氣候變化對農戶的經濟影響研究*
——基于南疆紅棗主產區農戶收入安全視角

李 博，李 青,陳紅梅

(塔里木大學經濟管理學院，新疆阿拉爾 843300)

氣候變化對農戶的經濟影響研究*
——基于南疆紅棗主產區農戶收入安全視角

李 博，李 青※,陳紅梅

(塔里木大學經濟管理學院，新疆阿拉爾 843300)

氣候對農戶的影響存在于以農戶為中心的兩階段價值鏈(生產和產后環節)中，農戶收入是氣候直接影響和農戶為規避氣候風險調整生產經營行為的結果。基于阿克蘇地區2011～2014年316戶棗農微觀面板數據，在Ricardian模型理論基礎上提出氣候-兩階段影響模型，運用考慮氣候影響的隨機系數模型，構建全要素適應性生產函數模型。研究表明： 4～8月生長期和9～10月成熟期氣溫升高對農戶增加收入有利，但農戶對極端高溫的適應能力不足； 4～8月主產區降水增加對農戶的影響利大于弊,9～10月成熟期降水增加使農戶不可避免陷入由氣候導致的市場風險； 生產階段氣溫升高使肥料的產出彈性下降，降水增加使肥料的產出彈性上升，農藥的產出彈性下降，氣候變化導致農業成本增加，農戶適應氣候變化的農業調整行為不科學。為保證農戶收入安全，農戶在生產和產后階段氣候適應能力亟待提高，尤其應充分考慮產后階段的氣候適應性措施。

紅棗 收入安全 氣候適應能力 全要素適應性生產函數模型 兩階段價值鏈

0 引言

IPCC第五次評估報告明確了人類對氣候系統的影響，指出氣候變化使“三農”面臨糧食安全、食品安全、農業收入損失、農村貧困以及生態產品功能和服務損失的風險。氣候變化對農業生產影響呈區域性變化，糧食安全成為當前農業生產領域的研究焦點。由于氣候變化的區域性差異以及作物對溫度的不同要求，氣候變化對糧食生產的影響也隨不同品種呈區域性變化[1-4]。隨著農業發展不斷受到氣候環境制約，加強農業生產適應能力成為全球共識，“主動適應”是減緩氣候對農業不利影響的主要途徑。

以分散小農戶為適應主體的研究主要從兩方面展開：一是農戶對氣候變化認知以及相應適應策略[5-7]。大部分農戶都能感知到氣候變化并采取適應策略，如改變種植時間、使用抗旱和早熟品種等，但氣候信息掌握不充分、缺乏適應性技術、缺少資金使農戶的適應性行為受到限制[8-9]。二是基于考慮農戶適應性行為的影響模型探討氣候對農戶的經濟影響。國外多以Ricardian模型為基礎[10-11]，認為農作物收益是農戶在氣候風險下實施調整行為的結果。國內研究多基于生產函數模型，考慮個體對氣候的適應能力[12]。

有關氣候對農業生產的影響在自然科學和社會科學領域已積累了豐富研究成果，但仍存在拓展空間。首先，以一年生糧食作物(小麥、玉米和水稻)為研究對象的居多，而對于多年生林果業的研究少有提及。盡管揭示氣候對糧食安全的影響具有緊迫性，但氣候對林果業的影響仍不容忽視。林果業前期投入較大，投資回收期相對較長，農戶生產經營已面臨諸多不確定風險。近幾年，南疆紅棗產業已陷入“增產不增效”的市場風險，然而氣候變化加劇了農戶收入損失風險，探討氣候對農戶的經濟影響對于增強農戶氣候適應能力促進農民增收以及區域產業結構調整具有現實意義。其次，農戶氣候適應性行為的理論基礎不完全。從農戶視角看，生產和銷售2個環節共同決定了從事農業生產的效益。已有研究認為產量變動是氣候變化影響的直接結果，同時是農戶適應氣候變化并調整生產行為的結果，但現有理論忽視了氣候對作物產后環節的影響。

