基于条件价值评估法的江苏省农户秸秆还田受偿意愿研究

余智涵,苏世伟

(南京林业大学 经济管理学院,江苏 南京 210037)

1 引言

我国作为世界农业大国,农作物秸秆产量巨大[1]。随着经济发展和社会进步,一方面粮食产量和农作物秸秆资源量迅速增加,另一方面农村生活方式、生产方式和产业结构产生了较大变化,特别是在20世纪90年代以来,农作物秸秆作为生活燃料、牲畜饲料、工业原料等利用方式发生了改变。以秸秆作为取暖、做饭的能源利用方式逐渐被煤、天然气等取代;机械化作业减少了对牛耕的依赖,秸秆饲料化利用逐渐减少;为保护水资源生态环境,以秸秆为原料的小型草浆造纸厂停止生产。由于存在高额的收集成本和储存成本,秸秆作为发电原料的资源化利用方式存在较大的发展瓶颈[2,3]，在每年农作物收获季节,大量秸秆无法得到有效利用,农户普遍采取就地焚烧的方式[4]。2010—2017年全国每年秸秆理论资源量高达8.5亿t,约有18.59%的秸秆被露天焚烧[5]。我国东部和南部秸秆焚烧影响了大气质量和交通安全,在北方由于秸秆焚烧产生的固体颗粒物更是雾霾产生的重要原因之一[6-9]。

事实上,农作物秸秆中含有丰富的氮、磷、钾等微量元素,具有较高的生态价值和经济价值,秸秆用作肥料可改善土壤性质、减少农业生产对有限资源的需求提高农业生产率[10,11]。虽然可能会存在还田后播种出芽率低、易生病虫害、机械设备不配套等问题,但秸秆还田仍是世界公认的改善农业生态环境的重要方法[12]。目前,有关秸秆还田的文献资料主要集中在以下3类:①秸秆还田的生态效益研究。Yin等分析了现有秸秆利用方式的合理性,发现秸秆还田能有效减少化肥使用量,提出我国政府应将推广秸秆还田作为发展绿色农业的重点[13];Yao等对比了秸秆还田与合成氮肥对土壤肥力和作物产量的影响,发现秸秆还田在增加农作物产量的同时还能有效减少N2O排放[14]。②秸秆还田的适宜方式与数量研究。Hu等研究了不同秸秆还田方式的生态影响,发现沟埋秸秆还田方式能有效减少温室气体排放,维持农作物产量[15];Zhou等使用响应面分析法研究了不同秸秆尺寸、数量、埋藏深度的秸秆还田对土壤有机碳和养分的影响,并确定最佳秸秆长度、还田比例和埋藏深度[16]。③秸秆还田的农户决策行为研究。颜廷武基于农户的视角就“愿意”或“不愿意”参与秸秆还田决策使用Logistic模型分析了其影响因素,发现农户认知水平和外部环境对秸秆还田意愿的影响较显著[17]。

综上所述,现有的秸秆还田文献多集中于以农田实验为基础的生态效益、适宜方式和还田数量研究,提出农户参与秸秆综合利用需要政策激励与引导。Mueller指出,鼓励废弃物回收通常比惩罚机制更有效,补偿政策是激励人们参与农业废物回收利用的关键因素[18]。根据高尚宾的研究,秸秆还田的补偿政策应根据WTA(受偿意愿)制定[19],对此提出以下两个问题:①多少补贴才能调动农户参与秸秆还田的积极性？②哪些因素会影响农户秸秆还田的受偿意愿？本文基于生态补偿的视角,以江苏省农户为研究对象,使用受偿意愿(WTA)来量化农户秸秆还田的决策行为,利用Cox比例风险模型分析其影响因素,从而确定农户参与秸秆还田所需补偿的金额,为政府制定农户秸秆还田补偿政策，实现秸秆资源的可持续利用提供重要依据。

