杨欣，蔡银莺，张安录

华中农业大学 土地管理学院，湖北 武汉 430070



基于改进选择实验模型的武汉市农地非市场价值测算

杨欣，蔡银莺，张安录

华中农业大学 土地管理学院，湖北 武汉 430070

针对目前我国运用选择实验法对农地非市场价值只估算属性价值而忽略属性水平的现状，本文运用选择实验法( Choice Experiment)中的条件Logit模型(Conditional Logit Model, CLM)测算武汉市居民对农地非市场价值不同属性水平的支付意愿，并分析受访者效用最大化时的武汉市农地非市场价值。研究结果显示：(1)武汉市受访市民对于农地非市场价值各项属性已有一定的认知程度,93.50%的受访市民愿意为保有和提升这些属性进行一定额度的金钱支付：(2)基于Log-likelihood的统计检验结果显示，既考虑不同属性水平状态又考虑受访者个体异质性特征的CLM III拟合效果最好，折合后得出武汉市单位面积的农地非市场价值为6483.56元/hm2：(3)受访者对是否愿意对农地非市场价值进行一定额度的金钱支付以及支付意愿的高低受其自身社会经济特征的显著性影响，诸如年龄、是否户主、家庭收入、支付主动性和家庭是否有存款等因素。研究结果表明，不同受访者对于农地非市场价值的同一属性的不同水平下具有不同的支付意愿，因此，该研究可以为农地保护管理者制定差别化的农地保护政策提供借鉴。

农地非市场价值； 改进选择实验法； 属性水平； 支付意愿

一、引言

农地作为农业生态文明最重要的组成部分，其不仅可以为人类社会提供粮食和原材料等具有传统市场价值的商品和服务，还具备诸多非市场价值的环境功能，如净化空气、开敞空间、娱乐休闲[1][2][3][4]。然而现实市场交易价格的缺失[5][6][7][8]、相关利益协调机制和激励相容约束的缺乏[9][10]，农地利益相关者缺乏农地保护的积极性，造成农地非市场价值的急剧流失，从而使得全体社会成员遭受福利损失。公众作为农地非市场价值的直接或间接受益者，其积极参与是实现农地保护的现实基础。探索公众对农地价值的认知程度、支付偏好以及偏好异质性，对设计出具有针对性的农地保护政策具有重要影响[11][12]。

武汉市作为我国中部地区最大的经济中心，在全国同类城市中具有代表性，对其农地非市场价值的研究可以为协调城市经济发展和农地保护提供理论决策依据。本文以武汉市为例，运用实地调研数据，运用选择实验法中的条件logit模型估算武汉市居民对农地非市场价值不同属性的支付意愿。研究结果可以为政府推行和完善我国农地保护经济补偿机制，改善区域农地生态环境，促使政府设计出更有针对性的农地保护政策提供参考。

二、文献综述

农地是人类赖以生存的不可再生自然资源，非市场价值是其总价值的重要组成部分[3]。20世纪80年代开始，条件价值法(Contingent Value Model, CVM)被引入农地非市场价值的评估。它通过揭示受访者对农地非市场价值的支付意愿来实现价值评估[6]，方法简单易行，却只能用来测度单一属性的非市场商品和服务的价值，且不能前后验证，偏差较大[6][7][13][14]。选择实验法(Choice Experiment，CE)起源于随机效用理论，被认为是一种更为先进的资源非市场价值估算方法[15]，不仅可以计算出资源的不同属性的经济价值，还能避免CVM随机性和共线性的缺陷，使得受访者自我比对和检测，解决资源多重属性之间的比较问题，成为近20年来国际社会评估资源非市场价值的主流方法[16][17]。该方法广泛用于湿地保护[18][19]、乡村农业景观用地[20] [21]、河流和海洋领域[22][23][24]、野生动植物保护[25]等环境资源的非市场价值评估。在农地非市场价值进行评估领域，谭永忠[8]运用选择实验法从粮食生产、河流水质、生物多样性和教育体验四个属性出发对浙江省德清县基本农田的非市场价值进行估算，鄂施璇[26]则基于黑龙江省巴彦县的实地调研数据，从耕地面积、耕地肥力、粮食生产量、生态环境对其耕地资源非市场价值进行评估。

