基于Probit模型的干旱地区智慧水利建设与农村多元主体参与意愿实证分析

张 宁，左 丽，陈 彤，张 澜，董宏纪

(1.杭州电子科技大学管理学院，杭州 310018；2. 新疆农业科学院，乌鲁木齐 830091；3.浙江水利水电学院，杭州 310018)

0 引 言

【研究意义】干旱地区多为缺水地区，区域面积较大，当前的水利设施主要以灌溉为主。新疆南疆三地州主要包括喀什地区、和田地区及克孜勒苏柯尔克孜自治州，总面积占全疆面积近1/3，农业人口比重高达78%。 随着大数据、人工智能的发展，各类农业信息化、管理智能化技术开始逐渐应用到农业中，挖掘农村各类社会主体对智慧水利建设可持续发展的参与意愿及其影响因素，对加强农村水利基础设施建设和社会公共服务的供给具有重要意义。【前人研究进展】国外有关于智慧水利发展研究源于提升农业水资源的灌溉管理效率与水平，强调智能化水资源的综合性管理。Nurdan Peker等[1]认为可将信息技术(ICT)应用于农业管理，实时运用手机等设备搜集数据，了解农业用水的供需情况，并将这些信息传递给水利管理人员，进行有效配水及用水预测。Tomas Robles等[2]将物联网技术用于社会协调决策支持系统和监控农业服务流程系统，构建现代化的智慧水利模型，有利于用水组织对其进行操作与管理；Sarper Sarp等[3]和Ntuli等[4]试图从管理系统的角度出发，提出了智慧水利管理系统的组织模式，重新设置了水资源分配网络平台，有效实现农村用水管理与控制。KM Shahanas等[5]和Edward Curry等[6]从用户体验的角度去审视物联网技术在智慧水利方面的应用，智慧水利建设必须要提高农村社区的认知度和支持率。我国智慧水利建设与发展研究中，蔡阳等[7]和张建云等[8]分析了智慧水利发展现状，对智慧水利建设的透彻感知、全面互联、整合共享、智能应用等内容提出建议。付琛等[9]探究了采用分散控制、统一管理的模式，利用手机客户端实现了水利数据采集。【本研究切入点】已有的国内外文献，主要解决智慧水利信息化平台建设等问题，但由于干旱地区地域位置及信息资料获取等原因，对农村社会多元主体共同参与智慧水利建设中主体意愿及其影响因素等方面的研究较少。研究以新疆南疆三地州为例，对干旱地区的管理部门、农村社区、农民用水组织、个体农户的智慧水利参与意愿及其影响因素进行分析。【拟解决的关键问题】通过智慧水利市场嵌入机制及其社会多元主体的参与意愿调查，分别对管理部门、农村社区、农民用水组织、个体农户的共同参与智慧水利建设的意愿及其影响因素进行实证分析，有效促进农村社会多元主体的合作与交流，实现水利信息资源共享，为提升干旱地区生态可持续发展模式提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

在2019年7～8月，实地调查新疆南疆三地州开展的智慧水利试点项目，采用分层抽样对农村各类社会主体进行线上和线下相结合的方式发放问卷，并通过实地调查，产生520份问卷，审核后剔除无效问卷58份，回收有效问卷462份，其中喀什地区189份，和田地区161份，克孜勒苏柯尔克孜自治州112份，回收率为88.85%。表1

表1 样本来源及构成Table 1 Sample source and composition

1.2 方 法

1.2.1 指标体系构建

基于国内外相关文献的回顾，结合智慧水利建设发展方向与调研样本区的经济地理及信息化初创阶段，在经济信息化相对完善的克州阿克陶县、和田地区和田县以及喀什地区疏附县等水利部门遴选40位基层水利站技术与管理人员，通过德尔菲专家打分法对干旱地区智慧水利建设的发展指标进行筛选，拟定各类社会主体对智慧水利建设的参与意愿及其影响因素，在完成初步指标设计后，分别与水务专家、一线的农村水利工作者以及灌溉区农户进行组织座谈与交流，借鉴相关理论文献，选取个人、社会、社区及信息化发展4个一级特征变量，作为智慧水利建设中的多元主体参与意愿的主要影响因素。表2

表2 智慧水利多元主体参与意愿影响因素变量Table 2 Variables of the participation willingness of multiple subjects in smart water conservancy

1.2.2 多元主体分类

Granovetter(1985)定义经济社会学研究中的嵌入理论，认为经济行为是嵌入社会关系网络之中[10]。嵌入是新经济社会学研究的核心问题，是指行为主体之间的关系，两个主体之间互依、相适的过程[11]，研究引入智慧水利建设中的市场嵌入机制，将智慧水利建设中的多元主体分为管理部门、农村社区、农民用水组织和个体农户四类，通过大数据及新信息技术的市场嵌入性的推广及应用，将各类主体进行有效协同，创造一种多元主体协同合作的智慧水利建设与管理模式。

