呂軍,馮歡,李生太,蔡俊玲,何文清
(1.石河子農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,新疆 石河子832003;2.石河子大學(xué),新疆 石河子832003;3.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所,北京100081)
地膜自20世紀(jì)70年代末引入中國(guó)后,由于具有保溫保墑、提高作物產(chǎn)量等優(yōu)勢(shì)[1-2],在中國(guó)應(yīng)用呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì),截至2018年全國(guó)地膜使用量及地膜覆蓋面積分別為140.40萬(wàn)t和1 776.47萬(wàn)hm2[3]。但地膜覆蓋在改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,為農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來(lái)革命性變化的同時(shí),產(chǎn)生的地膜殘留對(duì)土壤水分、耕地質(zhì)量、土壤生態(tài)環(huán)境、農(nóng)田機(jī)械化作業(yè)和作物產(chǎn)量的負(fù)面影響及其與農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展之間的矛盾也日益突出[4-6]。地膜殘留污染治理的問(wèn)題迫在眉睫。2015年原農(nóng)業(yè)部印發(fā)的《全國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃(2015-2030年)》將農(nóng)膜殘留等列為今后重點(diǎn)治理的農(nóng)業(yè)面源污染來(lái)源之一。
關(guān)于地膜污染的治理措施已有很多研究[7-11],但現(xiàn)階段地膜回收仍是控制地膜污染的首選技術(shù)措施。2017年原農(nóng)業(yè)部印發(fā)的《農(nóng)膜回收行動(dòng)方案》[12]提出:到2020年,全國(guó)農(nóng)膜回收網(wǎng)絡(luò)不斷完善,資源化利用水平不斷提升,農(nóng)膜回收利用率達(dá)到80%以上,“白色污染”得到有效防控。農(nóng)戶(hù)是從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的基本單元,也是地膜回收的主體和具體執(zhí)行者;所以,以農(nóng)戶(hù)為切入點(diǎn),研究農(nóng)戶(hù)回收地膜行為的影響因素對(duì)“白色污染”防治政策措施制定和技術(shù)途徑的選擇具有重要意義[13]。目前,已有相關(guān)研究都是基于實(shí)際生產(chǎn)中各因素對(duì)農(nóng)戶(hù)回收行為的影響[14-16],忽略了基于農(nóng)戶(hù)需求層面研究影響農(nóng)戶(hù)回收地膜的主導(dǎo)因素。所以,為了解決農(nóng)戶(hù)需求和較為關(guān)心的問(wèn)題,較大程度調(diào)動(dòng)其作為回收地膜主體的主觀能動(dòng)性,解決農(nóng)田殘膜污染問(wèn)題,不僅要基于實(shí)際生產(chǎn)中各因素對(duì)農(nóng)戶(hù)回收地膜行為的影響程度進(jìn)行分析,而且要結(jié)合農(nóng)戶(hù)認(rèn)知水平對(duì)其回收地膜各因素的影響重要程度進(jìn)行綜合分析。本研究以新疆棉田為研究對(duì)象,基于農(nóng)戶(hù)的微觀視角,通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查方式,獲取研究區(qū)513份有效調(diào)研數(shù)據(jù),運(yùn)用Logistic回歸模型分析在實(shí)際生產(chǎn)中各影響因素影響農(nóng)戶(hù)回收地膜行為的顯著程度,同時(shí)引入優(yōu)先序方法,分析在認(rèn)知水平上影響農(nóng)戶(hù)回收地膜的各因素的重要程度,最后結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中和農(nóng)戶(hù)認(rèn)知水平層面上各因素對(duì)農(nóng)戶(hù)回收地膜行為的影響程度進(jìn)行綜合分析并提出建議。
