氣候變化適應性行為對產出的影響

秦秋霞　林光華

摘要：基于2017年四川、浙江和黑龍江3個省實地調查數據，采用內生轉換模型分析了農戶氣候變化適應性行為對水稻產出的影響效應。結果表明，種子投入、戶主當過村干部、參加過合作社、災害經歷對農戶氣候變化適應性決策有正向影響。農戶氣候變化適應性行為能夠增加水稻產出。基于反事實假設，采取適應性行為的農戶若未采取相應的適應行為，水稻產出將下降910.586 kg/hm2（降幅為10.92%）;未采取適應性行為的農戶若采取相應的適應行為，產出將增加198.105 kg/hm2（增幅為2.50%）。

關鍵詞：適應性決策;農業產出;氣候變化;水稻種植戶

中圖分類號： F323文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2019）09-0338-04

近百年來，全球氣候以變暖為主要特征發生了巨大變化，預計到2100年，全球平均氣溫將上升3.5～5 ℃，極端氣候的發生概率增加[1]。由于生產特性，農業是對氣候變化最為敏感的部門之一[2]。林而達等認為，我國農業生產將受到氣候變化嚴重沖擊，估計到本世紀后半期主要農作物產量下降可達37%[3]。我們應積極采取有效的措施來應對氣候變化造成的不利后果[4]。從農戶層面來看，農戶可以通過多種適應性措施來減緩氣候變化的不利影響，比如調整播種時間、改變作物品種、增加灌溉投入、購買農業保險等[5-6]。在農戶適應氣候變化的過程中，這些適應措施能否減小氣候變化對農業產出的不利影響？什么因素阻礙農戶進行有效適應？這些問題關系著如何引導農戶有針對地適應氣候變化，為政府幫助提升農業適應氣候變化能力提供依據。

適應這一概念最初起源于自然科學，后來被引入氣候變化問題的研究。政府間氣候變化專門委員會關于適應給出的定義是：為了應對實際發生的或預計到的氣候變化及其各種影響，而在自然和人類系統內進行的調整[7]。目前國內外關于農業對氣候變化適應的研究主要集中在農戶對氣候變化認知和農戶氣候變化適應決策的影響因素方面。呂亞榮等研究表明，影響農民對氣候變化認知的主要因素是性別、受教育程度、家庭人均收入、養殖業收入等[8]。朱紅根等運用Heckman Probit兩階段選擇模型實證分析影響農戶氣候變化感知及其適應行為決策的因素，主要包括個人及家庭特征、社會資本、信息可獲性及地理位置等[9]。Gebrehiwot等用二元選擇模型或多項選擇邏輯回歸（Logit）模型分析適應措施選擇的影響因素，發現信貸可得性、農業推廣服務、氣候信息等因素影響農戶適應性措施的選擇[10]。

有關農戶氣候變化適應性決策對農業產出影響的研究較少。Faclo等以埃塞俄比亞農戶為研究對象研究氣候變化適應性決策對于農戶農業產出的影響[11]。在此基礎上，Huang等采用矩估計方法測算在極端天氣事件的情形下農戶的農業產出風險，研究氣候變化適應性決策對于農戶農業產出和產出風險的影響[12]。馮曉龍等以山西蘋果種植戶為例，研究發現氣候變化適應性決策能增加農戶農業產出，減小農業產出風險[13]。

總體來看，國內外學者圍繞農業對氣候變化的適應問題進行的理論和實證研究，為本研究提供了堅實的基礎。農戶對氣候變化適應措施選擇的研究有助于理解行為主體對氣候變化適應的微觀機制，但目前的研究還比較少，而且國內已有研究主要考慮的是適應氣候平均狀態的變化，如以氣候變暖為主要趨勢的整體狀態的變化。本研究主要從頻發的極端天氣氣候事件對農業生產帶來的風險角度出發，對有關農戶氣候變化適應性決策對農業產出影響的研究進行補充。本研究利用四川、浙江和黑龍江3個省份725個水稻種植農戶的實地調查數據，構建農戶氣候變化適應性決策對農業產出影響的理論模型，采用內生轉換模型分析農戶氣候變化適應性決策對農業產出的影響，評估氣候變化適應性決策的平均處理效應。