(1)管理部门。其职责是对农业进行管理，主要通过制定相关法律法规及营造良好的环境来对公共事务进行宏观调控。充分了解农村社区、用水组织和个体农户的实际需求，合理调配资源，完善法律法规，为制定相应政策予以支撑。引导市场发挥作用，为多元主体参与智慧水利建设提供必要的支持与保障。选取水利局及其下属事业单位从业人员为研究对象。

(2)农村社区。智慧水利涉及的农村社区是指在一定区域内，由农村居民围绕农业生产基础组成的社会生活共同体。农村社区具有一定的号召力和凝聚力，与管理部门不同，农村社区更了解农户的需求，可以行使更好的权力保障农户利益。农村社区人员参与智慧水利建设的影响因素，可提高社会参与度。

(3)农民用水组织。农民用水组织是可以自发或具有法人地位的一种服务型社会综合体，可以是村集体或农民合作组织，在干旱地区，是农村水利建设的主体。农民用水组织在智慧水利建设中，有着自身的利益诉求，有效提升用水组织参与智慧水利的意愿，提高其参与智慧水利建设的积极性，符合农民用水组织的核心价值，帮助其降低成本，实现更好的盈利。

(4)个体农户。个体农户是智慧水利建设最直接的受益者，每一位个体农户都是参与者，农户的生产运作都与水利息息相关。在市场机制嵌入的智慧水利建设中，个体农户对自身利益需求体现在关心智慧水利建设及其所取得的成果方面。个体农户和农民用水组织一样，在享受智慧水利带来的便利与安全的同时，也应肩负起监督智慧水利未来发展的职责，通过积极参与政府、用水组织等多元主体的社会监管，切实保障自身利益，共同促进智慧水利发展。

1.2.3 模型

Probit模型属于离散选择模型，常用于拟合0-1型因变量回归，其中Probit模型的残差项ε服从标准正态分布。Probit模型多用于二分变量，其优点在于其形式简单，容易处理，是一种最基础，最有效的统计模型。而许多情况下，自变量与因变量之间往往没有线性关系，该模型可以适当地通过调整拟合，达到原有的线性假设。

普通的多元线性回归模型方程有：

(1)

为了得到各个多元主体参与智慧水利建设行为发生的概率P=P{Y=1}与各个解释变量之间的关系，又考虑到Probit模型是呈非线性的，故采用Probit概率函数对原始方程进行变换。设φ(x)为标准正态分布函数，则

(2)

其中，P表示多元主体是否参与智慧水利建设的概率，P=1代表参与行为的发生，P=0代表参与行为未发生。Xi表示自变量，β0代表常数项，βi表示相对应的样本回归系数，ε表示随机误差项。结合研究对象，转换后可以得到如式(3)所示的方程。

(3)

式子中i取值为1、2、3、4；Pi分别对应前述管理部门、农村社区、农民用水组织与个体农户四个多元主体的参与意愿概率。可以采用该方程估计出模型中的参数，判断自变量的显著性，得到不同多元主体参与智慧水利建设的影响因素。

1.3 描述性统计

在462份有效问卷中，调查对象主要包括南疆三地州县域内的水利部门管理人员、农民用水协会人员、村集体组织及其他个体农户。在智慧水利参与意愿较高的社会主体中，文化程度多为初中及以上，以便与智慧水利建设的基本要求及参与基础等条件相对应，需要具有一定文化水平的社会群体。通过对462份有效问卷进行统计分类，智慧水利整体社会参与意愿达到64.72%，其中农村社区(村集体)的参与意愿比例最高为68.33%，农村社区作为最了解农户需求且具有水利管理权力的组织，组织有序性和凝聚力比其他社会主体更高，也将具有更大的动力和意愿帮助个体农户获取利益。管理部门的参与意愿为61.06%。表3

2 结果与分析

2.1 模型拟合度检验

在Probit模型中，采用Pearson 系数来检验模型拟合度。如果皮尔逊拟合优度的显著性值P大于0.05，模型能较好的拟合实验数据。在多元主体参与意愿Probit回归模型中， 多元主体所对应的皮尔逊拟合优度显著性均大于0.05，数据模型拟合度较好，可以进行模型估计与分析。将管理部门P1，农村社区P2，农民用水组织P3和个体农户P4四大多元主体参与意愿数据分别代入Probit模型中，变量的筛选采用逐步选择法，并采用似然比检验和记分检验， 进行各个变量系数显著性检验，得出各类社会主体的影响因素。表4

表4 智慧水利多元主体参与意愿的Probit回归模型拟合优度Table 4 Goodness of fit of Probit regression model with multiple subjects participating behavior

