基于PCE模型的农户对面源污染减排支付意愿的实证分析
——以三峡库区重庆段调查为例

肖新成，倪九派，谢德体

（1.西南大学资源环境学院，重庆 400715；2.宜春学院经济管理学院，江西宜春 336000）

基于PCE模型的农户对面源污染减排支付意愿的实证分析
——以三峡库区重庆段调查为例

肖新成1，2，倪九派1，谢德体1

（1.西南大学资源环境学院，重庆 400715；2.宜春学院经济管理学院，江西宜春 336000）

农户是农业面源污染的主体，让他们参与面源污染的控制并承担一部分管理成本是减缓农业面源污染问题的一项重要举措。通过对三峡库区重庆段农户的调查，运用PCE半参数模型实证分析了库区农户的面源污染减排支付意愿与影响因素。结果表明：农户对面源污染减排的平均支付意愿为295.05元／hm2，与农业面源污染减排支付意愿存在正向关系且影响较大的变量有教育程度、是否了解面源污染及来源、农业化学用品投入资金和对面源污染后果、对面源污染减排的态度。因此，政府在设计面源污染减排政策时要充分发挥农户的作用，注重提高农户的教育水平，强化农户对面源污染的认知，减少农药和化肥的施用，提高农户的环境保护意识与社会责任感。

面源污染；PCE模型；支付意愿；三峡库区

1 农业面源污染现状

改革开放以来，我国的农业发展取得了举世瞩目的成就，这得益于以增产为核心农业发展战略的实施和农业集约化程度的提高。高产、优质、高效的农业发展方针在保障国家粮食安全、促进农民增收的同时也加大了种植业生产中农药、化肥、农膜的大量投入，在一定程度上加剧了农民的污染行为，导致了河流、湖泊等水体氮磷富氧化程度提高。

根据第一次全国污染普查公报，2007年全国农业源的化学需氧量（COD）排放达到1 324.09万t，占全国排放总量的43.7%，农业源TN和TP分别为270.46万t和28.47万t，占全国排放总量的57.2%和67.4%［1］。在三峡库区重庆段，农业面源污染的主要污染物是TP和TN，贡献率分别为40.08%和36.83%［2］。这些数字说明农业和农村环境污染将成为下一步控制的关键。

为了缓解整体减排的压力，减缓农业面源污染，近年来，农业部与相关部门在一些流域开展了农业面源污染监测与防治工作，如在太湖流域宜兴大浦镇建成了稻田减量－拦截一体化技术示范区；在三峡库区王家沟小流域和马岭村建成旱坡地、水田系统和消落带三重拦截与消纳农业面源污染示范基地以及紫色土坡耕地氮磷减控施肥关键技术；在滇池流域牧羊村开展生物工程和氮磷流失控制技术示范区；在密云水库太师屯镇建立了坡耕地立体防空基地［3］。这些技术措施的推进，对控制流域农业面源污染起到了良好的效果。然而在我国，控制面源污染的技术推广还处于小范围的试点阶段，资金的投入全部来源于政府。若要大面积、全流域的推广，资金匮乏是一个重要的瓶颈。由于农业面源污染主要来源于农户的农业生产活动和日常生活行为。农户既是农业面源污染的外部性施体，同时也是农业面源污染控制与管理的关键因素。从降低面源污染监管费用的角度而言，如果能够接受农户成为管理者中的重要成员，让他们也能积极参与到相关的工作上来，分担一部分控制与管理成本（如征收合理的农用化学品投入指导费和化肥农药税、规模畜禽养殖户的排污费、测土配方施肥技术服务费、农户垃圾集中处理费等），是减缓农业面源污染的重要举措。为此，就要确定合理的面源污染减排费的标准，弄清农户对面源污染减排的支付意愿（WTP）和影响支付意愿的因素，并针对这些因素，设法改善他们的支付意愿，那么面源污染的减排就能收到事半功倍的效果。

本文通过对三峡库区重庆段种植业农户的实地调查，获取库区种植业面源污染的农户支付意愿数据，并运用半参数PCE模型，定量评价农户面源污染减排支付意愿及影响因素进行分析，以期为库区面源污染减排工作和居民水源保护提供决策依据。

2 研究进展

农业面源污染引起政策制定者、环境、经济学家们的广泛关注。在有关农业面源污染减排的农户支付意愿影响因素的研究中，多数学者选用Logit模型进行分析，该模型是对农户是否愿意支付做出二元选择，对分析农户不同支付意愿水平的多元量化和比较方面存在一定局限性。国内外学者农业面源污染减排的农户支付意愿与支付资金数量问题研究并不多见。

