西北地区农户化肥施用行为选择对碳减排量的影响研究

郭威威 (陇东学院经济管理学院，甘肃庆阳 745000)

粮食安全是我国最大的民生，也是我国最大的政治，新中国成立以来党和政府都非常重视粮食生产，千方百计调动农民种粮积极性，保障粮食供给。目前，农民普遍采用追加农用化肥增加粮食产量，根据作物种类施用不同类型的化肥。然而，化肥的施用也带来了农村环境污染。谢贤鑫等研究发现，农用化肥施用会增加碳排放量，对生活环境造成污染。雷俊华等基于中国1997—2018年31个省(市、自治区)化肥面源污染排放强度数据，分组模拟和预测化肥面源污染排放强度与人均农业产值间的环境库兹涅茨曲线。郭清卉等调研了1 023户农户对化肥减量化措施采纳行为的认知数据，得出社会规范对农户化肥减量化有正向影响。大量研究表明，化肥施用助推的粮食增产与农业碳排放量具有显著的正向关系。因为当前对西北粮食产量与碳排放关系的研究相对空白，笔者选取西北地区相关数据，进一步验证两者的关系。

1 西北农业碳排放现状分析

改革开放以来，随着化肥施用的普及，西北地区粮食产量呈现逐年增长趋势，但与此同时也带来了一系列农业面源污染问题。21世纪以来，各地区积极响应环境保护与节能减排的政策号召，开始严格控制农业碳排放量。据统计，2016—2019年农业碳排放量得到了有效控制，并出现下滑趋势，统计结果见表1。

表1中统计结果显示，西北农业对碳排放量进行了控制，在碳排放量下降的同时，农业生产总值随之出现了大幅度下滑。目前，碳排放量控制仍然存在一定空间，但是如何改变农业生产模式，使得碳排放量减少的同时，保证农业产量，是当前重点要解决的问题。

表1 2016—2019年西北农业碳排放量和生产总值统计 Table 1 Statistics of northwest agricultural carbon emissions and GDP from 2016 to 2019 %

农用化肥的施用，对农业碳排放量造成了一定影响。所以，分析当前西北农用化肥碳排放量现状，对碳排量控制帮助较大。表2为2016—2019年西北各农用化肥碳排放量情况统计。

表2统计结果显示，西北地区各农用化肥碳排放量存在持续增长的变化趋势。截至2019年，化肥碳排放量已经达到了131.18 t。由此看来，我国化肥销售量较大，施用后碳排放量较大，环境污染严重。与其他肥料相比，复合肥含有丰富的农作物生长所需营养，其含量满足农作物生长需求，不仅成本较低，而且满足环境保护要求。但是从西北农业发展状况来看，应用复合肥料较少，氮肥偏多。

表2 2016—2019年西北各农用化肥碳排放量情况统计Table 2 Statistics of carbon emissions from agricultural fertilizers in Northwest China from 2016 to 2019 %

西北土壤基础地力相对贫瘠，农用化肥施用量相对较大，农业碳排放量普遍较高。所以在西北制定科学合理的农业化肥施用方案，是十分有必要且有战略意义的。因此，需要根据各类农用化肥的碳排放量，结合各类农用化肥碳排放系数，进一步探究不同农作物农用化肥的科学搭配，并具体分析化肥施用与碳排放之间的关系，依据分析结果，为西北农户化肥施用优化路径研究提供参考依据。

2 西北农户施肥行为与碳减排关系

该研究根据西北地区农户化肥施用行为选择调研数据，结合化肥折纯量参考指标，统计碳排放量数据。研究中，按照100 kg标准，对氮肥、磷肥、钾肥、复合肥4种肥料中含有的钾肥、磷肥、氮肥进行拆分，计算碳排放量。其中，氮肥主要参考硫酸铵、碳酸氢铵、尿素等常用化肥，折纯量31 kg；磷肥主要参考过磷酸钙、钙镁磷肥等常用化肥，折纯量17 kg；钾肥主要参考氯化钾、硫酸钾等常用肥料，折纯量52 kg；复合肥折纯量60 kg。