2 材料和方法

2.1 研究背景

作为我国农业大省的江苏省农作物秸秆资源量巨大,年产量平均约为4000万t,以稻麦秸秆为主[20]。目前,江苏省多数城市秸秆焚烧减排压力较大,2015年由于秸秆露天焚烧而产生的SO2、NOx、NH3和PM2.5空气污染物排放总量分别为3.72Gg、15.25Gg、2.65Gg和44.70Gg。就空间变化而言,排放量呈现出苏中、苏北、苏南逐步递减的趋势[21,22]。为了减少秸秆焚烧、保护生态环境,国家针对秸秆还田机械、秸秆粉碎还田、秸秆还田的农机合作社和农机手等进行了秸秆政策补贴,补贴标准因各省市经济状况不同而异,主要集中在20—50元/hm2[23]。除了中央财政下发至各省的补贴外,部分省、市、县也依据地方财政实力加大了补贴力度。江苏省秸秆还田的省级财政补贴标准在苏南、苏中、苏北地区分别为10元/hm2、20元/hm2、25元/hm2[24],但该标准是否以农户秸秆还田WTA为依据,还有待进一步探讨。

考虑到江苏省秸秆资源密度呈现苏中、苏北、苏南逐步递减的趋势[25],本文选取秸秆资源分布密集区的苏中扬州市、秸秆资源分布一般区的苏北连云港市、秸秆资源分布稀疏区苏南的南京市作为样本点,对上述地区随机抽取农户进行调查,面对面询问其WTA水平。

2.2 调查方法——CVM

本研究使用条件价值评估法(Contingent Valuation Method,CVM)来调查政府需要给予农户多少经济补偿才能激励农户参与秸秆还田,即研究农户秸秆还田的具体受偿意愿(Willingness to Accept,WTA)。CVM是一种应用广泛的陈述偏好评估法,调查者通过计算个人或总的WTA,可了解人们对环境资源或服务的偏好程度,从而求出此环境改善计划或环境资源质量损失的经济价值[26,27]。在实际调查中,由于少数被调查者故意夸大或减少自已的实际意愿,因此本研究使用二分法来调查农户的WTA[28]。即首先询问农户如果政府给予补偿是否愿意参与秸秆还田,如果农户回答“是”,则给定一个初始的补偿价格水平W1,即补偿W1/hm2,询问农户能否接受。如果农户不愿意接受,则调高至Wu1,继续询问农户,如果此时农户愿意接受,则结束询问,确定农户的WTA水平位于区间(W1,Wu1];如果农户对补偿价格水平Wu1仍不愿意接受,则继续上调至Wu2,如果农户愿意接受则结束询问,确定农户的WTA水平位于区间(Wu1,Wu2]。以此类推,直到达到预先设定的最大值Wu max为止。若此时农户仍有继续上调补偿价格水平的意愿,则确定农户的WTA水平位于区间(Wu max,+∞)。对愿意接受初始补偿价格水平W1的农户,按照上述步骤依次降低WTA水平,直到农户不愿意接受为止。若农户的WTA水平为0,则询问具体原因。因此,二分法将得到半开半闭的区间数据或右截尾删失数据,即农户的WTA水平区间。

秸秆还田将增加切碎、耕作等成本,大多集中在50元/hm2左右[29]。本文确定初始补偿价格水平为W1=50元/hm2,同时确定最大补偿价格水平为Wu max=100元/hm2,区间长度为10。为了避免受访者对回答调查问卷的问题存在各种顾虑,在开始正式问卷调查之前,调查人员会告之此次的调查目的是将数据用于学术研究,并解释秸秆还田具有许多无形的好处,如保护环境、提高农作物产量等。

2.3 非参数估计法

根据He的研究,在不考虑家庭特征和其他相关变量影响的情况下,采用非参数估计法来测定农户秸秆还田的的最大和最小WTA水平[30]。

农户WTA水平最大值的估算公式为:

(1)

式中,E(WTA)max代表农户WTA水平最大值;j表示愿意参与秸秆还田的农户数量;WTAi表示农户i的WTA水平,以每个半开半闭区间的中位数表示,区间(Wu max,+∞)取Wu max即100;Pi表示每个农户i所占的权重,即为1/n。

农户WTA水平最小值的估算公式为:

E(WTA)min=E(WTA)max×愿意参与秸秆还田的农户数量÷接受问卷调查的农户数量

(2)

2.4 模型建立

由于有右截尾删失数据(100,+∞)的存在,传统回归模型Logit模型和Probit模型等无法进行数据处理[31],本文使用Cox比例风险模型来分析农户秸秆还田WTA的影响因素。Cox比例风险模型的一般表达式为:

h(t,X)=h0(t)×exp(β1X1+β2X2+…+βmXm)

(3)