1 理論模型

1.1 農戶氣候變化適應性決策對農業產出的影響模型設定

農業經營主體是否采取變化適應措施以及采取的措施對農業生產的影響可以看成是2個階段的決策。第1階段，農戶作為理性經濟人，在氣候變化背景下進行適應性決策以實現利潤最大化。僅當適應措施能帶來凈收益時農業經營主體才會采用，即：

S*i=Zi α+μi;Si=[HL（2]1，當S*i>00，其他[HL）]。（1）

當適應措施的預期凈收益潛變量S*i>0時，農戶i選擇采取適應措施（Si=1），否則不采取（Si=0）。式（1）中，S*i表示農戶選擇氣候變化適應性行為的不可觀測潛變量;Si表示農戶氣候變化適應性決策;向量Zi代表影響農戶氣候變化適應性決策的外生因素變量，如受過氣象災害受災經歷、參加合作社組織、種植規模、戶主性別、年齡、受教育程度等變量;α為待估計系數向量;μi為隨機誤差項。

第2階段，用生產函數估計適應性措施的影響。由于農業經營主體是否采取適應性措施是內生的，用最小二乘線性（OLS）估計將產生偏誤。所以，本研究利用內生轉換模型分析由可觀測因素和不可觀測因素的異質性帶來的樣本選擇性偏差問題。生產函數和適應性措施選擇必須聯立估計，運用內生轉換回歸模型（endogenous switching regression model）表示2種狀況：

狀態1：y1i=X1i β1+ε1i，當Si=1;（2）

狀態2：y2i=X2i β2+ε2i，當Si=0。（3）

式中：y1i、y2i代表單位面積產出;X1i、X2i代表投入向量，如種子、化肥、勞動、農藥、耕地質量、生長期氣溫、降水、戶主個體特征、家庭特征等變量。這種類型模型由Maddala等提出，可以用極大似然法估計[14]。

為了保證內生轉換模型的可識別性，本研究引入工具變量，將2012—2016年是否有過受災經歷納入農戶氣候變化適應性決策模型。這個工具變量僅僅對農戶的氣候變化適應性決策有影響，對農戶的產出不構成影響。因此，農戶進行氣候變化適應性決策的不可觀測潛變量S*i表示為：

S*i=Zi α+Ii τ+μi。（4）

式中：向量I代表僅影響農戶氣候變化適應決策的工具變量;τ表示待估計系數向量。

為了解決由不可觀測因素帶來的樣本選擇性偏差問題，在適應農戶和未適應農戶產出模型中分別引入逆米爾斯比率λ1i、λ2i及協方差σμ1=cov（μi，ε1i）、σμ2=cov（μi，ε2i），并應用完全信息極大似然法聯立估計內生轉換模型，包括農戶氣候變化適應性決策模型、適應農戶與未適應農戶的農業產出模型。