因此，基于農戶氣候-兩階段影響框架，以Ricardian模型為理論基礎，考慮氣候對各生產要素產出彈性的影響，該研究將以阿克蘇地區2011～2014年316戶棗農為研究對象，運用全要素適應性生產函數模型，全面揭示氣候對農戶生產經營的影響，為進一步提高農戶氣候適應能力、保證農戶收入安全提供理論基礎。

1 理論模型構建

Mendelsohn(1994)認為作物收益是農戶在氣候風險下實施調整行為的結果，盡管Ricardian模型包含價格效應是有問題的，但這一偏差小于7%[13]。由于農戶在應對氣候變化調整生產經營行為的過程較為復雜，文章并不深層次探討農戶是如何調整其生產行為和銷售行為，而僅用農戶收入來反映生產和產后階段的氣候影響以及農戶應對氣候變化調整生產經營行為的綜合性結果。傳統方法中，氣溫和降雨量的影響可通過C-D生產函數來測量：

Y=A·Lα1·Ofα2·Cfα3·Pα4·H1α5·R1α6·H2α7·R2α8·ε

(1)

其中，Y是平均每667m2收入，L、of、CF、P分別為平均每667m2勞動力投入、平均每667m2有機肥投入、平均每667m2化肥投入、平均每667m2農藥投入，H1、R1分別為作物生長期溫度和降水，H2、R2分別為作物成熟期溫度和降水，A為常數，表示其他政策影響，為殘差項，1～8表示投入變量的產出彈性。這一方法考慮了氣溫和降水對平均每667m2收入的直接影響，但它沒有考慮到氣候不僅是農業生產的影響因素，也是其他要素生產率的影響因素。氣候變化導致生產投入要素用量和成本發生變化，間接影響投入要素生產率。該文采用隨機系數模型[14]，由于生長期氣溫和降水對生產要素投入影響較大，因此假設生產要素的產出彈性與生長期溫度和降水有關，成熟期氣溫和降水將作為直接影響變量納入模型。要素的生產彈性是生長期氣溫和降雨量的自然對數函數：

αi=f(H1，R1)=Ci+βilog(H1)+γilog(R1)+μi，i=1,2,3,4

(2)

將(2)式帶入(1)式，并表達為自然對數形式，得到全要素適應性生產函數模型：

log(Y)=logA+(C1+μ1)log(L)+(C2+μ2)log(of)+(C3+μ3)log(CF)+(C4+μ4)log(P)

+α5log(H1)+α6log(R1)+α7log(H2)+α8log(R2)+β1log(L)log(H1)

+β2log(of)log(H1)+β3log(CF)log(H1)+β4log(P)log(H1)+γ1log(L)log(R1)

+γ2log(of)log(R1)+γ3log(CF)log(R1)+γ4log(P)log(R1)+log(ε)

(3)

(3)式為實證分析中基本評估等式的基礎，在此基礎上，該文引入時間趨勢項T測度技術進步的程度。因此，對于任一年份t農戶i，農業產出的函數表示如下：

log(Y)=χ0+χ1log(Lit)+χ2log(ofit)+χ3log(CFit)+χ4log(Pit)+χ5log(H1it)+χ6log(R1it)

+χ7log(H2it)+χ8log(R2it)+χ9T+χ10log(Lit)log(H1it)+χ11log(ofit)log(H1it)

+χ12log(CFit)log(H1it)+χ13log(Pit)log(H1it)+χ14log(Lit)log(R1it)+χ15log(ofit)log(R1it)

+χ16log(CFit)log(R1it)+χ17log(Pit)log(R1it)+εit

(4)

基于(4)式，成熟期氣溫和降水的產出彈性分別為各自的系數，生長期氣溫和降水產出彈性的計算公式分別為：

(5)

(6)

