姚文捷

（浙江水利水电学院水文化与水资源经济研究所，浙江杭州 310018）

以生猪养殖为主力的畜禽养殖业是农业的重要组成部分。随着传统的分散养殖向规模化养殖迅速演进，生猪养殖业用水占据了农业用水的较大份额，大量废弃物经水冲刷形成污染源，对环境造成严重破坏。《中国统计年鉴（2018）》显示，2017 年浙江省生猪存栏量为542.6 万头、出栏量为1 022.4 万头。按照规模化生猪养殖户排污平均值12.61 t/（头· 年）[1]计算，2017 年浙江省生猪养殖排污量为19 734.65 万t，占同年废水排放总量（453 935 万t）的4.35%，环境压力不容乐观。节水减排成为生猪养殖业发展的限制因素之一。与提高用水效率的农业节水灌溉不同，畜禽养殖业节水减排的根本目的在于“治污水、促转型”。目前，学者们提出了一些有效的畜禽养殖业节水减排技术模式，如养殖场污水处理与循环利用模式、湿料饲养技术、水禽上岸技术、发酵床生态养殖技术等[2-6]。企业在生产中也开发了一些先进的畜禽养殖业节水减排设备工艺，涉及饮水、清粪和降温3 个方面，如将乳头式饮水器与饮水碗相结合、改鸭嘴式饮水器为碗式饮水器、改碗式饮水器为限位饮水盘、猪舍消毒使用高压水枪、猪舍建造全漏缝地板、猪舍降温使用多级蒸发系统或自动喷雾系统等，不仅提高了用水效率，而且减少了污染排放，同时降低了废弃物处理成本[7-11]。在技术层面，节水减排是把畜禽养殖污染的“末端治理”与“源头控制”进行有效衔接的重要途径。然而，节水减排本身尚未引起广泛关注，不足以在制度层面激励养殖户采用高效、经济的污染防治方法。尽管目前有一些研究认为应在政策上进行资金扶持、建立奖惩机制等促进畜牧养殖业的节水减排[12-14]，但相对于农业节水灌溉领域，农业节水激励机制在畜禽养殖业节水减排领域的理论研究和实践探索仍有很大空间。从基于外部性理论的污染控制模式来看，环境补贴可以充分引导养殖户自觉处理废弃物，变“末端治理”为“源头控制”。在这个意义上，农业节水激励机制对畜禽养殖业节水减排而言其实是一种补偿机制。

本研究基于前期研究成果[15]，构造理论框架，阐释畜禽养殖业节水减排的补偿机制；通过实地调研和回归分析确认规模化生猪养殖户节水减排的规模经济效应；在此基础上，设计规模化生猪养殖业节水减排补偿制度，以期为生猪养殖业节水减排工作的推进提供参考。

1 理论框架

理论上，畜禽养殖户在遵循生产利润最大化原则的同时，还要遵循补偿机制下的节水减排利润最大化原则。假设养殖户的生产总收益和生产总成本分别为R 与C，采纳节水减排技术后，减少用水量和减少排污量分别为W 与S，R、C、W、S 都是关于养殖规模Q 的函数；单位水价和单位排污费均受管制并被严重低估，分别为Pw与Ps；节水减排技术单位固定投入为I，则利润π 的函数为：

其中，Pw·W(Q)与Ps·S(Q)分别为节水总收益和减排总收益，I·Q 为节水减排技术固定总投入。要使畜禽养殖生产实现利润最大化，则有：

即边际生产收益、边际节水收益、边际减排收益三者之和等于边际生产成本与节水减排技术单位固定投入二者之和。

与此同时，在补偿机制下畜禽养殖户采纳节水减排技术必然要实现节水减排本身的利润最大化，设节水减排利润τ 的函数为：

则有：

得到：

即边际节水收益与边际减排收益二者之和等于节水减排技术单位固定投入。若不考虑养殖规模Q 的变动并设边际节水量 与边际减排量 均为大于0 的常数，则提高单位水价Pw与单位排污费Ps必然使MW+MS＞I。

鉴于此，畜禽养殖业节水减排的补偿机制可定义为：在既定的目标下，将当期的节水量与减排量作为下期的节水减排补贴，同时提高单位水价与单位排污费，以经济效益为诱因，激励养殖户采纳节水减排技术；直到形成合理的价格后，逐步取消补贴，最终使补贴激励转化为价格调控。值得注意的是，节水减排的规模经济效应是确定补偿梯度的重要依据。设单位节水量和单位减排量分别为w 与s，均是关于养殖规模Q 的函数，则有：

随着养殖规模Q 的扩大，若w(Q) 与s(Q) 递增、递减或不变，则单位节水收益Pw·w(Q)和单位减排收益Ps·s(Q) 也相应递增、递减或不变，这意味着单位用水成本和单位减排成本递减、递增或不变，也即节水减排的规模经济、规模不经济或规模报酬不变特征。由此，可根据养殖户节水减排规模经济效应从大到小的类别差异，设立补贴力度自强至弱的梯度标准。

