西北地區(qū)農(nóng)戶(hù)化肥施用行為選擇對(duì)碳減排量的影響研究

郭威威 (隴東學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，甘肅慶陽(yáng) 745000)

糧食安全是我國(guó)最大的民生，也是我國(guó)最大的政治，新中國(guó)成立以來(lái)黨和政府都非常重視糧食生產(chǎn)，千方百計(jì)調(diào)動(dòng)農(nóng)民種糧積極性，保障糧食供給。目前，農(nóng)民普遍采用追加農(nóng)用化肥增加糧食產(chǎn)量，根據(jù)作物種類(lèi)施用不同類(lèi)型的化肥。然而，化肥的施用也帶來(lái)了農(nóng)村環(huán)境污染。謝賢鑫等研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)用化肥施用會(huì)增加碳排放量，對(duì)生活環(huán)境造成污染。雷俊華等基于中國(guó)1997—2018年31個(gè)省(市、自治區(qū))化肥面源污染排放強(qiáng)度數(shù)據(jù)，分組模擬和預(yù)測(cè)化肥面源污染排放強(qiáng)度與人均農(nóng)業(yè)產(chǎn)值間的環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線(xiàn)。郭清卉等調(diào)研了1 023戶(hù)農(nóng)戶(hù)對(duì)化肥減量化措施采納行為的認(rèn)知數(shù)據(jù)，得出社會(huì)規(guī)范對(duì)農(nóng)戶(hù)化肥減量化有正向影響。大量研究表明，化肥施用助推的糧食增產(chǎn)與農(nóng)業(yè)碳排放量具有顯著的正向關(guān)系。因?yàn)楫?dāng)前對(duì)西北糧食產(chǎn)量與碳排放關(guān)系的研究相對(duì)空白，筆者選取西北地區(qū)相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步驗(yàn)證兩者的關(guān)系。

1 西北農(nóng)業(yè)碳排放現(xiàn)狀分析

改革開(kāi)放以來(lái)，隨著化肥施用的普及，西北地區(qū)糧食產(chǎn)量呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，但與此同時(shí)也帶來(lái)了一系列農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題。21世紀(jì)以來(lái)，各地區(qū)積極響應(yīng)環(huán)境保護(hù)與節(jié)能減排的政策號(hào)召，開(kāi)始嚴(yán)格控制農(nóng)業(yè)碳排放量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016—2019年農(nóng)業(yè)碳排放量得到了有效控制，并出現(xiàn)下滑趨勢(shì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1中統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，西北農(nóng)業(yè)對(duì)碳排放量進(jìn)行了控制，在碳排放量下降的同時(shí)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值隨之出現(xiàn)了大幅度下滑。目前，碳排放量控制仍然存在一定空間，但是如何改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，使得碳排放量減少的同時(shí)，保證農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，是當(dāng)前重點(diǎn)要解決的問(wèn)題。

表1 2016—2019年西北農(nóng)業(yè)碳排放量和生產(chǎn)總值統(tǒng)計(jì) Table 1 Statistics of northwest agricultural carbon emissions and GDP from 2016 to 2019 %

農(nóng)用化肥的施用，對(duì)農(nóng)業(yè)碳排放量造成了一定影響。所以，分析當(dāng)前西北農(nóng)用化肥碳排放量現(xiàn)狀，對(duì)碳排量控制幫助較大。表2為2016—2019年西北各農(nóng)用化肥碳排放量情況統(tǒng)計(jì)。

表2統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，西北地區(qū)各農(nóng)用化肥碳排放量存在持續(xù)增長(zhǎng)的變化趨勢(shì)。截至2019年，化肥碳排放量已經(jīng)達(dá)到了131.18 t。由此看來(lái)，我國(guó)化肥銷(xiāo)售量較大，施用后碳排放量較大，環(huán)境污染嚴(yán)重。與其他肥料相比，復(fù)合肥含有豐富的農(nóng)作物生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)，其含量滿(mǎn)足農(nóng)作物生長(zhǎng)需求，不僅成本較低，而且滿(mǎn)足環(huán)境保護(hù)要求。但是從西北農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，應(yīng)用復(fù)合肥料較少，氮肥偏多。

表2 2016—2019年西北各農(nóng)用化肥碳排放量情況統(tǒng)計(jì)Table 2 Statistics of carbon emissions from agricultural fertilizers in Northwest China from 2016 to 2019 %

