西北地区农户化肥施用行为选择对碳减排量的影响研究

摘要 为了达到减少农业碳排放量目的，从农户化肥施用行为选择角度出发，研究碳减排与农户施肥行为之间的关系。借助问卷调研数据，通过构建线性因果关系模型，以西北地区农户化肥施用行为选择对碳减排量数据作为支撑，展开实证分析。结果表明，有机肥施用、对新施肥技术的风险态度、施肥技术培训接受情况、土壤肥力、受教育程度对碳减排有着较大影响。根据分析结果，提出农业生产应根植低碳农业发展理念，广泛推广测土配方施肥技术，控制化肥施用量，普及有机肥料施用量。

关键词 碳减排;化肥施用;行为选择;西北地区

中图分类号 S 181文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2022）14-0238-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.14.056

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Chemical Fertilizer Application Behavior Choices of Farmers on Carbon Emission Reduction in Northwest China

GUO Wei-wei

（School of Economics and Management， Longdong University， Qingyang， Gansu 745000）

Abstract In order to reduce agricultural carbon emissions， the relationship between carbon emission reduction and farmers’ fertilization behavior was studied from the perspective of farmers’ choice of chemical fertilizer application behavior.With the help of questionnaire survey data， by constructing a linear causal relationship model， an empirical analysis is carried out with the data on the carbon emission reduction of farmers’ chemical fertilizer application behavior selection in Northwest China as the support.The results show that organic fertilizer application， risk attitude towards new fertilization technology， acceptance of fertilization technology training， soil fertility， and education level have a greater impact on carbon emission reduction. According to the analysis results， it is proposed that agricultural production should be rooted in the concept of low-carbon agricultural development， widely popularize soil testing and formula fertilization technology， control the application amount of chemical fertilizers， and popularize the application amount of organic fertilizers.

Key words Carbon emission reduction;Fertilizer application;Behavioral choice;Northwest region

粮食安全是我国最大的民生，也是我国最大的政治，新中国成立以来党和政府都非常重视粮食生产，千方百计调动农民种粮积极性，保障粮食供给。目前，农民普遍采用追加农用化肥增加粮食产量，根据作物种类施用不同类型的化肥[1]。然而，化肥的施用也带来了农村环境污染。谢贤鑫等[2]研究发现，农用化肥施用会增加碳排放量，对生活环境造成污染。雷俊华等[3]基于中国1997—2018年31个省（市、自治区）化肥面源污染排放强度数据，分组模拟和预测化肥面源污染排放强度与人均农业产值间的环境库兹涅茨曲线。郭清卉等[4]调研了1 023户农户对化肥减量化措施采纳行为的认知数据，得出社会规范对农户化肥减量化有正向影响。大量研究表明，化肥施用助推的粮食增产与农业碳排放量具有显著的正向关系。因为当前对西北粮食产量与碳排放关系的研究相对空白，笔者选取西北地区相关数据，进一步验证两者的关系。

1 西北农业碳排放现状分析

1.1 西北地区农业碳排放量和生产总值变化 改革开放以来，随着化肥施用的普及，西北地区粮食产量呈现逐年增长趋势，但与此同时也带来了一系列农业面源污染问题。21世纪以来，各地区积极响应环境保护与节能减排的政策号召，开始严格控制农业碳排放量。据统计，2016—2019年农业碳排放量得到了有效控制，并出现下滑趋势，统计结果见表1。

表1中统计结果显示，西北农业对碳排放量进行了控制，在碳排放量下降的同时，农业生产总值随之出现了大幅度下滑。目前，碳排放量控制仍然存在一定空间，但是如何改变农业生产模式，使得碳排放量减少的同时，保证农业产量，是当前重点要解决的问题。

1.2 西北地区各农用化肥碳排放量情况

农用化肥的施用，对农业碳排放量造成了一定影响。所以，分析当前西北农用化肥碳排放量现状，对碳排量控制帮助较大。表2为2016—2019年西北各农用化肥碳排放量情况统计。

表2统计结果显示，西北地区各农用化肥碳排放量存在持续增长的变化趋势。截至2019年，化肥碳排放量已经达到了131.18 t。由此看来，我国化肥销售量较大，施用后碳排放量较大，环境污染严重。与其他肥料相比，复合肥含有丰富的农作物生长所需营养，其含量满足农作物生长需求，不仅成本较低，而且满足环境保护要求。但是从西北农业发展状况来看，应用复合肥料较少，氮肥偏多。

1.3 西北农业施肥方案优化的必要性

西北土壤基础地力相对贫瘠，农用化肥施用量相对较大，农业碳排放量普遍较高。所以在西北制定科学合理的农业化肥施用方案，是十分有必要且有战略意义的[5]。因此，需要根据各类农用化肥的碳排放量，结合各类农用化肥碳排放系数，进一步探究不同农作物农用化肥的科学搭配[6]，并具体分析化肥施用与碳排放之间的关系，依据分析结果，为西北农户化肥施用优化路径研究提供参考依据。

