新農(nóng)村農(nóng)戶秸稈處置的綜合效益分析

高玉磊，張 旭，周 翔，蘇 醒，王 婧

(1.同濟(jì)大學(xué)機(jī)械與能源工程學(xué)院，上海 201804；2.上海財經(jīng)大學(xué)城市與區(qū)域科學(xué)學(xué)院，上海 200433)

隨著新農(nóng)村建設(shè)的深入，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和農(nóng)民生活水平不斷提高，居住模式由散居逐步轉(zhuǎn)向聚居，農(nóng)村商品能源消費(fèi)能力和結(jié)構(gòu)的不斷改善，農(nóng)戶處置秸稈行為發(fā)生了巨大的變化。秸稈直燃用作生活燃料從1991年的3.46億t/a下降至2015年的0.60億t/a[1]，部分地區(qū)的秸稈成為了農(nóng)作物的附產(chǎn)田間棄物。農(nóng)戶選擇將秸稈在田間焚燒的行為符合人類社會追求最小成本的最小熵原理[2]，但也因此造成了環(huán)境污染和相應(yīng)的社會問題[3]。中國具有豐富的可綜合利用的秸稈資源，“十一五”以來，國家陸續(xù)出臺了一系列政策支持秸稈還田及其資源化、能源化利用，但中國農(nóng)村秸稈綜合利用是中國新農(nóng)村中存在的特有復(fù)雜問題，其核心是作為秸稈資源持有者農(nóng)戶處置秸稈獲得的實際收益與秸稈的規(guī)模資源化利用獲得的經(jīng)濟(jì)和社會效益是否能夠達(dá)成共贏。畢于運(yùn)等[1,4-8]從秸稈綜合利用途徑方面分析了秸稈在發(fā)電、沼氣、建材、造紙、養(yǎng)殖業(yè)的工程經(jīng)濟(jì)效益和可行性；顧曉麗等[9-11]利用Logic模型或Tobit模型，定性分析了農(nóng)戶處置秸稈行為和受償意愿受家庭收入、勞動力成本、秸稈收購價格和方式等因素影響；劉甜等[12-13]基于博弈論，分析了政府監(jiān)管和機(jī)制在秸稈禁燒和農(nóng)戶參與綜合利用行為的作用。但鮮從顯性效益和隱性效益分析農(nóng)戶秸稈處置行為。筆者通過對江蘇省徐州市賈汪區(qū)6個村農(nóng)戶問卷調(diào)查與訪談，從農(nóng)戶視角出發(fā)，通過不同農(nóng)戶秸稈處置情景的設(shè)置，綜合分析顯性經(jīng)濟(jì)效益和隱性經(jīng)濟(jì)效益對農(nóng)戶對秸稈處置行為的影響，為促進(jìn)和完善秸稈綜合利用及其政策制定提供依據(jù)。

1 農(nóng)戶秸稈處置和秸稈綜合利用調(diào)研

1.1 調(diào)研主要內(nèi)容

賈汪區(qū)地處蘇北，屬于江蘇省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要地區(qū)，夏季收小麥9.4萬t，秋季收水稻6.7萬t，農(nóng)作物秸稈資源豐富，城鎮(zhèn)化水平及農(nóng)村居民人均可支配收入與全國平均水平相當(dāng)，具備消納秸稈的能力和潛力。近年來，江蘇省頒布了《江蘇省人民政府關(guān)于全面推進(jìn)農(nóng)作物秸稈綜合利用的意見》、《江蘇省農(nóng)作物秸稈機(jī)械化還田作業(yè)補(bǔ)助政策信息公開指導(dǎo)意見(試行)》等一系列政策，為農(nóng)戶秸稈處置和秸稈綜合利用提供政策保障。筆者對2015年至2019年431戶農(nóng)戶開展調(diào)研和訪談，主要內(nèi)容包括：①農(nóng)戶家庭人口、經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)等基本情況；②農(nóng)戶秸稈處置行為分類；③農(nóng)戶秸稈處置行為意愿和實際情況。調(diào)研共收回有效問卷400份，有效率為92.81%。