2.2 管理部门人员参与意愿的Probit模型

研究表明，管理部门P1的智慧水利参与意愿的Probit模型中，A1、A2、B1、B2、C2、D2所对应的变量具有一定统计学意义：社会资本积累B1、社区经济情况C2在1%统计检验水平下显著。职员的文化程度A2、社会权威认可度B2、网络信息平台D2在5%统计检验水平下显著，且系数符号都为正，这些因素对智慧水利的社会参与意愿有正向作用。有73位认为将网络信息平台与智慧水利建设相结合，有利于提高智慧水利的社会参与意愿，还有70位认为社区经济发展越好，其参与意愿越高。年龄A1在1%统计检验水平下显著，且系数符号为负，管理部门人员的年龄对水利建设的参与意愿会产生一定的负向作用，年轻管理部门人员的智慧水利建设参与意愿更高，这与调查结果相一致。智慧水利项目熟悉度B3，信息共享程度D1对管理部门人员参与意愿未显著相关。管理部门参与行为的Probit方程如式(4)所示。表5

Probit(P1)=0.243-0.921A1+0.206A2+0.508B1+0.512B2+0.259C2+0.273D2.

(4)

表5 管理部门参与意愿的Probit模型回归分析Table 5 Regression analysis results of Probit model of multi-subject administration

2.3 农村社区管理人员参与意愿的Probit模型

研究表明，农村社区P2的智慧水利参与意愿Probit模型中，A1、A2、B1、B3、C1、D1所对应的变量具有一定统计学意义：社会资本积累B1、社区紧密度C1、信息共享程度D1在1%统计检验水平下显著，社区管理人员的平均文化程度A2、项目熟悉度B3在5%统计检验水平下显著，且系数符号均为正，这些因素对农村社区参与智慧水利建设的意愿具有正向影响。在120位农村社区人员的调查中，89位认为社区紧密度会影响对智慧水利建设的参与度，社区关系越紧密，越容易关注到智慧水利建设带来的组织整体收益。文化程度也会影响其参与意愿，文化程度较高的农村社区人员，接收新事物的能力更强，更愿意做出改变，从传统的水利建设投入到智慧水利建设当中。其次，具有负向作用的因素仅有年龄A1，年龄因素在一定程度上影响着其对智慧水利这一新思路的看法，进而影响其参与意愿。其中网络信息平台D2未具有显著性。农村社区参与行为的Probit方程如式(5)所示。表6

Probit(P2)=-3.129-0.611A1+0.818A2+0.627B1+0.409B3+1.015C1+0.910D1.

(5)

表6 农村社区参与意愿的Probit模型回归分析Table 6 Regression analysis results of Probit model of multi-subject rural communities

2.4 农民用水组织人员参与意愿的Probit模型

研究表明，农民用水组织P3的参与意愿Probit模型中，社会资本积累B1在1%统计检验水平下显著，年龄A1、社会权威认可度B2、社区紧密度C1、信息共享程度D1在5%统计检验水平下显著，且系数符号均为正，这些因素对农民用水组织参与智慧水利建设的意愿存在正向影响关系。在97位农民用水组织的从业人员中，73人认可将智慧水利与网络信息平台建设结合，26人对水利信息共享程度不满意，农民用水组织更容易关注智慧水利建设情况，且能有相应的信息渠道随时关注水利信息。年龄A1也对用水组织的参与意愿有正向影响。农民用水组织人员参与意愿Probit方程如式(6)所示。 表7

Probit(P3)=1.194+0.582A1+0.677B1+0.442B2+0.649C1+0.457D1.

(6)

表7 农民用水组织参与意愿的Probit模型回归分析Table 7 Regression analysis results of Probit model of multi-subject farmers' water organization

2.5 个体农户参与意愿的Probit模型

研究表明，个体农户P4的参与意愿Probit模型中，其个人文化程度A2、家庭年收入A3、项目熟悉度B3、社区紧密度C1在1%统计检验水平下显著，信息共享程度D1在5%统计检验水平下显著，且系数符号均为正，这些因素对个体农户参与智慧水利意愿具有正向影响。在132名受调查农户中，文化程度越高，参与意愿的比例越大。在不显著因子中，农户个人特征变量对其参与意愿也有一定的影响，这是由于个体农户不仅是智慧水利建设的直接参与者，也是直接受益者，其农业生产活动离不开水利建设。故个体农户参与意愿Probit方程如式(7)所示。 表8

Probit(P4)=-2.382+0.497A2+0.831A3+0.716B3+0.107C1+0.492D1.