为验证农户化肥施用行为选择影响化肥施用量，进而影响碳排放量，该研究设定了如下假设命题。

H：农户年龄与化肥碳减排实施成功可能性存在正比例关系，即农户年龄越大，则其可以成功实施化肥碳减排种植的可能性越大。

H：农户受教育水平与化肥碳减排实施成功可能性存在正比例关系，即农户受教育水平越高，则其可以成功实施化肥碳减排种植的可能性越大。

H：土壤自身肥力与化肥碳减排实施成功可能性存在正比例关系，即当前种植农作物土壤肥力越高，则其可以成功实施化肥碳减排种植的可能性越大。

H：有机肥实施频率与化肥碳减排实施成功可能性存在正比例关系，即施用有机肥频率越高，则其可以成功实施化肥碳减排种植的可能性越大。

H：农业低碳技术的支持程度与化肥碳减排实施成功可能性存在正比例关系，即农户能够接受新型施肥技术，大力支持农业低碳技术的应用，则其可以成功实施化肥碳减排种植的可能性越大。

H：化肥施用技术指导接受情况与化肥碳减排实施成功可能性存在正比例关系，即农户接受化肥施用技术指导越多，则其可以成功实施化肥碳减排种植的可能性越大。

为了进一步探究哪些因素会减少化肥碳排放量，从而为农户化肥施用优化路径研究提供参考依据，该研究以问卷方式，调研了1 500余户农户家庭，了解了是否施用有机肥、对待风险的态度、是否受过施肥技术培训、土壤肥力、受教育程度、户主年龄、单位面积化肥碳排量等问题，并根据分析需要，将单位面积化肥碳排量作为被解释变量，将其余变量作为解释变量。各变量详细解释如下。

被解释变量。单位面积化肥碳排量，变量符号“fert”，代表单位面积施用化肥后排放的碳量。该研究采用排放系数法计算此变量数值，计算公式如下：

fert=(·+·+·)

(1)

式中，fert代表施用化肥后产生的实际碳排放量，单位为kg/hm；代表单位面积施用的氮肥量，代表氮肥碳排放系数；代表单位面积施用的磷肥量，代表磷肥碳排放系数；代表单位面积施用的钾肥量，代表钾肥碳排放系数；代表施肥面积，单位为hm。

解释变量。

(1)是否施用有机肥。此解释变量符号为“org”，指的是农户有无施用有机肥料。如果农户使用了有机肥料，则记为“1”，反之，记为“0”。

(2)风险态度。此解释变量符号为“risk”，指的是农户对新施肥技术的风险态度。该研究将其分为偏好、中立、规避3个风险等级，分别用数字3、2、1表示。

(3)是否受过施肥技术培训。此解释变量符号为“exte”，指的是农户是否受过施肥技术培训。如果农户接受过技术培训，则记为“1”，反之，记为“0”。

(4)土壤肥力。此解释变量符号为“soil”，是对土地肥沃程度的定性判断。该研究将土壤肥力划分为5个等级，分别为肥沃、比较肥沃、一般、比较贫瘠、十分贫瘠，代表数字依次为5、4、3、2、1。

(5)受教育程度。此解释变量符号为“edu”，是对农户受教育程度的量化判断。该研究将农户接受教育划分为5个等级，分别为研究生及以上、大学、高中、初中、小学以及小学以下，代表数字依次为5、4、3、2、1。

(6)户主年龄。此解释变量符号为“age”。

为了深入探究各个变量对农业碳排放量的影响程度，该研究假设构建农业碳排放量与各解释变量之间的线性因果关系如下：

fert=×age+×edu+×soil+×ecte+×risk+×org+

(2)

式中，代表随机干扰变量；(=1,2,…,6)代表各个解释变量的系数。当系数数值为负时，认为这些解释变量对碳排放量为负向影响，该解释变量对碳减排有积极影响；当系数数值为正时，认为这些解释变量对碳排放量为正向影响，该解释变量对碳减排有消极影响。

