西北地區農戶化肥施用行為選擇對碳減排量的影響研究

郭威威 (隴東學院經濟管理學院，甘肅慶陽 745000)

糧食安全是我國最大的民生，也是我國最大的政治，新中國成立以來黨和政府都非常重視糧食生產，千方百計調動農民種糧積極性，保障糧食供給。目前，農民普遍采用追加農用化肥增加糧食產量，根據作物種類施用不同類型的化肥。然而，化肥的施用也帶來了農村環境污染。謝賢鑫等研究發現，農用化肥施用會增加碳排放量，對生活環境造成污染。雷俊華等基于中國1997—2018年31個省(市、自治區)化肥面源污染排放強度數據，分組模擬和預測化肥面源污染排放強度與人均農業產值間的環境庫茲涅茨曲線。郭清卉等調研了1 023戶農戶對化肥減量化措施采納行為的認知數據，得出社會規范對農戶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與農業碳排放量具有顯著的正向關系。因為當前對西北糧食產量與碳排放關系的研究相對空白，筆者選取西北地區相關數據，進一步驗證兩者的關系。

1 西北農業碳排放現狀分析

改革開放以來，隨著化肥施用的普及，西北地區糧食產量呈現逐年增長趨勢，但與此同時也帶來了一系列農業面源污染問題。21世紀以來，各地區積極響應環境保護與節能減排的政策號召，開始嚴格控制農業碳排放量。據統計，2016—2019年農業碳排放量得到了有效控制，并出現下滑趨勢，統計結果見表1。

表1中統計結果顯示，西北農業對碳排放量進行了控制，在碳排放量下降的同時，農業生產總值隨之出現了大幅度下滑。目前，碳排放量控制仍然存在一定空間，但是如何改變農業生產模式，使得碳排放量減少的同時，保證農業產量，是當前重點要解決的問題。

表1 2016—2019年西北農業碳排放量和生產總值統計 Table 1 Statistics of northwest agricultural carbon emissions and GDP from 2016 to 2019 %

農用化肥的施用，對農業碳排放量造成了一定影響。所以，分析當前西北農用化肥碳排放量現狀，對碳排量控制幫助較大。表2為2016—2019年西北各農用化肥碳排放量情況統計。

表2統計結果顯示，西北地區各農用化肥碳排放量存在持續增長的變化趨勢。截至2019年，化肥碳排放量已經達到了131.18 t。由此看來，我國化肥銷售量較大，施用后碳排放量較大，環境污染嚴重。與其他肥料相比，復合肥含有豐富的農作物生長所需營養，其含量滿足農作物生長需求，不僅成本較低，而且滿足環境保護要求。但是從西北農業發展狀況來看，應用復合肥料較少，氮肥偏多。

表2 2016—2019年西北各農用化肥碳排放量情況統計Table 2 Statistics of carbon emissions from agricultural fertilizers in Northwest China from 2016 to 2019 %

西北土壤基礎地力相對貧瘠，農用化肥施用量相對較大，農業碳排放量普遍較高。所以在西北制定科學合理的農業化肥施用方案，是十分有必要且有戰略意義的。因此，需要根據各類農用化肥的碳排放量，結合各類農用化肥碳排放系數，進一步探究不同農作物農用化肥的科學搭配，并具體分析化肥施用與碳排放之間的關系，依據分析結果，為西北農戶化肥施用優化路徑研究提供參考依據。

2 西北農戶施肥行為與碳減排關系

該研究根據西北地區農戶化肥施用行為選擇調研數據，結合化肥折純量參考指標，統計碳排放量數據。研究中，按照100 kg標準，對氮肥、磷肥、鉀肥、復合肥4種肥料中含有的鉀肥、磷肥、氮肥進行拆分，計算碳排放量。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；復合肥折純量60 kg。

為驗證農戶化肥施用行為選擇影響化肥施用量，進而影響碳排放量，該研究設定了如下假設命題。

H：農戶年齡與化肥碳減排實施成功可能性存在正比例關系，即農戶年齡越大，則其可以成功實施化肥碳減排種植的可能性越大。

H：農戶受教育水平與化肥碳減排實施成功可能性存在正比例關系，即農戶受教育水平越高，則其可以成功實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施成功可能性存在正比例關系，即當前種植農作物土壤肥力越高，則其可以成功實施化肥碳減排種植的可能性越大。

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

H：農業低碳技術的支持程度與化肥碳減排實施成功可能性存在正比例關系，即農戶能夠接受新型施肥技術，大力支持農業低碳技術的應用，則其可以成功實施化肥碳減排種植的可能性越大。

H：化肥施用技術指導接受情況與化肥碳減排實施成功可能性存在正比例關系，即農戶接受化肥施用技術指導越多，則其可以成功實施化肥碳減排種植的可能性越大。

為了進一步探究哪些因素會減少化肥碳排放量，從而為農戶化肥施用優化路徑研究提供參考依據，該研究以問卷方式，調研了1 500余戶農戶家庭，了解了是否施用有機肥、對待風險的態度、是否受過施肥技術培訓、土壤肥力、受教育程度、戶主年齡、單位面積化肥碳排量等問題，并根據分析需要，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。各變量詳細解釋如下。

被解釋變量。單位面積化肥碳排量，變量符號“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法計算此變量數值，計算公式如下：

fert=(·+·+·)

(1)

