玉米秸秆还田的补偿意愿影响因素及补偿标准研究*
——基于徐水区319位农户的实证分析
2022-12-06陈柏旭王立刚王丽英张彦东
陈柏旭,周 颖※,王立刚,王丽英,张彦东
(1.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京 100081;2.河北省农林科学院农业资源环境研究所,石家庄 050057;3.河北省保定市徐水区农业农村局,保定 072550)
0 引言
长期以来,秸秆作为重要的生物质资源,在我国北方农村地区的生产生活中占据着重要地位[1]。但随着社会经济的发展,我国农村地区的生活条件不断改善,越来越多的秸秆被新型燃料所取代,各地区都出现了结构性、周期性的秸秆过剩问题[2,3]。特别是2015年以来,我国粮食产量连年上涨,使得农作物秸秆的总量也在不断增加,秸秆露天焚烧、随意废弃等现象屡禁不止[4]。农作物秸秆的露天焚烧可在短时间内释放出大量的CO2、CH4、NO2和PM2.5等有害物质[5],不仅加剧了大气中的温室气体含量,还严重威胁着人类的身体健康。为解决这一系列的问题,农作物秸秆的资源化再利用技术受到了社会各界的广泛关注,该技术以秸秆“肥料化、饲料化、燃料化、原料化和基料化”利用为基础,通过农田内部能量再循环的原理,实现农业生态系统内部物质的良性循环[6],以减轻农作物秸秆的不合理处置而引发的农业生态环境的负向影响。因此,引导农户采纳秸秆还田技术具有重要意义。
秸秆还田作为秸秆综合利用中的重要方式之一,不仅可以有效地降低农业碳排放和保护农田生态环境,还可以提高作物产量、改善土壤质量[7]。秸秆还田技术也因其简单、便捷的普适性属性,受到了各地政府的大力支持[8]。尽管中央和地方政府出台了一系列的技术推广支持政策来推广秸秆还田技术[9,10],但在实地的调查过程中却发现秸秆的随意丢弃和露天焚烧等现象依然存在[13],如河北省农业农村厅公布的数据显示,2020年全省共核实秸秆焚烧火点8 842处,虽较往期同比减少7 728处,但仍有较大的下降空间。究其原因不难发现,受到技术的外部性影响,农户作为秸秆还田的实践者,其在技术采纳后的个人收益远低于环境改善后的社会效益,使得农户难以对秸秆还田进行响应[11,12]。
纵观现有研究发现,有关秸秆还田技术的采纳意愿研究主要集中在三个方面:(1)影响因素研究。农户会因为其自身的个体特征、认知水平和资源禀赋的差异导致技术采纳意愿的差异。例如,受教育水平高的农户更能认识到秸秆还田和保护环境的重要性[14];农户对秸秆还田的技术认知、生态认知均会对其采纳意愿产生正向影响[15,16]。(2)采纳意愿与实际行为的一致性研究。在实际的生产过程中,往往存在农户对技术的采纳意愿与其实际生产行为不相符的现象[17]。张童朝等[18]研究表明,有62.73%的农户愿意进行秸秆还田,但实际还田的农户仅占到35.42%。这种意愿与行为之间的不一致性现象严重制约着我国秸秆还田技术的推广。(3)生态补偿对农户意愿的引导研究。已有文献表明,生态补偿政策是影响农户技术采纳意愿不可或缺的因素。例如,王雨蓉等[19]通过长期的定点研究发现,生态补偿制度能有效降低农业氮输入;杨欣等基于市民的视角,运用选择实验法得到武汉城市圈地区的单位面积下农田生态补偿转移支付的范围683.10~6 169.60元/hm2[20]。由此可见,生态补偿机制对农户的技术采纳意愿具有积极的影响。
综上所述,现有研究主要从农户秸秆还田技术采纳意愿及相关影响因素展开了诸多探索,但对于秸秆还田应用价值评估的相关研究还略显薄弱,仍缺乏系统的秸秆还田价值评估体系,导致政府在制定补偿机制的过程中往往出现补偿标准设立较低、政策激励效果不明显等问题的发生。鉴于此,文章在探究徐水区农户技术支付意愿影响因素的基础上,聚焦秸秆还田技术的应用价值评估问题,从当地农户对秸秆还田技术的支付意愿价值和秸秆还田技术对温室气体减排的环境效益价值两个角度测算秸秆还田技术的应用价值,并最终构建具有普适性和科学性的秸秆还田技术生态补偿标准体系,为激发河北地区农户参与耕地质量保护与提升的内生动力,提供科学的决策与参考。
