石 露,李 博,王 龙,胡 灿,王旭峰
(1.塔里木大学机械电气化工程学院,新疆 阿拉尔 843300;2.新疆维吾尔自治区普通高等学校现代农业工程重点实验室,新疆 阿拉尔 843300;3.塔里木大学经济与管理学院,新疆 阿拉尔 843300)
新疆因其特殊的地理位置和气候环境成为我国的优质棉花主产区,棉花产业的高速发展主要依赖于棉花精量播种和膜下滴灌技术的应用[1-2]。新疆棉花采用地膜覆盖技术至今,地膜覆盖铺膜率100%。农用地膜的长期使用,且回收的不及时和不完全,导致部分地膜残留于土壤中。新疆地膜年残留率约24%,平均残膜量265.3 kg/hm2,棉田地膜残留量最高可达405 kg/hm2[3-4]。地膜在土壤中残留量达到一定程度时,土壤微生物量、微生物群落丰度和土壤酶活性显著降低,土壤养分退化[5]。随着土壤中残膜量增加,土壤累积蒸发量逐渐减小,蒸发系数呈上升趋势[6]。土壤累积入渗量和累积蒸发量的不确定性随残膜增多而增强,进而改变土壤结构,阻碍水分和溶质在土壤中的运移[7-8]。
目前,我国针对农用地膜回收处理的研究主要集中在以下3方面。一是农用地膜的机械化回收作业,设计和研发不同类型的残膜回收机,以期通过机械化方式回收农用地膜[9-10]。二是开发农用塑料地膜的代替物,通过研制不同类型生物降解地膜并开展田间试验,探寻适宜于新疆棉花种植的生物降解地膜[11-13]。三是农用地膜使用及回收政策和执行标准,通过政策和法规强制农户使用便于回收再利用的地膜,并制定相关政策和标准[14-16]。而针对农户回收处理地膜行为的研究比较罕见,王彦发等[17]分析了影响新疆棉农残膜回收行为的因素,认为媒体对棉农的残膜危害认知影响较大。
农户是残膜污染的直接制造者,也是地膜回收的主要参与者和污染治理直接受益者,如果没有农户的主动积极参与,就不能有效地治理残膜污染[18]。新疆生产建设兵团第一师和第七师棉农回收处理农用地膜的主要行为有2种,即送到回收厂和其他方式(焚烧、填埋等)[19]。本文从棉农对这2种行为类型的选择意愿角度,以棉农自身的基本特性、外部特性和对残膜污染的认知为解释变量,通过采用二元Logistic模型实证分析这些特征变量对其行为选择意愿的影响,以便更加清楚地了解棉农选择残膜回收处理行为的原因,为提高残膜污染防控水平,探索残膜回收再利用综合治理的有效机制,保护农田生态环境及推动农业可持续性发展提供一定依据。
研究数据来源于2020年4—6月课题组在新疆维吾尔自治区进行的实地调研,问卷调查包括棉农基本情况、外部特征及对残膜认知情况。新疆生产建设兵团第一师在南疆,第七师在北疆,这两个区域棉花种植时间较长,种植面积也较大,具有一定的代表性。
本次调研第一师和第七师各发放问卷500份,其中第一师有效问卷427份,第七师有效问卷448份,有效率均达到80%以上。调查问卷统计情况如表1所示。
本次调查棉农中,男性居多,第一师男性占比77.99%,第七师男性占比75.89%。第一师棉农的年龄在20~35岁占33.96%,第七师棉农的年龄在20~35岁的占21.88%,表示调查的棉农中,第一师相比第七师棉农年龄偏小。由表1可知,调查的棉农学历层次均较低,第一师具有初中以上学历的有62人,占比14.52%;第七师具有初中以上学历的有37人,占比8.26%。而具有初中以下学历的,第一师占比45.43%,第七师占比49.78%。主要是因为第一师受访棉种年龄偏小,接受教育的机会多,学历层次相比要高一些。
表1 被调查棉农的描述性统计