西北土壤基礎(chǔ)地力相對(duì)貧瘠，農(nóng)用化肥施用量相對(duì)較大，農(nóng)業(yè)碳排放量普遍較高。所以在西北制定科學(xué)合理的農(nóng)業(yè)化肥施用方案，是十分有必要且有戰(zhàn)略意義的。因此，需要根據(jù)各類(lèi)農(nóng)用化肥的碳排放量，結(jié)合各類(lèi)農(nóng)用化肥碳排放系數(shù)，進(jìn)一步探究不同農(nóng)作物農(nóng)用化肥的科學(xué)搭配，并具體分析化肥施用與碳排放之間的關(guān)系，依據(jù)分析結(jié)果，為西北農(nóng)戶(hù)化肥施用優(yōu)化路徑研究提供參考依據(jù)。

2 西北農(nóng)戶(hù)施肥行為與碳減排關(guān)系

該研究根據(jù)西北地區(qū)農(nóng)戶(hù)化肥施用行為選擇調(diào)研數(shù)據(jù)，結(jié)合化肥折純量參考指標(biāo)，統(tǒng)計(jì)碳排放量數(shù)據(jù)。研究中，按照100 kg標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)氮肥、磷肥、鉀肥、復(fù)合肥4種肥料中含有的鉀肥、磷肥、氮肥進(jìn)行拆分，計(jì)算碳排放量。其中，氮肥主要參考硫酸銨、碳酸氫銨、尿素等常用化肥，折純量31 kg；磷肥主要參考過(guò)磷酸鈣、鈣鎂磷肥等常用化肥，折純量17 kg；鉀肥主要參考氯化鉀、硫酸鉀等常用肥料，折純量52 kg；復(fù)合肥折純量60 kg。

為驗(yàn)證農(nóng)戶(hù)化肥施用行為選擇影響化肥施用量，進(jìn)而影響碳排放量，該研究設(shè)定了如下假設(shè)命題。

H：農(nóng)戶(hù)年齡與化肥碳減排實(shí)施成功可能性存在正比例關(guān)系，即農(nóng)戶(hù)年齡越大，則其可以成功實(shí)施化肥碳減排種植的可能性越大。

H：農(nóng)戶(hù)受教育水平與化肥碳減排實(shí)施成功可能性存在正比例關(guān)系，即農(nóng)戶(hù)受教育水平越高，則其可以成功實(shí)施化肥碳減排種植的可能性越大。

H：土壤自身肥力與化肥碳減排實(shí)施成功可能性存在正比例關(guān)系，即當(dāng)前種植農(nóng)作物土壤肥力越高，則其可以成功實(shí)施化肥碳減排種植的可能性越大。

H：有機(jī)肥實(shí)施頻率與化肥碳減排實(shí)施成功可能性存在正比例關(guān)系，即施用有機(jī)肥頻率越高，則其可以成功實(shí)施化肥碳減排種植的可能性越大。

H：農(nóng)業(yè)低碳技術(shù)的支持程度與化肥碳減排實(shí)施成功可能性存在正比例關(guān)系，即農(nóng)戶(hù)能夠接受新型施肥技術(shù)，大力支持農(nóng)業(yè)低碳技術(shù)的應(yīng)用，則其可以成功實(shí)施化肥碳減排種植的可能性越大。

H：化肥施用技術(shù)指導(dǎo)接受情況與化肥碳減排實(shí)施成功可能性存在正比例關(guān)系，即農(nóng)戶(hù)接受化肥施用技術(shù)指導(dǎo)越多，則其可以成功實(shí)施化肥碳減排種植的可能性越大。

為了進(jìn)一步探究哪些因素會(huì)減少化肥碳排放量，從而為農(nóng)戶(hù)化肥施用優(yōu)化路徑研究提供參考依據(jù)，該研究以問(wèn)卷方式，調(diào)研了1 500余戶(hù)農(nóng)戶(hù)家庭，了解了是否施用有機(jī)肥、對(duì)待風(fēng)險(xiǎn)的態(tài)度、是否受過(guò)施肥技術(shù)培訓(xùn)、土壤肥力、受教育程度、戶(hù)主年齡、單位面積化肥碳排量等問(wèn)題，并根據(jù)分析需要，將單位面積化肥碳排量作為被解釋變量，將其余變量作為解釋變量。各變量詳細(xì)解釋如下。

被解釋變量。單位面積化肥碳排量，變量符號(hào)“fert”，代表單位面積施用化肥后排放的碳量。該研究采用排放系數(shù)法計(jì)算此變量數(shù)值，計(jì)算公式如下：

fert=(·+·+·)

