張冬詠, 劉凌怡, 李 文
(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與管理科學(xué)學(xué)院,鄭州 450046; 2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,鄭州 450046)
20世紀(jì)以來,環(huán)境問題一直是全球密切關(guān)注的問題之一,隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人類生活水平的提高,資源消耗在不斷增加的同時(shí)垃圾產(chǎn)量劇增. 大量垃圾不僅占用了土地資源,還加大了空氣污染和水資源污染的風(fēng)險(xiǎn),威脅著人們的健康安全,垃圾問題已經(jīng)成為各國環(huán)境保護(hù)建設(shè)中不可避免的難題. 要想實(shí)現(xiàn)垃圾源頭減量,減少環(huán)境污染,實(shí)行垃圾分類迫在眉睫. 為了完善社會(huì)垃圾處理體系,解決垃圾處理問題,許多學(xué)者從心理學(xué)、行為學(xué)和社會(huì)學(xué)的角度對垃圾分類行為的影響因素進(jìn)行了研究,但大多數(shù)的研究都以居民和社區(qū)為主,只有少數(shù)涉及校園學(xué)生.
首先,有學(xué)者在對居民垃圾分類行為的研究中發(fā)現(xiàn),環(huán)境意識會(huì)影響對人的環(huán)境行為[1],具有親環(huán)境態(tài)度的居民更容易發(fā)生親環(huán)境行為[2]. 其次,一些外部情景因素也會(huì)影響人們的垃圾分類行為,Nguyen等[3]在研究越南居民的垃圾分類意愿影響因素時(shí)就發(fā)現(xiàn),分類設(shè)施的完善程度和政策保障力度與居民的垃圾分類行為呈正相關(guān)關(guān)系;陳紹軍等[4]和邱成梅[5]認(rèn)為完善的垃圾回收機(jī)制和政策法規(guī)能有效引導(dǎo)居民的垃圾分類行為,提高居民對垃圾分類的重視程度;鄧俊等[6]通過對北京市分類示范區(qū)的居民調(diào)查發(fā)現(xiàn),知曉率是影響分類正確率和投放正確率的重要因素;許金紅[7]針對北京市和西安市在垃圾分類回收管理中存在的問題,提出了加強(qiáng)宣傳教育力度的政策建議. 因此一個(gè)良好的垃圾分類環(huán)境,是垃圾分類行為產(chǎn)生的前提. 最后,有學(xué)者從教育的角度研究發(fā)現(xiàn),環(huán)境知識教育可以讓學(xué)生形成積極的環(huán)境態(tài)度以促進(jìn)其產(chǎn)生預(yù)期的環(huán)境行為[8].學(xué)校實(shí)施垃圾分類回收不僅有利于當(dāng)前的廢物管理,還影響著學(xué)生未來的分類意識和行為[9],使他們在未來有能力成為環(huán)境保護(hù)的支持者[10]. 不僅如此,學(xué)校還可以通過對學(xué)生的垃圾分類教育進(jìn)而影響其家庭成員的垃圾分類行為[11],因此學(xué)校積極開展垃圾分類知識教育,不但能培養(yǎng)學(xué)生的垃圾分類能力,還能達(dá)到以點(diǎn)帶面的效果,進(jìn)一步影響一個(gè)家庭乃至整個(gè)社會(huì)居民的垃圾分類意識,為建設(shè)可持續(xù)發(fā)展社會(huì)提供動(dòng)力.
如今中國特色社會(huì)主義進(jìn)入新的發(fā)展階段,環(huán)境素養(yǎng)是每個(gè)公民都應(yīng)具備的基本修養(yǎng),環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的教育在我國生態(tài)文明建設(shè)中必不可少. 2018年教育部辦公廳等六部門發(fā)布的《關(guān)于在學(xué)校推進(jìn)生活垃圾分類管理的通知》中指出,各地教育部門和學(xué)校應(yīng)該在當(dāng)?shù)厝嗣裾慕y(tǒng)一部署下,有序地開展生活垃圾分類投放、收集、貯存工作,通過多種形式全面開展生活垃圾分類知識教育工作. 學(xué)生作為國家和民族的未來,從小培養(yǎng)良好的環(huán)境意識和環(huán)境保護(hù)能力,養(yǎng)成終身垃圾分類的習(xí)慣,對于實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展有著十分重要的意義.