1 理论分析与研究假说
计划行为理论(TPB)是在社会心理学领域解释和预测人类行为的理论[21],目前已广泛应用于农户技术采纳和行为意愿等方面的研究。该理论认为,人的意愿是受行为态度、主观规范和知觉行为控制三者共同影响的,具体流程如图1所示。
图1 农户秸秆还田技术采纳意愿理论分析框架
假说H1:农户的行为态度、主观规范和知觉行为控制对其秸秆还田技术采纳意愿具有显著影响。
(1)行为态度是指个体对某种特定行为的积极或消极的评价[22]。农户行为态度可以理解为农户在秸秆还田技术采纳过程中对技术预期收益和风险支出进行权衡后得出的整体评价。从理论上来看,农户采纳秸秆还田技术不仅可以减少秸秆不合理处置所带来的环境问题,而且能够减少化肥施用量[23,24]。当农户越能认识到技术带来的环境和经济效益,则对技术的认可度就越强,采纳意愿也就越强。但如果农户秸秆还田技术的采纳伴随着较大的额外生产成本投入,则会对技术保持消极的行为态度。
假说H2:农户对秸秆还田技术的环境、经济效益认知水平越高,其技术采纳的态度就会越积极。
(2)主观规范是指个体在进行某种行为时受到外界社会的感知压力[22]。在该文中,农户对技术采纳意愿的主观规范主要是受到示范性和指令性两个方面的影响[25]。一方面是受到社会网络示范性影响,在技术采纳决策过程中,农户会借鉴或求助周围邻居、亲朋好友等的做法或经验[26],即当农户周边亲朋都自觉应用秸秆还田技术时,也会极大地提高农户的技术采纳自觉性[27];另一方面是受到农业补贴政策的影响,对农户而言,一切生产行为都是以追求自身效益最大化为前提的,但有时将私人效益最大化的处理方式会产生负外部性,导致社会福利整体下降,此时政府会通过强制性、约束性和诱导性的政策手段来实现秸秆还田外部效益内部化,提高农户对技术采用的积极性和自觉性[28,29]。
假说H3A:周边采纳秸秆还田技术的熟人越多,农户采纳技术的可能性就越大。
假说H3B:技术的补贴(扶持)力度越大,农户参与秸秆还田的态度就会越积极。
(3)知觉行为控制是指个体对某种行为所感知到的难度或掌控能力的感知[22]。农户对秸秆还田技术的知觉行为控制可看作是农户对秸秆还田行为的掌控能力[30],主要体现在对个体特征和家庭因素两个方面。农户具有良好的个体特征时,其对自身完成秸秆还田的能力就会充满信心,便会表现出积极的态度;同理,当农户具有较好的家庭因素来应对秸秆还田的不稳定性,也会对农户的技术采纳产生积极的影响[31]。
假说H4:农户对可控因素的感知越强,其对掌握秸秆还田技术的信心越大。
2 材料与研究方法
2.1 区域概况
该研究选取河北省保定市徐水区作为调研区域。徐水区作为河北省中部的产粮大县,不仅在农业的标准化、产业化水平方面处于河北省前列,而且也是全国粮食生产先进县之一,具有优越的农业生产条件。徐水区作为我国华北平原地区典型的“麦—玉”轮作区,全年主要粮食作物播种面积约5.9万hm2,占徐水区总面积的61.55%。秸秆年产量约为70.6万t,年秸秆还田面积4.6万hm2,秸秆还田量达49.4万t,分别占全区种植面积和秸秆总量的77.97%和69.97%。因此,选择徐水区作为调查区域,对于了解我国河北平原地区农户秸秆还田采纳意愿方面具有较好的代表性和示范性。
2.2 数据来源
该文数据主要以课题组于2020年10—11月在徐水区开展的专项调研为基础。调查人员根据徐水区农业农村局推荐及当地农户的介绍,选取当地“小麦/玉米”轮作农户基数较大的荆塘铺村、北庞村等11个行政村为此次调研的样本点,每个行政村采用随机抽样方式发放30份左右的问卷。同时,为确保数据的真实可靠,此次调查先进行3d的预调查,了解和掌握当地的实际情况,并根据预调查中存在的问题对问卷进行修改完善。此次调研共调查农户337人,剔除信息不全、存在明显错误等问题的问卷,最后得到有效问卷319份,有效率达94.66%。