式中，fert代表施用化肥后產生的實際碳排放量，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；代表單位面積施用的磷肥量，代表磷肥碳排放系數；代表單位面積施用的鉀肥量，代表鉀肥碳排放系數；代表施肥面積，單位為hm。

解釋變量。

(1)是否施用有機肥。此解釋變量符號為“org”，指的是農戶有無施用有機肥料。如果農戶使用了有機肥料，則記為“1”，反之，記為“0”。

(2)風險態度。此解釋變量符號為“risk”，指的是農戶對新施肥技術的風險態度。該研究將其分為偏好、中立、規避3個風險等級，分別用數字3、2、1表示。

(3)是否受過施肥技術培訓。此解釋變量符號為“exte”，指的是農戶是否受過施肥技術培訓。如果農戶接受過技術培訓，則記為“1”，反之，記為“0”。

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

(5)受教育程度。此解釋變量符號為“edu”，是對農戶受教育程度的量化判斷。該研究將農戶接受教育劃分為5個等級，分別為研究生及以上、大學、高中、初中、小學以及小學以下，代表數字依次為5、4、3、2、1。

(6)戶主年齡。此解釋變量符號為“age”。

為了深入探究各個變量對農業碳排放量的影響程度，該研究假設構建農業碳排放量與各解釋變量之間的線性因果關系如下：

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

(2)

式中，代表隨機干擾變量；(=1,2,…,6)代表各個解釋變量的系數。當系數數值為負時，認為這些解釋變量對碳排放量為負向影響，該解釋變量對碳減排有積極影響；當系數數值為正時，認為這些解釋變量對碳排放量為正向影響，該解釋變量對碳減排有消極影響。

根據該研究提出的假設命題，將各項解釋變量數值代入模型中展開深入探究。西北農戶化肥碳排放量描述性統計結果見表3。

表3 西北農戶化肥碳排放量驅動因素描述性統計結果Table 3 Descriptive statistics of the driving factors of fertilizer carbon emissions from farmers in Northwest China

由表3可知，西北農戶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的原因，挖掘影響因素，對其他解釋變量數據進行分析。以均值作為重點分析數據，其中，土壤肥力均值為2.83，介于“比較貧瘠”與“一般”之間；農民教育均值為2.40，介于“初中”與“高中”之間；有機肥施用均值為0.45，使用人數未能達到50%；農民對于新型科學施肥技術風險接受均值1.19，可見規避人數較多；施肥技術培訓接受情況均值為0.49，可見農戶接受施肥技術培訓情況不容樂觀，導致碳排難以得到有效控制。

另外，該研究構建的關系模型中值和值分別為0.410、0.455，后者數值接近0.5，經過調整后，計算值為0.114，而其估計誤差數值大小為9.67，值變化量為0.155。由此看來，該研究構建的關系模型解釋變量變異可能性大約為50%，該模型具有研究價值。另外，經過計算，得到此模型的值為3815，值為0.001，該數值小于0.01。由此看來，該研究構建的模型各個解釋變量的設置具有較強說服力。所以，可以利用該模型對具體影響因素進行回歸分析，結果見表4。

表4 西北農戶化肥碳排驅動因素回歸統計結果Table 4 Regression statistics of the driving factors of chemical fertilizer carbon emissions from farmers in Northwest China

共線性可以很好地解釋各個解釋變量與其他變量之間的關系，如果容許度和方差膨脹因子VIF均接近1，則認為此解釋變量共線性薄弱，無法利用其他解釋變量加以解釋說明。因此，假設命題H不成立。依據表4中值和值計算結果來看，其他假設命題成立，即解釋變量朝著好的方向發展，則其可以成功實施化肥碳減排種植的可能性越大。依據此計算分析結論，提出針對西北農戶化肥施用優化路徑。

3 西北農戶化肥施用優化路徑

分析結果表明，農戶對化肥施用新技術的風險態度對碳減排影響較大，且施肥技術對碳減排具有正相關影響。這就需要政府積極開展低碳農業發展理念的宣傳引導工作，鼓勵農戶勇于應用新的施肥技術，采用新型施肥技術，控制碳排放量。讓農戶認識到低碳農業施肥技術的重要性及作用，將新型施肥技術在西北農業發展廣泛推廣，為碳減排奠定基礎。要及時組織農戶開展施肥技術學習，充分考慮到農戶文化程度，在盡可能幫助農戶提高文化水平的同時，增加施肥技術培訓頻率。應根據農戶學歷層次開設多個梯次的培訓班，分別為其安排不同難度的培訓內容，并及時調整培訓方案，使農戶更加容易理解測土配方施肥技術。

由于土壤肥力對碳減排的實現有促進作用，所以注重土壤原有肥力，在此基礎上進行科學施肥顯得尤為重要。另外，有機肥料的應用也對碳減排的實現幫助較大。因此，在接下來的農作物施肥工作開展中，應該指導農戶檢測土壤中原肥料含量，根據土壤實際情況制定施肥方案。在肥料的選取中，以有機肥料為主，從而減少碳排量。

除了上述優化路徑以外，同樣需要控制氮元素的攝入，其原因是復合肥的碳排量較少，該類肥料含氮量比較少。目前，一些農戶以尿素作為主要追肥材料，這種行為是不科學的，會導致氮元素攝入過多，增加碳排量。相比之下，農家肥氮含量較少，既可以實現廢物利用，又可以減少碳排放，建議選用此施肥方法，搭配復合肥一同使用。