(7)

表8 个体农户参与意愿的Probit模型回归分析Table 8 Regression analysis results of Probit model of multi-subjects individual farmers

3 讨 论

研究结果表明，大多数农村社会群体对智慧水利建设的支持率较高，寄望于智慧农业的快速发展提高农业生产效率，在智慧水利建设项目的社会参与行为的调研中，却表现出多元主体有参与智慧水利建设的愿望，但在实际中真正积极行动起来积极参与的人却不多。研究表明，社会资本积累B1正向影响大多数多元主体智慧水利参与意愿，这与王静等[12]的研究结论是一致的，该研究表示在人际关系为重的农村，社会资本对农户参与意愿具有显著影响。家庭收入会负向影响农户智慧水利参与意愿，孙怡丹等[13]，刘晓敏[14]，杨柳[15]也在不同的水资源调查中得出相同的结论，因农户自身收入较低，对参与水利管理的关注度较低，进而影响其参与意愿。文化程度会正向影响农户参与智慧水利的意愿，刘晓敏等[14]在水污染治理参与意愿的研究中，农户家庭决策人受教育程度在0.1水平上起到显著正向作用。在于鹏[16]的研究中，通过调查多元共治下的民间水资源生态保护补偿的社会参与意愿，发现治理初期知名社会机构的参与对居民的参与意愿有正向影响，这与本研究结果也是一致的。白永亮等[17]通过对水生态文明建设中公众参与意愿进行分析，得出公众对水生态文明建设的认知是主要影响其参与意愿的因素。

农村社区等要继续推进智慧水利管理平台建设，完善信息共享，保障社会公众的知情权。通过手机APP在线查询、微信公众号等网络信息平台的应用，加大智慧水利宣传力度，为农民用水组织和个体农户提供便利。农民用水组织和个体农户在享有智慧水利成果的同时，也要积极发挥监督作用，把自己的实际需求与农村社区及时沟通，监督其发展，还要发动自身力量，积极与周围人宣传智慧水利建设理念与方式。各类多元主体之间明确具体的职责与分工，建立职责明确、沟通合作频繁的多元参与格局，有利于形成既相互制约又相互促进的合作竞争关系，这样才能取得智慧水利效益最大化，更好地促进水利信息化向智慧化转型。智慧水利建设中涉及到的多元主体主要包括管理部门、农村社区、农民用水组织、个体农户四类，其参与行为的影响因素主要有社区紧密度，网络信息平台以及信息化共享程度等，将其归纳为市场调节作用。构建参与机制时要注意参与者的利益平衡，依靠市场调节，真正实农村水资源的优化配置和水生态环境的可持续发展。图1

图1 智慧水利社会多元主体参与机制构建Fig.1 The idea of constructing the multi-subjects market participation mechanism for smart water conservancy

4 结 论

4.1 文化程度A2、社会资本积累B1、社会权威认可度B2、社区经济情况C2、网络信息化平台D2对管理部门智慧水利参与意愿具有正向影响。因新疆南疆三地州地区主要以农业为主，社会公众较为关注智慧水利建设的进展及应用，而管理部门从业人员的文化程度越高，接收智慧水利这一新事物的能力就越强，并且考虑到智慧水利建设对干旱地区的重要性，认为智慧水利可以大大提高干旱地区的用水效率，帮助农户提高农业灌溉效率，有利于提高该地区经济水平，有较高的参与意愿。

4.2 文化程度A2、社会资本积累B1、项目熟悉度B3、社区紧密度C1、信息共享程序D1对农村社区智慧水利参与意愿具有正向影响。社区紧密度对农村社区的参与行为有显著影响，究其原因是社区联系是否紧密，是否共享水利信息会影响智慧水利建设的投资，影响各部门从业人员的参与意愿。农村社区同管理部门一样，更关注参与智慧水利建设所带来的社会资本积累的从业人员，更愿意参与智慧水利建设。

4.3 年龄A1、社会资本积累B1、社会权威认可度B2、社区紧密度C1、信息共享程度D1对农民用水组织智慧水利参与意愿具有正向影响。农民用水组织的智慧水利参与意愿与社区紧密度密切相关，与实际情况比较符合。社区周围人对是否参与智慧水利建设，以及参与智慧水利建设是否带来收益进行及时沟通，会影响自身的参与行为。此外，农民用水组织的“中老年人”比“年轻人”更愿意为用水组织带来收益，参与意愿更高，这与年龄对其他多元主体参与意愿的影响因素假设并不一致。

4.4 文化程度A2、家庭年收入A3、项目熟悉度B3、社区紧密度C1、信息共享程度D1对个体农户智慧水利参与意愿具有正向影响。家庭年收入仅对个体农户的参与意愿产生正向影响，因个体农户从事农业生产活动，最为关注智慧水利建设所带来的收益，家庭年收入较高的农户，更愿意积极投身于智慧水利建设当中，而家庭年收入较低的农户则无暇顾及智慧水利建设，依旧依赖于传统的水利建设。