1.2 調(diào)研結(jié)果

1.2.1 農(nóng)戶基本情況

男戶主244人，女戶主156人。戶主平均年齡49.98歲，其中70歲及以上2人，占0.50%；60～69歲39人，占9.75%；50～59歲174人，占43.50%；40～49歲129人，占32.25%；30～39歲53人，占13.25%；20～29歲3人，占0.75%。戶主文化程度：文盲或半文盲2人，占0.5%；小學(xué)學(xué)歷48人，占12%；初中學(xué)歷226人，占56.50%；高中學(xué)歷96人，占24%；高中以上學(xué)歷28人，占7%。家庭人口及可支配收入：平均每戶3.73人，工作人口2.34人，戶均可支配收入48 795.90元。耕地及與農(nóng)業(yè)勞動相關(guān)的收入：平均每戶耕地2 293.34 m2，戶均農(nóng)作物年收入減掉成本后，約為12 906.74元，不足戶均可支配收入的26.45%，農(nóng)戶收入主要來源為外出務(wù)工。賈汪區(qū)可綜合利用的秸稈主要為水稻和小麥，水稻和小麥種植情況如表1所示。

表1 賈汪區(qū)農(nóng)戶水稻、小麥種植情況Table 1 Planting situation of rice and wheat in Jiawang District

1.2.2 農(nóng)戶秸稈處置行為分類

根據(jù)國家發(fā)展與改革委員會和農(nóng)村農(nóng)業(yè)部編制的《秸稈綜合利用技術(shù)目錄》，按照技術(shù)類別，將秸稈綜合利用分為肥料化、燃料化、原料化、飼料化和基料化，繼而進(jìn)一步劃分具體的技術(shù)內(nèi)容，分類從產(chǎn)業(yè)角度闡釋了秸稈綜合利用的具體途徑。在此基礎(chǔ)上，筆者從農(nóng)戶視角出發(fā)，根據(jù)調(diào)研將新農(nóng)村農(nóng)戶秸稈處置行為分為3類：一是農(nóng)戶可以將秸稈出售給商家，由商家進(jìn)一步商品化；二是深耕直接還田；三是田間就地焚燒。農(nóng)戶秸稈處置行為分類如圖1所示。

圖1 農(nóng)戶秸稈處置行為分類Fig.1 Classification of straw disposal ways of farmers in new rural area

1.2.3 農(nóng)戶秸稈處置的意愿和現(xiàn)狀

圖2為賈汪區(qū)農(nóng)戶處置秸稈的意愿與實際情況：① 76%以上的農(nóng)戶愿意出售秸稈，實際出售比例從2015年的42.5%增加至2019年的61.25%，呈逐年增加趨勢；②比起還田，農(nóng)戶更愿意直接將秸稈田間焚燒，受經(jīng)濟(jì)處罰約束，秸稈田間焚燒從2014年的21.25%降至2018年的1.25%，但仍屢禁不止；③秸稈實際還田比例先增高、后下降，說明在秸稈綜合利用途徑有限且田間焚燒存在處罰風(fēng)險的情況下，還田是農(nóng)戶在理性人假設(shè)下應(yīng)該作出的選擇。

圖2 賈汪區(qū)農(nóng)戶處置秸稈意愿和實際情況Fig.2 Farmers′ willingness and actual situation of straw disposal in Jiawang District

2 農(nóng)戶秸稈處置行為產(chǎn)生的效益分析

2.1 理論基礎(chǔ)

效益分析屬經(jīng)濟(jì)學(xué)范疇，根據(jù)是否能計入實際成本或支出，可將成本分為顯性成本和隱性成本[14]。對于農(nóng)戶秸稈處置的不同行為，需支付還田增肥成本、還田機(jī)械成本、秸稈田間焚燒處罰成本等以貨幣形式呈現(xiàn)的顯性成本，同時獲得出售秸稈、政府補(bǔ)貼等顯性收益，顯性凈收益會直接影響農(nóng)戶處置秸稈的行為。此外，秸稈處置還會形成隱性收益和隱性成本，農(nóng)戶秸稈處置行為應(yīng)是其綜合考慮顯性凈收益和隱性凈收益后作出的理性選擇。顯性效益、隱性效益對農(nóng)戶秸稈處置行為影響關(guān)系如圖3所示。

圖3 顯性效益、隱性效益對農(nóng)戶秸稈處置行為影響關(guān)系Fig.3 Influence of dominant benefit and recessive benefit on farmers′ straw disposal behavior

2.2 基本假設(shè)

基本假設(shè)：①農(nóng)戶處置秸稈的行為分為田間焚燒、直接還田和出售3種；②當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物一年兩季，取主要農(nóng)作物水稻r和小麥w；③秸稈收集方式為收購方上門收購；④水稻和小麥秸稈收購價格相同，不考慮秸稈收購時間限制和密度差別。

2.3 效益分析方法

農(nóng)戶處置秸稈的收益和成本情況為

Pex=Iex-Cex.

(1)

Phi=Ihi-Chi.

(2)

Pcom=Pex-Phi.