根据该研究提出的假设命题，将各项解释变量数值代入模型中展开深入探究。西北农户化肥碳排放量描述性统计结果见表3。

表3 西北农户化肥碳排放量驱动因素描述性统计结果Table 3 Descriptive statistics of the driving factors of fertilizer carbon emissions from farmers in Northwest China

由表3可知，西北农户化肥碳排放量差值较为显著，每公顷碳排量均值为3.61 kg/hm。为了明确此情况出现的原因，挖掘影响因素，对其他解释变量数据进行分析。以均值作为重点分析数据，其中，土壤肥力均值为2.83，介于“比较贫瘠”与“一般”之间；农民教育均值为2.40，介于“初中”与“高中”之间；有机肥施用均值为0.45，使用人数未能达到50%；农民对于新型科学施肥技术风险接受均值1.19，可见规避人数较多；施肥技术培训接受情况均值为0.49，可见农户接受施肥技术培训情况不容乐观，导致碳排难以得到有效控制。

另外，该研究构建的关系模型中值和值分别为0.410、0.455，后者数值接近0.5，经过调整后，计算值为0.114，而其估计误差数值大小为9.67，值变化量为0.155。由此看来，该研究构建的关系模型解释变量变异可能性大约为50%，该模型具有研究价值。另外，经过计算，得到此模型的值为3815，值为0.001，该数值小于0.01。由此看来，该研究构建的模型各个解释变量的设置具有较强说服力。所以，可以利用该模型对具体影响因素进行回归分析，结果见表4。

表4 西北农户化肥碳排驱动因素回归统计结果Table 4 Regression statistics of the driving factors of chemical fertilizer carbon emissions from farmers in Northwest China

共线性可以很好地解释各个解释变量与其他变量之间的关系，如果容许度和方差膨胀因子VIF均接近1，则认为此解释变量共线性薄弱，无法利用其他解释变量加以解释说明。因此，假设命题H不成立。依据表4中值和值计算结果来看，其他假设命题成立，即解释变量朝着好的方向发展，则其可以成功实施化肥碳减排种植的可能性越大。依据此计算分析结论，提出针对西北农户化肥施用优化路径。

3 西北农户化肥施用优化路径

分析结果表明，农户对化肥施用新技术的风险态度对碳减排影响较大，且施肥技术对碳减排具有正相关影响。这就需要政府积极开展低碳农业发展理念的宣传引导工作，鼓励农户勇于应用新的施肥技术，采用新型施肥技术，控制碳排放量。让农户认识到低碳农业施肥技术的重要性及作用，将新型施肥技术在西北农业发展广泛推广，为碳减排奠定基础。要及时组织农户开展施肥技术学习，充分考虑到农户文化程度，在尽可能帮助农户提高文化水平的同时，增加施肥技术培训频率。应根据农户学历层次开设多个梯次的培训班，分别为其安排不同难度的培训内容，并及时调整培训方案，使农户更加容易理解测土配方施肥技术。

由于土壤肥力对碳减排的实现有促进作用，所以注重土壤原有肥力，在此基础上进行科学施肥显得尤为重要。另外，有机肥料的应用也对碳减排的实现帮助较大。因此，在接下来的农作物施肥工作开展中，应该指导农户检测土壤中原肥料含量，根据土壤实际情况制定施肥方案。在肥料的选取中，以有机肥料为主，从而减少碳排量。

除了上述优化路径以外，同样需要控制氮元素的摄入，其原因是复合肥的碳排量较少，该类肥料含氮量比较少。目前，一些农户以尿素作为主要追肥材料，这种行为是不科学的，会导致氮元素摄入过多，增加碳排量。相比之下，农家肥氮含量较少，既可以实现废物利用，又可以减少碳排放，建议选用此施肥方法，搭配复合肥一同使用。