问卷在对农户秸秆还田技术采纳情况调查的基础上,还着重对农户的技术采纳支付意愿和支付金额进行调查。调查人员通过建立假想市场,采用条件价值法的支付卡引导技术来获取农户对技术的支付值。具体引导流程3步骤:(1)由调查人员介绍相关技术的背景,来提高受访者对技术的熟悉度;(2)构建假想市场,假设地方政府与农户共同承担秸秆还田作业费用,询问农户是否愿意承担。(3)如果愿意(WTP>0)则询问农户的支付上限是多少。为方便农户回答,在询问金额时,根据当地秸秆还田的实际成本设定10个对应比例的投标值,即:0~18,19~36,37~54,55~72,73~90,91~108,109~126,127~144,145~162,163~180(元/0.067hm2)。
2.3 样本基本特征
此次调查农户基本特征如表1所示,在319名填写问卷的农户中,从个体特征角度来看,样本农户中女性占比57.37%,略高于男性。从年龄分布来看,受访农户的平均年龄在59岁,集中分布于60~70岁,这一年龄段占受访农户的39.81%。在受教育程度方面,受访农户的受教育水平整体较低,初中及以下教育水平的农户占总体的88.09%。在319个调查对象中,年际平均农业纯收入为0.6万元的人数最多,占受访农户总体的87.15%。综上所述,样本农户的基础特征符合我国当前大部分农村的实际情况,家庭特征与农业纯收入也符合徐水区的经济发展水平,因此样本的选择具有一定的代表性。
2.4 变量选择
(1)因变量。该文以“农户秸秆还田采纳意愿”作为因变量,并通过二元赋值法对农户的采纳意愿进行度量。其中,1=愿意采纳,0=不愿意采纳。
(2)解释变量。该文根据现有文献及实地调研选取了涵盖农户个体特征、家庭因素、生产成本、社会资源和生态认知等5类16组变量来作为解释变量。
对上述变量的具体定义、赋值以及统计如表2所示。
表2 变量的说明、均值及标准差
2.5 模型构建
2.5.1 影响农户采纳意愿的因素分析模型
鉴于所选取的因变量属于二分类变量,所以该文构建二元Logit模型来分析和构建秸秆还田采纳意愿与各影响因素之间的关系。用P来表示农户两类采纳意愿的概率,具体公式表示为:
式(1)中,y表示农户技术采纳意愿;P为技术采纳概率;α0为模型截距;x1,x2,…,xn为自变量;α1,α2,…,αn为相应自变量的回归系数;μ为随机干扰项。
2.5.2 农户支付意愿价值测算模型
该文借鉴当前具有代表性的研究方法[32],以“C-D”生产函数模型为基础,构建农户WTP与各影响因素之间的函数关系式。
为减少数据波动和数据异方差所带来的问题,对式(2)进行对数化,并将该文所选的16个变量代入后进一步扩展,可得出评估农户支付意愿价值量的多元线性对数回归方程为:
式(2)(3)中,Yi为农户对秸秆还田的支付金额(元/0.067 hm2);A为常数项;lnd为农户个体特征;Fam为农户家庭因素特征;Prod为生产经营条件;Soc为社会资源;Eco为生态认知;μ为随机干扰项。
2.5.3 秸秆还田技术外部成本测算方法
(1)农田土壤固碳速率计算方法为:
式(4)中,SCSR为土壤总固碳速率;Pro为当地玉米产量,单位为kg/hm2;RMS为草谷比,取值0.84[35];ST为徐水区秸秆还田比例;Emi为生产氮肥时的温室气体排放系数,该系数取值以CO2-eq计算,为1.748 kg/hm2[36];DMF和FN分别为玉米干物质含量和秸秆干物质中的含氮量,取值0.78和0.92%[33]。
(2)温室气体(Greenhouse Gas,GHG)排放量计算方法。该研究将徐水区玉米秸秆的处置途径分为秸秆焚烧和全量还田两种,但由于研究区域内秸秆焚烧比例难以获取,所以假设秸秆的露天焚烧量为当年用于还田的秸秆量,即秸秆全量焚烧,其温室气体排放量计算公式为:
