Економічна політика сталого сільського господарства: вплив на громадське здоров’я та екологію

Abstract

Дисертаційна робота присвячена вирішенню науково-прикладної задачі удосконалення науково-методичних підходів формування економічної політики сталого сільського господарства в контексті впливу на громадське здоров’я та екологію. У дисертаційній роботі систематизовано наукове підґрунтя впливу сталого сільського господарства на громадське здоров’я та сталий розвиток. Наукова новизна роботи полягає у структуризації світового наукового ландшафту в означеній тематиці шляхом комплексного застосування інструментів Biblioshiny App та VOSviewer, що дозволило здійснити глибокий бібліометричний і візуалізаційний аналіз 427 наукових публікацій, індексованих у базі Scopus за період 1987–2024 рр. Виявлено та формалізовано описано домінуючі тренди трансформації дослідницького інтересу у сфері сталого агровиробництва; здійснено структурування цих трендів залежно від найбільш цитованих праць, авторів, ключових слів, країн і наукових інституцій на основі лонгітюдного аналізу; проведено порівняльну оцінку наукової продуктивності вчених із різних країн та рівня міжнародної наукової співпраці; застосування «спектроскопії» публікацій для виявлення історичних витоків дослідницьких напрямів та побудови їх часових профілів; формалізовано ключові тематичні кластери наукового пошуку на основі аналізу найвпливовіших публікацій. Зроблено висновок, що ефективне впровадження економічної політики сталого сільського господарства вимагає її тісної координації з екологічною політикою та політикою у сфері громадського здоров’я. Інтеграція цих напрямів має стати ключовою умовою для забезпечення екологічної стабільності, збереження біорізноманіття, підвищення якості життя населення та досягнення Цілей сталого розвитку в аграрному секторі. Удосконалено науково-методичний підхід до формалізації взаємозв'язків між аграрними практиками та забрудненням довкілля, що реалізовано через застосування моделей панельної регресії з фіксованими та випадковими ефектами на основі даних 39 країн світу, включаючи Україну, за період 2000–2020 рр. Цей підхід комплексно поєднує елементи економетричних та екологічних методик для оцінки впливу різних типів добрив на викиди парникових газів. На відміну від існуючих, запропонований підхід дозволяє врахувати незмінні в часі характеристики країн, такі як клімат, типи ґрунтів і структура агровиробництва, що підвищує достовірність і прикладну цінність результатів та уможливлює виявлення регіональних відмінностей у впливі добрив на екологічні показники. Важливим результатом моделювання стало виявлення регіональних відмінностей у впливі добрив на екологічні показники, що підкреслює необхідність локалізованих, зонально-специфічних стратегій у реалізації економічної політики. Моделі фіксованих ефектів дали змогу врахувати незмінні в часі характеристики країн, що є наслідком мікробіологічних процесів в ґрунтах, зокрема пов'язаних з нітрифікацією та денітрифікацією, які перетворюють надлишковий азот на N₂O. Такий підхід уможливлює більш точне прогнозування екологічних наслідків інтенсифікації сільськогосподарського виробництва та формування науково обґрунтованих рекомендацій щодо оптимізації використання добрив. В якості одного із індикаторів екологічної ефективності запропоновано використовувати розроблений комплекс показників оцінки впливу мінеральних добрив на парникові викиди. Даний показник є комплексним інструментом, що об'єднує різноманітні чинники, пов'язані із екологічною безпекою агровиробництва. Встановлено, що азотні добрива є основним джерелом викидів закису азоту (N₂O) — потужного парникового газу з глобальним потеплювальним потенціалом у 300 разів вищим за CO₂. Фосфорні добрива продемонстрували статистично значущий зв'язок з підвищенням рівня викидів CO₂, що пояснюється енергоємністю їх виробництва та транспортування, а також впливом на грунтову мікрофлору. Калійні добрива не виявили прямого зв'язку з викидами парникових газів, що може свідчити про їхню відносну екологічну нейтральність. Це створює можливість для системного аналізу та порівняння між державами щодо екологічної ефективності аграрного виробництва, а також для формування рекомендацій щодо вдосконалення політик і стратегій сталого розвитку сільського господарства. Проведено комплексне оцінювання впливу інтенсивного використання мінеральних добрив на водоекологічні ризики, засноване на аналізі досвіду країн ЄС та держав із гармонізованим законодавством. Дослідження охоплює формалізацію впливу інтенсивності використання добрив на індикатори небезпеки для водних ресурсів з урахуванням ролі експорту й імпорту агропродукції як чинників масштабування екологонебезпечних практик. В роботі розроблене методичне підґрунтя для оцінки прямих і прихованих економічних втрат, пов'язаних зі зниженням якості питної води внаслідок антропогенного тиску з боку аграрного виробництва. Виявлено, що інтенсивне використання азотних і фосфорних добрив призводить до забруднення ґрунтових і поверхневих вод через нітратне просочування і евтрофікацію водойм, що становить пряму загрозу для безпеки питної води. Встановлено, що експортно-орієнтована модель аграрного виробництва, яка передбачає високу хімізацію, опосередковано посилює деградацію водних ресурсів, тоді як високий рівень використання пестицидів у країнах ЄС не корелює з погіршенням якості води, що свідчить про ефективність інституційного контролю та технологічних рішень. Виявлено ті складові водоекологічної