(3)

式中:Pex為處置秸稈的顯性凈收益，元/t；Phi為處置秸稈的隱性凈收益，元/t；Pcom為處置秸稈的綜合凈收益，元/t;Iex為處置秸稈的顯性收益，元/t；Cex為處置秸稈的顯性成本，元/t；Ihi為處置秸稈的隱性收益，元/t；Chi為處置秸稈的隱性成本，元/t。

2.3.1 秸稈田間焚燒效益分析

秸稈田間焚燒農(nóng)戶沒有顯性收益；顯性成本為因田間焚燒而受到的處罰金額Cex1，元/t；隱性收益為田間焚燒后草木灰對農(nóng)作物的增產(chǎn)收益Ihi1，元/t；隱性成本為焚燒后破壞土壤對農(nóng)作物的減產(chǎn)Chi1，元/t。農(nóng)戶秸稈田間焚燒的收益和成本情況：

Cex1=2F·p/G.

(4)

Ihi1=(Ar·Yr·Pr·ki1+Aw·Yw·Pw·ki1)/G.

(5)

Chi1=(Ar·Yr·Pr·kre+Aw·Yw·Pw·kre)/G.

(6)

G=Ar·Yr·kr+Aw·Yw·kw.

(7)

式中:G為秸稈總量，t；F為當(dāng)?shù)靥镩g焚燒秸稈的處罰金額，元；p為被處罰概率，%；Ar為水稻種植面積，m2；Aw為小麥種植面積，m2；Yr為水稻產(chǎn)量，kg/m2；Yw為小麥產(chǎn)量，kg/m2；Pr為水稻出售價格，元/t；Pw為小麥出售價格，元/t；kr為水稻草谷比，kw為小麥谷草比；ki1為草木灰對農(nóng)作物的增產(chǎn)系數(shù)，假設(shè)水稻和小麥一致；kre為焚燒后破壞土壤對農(nóng)作物的減產(chǎn)系數(shù)，假設(shè)水稻和小麥一致。

2.3.2 秸稈還田效益分析

秸稈還田的顯性收益為政府一次性補(bǔ)貼Iex2，元/t；顯性成本一方面為水稻和小麥在高留茬收割作業(yè)后使用大中型秸稈粉碎還田機(jī)多支付的機(jī)械成本Cex2，元/t；同時還存在調(diào)劑土壤碳氮比補(bǔ)增的氮肥成本Cex3，元/t；但是并不是所有的農(nóng)戶都會選擇補(bǔ)施氮肥；隱性收益為秸稈還田后帶來的下茬農(nóng)作物增產(chǎn)，不增肥的隱性收益為Ihi2，元/t；增肥的隱性收益為Ihi3，元/t。假設(shè)秸稈粉碎深耕還田的作業(yè)規(guī)范，不考慮秸稈還田帶來的潛在病蟲害危險，故不存在隱性成本。農(nóng)戶秸稈還田的收益和成本情況：

Iex2=(Con1·MAX(Ar,Aw))/G.

(8)

Cex2=(Con2r·Ar+Con2w·Aw)/G.

(9)

Cex3=(Con3r·Ar·Pf+Con3w·Aw·Pf)/G.

(10)

Ihi2=(Ar·Yr·Pr·kir2+Aw·Yw·Pw·kiw2)/G.

(11)

Ihi3=(Ar·Yr·Pr·kir3+Aw·Yw·Pw·kiw3)/G.

(12)

式中:Con1為秸稈還田政府一次性補(bǔ)貼，元/m2；MAX(Ar,Aw)為取水稻或小麥種植面積較大值，m2；Con2r為水稻還田多支付的機(jī)械成本，元/m2；Con2w小麥還田多支付的機(jī)械成本，元/m2；Con3r為水稻還田多施的氮肥，kg/m2；Con3w小麥還田多施的氮肥，kg/m2；Pf為尿素價格，元/kg；kir2為不增氮肥時，小麥秸稈全量還田對水稻的增產(chǎn)系數(shù)，kiw2為不增氮肥時，水稻秸稈全量還田對小麥的增產(chǎn)系數(shù)，kir3為增氮肥時，小麥秸稈全量還田對水稻的增產(chǎn)系數(shù)，kiw3為增氮肥時，水稻秸稈全量還田對小麥的增產(chǎn)系數(shù)。

2.4 參數(shù)設(shè)定

根據(jù)洪春來等[15-16]對稻麥兩季秸稈全量還田的研究，全量還田對稻麥兩熟地區(qū)增產(chǎn)有一定優(yōu)勢，且小麥秸稈全量還田對水稻增產(chǎn)幅度要顯著大于水稻秸稈全量還田對小麥的增產(chǎn)。當(dāng)?shù)厮炯靶←溵r(nóng)業(yè)特性及經(jīng)濟(jì)參數(shù)如表2和表3所示。