式中,h0(t)表示基准风险函数,即所有影响因素均取0时的风险函数;X1,X2,…,Xm表示m个影响因素;β1,β2,…,βm表示相应影响因素的回归系数,其含义为由某一个影响因素变化引起的相对风险度变化的自然对数值;h(t,X)表示t时刻(即支付水平t)暴露于各影响因素下的风险函数,即农户秸秆还田WTA水平为h_t的概率是其在补偿价格水平t上不愿意接受,但在补偿区间(t,t+Δt]内愿意接受补偿的条件概率极限。

取Δt=1,由风险函数和生存函数的关系可知:

(4)

ht=1-exp[-exp(Xβ+ηt)]

(5)

假设农户秸秆还田WTA水平在补偿区间(t,t+1]外的概率为1-ht,则第i个农户在第j个区间内相对风险度的似然函数为:

L=ηtΠ∉j1-ht=[1-exp(-exp(Xβ+ηt))]Π∉j[exp(-exp(Xβ+ηt))]

(6)

式中,用fi为农户秸秆还田WTA水平所在区间特征,若该区间是半开半闭区间,如(50,60],则取fi=1;若该区间是删失区间,如(100, +∞),则取fi=0,表示截尾数据。

总体相对风险度的似然函数可表示为:

(7)

使用迭代法对式(7)进行极大似然估计,即可得到各影响因素的回归系数β。由于Cox比例风险模型通过结合“失败”事件发生与所经历的时间进行分析,因此本文需要确定时间变量与删失变量。其中,时间变量表示某一事件“失败”发生前或到观测结束时“删失”的时间长度,删失变量表示该事件是以“失败”结束(赋值为1)还是以“删失”结束(赋值为0)。由于本文的研究对象为WTA值的大小而非询问次数,且本文获得的区间为农户的最低WTA水平所在区间，即对低于该区间的补偿水平均不接受而可接受等于或高于该区间的补偿水平,因此对区间[0,10]的时间变量赋值为1，对区间(10,20]的时间变量赋值为2。以此类推,对删失区间(100,+∞)的时间变量赋值为11。此外,就删失变量而言,除了区间(100,+∞)是以“删失”结束之外,其他的区间均以“失败”而结束。

表1 各变量定义及分析应用分类处理

2.5 变量选择

根据现有研究结论,生态保护受偿意愿的影响因素主要包括个体和家庭因素,环境认知因素和外部因素。李国志研究了农户对公益林建设的受偿意愿,发现受访者的受偿意愿与其受教育水平呈负相关,与其年龄呈正相关[32];李晓平、杨美玲的研究表明,受访者的收入水平对生态保护受偿意愿的影响显著为正[33,34];朱红根等发现,受访者对生态环境的认知水平越高,其受偿意愿就越低[35]。此外,外部因素包括政府政策和当地是否有秸秆回收点也是影响农户秸秆处理方式的重要因素之一[36]。

本文选择农户秸秆还田WTA水平为因变量,其影响因素为自变量。根据“经济人”假设,农户具有完全的理性,农户决策目的是自身效用最大化。综合已有的文献和研究结果,将影响因素分为以下3类:第一类为农户个人与家庭特征,包括性别、年龄、家庭收入、受教育水平、家庭人口数、家庭耕地面积;第二类为农户对秸秆还田处理的认知,包括秸秆还田有益于环境保护、露天焚烧秸秆污染环境、秸秆还田有利于增加农作物产量、秸秆还田成本;第三类为政策和外部环境因素,包括政府是否积极宣传秸秆还田、政府是否禁止露天焚烧秸秆、当地有无处理秸秆还田的配套设备、当地有无秸秆原料的企业。由于本文所有自变量均为分类变量,为了便于解释,对于二项分类变量均按0,1编码;对多项分类变量均用哑变量编码。具体对变量的处理见表1。

3 结果

3.1 描述性统计与农户受偿意愿分布

本次调查共发放问卷500份,收到有效问卷462份,问卷有效率为92.40%。其中，愿意参与秸秆还田的调查问卷共429份,扬州市、连云港市和南京市分别为112份、110份、207份。对于不愿参与秸秆还田的原因,农户大多数表示无法获得秸秆还田的配套设备,少部分农户则表示秸秆可用作饲料或燃料，或对政府发放补偿金没有信心,见表2。

