坝上农村地区生物质采暖影响因素分析

王欣荣rhdvlfqi 2023-06-23 发布于北京

展开全文

采暖信息平台 2023-06-23 09:35

0 引言

随着农村地区经济蓬勃发展，居民生活水平不断提高，对生活环境的关注与日俱增。传统的散煤采暖方式由于污染物排放较高，在多地被禁止使用[1]。新型采暖方式如空气源热泵[2]、燃气壁挂炉 [3]受到多地政府的青睐。

坝上地区位于华北平原与内蒙古高原的交接地带，平均海拔高达1486 m。天然气供给困难且成本较高[4]。加之我国北方地区贫油少气的资源禀赋[5]，在坝上地区推广燃气壁挂炉采暖并不适宜[6]。另外，考虑到坝上地区冬季严寒漫长[7]，空气源热泵在低温环境下容易结霜和机组效率大大降低[8]，所以以空气源热泵为主的电采暖在坝上地区可行性较差。但是，坝上农村地区人口密度小、秸秆资源丰富[9]，将秸秆成型后用于农户采暖，具有明显的经济效益、环境效益和社会效益[10-13]。因此，对于坝上农村地区来说，生物质压块采暖是一条可行的清洁取暖道路[14]。然而目前生物质压块采暖推广情况不容乐观。

为探寻坝上农村地区生物质压块采暖推广过程中的主要影响因素。本文以张北县为例，采用客观调查方式对被调查者的个人基本情况、家庭基本情况、对取暖认知情况、对政策认知情况共计14 个因素进行调查，然后建立Logistic 回归模型进行数据分析。研究结果为坝上地区生物质压块采暖的推广提供一定理论基础。

1 方法

1.1 选址

张北县位于河北省西北部，内蒙古高原南缘，平均海拔高度为 1400 m，冬季严寒漫长，平均气温为-11.7 ℃。全县总面积 4185 平方公里，其中农业土地252 万亩，占40.1%。林地面积183 万亩，占29.1%。牧用面积112 万亩，占17.8%。拥有丰富的秸秆、废弃林木枝叶等生物质资源，属于典型的坝上地区。

1.2 客观调查

课题组成员查阅大量文献，精心设计调查问卷内容，力求从多方面反映生物质成型燃料采暖的影响因素。本次调查问卷共设计15 道题，涉及四部分内容：1）被调查者的个人基本情况。2 ）被调查者家庭基本情况。3）被调查者对取暖认知情况。4）被调查者对政策认知情况。调查对象为张北县农村常住农户，调查时间为2019 年10月-12月，调查方式为入户调查。

1.3 模型建立

Logistic 回归模型是一种概率模型，主要应用于研究个体主观意愿、决策与多个影响因素之间关系的多变量统计问题中[15]，自变量可以是分类变量也可以是连续变量，因变量是分类变量，可以是二分类也可以是多分类。

农民是否愿意使用新型生物质取暖设备，结果只有两种：愿意和不愿意。针对这种0-1 型因变量的问题，本研究选择二元Logistic 回归分析。设因变量为y，其中y=1 表示农民愿意使用生物质取暖设备，y=0 表示农民不愿意使用生物质取暖设备。

农民愿意使用新型生物质取暖设备的概率记为p，则不愿意使用新型生物质取暖设备的概率记为1-p，p/(1-p)表示农民愿意使用生物质取暖设备与不愿意使用生物质取暖设备的概率之比，在本研究中定义为农户希望使用生物质采暖的机会比例，记为odds(比数、优势)。

由于0-1 型因变量的目标概率取值范围限制在[0,1]区间内，但是回归方程的因变量取值却落在实数集中，这是不能接受的。所以需将目标概率做 Logit 变换，使因变量的取值区间变成整个实数集。目标概率Logit 变换如式（1）所示。

设Xi(i=1,2,…,k)为自变量，Logistic 回归模型是建立 ln(p/(1-p))与自变量的线性回归关系，具体如式（2）所示。

式中：Xi(i=1,2,…,k)表示影响农民使用生物质取暖设备意愿的第i个解释变量，可在任意范围内取值。βi为斜率，表示解释变量对农户是否想要使用生物质采暖意愿的影响程度。