但據(jù)調(diào)研的結(jié)果來看,即使學(xué)校向?qū)W生普及過垃圾分類知識,學(xué)生的垃圾分類參與度并不高,可見學(xué)校的教育并不能徹底改善學(xué)生的垃圾分類情況. 家庭環(huán)境作為除校園外學(xué)生生活的重要部分,對其行為的養(yǎng)成有著重要的影響作用. 但在為數(shù)不多的研究學(xué)生垃圾分類行為的文獻(xiàn)中,大多是從加強(qiáng)學(xué)校教育的角度進(jìn)行研究,很少涉及家庭和學(xué)校內(nèi)其他因素——如分類設(shè)施、監(jiān)管力度和家庭成員的分類行為等因素的影響. 因此為探究學(xué)校和家庭因素對學(xué)生垃圾分類行為的影響作用,采用主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)與系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(System Dynamics,SD)仿真相結(jié)合的方法,篩選了影響學(xué)生垃圾分類行為的主要因素,并構(gòu)建了學(xué)生垃圾分類行為的影響因素SD模型. 通過因果關(guān)系分析和動(dòng)態(tài)仿真分析,找出各因素之間的作用機(jī)理,進(jìn)而為校園開展垃圾分類環(huán)境教育工作,提供理論建議和決策依據(jù).
SD作為定性和定量相結(jié)合的系統(tǒng)綜合推理方法[12],被廣泛運(yùn)用于企業(yè)、生態(tài)、社會(huì)、農(nóng)業(yè)、政治和環(huán)境系統(tǒng). 當(dāng)前國內(nèi)外的許多學(xué)者利用SD方法來研究固體廢物管理問題. Dyson和Chang等[13]利用SD方法對快速增加的城市固廢產(chǎn)量進(jìn)行了仿真研究;畢貴紅和王華[14]通過對不同政策組合下的固體廢棄物管理進(jìn)行SD仿真,發(fā)現(xiàn)想要實(shí)現(xiàn)固廢管理的可持續(xù)發(fā)展,必須在源頭上加強(qiáng)政策實(shí)施力度以減少廢物產(chǎn)生;蔡琳[15]運(yùn)用SD方法初步研究了北京市的城市生活垃圾管理問題;鐘永光等[16]以廢舊電視機(jī)為例,運(yùn)用SD方法探究了促進(jìn)回收小商販參與環(huán)保拆解廢棄家電的激勵(lì)政策. 綜上可知,利用SD方法來研究固廢管理問題有利于及時(shí)了解問題的發(fā)展趨勢,為政策的實(shí)施提供參考依據(jù).
1.1.1 問卷調(diào)研 隨機(jī)選取江西省的中小學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查. 按小學(xué)、初中和高中分層次抽樣的方法,發(fā)放問卷630 份,問卷回收率為97.2%. 各年級學(xué)生人數(shù)差別不大,小學(xué)、初中、高中占比分別為37%、34%、28%,男生占52%,女生占48%,如圖1. 因此問卷用于研究中小學(xué)生的垃圾分類行為是具有一定隨機(jī)性和代表性的.
圖1 人口特征Fig.1 Demographic characteristics
1.1.2 信度和效度檢驗(yàn) 為了確保問卷數(shù)據(jù)的真實(shí)性和有效性,運(yùn)用了SPSS26 軟件對問卷數(shù)據(jù)進(jìn)行了信度和效度的檢驗(yàn). 首先采用內(nèi)部一致性系數(shù)檢驗(yàn)對問卷的內(nèi)部一致性進(jìn)行了檢驗(yàn),得到的Cronbachα系數(shù)為0.719>0.7,表明此問卷具有一定的可靠性. 然后進(jìn)行了KMO和Bartlett球形度檢驗(yàn),結(jié)果顯示KMO值為0.777>0.7,Bartlett球形度檢驗(yàn)卡方統(tǒng)計(jì)值為3 069.720,自由度為378,且顯著性水平小于0.01,表明問卷數(shù)據(jù)通過了效度檢驗(yàn),各變量之間具有一定的相關(guān)性,且適合用PCA法分析.