式(5)中,EB为秸秆全量焚烧后产生的温室气体排放量,以CO2-eq计算,单位为kg/hm2;EFCH4与EFN2O为秸秆焚烧后CH4和NO2的排放因子,该研究参考IPCC的排放因子数值,分别取值3.4g/kg和0.07g/kg。
(3)徐水区玉米秸秆全量还田后的GHG减排量计算为:
式(6)中,NMR为农田所提供的GHG减排量,单位为kg/hm2;ED为农机单次旋耕(翻耕)作业时柴油损耗所造成的GHG排放量,设为15.57kg/hm2[33],且秸秆还田需进行两次旋耕或翻耕。
该文根据上述方法并结合ICAP公布的《2020年欧盟排放现货一级市场拍卖报告》中的单位温室气体排放价格,推算出徐水区秸秆还田所产生温室气体减排外部经济效益为171.47元/hm2。
3 结果与分析
3.1 农户秸秆还田技术采纳意愿影响因素分析
该文使用SPSS 26.0软件进行分析,各变量对农户秸秆还田技术采纳意愿的回归结果如表3所示。同时,为确保模型分析结果的有效性,在分析之初便对所选取的各个变量进行多重共线性检验。结果显示,所选变量VIF均<2,证明此次研究中所选的各个变量之间不存在多重共线性问题;此外,Hosmer-Lemeshow的检验值P=0.675>0.05,说明接受原定假设,即该次模型通过HL检验,模型具有较好的拟合优度。
表3 二元Logit回归分析
(1)在个体特征变量中,农户的性别、受教育程度的对农户技术采纳影响概率值分别为0.033和0.028。与女性农户相比,男性农户更具有冒险精神和接受新技术的勇气,在其生产过程中会更倾向于采纳秸秆还田技术;受教育程度越高的农户,对环境保护的认知越深刻,所以农户的受教育程度正向影响采纳意愿。
(2)在家庭因素变量中,受访农户家庭的农业收入与家庭所种植耕地的平整化程度对农户技术采纳影响概率值分别为0.067和0.002。农业纯收入越高的农户家庭对秸秆还田采纳意愿越高,这是因为一个家庭中农业纯收入比重越大,其对农业的依赖性也就越强,农户会将大量的时间、精力投入到农业生产中去,使其在生产决策时会更加倾向于有利于农业发展的生产行为;同时,鉴于秸秆还田需要大量农业机械的参与,集中连片且较为平整的耕地,有利于农业机械进行还田作业,降低农户在秸秆还田过程中的操作难度和投入成本,使农户的采纳意愿更加积极。从式(1)(2)部分可知,假说H4部分成立。
(3)在生产成本变量中,仅有化肥投入成本在1%的水平上正向影响农户对技术的采纳意愿。这是因为化肥成本的投入量通常与农户对农业的重视程度成正比,农户通过加大化肥投入量来保证农作物的产量与生育期内的良好长势。而秸秆粉碎还田能有效提升土壤有机质和通透性,能在一定程度上减少化肥施用量,实现“以地养地”,降低农户生产成本。
(4)在社会资源变量中,农户的政策认知和社会网络关系对农户技术采纳影响概率值分别为0.092和0.050。近年来,各级政府大力宣传有关秸秆还田技术的相关政策和技术指导,加深农户对秸秆还田技术的认知,进而促使农户开展秸秆还田;此外,农户对技术的采纳行为通常会受到身边人的影响,即农户会借鉴或效仿周围邻居、亲朋好友等的做法或经验,当农户周边存在的采纳新技术的人越多,就越会激发农户的从众心理,自觉应用秸秆还田技术,假说H3A,H3B部分成立。
(5)在生态认知变量中,农户对化肥用量和地力提升两个变量的认知对农户技术采纳影响概率值分别为0.004和0.003。化肥的过量施用会导致土壤板结、面源污染等问题的发生,作物秸秆作为重要的生物质资源之一,在碎混还田后具有改善耕地质量、减少化肥投入等改善农田生态环境的作用,当农户对粗犷式施肥所带来的问题认知越深刻时,其对秸秆还田的采纳意愿就越强烈。结合式(3)可以判断假说H2部分成立。
值得注意的是,秸秆还田的地力提升认知未能通过正向显著性检验,可能的原因是秸秆还田主要是通过常年连续的作物秸秆粉碎还田进而提高土壤内有机质含量实现耕地地力的提升,但由于地力提升效果的发挥间接性且短期内的效果不明显而不被农户所重视。
综上所述,假说H1部分成立。