безпеки, які в більшій мірі підлягають негативному впливу інтенсивної хімізації, а також ідентифіковано країни, в яких комплексний вплив надмірного використання мінеральних добрив призвів до аномальних деформацій водних екосистем. В залежності від екологічних, економічних та інституційних факторів згруповано країни в кластери, що дозволяє врахувати специфіку потенціалу країн у забезпеченні водоекологічної безпеки. Запропоновано науково-методичний підхід до розроблення комплексу практичних рекомендацій щодо трансформації економічної політики сталого сільського господарства з урахуванням екологічних та водоекологічних ризиків. Цей підхід включає впровадження екологічно обгрунтованих нормативів використання добрив, диференційованих за кліматичним впливом; розвиток системи вуглецевого аудиту як обов'язкового елементу при наданні державної фінансової підтримки; застосування податкового коригування в залежності від обсягів внесення азоту та здійснення інвестиційної підтримки технологій із низькою енергоємністю. Для вдосконалення економічної політики сталого сільського господарства в Україні розроблено авторську систему заходів, які спираються на міжнародний досвід та враховують національні особливості. Основу для формування цієї системи склали аналіз європейських стратегій («Зелена угода», «Від ферми до виделки») та ідентифікація основних бар'єрів впровадження моделі сталого агровиробництва в українських реалях. Запропоновано трансформацію політики з обмежувально-контрольної до інноваційно-стимулюючої шляхом запровадження регіонально адаптованих нормативів використання мінеральних добрив, інтеграції "водного сліду" в систему екологічного аудиту та регулювання аграрного експорту з урахуванням його екологічної вартості. В роботі обґрунтовано необхідність тісної координації економічної політики сталого сільського господарства з екологічною політикою та політикою у сфері громадського здоров'я. Розроблений підхід створює основу для ефективної, науково обґрунтованої політики, спрямованої на гармонізацію продуктивності аграрного сектору з охороною довкілля, зменшення ризиків для продовольчої та водної безпеки й адаптацію до умов експортної конкуренції та євроінтеграційних зобов'язань. В роботі формалізовано взаємозв’язки між інтенсивністю використання мінеральних добрив, зовнішньоторговельною активністю у сфері продовольства та рівнем державних витрат на охорону здоров’я. У результаті дослідження виявлено, що надмірне застосування азотних і фосфорних добрив статистично пов’язане із зростанням витрат на охорону здоров’я через погіршення якості води та повітря. Показано, що інтенсивна експортно-орієнтована модель агровиробництва може супроводжуватись додатковими екологічними ризиками, що потребують урахування при стратегічному плануванні. Запропоновано впровадження інструментів фінансового стимулювання переходу агровиробників до безпечних агротехнологій, розвиток систем екологічного аудиту з елементами оцінки ризиків для здоров’я (Health Risk Assessment), а також посилення регулювання імпорту та експорту продукції з урахуванням її впливу на громадське здоров’я. Здійснено наукове обґрунтування трансформації економічної політики сталого сільського господарства з урахуванням її впливу на громадське здоров’я, що забезпечує міжсекторальний підхід до вирішення завдань сталого розвитку. Дослідження базується на розроблених методичних засадах оцінки впливу агрохімічного навантаження на медико-соціальні показники, зокрема на DALYs (роки життя, скориговані на інвалідність), з урахуванням динаміки міжнародної торгівлі продовольством. Обґрунтовано необхідність впровадження політик сталого сільського господарства, орієнтованих на зниження екологічного навантаження, підтримку точного землеробства та зменшення обсягів використання агрохімікатів, комплексного оцінювання імпорту та експорту продовольства з урахуванням екологічних і медичних критеріїв, що забезпечить формування відповідальної, науково обґрунтованої та інтегрованої економічної політики у сфері сталого аграрного розвитку. Вперше на основі просторового панельного аналізу доведено статистично значущий вплив інтенсивного застосування мінеральних добрив на якість води та рівень витрат на охорону здоров’я не лише в межах окремої держави, а й у країнах-сусідах. Встановлено, що азотні добрива є джерелом транскордонного екологічного ризику, що обґрунтовує необхідність створення інституційної системи екологічного моніторингу та міждержавної екологічної компенсації. Результати підтверджують доцільність інтеграції просторово чутливого підходу до аграрної політики, запровадження обов’язкового екологічного аудиту як критерію надання фінансової підтримки агровиробникам, а також впровадження системи «зелених субсидій», узгодженої з принципами Європейського зеленого курсу. Обґрунтовано необхідність реформування фінансових інструментів підтримки, що враховують не лише продуктивність, але й екологічну ефективність, безпечність для здоров’я населення та кліматичну нейтральність. Дисертація також містить рекомендації щодо міжвідомчої координації політики сталого сільського господарства, впровадження системи індикаторів сталого агровиробництва з урахуванням медико-біологічних показників (зокрема DALYs), а також гармонізації аграрної, екологічної та соціальної політики. Запропоновані підходи формують основу для нової моделі економічного політики сталого сільського господарства, орієнтованої на збереження довкілля, зміцнення громадського здоров’я та екологічну безпеку.

