健康、可持续性和农业的交汇点已成为全球政策讨论的核心议题，因为各国面临着养活不断增长的人口和减缓环境退化的双重挑战。农业不仅在确保粮食安全方面发挥着关键作用，还在塑造公共卫生结果和环境可持续性方面发挥着重要作用。因此，在有机农业与传统农业方法之间做出选择对粮食系统绩效、人类福祉和生态韧性具有重要意义。
有机农业因其环境可持续的做法而受到赞誉，这些做法包括减少化学污染、改善土壤健康和提高生物多样性。它还与生产被认为更安全、更健康的食品相关，因为不使用合成农药和化肥。然而，这些优势往往伴随着较低的产量，这引发了关于可扩展性、可负担性和可获取性的担忧——特别是在面临持续粮食不安全的地区。相比之下，依赖合成投入和先进技术的传统农业虽然提高了生产力和成本效率，但也带来了显著的风险，包括与农药相关的健康影响、土壤退化、水污染、温室气体排放以及对化肥生产能源价格波动的敏感性。
本文研究了有机农业与传统农业之间的复杂权衡，重点关注它们对健康、环境可持续性和经济成果的影响。这些权衡不仅仅是理论上的；它们对投资决策、政策设计和消费者行为有着直接的影响。尽管政策制定者已经认识到传统农业中使用的化学品所带来的潜在风险，但其长期影响仍存在争议且了解不足。阿特拉津（Atrazine）是传统农业中最广泛使用的除草剂之一，这一例子就说明了这一挑战。尽管阿特拉津在2004年被欧盟禁止，但由于其持久性和缓慢降解性，它仍然在地下水中被检测到。通过水和食物接触这种农药与内分泌紊乱和生殖健康问题有关，这可能带来长期的社会后果。自20世纪70年代以来，不孕不育率急剧上升，世界卫生组织目前报告称全球六分之一的人口受到影响。显然，像阿特拉津这样的化学物质暴露，结合生活方式和社会因素，在这一公共卫生问题中起着核心作用。阿特拉津的生殖影响具有更广泛的经济意义，威胁到劳动力的可持续性、卫生系统和养老金计划，特别是在人口老龄化的发达国家。设计既能协调竞争性优先事项又能促进可持续性的农业政策至关重要。
本文的贡献主要有两个方面。首先，我们基于一个“最优控制模型”构建了一个理论框架，用于分析有机农业与传统农业之间投资的动态分配。该模型考虑了关键因素，包括从传统农业向有机农业转变的成本、这种转变的社会效益以及传统农业残留污染对未来几代人的长期影响。通过形式化这些关系，该模型为研究短期经济效率与长期可持续性成果之间的权衡提供了结构化的框架。其次，我们利用法国关于地下水中阿特拉津浓度的数据以及确保人口获得安全和饮用水所需处理成本的数据来估算模型中的关键参数。作为欧洲主要的农业生产国，法国因其多样的农业实践、对可持续性的强烈政策关注以及消费者对有机产品需求的增长，为研究这些动态提供了有力的背景。
实证分析在一个现实世界的背景下展示了最佳政策的特征，假设政策制定者在规划期内是理性的。它强调了在空间和时间维度上定制干预措施的重要性。在空间上，农药浓度较高的地区应被优先考虑，需要制定基于地点而非中立性的政策。这种有针对性的分配可以缓解局部热点问题，促进农药水平的更均匀分布，并产生显著的社会和环境效益。在时间上，当农药暴露的社会成本较高或对未来环境条件的重视程度较低时，应采取早期干预措施。然而，在我们的应用中，最佳努力随着时间的推移而增加，以确保剩余的农药浓度逐渐下降，最终达到社会规划者定义的目标。重要的是，由于最佳努力随社会成本的增加而增加，低估这些成本可能导致在时机和强度上的次优政策。
本文为设计平衡健康、环境和经济目标的农业政策提供了一个框架。结果强调了在促进有机农业投资时考虑短期和长期影响的重要性。通过将公共和私人资源与可持续性和公共卫生目标对齐，精心设计的政策可以促进一个更具韧性和公平性的食品系统——既能满足当前需求，又能保护未来几代人的福祉。
本文的其余部分安排如下：第2节回顾了现有文献，强调了本研究的主要贡献和解决的空白。第3节介绍了扩散模型，该模型描述了农药如何随时间和相互连接的地下水系统演变。第4节介绍了最优控制框架。第5节描述了用于量化农药暴露的社会成本和向有机农业过渡成本的主要数据集和额外来源。第6节概述了用于估算扩散参数的计量经济学方法，并报告了主要实证结果。最后，第7节讨论了我们的发现的政策含义。
