原標題：SciRep 中國空氣污染對水稻產量的影響：最新的計量檢驗
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Stage-specific, Nonlinear Surface Ozone Damage to Rice Production in China. Scientific Reports. 2017.7: 44224.
Colin Carter, Xiaomeng Cui, Aijun Ding, Dalia Ghanem, Fei Jiang, Fujin Yi, and Funing Zhong
近年來，我國的空氣污染問題不斷加劇，人們在各種場合談論PM，并越發擔憂空氣污染對健康的潛在危害。然而，空氣污染并不只是PM2.5，空氣污染對社會經濟的危害也并不僅在于對人們健康的影響。我國近地表臭氧（surface ozone）污染的嚴重程度不亞于PM2.5，且臭氧污染對人類健康與動植物生長具有直接的負面作用。本文結合2006至2010年東南五省區域尺度的高精度污染物數據與縣級水稻產量數據，基于面板數據的計量方法，估計了我國水稻主產區近地表臭氧污染對水稻產量負面影響的大小，并指出了臭氧污染與水稻產量關系在兩個維度上的“非線性”。
以往關于污染物與作物產量的研究通常基于極小空間尺度上的控制實驗。基于控制實驗得到的“污染－產量”關系雖然準確，但卻很難被直接推廣到更大的空間尺度上。畢竟，不同地區的植株種類不同，具體的生長環境與耕種管理也有所差異。然而，確定較大空間尺度上的“污染－產量”關系是政策設計與討論的必要基礎。基于面板數據的計量方法有助于解決這一問題。其基本思路與近年來應用經濟學對氣候變化影響的研究一脈相承（詳見往期“氣候變化”專題）。
本文將高精度的近地表臭氧數據加總至縣級單位，并以小時數據為基礎構造出反映“非線性”關系的年度面板數據。通過在較大區域尺度上聯系縣級作物產出與外生（exogenous）污染物水平的年度間變化（year-by-year variation），作者得以估計出污染物水平變化對作物畝產的邊際影響（marginal effects）。
本文指出，臭氧污染對水稻產量影響“非線性”的第一個維度是時間。換言之，臭氧污染在水稻生長周期的不同環節中對水稻最終產量的影響是不同的。實證結果顯示，從統計意義上講，臭氧污染水平在分蘗成穗期（panicle formation）升高時會顯著影響最終的平均畝產，在其它時期的負面影響則并不顯著。臭氧與水稻“污染－產量”關系中“非線性”的第二個維度是污染水平。半參數（semi-parametric）估計結果顯示，當日度臭氧污染小時平均數（hourly average）的極值超過100 ppb （parts per billion，空氣污染物濃度單位）時，其對水稻平均產量的危害遠大于當該極值低于100 ppb 而高于60 ppb 時的危害（見下圖）。
Carter et al. (2017) Nature SciRep
Figure 4 Panel A
就本文所考察的區域及時間段而言，每年臭氧污染加劇所導致的大米減產高達34萬噸。若假設估計的“污染－產量”關系適用于全國，臭氧污染加劇所導致的減產量將高達200萬噸，約相當于我國當前大米進口量的三分之一。一方面，臭氧污染的不斷攀升將對我國的糧食安全造成潛在威脅。另一方面，考慮到國際大米市場的結構，臭氧污染導致的中國大米產量波動將足以影響國際大米市場，并進而對國際上以大米為主食的貧困地區產生不利影響。換一個角度講，限制臭氧污染并就兩個“非線性”進行有針對性的污染管理將有利于國內糧食安全戰略的實施與國際糧食市場的發展。
關鍵詞：空氣污染，臭氧，水稻，非線性
中國鄉村發現網轉自：農經好文章（微信公眾號）
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