上述研究为本文提供了坚实的基础，但是国内针对农地非市场价值进行估算的研究还存在两个缺陷：(1)农地非市场属性及其属性水平选择有限，导致备选集较少；(2)当属性有现状水平和多个改善水平时，已有文献[8][12][25]只能计算出受访者对属性水平改善的单一支付意愿，缺乏针对同一属性不同水平下的支付意愿进行测算和比较，只能计算出各属性相对于现状水平之间的边际替代率，而无法得到属性各改善水平之间的边际替代率，总体计算精度有待提升。因此，针对当前运用选择实验法研究农地非市场价值研究中只估算属性价值而忽略属性水平的现状，结合农地非市场价值属性水平不仅有现状水平还有多个改善水平的现状，本文运用条件logit模型，研究武汉市居民对农地非市场价值不同属性在不同水平下的支付意愿，不仅可以得到各属性的支付意愿，还能得出受访者对农地非市场价值不同属性水平的支付意愿，研究结果不仅能丰富和完善中国农地非市场价值的评估方法体系，还可为我国制定合理的农地保护补偿标准和农地保护补偿政策提供参依据。

三、研究区域概况

武汉市位于长江和其最大支流汉江的交叉口，是湖北省省会和中部区域的中心城市，行政辖区总面积8 467.11平方公里。地势北高南低，在地形上属丘陵和江汉平原过渡地区，形成以耕地、林地、建设用地、水域为主的用地格局。《武汉市统计年鉴2014》显示，截止2013年，武汉市耕地面积约为199.44千公顷，GDP 9 051.27亿，常住人口达到1 022万。根据第二次全国土地大调查的结果，武汉市农地面积在1996-2008年间减少了16.09%，农地面积减少态势严峻。作为我国中部地区经济较为发达城市的代表，对其农地非市场价值的研究可以为政府协调城市经济发展和农地保护提供理论决策依据。

四、研究方法与数据来源

1.研究方法

条件logit模型(CLM)起源于Lancaster随机效用模型[15]，它假设受访者对各种组合方案的选择是基于方案对其带来的效用大小。个人效用函数可以用公式为：

Uijn=Vijn(X,S)+εijn

(1)

其中，Uijn是消费者i从选择集n当中的方案j中所获取的总效用，包括非市场价值属性(X)和受访者社会经济特征(S)；Vijn是总效用中可观测部分的效用，εijn则是总效用中不可观测效用部分，即随机误差项。

对于理性人来说，当从方案j中获取的总效用大于方案K时，就会选择方案j。其选择概率的具体表达为：

Pijn=P(Uijn>Uikn)=P(Vijn+εijn>Vikn+εikn)

(2)

随机误差项的存在而无法准确预测效用，因此产生了选择的概率，受访者从n个方案中选择j方案的概率可以表达为:

(3)

条件logit模型中规模参数λ服从0-1分布，因此，受访者从方案j中获取的效用公式可以表达为：

(4)

其中，Zi为农地非市场价值属性特征，本文中一次为农地面积、农地肥力、水质、空气质量、生物多样性和娱乐休闲价值，故i=6；βi为六个属性的估计系数，ASC为常数项。当加入受访者的基本社会经济特征变量后，复杂的受访者效用函数则变为：

(5)

其中，Sm为受访者的基本社会经济特征变量，包括年龄、性别、受教育程度等，还包括受访者对农地非市场价值的认知程度等。此时，受访者农地非市场价值的各属性的支付意愿则为：

(6)

