粮食种植户对气候变化的适应性行为及其效应研究

发布时间：2020-04-22 00:41

【摘要】：近年来,受自然与人类活动共同作用的影响,全球气候存在不断变暖的趋势,极端天气事件频发。中国是全球气候变化的敏感区之一,《中国气候变化蓝皮书》(2018)指出,1901-2017年,中国地表年平均气温每10年升高0.24℃,升温率高于同期全球平均水平。与此同时,由气候变暖引发的高温、雨涝等极端天气事件也有所增多。农业生产与气候条件密切相关,气候变化会增加农业生产的风险。管理者和农业生产者能否对气候变化及其产生的影响做出适应性反应,是缓解气候变化潜在不利影响,实现趋利避害的关键所在。中国政府高度重视气候变化的问题,还制定了一些与农业部门应对气候变化相关的政策。农户是农业生产的基本单位,中国要提高农业部门应对气候变化的能力,必须将落脚点放在微观农户身上。因此,研究农户对气候变化的适应性行为具有重要的现实意义。无论科学技术如何发展,粮食生产受气候变化的影响仍然最为直接(Rosenzweing et al.,1998)。中国政府历来重视粮食安全问题,并把保障粮食安全放在我国各项经济工作的首位。鉴于粮食生产的基础性地位,全面分析粮食种植户对气候变化的适应性行为具有现实意义。目前,已有文献已越来越关注粮食种植户对气候变化的适应性行为。那么,粮食种植户对气候变化的适应性行为有哪些?这些适应性行为具有什么特征?这些适应性行为会给粮食生产过程和结果带来多大程度的影响?调查数据和已有文献显示,粮食种植户对气候变化的适应性行为是存在的,但少有文献对粮食种植户的适应性行为进行长期与短期的系统分析。从长期来看,农户有足够的时间调整生产行为,从短期来看,农户能够利用的时间和采用的措施都相对有限。本文从长期和短期两方面分析粮食种植户的适应性行为。一方面,本文重点分析粮食种植户对气候变化的长期适应性行为,讨论气温、降水量等气候因素在其中发挥的作用,并试图分析不同行为的特征;另一方面,本文分析粮食种植户面对极端天气事件时的短期适应性行为。本文以粮食种植户对气候变化的适应性行为及其适应性行为对粮食投入产出的影响为研究对象。具体而言,本文首先对气候变化和适应的概念进行界定,对与农户的适应性行为相关的文献进行全面梳理和述评。其次,本文考察中国粮食主产区的年平均气温、年累积降水总量以及农业气象灾害的变化情况,在此基础上,开展实地调查,获取粮食种植户截面数据,对粮食种植户的气候变化感知及适应性行为进行分析,并从理论上讨论粮食种植户适应性行为选择的内在机制。再次,本文利用气象站1986-2014年气温、降水量的月值数据、粮食种植户截面数据,利用二元选择模型,分析气温、降水量变化对粮食种植户不同适应性行为的影响,以识别具有代表性的粮食种植户对气温、降水量变化的适应性措施;与此同时,利用粮食种植户截面数据,分析粮食种植户对极端天气事件发生频率的感知对其保护性耕作的影响,以厘清极端天气事件发生频率在长期气候变化中发挥的作用。然后,本文讨论粮食种植户面对极端天气事件时的短期适应性行为,即利用2003-2011年湖北水稻种植户的面板数据、湖北气象站气温、降水量的日值数据,采用固定效应模型,分析极端天气事件是否会影响水稻种植户的要素投入。接下来,本文聚焦于适应性行为的生产效应分析,利用内生转换模型分析粮食种植户的适应性行为对粮食单产的影响;利用内生转换模型和处理效应模型,分析粮食种植户的适应性行为对化肥投入的影响。最后,本文根据研究结论,提出政策建议。基于以上,本文得到研究结论如下:(1)1986-2014年,中国粮食主产区的年均气温存在明显上升趋势,年累积降水总量无明显变化趋势。中国粮食主产区的农业总成灾面积占总受灾面积百分比的平均值是51.93%,即每年约1/2的受灾面积减产三成或三成以上。水旱灾害始终是影响我国农业生产的主要气象灾害。(2)粮食种植户对气温变化的感知较为明显,77.7%的粮食种植户认为近年来气温明显升高,这与客观气温数据的变化趋势一致。粮食种植户对降水量变化的感知存在差异,将近50%的粮食种植户认为近年来降水量增多,21.96%的粮食种植户则认为近年来降水量减少。粮食种植户对气候变化的长期适应性行为是存在的,应对气候变化,大多数粮食种植户采用适应性措施。调查数据显示,79.6%的粮食种植户采用适应性措施,其中,补苗、更换种子品种、调整农时、调整灌溉是粮食种植户较常采用的措施,农户采用占比依次是41.58%、35.34%、34.26%、33.44%。粮食种植户倾向于采用1-4种适应性措施,农户采用占比依次是25.08%、16.83%、12.15%和12.82%。(3)气温、降水量变化对粮食种植户农田管理型措施采用的影响最为稳健。在其他变量不变的条件下,气温与粮食种植户采用农田管理措施的决策之间存在“正U型”关系;降水总量增加1%,粮食种植户采用农田管理型措施的概率降低0.2%。