新疆遠(yuǎn)離海洋,氣候干燥少雨,屬典型的溫帶大陸性干旱氣候,降水量嚴(yán)重不足,全疆多年平均降水量為150 mm左右。新疆是我國(guó)地膜使用量和覆蓋栽培面積最大的省(直轄市、自治區(qū)),2018年新疆地膜使用量及地膜覆蓋面積分別為23.82萬(wàn)t和351.1 9萬(wàn)hm2[3],分別占全國(guó)的16.97%和19.77%,位居全國(guó)第一。地膜覆蓋栽培技術(shù)對(duì)新疆農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有不可替代的重要作用,但隨著地膜使用量的增加及覆蓋面積的擴(kuò)大,土壤中地膜殘留污染嚴(yán)重,新疆長(zhǎng)期覆膜棉田土壤耕層地膜殘留量在42~540 kg·hm-2,平均殘留量在200 kg·hm-2以上[17],是全國(guó)農(nóng)田地膜平均殘留量的4倍多[18]。目前,新疆采用的地膜回收方式對(duì)土壤深耕層殘膜回收效率不高,北疆回收率為50%~60%,南疆僅為30%。總體而言,新疆農(nóng)田仍存在殘膜回收率低、耕地殘膜污染嚴(yán)重等問(wèn)題[19]。
所用數(shù)據(jù)通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查獲得,調(diào)查時(shí)間為2018年3月至2019年3月,調(diào)查對(duì)象為新疆覆膜農(nóng)戶(hù)。調(diào)研區(qū)域包括新疆哈密、奎屯、石河子、塔城、烏蘇、五家渠等地區(qū),覆膜種植的重要作物是棉花,具有典型代表性。在正式開(kāi)展問(wèn)卷調(diào)查前,課題組成員通過(guò)多次研討并借鑒之前相關(guān)項(xiàng)目和調(diào)研內(nèi)容確定問(wèn)卷內(nèi)容,并于2017年3-4月對(duì)哈密地區(qū)農(nóng)戶(hù)進(jìn)行預(yù)調(diào)查,回收問(wèn)卷后根據(jù)預(yù)調(diào)查結(jié)果對(duì)問(wèn)卷內(nèi)容調(diào)整完善后分發(fā)于其他地區(qū)。本次調(diào)查共發(fā)放問(wèn)卷535份,回收問(wèn)卷527份,問(wèn)卷回收率98.5%,剔除無(wú)效問(wèn)卷14份,共得有效問(wèn)卷513份,問(wèn)卷有效率為95.9%。
2.1.1二分類(lèi)Logistic回歸分析。因變量為農(nóng)戶(hù)是否回收地膜,用以反映農(nóng)戶(hù)回收地膜行為的數(shù)據(jù)是以分類(lèi)為主的離散數(shù)據(jù),概率模型(Logistic、Probit和Tobit)是在分析離散選擇問(wèn)題時(shí)較為理想的估計(jì)方法[20]。因?yàn)楸狙芯拷忉屪兞哭r(nóng)戶(hù)回收地膜行為包括無(wú)回收行為或回收不完全行為(不回收或只進(jìn)行地表清理)、完全回收行為(地面全部清理干凈后在翻耕時(shí)再撿拾1遍),離散數(shù)值數(shù)為2類(lèi),研究時(shí)需要采用二元概率模型;因此,采用二分類(lèi)Logistic回歸分析模型來(lái)量化分析農(nóng)戶(hù)回收地膜行為的主要影響因素。
本研究中農(nóng)戶(hù)是否回收地膜行為是二分類(lèi)因變量。當(dāng)農(nóng)戶(hù)完全回收地膜時(shí),y=1;否則,y=0,表示地膜回收不完全。農(nóng)戶(hù)完全回收地膜(y=1)的概率為P,則地膜回收不完全的概率為1-P。假設(shè)影響農(nóng)戶(hù)回收地膜行為的是列舉的16個(gè)主要因素,即自變量(xi)(i=1,2,…,k),則二分類(lèi)Logistic回歸模 型[21]如 下:P=P(y=1)=F(βixi)=EXP(β0+β1x1+β2x2+…+βkxk)/〔1+EXP(β0+β1x1+β2x2+…+βkxk)〕。式中,β0為截距,βi(i=1,2,…,k)為回歸系數(shù)。以θ(P)代替P,構(gòu)建自變量xi的線 性 函 數(shù):θ(P)=ln 〔P/(1-P)〕=β0+β1x1+β2x2+…+βkxk。式中P/(1-P)為事件的發(fā)生比率(Odds ratio)。