其中，WTPi分为为农地面积、农地肥力、水质、空气质量、生物多样性和娱乐休憩的支付意愿；βi则为上述六个属性的系数；β7为支付意愿的系数。

2.问卷设计

属性选择是选择实验模型的第一步，也是本次调查问卷设计的关键。合适的属性选择必须在充分表达信息的同时又不失简洁性。农地非市场价值各属性的选择原因如下：(1)谢高地综合Costanza等人的研究结果，认为农地生态系统提供的非市场服务可以概括为食物生产、原料生产、水资源供给、气体调节、气候调节、净化环境、水文调节、土壤保持、维持养分循环、生物多样性和美学景观等11 种[27][28]。但受访者的认知局限及耐心程度有限又要求研究在穷举和效率之间做出权衡[29]。(2)在应用选择实验法对农地非市场价值/环境价值/生态补偿标准测算的实证研究中，Jin[4]、 谭永忠[8]、鄂施璇[26] 22-26、马爱慧[30]的属性选择分别为农地景观、农地设施、农地肥力；粮食生产、河流水质、生物多样性和教育体验；耕地面积、耕地肥力和耕地景观；耕地面积、耕地肥力、粮食生产量、生态环境。因此，课题组在总结和咨询中外专家意见的基础上，结合武汉市实地情况和武汉市民预访谈结果，认为以下六个属性可以在一定程度上代表中央政府所追求的、地方政府所承担的、农民所无偿提供的、市民所无偿享用的农地非市场价值，即农地面积、农地肥力、河流水质、空气质量、生物多样性、娱乐休憩价值，每个属性对应4个变动水平，其中必须包含一个货币属性来代表改变目前状况所需支付的费用。

另外，还需确定各属性的水平，包括基础水平和变动水平两种，其中基础水平是指各属性当前所处的状态水平，而变动水平是指通过一定的环境政策实施各属性有可能达到的状态水平。本研究中农地非市场价值各属性水平的选择原因如下：农地面积、农地肥力和空气质量三个属性的水平设定主要是依照上述文献[4][25][26][29][30]，采用定性化的设置方式；河流水质的属性水平设定则是以武汉市主要河流纵断面水质达到三类以上水质的比例结合谭永忠[8]等人的文献确立；娱乐休憩价值依据蔡银莺等人[31]的研究结果为基础设定；生物多样性是以武汉市当前动植物种类数量设置；货币属性(即支付意愿)的设定参考根据预调查中CVM的结果，结合前人文献[6][8][30][31][32][33]，选择50、100、150和200四个水平状态，具体各属性及其水平的选择情况见表1所示，其中现状水平下加粗且用下划线显示。为了方便带入模型计算和结果解释，各属性水平的编码情况也在表1中列出。

表1　选择实验集中的农地非市场价值属性及其水平

表1中各属性水平可以共产生47个可能的选择方案组合，为了提高效率又不失准确性，正交设计(orthogonal design)被引入选择实验法，将筛选之后的14个选择集分布在两个版本的问卷中，每个版本有7个选择集[15]，每个选择集包括2个提升选择方案和一个现状方案。每个受访市民需要连续做出7次选择，每次选择时需要从每个选择集中的三个方案，即现状S、改善方案A和改善方案B中选择出自己最偏好的方案(表2)。

表2　选择实验集中的选择集实例

3.数据收集

理论上抽样样本越多越有可能得到受访者偏好的真实情况，但在现实中，样本数量往往取决于预算额度的高低。在预算既定的情况下，选择实验法的样本数量还可以根据NGege软件进行最有效的样本数量计算出为了得到显著性的计算结果所需要的最少抽样样本的数量[22]。

五、武汉市农地非市场价值测算

1.武汉市民对农地非市场价值的认知程度分析

研究中武汉市民对农地非市场价值的认知程度分析不仅包含了受访市民对农地非市场价值的认知和保有情况，还包括受访者的基本信息。一方面可以验证受访者的回答是其真实意愿的反应，而非只是随机回答[32]；另一方面，这些基本信息可以通过公式(6)使得受访者支付意愿的估算更为精确。本次调查样本中对受访者的基本社会特征和对农地非市场价值的认知程度情况如表3所示。