表2 农户不愿意参与秸秆还田或WTA水平为0的原因

在429份愿意参与秸秆还田的有效样本中,男性245名,女性184名,分别占比为57.11%和42.89%;从受教育水平来看,高中或更低学历农户占比为81.59%,大专或更高学历的农户占比为18.41%;家庭人口数方面,2名成员及以下的家庭占比为21.68%,3—4名成员的家庭占比为53.15%,5名成员及以上的家庭占比为25.17%;家庭人均收入方面,年均可支配收入为16701.63元,年均可支配收入在1万元以下的占比为31.00%,在1万元以上2万元以下的占比为47.09%,在2万元以上的占比为21.91%。

根据2007年的《江苏统计年鉴》,2016年江苏省农村男性居民占50.33%,家庭人口数平均为2.94,人均可支配收入为17606元[20],这些数据与调查结果是基本一致的。其他变量如受教育水平、年龄和人均耕地面积接近江苏省的平均水平,因此调查样本具有代表性,描述性统计结果见表3。对秸秆还田有利于保护环境、露天焚烧秸秆会污染环境、秸秆还田有利于增加农作物产量等常识性认知,样本均值均大于2.1,绝大多数的农户则表示认同或非常认同的态度;在秸秆还田成本支出方面,部分农户表示担忧。政府在秸秆综合利用方面积极宣传秸秆还田并禁止露天焚烧的政策效果有限,样本均值分别为0.8135和0.6527;当地秸秆还田配套设备和秸秆原料企业的数量也较少。

表3 样本的描述性统计结果

表4 农户秸秆还田WTA水平分布

由表4可知,在愿意参与秸秆还田的有效样本中,农户WTA水平主要集中在40—80元/hm2,这部分约占总样本的64.88%,呈现出正态分布特征。此外,有7位农户表示自己的WTA水平为0(表2)。进一步询问原因,主要有以下3点:①农户明确意识到秸秆还田有利于环境保护,有义务对生态环境负责;②农户对政府积极宣秸秆还田较满意;③农户容易获得全套的秸秆还田设备。WTA水平为0，可理解为农户对秸秆还田的支持,因此将此部分样本纳入[0,10]区间。由此计算出农户WTA水平最大值为每年每户60.15元/hm2,最小值为每年每户55.86元/hm2。其中,南京市最大,分别为每年每户61.74元/hm2、57.33元/hm2;连云港市最小,分别为每年每户57.50元/hm2、53.39元/hm2。可能的原因是,南京市秸秆资源可收集量在3个城市中最少且经济发达程度最高,农户需要更多的补偿才愿意参与秸秆还田。

据统计,2016年江苏省农户约为2581.95万户,农户人均耕地面积约4.44hm2/户,农业总产值约为2569.37亿元[20]。因此,农户秸秆还田补偿最大值约为68.96亿元,最小值约为64.03亿元,分别占2016年江苏省农业总产值的2.68%、2.49%。该数值略高于王舒娟调查的江苏省农户的秸秆还田支付意愿水平,除了经济发展以外,收入效应和替代效应、损失规避、谨慎消费、适应性心理和捐赠效应也是WTA大于WTP1—2倍的原因[37,38]。因此,本文的研究结果可以客观地反映出江苏省农户进行秸秆还田生态补偿的WTA水平。

3.2 实证分析结果与解释

本文运用Stata15软件对前文构建的Cox比例风险模型进行求解,结果见表 5。模型在1%显著性水平下通过检验,说明模型整体回归结果显著。年龄、受教育水平、人均可支配收入、家庭人口数、人均耕地面积、农户认为秸秆还田有利于保护环境、露天焚烧秸秆会污染环境、秸秆还田有利于增加农作物产量、秸秆还田成本较高和政府积极宣传秸秆还田是影响农户秸秆还他受偿意愿水平的关键因素。