表2 水稻及小麥農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)參數(shù)Table 2 Agricultural economic parameters of rice and wheat

表3 水稻及小麥農(nóng)業(yè)特性參數(shù)Table 3 Agricultural characteristic parameters of rice and wheat

3 結(jié)果與分析

根據(jù)農(nóng)戶秸稈處置行為效益模型、農(nóng)戶還田增肥意愿以及是否有政府補(bǔ)貼，將農(nóng)戶秸稈處置行為分為5種情景。情景A：秸稈田間焚燒；情景B1：增肥、有政府補(bǔ)貼；情景B2：增肥、無政府補(bǔ)貼；情景B3：不增肥、有政府補(bǔ)貼；情景B4：不增肥、無政府補(bǔ)貼。

3.1 不考慮秸稈田間焚燒政府處罰

情景A中，秸稈田間焚燒沒有顯性成本和顯性收益，顯性凈收益為0元/t；焚燒后破壞土壤造成農(nóng)作物減產(chǎn)屬隱性成本，為278.60元/t，草木灰?guī)淼霓r(nóng)作物增產(chǎn)屬隱性收益，為80.15元/t，即隱性凈收益和綜合凈收益均為-198.45元/t。

情景B1～B4收益和成本如圖4所示。

圖4 情景B1～B4收益和成本Fig.4 Benefits and costs of scenario B1～B4

政府補(bǔ)貼屬于顯性收益，為29.91元/t；機(jī)械成本屬顯性成本，為56.71元/t；還田不增肥農(nóng)作物增產(chǎn)屬隱性收益，為23.99元/t；還田增肥農(nóng)作物增產(chǎn)屬隱性收益，為86.05元/t，還田增肥肥料成本為30.45元/t，屬于顯性成本，其綜合效益為55.60元/t，大于還田不增肥的收益23.99元/t，故還田增肥效益優(yōu)于還田不增肥效益。

情景B1～B4顯性凈收益、隱性凈收益和綜合凈收益如圖5所示。只考慮顯性凈收益時，還田4種情景凈收益的為-87.16～-26.80元/t，均低于情景A(秸稈田間焚燒)的凈收益0元/t，這也解釋了為什么秸稈田間焚燒屢禁不止；情景B3(不增肥、有政府補(bǔ)貼)中農(nóng)戶的顯性凈收益最高為-26.80元/t，為農(nóng)戶還田的最優(yōu)選擇；情景B2(增肥、無政府補(bǔ)貼)中農(nóng)戶顯性凈收益最低，為-87.16元/t，這也意味著秸稈綜合利用企業(yè)收購秸稈的價格最高為87.16元/t，遠(yuǎn)低于當(dāng)?shù)?50～250元/t的收購價格。

圖5 情景B1～B4顯性凈收益、隱性凈收益和綜合凈收益Fig.5 Dominant net income,recessive net income and comprehensive net income of scenario B1～B4

引入隱性凈收益后，情景B1～B4的綜合凈收益為-32.72元/t至28.81元/t，遠(yuǎn)大于情景A的綜合凈收益-198.45元/t，此時農(nóng)戶會優(yōu)先選擇秸稈還田而非田間焚燒；其中情景B1中綜合凈收益最高為28.81元/t，農(nóng)戶實現(xiàn)了盈利；情景B2和B3中農(nóng)戶基本可以做到收支平衡。

3.2 考慮秸稈田間焚燒政府處罰

政府對農(nóng)戶秸稈田間焚燒的處罰力度也會影響農(nóng)戶處置秸稈的行為。江蘇省對秸稈田間焚燒的一次性處罰金額F至少為1 000元，根據(jù)情節(jié)嚴(yán)重情況會上浮動，同時還有可能受到行政拘留處罰。當(dāng)F=1 000元時，5種情景的顯性凈收益關(guān)系如圖6所示。

圖6 F=1 000時，顯性凈收益模式下5種情景的關(guān)系Fig.6 When F=1 000,the relationship between five scenarios under the explicit net income model

當(dāng)被處罰概率增加到3.74%時，秸稈田間焚燒凈收益開始低于情景B3凈收益-26.80元/t，農(nóng)戶開始會選擇采取情景B3方式還田；當(dāng)處罰概率增加至12.17%時，秸稈田間焚燒凈收益開始低于最不利情景B2凈收益-87.16元/t，可以杜絕秸稈田間焚燒。當(dāng)p取平均處罰概率3.67%(較低)時，5種情景的顯性凈收益關(guān)系如圖7所示。