2 实际验证

在以规模化生猪养殖业为典型的节水减排补偿机制中，节水减排的规模经济效应是确定补偿梯度的重要依据。本研究基于实地调查，通过回归分析对规模化生猪养殖户节水减排的规模经济、规模不经济或规模报酬不变的特征加以考察并确认。

2.1 调查说明 本研究于2016 年9 月—2017 年12 月对浙江省杭州、宁波、嘉兴、绍兴、金华和衢州等市域的规模化生猪养殖户进行走访调查，探求其在预估补贴下的节水减排意愿。问卷共计发放700 份，回收683份，经筛选、评估后确定635 份有效，占回收数量的92.97%。此前，浙江省在开展“三改一拆”的专项行动中，已大力拆除违建猪舍，集中关停不符合环保要求的“低、小、散”养殖场，并重新规划禁、限养区，推进适度规模的标准化养殖。调查发现，有效样本的养猪规模年出栏均不小于200 头。根据实际情况，在此定义生猪年出栏200～500 头为中规模养殖户，500～2 000 头为大规模养殖户，2 000 头以上为超大规模养殖户。

前期研究显示，绝大多数规模化生猪养殖户在预设补贴下愿意节水减排[15]，这说明补偿本身是有激励效力的，也是可行的。

2.2 计量模型 本研究在调查问卷中设置了相关问题，要求规模化生猪养殖户根据当前养殖规模对采纳节水减排技术后的年节省用水量(m3/头)和年减少污水量(m3/头)如实进行计算。理论上，在单位水价和单位排污费既定的条件下，随着养猪规模的扩大，若单位节水量与单位减排量递增、递减或不变，则单位节水收益与单位减排收益也相应递增、递减或不变，这意味着单位用水成本与单位减排成本递减、递增或不变，也即节水减排的规模经济、规模不经济或规模报酬不变的特征。因此，采用线性回归模型考察养殖户的预计节水量、预计减排量分别与养猪规模之间的关系，以确认节水减排的规模经济、规模不经济或规模报酬不变的特征。回归方程如下：

式中，wi、si与Qi分别为第i 个规模化生猪养殖户的预计节水量、预计减排量与养猪规模，υ10与υ11、ω10与ω11为相应的系数，为随机误差。若系数υ11或ω11显著且为正，wi或si与Qi呈现出正向变动的关系，节水或减排就存在规模经济；若系数υ11或ω11显著且为负，wi或si与Qi呈现出负向变动的关系，节水或减排就存在规模不经济；若系数υ11或ω11不显著，wi或si不受Qi的影响，节水或减排就存在规模报酬不变。

若式（9）或式（10）经回归表明节水或减排存在规模经济或规模不经济，即不存在规模报酬不变，则引入养猪规模的二次项进行再回归，以确认节水或减排的规模经济或规模不经济的边界。回归方程如下：

式中，wi与si分别为第i 个规模化生猪养殖户的预计节水量和预计减排量，Qi与Q2i 为养猪规模及其二次项，υ2k与ω2k（k=0，1，2）为相应的系数，ξ 与ζ 为随机误差。

若式（11）或式（12）的回归结果无法确认节水或减排的规模经济或规模不经济的边界，则说明式（9）或式（10）经回归所得的节水或减排存在规模经济或规模不经济的结论不可靠。

2.3 回归分析 调查数据统计结果（表1）显示，规模化生猪养殖业以中规模养殖为主，养殖户的用水量数值差异最大，预计节水量数值差异较小，预计减排量数值差异最小。利用STATA 13 统计软件对式（9）或式（10）以加权最小二乘法（WLS）进行估计，结果（表2）显示回归方程的拟合程度很好。养猪规模对预计节水量和预计减排量均有显著正向作用，即随着养殖规模的扩大，预计节水量和预计减排量均递增，这说明规模化生猪养殖户节水减排具有规模经济的特征。

引入养殖规模的二次项，对式（11）和式（12）以加权最小二乘法（WLS）进行估计，结果显示回归方程的拟合程度很好（表3）。预计节水量、预计减排量与养殖规模之间均存在显著的二次函数关系，并形成了倒“U 型”曲线，拐点处的养殖规模分别为2 299 头和1 955 头，说明规模化生猪养殖户节水减排的规模经济存在一定的边界。因此，式（9）和式（10）的回归结论均可靠。此外，在式（11）的回归结果中，常数项显著为负，表明即使关停养殖场仍需用水0.216 7 m3/（头·年）；而在式（12）的回归结果中，常数项显著为正，表明即使关停养殖场仍可减排1.054 4 m3/（头·年）。

