农户对生态环境变化的适应能力及驱动因子——以内蒙古自治区杭锦旗为例

郭秀丽,周立华,陈 勇,顾梦鹤,赵敏敏

1 甘肃政法学院,兰州 730070 2 中国科学院西北生态环境资源研究院,兰州 730000 3 中国科学院科技战略咨询研究院,北京 100190

生态环境变化是21世纪人类面临的最严峻的挑战之一,适应是人类应对生态环境变化的重要战略,科学地适应未来生态环境变化也是人类社会保持可持续发展的首要准则[1- 3]。适应性研究关键在于科学地认识适应机制和过程,其核心宗旨在于提高适应能力[4-6]。以自然资源为生计基础的农户是农村地区最基本的社会经济单元和行为决策主体,其生计策略决定着资源的利用方式、利用效率,并对生态环境有着深远影响,同时也是生态环境变化的最直接感知者和承受者,生态环境变化对其生计的影响尤为严重,急需提高农户对生态环境变化的适应能力,以减轻其生计脆弱性。鉴于此,定量评价农户对生态环境变化适应能力,并探明其驱动因素迫在眉睫。

当前,国内外学者已围绕适应能力开展了一些研究工作。IPCC在2001年将适应能力定义为“系统调整自身以适应气候变化、极端事件以及趋利避害的能力”[7]。在此基础上,Gallopin[8]、Nelson[9]、崔胜辉[10]和方一平[11]等对适应能力的概念和特点等进行回顾和梳理。Brooks[12]和Hinkel[13]探讨了适应能力的指标和影响。陈凤臻[14]等建立了适合北方农牧交错带的适应能力评价模型,并对模型的构建思想、参数意义和评价指标等进行了探讨。杨岁桥[15]和周松秀[16]等分别建立指标体系就生态——经济系统对冰冻圈变化的适应能力和区域农业生态系统适应能力进行了评价。Pandey[17]借鉴可持续生计框架,提出了农户适应能力评估框架。尹莎[18]在此评估框架指导下,构建了干旱扰动下的农户适应能力评价指标体系,对民勤绿洲地区不同适应类型农户的适应能力进行了定性分析。尽管适应能力研究已引起了国内外学者的广泛关注,并取得了一定的成果,但已有研究结果多侧重于宏观[14- 17]、定性研究[7- 13],具体[18]、量化的研究成果较少,对微观农户尺度的适应能力评价研究成果则更为鲜见。

地处库布其沙漠腹地的杭锦旗自然环境恶劣[19- 23],农户生计方式较为单一,严重依赖于草地和耕地资源;为治理生态环境,政府实施了一系列的生态政策,这些政策的实施对当地农户的生计带来了一定冲击[20],致使以自然资源为生计基础的农户的生计更加脆弱。农户是否能有效地应对生态环境变化及其生态政策带来的冲击,不仅直接关系着该地区的可持续发展,更关乎黄河流域乃至华北地区的生态安全[24],当前亟需科学地评价农户对生态环境变化的适应能力,并探明其驱动因素。为此,本文基于可持续生计分析框架和适应能力评估框架,构建了适合于杭锦旗农户的生态环境变化适应能力评价指标体系,采用主成分分析法,就不同区域和不同生计类型农户对生态环境变化的适应能力进行定量评价和对比分析,并就农户对生态环境变化适应能力的驱动因子进行探析,以揭示农户对生态环境变化适应性的驱动机制,为政府制定有效的适应政策,提高农户对生态环境变化的适应能力提供科学依据。

1 研究区概况

杭锦旗位于内蒙古自治区鄂尔多斯市西北部,黄河“几”字湾南岸,地理坐标为106°55′16″—109°16′02″E,39°22′23″—40°52′14″N。地跨鄂尔多斯高原与河套平原,全旗东西长197 km,南北宽161 km,土地总面积约188.11×104hm2,是一个以蒙古族为主体、汉族占多数的半农半牧旗,农牧业人口占全旗总人口的81.12%。

杭锦旗地处温带干旱草原、荒漠草原过渡带,气候类型属典型的温带大陆性气候。库布其沙漠横亘东西,将全旗划分为北部沿河区和南部梁外区。北部沿河区属黄河冲积平原,地势平坦、灌溉便利,土壤肥沃,农户主要从事种植业。南部梁外区位于库布其沙漠、毛乌素沙地的中间地带,以固定和半固定沙丘为主、流动沙丘很少,草原辽阔,属于荒漠、半荒漠草原,农户主要从事畜牧业。库布其和毛乌素两大沙漠占全旗总面积73%,区域沙漠化十分严重[19- 20]。