Imandoust等［4］（2007）运用CVM方法对印度Pavana流域居民的调查表明每个家庭每月平均支付意愿是17.6卢比；Hao［5］（2007）运用组合的2个主要条件价值评估法，对中国南四湖流域居民进行了调查，结果显示：有76.1%受访者选择了愿意支付年收入的一定数额用于改善流域水质，平均每户的年支付意愿的中位数是50元；刘岩等［6］（2003）对滇池流域的调查结果表明约74.6%的被调查者愿意为滇池农业非点源污染治理技术支付一定的费用，通过对有支付意愿的农户总数进行双变量回归分析得出平均每户年支付意愿为37元。刘光栋等［7］（2004）应用假设市场价值评估法调查了华北高产农业区公众对防治农业面源污染地下水所需费用，有76%的人对污染现状的改善和治理持积极态度，人均支付意愿为22.8元。赵磊等［8］（2005）对无锡市大浦镇14个行政村的调查中，66.8%的受访者表达了数额不等的支付意愿，应用CVM方法核算有支付意愿受访人的平均支付意愿为35.7元，全部受访人的平均支付意愿为20.1元。梁爽等［9］（2005）利用密云水库周边实地调查的数据，通过Logistic回归模型对农户环保支付意愿的分析表明，59%的农户没有支付意愿，有支付意愿的农户年支付额平均只有11.16元。冯庆等［10］（2008）以北京市密云水库为例，采用环境保护意愿价值评估法，调查表明77.7%的农户愿意为保护饮用水源支付一定的金额，农户的平均支付意愿是16.10元。杨小山等［11］（2010）以福建省农户为对象进行问卷调查，分析农户农药污染税支付愿意，回答愿意支付占比52.38%。郑海霞等［12］（2010）利用Ordered Probit模型和Binary Prob it模型分别分析了金华江流域的居民最大支付意愿，结果显示：有78.4%的居民家庭具有支付愿意，平均最大支付意愿为24.87元／（户·月）。唐学玉等［13］（2012）采用Tobit模型估计了江苏省安全农产品生产户一次性愿意支付的农业面源污染防控金额现值为250 603.92万元。

总体上来说，农业面源污染的农户支付意愿的研究尚处于探索阶段，对农户面源污染的支付意愿调查的是人均资金数量，忽视了农户的种植与养殖规模。研究方法也较为单一，基本上是采用CVM方法并结合Logit参数模型进行估计，而该模型需要事先假定支付意愿的分布类型。由于本文调查方法无需事先确定支付意愿的分布类型，生存分析中的PCE半参数模型能够满足无需事先确定的分布类型，因此选用此方法。

3 研究方法与样本数据搜集

3.1 研究方法

分段常数指数模型（PCE）属于半参数模型。我们借鉴陈泽育等［14］（2008）农业保险支付意愿测算方法，定义农户农业面源污染支付意愿的随机变量为Y，概率密度函数为f（y），分布函数为F（Y），则生存函数为

S（y）＝Prob（Y≥y）＝1－F（Y） 。（1）式中S（y）为农户在y价格水平上愿意支付的农业面源污染减排的概率。

PCE模型的关键在于风险函数的设定。假定风险函数H（y）是在y水平上的面源污染减排的农户支付意愿，则在y到y＋Δy这一非常小的区间内农户不愿意接受面源污染减排的条件概率极限为

PCE半参数模型可以表示为

式中：x为协变量或影响因素，即影响农户面源污染减排支付意愿的指标；H（y，x，β）是风险函数，近似的表示具有y支付意愿的农户在y支付意愿后一个单位支付意愿的概率；β为影响因素变量的回归系数，需要样本资料作出估计。由式（3）和式（4）可以得到关于某一具体投标值yi的生存函数，即

当农户面源污染减排的支付意愿在第i个区间［yi－1，yi）时，其生存概率为

农户面源污染减排的支付意愿在第i个区间的风险函数为

在此，我们可以定义Ij为农户j的面源污染减排支付意愿所在区间，所以当农户的支付意愿在［yi－1，yi）时，Ij＝i，i＝1，2，3，…，n。结合式（4），似然函数为

