产者购买农业机械的积极性，原农业部和财政部于2004年共同制定了《农业机械购置补贴资金使用管理办法（试行）》，对农民和农业生产经营组织购买农业机械提供补贴。农业机械化进程的推进带来了农业种植结构、生产方式及生产技术的改变，对生态环境也产生了重大影响。那么，农业机械化对生态环境的影响有哪些？影响程度如何？农业机械化影响生态环境的作用机制又是什么？学界对相关问题尚缺乏深入探讨。

国内外学界已有大量研究关注公共政策对生态环境的影响，研究对象多以非农部门的政策为主，如财政收支政策（卢洪友等，2015）、碳税及碳排放配额政策（何萍等，2018）等。少数研究涉及了农业政策对生态环境的影响，结论存在差异。

关于农业机械化相关政策实施效果的研究成果较多，现有研究主要考察了政策对农业生产、劳动力市场以及农民收入等方面的影响。而关于农业机械化或农机购置补贴政策对生态环境影响的探讨还很少，且存在一些不足：第一，现有文献大多局限于定性描述和直观判断，对作用路径和机制的探讨十分匮乏。第二，仅有的少数实证研究往往聚焦于单一的污染性农业生产行为。第三，现有实证研究大多采用截面数据，因此不可避免地会出现遗漏变量导致的内生性问题。

本文试图以农机购置补贴政策为视角来探究农业机械化对生态环境的影响。农机购置补贴政策的实施具有“先试点、再逐步推广”的准自然实验特征，这为识别农业机械化对生态环境影响的因果关系提供了机会。鉴于农机购置补贴政策从开始试点到全国推广期间（2004－2009年），中国尚无公开的大范围的县级环境监测数据，本文选取了四种典型的污染性农业生产行为作为对生态环境影响的代理变量，即农药使用、化肥施用、地膜使用和秸秆焚烧。基于中国县级层面的面板数据和遥感卫星数据，本文构建了多时点双重差分模型，首先估计了农机购置补贴政策实施对地区农业机械化水平的影响，然后识别了政策对四种污染性农业生产行为的影响，最后检验了农机购置补贴政策影响各类污染性农业生产行为的作用机制。

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（一）典型的污染性农业生产行为及其影响生态环境的机制

农业生产对生态环境的影响主要来源于三个方面：一是农业生产投入品的使用，包括化肥、农药和地膜等的使用；二是农业生产废弃物的处理，包括秸秆焚烧和畜禽粪便排放等；三是作物生长过程中对自然资源和生态环境的影响，包括水资源利用、温室气体排放、土地利用等。从影响机制来看，农业机械化主要是通过前两个渠道对生态环境造成影响。

（二）农业机械化影响污染性农业生产行为的路径

农业机械化可以通过以下两条路径对污染性农业生产行为产生影响：

1.改变农业种植结构。机械化水平的提升往往伴随着农业种植结构的变化。粮食播种面积占比提高对污染性农业生产行为的潜在影响表现在以下方面：第一，不同农作物对化学品的需求量存在差异，相对于蔬菜、水果等经济作物，更容易实现机械化生产的小麦、水稻、玉米等粮食作物所需的污染性投入要素（如化肥、农药）数量更少。第二，粮食作物对地膜的需求量较少，粮食播种面积占比提高会自然地减少地膜使用量，从而减少污染。第三，粮食作物产生的秸秆数量一般多于菜、果、花等经济作物，因此粮食种植规模扩大会增加秸秆总量。综上，农业机械化会通过改变农业种植结构，影响化学品投入和废弃物处理，从而间接地对生态环境产生影响。

2.加快农业劳动力转移。农业劳动力数量减少会降低劳动密集型生产行为的频次，同时也有可能改变单次劳动中其他要素投入的数量。此外，农业劳动力流出会强化劳动力这一生产要素的稀缺性，从而提高农户在农业生产中利用化肥替代劳动力的意愿。由此可知，农业劳动力转移对化肥施用量的总体影响是不确定的。与化肥类似，秸秆回收再利用属于劳动密集型生产行为，农业劳动力减少必然会提高秸秆废弃及焚烧行为的发生频率。综上，农业机械化会通过加快农业劳动力向非农部门转移，改变农户使用污染性投入要素和处理农业生产废弃物的行为，进而间接地影响生态环境。

