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石羊河流域农户的气候变化适应策略选择

2016-09-01赵雪雁王亚茹

关键词:石羊河气候变化流域

赵雪雁,王亚茹,张 钦,雒 丽,薛 冰

(1.西北师范大学地理与环境科学学院,甘肃兰州 730070;2.中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁沈阳 110016)



石羊河流域农户的气候变化适应策略选择

赵雪雁1,王亚茹1,张钦1,雒丽1,薛冰2

(1.西北师范大学地理与环境科学学院,甘肃兰州730070;2.中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁沈阳110016)

基于石羊河流域503户农户的调查数据,分析气候变化对农户生计的影响,以及农户所采取的气候变化适应策略,并运用二元logistic回归模型分析影响农户适应策略选择的关键因素.结果表明,气候变化导致石羊河流域土地生产能力下降,水资源短缺,农户家庭支出增多,农户健康受到威胁;石羊河上游地区农户倾向于选择被动适应策略减轻气候变化的负面影响,而中下游地区农户则倾向于选择主动适应策略;在影响农户主要适应策略选择的因素中,农户家庭规模、耕地面积、牲畜数量、人均收入以及对气温变化的感知是影响农户采取品种改良策略的关键因素,成年劳动力受教育水平是影响农户采取调整生产结构策略的关键因素,户主性别和受教育程度、家庭规模、耕地面积、领导能力、对周围人的信任、获得信贷机会是影响农户采取增加农牧业应急投入策略的关键因素,户主性别和年龄、获得信贷机会、农户对气温变化的感知是影响农户采取外出务工策略的关键因素.

适应策略;气候变化;二元logistic回归模型;农户;石羊河流域

气候变化所带来的风险持续影响到了世界各地区的生存环境和发展条件,给人类社会可持续发展带来了巨大挑战.但由于气候变化的惯性,气候变化的影响在采取有效的减缓措施之后仍会持续较长时间,因此适应策略更具有现实性和紧迫性[1].在气候变化适应性研究领域,主动采取适应性对策和自下而上的途径是其重要特点与主要方向[2].因此,知晓公众适应气候变化的措施选择,努力从社区实践中确认关键性的适应要素,对于应对气候变化具有重大意义.

当前,农村社团所面临的气候变化风险大多集中在农业、水资源、食物和收入等方面[3-6].为了减轻气候变化的负面影响,国内外学者围绕农户的气候变化适应策略选择开展了大量研究[7-10].Jummai等[7]、Temesgen等[11]、吕亚荣等[12]、邓茂芝等[13]指出气候变化适应策略的选择受农户个体特征、收入来源、社会资本、土壤肥力、水资源情况、土地所有权、农户对气候变化的认知、气候变化信息等的影响.Corinne等[14]利用安第斯高原多样的风景地貌,将农业旅游作为适应气候变化的可持续策略;马拉维南部的Chikhwawa地区主张将IKS(Indigenousknowledgesystem)纳入解决气候变化和脆弱性方案,以整合本土知识来降低气候变化对雨养农业的影响[15];侯向阳等[16]指出,内蒙古典型地区牧户受草场条件、气候资源禀赋不同的影响,应采取有差别的措施应对极端气候灾害.近年来,气候变化“边缘适应”明确了气候变化适应工作的重点是在系统的区域交界处和领域的交叉点[17].

地处河西走廊东段的石羊河流域是水生态系统、草地生态系统、农田生态系统等多个系统构成的耦合系统,各个系统的边缘部分对气候变化的响应异常敏感和脆弱,加之石羊河流域属于典型的生态脆弱区,气候变化使农户生计遭受到了严峻挑战,当前急需了解农户采取的气候变化适应策略,辨明影响其策略选择的因素.为此,文中基于农户调查数据,分析了气候变化对石羊河流域农户生计的影响以及农户采取的应对措施,利用二元logistic回归模型分析影响农户气候变化适应策略选择的关键因素.

1 研究区、数据来源与研究方法

1.1研究区

石羊河流域位于河西走廊的东部,乌鞘岭以西,祁连山北麓,介于36°29′~39°27′N,101°41′~104°16′E之间(图1),是典型的山地-绿洲-荒漠复合生态系统,属大陆性温带干旱气候,太阳辐射强,降水稀少,蒸发强烈.其中,上游祁连山区降水丰富,年降水量300~600mm,年蒸发量700~1 200mm;中游流经走廊平地,形成武威和永昌诸绿洲,降水量150~250mm,年蒸发量1 300~2 000mm;下游为民勤绿洲,年降水量不足150mm,北部接近巴丹吉林沙漠边缘地带年降水量仅为50mm,年蒸发量高达2 000~2 600mm[18].不同的地形地貌和水热条件形成了上、中下游不同的农业生产方式,上游以畜牧业和雨养农业为主,中下游以灌溉农业为主,对气候变化产生了不同响应.