2 數據來源與描述統計分析

2.1 數據來源

新疆是我國紅棗主要產區，目前已形成哈密、巴州、阿克蘇、和田和喀什五大產區，阿克蘇地區(包括兵團和地方)紅棗的種植面積和年產量均居五大產區首位。該文在預調研基礎上對問卷進行完善，調研點選取過程中充分考慮各個地區之間的種植差異，最終分別選取兵團第一師10團等4個種植團場，溫宿縣克孜勒鄉、阿瓦提縣塔木托拉克鄉等6個紅棗種植鄉，主要選取純元種植戶為調查對象，通過連續跟蹤實地訪談和問卷發放方式獲得2011～2014年農戶的投入產出數據，對問卷進行整理并剔除無效問卷，最終獲得有效樣本316個，其中地方110個，兵團206個，樣本容量為1 264。

2.2 變量說明

樣本區主要以純元種植模式為主，農戶主要種植灰棗或駿棗，該文以農戶紅棗平均每667m2年收入(Y，元/667m2)為產出變量，為剔除價格變化影響，以2011年為基期進行消費價格指數平減。所有投入變量以每667m2費用(元/667m2)來表示，為剔除價格影響，所有費用指標以2011年阿克蘇地區生產資料價格指數為基期進行平減。

紅棗為多年生作物，休眠期、生長期以及成熟期基本全年溫度和降水都對農戶農業生產有影響。阿克蘇地區紅棗通常在4月中旬進入萌芽期,9月進入成熟期，該文主要選取4～8月生長期均溫(℃/月)和降水(mm/月)、9～10月成熟采摘期均溫(℃/月)和降水(mm/月)分別探討生產階段和產后階段氣候變化對農戶的最終影響，氣象數據來源于阿克蘇氣象局和阿拉爾氣象站。各變量的統計描述見表1所示。

表1 主要變量描述性統計

變量名均值標準差最小值最大值收入(元/667m2)2324.7852229.46716.66713518.08勞動力投入(元/667m2)1035.837771.611353708.92有機肥投入(元/667m2)205.854258.87801929.47化肥投入(元/667m2)462.24415.61113.5063076.92農藥投入(元/667m2)185.156195.5867.0931966.434～8月均溫(℃/月)21.830.64820.8222.494～8月降水(mm/月)16.0514.627.423.329～10月均溫(℃/月)15.8140.61114.716.489～10月降水(mm/月)5.6343.4310.4814.2

從收入看，樣本農戶內部收入差距較大。一方面，兵團和地方農戶收入存在顯著差異。兵團采取行政指令性方式組織生產，直播建園方式通常產量較高； 地方多為少數民族農戶，雖然種植時間早，但現代管理技術接受能力不足，產量非常低。另一方面，受樹齡影響，農戶收入存在差距。受到2008年、2009年和2010年紅棗持續高價格影響，部分團場及農戶盲目跟風改種紅棗，調查年度內樹齡較小，因此產出收益較低。從各項投入要素看，樣本內部波動較大，這反映出種植戶管理技術水平差異較大。

結合新疆氣象局提供的氣象實測記錄可知，阿克蘇地區氣溫變化趨勢與全球氣溫變化一致,55年來平均溫度呈上升趨勢，四季平均氣溫上升幅度由大到小分別為冬季、秋季、夏季、春季，與此同時，降水增加尤其是秋季降水增加也是氣候變化的主要特征之一。具體就研究區而言，氣溫和降水的波動不如其他變量波動大，但降水的內部差異明顯。生長期4～8月均溫為21.83(℃/月)，成熟采摘期9～10月均溫為15.814(℃/月)，氣溫的區域和年份間差異不大，相較而言生長期均溫內部差異較小。4～8月降水均值為16.051mm,9～10月降水均值為5.634mm，降水的季節、區域和年份間差異明顯，其中2011年、2013年和2014年9～10月降水均顯著高于2012年,2014年降水異常高于其他年份。