表1 规模化生猪养殖户节水减排调查数据统计结果

表2 规模化生猪养殖户节水减排行为的规模经济效应定量回归结果（一）

表3 规模化生猪养殖户节水减排行为的规模经济效应定量回归结果（二）

规模化生猪养殖户节水减排的规模经济效应表现为：随着养猪规模扩大，预计节水量和预计减排量均先减速递增，呈现出规模经济的特征；达到最大值后加速递减，呈现出规模不经济的特征。由于较低的单位水价和单位排污费使养殖户在成本和收益的权衡中缺乏环保意识，节水减排几乎毫无效率。采纳一定技术后，养殖规模扩大使节水减排的潜力逐渐发挥、效率不断提高，但这一良性作用存在着边际递减规律，当养猪规模达到一定阈值，节水减排的潜力已发挥殆尽，相应的效率便开始下降。

3 制度设计

规模化生猪养殖业节水减排补偿制度设计为2 个有机组成部分，即“梯价补贴”政策和配套措施安排。对整个制度而言，“梯价补贴”政策是核心内容，配套措施安排是必要补充。

3.1 “梯价补贴”政策

3.1.1 基本细则 ①补贴主体与补贴客体。根据以政府为主导的原则，各级政府及其相关部门是补贴主体；根据养殖户自愿参与的原则，各类规模化生猪养殖户是补贴客体。

②补贴依据。经确认，规模化生猪养殖户节水减排存在规模经济效应。鉴于规模经济边界之内所呈现的规模经济特征，对应较大的养殖规模，补贴力度强则效果佳。鉴于规模经济边界之外所呈现的规模不经济特征，对应较小的养殖规模，补贴力度强则效果佳。

③补贴形式。对规模化生猪养殖户实施补贴主要采取2 种形式：一是用水量和排污量各自根据既定的标准被设置成若干个梯度并逐一予以定价，其中低于基价的定价作为价格补贴；二是当期节水量和减排量分别作为下期用水量和排污量的实物补贴。

④运作程序。省级层面，水利厅、农业厅会同物价局联合制定规模化生猪养殖业单位水价和单位排污费指导方案。县级层面，根据当地规模化生猪养殖业的实际情况，水利、农业等相关部门制定用水量和排污量的梯度标准，物价部门据此确定具体的计费方法。

3.1.2 节水方案 ①节水梯度标准。计算得知，节水的规模经济边界约为2 300 头。在此之内，按照养殖规模从小到大的分类标准将节水补贴标准从低到高相应设置为3类，即对中规模和大规模养殖户分别实施Ⅰ类补贴与Ⅱ类补贴，对养殖规模在[2 000,2 300)头的超大规模养殖户实施Ⅲ类补贴；在此之外，由于预计节水量与养猪规模之间存在显著的二次函数关系，对养殖规模在[2 300,2 600)头、[2 600,4 100)头、[4 100,4 400)头的超大规模养殖户分别实施Ⅲ类补贴、Ⅱ类补贴、Ⅰ类补贴，但对养殖规模超过4 400 头的超大规模养殖户不实施补贴。同时，计算并确定Ⅰ类补贴、Ⅱ类补贴、Ⅲ类补贴的节水区间分别为[0.6,1.6)、[1.6,4.4)、[4.4,4.5) m3/（头·年）。参考表4中规模化生猪养殖户的用水平均值，将用水标准设置为7 m3/（头·年），继而确定Ⅰ类补贴、Ⅱ类补贴、Ⅲ类补贴的用水区间分别为[5.4,6.4)、[2.6,5.4)、(0,2.6) m3/（头·年）。

②单位水价管制。设置单位水价占单位生产成本的合理比例区间，在此之内确定各类补贴水价。调查发现，单位生产成本包括仔猪、饲料、疫苗、兽药、人工、水电、排污等，共计约1 000 元/（头· 年）。用水平均值为7.06 m3/（头· 年），农业水价按0.3 元/m3计算，则单位水价为2.12 元/（头·年），占单位生产成本的0.21%，这个比例显然很低。有研究表明，农业用水中单位水价占单位生产成本的5%～15%是合理的[16]。考虑到浙江省的实际情况以及可持续的提价空间，先将这一比例规定在1%～4%，那么单位水价区间相应为10～40 元/（头·年），按7.06 m3/（头·年）的用水平均值换算成养殖业水价区间则为1.42～5.67 元/m3。以此为参考，将用水区间在(0,2.6) m3/（头·年）的Ⅲ类补贴水价定为1.4 元/m3，用水区间在[2.6,5.4) m3/（头·年）的Ⅱ类补贴水价定为2.8 元/m3，用水区间在[5.4,6.4) m3/（头·年）的Ⅰ类补贴水价定为4.2 元/m3，三者相应的单位水价依次约占单位生产成本的1%、2%、3%；而用水区间在[6.4,7)m3/（头·年）则恢复基准水价，定为5 元/m3；若用水超过7 m3/（头·年），则超额用水部分在5 元/m3的基础上加价1.4 元/m3，定为6.4 元/m3。必须明确的是，若接受Ⅰ类补贴、Ⅱ类补贴或Ⅲ类补贴的养殖户用水超过了各自的既定区间，则按基准水价收费；若接受Ⅰ类补贴的养殖户用水在Ⅱ类补贴或Ⅲ类补贴的区间内，则享受按相应类别的水价收费；若接受Ⅱ类补贴的养殖户用水在Ⅲ类补贴的区间内，则享受按Ⅲ类补贴水价收费。用水按月计费，养殖户当月实际节水量可转存至下月免费使用，且当月优先扣减上月结余用水量后再进行计费。