圖7 p=3.67%，顯性凈收益模式下5種情景的關(guān)系Fig.7 When p=3.67%,the relationship between five scenarios under the explicit net income model

當(dāng)處罰金額增加到1 019.07元時，農(nóng)戶開始選擇采取情景B3方式還田；當(dāng)處罰金額增加至3 314.71元，其凈收益開始低于最不利情景B2的凈收益為-87.16元/t，可以杜絕秸稈田間焚燒。故在只考慮顯性凈收益時，政府對秸稈焚燒的處罰力度會影響農(nóng)戶處置秸稈行為。

而在綜合凈收益模式下，農(nóng)戶選擇秸稈田間焚燒至少損失-198.45元/t，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于秸稈還田-32.72～28.81元/t，此時政府對秸稈焚燒的處罰力度對農(nóng)戶處置秸稈行為不會產(chǎn)生直接影響。

3.3 情景B1單因素分析

在綜合凈收益模式下，情景B1(增肥、有政府補(bǔ)貼)為農(nóng)戶的最優(yōu)選擇，故以情景B1進(jìn)行單因素分析。情景B1下綜合凈收益敏感性分析如圖8所示。政府補(bǔ)貼和還田增產(chǎn)為正向因素，敏感系數(shù)分別為1.04和2.99，機(jī)械成本、增肥成本為反向因素，敏感系數(shù)分別為-1.97和-1.06。

圖8 情景B1下綜合凈收益敏感性分析Fig.8 Sensitivity analysis of comprehensive net income under scenario B1

根據(jù)式(7)和式(11)，還田增產(chǎn)收益與農(nóng)作物出售價格和增肥增產(chǎn)系數(shù)成正向關(guān)系，與對應(yīng)農(nóng)作物草谷比成負(fù)相關(guān)系，同時與水稻和小麥種植比例、是否增肥有關(guān)。農(nóng)作物草谷比、增產(chǎn)系數(shù)、農(nóng)作物價格、肥料價格、水稻和小麥種植結(jié)構(gòu)基本為穩(wěn)定值，波動較小。故加強(qiáng)農(nóng)戶對秸稈增肥還田可以增加55.60元/t盈利和還田不增肥可以增加23.99元/t盈利的認(rèn)識，比提高農(nóng)作物出售價格、增肥增產(chǎn)系數(shù)等更加重要。

機(jī)械成本主要與當(dāng)?shù)剞r(nóng)用機(jī)械使用價格、機(jī)械燃料價格、人力成本相關(guān)等因素耦合相關(guān)，雖然會有波動，但是已趨于市場穩(wěn)定，可變化空間不大。

政府補(bǔ)貼方面，在只考慮顯性凈收益時，政府補(bǔ)貼至少從29.91元/t提高至56.71元/t，情景B1～B4中只有情景B3才開始盈利。但是在綜合考慮隱性凈收益時，政府補(bǔ)貼只要從29.91元/t提高至32.72元/t，情景B1～B4均可實現(xiàn)盈利。

4 結(jié) 論

(1)只考慮顯性凈收益時，秸稈田間焚燒凈收益為0元/t，大于情景B1～B4，農(nóng)戶優(yōu)先選擇秸稈田間焚燒。情景B3(不增肥、有政府補(bǔ)貼)凈收益為-26.80元/t，為農(nóng)戶還田的最優(yōu)選擇；情景B2(增肥、無政府補(bǔ)貼)決定了秸稈收購的最高價格為87.16元/t，為降低秸稈綜合利用收購成本提供了定量依據(jù)。增加政府處罰概率和力度可有效降低農(nóng)戶選擇秸稈田間焚燒的行為。

(2)引入隱性效益后，田間焚燒至少農(nóng)戶損失-198.45元/t，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于情景B1至B4，農(nóng)戶優(yōu)先選擇還田，政府查處秸稈田間焚燒的力度不會影響農(nóng)戶秸稈處置行為。還田增肥效益優(yōu)于還田不增肥效益，情景B1(增肥、有政府補(bǔ)貼)綜合凈收益最高為28.81元/t，是農(nóng)戶的最優(yōu)選擇。

(3)對情景B1進(jìn)行單因素分析，政府補(bǔ)貼和還田增產(chǎn)為正向因素，敏感系數(shù)為1.04和2.99，機(jī)械成本、增肥成本為反向因素，敏感系數(shù)分別為-1.97和-1.06，影響作用依次為還田增產(chǎn)、機(jī)械成本、增肥成本和政府補(bǔ)貼。