表3　受访市民的基本社会经济特征统计

根据表3可知，(1)受访者社会经济特征：性别比例中男性占69%，女性占31%；受访市民的平均年龄为33岁；受教育程度中平均为13.84年；37.31%的受访者为家庭户主；受教育程度中大学本科和初中这两个群体所占比重最大，分别为33.58%和24.35%；受访家庭平均约有1个需抚养的未成年人；受访者个人月收入中3 000元的样本所占比例最大。通过与《2014武汉统计年鉴》数据(2013年武汉市男性人口比重51.2%、平均受教育年限10.52年、平均年龄38岁、家庭人均需抚养人口数1.22、城镇居民人均月可支配收入2 558.65元)对比发现，问卷调查中各项指标均与武汉市统计数据相吻合(抽样调研中女性参与程度较低除外)，表明样本的代表性较强。(2)认知和态度变量：武汉市受访市民对农地非市场价值认知程度较低，只有6.97%的人，但是77.35%的人愿意为了保有更高的农地环境质量而进行一定的金钱支付。

2.武汉市民对选择集的选择情况

受访者面对七个不同选择集中的A、B和S三个方案的选择情况可以反映出其对现状改善的迫切程度和支付意愿情况。具体选择情况如表4所示。

表4　受访市民选择集选择情况

从表4中可以看出市民受访者中认为选择集1-7中两种改善方案都不合时宜、希望维持现状的受访者人数基本上是稳定的，占总选择次数的6.5%。受访者在选择集1、5、6、7中对方案A(154、145、167、169人)的偏好高于方案B(116、122、102、102人)，选择集2中受访农户对方案A和方案B的偏好相当，选择集3、4中，方案A(106、124人)的选择人数比方案B(165、149人)要少，具体比例如图1所示。

图1　受访市民选择集选择情况

根据图1不难发现，各个选择集中选择现状的比例与支付属性中支付成本的高低有关，支付成本的上升使得选择不愿支付的人员增加，但在各属性都有所改善情况下，人们虽然担心支付费用问题，但基于自身效用的上升，仍旧有一定的支付意愿。

3.条件logit模型结果分析

本研究首先选用Stata 11.0软件中的条件Logit模型模块对样本进行参数估计，分别运用一般条件Logit模型CLM I、考虑不同属性水平状态的条件Logit模型CLM II以及全条件Logit模型CLM III(既考虑不同属性水平状态又考虑社会经济变量)。三个模型的运行结果如表5所示。

表5　条件Logit模型的参数估计结果

备注：*，**，***分别表示该属性在0.1，0.05，0.01的水平上显著

由表5知3个模型的拟合效果并不相同，只有拟合效果最好的模型被用于市民非市场价值支付意愿测算。基于Log-likelihood的检验方法被用来筛选出拟合效果最佳的模型，结合表5中模型CLM II和CLM I的log likelihood数值-1 706.0830-(-1 720.9435) =14.8605>9.49=χ2(4,0.95)，可知CLMII在统计学的表现显著优于CLM I，进一步的 CLM III模型将受访者的认知态度和个人特征变量纳入模型中，得到模型CLM III和CLM II的log likelihood数值-1 513.6389-(-1 706.0830)=14.8605>192.44>11.07=χ2(5,0.95)，可知CLM III在统计学的表现要显著的优于CLM II。因此，CLM III被用来测算受访者对农地非市场价值的支付意愿，