为遏制土地沙漠化,自2000年以来,杭锦旗陆续实施了退耕还林、三北防护林、天然林保护、日元贷款风沙治理、禁(休)牧、生态移民和草原生态补助奖励等生态保护政策与项目[25]。在生态政策的驱动下,该区域的生态环境发生了显著变化,主要体现在:植被覆盖度显著提高[24],土地利用结构得以优化,生态系统服务价值得以提高,水土保持能力得以增强[26],但局部地区植被退化[24]、水域缩减和土地转换合理度较低[26]。

2 数据来源和研究方法

2.1 数据来源

采用参与式农村评估法(PRA)进行农户调查,以获取研究所需数据。2015年4月在杭锦旗独贵塔拉镇进行了农户对生态环境变化适应性的预调查,共获取预调查问卷40份。随后根据预调查的情况对问卷进行了进一步修改和完善,并于2015年7月底进行正式调研。在调研中课题组按照分层随机抽样的方式,在杭锦旗选取了5镇1苏木1管委会的31个行政村(嘎查),以农户为单位进行入户调查。涉及的调查区域占杭锦旗乡镇总数的100%、行政村总数的40.78%,调查点分布见图1,共调查了198户农牧民家庭,收回有效问卷190份,问卷有效率为95.95%,其中北部沿河区80份,南部梁外区110份。

调查内容主要包括:1)农户生计资本;2)农户生计活动;3)农户对生态环境变化的适应策略;4)农户的生态环境意识及其对当地基础设计条件的评价等。

图1 研究区及调查点分布图Fig.1 The study area and investigation sites

2.2 研究方法

2.2.1 农户类型的划分

借鉴前人有关农户生计类型划分的研究成果[27- 28],并结合研究区实际情况,根据非农收入占家庭总收入的比例,将农户生计类型分为:纯农型、农兼型、兼农型和非农型四类。其中,无非农收入的农户为纯农型农户,非农收入占家庭总收入比例小于50%的为农兼型农户,大于等于50%而小于等于90%的为兼农型农户,大于90%的为非农型农户。

2.2.2 农户对生态环境变化的适应能力评价指标体系构建

本文基于英国国际发展部(DFID)开发的可持续生计框架和Pandey[16]提出的适应能力评估框架,以及杭锦旗农户对生态环境变化适应策略影响因素的分析结果[24],同时考虑到指标选取的科学性、合理性和可操作性原则,从自然能力、物质能力、人力能力、金融能力、生计多样化程度、生态环境意识和基础设施条件7个维度,构建了适用于杭锦旗农户的生态环境变化适应能力评价指标体系(表1)。其中,自然能力指农户利用自然资源的能力,体现了农户对自然资源的依赖性,是影响农户对生态环境变化适应能力的重要因素[18]。杭锦旗大多数农户农牧业兼营,采用农户拥有的人均耕地面积和草地面积两个指标评价;物质能力是农户适应策略选择的物质基础,采用农户家庭固定资产价值和牲畜数量两个指标评价;人力能力反映农户的人力储备,对农户生计和适应策略选择发挥着重要作用,采用以年龄和健康状况为主要标志的家庭成员整体劳动能力和成年劳动力的受教育程度评价;金融能力反映了农户适应生态环境变化过程中的资金储备,家庭现金收入最具代表性。此外,生计多样化指数反映了农户家庭从事的生计活动种类数,一般生计多样化指数越大意味着农户生计来源越广,对生态环境的依赖度越低;农户的生态环境意识影响着农户采取适应策略的积极性,交通和市场等基础设施条件通过影响农户的非农就业而影响着农户对生态环境变化的适应能力。因此,本文也将生计多样化指数、生态环境意识和基础设施条件纳入了农户对生态环境变化的适应能力评价指标体系,其中以生态环境关注度和生态环境影响考虑度作为生态环境意识的评价指标,农户对当地交通和市场条件的评价作为基础设施条件的评价指标。

