CVM投标值子样本量对耕地保护外部性测度结果精度的影响分析

王坤鹏, 牛海鹏,2,*



CVM投标值子样本量对耕地保护外部性测度结果精度的影响分析

王坤鹏1, 牛海鹏1,2,*

1. 河南理工大学测绘与国土信息工程学院，焦作 454000 2. 河南理工大学土地经济与城乡发展研究中心，焦作 454000

基于二分式CVM视角, 剖析不同样本方案下各投标值子样本量对耕地保护外部性测度结果精度的影响, 有助于耕地保护补偿机制的科学制定。结果表明: (1)二分式CVM不同样本方案的总样本量及各投标值的子样本量与研究结果的精度影响密切, 在其他条件一定的前提下, 样本方案投标值子样本量的增加或减少, 双边界二分式估值结果较单边界二分式估值结果更敏感; (2)当各投标值子样本量大于30 份时, 对双边界二分式居民耕地保护支付意愿估计值的影响越来越小, 且估计值逐渐趋于稳定; (3)在二分式CVM研究中, 当以估值结果为参考值时, 其各投标值子样本量至少应大于30 份, 双边界二分式引导技术下估计量的统计效率相对较高, 此条件下耕地保护外部性区间值可作为相关部门制定焦作市耕地保护经济补偿标准的参考依据。

样本方案; 投标值子样本量; 二分式CVM; 耕地保护外部性; 焦作市

1 前言

近年来, 耕地资源流失不断加剧, 究其最根本原因在于耕地保护主体对耕地资源的总价值缺乏全面认识, 尤其对耕地资源的生态效益(如涵养水源、保持水土、调节气候、净化环境等)和社会效益(如保障粮食安全、维护社会稳定等)认识不足, 加之不完善的土地利用机制的存在, 一定程度上降低了耕地保护主体(尤其是农民)保护耕地的积极性, 致使耕地保护外部性无法得到充分实现[1–4]。因此, 建立科学合理的耕地保护补偿机制应该引起政府及专家学者的高度重视。中共十七届三中全会和“十二五”规划纲要均明确提出要全面建立耕地保护补偿机制, 充分调动耕地保护主体保护耕地的积极性、主动性。耕地保护补偿标准是耕地保护补偿机制的核心。所以, 确定科学合理的耕地保护经济补偿标准是耕地保护工作中首先要解决的问题。条件价值评估法(Contingent Valuation Method, CVM)可有效评估环境资源的外部效益。但其引导技术的合理使用是CVM在环境资源外部效益评估领域成功运用的关键。CVM的引导技术主要包括重复投标博弈、开放式、支付卡式、二分式选择问题格式四种类型, 其中二分式又分为单边界二分式和双边界二分式两种不同类型的引导技术。由于二分式CVM引导技术是通过建立受访者反应结果的概率与投标值之间的函数关系, 间接地询问受访者的支付意愿, 并能够有效地模拟假想市场情景, 同时在偏差控制及受访者真实感受调查结果方面相对能得到较好的控制。因此, 目前国内一些专家学者在评估公共环境资源的非使用价值方面, 逐渐倾向于采用二分式CVM引导技术。如徐中民、蔡春光、张统、潘勇辉、刘文歌、陈红光、杨宁宁等[5–11]均采用单边界二分式和双边界二分式对比的方式分别对额济纳旗生态系统服务恢复价值、北京市的大气污染危害、水电站的生态系统服务价值、海南香蕉风灾保险、道路交通安全、生态旅游水资源的非使用价值、耕地生态社会效益等进行研究。从上述学者的研究可知, 虽均采用二分式CVM进行环境资源外部效益评估, 但也仅是该引导技术在研究领域方面的变化, 而尚未涉及使用该引导技术的内在问题, 即在二分式引导技术的实际应用中, 缺乏对样本方案各投标值子样本数量问题的深入研究, 进而造成CVM在环境资源生态社会效益测度结果精度方面的影响程度无法确定。

综上所述, 虽然二分式引导技术在公共物品非使用价值领域已取得一定成效, 但尚未深入开展不同样本方案各投标值子样本数量对耕地保护外部性测度结果精度的影响程度研究。且依据统计分析要求, 特定方案各投标值所包含的子样本量至少大于20 份时测度结果可达到一定精度, 在信息条件不充足的情况下, 精度要求较低时15 份左右即可, 理想状态应达到30 份以上[12]。据此, 本文以焦作市为例, 设置不同样本方案研究二分式CVM各投标值子样本量分配对耕地保护外部性测度结果精度的影响, 以期为CVM在耕地资源外部性研究领域中的样本方案设置提供借鉴和实证参考。