据此，本文提出如下假说：

假说1：农机购置补贴政策会对污染性农业生产行为（农药使用、化肥施用、地膜使用和秸秆焚烧）产生影响。

假说2：农机购置补贴政策主要通过改变农业种植结构和促进农业劳动力转移对污染性农业生产行为产生影响。

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（一）数据来源与处理

1.农业生产数据。本文使用的农业生产数据来自于农业农村部，本文选取2001－2009年中国县级农业生产面板数据，具体指标包括农业机械总动力、化肥施用量、农村居民人均纯收入等。

2.农机购置补贴政策试点数据。农机购置补贴试点县逐年推进名单来自于农业农村部。农机购置补贴政策自2004年起在全国试点推行，第一批试点县为66个，2005年扩展到500个，2006年为1126个，2007年为1716个，2008年为2653个，2009年覆盖到中国全部县级地区。

3.秸秆焚烧火点数据。秸秆焚烧火点数据来源于美国国家航天局（NASA）卫星遥感数据。本文选取MODIS数据中2001年5月至2009年4月中国县级月度秸秆焚烧火点数目数据，加总后构建了2001－2009年的年度县级秸秆焚烧火点数目数据。

（二）模型设定

由于农机购置补贴政策是在县级层面依照试点次序逐年展开的，因此本文将农机购置补贴政策视为一项“准自然实验”，设立了多时点双重差分模型。进一步，本文对农机购置补贴政策影响污染性农业生产行为的作用机制进行检验。本文的中介变量（粮食播种面积占比、农业人口净流失量）并不是外生的随机干预变量，如果将内生的中介变量简单地加入到原有的多时点双重差分模型中，可能导致估计结果有偏。此外，本文的中介变量对不同污染性农业生产行为的影响还可能存在差异。鉴于此，本文无法应用传统的中介效应检验模型进行机制检验。考虑到现有研究已经验证了粮食播种面积占比及农业人口净流失量对污染性农业生产行为的影响，本文只需检验政策变量对中介变量的影响，即可验证农机购置补贴政策影响污染性农业生产行为的机制。

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（一）农机购置补贴政策对农业机械化水平的影响

农机购置补贴政策实施后，实施县当年农业机械化水平平均提高3.7%，下一年农业机械化水平平均提高4.2%。这表明农机购置补贴政策的效果在实施当年不能全部体现，农机购置补贴政策对农业机械化水平具有持续影响，一种可能的解释是，农业机械具有耐用品的属性，补贴政策虽然可以在当年显著提高农机装备存量，但机械化的推广使用需要一定的时间，因此导致了政策对农业机械化水平的持续影响。该实证结果表明，农机购置补贴政策确实为农业机械化水平重要的外生冲击。

（二）农机购置补贴政策对污染性农业生产行为的影响

估计结果表明：第一，农机购置补贴政策的实施显著减少了当年及下一年的地膜使用量。农机购置补贴政策的实施，使试点县当年地膜使用量平均减少了4.5%，下一年地膜使用量平均减少了4.7%。第二，农机购置补贴政策的实施会显著增加下一年的秸秆焚烧火点数目。政策实施后，当年秸秆焚烧火点数目没有显著变化，下一年秸秆焚烧火点数目平均增加了7.8%，这表明农机购置补贴政策对秸秆焚烧火点数目的影响具有滞后性。第三，农机购置补贴政策对化肥施用量和农药使用量的影响不显著。农机购置补贴政策对当年及下一年的化肥施用量和农药使用量均没有显著影响。综上可知，农机购置补贴政策会对污染性农业生产行为中的地膜使用和秸秆焚烧行为产生影响，而对农药使用、化肥施用行为无显著影响，且这种政策的影响具有一定的滞后性。研究假说1得证。