1.1.3 主成分分析(PCA) 影響學(xué)生分類行為的因素眾多,為了簡化建模過程,進(jìn)一步辨別這些因素間的邏輯關(guān)系,采用PCA法對這些影響因素進(jìn)行了降維處理,基于PCA 原理的算法框圖,如圖2所示. 各影響因素名稱及其權(quán)重見表1.
圖2 算法框圖Fig.2 Algorithm block diagram
表1 影響因素權(quán)重Tab.1 Weights of influential factors
1.2.1 確定假設(shè)變量以及系統(tǒng)邊界 將提取的9個(gè)主要影響因素作為模型的關(guān)鍵變量,并建立SD模型. 模型的有關(guān)假設(shè)如下.
假設(shè)1:由于學(xué)生群體的特殊性,人際關(guān)系較簡單,因此只考慮學(xué)校和家庭兩個(gè)環(huán)境對學(xué)生的影響作用,即家庭因素和學(xué)校因素對學(xué)生垃圾分類行為的影響.
假設(shè)2:在進(jìn)行家庭因素和學(xué)校因素對比時(shí),學(xué)校因素主要考慮的是監(jiān)管力度、教育力度、宣傳力度以及分類設(shè)施的完善程度. 家庭因素主要考慮家庭成員的分類行為對學(xué)生分類行為產(chǎn)生的影響.
假設(shè)3:為了比較分析不同影響因素下學(xué)生分類行為變化趨勢,需要通過改變變量的賦值來進(jìn)行模型的仿真模擬. 結(jié)合調(diào)研實(shí)際,對部分變量定義情況如下,見表2.
表2 變量自定義Tab.2 Definitions of variables
1.2.2 因果回路圖 環(huán)境知識的水平是環(huán)境保護(hù)態(tài)度和行為的基礎(chǔ),其與環(huán)境教育的強(qiáng)度密切相關(guān),擁有正確環(huán)境價(jià)值觀的個(gè)人在生態(tài)文明行為方面的表現(xiàn)情況呈現(xiàn)較好的趨勢[17-18],而學(xué)生對環(huán)境知識的學(xué)習(xí)主要來源于家庭和學(xué)校的教育[19]. 因此,學(xué)校和家庭對于學(xué)生垃圾分類行為的影響作用至關(guān)重要,結(jié)合調(diào)研實(shí)際情況以及前文對中小學(xué)生垃圾分類行為影響因素的分析結(jié)果,構(gòu)建了學(xué)生垃圾分類行為影響因素因果關(guān)系模型,如圖3所示. 在此模型中反饋回路主要分為家庭因素影響作用和學(xué)校因素影響作用兩部分,如圖4所示.
圖3 因果回路圖Fig.3 Causality loop diagram
圖4 模型主要反饋結(jié)構(gòu)Fig.4 Main feedback structure of the model
圖4 a為家庭因素對學(xué)生垃圾分類行為影響作用的反饋回路,其中包含兩個(gè)反饋回路,回路一為正反饋結(jié)構(gòu):垃圾分類行為→+家庭分類行為→+家庭因素→+學(xué)生分類意愿→+參與分類的人數(shù)→+垃圾分類行為;回路二為負(fù)反饋回路:垃圾分類行為→-學(xué)校分類工作投入力度→+家庭分類行為→+家庭因素→+學(xué)生分類意愿→+參與分類的人數(shù)→+垃圾分類行為. 其中學(xué)校加大分類工作的投入力度,會(huì)引起家庭對垃圾分類的重視,進(jìn)一步促進(jìn)家庭分類行為對學(xué)生的分類意愿的影響作用,從而促進(jìn)學(xué)生的分類行為,同時(shí)學(xué)生分類行為的變化也會(huì)影響著家庭的分類行為和學(xué)校工作的進(jìn)一步實(shí)施.