The dissertation is devoted to addressing the scientific and applied problem of enhancing scientific and methodological approaches to the development of sustainable agricultural policy, with a focus on its impact on public health and the environment. The thesis systematises the scientific basis for the impact of sustainable agriculture on public health and sustainable development. The scientific novelty of the work lies in the structuring of the global scientific landscape in this field through the comprehensive use of the Biblioshiny App and VOSviewer tools, which allowed for an in-depth bibliometric and visualisation analysis of 427 scientific publications indexed in the Scopus database for the period 1987–2024. The dominant trends in the transformation of research interest in the field of sustainable agricultural production were identified and formally described; these trends were structured according to the most cited works, authors, keywords, countries and scientific institutions based on a longitudinal analysis. A comparative assessment of the scientific productivity of scientists from different countries and the level of international scientific cooperation was carried out. Publication ‘spectroscopy’ was used to identify the historical origins of research directions and construct their time profiles. Key thematic clusters of scientific research were formalised based on an analysis of the most influential publications. It was concluded that the effective implementation of sustainable agriculture economic policy requires close coordination with environmental and public health policies. The integration of these areas should be a key condition for ensuring environmental stability, preserving biodiversity, improving the quality of life of the population, and achieving the Sustainable Development Goals in the agricultural sector. The scientific and methodological approach to formalising the relationship between agricultural practices and environmental pollution has been improved through the application of panel regression models with fixed and random effects based on data from 39 countries, including Ukraine, for the period 2000–2020. This approach comprehensively combines elements of econometric and environmental methodologies to assess the impact of different types of fertilisers on greenhouse gas emissions. Unlike existing approaches, the proposed approach allows for the consideration of country characteristics that remain constant over time, such as climate, soil types and agricultural production structure, which increases the reliability and practical value of the results and makes it possible to identify regional differences in the impact of fertilisers on environmental indicators. An important result of the modelling was the identification of regional differences in the impact of fertilisers on environmental indicators, which highlights the need for localised, zone-specific strategies in the implementation of economic policy. Fixed-effects models made it possible to take into account the time-invariant characteristics of countries, which are the result of microbiological processes in soils, in particular those related to nitrification and denitrification, which convert excess nitrogen into N₂O. T his approach enables more accurate forecasting of the environmental consequences of intensified agricultural production and the formulation of scientifically sound recommendations for optimising fertiliser use. One of the suggestions for measuring environmental performance is to use a set of indicators that assess how mineral fertilisers affect greenhouse gas emissions. This is a comprehensive tool that combines various factors related to the environmental safety of agricultural production. It has been established that nitrogen fertilisers are the main source of nitrous oxide (N₂O) emissions, a powerful greenhouse gas with a global warming potential 300 times higher than CO₂. Phosphorus fertilisers have shown a statistically significant correlation with increased CO₂ emissions, which is explained by the energy intensity of their production and transportation, as well as their impact on soil microflora. Potassium fertilisers have not been found to have a direct link to greenhouse gas emissions, which may indicate their relative environmental neutrality. This creates an opportunity for systematic analysis and comparison between countries in terms of the environmental efficiency of agricultural production, as well as for the formulation of recommendations for improving policies and strategies for sustainable agricultural development. A comprehensive assessment of the impact of intensive mineral fertiliser use on water ecological risks was conducted, based on an analysis of the experience of EU countries and states with harmonised legislation. The study covers the formalisation of the impact of intensive fertiliser use on indicators of danger to water resources, taking into account the role of agricultural exports and imports as factors in the scaling up of environmentally hazardous practices. The work develops a methodological basis for assessing direct and hidden economic losses associated with the deterioration of drinking water quality due to anthropogenic pressure from agricultural production. It has been found that intensive use of nitrogen and phosphorus fertilisers leads to contamination of soil and surface waters through nitrate leaching and eutrophication of water bodies, which poses a direct threat to drinking water safety. It has been established that the export-orientated model of agricultural production, which involves high levels of chemical use, indirectly exacerbates the degradation of water resources, while the high level of pesticide use in EU countries does not correlate with a deterioration in water quality, which