2.1.2評(píng)價(jià)指標(biāo)選取。在實(shí)際生產(chǎn)中,諸多因素對(duì)農(nóng)戶(hù)回收地膜的行為有影響,多角度考慮后從農(nóng)戶(hù)自身及生產(chǎn)特征因素、認(rèn)知因素、外在因素3個(gè)方面選取變量并進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì),詳見(jiàn)表1。
2.1.3數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)及分析。采用Microsoft Excel 2016軟件對(duì)問(wèn)卷數(shù)據(jù)進(jìn)行整理統(tǒng)計(jì),運(yùn)用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行二分類(lèi)Logistic回歸及參數(shù)估計(jì)。
2.2.1優(yōu)先序分析。優(yōu)先序應(yīng)用常見(jiàn)于其他學(xué)科,主要是對(duì)多個(gè)選擇單位按重要程度、需求程度或者影響程度等依次進(jìn)行排序[22],并且可以依據(jù)排序結(jié)果提出最優(yōu)解決方案。本研究引入優(yōu)先序是以農(nóng)戶(hù)真實(shí)想法為基礎(chǔ),了解農(nóng)戶(hù)回收地膜行為影響因素的優(yōu)先序,即農(nóng)戶(hù)對(duì)各因素的關(guān)注程度,進(jìn)而結(jié)合農(nóng)戶(hù)關(guān)心的問(wèn)題更好地提出解決方案。本研究采用首選決定法、加權(quán)頻數(shù)法及聚類(lèi)分析法3種優(yōu)先序分析方法結(jié)合分析的方法,以得到相互佐證的、更符合農(nóng)戶(hù)實(shí)際的具有共性的真實(shí)需求的優(yōu)先序結(jié)果[23]。
表1 模型中變量說(shuō)明及描述性統(tǒng)計(jì)分析
農(nóng)戶(hù)根據(jù)其自身實(shí)際情況和真實(shí)想法,在9項(xiàng)回收地膜影響因素中選出影響最為顯著的幾項(xiàng)(任選),并根據(jù)影響程度排序,即:第一位序?yàn)檗r(nóng)戶(hù)認(rèn)為影響第一顯著因素,第二位序?yàn)橛绊懙诙@著因素,以此類(lèi)推,統(tǒng)計(jì)9項(xiàng)影響因素在4個(gè)位次上出現(xiàn)的頻次。在運(yùn)用加權(quán)頻數(shù)法進(jìn)行分析時(shí),每份問(wèn)卷都選取排序在前4位的影響因素,統(tǒng)計(jì)各影響因素在前4個(gè)位序上被選中的次數(shù),排在第一到第四位序的影響因素分別賦予權(quán)重4、3、2和1,將前4個(gè)位序上的各影響因素被選中的次數(shù)分別與對(duì)應(yīng)的權(quán)重相乘后的得分相加,得到不同影響因素的加權(quán)總分;在聚類(lèi)分析中,用前2種方法計(jì)算的得分對(duì)9項(xiàng)農(nóng)戶(hù)回收地膜影響因素進(jìn)行聚類(lèi)分析;最后在綜合考量3種分析結(jié)果的基礎(chǔ)上確定農(nóng)戶(hù)回收地膜影響因素的優(yōu)先序。
