土豆＆玉米：新大陸農作物與人口增長和經濟發展

上圖

上圖：土豆的世界傳播 & 右圖：玉米的世界傳播

（圖片來源於網路）

前言

從新大陸遠道而來的土豆和玉米都支撐了近代的人口增長，但兩者對經濟發展的貢獻卻存在差異。近期的兩個研究利用系統的數據、量化的方法，排除了此前文獻中識別貢獻大小、檢驗因果關係的困難，有助於我們更好地理解新大陸農作物的影響。

這兩個研究分別是Nathan Nunn和Nancy Qian於2011年發表在The Quarterly Journal of Economics的論文「The Potato』s Contribution to Population and Urbanization: Evidence from an Historical Experiment」；陳碩、龔啟聖（James Kung）於2016年發表在Journal of Economic Growth的文章「Of Maize and Men: The Effect of a New World Crop on Population and Economic Growth in China」。

前者討論了土豆對舊大陸人口增長、城市化率的影響。作者使用長時段、國家層面的數據，發現18、19世紀舊大陸的人口增長和城市化進程的四分之一要歸功於土豆。後者討論了玉米對中國社會的人口增長、城市化率和人均收入的影響。作者利用府級數據得出，玉米在1776~1910年間貢獻了中國人口增長的19%，但卻沒能顯著提高城市化率和人均收入等經濟發展指標。

兩個研究的發現有同有異。相同的地方是：新大陸農作物在中國和舊大陸都促進了人口的增長；不同的地方是：土豆推動了舊大陸的城市化，而玉米則沒有提高中國的城市化率。

（主編註：新大陸農作物對人口增長起到了極大的推動作用，有學者從其播種面積和產量提出質疑，認為上述兩項絕對數值都很小，不可能在人口增長中發揮這麼大的作用。陳志武提出的可能解釋是，新大陸農作物實際上能起到一種保險功能，其主要是在其他主要農作物歉收的情況下發揮作用，由於其在惡劣氣候條件下仍然能有相當的產量，從而能夠使人們度過災荒，存活下來。而為了度過災荒，只需要相對較少的糧食。）

下面分別介紹這兩個研究：

一

土豆對舊大陸增長和城市化的影響

理論上，土豆的引種提高了農業生產力：一方面改善了收入和營養水平，提高了預期壽命，而在現代人口增長模式形成之前，收入的提升會促進人口增長；另一方面在兩部門均衡框架中，由於農產品的消費缺乏彈性，勞動力最終轉移到城市部門，助推了城市化發展。文章的主要貢獻是，率先解決土豆與人口增長之間的內生性問題，否定了人口壓力重的地區主動選擇土豆的反向因果關係，也排除了可能同時導致土豆引種和人口增長的其他因素的影響。文章的主要思路類似於雙重差分（Differences-In-Differences）方法，控制其他條件後，研究引入土豆是否讓更適合土豆生長地區的人口相比不適宜地區的人口增長更快。

文章的因變數總人口的數據來自McEvedy和Jones（1978）的研究；城市化率數據來自Chandler(1987)、Bairoch(1988)和Modelski(2003)的研究，統計了一國居住在4萬人口以上城市的人口佔總人口的比例，數據在1100~1700年每世紀一個截面，在1750~1900年每50年一個截面。文章的主要自變數是各國適合種植土豆的土地佔比。由於地理條件基本不隨時間改變，因此作者得以基於現代地理資料計算各國土地上土豆的歷史適種性（見圖2）。根據聯合國糧農組織的Global Agro-Ecological Zones（GAEZ）資料庫，作者將所有土地柵格的水熱、土壤、地形特徵與土豆生長所需的條件匹配，計算每個柵格內的土豆產量潛力；並以能達到最高單產的40%為標準，認定柵格內土地適合土豆生長，從而計算出國土上的適種土地佔比。

文章的主要回歸根據DID的思路，控制國家和年代固定效應、舊大陸本土作物和其他新大陸作物的適種性以及地理和氣候等因素，檢驗核心自變數（一國的土豆適種土地佔比與引種啞變數的交叉項）的係數。首先，作者確定土豆的引種時間，根據17、18世紀土豆種植在舊大陸上快速擴散的歷史記錄，把土豆引種處理的時間統一設置為1700年，以防受到不同國家人口壓力影響引種時間的反向因果關係的干擾。其次，作者對引種時間進行檢驗，一方面利用與主回歸相似的邏輯，檢驗1100~1900年間不同時點作為引種時點的交叉項的係數，發現只有18世紀之後引種，土豆推動適種地區的人口增長的效果才顯著；另一方面使用模仿斷點回歸的方法，以400年為帶寬進行回歸，發現1700年之後確實存在斷點，印證了1700年引種土豆設置的正確。