3 模型估計與分析

3.1 模型估計結果

該文采用的是農戶截面數據與時間序列綜合的面板數據，運用EVIEWS6.0軟件對雙固定效應模型、個體固定效應模型、混合OLS、隨機效應模型的適用性進行檢驗的結果表明接受個體固定效應模型。因此，該文采用個體固定效應模型估計全要素適應性生產函數。

表2 模型估計結果(個體固定效應模型)

自變量基本模型適應性模型自變量基本模型適應性模型常數項-46.015***-67.780***勞動力與4～8月均溫—0.688(-6.106)(-2.869)(LogL×LogH1)-1.061勞動力投入0.753***-2.003有機肥與4～8月均溫—-0.402***(LogL)-5.702(-1.007)(LogOF×LogH1)(-4.867)有機肥投入(LogOF)0.077***1.231***化肥與4～8月均溫—-0.934***化肥投入-4.117-4.774(LogCF×LogH1)(-5.558)(LogCF)0.306***2.821***農藥與4～8月均溫—0.153農藥投入-3.291-5.459(LogP×LogH1)-0.733(LogP)-0.118**-0.348勞動力與4～8月降水—-0.254～8月均溫(-2.112)(-0.541)(LogL×LogR1)(-1.009)(LogH1)0.674***3.923有機肥與4～8月降水—0.096*4～8月降水-3.147-0.878(LogOF×LogR1)-1.674(LogR1)0.362***0.439***化肥與4～8月降水—0.412***9～10月均溫-15.036-2.936(LogCF×LogR1)-6.387(LogH2)0.862***1.230***農藥與4～8月降水—-0.459***9～10月降水-9.154-7.984(LogP×LogR1)(-4.149)(LogR2)-0739***-0.944***時間趨勢項(-9.328)(-8.310)(T)0.689***0.876***-7.125-4.409F值24.114***27.520***調整R20.890.907 注:①括號里的數字是t值;②***表示1%顯著性水平,**表示5%顯著性水平,*表示10%顯著性水平

3.2 估計結果分析

面板個體固定效應模型估計結果如表2所示，基本模型和適應性模型的擬合優度較好，調整R2均在89%以上。基本模型中變量的估計系數完全顯著，適應性模型中17個變量有11個在統計上顯著，除勞動力變量在2個模型中的估計結果發生改變，其他單一要素投入變量影響方向均一致。適應性模型中各主要投入要素的平均產出彈性可利用(2)式計算得到，勞動力、有機肥、化肥和農藥的平均產出彈性分別為0.470、0.133、0.351、-0.039，除農藥外，其他主要投入要素產出彈性為正。

從氣溫來看,4～8月和9～10月均溫均對農戶收入有正向影響。適應性模型中4～8月均溫對農戶產出的影響不顯著,9～10月均溫與農戶產出在1%水平上顯著正相關。由(5)式可計算溫度的產出彈性,4～8月和9～10月均溫的產出彈性分別為0.544和1.23。紅棗為喜溫作物，其生長發育需要較高溫度。生長發育期溫度過低，將導致生長過程緩慢，坐果率不高且發育瘦小，產量和品質受到影響； 成熟后期溫度過低，不利于干物質積累，延緩制干過程。在紅棗整個生長成熟銷售期，較高溫度有利于保證紅棗產量及品質，對農戶的收入影響較大。同時與具有顯著產業優勢的若羌縣相比，阿克蘇地區生長成熟期均溫及≥10℃有效積溫都低于若羌縣，因此溫和型溫度升高對農戶收入增加有利。但近幾年坐果期極端高溫頻發，農業氣象預警機制缺乏，農戶對極端高溫的適應能力不足，導致坐果率不高顯著影響紅棗產量。因此，溫和型氣溫升高對農戶增加收入有利，但現階段農戶對極端高溫的適應能力明顯不足。