表4 规模化生猪养殖业节水减排“梯价补贴”的节水方案

3.1.3 减排方案 ①减排梯度标准。计算得知，减排的规模经济边界约为2 000 头。在此之内，按照养殖规模从小到大的分类标准将减排补贴标准从低到高相应设置为两类，即对中规模和大规模养殖户分别实施Ⅰ类补贴与Ⅱ类补贴；在此之外，由于预计减排量与养殖规模之间存在显著的二次函数关系，对养殖规模在[2000,3500)头和[3500,3800]头的超大规模养殖户分别实施Ⅱ类补贴与Ⅰ类补贴，但对养殖规模超过3 800 头的超大规模养殖户不实施补贴（表5）。同时，计算并确定Ⅰ类补贴和Ⅱ类补贴的减排区间分别为[1.7,2.5) m3/(头·年)与[2.5,4.8]m3/(头·年)。参考规模化生猪养殖户的排污平均值[1]，将排污标准设置为12 m3/(头·年)，继而确定Ⅰ类补贴和Ⅱ类补贴的排污区间分别为[9.5,10.3) m3/(头·年)与(0, 9.5)m3/(头·年)。

②单位排污费管制。设置单位排污费占单位生产成本的合理比例区间，在此区间内确定各类补贴排污费。已知单位生产成本约为1 000 元/(头·年)。因国家污水排污费收费标准为每污染当量不低于1.4 元，则单位排污费即每生猪当量排污费至少为1.4 元/(头·年)，占单位生产成本的0.14%，这个比例显然也很低。参照农业用水中单位水价占单位生产成本的合理比例区间，考虑到浙江省的实际情况以及可持续的提价空间，先将单位排污费占单位生产成本的比例规定在1%～3%，那么单位排污费区间相应为[10,30]元/(头·年)。以此为参考，将排污区间在(0,9.5) m3/(头·年)的Ⅱ类补贴排污费定为10 元/(头·年)，排污区间在[9.5,10.3) m3/(头·年)的Ⅰ类补贴排污费定为20 元/(头·年)；而排污区间在[10.3,12]m3/(头·年)则恢复基准排污费，定为30元/(头·年)；若排污超过12 m3/(头·年)，则超额排污部分在30元/(头·年)的基础上加价10 元/(头·年)，定为40 元/(头·年)。必须明确的是，若实施Ⅰ类补贴或Ⅱ类补贴的养殖户排污超过了各自的既定区间，则按基准排污费收费；若实施Ⅰ类补贴的养殖户排污在Ⅱ类补贴的区间内，则享受按Ⅱ类补贴排污费收费。排污按月计费，养殖户当月实际减排量可转存至下月免费使用，且当月优先扣减上月结余排污量后再进行计费。

3.1.4 政策规划 “梯价补贴”政策需要一个渐进式的提价过程以形成合理的单位水价和单位排污费。在单位水价和单位排污费各自占单位生产成本合理比例区间的目标下，以3～5 年为1 个周期，根据即时的单位生产成本规定单位水价和单位排污费各自占比区间的上调幅度。经若干周期形成合理的梯度价格之后，再用1 个周期的时间维持当期节水量和减排量分别作为下期用水量和排污量的实物补贴。最终将这一梯度价格固定下来并取消实物补贴。

3.2 配套措施安排 ①在“梯价补贴”政策中提供可优惠的弹性空间，并向不存在明显节水减排行为的、具备一定特征的养殖户适当倾斜，即这部分养殖户所享受的相应类别的补贴水价和补贴排污费应视实际情况在原来基础上略微调低。

②推行饲养员执业资格制度。定点举办执业培训，在课程计划中重点突出节水减排技术、相关政策法规等内容；定期组织资格考试，规定成绩合格才能持证上岗。

③利用各种媒体形式就节水减排在技术、环保、经济等方面的相关知识进行广泛而深入的宣传，并定期组织专业人员下乡免费提供技术咨询和指导。

表5 规模化生猪养殖业节水减排“梯价补贴”的减排方案