(1)

式中，fert代表施用化肥后產(chǎn)生的實(shí)際碳排放量，單位為kg/hm；代表單位面積施用的氮肥量，代表氮肥碳排放系數(shù)；代表單位面積施用的磷肥量，代表磷肥碳排放系數(shù)；代表單位面積施用的鉀肥量，代表鉀肥碳排放系數(shù)；代表施肥面積，單位為hm。

解釋變量。

(1)是否施用有機(jī)肥。此解釋變量符號(hào)為“org”，指的是農(nóng)戶(hù)有無(wú)施用有機(jī)肥料。如果農(nóng)戶(hù)使用了有機(jī)肥料，則記為“1”，反之，記為“0”。

(2)風(fēng)險(xiǎn)態(tài)度。此解釋變量符號(hào)為“risk”，指的是農(nóng)戶(hù)對(duì)新施肥技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)態(tài)度。該研究將其分為偏好、中立、規(guī)避3個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，分別用數(shù)字3、2、1表示。

(3)是否受過(guò)施肥技術(shù)培訓(xùn)。此解釋變量符號(hào)為“exte”，指的是農(nóng)戶(hù)是否受過(guò)施肥技術(shù)培訓(xùn)。如果農(nóng)戶(hù)接受過(guò)技術(shù)培訓(xùn)，則記為“1”，反之，記為“0”。

(4)土壤肥力。此解釋變量符號(hào)為“soil”，是對(duì)土地肥沃程度的定性判斷。該研究將土壤肥力劃分為5個(gè)等級(jí)，分別為肥沃、比較肥沃、一般、比較貧瘠、十分貧瘠，代表數(shù)字依次為5、4、3、2、1。

(5)受教育程度。此解釋變量符號(hào)為“edu”，是對(duì)農(nóng)戶(hù)受教育程度的量化判斷。該研究將農(nóng)戶(hù)接受教育劃分為5個(gè)等級(jí)，分別為研究生及以上、大學(xué)、高中、初中、小學(xué)以及小學(xué)以下，代表數(shù)字依次為5、4、3、2、1。

(6)戶(hù)主年齡。此解釋變量符號(hào)為“age”。

為了深入探究各個(gè)變量對(duì)農(nóng)業(yè)碳排放量的影響程度，該研究假設(shè)構(gòu)建農(nóng)業(yè)碳排放量與各解釋變量之間的線(xiàn)性因果關(guān)系如下：

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

(2)

式中，代表隨機(jī)干擾變量；(=1,2,…,6)代表各個(gè)解釋變量的系數(shù)。當(dāng)系數(shù)數(shù)值為負(fù)時(shí)，認(rèn)為這些解釋變量對(duì)碳排放量為負(fù)向影響，該解釋變量對(duì)碳減排有積極影響；當(dāng)系數(shù)數(shù)值為正時(shí)，認(rèn)為這些解釋變量對(duì)碳排放量為正向影響，該解釋變量對(duì)碳減排有消極影響。

根據(jù)該研究提出的假設(shè)命題，將各項(xiàng)解釋變量數(shù)值代入模型中展開(kāi)深入探究。西北農(nóng)戶(hù)化肥碳排放量描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 西北農(nóng)戶(hù)化肥碳排放量驅(qū)動(dòng)因素描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 3 Descriptive statistics of the driving factors of fertilizer carbon emissions from farmers in Northwest China

由表3可知，西北農(nóng)戶(hù)化肥碳排放量差值較為顯著，每公頃碳排量均值為3.61 kg/hm。為了明確此情況出現(xiàn)的原因，挖掘影響因素，對(duì)其他解釋變量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。以均值作為重點(diǎn)分析數(shù)據(jù)，其中，土壤肥力均值為2.83，介于“比較貧瘠”與“一般”之間；農(nóng)民教育均值為2.40，介于“初中”與“高中”之間；有機(jī)肥施用均值為0.45，使用人數(shù)未能達(dá)到50%；農(nóng)民對(duì)于新型科學(xué)施肥技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)接受均值1.19，可見(jiàn)規(guī)避人數(shù)較多；施肥技術(shù)培訓(xùn)接受情況均值為0.49，可見(jiàn)農(nóng)戶(hù)接受施肥技術(shù)培訓(xùn)情況不容樂(lè)觀，導(dǎo)致碳排難以得到有效控制。