2.2.2評(píng)價(jià)指標(biāo)選取。在與二分類(lèi)Logistic回歸分析指標(biāo)保持一致的基礎(chǔ)上,結(jié)合農(nóng)戶(hù)平常思維習(xí)慣,對(duì)優(yōu)先序指標(biāo)進(jìn)行了調(diào)整優(yōu)化。為了調(diào)研農(nóng)戶(hù)回收地膜影響因素的優(yōu)先序,在相關(guān)研究成果基礎(chǔ)上結(jié)合咨詢(xún)專(zhuān)家的意見(jiàn),選取了9項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)建新疆農(nóng)田地膜回收影響因素的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。主要指標(biāo)包括:①人均耕地面積;②耕地屬性(個(gè)人所有或者公有以及細(xì)碎化程度);③地膜厚度及質(zhì)量;④回收效益;⑤是否有回收企業(yè);⑥環(huán)保意識(shí)及認(rèn)知;⑦環(huán)境污染監(jiān)管力度;⑧是否有相關(guān)法律法規(guī);⑨其他。
2.2.3數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)及分析。采用Microsoft Excel 2016軟件對(duì)優(yōu)先序數(shù)據(jù)進(jìn)行整理統(tǒng)計(jì)。運(yùn)用Origin Pro 2017對(duì)各影響因素進(jìn)行聚類(lèi)分析。
二分類(lèi)Logistic回歸模型2個(gè)維度共計(jì)16個(gè)變量的取值情況如表1、表2所示。Cox&Snell R Square、Nagelkerke R Square反映擬合優(yōu)度,兩者取值范圍是0~1,而取值越接近于1,說(shuō)明結(jié)果擬合度越高。本研究Cox&Snell R Square值為0.503,Nagelkerke R Square值為0.638,回歸模型具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
表2 Logistic回歸分析結(jié)果
農(nóng)戶(hù)性別和年齡對(duì)于回收地膜行為沒(méi)有顯著影響,農(nóng)業(yè)勞工投入人數(shù)、耕地細(xì)碎化程度、地膜質(zhì)量、地膜使用年限對(duì)農(nóng)戶(hù)回收地膜行為有顯著影響,家庭農(nóng)用地總面積對(duì)農(nóng)戶(hù)回收地膜行為有極顯著影響。其中耕地細(xì)碎化程度和地膜使用年限回歸系數(shù)為負(fù)值,表明二者對(duì)于農(nóng)戶(hù)回收地膜行為有負(fù)向影響,即農(nóng)戶(hù)耕地越細(xì)碎、地膜使用年限越長(zhǎng),地膜回收越不徹底。農(nóng)業(yè)勞工投入人數(shù)、家庭農(nóng)用地總面積、地膜質(zhì)量的回歸系數(shù)為正值,說(shuō)明它們對(duì)于農(nóng)戶(hù)回收地膜行為有正向影響,即農(nóng)戶(hù)農(nóng)業(yè)勞工投入人數(shù)越多,家庭農(nóng)用地總面積越大,地膜質(zhì)量越好,則其回收地膜越徹底。
農(nóng)戶(hù)認(rèn)知與回收地膜行為有密切的關(guān)系。殘膜危害了解途徑多寡、是否有必要回收及地膜回收后是否可再次有效利用均通過(guò)顯著性檢驗(yàn),并且回歸系數(shù)均為正值,說(shuō)明農(nóng)戶(hù)對(duì)于殘膜危害了解途徑越多,越認(rèn)為地膜有必要回收及回收后可有效利用,則其回收地膜越徹底。
是否有回收企業(yè)、當(dāng)?shù)厥欠駨?qiáng)制回收地膜、對(duì)不符合規(guī)定行為是否有處罰規(guī)定對(duì)農(nóng)戶(hù)回收地膜行為影響不顯著。政府是否有殘膜回收補(bǔ)貼和有無(wú)環(huán)境污染監(jiān)督人員對(duì)農(nóng)戶(hù)回收地膜行為影響顯著,且回歸系數(shù)都為正值,說(shuō)明政府有地膜回收補(bǔ)貼以及有環(huán)境監(jiān)管人員會(huì)促進(jìn)農(nóng)戶(hù)回收地膜。