2.2.3 农户对生态环境变化的适应能力指数计算

首先,数据的标准化。由于各评价指标数据量纲、数量级和变化幅度各异,本研究采用正向极差标准化法对数据进行标准化处理。其公式为:

xij′=(xij-xmin)/(xmax-xmin)

(1)

式中,xij是第i个样本第j个评价指标的量化值;xij′为第i个样本第j个评价指标标准化后的变量数据。

其次,指标权重的确定。评价指标体系中各指标因子信息存在一些相关性,为了消除信息叠加的影响,本研究采用主成分分析法来确定各指标的权重[16,29-31]。具体步骤如下:(1)利用SPSS 19.0进行样本数据标准化,然后计算相关系数矩阵、特征根、主成分贡献率、累计贡献率(表2)。KMO统计量为0.627,Bartlett球形度检验的显著性为0.000,说明变量之间有简单线性相关关系,可做主成分分析。为了更好地描述这些变量,采用主成分分析法。(2)根据主成分提取原则(即特征根大于1,累计贡献率大于70%)[32],确定主成分个数为5个,分别用PC1、PC2、PC3、PC4和PC5表示。分析每个主成分占累计贡献率的比重,即得出各主成分的权重。(3)为了使公因子对整体变量综合信息更具解释力,实现因子载荷矩阵中系数向0—1的分化,对初始因子载荷模型进行方差最大正交旋转,得到旋转后的因子载荷矩阵(表3)。(4)在计算各主成分权重的基础上,根据旋转后的因子载荷矩阵中每个评价指标的载荷值,计算出各评价指标的权重(表 1)。其公式[31]为:

(2)

式中,Wj为第j个评价指标的权重,M为各主成分旋转后的载荷得分系数,N为特征根值,V为各主成分的方差贡献率,C为特征根≥1的主成分的累计贡献率。

表2 特征根及主成分贡献率

表3 旋转后的因子载荷矩阵

再次,农户对生态环境变化的适应能力指数计算。适应能力大小用适应能力指数ACI(Adaptive capacity index)表示,其公式为:

(3)

某一区域或类型农户对生态环境的适应能力指数是该区域或类型样本户的平均值。

最后,评价结果的分级。在农户对生态环境变化的适应能力指数计算结果的基础上,参照已有成果[16,29]中对适应能力的划分标准,将杭锦旗农户对生态环境变化的适应能力划分为4类:即0≤ACI<0.25为极低能力,0.25≤ACI<0.5为较低适应能力,0.5≤ACI<0.75为较高适应能力,0.75≤ACI<1为高适应能力。

3 结果与分析

3.1 农户对生态环境变化的适应能力

杭锦旗农户对生态环境变化的适应能力指数最高为0.725,最低为0.069,均值为0.432(表4),被访的190户农户中,有12户生态环境变化适应能力指数ACI<0.25,121户0.25≤ACI<0.5,57户0.5≤ACI<0.75,处于极低、较低和较高适应能力的农户分别占6.32%、63.68%和30%。总体上,杭锦旗农户对生态环境变化的适应能力处于较低的状态,以适应能力指数0.25≤ACI<0.5的农户为主体。

表4 杭锦旗农户对生态环境变化的适应能力指数

3.1.1 不同区域农户对生态环境变化的适应能力

南部梁外区农户对生态环境变化的适应能力(0.439)高于北部沿河区(0.424)(表4)。其中,南部梁外区农户对生态环境变化的适应能力指数处于较高状态的占33.64%,比北部沿河区高8.64%;而南部梁外区农户对生态环境变化的适应能力指数处于较低和极低状态的分别占60.91%和5.45%,分别比北部沿河区低6.59%和2%。

3.1.2 不同类型农户对生态环境变化的适应能力

图2 农户对生态环境变化适应能力指数的区间频数分布 Fig.2 The distribution of household ecological environment change adaptability index in different interval

农兼型农户对生态环境变化的适应能力最高,适应能力指数为0.481(图2)。其中,52.63%的农兼户适应能力指数0.25≤ACI<0.5,45.61%的农兼户适应能力指数0.5≤ACI<0.75,1.75%的农兼户适应能力指数0≤ACI<0.25;兼农型农户次之,适应能力指数为0.443,其中,55.81%的兼农户适应能力指数0.25≤ACI<0.5,37.21%的兼农户适应能力指数0.5≤ACI<0.75,6.98%的兼农户适应能力指数0≤ACI<0.25;非农户对生态环境变化的适应能力相对较低,适应能力指数为0.412,其中,81.82%的非农户适应能力指数0.25≤ACI<0.5,18.18%的非农户适应能力指数0.5≤ACI<0.75;纯农型农户的适应能力指数最低,为0.395,其中有10.12%的纯农户适应能力指数处于极低状态。可见,兼业型农户对生态环境变化的适应能力相对较高。