另外，該研究構(gòu)建的關(guān)系模型中值和值分別為0.410、0.455，后者數(shù)值接近0.5，經(jīng)過(guò)調(diào)整后，計(jì)算值為0.114，而其估計(jì)誤差數(shù)值大小為9.67，值變化量為0.155。由此看來(lái)，該研究構(gòu)建的關(guān)系模型解釋變量變異可能性大約為50%，該模型具有研究?jī)r(jià)值。另外，經(jīng)過(guò)計(jì)算，得到此模型的值為3815，值為0.001，該數(shù)值小于0.01。由此看來(lái)，該研究構(gòu)建的模型各個(gè)解釋變量的設(shè)置具有較強(qiáng)說(shuō)服力。所以，可以利用該模型對(duì)具體影響因素進(jìn)行回歸分析，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 西北農(nóng)戶(hù)化肥碳排驅(qū)動(dòng)因素回歸統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 4 Regression statistics of the driving factors of chemical fertilizer carbon emissions from farmers in Northwest China

共線(xiàn)性可以很好地解釋各個(gè)解釋變量與其他變量之間的關(guān)系，如果容許度和方差膨脹因子VIF均接近1，則認(rèn)為此解釋變量共線(xiàn)性薄弱，無(wú)法利用其他解釋變量加以解釋說(shuō)明。因此，假設(shè)命題H不成立。依據(jù)表4中值和值計(jì)算結(jié)果來(lái)看，其他假設(shè)命題成立，即解釋變量朝著好的方向發(fā)展，則其可以成功實(shí)施化肥碳減排種植的可能性越大。依據(jù)此計(jì)算分析結(jié)論，提出針對(duì)西北農(nóng)戶(hù)化肥施用優(yōu)化路徑。

3 西北農(nóng)戶(hù)化肥施用優(yōu)化路徑

分析結(jié)果表明，農(nóng)戶(hù)對(duì)化肥施用新技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)態(tài)度對(duì)碳減排影響較大，且施肥技術(shù)對(duì)碳減排具有正相關(guān)影響。這就需要政府積極開(kāi)展低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展理念的宣傳引導(dǎo)工作，鼓勵(lì)農(nóng)戶(hù)勇于應(yīng)用新的施肥技術(shù)，采用新型施肥技術(shù)，控制碳排放量。讓農(nóng)戶(hù)認(rèn)識(shí)到低碳農(nóng)業(yè)施肥技術(shù)的重要性及作用，將新型施肥技術(shù)在西北農(nóng)業(yè)發(fā)展廣泛推廣，為碳減排奠定基礎(chǔ)。要及時(shí)組織農(nóng)戶(hù)開(kāi)展施肥技術(shù)學(xué)習(xí)，充分考慮到農(nóng)戶(hù)文化程度，在盡可能幫助農(nóng)戶(hù)提高文化水平的同時(shí)，增加施肥技術(shù)培訓(xùn)頻率。應(yīng)根據(jù)農(nóng)戶(hù)學(xué)歷層次開(kāi)設(shè)多個(gè)梯次的培訓(xùn)班，分別為其安排不同難度的培訓(xùn)內(nèi)容，并及時(shí)調(diào)整培訓(xùn)方案，使農(nóng)戶(hù)更加容易理解測(cè)土配方施肥技術(shù)。

由于土壤肥力對(duì)碳減排的實(shí)現(xiàn)有促進(jìn)作用，所以注重土壤原有肥力，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)施肥顯得尤為重要。另外，有機(jī)肥料的應(yīng)用也對(duì)碳減排的實(shí)現(xiàn)幫助較大。因此，在接下來(lái)的農(nóng)作物施肥工作開(kāi)展中，應(yīng)該指導(dǎo)農(nóng)戶(hù)檢測(cè)土壤中原肥料含量，根據(jù)土壤實(shí)際情況制定施肥方案。在肥料的選取中，以有機(jī)肥料為主，從而減少碳排量。

除了上述優(yōu)化路徑以外，同樣需要控制氮元素的攝入，其原因是復(fù)合肥的碳排量較少，該類(lèi)肥料含氮量比較少。目前，一些農(nóng)戶(hù)以尿素作為主要追肥材料，這種行為是不科學(xué)的，會(huì)導(dǎo)致氮元素?cái)z入過(guò)多，增加碳排量。相比之下，農(nóng)家肥氮含量較少，既可以實(shí)現(xiàn)廢物利用，又可以減少碳排放，建議選用此施肥方法，搭配復(fù)合肥一同使用。