文章的回歸結果發現，土豆對人口增長和城市化貢獻顯著；適宜種植土豆的土地佔比每提高1%，總人口平均增長0.032%，城市化率提高0.36%；根據回歸結果進行的反事實分析發現，土豆的引種對18、19世紀舊世界人口增長的貢獻約為26%、對城市化的貢獻約為34%。

文章隨後檢驗了結果的穩健性。首先，要排除其他因素同時造成土豆引種和人口增長。例如，世界上最適宜土豆生長的土地集中分布在歐洲，而歐洲在18、19世紀的快速發展受到很多其他因素的影響。因此，作者控制了與大分流有關的地理、制度、宗教、殖民、參與全球化等因素，控制了大洲固定效應，並進行了歐洲國家與其他國家的分樣本回歸，回歸係數顯著且與主回歸比較接近。

其次，要進一步排除反向因果關係。例如，人口多的國家在土豆的引種、選育上可能也更為積極，那麼人口壓力下可能會催生出高產品種，文章按柵格的產量潛力為40%最高單產來計算出的適種土地比例可能造成偏誤。因此，作者更換了不同產量潛力門檻值來進行回歸，抹去人為選擇的影響，回歸結果仍然穩健——文章在適種性標準上已經綜合了土豆的各個品種；並且從土豆的栽培和傳播史中也能得出，土豆的選育主要目的是為了抗病蟲害而非提高單產。

文章亦通過各城市層面的人口增長和法國士兵身高的增長佐證了土豆對城市化和人口增長的貢獻。由於土豆易發芽難以長途貿易，因此作者用類似的方法度量城郊種植的土豆對城市人口增長的作用——作者計算一個城市周圍100公里內的適宜土豆種植的土地比例並進行回歸，得到此範圍內適種土豆的土地佔比每提高1%，該城市人口平均增長0.050%，與主回歸結果比較接近；無論把這一回歸的樣本範圍從四萬人以上人口的城市擴大到1000人以上人口的城鎮，還是把城市周邊的範圍調整到50或200公里，係數都支持主回歸的結果。

此外，利用Komlos（2005）法國在1658~1770年間出生的士兵的成年身高數據作為因變數，控制這些士兵的出生地、年代固定效應和其他因素，作者發現在1700年土豆引種之後，出生地周圍25公里的土地更適宜種植土豆的士兵，其身高顯著地比來自不適種植地區的士兵高出了0.41~0.78英寸——這也說明了種植土豆改善了當時人們的健康水平，促進了人口增長。

作者在文章中證明了土豆種植推動人口增長和城市化的因果關係，度量了土豆在其中貢獻的份額。但也需要指出，文章數據上關於土豆逐步推廣到世界各地的詳細情況並不充分，理論上經濟在受到土豆的引種的技術刺激後，究竟會花費多久收斂到新的穩態亦不清晰。因此，本文並沒有分析土豆對人口增長和城市化的促進究竟是規模效應還是增長效應。

二

玉米與中國人口增長

在與前一篇文章接近的研究時段內，玉米的引種也是明清中國的重要農業技術進步，在道光年間達到引種的頂峰；而中國適宜玉米種植的土地達到約55%，遠遠超出適宜土豆和番薯生長的10%和20%。出於數據可得性和作物重要性，陳碩和龔啟聖對玉米引種與人口增長、經濟發展的關係進行了實證分析，也採取了DID的方法，分析有玉米種植對該州府人口增長和經濟發展水平的影響

本文的主要因變數是府級的人口密度，數據分為1600、1766、1820、1851、1880、1910年六個截面，1600年人口數據來自梁方仲《中國歷代戶口、田地、田賦統計》（1980），其餘來自曹樹基《中國人口史》（2000）。另一個重要因變數是經濟發展水平：第一個指標城市化率，數據來自《中國人口史》1776年和1893年的省級數據和司德敷《中華歸主》（1922）有關1920年人口多於25000人的城市的統計資料；第二個指標人均工資，數據來自《刑科題本》記錄的乾隆至道光年間178起案件中涉及的長工工資。本文的主要自變數是玉米種植啞變數，數據來自1119種府志對成書時該府農業、物產的記錄（玉米引種過程見圖3）。糧價數據來自《清代道光至宣統間糧價表》和中研院清代糧價資料庫，並進行了卡路里折算和價格平減。控制變數中最重要的是馬爾薩斯模式下對人口的兩個「積極抑制」手段——戰爭和瘟疫；前者的數據來自《中國軍事史》的記載，後者的情況則出自Elvin（1973）的研究。