图1 研究区及调查点分布

近年来,石羊河流域年平均气温以0.36 ℃/10a的速率显著升高,年平均降水量以6.81mm/10a的速率微弱增加,从空间上来看,气温由北向南升温速度逐渐加快,降水的增加速度则由南向北逐渐加快.≥10 ℃积温随时间的推移呈增加趋势,增幅从上游向下游呈递增态势;干旱指数呈增大趋势,四季发生干旱的频率呈北高南低的空间分布规律.水热条件变化与人类活动叠加,致使石羊河流域生态环境日趋恶化,上游祁连山区草地退化,天然林面积减少,出山径流量减少;中下游水资源日渐紧缺,荒漠化扩展,盐渍化加剧,农户生计状况遭受影响.

1.2数据来源

于2014年1月在石羊河流域进行了10d多的野外调查.先在县级部门收集了资源环境、社会经济统计资料;然后采用调查问卷、观察法、小型座谈会等参与式农村评估(PRA)工具进行农户调查,以获取研究所需的数据及信息.入户调查中,采取分层随机抽样法选取受访农户,共调查农户503户,收回有效问卷491份,其中上游124份,中下游367份.样本基本上能反映研究区农户的基本情况,具有一定的代表性.

本次调查的主要对象是石羊河流域农牧户的户主,问卷的内容包括:① 受访户的基本情况,包括户主的性别、年龄、受教育情况、务农年限,家庭人数、家庭收入等;② 气候变化对农户生计的影响,包括对生产的影响和对生活的影响;③ 农户采取的气候变化适应策略以及农户对所采取适应策略效果的评价,其中,适应策略包括品种改良、改进农牧业生产技术、调整生产结构等.

1.3研究方法

1.3.1模型设计为更好理解研究区农户对气候变化主要适应策略(改良品种、调整生产结构、增加农牧业应急投入、外出务工)的影响因素,采用二元logistic回归模型,以农户是否选择该项措施为因变量,假定农户采取适应措施意愿的模型为[19]195

(1)

其中,Pi为农户采取各项适应措施的概率(采用=1,不采用=0);α0为回归方程的常数;Xi为第i个因素;αi为第i个影响因素的回归系数.若αi为正值,表示解释变量每增加1个单位值,发生比会相应增加;相反,αi为负值,则表示解释变量每增加1个单位值,发生比会相应减少[20-21].

1.3.2变量选择Grothmann等从认知角度提出了个人主动适应气候变化的社会认知模型(MPPACC),指出气候变化感知是农户是否采取适应行动的重要决定因素[22-23];其他研究也显示[24-25],户主的个人特征、农户的生计方式、生计资本及所处区位等因素影响农户气候变化适应策略的选取.基于此,本研究选取了户主特征、农户的生计资本、农户对气候变化的感知作为自变量,并引入地区虚拟变量来分析影响农户适应策略选择的因素.其中,户主的个人特征用性别、年龄和受教育程度来表征;农户的生计资本用家庭规模、成年劳动力受教育水平、耕地面积、牲畜数量等来表征;农户对气候变化的感知用农户对气温和降水变化的感知来表征(表1).

2 结果与分析

2.1气候变化对农户生计的影响

气候变化对农户生计的干预效应从物质和能量流动中得以体现[16],并通过农户所使用的资源与谋生活动对生计产生影响.生产方面,认为气候变化导致土地生产力下降的农户最多,其次是水资源紧缺,再次是作物产量减少,分别有76.78%,76.58%,74.75%的受访户遭受到了这3种负面影响,其中,上游分别有83.06%,58.87%,60.48%的受访户,中下游分别有74.66%,82.56%,79.56%的受访户.可见,与上游农户相比,中下游农户面临水资源紧缺、农作物产量减少的问题更为严重.分析发现,气候变化对生产成本的影响在上游及中下游差异最大,上游仅有28.02%的农户认为气候变化造成了家庭生产成本的增加,而中下游持此观点的农户比重高达76.02%,这可能是因为以灌溉农业为主的中下游地区对化肥、农药、水资源的需求明显大于上游地区,而天然草场广布的上游地区,部分农户借助于天然草场进行放牧,可以有效减少生产投入.之外,气候变化也造成了作物生长期的变化,病虫害和旱灾的增加.