相应的对数似然函数为

结合式（6），可将式（8）变换为

定义一个标识量为Vij，当i＝Ij且Cj＝1时，Vij＝1，否则Vij＝0，经过推导得

其中

3.2 变量的选取与样本数据的搜集

本文采用的调查方法不是直接获取农户支付意愿的具体数值，而是设定的区间。支付意愿区间的设定是根据重庆市2011年统计年鉴数据种植业收入计算所得。2010年种植业收入为平均181 057元／hm2，以该数据的2%确定为中点，采用双向辐射法向2个方向延伸确定，先询问48元以上的，受访者认为高则降低到下一个区间，支付区间见表1。根据PCE模型的原理，我们将受访者支付意愿区间作为因变量。在进行支付意愿调查前，调查人员首先向受访查者宣讲有关农业面源污染的来源与生态环境重要性的相关知识，然后询问了农户改善农村卫生环境、保护库区水质支付一定费用的态度。在572份有效问卷中，有15.6%的受访者明确表示不愿意支付；41.1%农户表示愿意或非常愿意支付，其余43.3%的农户选择了从众及听从相关文件的指示，说明这一部分农户还是具有一定的支付意愿。显然，多数农户仍有明显的依赖于政府的倾向。由于有15.6%的农户（89个样本）不愿意支付，因此，在实证分析中仅对支付意愿大于零的483个农户的数据作出分析，根据支付意愿区间的中位数，可以粗略的估计三峡库区重庆段的农业面源污染的愿意支付者的平均支付意愿值为270.45元／hm2，如果考虑全部样本平均支付意愿则为228.3元／hm2。

表1 农户农业面源污染减排的支付意愿Table 1 Farmers’w illingness to pay for agricultural non point source pollution reduction

依据国内外的实证研究经验，我们选取了户主特征、农户经济状况、农户对面源污染的认知与农户对面源污染采取的态度共4组15个变量来反映影响农户农业面源污染减排支付意愿的因素，各个变量的含义描述性统计分析见表2。

4 实证结果分析与支付意愿测算

4.1 实证结果分析

通过Stata10统计软件，对调查数据进行运用半参数PCE模型进行检验，所得结果见表3。结果显示：

（1）户主特征变量组下，性别变量在10%的置信水平显著，回归系数是－0.17，说明性别对面源污染支付意愿微弱的正向影响，男性的支付意愿要高于女性，这在统计调查中在农村也有所反映。在以种植业为主的农村家庭，男性是主要的劳动力，与女性相比更熟悉农业生产活动中农业技术指导（如测土配方、合理施肥）的重要性，其支付意愿具有较强的参考性。

（2）年龄变量在5%的置信水平显著，回归系数是0.071，说明年龄对面源污染减排支付意愿有一定的负向影响，其原因可能在于随着年龄的增大，他们在农业生产中更相信自己对地块的肥力了解，自己对农田病虫防治具有一定的经验，认为自己的生产活动就是在减少化肥与农药的使用，因而不愿意支付过多费用。

（3）教育程度变量在1%的置信水平上显著，回归系数是－0.305，可见受教育水平的高低对支付意愿具有较强的正向影响。一方面，农户教育水平的提高使他们在生产活动中具有较强的环保意识，对购买过多的农药和化肥征税他们能够理解；另一方面，文化程度的提高使他们更相信科学种田，对农业技术服务的有偿使用采取支持的态度。

（4）耕地质量在5%的置信水平显著，回归系数是0.011，说明耕地质量高与农户的支付意愿负相关，质量高的耕地，不需要过多的投入，就会有较高的产量，农户的支付意愿也会低。家庭劳动力人数对支付意愿的影响不显著，可能的解释是劳动力的投入数量与农户种植规模的大小有关，与农户是否愿意采纳技术和减少农药化肥的施用关系不是很密切。农业生产状况变量组下，家庭年人均纯收入对支付意愿的影响不显著，可能是农户对收入情况比较敏感，对真实数据有所回避，在原始数据的收集中也能看出偏差较大，影响了结果的分析。

表2 解释变量的说明与描述性统计Table 2 Description of the exp lanatory variables and descriptive statistics

表3 半参数PCE生存函数模型回归结果Table 3 Regression results of the survival function of sem i parametric PCE

（5）主要收入来源和农业化学用品投入资金都在1%的置信水平上显著，回归系数分别是－0.061和－0.195，表明收入来源对支付意愿具有一定的正向影响。依赖于农业收入的农户和农业化学用品投入资金高的农户，他们更注重土地效率的提高，对生产成本的降低有一定的需求，在收入不受影响的情况下，愿意支付技术服务费和减少农药化肥使用量。

（6）在面源污染认知变量组下，对流域水环境的评价、是否了解面源污染及来源、对面源污染后果的认知分别在5%，10%和1%的置信水平上显著，且回归系数为0.137，－0.263和－0.171，说明农户对水环境的质量认知度越低、对污染来源越了解、对污染产生的后果认知度高，就越容易接受环境友好型的农业服务与技术。

（7）对农业科技服务对污染减排作用的认知在1%的置信水平上显著，回归系数为－0.001，影响作用较小，两者之间存在微弱的正向关系，合理的解释是农户认为技术服务人员的专业能力可能不如自己长期积累的经验，对技术培训的愿望不强，因此，引导农户改变对技术人员的认知是关键。

（8）在农户对面源污染态度组下，农户对流域污染的关注程度和对面源污染减排的态度都在5%的置信水平显著，回归系数分别是－0.053和－0.159，与面源污染支付意愿有正向影响，说明农户对流域污染的关注程度越高和污染减排意愿越强，他们的支付意愿越高。