（三）农机购置补贴政策影响污染性农业生产行为的机制

估计结果显示，农机购置补贴政策实施后，实施县当年粮食播种面积占农作物总播种面积的比值平均提高了0.941，下一年比值平均提高了1.470，这表明农机购置补贴政策的实施会促使试点县粮食播种面积占比显著提高。农机购置补贴政策导致的农业种植结构变化会对生态环境产生两方面影响：第一，考虑到大部分的农业机械适用于粮食作物（郑旭媛、徐志刚，2016），而地膜主要用于蔬菜、花卉、水果等经济作物，因此地膜使用量会伴随着粮食播种面积占比提高而减少。第二，由于秸秆主要来自于玉米、水稻、小麦等粮食作物，在回收渠道有限的情况下，政策试点县的秸秆总量会增加，秸秆焚烧火点数目也会相应增加（王舒娟、蔡荣，2014）。综上，农机购置补贴政策会通过改变农业种植结构对污染性农业生产行为产生影响，进而影响生态环境。

农机购置补贴政策对下一年农业人口净流失量有显著的负向影响，这表明农机购置补贴政策可以加快农业劳动力转移。政策实施一年后，更多的农业劳动力流向非农部门，这意味着农机购置补贴政策实施带来的机械化水平提高强化了农业机械对人工的替代作用，这与徐建国、张勋（2016）、李谷成等（2018）的研究结论一致。劳动力向非农部门转移带来的另一个结果是劳动密集型农业生产行为减少，如地膜使用和秸秆综合回收利用行为的减少（黄武等，2012）。可见，农业机械化水平提高导致的农业劳动力流出，会改变农户对污染性投入要素的使用方式和对农业生产废弃物的处理方式，进而对生态环境产生影响。综上，研究假说2得证。

（一）平行趋势检验

在控制了一系列可观测变量的条件下，农机购置补贴政策实施前试点县与非试点县之间的农业机械总动力变化趋势并无明显差异，而政策实施后的每一年农业机械总动力在控制组和实验组之间均呈现出显著差异。可见，样本基本满足使用多时点双重差分法所要求的平行趋势。

（二）安慰剂效应

借鉴Cai et al.（2016）的研究，本文通过随机分配试点县进行安慰剂检验。结果显示，农机购置补贴政策对农业机械化水平、地膜使用以及秸秆焚烧的影响系数的值分布在0附近，这表明本文的实证结果并非是由不可观测的其他因素导致，本文核心结论得到进一步验证。

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本文利用农机购置补贴政策“先试点、再逐步推广”的准自然实验特征，通过构建多时点双重差分模型估计了农机购置补贴政策对试点县农业机械化水平和四种污染性农业生产行为的影响，并检验了农机购置补贴政策影响污染性农业生产行为的作用机制，以此来评估农业机械化的环境效应。

研究发现：第一，农机购置补贴政策显著提升了地区农业机械化水平，且该影响具有持续性。第二，农机购置补贴政策对不同污染性农业生产行为的影响存在差异，且具有一定的滞后性。具体而言，农机购置补贴政策显著减少了当年及下一年的地膜使用量，增加了下一年秸秆焚烧火点数目，但对化肥施用量和农药使用量的影响不显著。第三，农机购置补贴政策主要是通过提高粮食作物播种面积占比和促进农业劳动力转移间接影响生态环境。

本文的研究启示在于：第一，学者在研究农机购置补贴政策效果时，不能仅从经济角度测算政策的成本收益，还须关注政策对生态环境的短期和长期影响，否则会高估或者低估政策的实际收益。第二，国家在农机购置补贴政策的设计中要重视机械化水平提升在农业绿色转型中的作用，实施更为精准的农机购置补贴政策，既要注重机械化的广度，又要兼顾机械化的深度，特别在绿色生产技术的薄弱环节要加快推进全程机械化。第三，要注重政策的连锁效应。在农业政策制定过程中，不能仅着眼于政策的直接作用，还需要通盘考虑宏观经济、人口、技术发展趋势等因素，全面评估可能产生的政策连锁效应。第四，要注重政策影响的差异性，建立一套综合评价体系，从多个角度评估政策效应。

原文刊发：《中国农村经济》2021年第9期