在生活方面,农户遇到的最强烈影响是家庭支出的增多,其次是生活压力增大,再次是家庭收入的减少,分别有81.06%,77.60%,75.66%的农户表示受到了这3种影响,其中,上游分别有66.13%,66.13%,70.97%的农户,中下游分别有86.10%,81.47%,77.11%的受访户.可见,气候变化对中下游农户生活的影响明显大于上游农户,尤其是家庭支出的增多,这与中下游农户生产成本明显增加相一致.此外,气候变化对上游受访户生活影响最强烈的是健康问题,71.77%的受访户认为气候变化对自己和家人的身体健康产生了影响.

2.2农户应对气候变化的适应策略

为了有效应对气候变化所造成的影响,石羊河流域农户已根据自身的需要和能力采取了多样化的适应策略.按照农户对适应的态度[26],可将农户采取的适应策略分为两类:① 主动适应策略,具有事先性特点,例如,品种改良、改进农牧业生产技术、调整生产结构和购买保险;② 被动适应策略,具有事后性的特点,例如,增加农牧业应急投入、出售资产、外出务工和借贷.调查结果显示,上游地区农户倾向于采取被动适应策略,以增加农牧业应急投入的选择率最高,中下游农户倾向于采取主动适应策略,以品种改良的选择率最高.

石羊河流域农户同时采取几种适应策略,上游农户选择最多的气候变化适应策略是调整生产结构,其次是增加农牧业应急投入,再次是外出务工,分别有86.29%,80.65%,58.87%的农户选择这三种适应策略,农户的适应策略多样化指数是3.71;中下游农户选择最多的适应策略是外出务工,其次是品种改良,再次是调整生产结构,分别有74.11%,63.76%,54.20%的中下游农户选择这三种适应策略,农户的适应策略多样化指数是3.47.可见,上游农户更愿意采取多种策略应对气候变化.具体适应方式中,上游农户主要采取调整生产结构,而中下游农户主要选择外出务工.访谈中,上游农户反映开展农牧业相结合的生产方式,有利于充分利用当地资源,因地制宜,趋利避害;中下游农户则反映外出务工可以拓宽家庭的收入渠道、增加收入,从而增强其抵抗气候风险的能力.

表1 模型的解释与变量说明

表2 气候变化对石羊河流域农户生计的影响

2.3农户对适应策略的评价

为了深入了解当前农户所采取适应策略的效果,通过询问受访户“所采取措施减轻气候变化负面影响的效果(非常好赋值为5,一般为3,很差为1)”和“适应气候变化所花费的成本(成本很高赋值为5,中等为3,很低为1)”来获取相关信息(表4).结果显示,石羊河流域38.29%的受访户认为应对气候变化所需成本较高.其中,12.10%的上游受访户和47.14%的中下游受访户持有此观点;石羊河流域19.55%的受访户认为当前所采取适应措施效果非常好,其中,9.68%的上游受访户和22.83%的中下游受访户持有此观点.

为了进一步分析当前适应策略的效果,特引入成本效果比(成本效果比=成本/效果,其比值越小,适应措施的效果越好).结果显示,石羊河流域农户所采取的适应策略成本效果比为1.23.其中,上游受访户所采取适应策略的成本效果比为1.12,而中下游受访户的该比值为1.26,均大于1.这说明,石羊河流域农户普遍认为当前所采取适应策略的效果较差,其中,中下游受访户所采取的适应措施效果低于上游受访户.主要原因在于,石羊河流域农户以被动适应策略为主,其事后性、临时应对的特点使农户不可避免的遭到作物减产、收入减少等损失.同时,中下游地区生态脆弱性较上游严重,加之近年来上游对水资过度开发利用,中下游需水量急剧增加[27-28],导致中下游地区气候变化适应策略在短期内成效不明显.

表3 石羊河流域农户应对气候变化的适应策略

表4 石羊河流域农户对适应措施成本与效果评价

注:括号内数字是对分级的赋值.