稳健性次之的是更换种子品种、工程类措施。农田管理型措施更多地反映了粮食种植户对气温、降水量变化的适应。究其原因,采用农田管理措施的粮食种植户有较多的劳动力禀赋。实证结果也显示,家庭劳动力禀赋对粮食种植户农田管理型措施的采用具有正向影响,但对工程类的措施采用行为的影响不显著。(4)粮食种植户对极端天气事件发生频率感知的二元变量对其保护性耕作行为没有显著影响,但把粮食种植户感知的指标具体细化后发现,与认为极端天气事件频发的粮食种植户相比,认为极端天气事件6-8年发生一次的粮食种植户不倾向采用保护性耕作。在一定程度上,粮食种植户保护性耕作决策受到极端天气事件发生频率的影响。(5)湖北水稻种植户面对极端天气事件的短期适应性行为是存在的。水稻种植户要素投入受到极端天气事件的影响。在其他变量不变的条件下,与未发生雨涝灾害年相比,雨涝灾害年湖北水稻种植户的中间投入更少、机械水平更低,但劳动力投入水平更高。但随着雨涝灾害发生程度的增加,湖北水稻种植户的中间投入和劳动力投入均明显减少。(6)粮食种植户的适应性行为能够促进粮食增产。在反事实假设下,当未采用适应性措施的粮食种植户采用相关措施后,亩均粮食产量增加1.02斤,相当于亩均粮食产出增加36%。基于分样本数据的稳健性检验结果也显示,在反事实假设下,当采用适应性措施的小麦种植户不采用相关措施后,亩均小麦产量减少0.21斤;当不采用适应性措施的玉米种植户采用相关措施后,亩均玉米产量增加1.299斤。此外,处理效应模型估计结果显示,采用适应性措施的粮食种植户倾向于多投入化肥。从边际影响看,具有适应性行为的粮食种植户,其单位面积的化肥投入费用比不采取适应性措施的粮食种植户高出0.67%。基于上述研究结论,本文提出以下政策建议:(1)各级政府健全对气象灾害的预警机制。一旦气象灾害发生,相关政府部门应及时启动应急方案,提供相应的物质、技术或资金支持。(2)种业部门应在确保市场需求的前提下,增加种子的抗逆特征,提高种子适应气候变化的能力。(3)农业部门应鼓励新型农业经营主体参与小型及微型农田水利设施的建设,为其建立激励机制并提供金融支持。(4)农技推广部门应采用差异化的激励政策,以保护性耕作推广为例,农技推广部门应依据不同地区的特定条件和农户家庭特征,在推广过程中适当调整策略。本文存在的创新之处如下:(1)研究方法的创新。一是论文采用内生转换模型、处理效应模型对粮食种植户的适应性行为的效应进行研究。在评估粮食种植户适应性行为的效应时,粮食种植户对气候变化的适应性行为与无法观测的因素之间存在系统相关,这可能导致样本自选择问题,内生转换模型能较为有效地解决这一问题。本文采用内生转换模型分析粮食种植户的适应性行为对粮食投入产出的影响。内生转换模型虽能解决由不可观测变量带来的内生性问题,但无法评估边际效应,相比之下,处理效应模型不仅能解决内生性问题,还能直接评估边际效应,但少有文献利用处理效应模型。基于此,本文进一步采用处理效应模型分析粮食种植户的适应性行为对化肥投入的边际影响。二是论文采用面板固定效应模型对农户的短期适应性行为进行分析。已有文献基于农户截面或者短面板数据,分析农户的短期适应性行为,但限于数据的可获得性,少有文献采用农户长面板数据对这一问题进行分析。实际上,面板固定效应模型能够在一定程度上解决遗漏变量问题,使模型估计更准确。与已有文献不同,本文利用2003-2011年湖北水稻种植户的面板数据,采用面板固定效应模型,分析水稻种植户是否存在对极端天气事件的短期适应性行为。(2)研究内容的创新。本文实证检验粮食种植户的长期适应性行为对粮食产出的影响。农户的短期适应性行为通常反映农户的有限适应,与之不同,农户的长期适应性行为能够反映农户的充分适应,即农户有更为充足的时间调整策略和行为来应对气候变化及其产生的影响。国内文献主要考察农户对极端天气事件的短期适应性行为对农作物产出的影响,但少有文献分析农户的长期适应性行为对农作物产出的影响。本文基于粮食种植户的长期适应性行为的视角,实证检验粮食种植户的长期适应性行为对粮食产出的影响。(3)研究指标的创新。本文采用了多年平均气温和多年平均累积降水总量指标,并构建了粮食种植户对极端天气事件发生频率感知的指标、雨涝灾害指数和高温热害指数。在已有文献中,气候因素的衡量指标通常是当年的气温、降水量等,虽然地区间气候差异能被视为气候变化,但其不能完全反映气候因素在时间上的变化。本文同样基于农户的截面数据,采用了1986-2014年的多年平均气温、多年平均累积降水总量衡量气候因素,分析多年平均气温和累积降水总量对粮食种植户农田管理措施、工程类的措施采用及更换种子品种行为的影响。此外,已有文献通常采用0、1分类变量衡量极端天气事件发生与否,这种衡量方式无法反映极端天气事件的发生频率或程度。与已有文献不同,本文构建了极端天气事件发生频率的指标、雨涝灾害指数和高温热害指数。
【图文】：