1.2 農戶氣候變化適應性決策的平均處理效應評估

農戶氣候變化適應性決策的平均處理效應是通過比較真實情景與反事實假設情景下適應農戶與未適應農戶的農業產出的期望值估計得出的。

適應農戶的產出（處理組）為

E[y1i│Si=1]=X1i β1+σ1ρ1f（Zi α）/F（Zi α）。（5）

未適應農戶的產出（對照組）為

E[y2i│Si=0]=X2i β2-σ1 ρ1f（Zi α）/[1-F（Zi α）]。（6）

式中：F是累積正態分布函數，f是正態密度分布函數。

同時考慮2種反事實假設情形，即適應農戶在未作出適應性決策情形下的產出：

E[y2i│Si=1]=X1iβ2+σ2 ρ2f（Zi α）/F（Zi α）。（7）

未適應農戶在作出適應決策情形下的產出：

E[y1i│Si=0]=X2iβ1-σ2 ρ2f（Zi α）/[1-F（Zi α）]。（8）

通過（8）式與（10）式，得到適應農戶產出的處理效應為：

ATTi=E[y1i│Si=1]-E[y2i│Si=1]。（9）

類似地，得到未適應農戶產出的處理效應為：

ATUi=E[y1i│Si=0]-E[y2i│Si=0]。（10）

本研究利用ATTi、ATUi的平均值評估2類農戶變化適應性決策對其農業產出的平均處理效應。

2 數據來源與描述性分析

2.1 數據來源

近年來，以氣候變暖為特征的氣候變化以及頻發的極端氣候事件給水稻生產帶來了不利的影響，威脅到農戶農業生產的發展。在此背景下，研究水稻種植農戶氣候變化適應性決策對水稻產出的影響有著重要意義。樣本農戶數據來源于2018年7—9月對四川、浙江和黑龍江3個省725個水稻種植農戶的實地調查數據。調查內容包括農戶家庭特征、2017年水稻種植投入產出情況和農戶氣候變化適應性決策等。

2.2 描述性統計和平均差異

本研究主要設置了更換作物品種、增加灌溉投入、增加肥料投入、改進排灌設施與條件、密切關注氣象信息、購買農業保險等多項適應性行為。農戶在生產過程中通常會選擇其中一種或幾種措施的組合，這些措施的選擇都被認為是農戶采取氣候變化適應性行為。總的來看，農戶采取氣候變化適應性行為的比例僅有48.1%。

適應農戶與未適應農戶各個特征變量的描述性統計和平均差異見表1。在水稻產出方面，適應農戶的產出水平顯著比未適應農戶的高。說明在一定程度上表明，農戶氣候變化適應性行為能夠幫助農戶在極端氣候事件發生的情況下達到提高產出的目的。但是這種影響是否具有統計學意義，須要進一步驗證。在戶主個體特征方面，適應農戶的男女性別比例顯著比未適應農戶低，說明女性對氣候變化更為敏感，傾向于采取適應性措施。適應農戶的戶主平均年齡顯著比未適應農戶小，這說明，戶主年齡越小，就越利于促進農戶氣候變化適應性決策。家庭特征方面，適應農戶參加合作社的比例顯著比未適應農戶高，說明參與合作社可能促進農戶氣候變化適應性決策。氣候因素方面，與未適應農戶相比，適應農戶遭遇旱災、風災極端氣候事件的比例顯著高于未適應農戶。工具變量方面，2012—2016年適應農戶受過氣象災害的比例高于未適應農戶。表明有過極端氣候災害經歷的農戶，風險防范意識更高，更傾向于采取適應措施來減小氣候變化對水稻產出的影響。

3 實證分析

3.1 農戶氣候變化適應性決策與水稻產出模型聯立估計

3.1.1 估計結果

由表2可知，適應性決策模型與農戶產出模型誤差項的相關系數ρj不顯著，意味著模型沒有樣本選擇性偏差的假設可能不會被拒絕。

3.1.2 估計結果分析。

3.1.2.1 農戶氣候適應性決策模型回歸結果分析

戶主個體特征方面，性別顯著且系數為負（P<0.01），這說明，女性比男性更容易采取適應性措施。說明女性對氣候變化較為敏感，更快感知到氣候變化，理解適應措施的重要性和有效性。戶主當過村干部的回歸系數為正，且在0.01水平上顯著，說明戶主當過村干部更傾向于適應氣候變化。這可能是因為村干部的經歷會讓他們有機會接觸和了解到作物新品種、先進的技術信息等適應措施，促進他們采取適應氣候變化的行為。

家庭特征方面，參加合作社的回歸系數為正，且在0.05水平上顯著，說明參加合作社的水稻種植戶更能夠了解適應措施的重要意義，越利于促進農戶采取適應性行為。生產特征方面，農戶土地為平地的系數為負，且在0.01水平上顯著，說明土地平坦抑制了農戶采取適應措施的積極性。氣候因素方面，2017年遭遇氣象災害的農戶更傾向于采取應對氣候變化的適應性措施，其中，風災對農戶氣候變化適應性決策的影響尤其顯著，可能是因為水稻易受強風天氣影響出現倒伏的現象，不利于之后施肥、噴灑農藥、收獲等生產作業，對產量造成不利的影響。澇災和旱災對氣候變化適應性決策影響不顯著的原因，可能是農戶遭遇澇災和旱災的樣本比例較小。工具變量方面，2012—2016年有過受災經歷的系數為正，且在1%水平上顯著，說明有過受災經歷能夠增強農戶的風險防范意識，促進農戶進行氣候變化適應性決策。