1.4 变量选取

选取被调查者的个人基本情况、家庭基本情况、对取暖认知情况、对政策认知情况4 类共计14 个因素作为自变量，如表 1 所示。

表1 自变量的选取

2 结果与分析

2.1 调研结果

共发放问卷1023 份，删除漏答问卷，回收有效问卷共计1010 份，问卷有效率为98.72%。样本地区分布如图1 所示，涵盖张北县九个乡镇，调查对象样本的男女比例为500:510，接近1:1；样本年龄分布如图2 所示，整体呈正态分布。

图1 样本地区分布

图2 样本年龄分布

本次调研结果中，共有 673 名（63.1%）农户愿意使用新型生物质取暖设备，373 名（36.9%）农户不愿意使用新型生物质取暖设备，具体样本特征如表2 所示。

2.2 共线性检验

数据分析使用权威社会统计分析软件 SPSS25.0。考虑到自变量较多，且自变量之间可能存在多重共线性[16]。为此，首先对自变量进行多重共线性检验，检验结果如表3 所示。

由表3 可知，容差最小值为0.117，大于 0.1。方差膨胀因子（VIF）最大值为 8.564，小于 10，且大部分因子的VIF 值接近于1，这表明自变量的独立信息较多，自变量之间的多重共线性较弱，满足回归要求，不需要删除变量。

2.3 回归结果

二元Logistic 回归分析采用的方法为Enter 方式，所有的自变量都进入Logistic 回归方程，霍斯默—莱梅肖检验结果如表4 所示。

表4 霍斯默—莱梅肖检验

根据表 4 可知该模型霍斯默-莱梅肖检验的 Sig值为 0.993 远远大于校验水准（即0.993＞0.05），认为当前数据中的信息已经被充分提取，模型拟合优度较高，回归结果可靠。

农民采用生物质成型燃料采暖影响因素结果如表5 所示。

表5 生物质采暖意愿影响因素

2.4 回归结果分析

变量的显著性检验：显著性概率的值代表变量对模型显著影响的大小。本次结果分析中 Sig 采用两种取值：

0.01 和0.05。如果 Sig＜0.01，说明是对该模型有显著影响的因子。如果 0.01＜Sig＜0.05，说明是对该模型有较弱的显著影响的因子。如果Sig＞0.05，说明该因子对于模型影响不显著。

2.4.1 个人基本情况对农户使用生物质压块采暖意愿的影响

个人基本情况包括性别、年龄、受教育水平、白天在家时长，这4 个因素中“受教育水平”因子在 1%水平上通过了显著性检验，且回归系数为正，这说明受教育水平对使用生物质压块采暖方式的意愿起到显著正相关作用。较高的受教育程度和文化水平不仅能在一定程度上提高农民对环保节能的认知水平，同时也能提高他们对新技术的理解能力和接受程度，对新技术的好奇程度也会促使他们主动搜集资料去了解生物质压块采暖方式，因此他们更愿意尝试使用新型生物质能源取暖方式。而其它3 个因素的影响并不显著，但根据表 5 可知，性别的回归系数为负，白天在家时长的回归系数为正，说明女性用户更愿意使用新型生物质取暖方式，这可能因为在北方的农村女性普遍承担起“家庭主妇”的角色，相比于在外务工的男性她们在家的时间更长，对在家做饭、冬季取暖体验更深，因此对取暖方面关注度更高，期待着新型生物质能源对现在的取暖情况进行改善。