由表1可知,第一师棉农地膜回收频率集中于每年1遍,占比67.92%,而第七师地膜回收频率集中于每年2遍及以上,占比74.78%。相比而言,第七师棉农回收地膜频率明显高于第一师。第一师棉田残膜污染比较严重的占比33.02%,第七师棉田残膜污染比较严重的占比35.05%,可见第七师棉田残膜污染较第一师要严重一些。调查结果表明,地膜回收补贴对农户的地膜回收频率并没有产生显著影响,而导致两个团场地膜回收频率和残膜污染程度存在差异的主要原因在于采用的揭膜技术不同,第一师采用的适时揭膜技术,人工揭膜碎膜少且相对干净,而第七师采用机械搂膜的比例较高,碎膜多因而需要搂膜的遍数多。
第一师棉农享受补贴的占比57.38%,第七师棉农享受补贴的占比20.76%,主要是地膜回收补贴和残膜机具购置补贴。通过农户调研发现,第一师对补贴政策宣传比较晚,主要在2020年春播进行了大量宣传。因此,农户对补贴的发放有准确的时间预知,而第七师早前就有将地膜交到回收再利用企业的要求,但农户交售地膜后未见补贴,因此对补贴产生了不确定性的感知。
从残膜对耕地质量的影响来看,第一师棉农认为影响较大的占88.99%,第七师棉农认为影响较大的占93.53%,可知两个团场的棉农认知不存在显著差异。
从棉农对残膜回收的责任认知来看,第一师棉农认为回收地膜是农户自己的责任占比84.07%,第七师棉农认为回收地膜是农户自己的责任占比75.00%,可知第一师的棉农对残膜回收的责任主体认知比较积极,认为是农户自己的占比相比较高。
从表2可以看出,第一师棉农将农用地膜回收后送到回收厂的占75.18%,采取其他方式的占比24.82%;第七师棉农将农用地膜回收后送到回收厂的占比89.06%,采取其他方式的占比10.94%。从表2中可得,两个团场的残膜回收率均较高,大部分棉农都是将农用地膜回收后卖到回收站赚取一点收入。相比而言,第七师送到回收厂的比例高于第一师,由此可见第七师落实地膜回收政策更好一些。结合实地调研可知,第七师拥有残膜处理高附加值的回收再利用企业,带动了当地棉农回收地膜并将地膜送到回收厂的积极性。而第一师缺乏高附加值的回收再利用企业,农户主要将回收的残膜卖给残膜回收站或在地头由私人回收,但回收的价格较低,导致棉农卖到回收厂的比例不高。
处理农用地膜的行为中,最有效的是将地膜回收后送到回收厂,这样既能减少地膜对棉田的危害,也能使回收的地膜实现再利用。将地膜回收后焚烧、填埋或直接翻入耕层是不科学的处理方式,这些方式都不可取。如果长期采用这种处理方式,将会给农业环境和棉花生长造成极大的危害,轻者抑制作物生长,导致棉花减产,更有甚者改变土壤结构,影响农业的可持续发展。
表2 处理农用地膜的行为
将棉农对地膜处理方式主要分为2类:送到回收厂和其他(焚烧、填埋等)。被解释变量为棉农处理地膜方式,其中送到回收厂为1,其他(焚烧、填埋等)为0。由于被解释变量的选项有两个,故采用二元logistic回归模型。一般情况下,以P来表示送到回收厂的概率,则1-P表示其他(焚烧、填埋等)的概率,可以把各解释变量表示为P的函数,各种可能的影响因素如式(1)所示[18]。
P=P(Y=1)=F(βiXi)(i=1,2,…,n)
(1)
P表示概率,取值区间为(0,1)。为弥补式(1)不足,构建对数差异比和对数似然比,用θ(P)代替P,构建自变量Xi的线性函数,得式(2)。
(2)
式中Xi——影响棉农回收处理农用地膜行为的第i个解释变量
β0——截距项
βi——Xi的待估系数
模型被解释变量和解释变量取值如表3所示。
表3 变量含义及统计值