2.4影响农户气候变化适应策略选择的关键因素

为了更清晰地解析影响农户气候变化适应策略选择的关键因素,文中仅选择品种改良、调整生产结构、增加农牧业应急投入、外出务工4种主要的气候变化适应策略进行分析.从自变量的相关性分析发现,除家庭整体劳动能力与家庭规模的相关系数达到0.68之外,其他的各个自变量之间的相关系数绝对值均小于0.40,自变量的共线性关系小,可进行回归分析,其模型回归结果见表5,4个模型的卡方检验值均在1%统计水平上显著,Hosmer-Lemeshow拟合优度统计量的P值均>0.5,说明4个模型的总体拟合度均较好.

2.4.1影响品种改良策略选择的因素结果显示,家庭规模、耕地面积、牲畜数量、人均收入和农户对气温变化的感知对品种改良策略具有显著的正向影响,表明在其他变量不变的情况下,随着家庭规模、耕地面积、牲畜数量、人均收入的增加以及农户对气温变化感知强度的加剧,农户选择品种改良策略的概率将增加.其中,家庭规模对其影响最大,回归系数为0.341,农户对气温变化的感知次之,回归系数为0.234,再次是耕地面积,回归系数为0.054.究其原因,主要在于农户对气候变化的感知是其采取适应策略的前提,农户对气候变化的感知越强烈,尤其是拥有较多耕地和牲畜的农户,便会适时地种植耐旱作物和进行畜种改良来积极应对气候变化;此外,由于购买新品种种子和幼崽需要一定的资金,以及种植和饲养过程需要大量的劳动力,因此,人均收入高和家庭规模大的农户更容易进行品种改良.地区虚拟变量对品种改良策略也有显著影响,即相对于上游地区,中下游地区农户更愿意选择品种改良策略.

2.4.2影响调整生产结构策略选择的因素结果显示,成年劳动力受教育水平对调整生产结构策略的选择具有显著的正向影响,回归系数为0.106,表明在其他变量不变的情况下,成年劳动力受教育水平越高,农户选择此策略的概率越大.主要原因在于教育水平高的农户,对于新知识、新技能的接受能力和创新能力强,能够更好地理解和获取各种有利于增收的农牧业生产信息.地区虚拟变量对调整生产结构策略也有显著影响,相对于上游地区,中下游地区的农户更倾向于调整生产结构.

表5 模型参数估计系数与检验

注:*,**,***分别表示在10%,5%,1%的水平上显著.

2.4.3影响增加农牧业应急投入策略选择的因素结果显示,户主性别、家庭规模、耕地面积、领导能力和获得信贷的机会对增加农牧业应急投入策略具有显著的正向影响,说明在其他变量不变的条件下,男性比女性更容易采取此种策略,并随着家庭规模、耕地面积、领导能力和获得信贷机会的增加,农户选择增加应急投入的概率将增加,其中,性别因素对其影响最大,回归系数为1.819,获得信贷机会次之,回归系数为0.739,再次是领导能力,回归系数为0.651.究其原因,主要在于男性相对于女性来说,更加容易承担风险[29],能够较快的反应并积极应对;领导能力强的农户在面临风险时能够积极并有条理的开展补救,最大限度将损失降到最低;而购买饲料和增加灌溉等策略,需要一定的资金支持,获得信贷机会多无疑会提高农户实施该策略的可能性.户主受教育水平和对周围人的信任对增加农牧业应急投入策略呈显著的负向影响,表明在其他变量不变的条件下,户主的受教育水平和对周边人的信任度越低,选择增加农牧业应急投入的可能性越大.其中,户主受教育程度影响较大,回归系数为-0.327,究其原因,主要在于教育水平低的农户接受新知识和新技能的能力低,多凭借自身的经验进行生产,因此往往在遭受损失后才进行投入补救.地区虚拟变量对增加农牧业应急投入也有显著影响,相对于上游来说,中下游地区的农户并不愿意选择增加农牧业应急投入.

2.4.4影响外出务工策略选择的因素结果显示,户主性别、获得信贷的机会和农户对气温变化的感知对外出务工选择策略具有显著的正向影响,表明在其他变量不变的情况下,男性比女性更容易采取此种措施,并随着获得信贷机会的增加以及农户对气温变化感知强度的加剧,农户选择外出务工的概率将增加,其中,户主性别对其影响最大,回归系数为1.410,获得信贷的机会次之,回归系数为0.558,再次是农户对气温变化的感知,回归系数为0.224;户主年龄对外出务工策略具有显著的负向影响,回归系数是-0.027,表明在其他变量不变的情况下,年龄小的农户倾向于外出务工.地区虚拟变量对外出务工也有显著影响,相对于上游农户来说,中下游农户更愿意外出务工.