圖4 b為學(xué)校因素對學(xué)生垃圾分類行為的影響作用的反饋回路,其中包含兩個(gè)回路,回路一為負(fù)反饋結(jié)構(gòu):垃圾分類行為→-學(xué)校分類工作投入力度→+學(xué)校因素→+學(xué)生分類意愿→+參與分類的人數(shù)→+垃圾分類行為;回路二為負(fù)反饋結(jié)構(gòu):垃圾分類行為→-學(xué)校分類工作投入力度→+學(xué)校因素→+設(shè)施完善程度→-學(xué)生分類成本感知→-學(xué)生分類意愿→+參與分類的人數(shù)→+垃圾分類行為. 學(xué)校垃圾分類工作投入力度正面促進(jìn)了學(xué)校因素對學(xué)生垃圾分類行為的影響作用,其中學(xué)校分類設(shè)施完善程度的提高,使學(xué)生更便于進(jìn)行垃圾分類,從而降低了學(xué)生對進(jìn)行分類的成本感知,提高了分類意愿.
綜上所述,學(xué)生的垃圾分類意愿主要來自學(xué)校和家庭兩個(gè)環(huán)境的影響作用. 學(xué)校和家庭給學(xué)生創(chuàng)造了分類的條件,規(guī)范了學(xué)生的分類行為,普及了分類的有關(guān)知識,對學(xué)生的分類意愿具有正向影響,而學(xué)生的分類意愿也直接決定了學(xué)生的分類行為. 同時(shí)學(xué)校可以根據(jù)學(xué)生的分類行為的反饋,繼續(xù)部署有關(guān)學(xué)生垃圾分類教育的工作.
1.2.3 模型流圖 根據(jù)計(jì)劃行為理論可知,意愿是行為的最佳預(yù)測因素[20],學(xué)生的分類行為會(huì)受其分類意愿的影響作用. 分類意愿越高,進(jìn)行垃圾分類的可能性就越大. 根據(jù)因果回路圖分析的結(jié)果,本研究運(yùn)用VENSIM軟件構(gòu)建了模型的存量流圖,如圖5所示. 模型的運(yùn)行時(shí)間為2006—2025年,仿真步長為1年.
圖5 存量流圖Fig.5 Stock flow chart
1.2.4 變量及方程的確定該模型的關(guān)鍵變量有學(xué)校因素、家庭因素、分類人數(shù)和分類行為等,主要描述見表3. 數(shù)據(jù)來源方式主要有2006—2019 年的《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》中江西省數(shù)據(jù),參考現(xiàn)有文獻(xiàn)并結(jié)合調(diào)研了解到的實(shí)際情況以及采用SD-GM方法理論[21]進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)測.模型中行為轉(zhuǎn)化比率參考了學(xué)生分類意愿對分類行為的影響權(quán)重;設(shè)施完善程度(下文簡稱設(shè)施)、宣傳力度(下文簡稱宣傳)、教育力度(下文簡稱教育)、學(xué)校監(jiān)管力度(下文簡稱監(jiān)管)和家庭分類行為(下文簡稱家庭)這幾類變量的初值設(shè)定參考前文的調(diào)研實(shí)情.
表3 變量的類型和函數(shù)關(guān)系Tab.3 Types and functional relationships of variables
根據(jù)實(shí)際調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,每次都會(huì)進(jìn)行垃圾分類的學(xué)生家長人數(shù)僅占12.4%,每次都會(huì)進(jìn)行垃圾分類學(xué)生人數(shù)占比約為20.3%,認(rèn)為學(xué)校的分類設(shè)施完善、有監(jiān)督學(xué)生的垃圾分類行為以及對學(xué)生開展垃圾分類教育的分別占比約為26.7%、19.4%和21.6%.
從數(shù)據(jù)分析可知,目前家庭和學(xué)生分類行為還比較少,學(xué)校的分類設(shè)施建設(shè)以及對學(xué)生開展的垃圾分類教育、監(jiān)管等工作的執(zhí)行情況并不樂觀. 因此設(shè)學(xué)生的分類行為、家庭、設(shè)施、教育和監(jiān)管初值為0.1,變化范圍為[0,1]. 此外,盡管有94%的學(xué)生知道什么是垃圾分類,但約有62%學(xué)生對于垃圾分類的了解只停留在中等程度——不完全了解也不是完全不知道,因此設(shè)此情況下宣傳力度處于中等水平的初值為0.5,變化范圍為[0,1].