3.1.2.2 水稻產出模型回歸結果分析

機械投入、農藥投入、種植規模均對適應農戶和未適應農戶的水稻產出有顯著影響，具體來看，農藥投入的回歸系數為正。但是機械投入的回歸系數為負，表明機械投入變量對水稻產出顯示負效應，這與展進濤的結論[15]相符。可能的原因是由于機械的作用主要是代替勞動力，規模較大的農戶使用機械較多，較為粗放的生產方式使得機械投入對水稻產出呈現出負效應。種植規模與水稻單產呈負相關，可能的原因是種植規模較大農戶的經營目標是效益最大化。種子投入、化肥投入、土壤肥力以及遭受澇災害僅對適應農戶的水稻產出有顯著影響;是否為轉入地以及遭受旱災僅對未適應農戶的水稻產出有顯著影響。具體來看，種子和化肥要素投入對適應農戶的水稻產出有顯著正向影響。土壤肥力對適應農戶水稻產出的影響方向為正，且在0.01水平上顯著。澇災對于適應農戶的水稻產出有顯著的負向影響。是否為轉入地對未適應農戶顯著且系數為正（P<0.10）。旱災對于未適應農戶的水稻產出有顯著的負向影響。

3.2 處理效應分析

農戶氣候變化適應性決策對水稻產出的處理效應結果見表3。農戶實際適應的水稻產出為8 342.445 kg/hm2，農戶實際未適應的水稻產出為7 919.126 kg/hm2。表3中后2列表示農戶氣候變化適應性決策對水稻產出的平均處理效應，并且適應農戶與未適應農戶的產出的平均處理效應在 0.01 水平上顯著。在考慮反事實假設情況下，當適應農戶未采取適應行為時，水稻產出為7 431.859 kg/hm2，水稻產出將下降910.586 kg/hm2（降幅為10.92%）。當未適應農戶采取適應

行為時，水稻產出為8 117.231 kg/hm2，水稻產出將增加198.105 kg/hm2（增幅為2.50%）。這說明，農戶氣候變化適應性決策能夠增加農業產出。

4 結論及啟示

本研究利用四川、浙江和黑龍江3個省實地調查數據，采用內生轉換模型，進行水稻種植農戶對氣候變化適應措施選擇的影響因素及效應實證分析。研究表明：（1）種子投入、戶主當過村干部、參加過合作社、災害經歷對農戶氣候變化適應性決策有正向影響。（2）農戶采用調整作物品種、增加灌溉投入、購買農業保險、密切關注氣象信息、增加肥料投入、排澇、改進排灌設施與條件等措施適應氣候變化。并且這些適應性行為能夠增加農戶水稻產出。基于反事實假設，采取氣候變化適應性行為的農戶若未采取相應的適應性行為，其水稻單位面積產出將下降;未采取氣候變化適應性行為的農戶若采取相應的適應性行為，其水稻單位面積產出將增加。（3）盡管現有的適應性行為能夠減小氣候變化給農業帶來的風險，但是農戶采取氣候變化適應性行為的比例較低。

基于上述結論，本研究提出政策建議如下：（1）政府要重視加強相關公共服務功能，通過更多的渠道傳播氣候變化與適應措施信息。加強對農戶有關氣候變化和適應性措施的教育，提高農戶防范風險的意識和氣候變化的認知能力，建立健全農業適應氣候變化的協調機制、激勵機制等。（2）政府應根據氣候變化條件下農業災害發生的新特征，完善氣象信息監控網絡，加強極端氣候事件及其影響的監測和預警。（3）從農戶層面看，農戶可以通過多種適應性措施來減緩氣候變化的不利影響。但是不同的資源環境條件下，不同措施的作用不一定都有效，因此政府應對農戶進行技術引導，從而規避氣候變化給農業帶來的風險。（4）政府應重視合作社對農戶的引導作用。政府應當加快完善合作社生產信息與技術共享的職能，引導農戶氣候變化適應性決策，給予農戶有關氣候變化相關的技術支持與服務。

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