2 研究区域概况、研究方法及数据来源

2.1 研究区域概况

焦作市位于河南省西北部, 北依太行, 南临黄河, 东接新乡, 西邻济源。地处112°43′31″—113°38′35″ E, 34°41′03″—35°29′45″ N之间, 属典型的暖温带大陆性季风气候。年均温12.8—14.8 ℃, 年平均降水量600—700 mm, 平均无霜期237 d。焦作市辖2市4县5区。2014年末总户数为100 万户, 城镇化率53.23%, 人均GDP为52421 元。2014年全区土地总面积3972.58 km2(第二次土地调查数据), 总耕地面积为194639 hm2。

2.2 研究方法

2.2.1 CVM经济学原理

2.2.2 WTP计算方法及模型

本文分别采用单边界二分式、双边界二分式两种引导技术对焦作市耕地保护外部性进行测度与分析。

单边界二分式问卷受访者只需对问题做出“是”或“否”的回答。假设受访者对投标额T回答“是()”取值为1, 回答“否()”取值为0, 可以用Logit模型进行估计, 在已有研究基础上[1,7,17–21], 将其基本关系式简写为:

2.3 数据来源

本次调查问卷由单边界二分式和双边界二分式问卷组成, 由于双边界二分式投标值是以单边界二分式为基础进行设置, 故将两种引导技术的核心问题在同一份问卷上进行合理设置。依据2014年社会经济状况及地域分布特征, 问卷调查组于2014年10月21日—11月4日正式开展调查, 调查区域为整个焦作市。依据Scheaffer抽样公式(抽样误差设定为0.06), 确定调查区域适宜样本容量约为280 份[22–23]。但考虑到在调查过程中会产生无效问卷, 因此, 问卷调查组共发放568 份问卷, 实际回收有效问卷536 份, 问卷有效率为94.37%。具有正支付意愿样本量为481 份, 其中城镇、农村样本量分别为206 份、275 份。二分式CVM问卷通过询问受访者对某问题的回答情况来评估其, 其核心问题设计: 假设为了保护耕地数量不减少, 质量不降低, 享有目前耕地所产生的生态社会效益水平。如果您愿意拿出一定费用来保护它, 在您目前的收入状况下, 每年从您家庭收入中拿出_元, 您是否能接受？(□是 □否); 如果选“是”, 当支付额提高为每年_元, 您是否能接受？(□是 □否); 如果选“否”, 当支付额降低为每年_元, 您是否能接受？(□是 □否)(支付标准分别为: 25 元、50 元、75 元、100 元、150 元、200 元、250 元、300 元、350 元、400 元、500 元、600 元、700 元)。

3 结果与分析

3.1 不同样本方案设置

依据统计分析对特定方案各投标值所包含的子样本量从较低精度到较高精度的要求, 分别设置10类样本方案, 即同一样本方案下的各投标值所对应的子样本量均相同。10类样本方案投标值所对应的子样本量分别为13 份(样本方案M)、15 份(样本方案M)、20 份(样本方案M)、25 份(样本方案M)、30 份(样本方案M)、31 份(样本方案M)、32 份(样本方案M)、33 份(样本方案M)、34份(样本方案M)、35 份(样本方案M)。根据投标值区间的设定将此次问卷每类样本方案均设置11个支付方案。所以, 样本方案M—M的总样本量依次为143 份、165 份、220 份、275 份、330 份、341 份、352 份、363 份、374 份、385 份。需要说明的是, 10类样本方案均是从具有正支付意愿的481 份样本中随机选取获得。在信息条件受限情况下, 样本方案M已满足统计学子样本量最低精度要求, 但是在信息充足条件下, 理想状态的子样本量要求应达到30 份以上, 因此为了进一步探讨不同样本方案下各投标值子样本量对受访者平均支付意愿()的影响及其差异性, 进而分析不同样本方案下单位面积耕地保护经济补偿标准的差异性, 在此样本方案基础上再归并出其他九类样本方案。在测算单位面积耕地保护经济补偿标准及其外部性时, 10类样本方案均是在统一测算平均支付意愿的基础上依据研究区域总户数进行单位面积耕地保护经济补偿标准测算, 最后根据样本区域耕地总面积计算耕地保护外部性。10类样本方案设置如表1所示。

3.2 变量选择及定义

为归纳分析受访者的社会经济特征、耕地保护认知对耕地保护的影响, 选取受访者的反应作为被解释变量。为研究方便, 对双边界二分式四个反应变量定义如下: “是—是()”、“是—否()”、“否—是()”、“否—否()”的回答分别定义为1、2、3、4, 各定义之间没有优劣与次序之分; 受访者的社会经济特征、耕地保护认知等因素作为解释变量, 具体如表2所示。