运用SPSS统计软件进行二元Logistic模型回归分析,结果如表4所示。模型建立过程中,以其他方式为参照类,用来估计棉农选择两类农用地膜回收处理方式的影响因素。从表4回归模型结果看,棉农的性别变量无显著性影响。而棉农年龄变量在模型中通过了10%统计水平的显著性检验,且其系数为正。这表明,在其他条件不变情况下,与送到回收厂相比,棉农年龄越小,选择其他方式的意愿更强。因为棉农年龄越小,社会责任心较小,但是对残膜又有一定的认识,虽然将地膜进行了回收,为图省事,更愿意选择焚烧或填埋的方式处理残膜。
表4 模型参数估计与检验
棉农文化程度变量在模型中通过了5%统计水平的显著性检验,其系数为正。这表明,在其他条件不变情况下,与其他方式相比,文化程度越高,选择送到回收厂的意愿更强。因为学历越高的棉农越了解残膜的危害,环保意识越强,只有把回收的地膜送到回收厂,才能减少其对环境的污染。
棉农回收地膜的频率变量在模型中通过了5%统计水平的显著性检验,其系数为正。这表明,在其他条件不变情况下,与其他方式相比,回收地膜的频率越高,选择送到回收厂的意愿越强。多次回收能减少棉田的残膜残留,地膜回收频率高,代表这些棉农更能意识到残膜污染的严重性,更愿意将回收地膜送到回收厂。
棉田地膜污染程度、是否享受补贴变量无显著性影响。残膜对耕地质量的影响变量在模型中通过了10%统计水平的显著性检验,其系数为正。回收农膜的责任主体变量在模型中通过了5%统计水平的显著性检验,其系数为负。这表明,在其他条件不变情况下,与其他方式相比,残膜对耕地质量的影响越大,选择送到回收厂的意愿越强。其原因为棉农认为残膜对耕地质量的影响越大,且棉农自己是残膜回收的主体责任人,表明其对环境保护、白色污染和残膜危害关注度就越高,棉农回收残膜越理性。
基于棉农调研数据的描述性统计和Logistic回归分析,再结合实地调研分析得出以下结论。
(1)将回收后的农用地膜送到回收厂得到大多数棉农的认同,比例达到82.29%。大部分受访棉农有意愿获得直接针对残膜回收的补贴,认为该补贴能大大提高农户回收农用地膜的积极性。
(2)新疆棉农对残膜危害的认知程度偏低,且对农用地膜回收后的利用价值认识不足,认为回收的农用地膜无再利用价值,该认知直接影响了农户对农用地膜回收的积极性。
(3)实证研究表明,棉农的年龄、文化程度、回收地膜频率和对残膜危害的认识是影响新疆棉农回收处理农用地膜行为的主要因素。
4.2.1继续提高棉农对残膜危害的认知
虽然农户对残膜危害有一定的认知,通过调查发现,仍有部分农户认为回收残膜是政府或相关企业的责任,且残膜危害不大。政府应该进一步加强通过网络媒介、电视广播等的宣传力度,提高农户对白色污染的认识,使农户进一步意识到残膜回收处理工作的重要性和迫切性。确立农户为农田残膜治理的主体,应当有保护和保养耕地的义务,应及时回收农田残膜并按要求交送指定地点,防止农田残膜对土地的污染。
4.2.2健全完善残膜回收再利用市场机制
残膜污染问题主要的解决方法是形成农用地膜回收再利用市场机制。只有让农户在回收农用地膜的过程中取得一些直接的经济效益,才能进一步提高农户回收农用地膜的积极性。因此,当前比较重要的是加强对回收再利用企业的扶持,健全完善残膜回收再利用市场机制,最终形成以市场为主导促成农户加强残膜回收再利用的行为。
4.2.3完善农用地膜综合治理相关法律法规
明确污染管理职责,解决农田残膜污染综合治理主体缺位、监管缺失的问题。制定农田残膜污染综合治理作业规程,明确作业时间、作业机具、作业质量、作业收费和验收标准等,将农田残膜污染治理作为农产品生产全过程中必不可少的农艺措施,以政策、法律法规文件形式等明确体现“谁污染,谁治理”的原则,并采取适当的惩罚与补偿措施。