CLM III显著性水平为0.01，模型总体拟合程度较高。货币属性为负，非货币属性为正，表示受访者都倾向于支付较少的金额获得更多的农地面积、更优质的农地质量、更优质的河流水质、更高质量的空气水平、更多的动植物种类、更好的娱乐休憩体验，符合经济学 “理性人”的假设。同时，农地肥力和空气质量两个属性水平的提升与受访者效用水平的提升并不是呈简单的线性关系，相对于技术水平差等肥力(Farmf_4)，受访者更期望将肥力水平上升到很好状态(Farmf_1)和好状态(Farmf_2)，而非较好状态(Farmf_3)；同理对于空气质量，相较于支付一定成本由差等状态上升到中等状态(Airq_3)，受访者更愿意进行一定额度的意愿使其上升到优等状态(Airq_1)和良等状态(Airq_2)。最后，支付意愿与受访者个人社会经济特征的交互结果显示：平均年纪越大的居民，越不愿意选择改变选项，原因可能是年长者更加保守，或对政府的基金管理有所顾虑而选择维持现状；女性越愿意选择改变选项，更倾向于加强农地保护，可能是女性为下一代保留农地非市场价值的意识更为强烈；收入越高的居民越愿意选择改变选项。

4.武汉市民对农地非市场价值的属性偏好及支付意愿

根据公式(6)可知，在假定其他属性变量保持不变时，选择试验模型可以评价某属性相对基准水平的属性边际价值，表示市民为了得到该要素的一个水平的改进所愿意支付的费用(WTP)，即该属性的隐含价格。具体的测算结果如表6所示。

表6　市民对农地非市场价值各属性的支付意愿及置信区间

备注：*，**，***分别表示该属性在0.1，0.05，0.01的水平上显著

表6显示，武汉市受访市民对于连续型变量中的农地面积、河流水质、物种数量和娱乐休闲价值每提升一个属性水平的支付意愿分别为93.20元、50.61元、10.69元和101.60元。对于很好、好、较好水平的农地肥力的支付意愿分别为250.89元、230.22元、157.99元，对于优等、良等、中等的空气质量的年均支付意愿分别为414.84元、361.45元、280.50元。总体来说，为了农地保护，武汉市市民愿意支付一定的金钱成本。

补偿剩余变化可根据维持现状与改变现状时支信意愿之间的差值进行测算。维持现状：到2020年，武汉市的农地非市场价值各属性水平为农地面积下降程度(非常严重，比较严重，严重，轻微严重)中的非常严重；农地肥力(一般，较好，好，很好)中的一般；河流水质三类及以上水质断面的比例(70%，75%，80%，85%)中的70%；空气质量(差，中，良，优)中的差；生物种类(2 500，2 505，2 510，2 515)中的2 500；娱乐休憩价值(5，5.5，6，6.5)中的5。改变现状: 到2020年，农地面积下降程度(非常严重，比较严重，严重，轻微严重)中的轻微严重；农地肥力(一般，较好，好，很好)中的很好；河流水质三类及以上水质断面的比例(70%，75%，80%，85%)中的85%；空气质量(差，中，良，优)中的优；生物种类(2 500，2 505，2 510，2 515)中的2 515；娱乐休憩价值(5，5.5，6，6.5)中的6.5。因此依据补偿剩余(CS)公式得到武汉市每户市民对农地非市场价值属性水平组合的年均支付意愿为1 018.32元/hm2。在此基础上根据单位面积非市场价值公式：单位面积支付意愿=城镇居民年均WTP×城镇居民总户数×支付率/农地面积，结合武汉市2014年统计资料，2013年底全市共有城镇居民209.19×104户和《2013湖北省土地利用变更数据》显示武汉市2013年农地面积约为30.72×104元/hm2，再加上本次调查统计结果，93.50%的受访者愿意为保护农地而支付一定的金额，折合后得出武汉市单位面积的农地非市场价值为6 483.56元/hm2。