3.3 二分式CVM居民支付意愿影响因素分析

经试验分析, 运用SPSS17.0分别对单边界二分式不同样本方案居民进行二元Logistic逐步回归分析, 对双边界二分式不同样本方案居民进行多元Logistic全因子回归分析, 结果如表3、表4、表5所示。

综合各样本方案模型结果(见表3、表4、表5、表6)可知, 初始投标值TC的回归系数均为负值且通过5%的显著性检验水平。表明, 在其他因素不变的情况下, 初始投标值越高, 受访者耕地保护支付意愿越低。总体来看, 受访者的支付意愿与居民家庭收入水平(X)、所在区域(X)、文化程度(X)以及对耕地生态社会效益的认知水平(X、X)紧密相关。家庭收入水平及文化程度越高, 受访者耕地保护意愿越高。区域(X)回归系数均为负, 说明在其他条件一定的前提下, 城镇区域受访者对随机投标额的接受概率小于农村受访者。同时, 受访者对耕地生态社会效益认识程度越深越愿意支付一定金额用于耕地保护。

表1 10类二分式CVM不同样本方案设置

表2 二分式CVM变量的选取与定义

表3 样本方案M1、M2、M3模型处理结果

表4 样本方案M4、M5、M6模型处理结果

表5 样本方案M7、M8、M9模型处理结果

当各投标值所对应的子样本量小于30 份时, 不同样本方案在同一引导技术下进入模型的自变量差异显著。而当各投标值所对应的子样本量大于30 份时, 不同样本方案在同一引导技术下进入模型的自变量差异性较小; 整体上同一样本方案在不同引导技术下进入模型的自变量存在一致性; 随着各投标值所对应的子样本数量的增加, 进入模型自变量的数量逐渐增加且进入的自变量趋于稳定。出现上述差异的原因: 一是不同样本方案的总样本量存在一定差异; 二是不同样本方案所对应投标值的子样本量不同; 三是采用不同的二分式引导技术对样本方案的模型结果会产生一定影响。

表6 样本方案M10模型处理结果

3.4 不同样本方案耕地保护外部性测度结果及比较

外部性估算思路[1]: 由条件价值评估法得出居民以家庭为单位的平均支付意愿, 求出焦作市整体耕地保护外部性, 进而计算出单位面积耕地保护外部性, 其测算公式为[1]:

式中Y为研究区域第年单位面积耕地保护外部性(元·hm-2);为居民平均支付意愿(元);为样本区域总户数(户);为居民支付率(%);K为研究区域耕地总面积(hm2)。依据公式(1)、公式(3)分别计算出二分式CVM引导技术下不同样本方案2014 年焦作市居民耕地保护支付意愿, 再依据公式(4)分别计算出二分式CVM引导技术下不同样本方案2014 年焦作市居民耕地保护外部性, 具体见表7。

依据统计分析要求, 特定方案各投标值所包含的子样本量至少大于20 份时测度结果才可达到一定精度。由表7可知, 当子样本量小于20 份时, 不同引导技术的居民耕地保护支付意愿差值较大。单边界二分式下样本方案M与M的居民耕地保护差值为85.7 元·户-1·年-1; 双边界二分式下样本方案M与M的居民耕地保护差值为222.3 元·户-1·年-1。

以投标值子样本量为30 份(M)的测度结果为基准, 单边界二分式下样本方案M—M的居民耕地保护支付意愿区间为273.80—293.19 元·户-1·年-1, 偏差值范围为1.2—18.19 元·户-1·年-1, 偏差率范围为0.44%—6.61%。双边界二分式下样本方案M—M的居民耕地保护支付意愿区间为165.80—200.00 元·户-1·年-1, 偏差值范围为81.2—115.4元·户-1·年-1, 偏差率范围为28.88%—41.04%。通过此精度要求下的居民耕地保护支付意愿测度结果的偏差值及偏差率的对比可知, 当子样本量大于30 份时, 单边界二分式下的居民明显大于双边界二分式对其的测度结果。同时, 双边界二分式下的偏差值及偏差率均大于单边界二分式。符合赫恩曼(Hanemann)认为的单边界二分式有高估的现象存在的研究结论[19]。同时由于双边界二分式更接近真实市场中的议价情景, 使得受访者更加认真对待调查, 因此该引导技术下的估计量的统计效率相对较高。

4 结论与讨论

本文采用二分式CVM, 以问卷调查的方式, 运用Logit模型研究不同样本方案下焦作市居民对耕地保护的支付意愿, 并由此间接估算出不同样本方案下耕地保护外部效益。主要结论如下:

二分式CVM不同样本方案的总样本量及各投标值的子样本量与研究结果的精度影响密切, 投标值子样本量在不满足精度要求的情况下, 将对其测度结果精度造成严重影响。

且在其他条件一定的前提下, 样本方案投标值子样本量的增加或减少, 双边界二分式估值结果较单边界二分式估值结果更敏感。

当样本方案各投标值子样本量大于30 份时, 对双边界二分式居民耕地保护支付意愿估计值的影响越来越小。在信息调查条件充足的前提下, 样本方案各投标值子样本量的选取最好控制在30 份以上, CVM二分式资源环境外部性的测度结果才能具有较高的统计效率。从数值上看, 当投标值子样本量大于30 份时, 同一引导技术下不同样本方案的居民测度结果差异较小, 且估计值逐渐趋于稳定。单边界二分式下的居民均大于双边界二分式下的测度结果, 且前者各样本方案的估值结果约为后者估值结果的1.7 倍, 该结论与相关学者的研究成果相一致[19, 24]。同时, 由于双边界二分式更接近真实市场中的议价情景, 使得受访者更加认真对待调查。因此, 当投标值子样本量大于30 份时, 双边界二分式引导技术下估计量的统计效率相对较高, 此条件下耕地保护外部性区间值(764.44 元·hm-2·年-1—922.12 元·hm-2·年-1)可作为相关部门制定耕地保护经济补偿标准的参考依据。

表7 二分式CVM引导技术下不同样本方案2014 年焦作市耕地保护外部性

续表7 二分式CVM引导技术下不同样本方案2014年焦作市耕地保护外部性

Tab.7 (Cont.) Externalities of cultivated land protection of Jiaozuo by dichotomous choice CVM in year of 2014

注: 2014年年末焦作市总户数为100 万户, 耕地面积为194639 hm2。

(3)由于条件价值评估法是以假想市场情景为前提, 不同引导技术所求得的居民耕地保护支付意愿的差异可能还会受以下几个方面的影响, 如模型的选择、问卷设计的精准度以及引导技术本身存在的难以消除的偏差等。同时, 本文仅是对CVM二分式问卷设计中有关样本方案投标值子样本量设置问题的探索性研究, 通过对二分式不同样本方案值的结果进行对比, 来研究居民耕地保护支付意愿的大小, 虽具有一定的对比性, 但仍有局限性。相关研究结论对CVM的其他引导技术是否具有普适性问题, 将是进一步研究的问题。

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Effects of sample size of bid value on the accuracy of cultivated land protection externalities

WANG Kunpeng1, NIU Haipeng1,2,*

1. School of Surveying and Land Information Engineering of Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, Henan, China 2. The Research Centre of Land Economy and Urban-rural Development of Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, Henan, China

In this study, we determinate the effects of sample size of bid value on the accuracy of cultivated land protection externalities in dichotomy CVM. The results show that: (1) accuracy of calculated results is highly affected by total sample size and sub-sample size of each bid value in different sampled schemes of dichotomous CVM. Meanwhile, the estimated value of double boundary dichotomy WTP is more sensitive than that of single boundary dichotomy WTP with changes of sub-sample size of bid value. (2) When sub-sample size of bid value is more than 30, the impact of the sub-sample size on the results of double boundary dichotomy WTP is getting smaller and the value is become stable. (3) In the dichotomous CVM, when use estimated result of WTP as a reference value, the sub-sample size of bid value should be greater than 30. The accuracy of the estimation is relatively high under double boundary dichotomy. The externality interval value of cultivated land protection obtained in our study can be used as a reference for formulating economic compensation standards of cultivated land protection in Jiaozuo.

sampled scheme; sub-sample size of bid value; dichotomy CVM; cultivated land protection externalities; Jiaozuo

10.14108/j.cnki.1008-8873.2018.06.009

F301.21

A

1008-8873(2018)06-067-08

2018-07-03;

2018-08-19

河南省科技攻关项目(182102110260) ; 河南理工大学创新型科研团队(T2018-4)

王坤鹏(1991—), 女,河南商丘人, 硕士研究生, 主要从事土地资源管理研究, E-mail: 18839119896@163.com

牛海鹏(1974—), 男,河南南阳人, 教授, 博士生导师, 主要从事土地资源管理方面的教学与科研工作, E-mail: niuhaipeng@126.com

王坤鹏, 牛海鹏. CVM投标值子样本量对耕地保护外部性测度结果精度的影响分析[J]. 生态科学, 2018, 37(6): 67-74.

WANG Kunpeng, NIU Haipeng. Effects of sample size of bid value on the accuracy of cultivated land protection externalities[J]. Ecological Science, 2018, 37(6): 67-74.