3.2 农户对生态环境变化适应能力的驱动因子分析

旋转后的因子载荷系数绝对值大小代表变量载荷信息的大小,正号表示变量与主成分作用方向一致,负号表示变量与主成分作用方向相反。因此,可以用载荷系数绝对值相对较大的指标代表该主成分。通过分析旋转后的因子载荷矩阵(表3),找出农户对生态环境变化适应能力的主要驱动因子,识别出各主成分的综合意义,分析农户对生态环境变化适应能力的主要驱动因素。

人力能力及生计多样化程度是杭锦旗农户对生态环境变化适应能力的首要驱动因子。第1个主成分PC1在X5、X6和X8指标上荷载值较大,这3个指标分别为家庭整体劳动能力、成年劳动力的受教育程度和生计多样化指数,其中家庭整体劳动能力和成年劳动力的受教育程度指标都属于人力能力指标。因此,第1个主成分PC1可解释为人力能力及生计多样化程度,PC1的特征值为2.986,方差贡献率为24.885%,居5个主成分之首,是首要驱动因子。

耕地及物质财富拥有状况是杭锦旗农户对生态环境变化适应能力的第二驱动因子。第2个主成分PC2在X1、X7和X3指标上荷载值较大,这3个指标分别表示耕地面积、固定资产价值和家庭现金收入,其中固定资产价值和家庭现金收入体现了农户的物质财富拥有状况。因此,第2主成分PC2可解释为耕地及物质财富拥有状况,PC2的特征根为1.853,方差贡献率15.439%,是研究区农户对生态环境变化适应能力的第二驱动因子。

生态环境意识是杭锦旗农户对生态环境变化适应能力的第三驱动因子。X9生态环境关注度和X10环境影响考虑度共同构成了第3个主成分PC3,PC3可解释为:农户的生态环境意识,其特征根和方差贡献率分别为1.565和13.042%。从表3可以看出,生态环境关注度和环境影响考虑度的主成分荷载值基本相等,说明这两个指标在第三驱动因子的构成中具有同等重要的作用。

基础设施条件是杭锦旗农户对生态环境变化适应能力的第四驱动因子。交通条件和市场条件在第4个主成分PC4上具有较大荷载,这两个指标都属于基础设施条件指标,其特征根和方差贡献率分别为1.306和10.887%。从表3可以看出,交通条件的主成分荷载值略大于市场条件的主成分荷载值,说明相对于市场条件,交通条件在第四驱动因子的构成中具有更为重要的作用。

农户从事畜牧业的状况是杭锦旗农户对生态环境变化适应能力的第五驱动因子。第5主成分PC5中草地面积和牲畜数量这两个指标上具有较大荷载,这说明农户从事畜牧业的状况是农户对生态环境变化适应能力的第五驱动因子。这也是生态政策引导下南部梁外区农户采取向二三产业转移劳动力、改变养殖模式、减少牲畜数量、抽取地下水等适应策略的比例均远高于北部沿河区,南部梁外区农户对生态环境变化的适应能力高于北部沿河区农户的重要体现。

4 结论与讨论

科学地评价农户对生态环境变化的适应能力,并揭示其驱动机制,对于政府适时调整与完善现行生态政策、制定基于农户适应的生态治理政策,引导农户提高生态环境变化适应能力、降低生计脆弱性,增强区域可持续发展能力都具有重要意义。本研究以位于库布其沙漠腹地的杭锦旗为研究区域,基于实地调研数据,采用主成分分析法,就农户对生态环境变化的适应能力及驱动因子进行了分析,结果如下:

(1)杭锦旗农户对生态环境变化的适应能力处于较低的状态,以适应能力指数0.25≤ACI<0.5的农户为主体。不同区域农户对生态环境变化的适应能力存在一定差异,这在周松秀等[16]关于南方丘陵区农业生态系统适应能力的研究中也有所体现。杭锦旗南部梁外区农户对生态环境变化的适应能力高于北部沿河区。究其原因,由于南部梁外区农户既从事畜牧业又从事种植业,在生态政策的引导下向二三产业转移劳动力较多,生计更为多样化,南部梁外区农户的生计多样化指数为2.35,而北部沿河区为2.23。此外,处于荒漠草原区的南部梁外区农户,以畜牧业为主、对草地的依赖性较强,同时他们的生产、生活深受干旱和沙漠化的影响,生态环境意识高于北部沿河区,这也促使南部梁外区农户积极采取措施应对生态环境变化。不同类型农户对生态环境变化的适应能力也存在一定差异。兼业型农户对生态环境变化的适应能力高于纯农户和非农户,这与黎洁[33]和王亚茹[34]等的研究结论较一致。究其原因,兼业户相对于纯农户对自然资源的依赖度较低,同时兼营农业和非农产业,生计资本运用更为灵活、生计来源更为广泛,生态环境变化对其生计的负面影响相对较低。这也与人力能力及生计多样性作为杭锦旗农户对生态环境变化适应能力的首要驱动因子分析结果一致,农兼型、兼农型、非农型和纯农型农户的人力能力指数分别为0.4830、0.4564、0.4512和0.3132;生计多样化指数分别为2.82、2.72、1.90和1.75。

(2)杭锦旗农户对生态环境变化适应能力的驱动因子主要有5个方面,由主到次依次为:人力能力及生计多样化程度、耕地及物质财富拥有状况、生态环境意识、基础设施条件和农户从事畜牧业的状况。究其原因,农户的人力能力影响着其生计多样化指数。人力能力越高的农户,生计活动方式越趋于多样化,这有利于增加农户的生计来源、改善农户的生存状态。同时,人力能力也决定着农户对其他资源的运作能力。因此,人力能力是农户对生态环境变化适应能力的首要驱动因子;在禁休牧政策的作用下,杭锦旗农户多采用以种促养的养殖模式,农户拥有的耕地越多,意味着生态政策对其生计影响越小,同时,农户拥有的物质财富决定着其风险应对能力。因此,耕地及物质财富拥有状况是农户对生态环境变化适应能力的第二驱动因子;农户是具有主观能动性的经济决策主体,具有一定生态环境关注度和环境影响考虑度的农户能够更好地利用生态政策带来的发展机会,同时规避生态环境变化带来的风险。因此,农户的生态环境意识是农户对生态环境变化适应能力的第三驱动因子。交通和市场等基础设施条件通过影响农户的非农就业而影响着农户对生态环境变化的适应能力;杭锦旗生态补偿金的发放与农户的草场面积相对应,这些补偿金在支付农户各种生产、生活开支的同时,也将为农户寻找新的生计来源提供资金支持,牲畜是农户富有程度的重要标志,在一定程度上决定着其风险应对能力。因此,当地的基础设施条件和农户从事畜牧业的情况也是农户对生态环境变化适应能力的重要驱动因子。

5 建议及展望

基于上述结论,兼业型农户对生态环境变化的适应能力高于纯农户和非农户。因此,提高农户的兼业化水平是提高杭锦旗农户生态环境变化适应能力的关键举措。而人力能力及生计多样化程度是农户对生态环境变化适应能力的首要驱动因子。已有研究也发现,人力资本始终是影响农户生计策略由纯农型向农兼型和兼农型转化的关键生计资本[35]。因此,应通过文化教育、技能培训和改善医疗卫生条件等,重点提高杭锦旗农户的人力资本,以提高其生态环境变化适应能力。

本研究从自然能力、物质能力、人力能力、金融能力、生计多样化指数、生态环境意识和基础设施条件七个维度构建了适用于杭锦旗农户的生态环境变化适应能力测量指标体系,就农户对生态环境变化的适应能力进行了定量评价,评价结果与实际情况基本相符,可供相关适应性研究参考。但受已有数据的限制,建立的指标体系可能还不够全面,有待进一步完善。本研究采用主成分分析法进行农户对生态环境变化适应能力的驱动因子分析,其检验统计量值为0.627,相对较低,表明主成分分析得到的模型有可能不是非常完善。但本研究采用主成分分析法主要是为了降维,降维可以更好地将驱动因子进行归类和描述。