表5 Cox比例风险模型回归结果

注：*、**、***分别表示在10%、5%、1%水平上显著。

具体分析为:①农户个人与家庭特征。要求补偿金额较高的农户多集中于受教育水平较低、可支配收入较高、家庭人口数较多、人均耕地面积较少的家庭,且年龄越大所要求的补偿金额越多。如农户的受教育水平为初中、高中、大专及以上时,比受教育水平为小学的农户相对风险度分别提高了21.56%、43.47%、24.85%,即WTA水平分别降低了21.56%、43.47%、24.85%。随着国家农业政策倾斜和农村收入结构改善,农户人均可支配收入逐年增加,纯农业收入的边际效用递减,因此政府需要给予更高补偿以激励其参与秸秆还田。年龄较大的农户对传统农业生产模式产生了“路径依赖”,不愿意轻易地改变生产模式[30]。此外,因化肥过度使用等不合理的耕作方式所导致的土地退化也无形减少了人均耕地面积,阻碍了规模经济发展,增加了秸秆还田成本。②农户对秸秆还田处理的认知。本文选取了4个变量来反映农户对秸秆还田处理的认知,分别为秸秆还田有利于保护环境、露天焚烧秸秆会污染环境、秸秆还田有利于增加农作物产量、秸秆还田成本较高。其中,农户对这4项认知感到“非常认同”的均在1%或10%的显著性水平下通过了检验,都是影响农户WTA水平的重要因素。大部分农户能认识到秸秆还田给生态环境所带来的益处,且这种认知显著降低了他们的WTA水平。但是作为“理性人”,农户为了使自身效用最大化,仍愿意以牺牲环境为代价而避免高额的还田成本,要求他们参与秸秆还田需要给予更多的补偿。这反映出当前农户对生态环境的重要性认知严重不足。根据调查结果,仅有18%的农户接受过高等教育,大多数农户对生态环境的认知仍停留在表面,无法理解生态环境破坏对农业经济可持续发展的消极影响。③秸秆综合利用的政策效应。本文选择政府是否积极宣传秸秆还田和实施秸秆禁烧政策来分析政策效应对农户WTA水平的影响,发现这两项政策均提高了农户的WTA水平,但回归系数仅为-0.2683和-0.1680,且政府禁止露天焚烧秸秆没有通过显著性检验。可能的原因是，政府对秸秆还田的宣传仍流于形式,制订的处罚措施难以得到有效执行,使农户对政府管理表现出不信任的态度,政府制定的各项政策难以得到农户的积极响应。④外部环境因素。当地有秸秆原料企业和秸秆还田设备提高了农户的WTA水平,但均未通过显著性检验。可能的原因是，江苏省经济水平较发达,尽管可将秸秆出售处理给企业获得附加收入,但农户对于更高补偿的诉求较弱。此外,受到样本地区土地经营规模化程度制约、大型机械器具使用限制、还田技术规范和工艺标准的缺乏,农户秸秆还田意愿不足,因此当地是否有秸秆原料处理企业和秸秆还田设备对农户WTA水平的影响不大。

4 政策建议

秸秆还田是实现我国农村经济可持续发展的重要措施之一,在提高农作物产量的同时也为生态环境质量的改善做出了贡献,具有显著的正外部性,政府理应制定合理的激励机制来鼓励农户参与秸秆还田并给予一定的补偿。基于上述研究,本文提出以下3点激励机制:①制度激励。制度激励是一种长期稳定的根本性激励机制,政府必须严格执行各项法律法规,提高政府人员的行政效率。一方面,政府应明确制定奖励措施,或定期进行模范评选,对积极参与秸秆还田的农户给予一定奖励以形成示范效应。另一方面,加强政府内部人员管理,优化人员结构,保证各项奖励、处罚措施能及时有效地执行到位,以加强农户对政府的信任度,积极响应政府的各项政策。②外部激励。在制度激励充分满足的条件下,可成立秸秆还田生态补偿基金以进一步形成外部激励。生态补偿基金是我国完善生态补偿机制的重要措施之一,在以政府为主导的前提下,充分发挥市场的作用可以在提高生态补偿基金运行效率的同时,保证生态补偿机制的可持续发展[39]。该基金既可用于当地还田农业装备的研发与推广,也可用于补贴、奖励积极参与秸秆还田的农户,在降低还田成本的同时调动广大农户的积极性。③自我激励。使农户形成参与秸秆还田的自我激励是政府政策的最终任务。通过定期组织农户学习有关秸秆还田和生态可持续发展的相关知识,宣传秸秆还田对农业经济可持续发展的贡献,强调现代化农业生产模式较传统农业生产模式的优势所在,可以提升农户对生态环境的认知。根据Feo的研究,环境知识是个人环境态度和环境行为的基础[40]。在意识到生态环境的重要性后,农户将进行自我激励以实现可持续发展的目标,从而逐渐转变生产模式,积极参与秸秆还田。