3.2 农户对秸秆还田技术的支付意愿价值评估
根据“2.5.2”中的计算方法,在假设当地政府会提供一定技术补贴的前提下,农户的技术成本支付意愿价值为661.8元/hm2。同时,根据前文中对秸秆还田技术环境效益价值的测算可知,徐水区玉米种植户的技术应用补贴标准的阈值应为171.47~661.8元/hm2(11.43~44.12元/0.067hm2),为进一步加强补偿标准制定的可操作性,该研究选用补贴标准阈值的算术平均数作为徐水区秸秆还田技术补贴标准的参考值,即416.64元/hm2(27.78元/0.067hm2)。
近年来,我国多地区陆续开展了秸秆还田技术补贴活动,2017年宿迁市秸秆机械化还田补助标准为375元/hm2;2018年山东省东营市广饶县玉米秸秆还田补助标准为750元/hm2;2019年黑龙江省玉米秸秆全量翻埋和碎混还田作业补贴标准为600元/hm2。由此可见,该文所计算的徐水区补贴标准参考值可以作为当地秸秆还田技术推广补偿标准制定的重要实证依据。
4 结论与政策建议
4.1 结论
该文基于徐水区4镇11村实地调研的319份农户数据,通过二元Logistic回归模型探究影响农户秸秆还田技术采纳意愿因素,并进一步测算当地农户对秸秆还田技术的支付意愿价值,主要研究结论如下。
(1)在调查的319位农户中,有287位农户愿意为秸秆还田进行付费,占总样本量的90.0%,农户整体采纳意愿较强,且模型分析结果显示,性别、受教育程度、农业纯收入、化肥成本、耕地平整化程度、政策认知、社会网络、化肥用量认知等8个因素对农户秸秆还田采纳意愿具有显著正向影响,而地力提升因素因其作用的间接性、长期性使得该因素短期内还不被农户所重视。
(2)通过观察分析Logit模型回归结果的回归系数,可以比较出不同影响因素对农户秸秆还田技术采纳意愿的影响强度,按照强度的高低排序为:耕地平整化程度>化肥成本>农户性别>化肥用量认知>家庭农业纯收入>受教育程度>政策认知>社会网络>地力提升认知。
(3)通过对农户支付意愿价值的评估和秸秆还田温室气体减排外部性经济效益的计算,可推算出徐水区玉米秸秆还田补偿标准的阈值为171.47~661.8元/hm2(11.43~44.12元/0.067hm2),该文选取该阈值的算术平均数作为补偿标准的确定值,即416.64元/hm2(27.78元/0.067hm2)。该数值可以作为徐水区秸秆还田技术推广补偿标准制定的重要实证依据,具有较强的可行性。
4.2 政策建议
(1)细化补贴类型,制定科学补贴标准。政府需要在充分考虑当地农户对秸秆还田技术的真正诉求,可以从生产资料、技术指导和基础设施建设等多种类型对农户进行补偿,不断增加农户自身知觉行为控制能力,从而实现对农户积极性的调动;同时,鉴于农户支付意愿价值与实际支出成本仍存在较大差距,地方政府应充分发挥自身宏观调控作用,适度调整和增加技术补偿标准。具体补贴金额,可根据该文研究结果中的理论上、下限进行定价,即实际补贴金额在171.47~661.8元/hm2,建议取值414.64元/hm2。
(2)加强技术培训,提升农户生态认知水平。鉴于农户自身认知水平较低的局限性,在技术培训过程中,应着重从两个方面进行培训:一方面是加强农户对农业资源环境保护的认知。要让农户充分认识到保护农业资源环境的重要性以及不合理的秸秆处置方式会对当地居民的生活带来哪些不可估量的损失和危害;另一方面是强化农户对秸秆还田技术的掌握程度,使农户能够更为轻松便捷地掌握相应技术,降低技术应用门槛,使农户直观感受到秸秆再利用的经济、环境效益,加强农户对秸秆还田技术的认可度。
(3)聚焦群众意愿,提高政策精准定位。要打造因地制宜的秸秆资源化再利用社会服务体系,充分考虑到技术的采纳群体,制定多元、灵活、长效的社会服务机制。在女性农户逐渐成为农业生产过程中的主要经营角色的大背景下,要高度重视女性农户所独有的性别价值,从女性农户视角出发,给予适当的政策倾斜或制定合理的推广模式,增强其认知,丰富其技能。