為了驗(yàn)證模型的穩(wěn)定性和有效性,對模型進(jìn)行了極端條件測試和敏感性分析,如圖6所示. 圖6 a顯示了所有策略的執(zhí)行力度都取最小值0時(shí)(極端條件1)或最大值1時(shí)(極端條件2),進(jìn)行分類的人數(shù)的變化情況. 從圖中可以發(fā)現(xiàn),在極端條件1的情況下進(jìn)行垃圾分類的人數(shù)為0;在極端條件2情況下,分類的人數(shù)遠(yuǎn)高于目前的(初值)分類人數(shù),結(jié)果與現(xiàn)實(shí)情況吻合. 從圖6 b~f中可以發(fā)現(xiàn),分類行為隨著各策略執(zhí)行力度的遞增而穩(wěn)定遞增,并未出現(xiàn)特殊情況,說明模型具有一定穩(wěn)定性且符合現(xiàn)實(shí)意義.
圖6 模型測試Fig.6 Model test
據(jù)圖6 b~f 可知,各因素與學(xué)生垃圾分類行為之間呈正相關(guān)關(guān)系,但不同影響因素對分類行為影響效果不同. 較之于其他因素,在其他因素不變的前提下,宣傳(圖6b)每變化0.1給學(xué)生分類行為帶來的影響效果比其他因素更為顯著;家庭(圖6 f)對學(xué)生的分類行為影響作用呈現(xiàn)邊際遞增效果,表明家人日常的垃圾分類行為不僅會(huì)影響學(xué)生的垃圾分類行為,而且這個(gè)積極的影響隨著時(shí)間的增長而逐步累積,所以當(dāng)家人堅(jiān)持長期的垃圾分類行為時(shí),對學(xué)生的垃圾分類行為的影響也會(huì)越來越顯著.
可見不同因素對學(xué)生分類行為的影響作用并不相同,因此為了促進(jìn)學(xué)生的分類行為,提高學(xué)校垃圾分類工作效率,現(xiàn)將各影響因素的賦值設(shè)為0.6,并在隨機(jī)組合后進(jìn)行仿真,最后根據(jù)仿真結(jié)果圖分析各因素對學(xué)生分類行為作用機(jī)理以找到最佳的組合策略. 具體組合方案以及策略見表4.
表4 不同方案下的策略組合Tab.4 The strategy combinations under different scenarios
2.2.1 單因素策略仿真分析(方案一) 為找到影響學(xué)生分類行為的關(guān)鍵因素,將方案一中的5種策略進(jìn)行仿真分析,得到各策略對學(xué)生分類行為影響的結(jié)果如圖7所示. 圖7 a中各策略對學(xué)生分類行為的影響效果依次為,策略1>策略2>策略3>策略4>策略5.
其中方案一的策略1、2對分類行為的影響效果明顯高于其他策略,且隨著時(shí)間的推移策略2對于學(xué)生分類行為的影響效果與策略1(圖7 b)趨向一致. 由此見得,一個(gè)良好的分類設(shè)施條件是學(xué)生進(jìn)行分類的前提,但家庭對于學(xué)生分類行為的影響作用更具有長期潛力.
圖7 單因素策略仿真Fig.7 Single strategy simulation
2.2.2 混合策略仿真分析(其他方案) 通過單因素策略仿真發(fā)現(xiàn),除設(shè)施外家庭對學(xué)生分類行為的影響比學(xué)校其他因素更為顯著,為了進(jìn)一步探究家庭因素對學(xué)生分類行為影響機(jī)理,接著對其他方案進(jìn)行了仿真分析,如圖8.