（9）对流域水质保护的态度在10%的置信水平显著，回归系数是－0.008，影响作用较小。从调查统计结果中可见，农户也认为改善水质应该依赖于政府，这也是引致该变量对支付意愿影响较小的原因。

4.2 对支付意愿的测算

表3中的γ1至γ6为回归系数，是基线风险率在对应支付意愿区间上积分的对数值，由式（11）得

根据式（12），我们可以测算每个支付意愿区间内的基线风险率，y在［0，8）之间时，珚H1＝0.229 8；y在［8，16）之间时，珚H2＝0.184 8；y在［16，24）之间时，珚H3＝0.122 9；y在［24，32）之间时，珚H4＝0.235 4；y在［32，40）之间时，珚H4＝0.277；y在［40，48）之间时，珚H6＝0.298 8。

表4 生存函数具体投标值Table 4Specific tender values of survival functions

5 结论与建议

根据以上实证研究结果，我们得出三峡库区重庆段的农户面源污染减排的平均支付意愿是295.05元／hm2，与农业面源污染减排支付意愿存在正向关系，且影响较大的变量有教育程度、是否了解面源污染及来源、农业化学用品投入资金和对面源污染后果、对面源污染减排的态度。

污染者付费原则是环境经济政策的一个具体体现，农户是流域面源污染的直接排放者，他们的参与是解决农业面源污染问题的一条重要途径，也是在新时期我国农业面源污染管理创新的重要内容之一。然而，即使到今天，很多农民也基本意识不到自己的环境不友好行为，致使流域水污染治理的公众参与性严重不足。因此，政府在设计面源污染减排政策时要充分发挥农户的作用，加强农户对面源污染的认知，让农户更加了解面源污染的来源与产生的后果。

同时也要注重提高农户的教育水平，普及农业生产培训。提高农户整体的文化水平是一项长期而艰巨的任务，短期来讲，可以通过普及农业生产培训来提高农户对现代化农业生产的认知程度。一方面让农户准确了解科技支农的重要性，提高技术的收益预期；另一方面要使农户了解农药化肥过量施用会造成土壤破坏、产量降低和环境污染的后果，使其形成正确的环境评价，减少农药和化肥的施用，提高农户的环境保护意识与社会责任感。培训如果能更加有针对性地面向农户家庭中的男性，可能会收到更好的效果。

在调查中涉及对流域水质保护的态度时，农户有过多依赖于政府的倾向，因而要靠农户自发地接受教育或参与面源污染减排、养成环境友好型的农业生产方式是不太现实的，在这一过程中，政府还需在面源污染减排中扮演主导型的角色。

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（编辑：赵卫兵）

Empirical Analysis of Farmers’W illingness to Pay for Non point Source Pollution Reduction by PCE M odel：Case Study on Filed Investigation in Chongqing of Three Gorges Reservoir Area

XIAO Xin cheng1，2，NIJiu pai1，XIE De ti1
（1.College of Resources and Environment，Southwest University，Chongqing 400715，China；2.School of Economics and Management，Yichun University，Yichun 336000，China）

Farmer is the major subject of agricultural non point source pollution.Their participation in nonpoint source pollution control and undertaking partof themanagement cost is one of themosteffective ways to reduce ag ricultural non point source pollution.According to surveys on farmers in Chongqing of the Three Gorges Reservoir area，we employed PCE semi parametric model to make an empirical analysis on farmers’willingness to pay for non point source pollution reduction and its influencing factors.Results show that the average of farmers’willing ness to pay for non point source pollution reduction is 295.05 yuan／hm2.The positive influencing factors include farmers’education level，their understanding of non point source pollution and its sources，their investment in agri cultural chemical products and their attitudes towards the consequences and the reduction of nonpoint source pollu tion.Therefore，when designing non point source pollution reduction policies，the government should focus on im proving farmers’education level，strengthening farmers’knowledge about nonpoint source pollution，reducing pes ticides and chemical fertilizer and increasing farmers’awareness of environmental protection and social responsibili ty.

non point source pollution；piecewise constant exponentialmodel；willingness to pay；Three Gorges Reservoir area

F323.22

A

1001－5485（2013）12－0007－07

10.3969／j.issn.1001－5485.2013.12.002 2013，30（12）：7－13

2012－11－13；

2013－01－04

国家科技支撑计划项目（2012BAD15B04－003）

肖新成（1973－），男，湖北汉川人，副教授，博士，研究方向为土地资源与环境经济，（电话）18883246916（电子信箱）xxc2002416＠126.com。

谢德体（1957－），男，四川开江人，教授，博士，主要研究方向为农业资源环境，（电话）023－68250102（电子信箱）xdt＠swu.edu.cn。