indicates the effectiveness of institutional control and technological solutions. The components of water ecological security that are most susceptible to the negative impact of intensive chemicalisation have been identified, as well as countries where the combined impact of excessive use of mineral fertilisers has led to abnormal deformations of aquatic ecosystems. Depending on environmental, economic and institutional factors, countries have been grouped into clusters, which allows for the specific potential of countries in ensuring water ecological security to be taken into account. A scientific and methodological approach to developing a set of practical recommendations for transforming sustainable agricultural economic policy, taking into account environmental and water-ecological risks, has been proposed. This approach includes the introduction of environmentally sound standards for fertiliser use, differentiated according to climatic impact; the development of a carbon audit system as a mandatory element in the provision of state financial support; the application of tax adjustments depending on the amount of nitrogen applied; and the provision of investment support for low-energy-intensive technologies. To improve the economic policy of sustainable agriculture in Ukraine, a proprietary system of measures has been developed, based on international experience and taking into account national characteristics. This system is based on an analysis of European strategies (the Green Deal, Farm to Fork) and the identification of the main barriers to the implementation of a sustainable agricultural production model in Ukraine. It is proposed to transform the policy from restrictive and controlling to innovative and stimulating by introducing regionally adapted standards for the use of mineral fertilisers, integrating the ‘water footprint’ into the environmental audit system, and regulating agricultural exports, taking into account their environmental value. The paper substantiates the need for close coordination of sustainable agriculture economic policy with environmental and public health policies. The approach developed provides a basis for effective, scientifically sound policies aimed at harmonising agricultural productivity with environmental protection, reducing risks to food and water security, and adapting to export competition and European integration commitments. The paper formalises the relationships between the intensity of mineral fertiliser use, foreign trade activity in the food sector, and the level of government spending on health care. The study found that excessive use of nitrogen and phosphorus fertilisers is statistically linked to increased healthcare spending due to deteriorating water and air quality. It is shown that an intensive export-orientated model of agricultural production may be accompanied by additional environmental risks that need to be taken into account in strategic planning. The introduction of financial incentives for agricultural producers to transition to safe agricultural technologies, the development of environmental audit systems with elements of health risk assessment, and the strengthening of regulations on the import and export of products, taking into account their impact on public health, are proposed. The scientific substantiation of the transformation of the economic policy of sustainable agriculture, taking into account its impact on public health, which provides a cross-sectoral approach to solving the problems of sustainable development, is carried out. The study is based on the developed methodological framework for assessing the impact of agrochemical burden on medical and social indicators, in particular on DALYs (disability-adjusted life years), taking into account the dynamics of international food trade. The necessity of implementing sustainable agriculture policies aimed at reducing the environmental burden, supporting precision agriculture and reducing the use of agrochemicals, and a comprehensive assessment of food imports and exports, taking into account environmental and health criteria, is substantiated, which will ensure the formation of a responsible, scientifically sound and integrated economic policy in the field of sustainable agricultural development. For the first time, based on spatial panel analysis, a statistically significant impact of intensive use of mineral fertilisers on water quality and healthcare costs has been proven not only within a single country but also in neighbouring countries. It has been established that nitrogen fertilisers are a source of transboundary environmental risk, which justifies the need to create an institutional system of environmental monitoring and intergovernmental environmental compensation. The results confirm the advisability of integrating a spatially sensitive approach to agricultural policy, introducing mandatory environmental audits as a criterion for providing financial support to agricultural producers, and implementing a system of ‘green subsidies’ in line with the principles of the European Green Deal. The need to reform financial support instruments that take into account not only productivity but also environmental efficiency, safety for public health and climate neutrality is substantiated. The thesis also contains recommendations on interdepartmental coordination of sustainable agriculture policy, the introduction of a system of indicators for sustainable agricultural production taking into account medical and biological indicators (in particular DALYs), and the harmonisation of agricultural, environmental and social policies. The proposed approaches form the basis for a new model of sustainable agricultural economic policy focused on environmental conservation, public health improvement, and environmental safety.