本文的主回歸基於DID的思路，控制州府和年份固定效應，控制戰爭和瘟疫兩個 「積極抑制」手段，檢驗引種玉米對人口密度的影響係數。作者進一步控制了州府特異的年份固定效應來解決共同趨勢問題，將標準差聚類到省一級以排除樣本內的異質性，利用Generalized Spatial 2SLS方法解決空間自回歸問題。主回歸的結果發現，引種玉米會使當地人口密度增長9.9%；按照中國在1776~1910年間引種玉米的州府的份額增加了46.7%,可以測算出在此期間玉米貢獻了中國人口增長的18.7%。

本文進一步檢驗了玉米促進人口增長這一結果的穩健性。首先，作者確認了DID所需的共同趨勢假定的有效性。作者發現，若對齊樣本中各州府的玉米引種時間，在引種玉米之前，各府州幾個時段的人口密度變化趨勢並沒有顯著差異；而在引種玉米之後，引種州府的人口密度才顯著增長，從而肯定了共同趨勢假定。（見上圖）

其次，作者試圖排除DID方法中處理同期其他條件改變的影響。例如，早熟稻的推廣改變了南方地區的熟制，作者因而在早熟稻種植的北限北緯33°外對北方各府子樣本進行了回歸，發現引種玉米會把不受早熟稻影響的北方州府的人口密度提高15.8%，更凸顯了玉米對人口增長的促進作用。

此外，作者排除了人口壓力導致「積極控制」的內生性問題——因為通過對齊各州府的玉米引種時間，作者發現引種前後的戰爭數量並沒有顯著變化。作者進而估計出戰爭和瘟疫兩個對人口的「積極控制」手段分別會使人口密度下降2.3%和4%。

本文驗證了引進新大陸作物對糧食價格的抑制作用，估計出引種玉米會導致該府的糧價下降3.7%。此外，作者為排除「高糧價倒逼人口遷移去山區種玉米」的反向因果關係，考慮到了這一時段的主要移民形式是省內移民而非大規模的省際流動，故而通過加入省份特異的時期固定效應控制了其中的移民因素。

本文與Nunn和Qian（2011）的結果不同之處在於：引種玉米並沒有顯著改變以城市化率（見下圖）和長工工資衡量的經濟發展程度。無論是控制州、府、省會，還是位於運河、長江沿岸，還是利用數據齊全的年份子樣本來排除城市化和工資兩個發展指標的測量誤差，回歸的結果仍舊不顯著。即使是按回歸結果95%置信區間的上界來測算，玉米對中國18、19世紀城市化的貢獻也僅為1.1%，說明引種玉米這一技術衝擊帶來的收入改善，大部分還是被人口增長稀釋掉，回到了馬爾薩斯穩態。

結語

儘管兩篇文章研究的時間段都位於18、19世紀，在理論框架上也都採用了Galor和Weil（2000）等研究中的統一增長理論；兩篇文章都各自對美洲作物在全世界和中國餵養的人口規模、支撐的城市化進程進行了實證分析。但是，兩篇文章卻在新大陸作物是否促進了經濟的轉型發展的問題上有著不同的判斷。之所以出現了這種分歧，一則是因為研究對象上土豆和玉米並不完全等價，二則源於研究的範圍——整箇舊大陸和中國內部可能在地理和經濟形態上都是異質的。

Nunn和Qian（2011）在理論上判斷土豆引種作為技術進步會使農產品價格下跌；而Chen和Kung（2016）則實證檢驗出玉米作為新技術能使糧價短期下跌3.7%。Nunn和Qian（2011）推導出農產品價格下跌會在均衡中導致部門間的勞動力轉移，判斷此時的世界至少部分地進入人口增長與人均收入增長並行不悖的「後馬爾薩斯模式」；而Chen和Kung（2016）把此時的中國對應到統一增長理論中的「馬爾薩斯模式」。

Nunn和Qian（2011）觀察到世界範疇內新大陸作物確實帶來了城市化發展、人均收入提高、經濟發展水平提升；而Chen和Kung（2016）的回歸表明人口的膨脹最終耗盡了新技術對經濟增長的紅利，中國的城市化和人均收入並沒有起色。

兩篇文章各自印證了作者在統一增長理論中判斷出的發展模式，但在舊世界整體與中國這一局部之間體現出的發展階段模式區別及其根源都沒有展開討論。

文章來源：Nunn N, Qian N. The potato s contribution to population and urbanization: evidence from a historical experiment[J]. The Quarterly Journal of Economics, 2011, 126(2): 593-650.

Chen S, Kung J K. Of maize and men: the effect of a New World crop on population and economic growth in China[J]. Journal of Economic Growth, 2016, 21(1): 71-99.

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輪值主編：林展 責任編輯：彭雪梅

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