從降水看,4～8月降水對農戶收入有顯著正向影響,9～10月降水對農戶收入有顯著負向影響。根據(5)式計算降水的產出彈性,4～8月和9～10月降水的平均產出彈性分別為0.318和-0.944。棗樹對多雨濕潤和干燥少雨的氣候條件都能適應，不同生長期對水分的要求也各不相同。南疆地區常年干旱少雨，生長期降水有助于棗樹正常開花坐果。近些年由于水資源緊缺致使農業用水不足，降水有利于彌補農業用水不足導致的水分虧缺。然而，果實發育后期至采收要求少雨多晴天氣,9～10月通常為紅棗成熟及制干期，如遇降雨易導致裂果漿爛，大規模爆發炭疽病和黑頭病，同時影響制干過程，農戶為減少損失通常會降級降價處理。另外，由于農戶參與現代農產品流通體系程度較低，紅棗通常以“包園子”方式售出，主要以在樹上“掛干”等待農產品經紀人收購較為傳統的銷售渠道上，采摘前極端氣象災害發生導致農戶實際產出減少，同時收購商延遲收購以壓低紅棗價格方式進行投機，氣候風險改變農戶銷售心理預期，農戶為規避氣候風險不得不低價提前出售，這導致農戶收入存在不同程度損失。盡管南疆年均蒸發量大于降水量，但秋季降水及極端降雨增加這一變化趨勢將使農戶面臨收入損失,2010年、2013年及2014年成熟期極端降水都對果農收入產生了較大負面影響。因此，生長期降水增加對農戶收入的影響利大于弊，成熟期降水增加尤其是極端降水對農戶收入的影響有顯著負面影響，同時農戶對成熟期降水變化的適應能力不足。

氣候影響要素生產彈性的結果表明，生長期氣溫升高導致有機肥和化肥的產出彈性下降，生長期降水增加使有機肥和化肥的產出彈性上升，農藥的產出彈性下降。由于肥效對環境溫度的變化十分敏感，尤其是氮肥在高溫狀態下易揮發，這導致有機肥和農藥的利用率下降。因此，氣候變暖導致有機肥和化肥的產出彈性下降。另外，由于南疆地區本身干旱少雨，農業灌溉用水不足，降水增加有利于促進水肥耦合，彌補水分虧缺，提升農戶有機肥和化肥的利用效率。同時，伴隨著6～8月溫度升高，降水多易導致棗銹病、縮果病等病癥，這使農戶農藥成本增加。因此，生長期降水增加會使有機肥和化肥的產出彈性上升，使農藥的產出彈性下降。

4 主要結論

基于氣候-兩階段影響模型，該文利用2011～2014年阿克蘇地區316戶棗農微觀面板數據，運用考慮氣溫和降水對要素產出彈性影響的隨機系數模型，構建全要素適應性生產函數模型，實證分析不同階段氣候變化對農戶收入的影響以及農戶的氣候適應能力。主要結論有以下3點。

第一，溫和型氣溫升高對農戶增加收入有利，但農戶對極端高溫的適應能力不足。紅棗本身喜溫的生長特性，決定了紅棗對高溫具有較強的適應能力。生長期和成熟期溫度較高，有利于提高紅棗品質同時保持較高產量。但近年極端高溫頻發，尤其是自2011年來7月高溫干旱天氣頻現，速度快且持續時間長，由于缺乏農業氣象預警機制和適應氣候變化的農業科學技術，農戶未能在較早期采取有效防范措施，導致坐果率低下，產量損失嚴重。

第二，生產階段降水增加對農戶的影響利大于弊，產后銷售階段降水增加使農戶不可避免陷入市場風險。南疆本身干旱少雨，同時農業灌溉用水不足，生長期適當降水有利于彌補水分虧缺，促進作物正常生長。但成熟期降水增多容易導致病害發生，且影響農戶的銷售。2010年9月紅棗采收期阿克蘇地區降水量達到35.9mm，達到歷年最高值，一師十團裂果損失達幾十噸。農戶無理想倉儲條件，銷售方式單一，銷售渠道狹窄，這使農戶廣泛陷入由氣候變化導致的市場風險中。