2 西北农户施肥行为与碳减排关系

2.1 样本选取与数据来源

该研究根据西北地区农户化肥施用行为选择调研数据，结合化肥折纯量参考指标，统计碳排放量数据。研究中，按照100 kg标准，对氮肥、磷肥、钾肥、复合肥4种肥料中含有的钾肥、磷肥、氮肥进行拆分，计算碳排放量。其中，氮肥主要参考硫酸铵、碳酸氢铵、尿素等常用化肥，折纯量31 kg;磷肥主要参考过磷酸钙、钙镁磷肥等常用化肥，折纯量17 kg;钾肥主要参考氯化钾、硫酸钾等常用肥料，折纯量52 kg;复合肥折纯量60 kg。

2.2 假设命题 为验证农户化肥施用行为选择影响化肥施用量，进而影响碳排放量，该研究设定了如下假设命题。

H1：农户年龄与化肥碳减排实施成功可能性存在正比例关系，即农户年龄越大，则其可以成功实施化肥碳减排种植的可能性越大。

H2：农户受教育水平与化肥碳减排实施成功可能性存在正比例关系，即农户受教育水平越高，则其可以成功实施化肥碳减排种植的可能性越大。

H3：土壤自身肥力与化肥碳减排实施成功可能性存在正比例关系，即当前种植农作物土壤肥力越高，则其可以成功实施化肥碳减排种植的可能性越大。

H4：有机肥实施频率与化肥碳减排实施成功可能性存在正比例关系，即施用有机肥频率越高，则其可以成功实施化肥碳减排种植的可能性越大。

H5：农业低碳技术的支持程度与化肥碳减排实施成功可能性存在正比例关系，即农户能够接受新型施肥技术，大力支持农业低碳技术的应用，则其可以成功实施化肥碳减排种植的可能性越大。

H6：化肥施用技术指导接受情况与化肥碳减排实施成功可能性存在正比例关系，即农户接受化肥施用技术指导越多，则其可以成功实施化肥碳减排种植的可能性越大。

2.3 变量定义

为了进一步探究哪些因素会减少化肥碳排放量，从而为农户化肥施用优化路径研究提供参考依据，该研究以问卷方式，调研了1 500余户农户家庭，了解了是否施用有机肥、对待风险的态度、是否受过施肥技术培训、土壤肥力、受教育程度、户主年龄、单位面积化肥碳排量等问题，并根据分析需要，将单位面积化肥碳排量作为被解释变量，将其余变量作为解释变量。各变量详细解释如下。

2.3.1 被解释变量。

单位面积化肥碳排量，变量符号“fert”，代表单位面积施用化肥后排放的碳量。该研究采用排放系数法计算此变量数值，计算公式如下：

fert=（ N·CN+P·CP+K·CK）/y（1）

式中，fert代表施用化肥后产生的实际碳排放量，单位为kg/hm2; N 代表单位面积施用的氮肥量， CN 代表氮肥碳排放系数; P 代表单位面积施用的磷肥量， CP代表磷肥碳排放系数;K代表单位面积施用的钾肥量，CK代表钾肥碳排放系数;y 代表施肥面积，单位为hm2。

2.3.2 解释变量。

（1）是否施用有机肥。此解释变量符号为“org”，指的是农户有无施用有机肥料。如果农户使用了有机肥料，则记为“1”，反之，记为“0”。

（2）风险态度。此解释变量符号为“risk”，指的是农户对新施肥技术的风险态度。该研究将其分为偏好、中立、规避3个风险等级，分别用数字3、2、1表示。

（3）是否受过施肥技术培训。

此解释变量符号为“exte”，指的是农户是否受过施肥技术培训。如果农户接受过技术培训，则记为“1”，反之，记为“0”。

（4）土壤肥力。此解释变量符号为“soil”，是对土地肥沃程度的定性判断。该研究将土壤肥力划分为5个等级，分别为肥沃、比较肥沃、一般、比较贫瘠、十分贫瘠，代表数字依次为5、4、3、2、1。

（5）受教育程度。

此解释变量符号为“edu”，是对农户受教育程度的量化判断。该研究将农户接受教育划分为5个等级，分别为研究生及以上、大学、高中、初中、小学以及小学以下，代表数字依次为5、4、3、2、1。

（6）户主年龄。此解释变量符号为“age”。

2.4 模型构建

为了深入探究各个变量对农业碳排放量的影响程度，该研究假设构建农业碳排放量与各解释变量之间的线性因果关系如下：

fert= α1 ×age+ α2 ×edu+ α3 ×soil+ α4 ×ecte+ α5 ×risk+ α6 ×org+ ε （2）

式中， ε代表随机干扰变量;αn（n=1，2，…，6） 代表各个解释变量的系数。当系数数值为负时，认为这些解释变量对碳排放量为负向影响，该解释变量对碳减排有积极影响;当系数数值为正时，认为这些解释变量对碳排放量为正向影响，该解释变量对碳减排有消极影响。