3.2.1回收地膜行為影響因素優(yōu)先序的統(tǒng)計(jì)分析。如表3所示,9項(xiàng)影響農(nóng)戶(hù)回收地膜因素位置排列不同,各影響因素對(duì)于農(nóng)戶(hù)回收地膜影響程度不同。依據(jù)首選決定法得出實(shí)際生產(chǎn)中影響農(nóng)戶(hù)回收地膜行為因素的第一位序?yàn)榛厥招б妫经h(huán)保意識(shí)及認(rèn)知>地膜厚度及質(zhì)量>耕地屬性>是否有回收企業(yè)>環(huán)境污染監(jiān)管力度>人均耕地面積>是否有相關(guān)法律法規(guī)>其他;由加權(quán)頻數(shù)法總分得出優(yōu)先序?yàn)榛厥招б妫经h(huán)保意識(shí)及認(rèn)知>環(huán)境污染監(jiān)管力度>耕地屬性>地膜厚度及質(zhì)量>是否有回收企業(yè)>人均耕地面積>是否有相關(guān)法律法規(guī)>其他。2種方法結(jié)果均顯示回收效益對(duì)農(nóng)戶(hù)回收地膜行為影響位于第一,其次為環(huán)保意識(shí)及認(rèn)知,而2種方法的其他影響因素排位略有不同。
3.2.2影響因素優(yōu)先序聚類(lèi)分析。為更好地分析農(nóng)戶(hù)意識(shí)中各影響因素對(duì)農(nóng)戶(hù)回收地膜行為的影響程度,本研究利用聚類(lèi)分析對(duì)這9項(xiàng)影響因素進(jìn)行分類(lèi),結(jié)果見(jiàn)圖1。
表3 影響農(nóng)戶(hù)回收地膜行為因素的首選決定法和加權(quán)頻數(shù)法統(tǒng)計(jì)結(jié)果
圖1 影響農(nóng)戶(hù)回收地膜因素聚類(lèi)樹(shù)
根據(jù)圖1聚類(lèi)分析結(jié)果,農(nóng)戶(hù)回收地膜行為的影響因素可明顯聚為4個(gè)層次,第一層次、第二層次、第三層次、第四層次對(duì)農(nóng)戶(hù)回收地膜行為的影響程度依次遞減。其中:第一層次是回收效益,在聚類(lèi)分析中獨(dú)占一類(lèi);第二層次是環(huán)境污染監(jiān)督力度、環(huán)保意識(shí)及認(rèn)知;第三層次為耕地屬性(耕地細(xì)碎化程度及是否私有)、地膜厚度及質(zhì)量和是否有回收企業(yè);第四層次為人均耕地面積、是否有相關(guān)法律法規(guī)和其他。說(shuō)明在農(nóng)戶(hù)認(rèn)知水平中回收效益對(duì)農(nóng)戶(hù)回收地膜影響最大,是農(nóng)戶(hù)最為關(guān)注的因素,其次是環(huán)境污染監(jiān)督力度、環(huán)保意識(shí)及認(rèn)知,其他因素對(duì)農(nóng)戶(hù)回收地膜行為的影響相對(duì)較小。
鑒于農(nóng)戶(hù)在地膜回收中的主體地位,研究影響農(nóng)戶(hù)回收地膜行為的因素及影響程度極為重要。目前,國(guó)內(nèi)關(guān)于農(nóng)戶(hù)回收地膜行為影響因素的研究較多,但對(duì)于這些因素的優(yōu)先序未見(jiàn)研究,即尚未在農(nóng)戶(hù)主觀層面上將這些因素對(duì)其回收地膜行為的影響程度進(jìn)行“量化”。本研究通過(guò)Logistic回歸分析得出,回收效益在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)農(nóng)戶(hù)回收地膜行為具有極顯著的正向作用,這與眾多研究結(jié)果[14,16]一致。同時(shí),本研究通過(guò)首選決定法、加權(quán)頻數(shù)法和聚類(lèi)分析法3種優(yōu)先序分析方法分析發(fā)現(xiàn),回收效益均位于第一位序,且對(duì)農(nóng)戶(hù)回收地膜行為的影響遠(yuǎn)超于其他影響因素。這是因?yàn)檗r(nóng)戶(hù)在進(jìn)行某項(xiàng)生產(chǎn)決策時(shí),其目標(biāo)是效益最大化[24],回收效益的高低是所有農(nóng)戶(hù)回收地膜行為所遵循的經(jīng)濟(jì)原則,也是影響農(nóng)戶(hù)回收地膜行為的最主要影響因素。地膜的回收和處置必將增加用工等成本,會(huì)降低農(nóng)戶(hù)的收益,進(jìn)而影響農(nóng)戶(hù)回收地膜的積極性。因此,為提高農(nóng)戶(hù)回收地膜積極性,政府可以為農(nóng)戶(hù)提供回收地膜補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠,增加農(nóng)戶(hù)回收效益。同時(shí),加大對(duì)研發(fā)高效地膜回收機(jī)械的支持力度,通過(guò)降低回收成本,間接提高回收效益[15,25]。