六、结论与讨论

1.结论

本研究运用多个条件logit模型对武汉市农地非市场价值展开测算，得出以下结论：(1)93.5%的武汉市受访市民愿意为保有和提升农地非市场价值属性进行一定的金钱支付，但其更多的是关注与当前社会热点议题的相关属性，如空气质量、饮水质量及肥力等级等，对于其维护生物多样性和提供娱乐休憩等认知还不够。(2)基于Log-likelihood的统计检验结果表明既考虑不同属性水平状态又考虑受访者个体异质性特征的CLM III的拟合效果最好。模型显示武汉市受访市民对于农地非市场价值中的农地面积、河流水质、物种数量和娱乐休闲价值每提升一个属性水平的年均支付意愿分别为93.20元、50.61元、10.69元和101.60元。对于很好、好、较好水平的农地肥力的年均支付意愿分别为250.89元、230.22元、157.99元，对于优、良、中等的空气质量的年均支付意愿分别为414.84元、361.45元、280.50元。受访者对其获得效用最大化的选择集的最高支付意愿为1 018.32元/hm2，折合后得出武汉市单位面积的农地非市场价值为6 483.56元/hm2。(3)受访者对于是否愿意进行一定额度的金钱支付用以改善农地非市场价值现状，受其自身年龄、是否户主和家庭收入的影响；而支付意愿的高低则与其自身是否愿意支付和家庭是否有存款两个变量显著性相关 。

2.讨论

本文在已有的运用选择实验法对资源非市场价值进行评估的基础上进行了一定的改善，运用不同的条件Logit模型对农地非市场价值进行估算，主要表现在：(1)本文从不同方案之间做出选择时的福利水平变化情况，属性水平的选择尽可能的用定量形式而非定性形式表达，基于定量化计算结果的研究结论会使得提供给政府决策者的建议更具针对性；同时定量化的表达需要可靠、精确的数据来源作保障，可以在后续研究中加以改进。(2)相较于国内已有的利用选择实验法对农地资源进行非市场价值估算的研究[8][12][16][30]，本文计算了不同属性水平下受访者的支付意愿，并且与不考虑属性水平的模型进行对比检验，发现受访者支付意愿的高低与属性水平的高低虽然呈正相关，但并不是严格线性的。(3)相比传统的非市场价值评估方法，本文有效区别出各类型受访主体异质性的支付意愿，使得计算结果的精度有了大幅度的提升，研究结果可为政府进行农地保护工作提供一定的参考，但基于选择实验法本身的嵌入偏差和受访者的假想偏差等偏差的存在和农地资源非市场价值难以得到一个准确量化值的现实，决定了估算结果只能接近真实值而无法达到真实值。本文问卷调查期间正值武汉市雾霾最严重的时候，因此受访者可能对空气质量这一属性持有比平时真实情况下更高的支付意愿。

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责任编辑胡章成

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Measurement of Farmland Non Market Value in Wuhan Based on Modified Choice Modelling

YANG Xin, CAI Yin-ying, ZHANG An-lu

(CollegeofLandManagement,HuazhongAgriculturalUniversity,Wuhan430070,China)

The purpose of this paper is to provide a more precise way for policy makers to understand the whole value of farmland and design more reasonable farmland management practices. Based on the survey data of Wuhan, different conditional logit models of choice experiment have been employed to estimate respondents’ willingness to pay (WTP) for the different attribute levels of farmland non market value. Results indicate that (1) Citizens in Wuhan have awareness of farmland non market value, and 93.50% of them have positive WTP to preserve it.(2)Based on the result of log-likelihood test, the conditional logit model III(CLM III),which both take attribute levels and socio-demographical characteristics into consideration, behaved perfect. Per unit of farmland non market value is 6 483.56 Yuan/hm2. (3) Respondents’ WTP for farmland non market value are influenced both by their awareness and socio-demographical characteristics. The conclusion is that respondents have heterogeneous p

for different attributes and their levels of farmland non market value, which is important for policy-makers.

farmland non market values; modified choice experiment; attribute level; willingness to pay

杨欣，管理学博士，华中农业大学讲师，研究方向为土地资源经济；蔡银莺，管理学博士，华中农业大学土地管理学院教授，研究方向为土地资源经济与管理；张安录，管理学博士，华中农业大学土地管理学院教授，研究方向为土地资源经济与管理。

教育部哲学社会科学研究重大课题攻关项目(14JZD009)；国家自然科学基金(71573101&41371519&71373095&71363005)；中央高校基本科研业务费专项(2662015QD024)

2016-07-11

F301.3

A

1671-7023(2016)05-0099-08