前沿研究｜JEEM 气候变化与种植结构变迁
本期专题
环境与资源：气象冲击与农业生产调整
导读
在围绕气候变化经济影响的诸多分析中，短期效应与长期效应的争论一直存在。基于年间天气变化的面板估计固然能很好地实现识别，却很难真正回答关于气候变化长期影响的问题。就农业种植与农地使用而言，上期介绍的文章中虽发现了农户在应对高温时表现出的农地调整行为，然而该发现仍然是气象冲击下的短期调整行为。聚焦于农业种植，本期介绍的文章则在面板估计的框架下实现了对气候变化长期影响的实证识别。
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原文信息：
Cui, Xiaomeng. (2020) “Climate Change and Adaptation in Agriculture: Evidence from US Cropping Patterns.” Journal of Environmental Economics and Management, 101: 102306
温度、降水等气象因素的变化会对农作物的产量产生显著的影响，而气候变化通过改变空间上的水热分布，将在长期中影响同种作物在不同地区的生长适宜性。这种由气候变化造成的区域间农业比较优势的变迁，势必会引导作物在空间分布上发生变化。一方面，这种区域尺度上的分布变化是微观个体农业生产适应行为的宏观体现；另一方面，如Costinot 等人通过一般均衡模型所揭示，忽略这种变化很可能导致气候变化对农业的负面影响被高估。
作者以美国的玉米、大豆两种主要作物为落脚点，结合美国不同区域气候的长期变化，实证分析了长期气候变化对两种作物播种面积及其空间分布的影响。与文献中的许多研究不同，本文对温度、降水的度量基于基年前的30年平均而非当年实现值。在一个县级面板估计的框架下，县内30年平均温度、降水随时间发生的逐年小幅变动反映了当地气候分布均值随时间发生的缓慢变化。
研究在县级水平上将这些数据变化与1981-2015年间两种作物逐年播种面积的变化相联系。基准模型在县级固定效应的基础上灵活地控制了州际水平上的时间趋势。由于美国境内不同区域间小环境的实际气候变化存在差异，且这些小环境的区域边界与州边界在空间上存在差别，这为实证识别提供了必要的动力。此外，估计模型允许具有不同基准温度和降水的县在播种面积调整上表现出异质性。
通过将估计系数转化成准弹性，研究发现，当全美的长期温度上升0.1度，玉米、大豆播种面积将总体扩张0.9%；当长期降水增加1厘米，播种面积将总体扩张4%。依据已观测到的温度、降水在长期中的实际变化幅度推算，播种面积调整对温度的反应小于对降水的反应。同时，播种面积的气候弹性也明显小于其价格弹性。从空间上看，美国北部低温、少雨地区在过去30年间的变暖增湿引导了十分显著的玉米、大豆扩张。
图片来源：原文图8
由于实证估计依赖于30年平均温度、降水在逐渐间的小幅变化，研究在识别上不可避免地面临更多的潜在威胁。为此，作者通过多种不同的模型设定、样本选择来检验结果的稳健型。此外，在纳入人口、农地租金、农业保险、休耕保护、总耕地限制等多种经济社会变量后，所估计的气候系数也没有发生明显变化。
在基准模型的基础上，研究通过构造不同区域中玉米、大豆与其他主要作物的面积比例，进一步探究了气候变化所引导的潜在作物替换。北部的玉米、大豆扩张一定程度上通过替换大麦和春小麦实现，而南部的玉米、大豆则在高温下部分地转向了高粱。
此外，主产区受温度变暖引导的面积扩张比非主产区更为明显，而灌溉区内受气候变化引导的面积调整相比非灌区则非常有限。这些结果反映了基础设施在促进或抑制农业生产适应行为中的潜在作用。
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