第三，氣候變化導致農業成本增加，農戶適應氣候變化的農業調整行為不科學。氣候變化影響生產要素產出彈性，如氣溫升高導致肥料產出彈性下降，降水增加使肥料產出彈性上升，農藥產出彈性下降，氣候變化在一定程度上導致農業成本增加，同時也表明農戶適應氣候變化的農業調整行為存在不科學性，依靠技術創新替代物質資源消耗是增強農戶氣候適應能力的有效途徑。

氣候對農戶產出的影響廣泛存在于以農戶為中心的兩階段價值鏈中，提高農戶的氣候適應能力是減緩氣候負面影響的途徑。相關管理部門應加強農業氣象信息預警與防控，推廣適應氣候變化的農業科技技術，同時加快農產品現代流通體系建設，鼓勵有能力的農戶自建倉儲設施，加強當地農產品深加工能力，實施分級包裝，緩解農戶面臨的氣候風險和市場風險，避免農戶因氣候影響陷入“被動銷售”的局面。

該文未考慮市場、管理體制等其他重要因素，同時極端氣候、災害性天氣等造成減產減收的要素復雜而難以測定，數據結果有可能夸大或縮小氣候對農戶收入的真實影響，但這一結果仍能從客觀上揭示不同階段氣候變化對農戶收入的作用機理，尤其是銷售階段氣候變化導致農戶減收的巨大影響，提出的氣候適應性措施具有現實指導意義。另外，由于管理體制、社會經濟文化環境差異，兵團和地方農戶資源稟賦及生產行為有顯著不同，農戶生產受到氣候變化的影響及其適應能力有所差異，限于該文篇幅有限，將在后續研究中探討這一問題。

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ECONOMIC IMPACTS OF CLIMATE CHANGE ON FARMERS*

Li Bo，Li Qing※，Chen Hongmei

(College of Economics & Management of Tarim University，Aral, Xinjiang 843300, China)

The impact of climate change on the farmers exists in the two stages (production and sale) of the value chain. Household income is a comprehensive result of climate change impact and risk-adjusted behavior. Based on 316 jujube farmers′ panel data in Aksu 2011-2014, this paper constructed a total factor adaptive production function model using the climate-related random coefficient modeland Ricardian model theory. The results showed that the temperature increasing in growing season (April to August) and maturity season (September to October) had positive impacts on household income, but the farmers lacked the ability to adapt to extreme high temperature. Precipitation in growing season (April to August) can compensate the harm of water deficit. However more precipitation in maturity season (September to October) seriously affected jujube quality and sales. In addition, with the growing of temperature, the output elasticity of fertilizers decreased which meant the increase of organic fertilizer and chemical fertilizer costs. Climate change resulted in the increase of the agriculture costs, and the adaptive behavior of farmers was unscientific. To ensure the safety of farmers′ income, farmers′ adaptive capacity needed to be improved in production and sale stage, such as strengthening agricultural meteorological information early warning and prevention-control, promoting agricultural science and technology, accelerating the construction of modern circulation system of agricultural products, and encouraging farmers to build warehousing facilities..

jujube; income safety; climate adaption capacity; total factor adaptive production function model; two stage value chain

10.7621/cjarrp.1005-9121.20161230

2015-10-30

李博(1989—)，女，四川達州人，碩士、講師。研究方向：資源經濟與環境管理。※通訊作者：李青(1969—)，女，湖南長沙人，教授、碩士生導師。研究方向：干旱區資源保護利用、生態環境評估。Email：liqing0514@163.com

*資助項目：兵團軟科學研究計劃項目“南疆兵團紅棗產業投入-產出效率研究”(2015CC003)； 新疆生產建設兵團社科基金資助項目“兵團特色水果生產技術效率研究”(14QN15)； 塔里木大學哲學社科基金資助項目“基于氣候因子影響的南疆果農生產技術效率研究”(TDSKSS1406)

P467;F

A

1005-9121[2016]12-0192-06