a)雙因素組合仿真(方案二)
首先對方案二中的各策略進(jìn)行仿真分析,如圖8 a. 在比較各策略對分類行為的作用效果時(shí)發(fā)現(xiàn),方案二中的策略5(直線5)比策略2(直線2)對學(xué)生分類行為的影響效果更好(即家庭+教育>設(shè)施+教育),這與方案一的仿真結(jié)果(即設(shè)施>家庭)矛盾. 因此,可以猜想在教育的前提下家校聯(lián)合策略是否更利于學(xué)生分類行為的養(yǎng)成.
b)三因素組合仿真(方案三)
為驗(yàn)證前文的猜想,隨后對方案三中的策略進(jìn)行了仿真,如圖8 b. 圖中顯示方案三的策略1(直線1)對學(xué)生分類行為的影響效果最為顯著. 此外,通過比較方案三中的各策略可以發(fā)現(xiàn),策略7>策略8=策略5>策略4即(即直線7>8=5>4),此結(jié)果驗(yàn)證了方案二的猜想(即家庭+教育>設(shè)施+教育),可見在垃圾分類知識教育的前提下家庭對于學(xué)生分類行為的影響比完善的分類設(shè)施更大.
c)多因素組合仿真(方案四)
最后從四個(gè)方案中分別選取影響較大的策略進(jìn)行比較分析,如圖8 c所示. 選取了方案一中的策略1和策略2(直線6、5)、方案二中的策略1(直線4)以及方案三中的策略1(直線3)與方案四中的策略4(直線2)和策略5(直線1)進(jìn)行比較,各策略對分類行為影響效果的大小依次為直線1>3>2>4>6>5.
圖8 不同組合下的仿真結(jié)果Fig.8 Simulation results under different combinations
單一的策略對于學(xué)生分類行為的影響作用有限,因此為提高垃圾分類政策的實(shí)施效率,促進(jìn)學(xué)生的垃圾分類行為,學(xué)校制定復(fù)合型的政策措施是必不可少. 但根據(jù)仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn),方案四中的策略4對學(xué)生分類行為的影響效果,卻不如方案三中的策略1(即直線3>直線2),表明僅依靠學(xué)校教育是不夠的. 即使學(xué)校加強(qiáng)了對學(xué)生分類行為的監(jiān)管和宣傳,學(xué)生在學(xué)校會(huì)按要求進(jìn)行分類,但回到家庭后,由于家人對他們沒有垃圾分類的要求,學(xué)生便很有可能放棄分類行為,從而使學(xué)校工作達(dá)不到持續(xù)良好的效果.
綜上所述,學(xué)生的分類行為受到多種因素的共同影響作用. 一個(gè)良好的分類設(shè)施環(huán)境是提高學(xué)生分類行為的前提,因?yàn)橹挥袚碛蟹诸悧l件,才有可能產(chǎn)生分類行為. 因此學(xué)校及社區(qū)應(yīng)該完善分類設(shè)施的建設(shè),為學(xué)生提供一個(gè)良好的分類條件. 但僅依靠分類設(shè)施的建設(shè)來改善學(xué)生的分類行為是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,如果學(xué)校能夠積極開展垃圾分類宣傳教育活動(dòng)和加大對學(xué)生分類行為監(jiān)管力度來提高學(xué)生對垃圾分類的興趣和重視程度,這將會(huì)更有利于學(xué)生垃圾分類行為的養(yǎng)成和維持.
此外,根據(jù)仿真結(jié)果可知,家校聯(lián)合策略對于促進(jìn)學(xué)生的分類行為有著事半功倍的效果. 家庭作為學(xué)生除校園外的另一個(gè)重要的成長環(huán)境,家庭對學(xué)生的分類行為的養(yǎng)成起到長期的且至關(guān)重要的影響. 學(xué)校應(yīng)該把握這一關(guān)鍵,建立一個(gè)良好的家校合作模式共同提高學(xué)生的垃圾分類行為. 同時(shí)學(xué)生家長也應(yīng)該自覺進(jìn)行垃圾分類,言傳身教,積極向?qū)W生普及垃圾分類知識,規(guī)范學(xué)生在家時(shí)的分類行為,讓學(xué)生不論在校還是在家都有垃圾分類的意識,堅(jiān)持垃圾分類行為,長此以往養(yǎng)成終身垃圾分類的好習(xí)慣.