本研究通過(guò)Logistic回歸分析得出,有無(wú)環(huán)境污染監(jiān)督人員、殘膜危害了解途徑多寡、是否有必要回收及地膜回收后是否可再次有效利用等影響因素在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)農(nóng)戶(hù)回收地膜行為具有顯著的正向作用。同時(shí),結(jié)合3種優(yōu)先序結(jié)果發(fā)現(xiàn),農(nóng)戶(hù)認(rèn)為環(huán)境污染監(jiān)督力度和環(huán)保意識(shí)及認(rèn)知等影響因素對(duì)于其回收地膜行為有較為重要的影響。此結(jié)果表明,以上影響因素對(duì)農(nóng)戶(hù)回收地膜行為的影響程度在農(nóng)戶(hù)實(shí)際生產(chǎn)中和農(nóng)戶(hù)認(rèn)知層面上表現(xiàn)一致,說(shuō)明政府在監(jiān)督和宣傳上做得較好。但根據(jù)本研究結(jié)果,僅有近一半的農(nóng)戶(hù)將農(nóng)田地膜回收干凈。因此,為了推動(dòng)農(nóng)戶(hù)參與地膜回收,政府仍要進(jìn)一步加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)管力度和相關(guān)宣傳。環(huán)境污染監(jiān)督是通過(guò)為組織或個(gè)人的環(huán)境行為提供制度性壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)改善環(huán)境質(zhì)量的目標(biāo)[26]。在實(shí)際生產(chǎn)中,監(jiān)管人員的設(shè)立與監(jiān)督對(duì)農(nóng)戶(hù)回收地膜形成很強(qiáng)的約束和引導(dǎo)。政府應(yīng)該對(duì)監(jiān)督人員進(jìn)行培訓(xùn),提高環(huán)境監(jiān)管人員對(duì)農(nóng)戶(hù)回收地膜規(guī)范性引導(dǎo)的能力,加強(qiáng)對(duì)農(nóng)戶(hù)回收地膜規(guī)范性的監(jiān)督。同時(shí),要重視樹(shù)立農(nóng)戶(hù)環(huán)境保護(hù)參與意識(shí),讓農(nóng)戶(hù)切實(shí)認(rèn)識(shí)到地膜殘留對(duì)生態(tài)環(huán)境以及作物生長(zhǎng)的危害,增強(qiáng)其回收地膜積極性[27]。
通過(guò)對(duì)新疆農(nóng)戶(hù)回收地膜行為影響因素進(jìn)行調(diào)查分析,主要研究結(jié)論如下:(1)回收效益在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)農(nóng)戶(hù)回收地膜行為具有極顯著的正向促進(jìn)作用,是農(nóng)戶(hù)認(rèn)知層面中影響回收地膜行為的最主要因素。(2)環(huán)境污染監(jiān)督力度、環(huán)保意識(shí)及認(rèn)知在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)農(nóng)戶(hù)回收地膜行為具有顯著的正向促進(jìn)作用,且在農(nóng)戶(hù)認(rèn)知層面上較為重要。(3)耕地細(xì)碎化程度、地膜使用年限、農(nóng)業(yè)勞工投入人數(shù)、家庭農(nóng)用地總面積、地膜質(zhì)量等因素在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)農(nóng)戶(hù)回收地膜行為具有顯著作用,但不是極重要影響因素。