2.4.2 家庭基本情况对农户使用生物质压块采暖意愿的影响

家庭基本情况包括家庭耕地面积、主要务农人数、家庭人员组成特征、农业是否为家庭收入主要来源、取暖费期望值、取暖费占家庭年收入的百分比以及取暖面积。

家庭耕地面积在 5%水平上通过了显著性检验，且回归系数为正，对使用生物质压块采暖的意愿起到显著正相关作用。这主要考虑到了耕地面积越大，会产生越多的废弃秸秆，频繁的秸秆还田不利于农作物生长，而如果对秸秆进行焚烧处理的话，会造成能源利用率低下、严重污染空气质量、严重破坏耕地质量等危害，因此农户更希望有一种合适的秸秆处理方式。采用生物质压块采暖方式，不仅可以解决以上问题，还可将秸秆应用到冬季供暖中去，大大减少农民冬季供暖的成本，所以家庭耕地面积多的农户愿意使用新型生物质压块采暖。

家庭主要务农人数在5%水平上通过了显著性检验，且回归系数为正，对使用生物质压块采暖的意愿起到显著正相关作用。这是因为务农人数越多，劳动力越多，用于处理秸秆的精力也越多，从而每年秋收后可以收集到充足的秸秆供冬季取暖使用，所以务农人员多的家庭更愿意采用生物质压块采暖方式。

农业是否为家庭收入主要来源在 1%的水平上通过了显著性检验，且回归系数为正，对使用生物质压块采暖方式的意愿起到显著正相关作用。因为农业收入越多，家庭耕地越大，产生的秸秆等生物质能源越多，该家庭采取生物质能源的意愿越强烈。

取暖费占家庭年收入的百分比在 1%的水平上通过了显著性检验，且回归系数为正，对使用生物质成型取暖方式意愿起到显著正相关作用。这是因为对于家庭收入较低的农户来说，现阶段的取暖费用是一笔不小的开销，因此他们更希望用自家种植的秸秆来进行冬季采暖，减少燃料购买开支，期待以最小的成本获取最高的效益，更愿意使用生物质压块采暖的方式。家庭人员组成特征、取暖面积对使用生物质压块取暖方式意愿起到非显著正相关作用，取暖费期望值对使用生物质压块取暖方式意愿起到非显著负相关作用。因此，耕地面积越大、取暖期望值越低、取暖费用占家庭收入的百分比越高、取暖面积越大、农业为主要收入来源的农户使用生物质压块采暖的意愿越强，这符合农户是“经济人”的特征，普遍倾向于使用更加便宜的供暖能源。

2.4.3 取暖认知情况对农户使用生物质压块采暖意愿的影响

取暖认知情况包括对生物质压块取暖方式的了解程度、对现阶段非生物取暖方式的整体满意度。对生物质压块取暖方式的了解程度和对现阶段非生物取暖方式的满意程度在 1%的水平上通过了显著性检验，且回归系数为正，这说明，越了解生物质压块采暖方式的农户、对现阶段的非生物取暖方式越不满意的农户对生物质压块取暖方式的期待越高。然上述调研统计分析显示，只有29.0%的农户对生物质压块取暖技术有一定的了解，他们了解到作物秸秆可以变废为宝，成为可燃性粒装燃料并作为生物质压块取暖的原料用于冬季取暖。而大多数农民对于秸秆的利用意识不是很强，他们的传统观念仍然驱使他们就地焚烧秸秆。有78.1%的农户对现阶段非生物取暖方式并不满意，冬天由于天气寒冷，大家习惯关闭门窗，这会造成室内通风不良，而现阶段北方许多农村地区仍然采用燃蜂窝煤、秸秆、木板等方式取暖，容易造成一氧化碳中毒，存在很大的安全隐患，导致很多农户家庭对现阶段的取暖方式感到不满。针对目前情况，政府若要推广生物质压块取暖方式的使用，应加强对农村地区有关生物质压块取暖方式的使用、安全性以及各种优点的普及，使农户在诸多取暖方式中选择生物质压块取暖。

2.4.4 政策认知情况对农户使用生物质压块采暖意愿的影响

禁止秸秆燃烧困扰程度因素在 1%的水平上通过了显著性检验，且回归系数为正，说明该因素对农户使用新型生物质取暖方式意愿起到显著正相关作用。这是因为有关政府部门对焚烧秸秆行为进行严厉打击，农户就地焚烧秸秆的行为越少，会更倾向于将其用于采暖。