技术路线图,论文,适应性行为,转换模型

图 1- 1 论文技术路线图Fig. 1-1 Technical Route of the Dissertation.6 创新之处与已有文献相比，本文可能存在的创新主要体现在三个方面：第一，研究方法的创新。（1）论文采用内生转换模型、处理效应模型对粮食户适应性行为的效应进行研究。在评估粮食种植户适应性行为的效应时，粮食户对气候变化的适应性行为与无法观测的因素之间存在系统相关，这可能导致自选择问题，样本自选择偏误将导致估计结果的不一致，内生转换模型能较为地解决这一问题。为解决样本自选择问题，本文采用内生转换模型分析粮食种的适应性行为对粮食投入产出的影响。内生转换模型虽能解决由不可观测变量的内生性问题，但无法评估边际效应，相比之下，处理效应模型不仅能解决内问题，还能直接评估边际效应，但少有文献利用处理效应模型分析粮食种植户

趋势图,主产区,中国粮食,总量

图 3- 1 中国粮食主产区气温和降水总量的变化趋势Fig.3-1 The Change Trend of Average Annual Temperature and Total Precipitation in China’sMajor Grain-producing Areas3.2.2 水稻主产区气候变化趋势本文选择的水稻主产省有江苏、安徽、浙江、江西、湖北、湖南、四川、云南、贵州、辽宁、吉林、黑龙江。气候因素由这 12 个省份所有气象站点的气候因素平均而得。1986-2014 年，中国水稻主产区的年均气温位于 12.57℃到 14.85℃，平均值为13.43℃，波动幅度为 0.51℃。论文将水稻主产区的年平均气温 Temperature 作为因变量，，年份 T 作为自变量进行线性回归可得到以下方程：Temperature = 0.039T - 65.972 （3-3）(4.61) (-3.33)R2=0.44 F=21.24
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：F326.11

【参考文献】