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Marcos A. Rangel, Tom S. Vogl; Agricultural Fires and Health at Birth. The Review of Economics and Statistics 2019; 101 (4): 616–630.
原文DOI:https://doi.org/10.1162/rest_a_00806
环境污染问题通常被视为工业化的产物，但事实上农业火灾等人为
污染在工业化之前已经长期存在。一千多年以来，农民用火来开垦土地、控制杂草、再生养分以及处
理作物残留物。根据粮农组织的数据，近年来仅最后一类农业火灾造成的生物质燃烧量就约为森林火灾的一半。本文即以巴西圣保罗为例，研究了种植甘蔗过程中农业用火对婴儿健康的影响。
农业火灾既与工业、交通等现代空气污染源之间在强度、频率和化学成分方面均有差异，也不同于森林火灾等大规模生物质燃烧以及室内传统炉灶燃烧等在空气质量极低的环境中的排放。作为一种传统来源的常见中度污染，既往文献中缺乏充分研究。但由于农业火灾与当地的经济活动相关联，也往往与其他形式的生物质燃烧并存，评估其健康危害会存在严重的内生性问题。本文的主要边际贡献也正在于此。首先选取巴西圣保罗州的蔗糖种植区作为研究背景，保证了火灾的空间和时间分布与农业有更明确的联系；最重要的是，利用每日的风向和火灾地点进行因果识别，有效排除了农业火灾的季节性和经济相关性导致的识别问题。由于风向和污染源的位置在一个区域内经常变化，这样的组合有助于明确区分火灾的污染效应和经济效应。本文首次将这套风向识别框架应用于发展中国家，带动了后续一系列农业火灾与秸秆焚烧的研究，包括我们比较熟悉的何国俊老师《秸秆焚烧、PM2.5和死亡：来自中国的证据》（香樟推文1810）。
巴西的甘蔗产量居世界首位，其中本文的研究背景圣保罗州的甘蔗产量占巴西全国收成的三分之二以上。从 4 月到 11 月，圣保罗的甘蔗农场和种植园采用传统的人工方法收割甘蔗时会产生农业火灾。农民在砍断甘蔗茎之前先烧毁田地，火会烧掉秸秆和其他杂物，只留下甘蔗的可收割部分和根部。与人工相比，使用火烧可将劳动力的生产率提高十倍。整个收获季节都会发生火灾，旺季时一天 24 小时都在收割。有观察研究记录了甘蔗火灾与污染在时间和空间上的联系，并且也已经发现在实验室中焚烧甘蔗秸秆会增加颗粒物浓度等危害健康的污染物。但甘蔗火灾也同时与当地经济密切相关，例如人均国内生产总值每增加一倍，每 100 平方公里就会多发生一起火灾。
火灾数据来源为卫星遥感拍摄的巴西领土图片。数据在1 千米×1 千米的尺度上识别出该区域发生火灾的概率，本文在实证部分中根据火灾发生的概率对火灾进行加权。遥感数据来源于三颗NASA卫星，NOAA-15、TERRA和AQUA，本文将三个数据系列加总到每一天进行火灾计数。
有关污染浓度和大气条件的数据来自圣保罗环境局（CETESB）运营的空气监测站。在研究期间的2009至2014年，所有13个站点都以小时为间隔测量温度、相对湿度、风向、颗粒物和臭氧浓度，其中 12 个站点还测量氮氧化物（NOx）浓度。对于除风向外的所有变量本文利用每小时的观测数据计算出周平均值，对于风向将每小时的测量结果汇总为每日盛行风。本文计算每个城市人口中心点 50 公里半径范围内每天发生火灾的 1 千米×1 千米网格单元的数量，并进一步根据盛行风将火灾分为上风向与非上风向。
婴儿的出生与住院数据来自巴西卫生部DATASUS信息系统。本文的主要健康指标是出生体重和胎龄，此外还包括1分钟和5分钟的APGAR评分、报告的死胎、出生数量以及出生后第一天和第一周的死亡率。作者对这些结果也进行了考察。本文按照出生地和出生日期对这些个人记录加总到城市地区层面，从而得到了 26100 个地区-日期的平均出生结果数据集。
本文进行了两项估计，一个是将火灾与空气污染联系起来，另一个是将火灾与健康结果联系起来。首先验证研究设计中关于上风向火灾比下风向火灾更容易造成污染的假设，本文分析了空气监测站的污染物浓度数据，主要关注的是颗粒物PM10，同时也研究了臭氧等其他污染物，以界定焚烧甘蔗火灾的污染成分。本文构建了如下回归模型：
其中
表示监测站点从t-6至t这个日期区间的周平均空气污染，核心解释变量为
和
，它们反映了同一星期内的上风火灾和其他火灾。控制变量
包括了周平均气温、周平均相对湿度、无风小时数占比、无盛行风向的天数。
和
分别是空气监测站点固定效应和日期固定效应。
婴儿健康回归模型与（1）式类似，只是对子宫内暴露的分析需要很多滞后期，本文将滞后期的数量设定为 38 周。因此我们在分组的健康数据上采用分布式滞后模型，将出生记录按城市-出生日期汇总。对于 t 日在 j 市的所有出生记录，进行如下估计：
是城市
在日期
出生结果的均值，
表示女性分娩的第
周，
分别表示分娩前上风向火灾和非上风向火灾的影响，
便捕捉了分娩前第
周焚烧甘蔗秸秆火灾对于新生儿健康的影响。为了减少噪音，在结果中汇报的是每13周的系数总和。