3 结论与建议

了解当前农户所采取的气候变化适应策略,辨明影响农户适应策略选择的关键因素,对于制定切实有效的气候变化适应政策至关重要.本文利用农户调查数据,分析了石羊河流域研究农户所采取的适应策略及其影响因素,得出以下结论.

1)气候变化对农户生计产生了一系列影响,生产方面,导致土地生产力下降,水资源短缺和作物产量减少;生活方面,导致家庭收入减少和支出增加,农户健康受到威胁,生活压力增大.

2)石羊河上游与中下游的农户所采取的气候变化适应策略存在差异.其中,上游农户倾向于选择被动适应策略,以增加农牧业应急投入为主;而中下游农户更倾向于选择主动适应策略,以进行品种改良为主.

3)品种改良策略选择主要受家庭规模、耕地面积、牲畜数量、人均收入、农户对气温变化感知的显著影响;调整生产结构策略选择主要受成年劳动力受教育水平的显著影响;增加农牧业应急投入策略选择主要受户主的性别和受教育程度、家庭规模、耕地面积、领导能力、对周围人的信任和获得信贷机会的显著影响;外出务工策略选择主要受户主的性别和年龄、获得信贷机会和农户对气温变化感知的显著影响.

当前石羊河流域急需加强农户自身能力建设、建立便捷优惠的融资机制和促进信息渠道的多元化.在农户自身能力建设方面,开展气候变化相关知识的文化教育、农牧业技术推广与指导,上游地区应积极引进良种牲畜,中下游地区应积极培育各种耐旱作物,开发先进的节水设施,减少玉米、小麦等耗水型作物的种植,以增强农户生计的可持续性,提高农户的适应能力,为农户主动适应气候变化奠定基础;在融资机制方面,应积极完善民间金融机制,提供小额贷款,同时,建立多元化的信贷服务机制;在信息方面,应加强农户、社区、地区之间的交流与合作,建立完善的气象灾害预警机制和天气预报系统,为农户及时提供准确可靠的气候信息、农牧业技术和市场信息.

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(责任编辑惠松骐)

Famers’ choice of adaptation strategies to climate changeinShiyangRiverBasin

ZHAO Xue-yan1,WANG Ya-ru1,ZHANG Qin1,LUO Li1,XUE Bing2

(1.College of Geography and Environmental Science,Northwest Normal University,Lanzhou 730070,Gansu,China;2.InstituteofAppliedEcology,ChineseAcademyofSciences,Shenyang110016,Liaoning,China)

Basedonthesurveydataof503famersinShiyangRiverBasin,thispaperanalyzedtheimpactofclimatechangeonfamershouseholds’livelihoodandfamers’choiceofadaptationstrategies.Regressionofbinarylogisticisemployedtoanalyzethefactorsaffectingtheirchoiceofadaptationstrategies.Itisfoundthatclimatechangemainlycausedadeclineinlandproductivity,watershortages,increasedhouseholdspending,thethreatstofamers’healthinShiyangRiverbasin;inthefaceofthenegativeimpactofclimatechangeonthefarmers’livelihood,famerstendtochoosepassiveadaptationstrategiesintheupperShiyangRiverbasin,farmersinthemiddle-lowertendtoslightlyselecttheactiveadaptationstrategies;then,factorssuchashouseholdsize,arableland,theamountoflivestock,thepercapitaincomeandfarmers’perceptionofthevariationoftemperaturesignificantlyaffectthechoiceofvarietyimprovement.Theeducationlevelofadult’laborforceaffectsthechoiceofadjustingthemodeofproduction.Genderandeducationlevelofhouseholdhead,householdsize,arableland,leadership,creditandloanavailabilityaffectthechoiceofincreasingemergencyinvestmentinagricultureandanimalhusbandry.Genderandageofhousehold,loanavailabilityandfarmers’perceptionofthevariationoftemperatureaffectthechoiceofmigrant.

adaptationstrategies;climatechange;regressionofbinarylogistic;famers;ShiyangRiverBasin

10.16783/j.cnki.nwnuz.2016.04.025

2015-07-02;修改稿收到日期:2015-11-18

国家自然科学基金资助项目(41361106,41471116);教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET-11-0910);甘肃省高校基本科研业务费资助项目

赵雪雁(1971—),女,甘肃武都人,教授,博士.主要研究方向为生态经济学.

E-mail:xbzhaoxy@163.com

X196;F062.2

A

1001-988Ⅹ(2016)04-0127-08

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