天然气获取与家庭薪柴采集：两波差分法证据

《Energy》：Natural gas access and household fuelwood harvesting: Two-wave difference-in-differences evidence

　　谢达·霍斯拉维|索马耶赫·塔塔里-切格尼|纳斯塔兰·纳扎里亚尼|卡姆兰·阿德利
伊朗萨南达吉，库尔德斯坦农业与自然资源研究教育中心，农业研究、教育与推广组织，森林与草原研究部

**摘要**
关于家庭能源结构的转变已有大量研究，但要确定获得现代燃料对木柴采集的因果影响仍具挑战性，因为现有证据多基于横断面比较或汇总数据。本研究利用两轮家庭调查数据（扩张前与扩张后），以及从未接入天然气的村庄作为对照组，采用两期差异差异模型，并结合广义估计方程及村庄聚类稳健推断方法进行分析。与从未接入天然气的村庄相比，接入天然气的村庄总木柴采集量减少了约三分之一，用于烹饪的木柴采集量则减少了约一半。而木炭的采集量变化较小，统计上几乎为零，这可能与木炭的储存特性及其在生计和市场中的独特作用有关。异质性分析显示，不同收入水平的村庄木柴采集量均有显著下降，其中中等收入家庭的降幅最大；以农业/畜牧业为生的家庭比其他家庭的降幅更大。受访者继续使用生物质能源的原因主要是经济负担、特定需求（尤其是烤面包）以及健康风险意识较低。总体而言，基础设施的扩展可有效减少日常木柴采集，而与木炭相关的森林压力则反应较弱，可能需要除改善燃料获取之外的其他措施。

**引言**
生物质能源在全球范围内仍是家庭能源使用的核心，约为24亿人提供能源支持，占全球建筑最终能源消耗的18%[1]。在许多发展中国家的农村地区，这一依赖更为明显，传统生物质能源可满足高达85%的家庭能源需求[2][3]。其中，木柴是重要组成部分：全球原木产量约为38.5亿立方米，而在发展中国家，大约一半用于生产木柴[4]。然而，传统木柴的使用效率较低，通常只能释放其能量潜力的10–15%[5]，并且会带来严重的健康和环境问题，如呼吸系统疾病和森林退化[6][7][8][9]。尽管政策层面已关注多年，但实现清洁家庭能源的目标仍未完全达成。2023年，仍有超过20亿人无法获得清洁烹饪条件[10]，世界卫生组织也持续报告家庭空气污染带来的巨大死亡负担[11]。这就引发了能源与环境政策中的一个核心问题：当现代燃料的获取途径扩大——例如通过农村天然气供应——家庭是否会可持续地减少对生物质能源的依赖？这种依赖的减少是否又能减轻对森林的压力？

一个常见的理论框架是“能源阶梯假说”，该假说认为，生活水平的提高和现代燃料的获取会促使人们从传统生物质能源转向更清洁的替代品[8][12][13]。早期的实证研究及后续的跨国研究普遍支持收入和燃料获取渠道在影响家庭燃料选择中的作用，同时也有研究表明，燃料替代还受到收入以外的各种因素制约[14][15]。在森林覆盖的地区，这种替代可能降低木材采伐压力，推动森林状况从净砍伐转向稳定甚至恢复，因为人们对森林生物质能源的依赖程度会下降[8][12][13]。不过，这种转型往往是部分的、非线性的，并且受具体情境影响，有些研究并不支持存在一种普遍的“阶梯式”转型过程[16][17]。家庭的选择不仅取决于收入，还受价格、供应稳定性与便利性、家庭人口结构、生计类型以及当地习俗等因素影响[18][19]。与此相应，一些综合研究提出了“燃料叠加”现象，即家庭在采用现代燃料的同时仍继续使用生物质能源，因为现代燃料可能供应不稳定、成本较高，或不适合某些特定用途[16][20][21]。有学者将这种转型视为“多种烹饪策略”，强调家庭往往同时积累多种燃料和设备，而非完全取代传统燃料[22]。综上所述，现代燃料的普及可能会减少生物质能源的使用，但其减少的程度和持续性都无法事先确定。

“燃料叠加”对森林具有直接影响，因为生物质能源既可用于能源供给，也可用于维持生计。木柴的使用主要满足家庭烹饪和取暖的能源需求，而木炭则因易于储存、运输和销售，也可能用于创造收入。因此，当现代燃料的获取更加便利时，家庭用于能源需求的木柴用量可能会大幅减少，但只要家庭仍有现金收入需求或木炭市场依然具有吸引力，木炭的生产则可能保持不变[20][21][23]。相关研究还指出，木柴的采集、使用和管理都与农村生计和当地制度紧密相连，这意味着不同社会经济群体和生计类型的家庭对能源政策干预的反应可能存在差异[24]。关于木炭产业链的研究也表明，木炭在创收和缓解贫困方面具有重要作用，这使得木炭对家庭燃料替代的反应程度可能低于主要用于家庭自用能源的木柴[25]。从实证角度看，将“生物质能源”视为一个单一概念可能会掩盖其中的机制差异，因为环境效益取决于减少的是因能源需求而产生的采伐，还是因生计需求而进行的采集，或是两者皆有。

不同地区的实证研究也表明，仅靠收入增长很难实现完全的燃料替代。在吉尔吉斯斯坦，高收入家庭往往同时使用多种燃料，而天然气的普及和教育水平的高低则决定了家庭是否完全放弃固体燃料[17]。在中国农村，木柴仍用于烹饪和取暖，其替代进程不仅取决于收入，还依赖于基础设施和政策支持[26][27]。巴西的研究显示，燃料的可负担性、可获得性和便利性会影响家庭是否转向液化石油气，而经济冲击则可能导致家庭再次回到使用木柴[9]。在巴基斯坦，资产较多且家庭成员受教育程度较高的家庭更有可能从木柴转向天然气[28]。总体而言，这些研究表明，现代燃料的普及程度以及家庭特征共同决定了它们是会取代生物质能源，还是会成为家庭燃料组合的补充，这一结论与关于有限多燃料策略的更广泛研究结果一致[15][22]。

天然气通常被认为是一种相对清洁的家庭燃料，能够减少室内污染，并比传统生物质能源更便捷[29][30][31][32]。然而，要将其推广到农村地区，就需要完善的基础设施和持续的服务保障；即便有政府推动，偏远地区的连接成本和供应限制也可能阻碍其普及[33]。在那些具备推广条件且供应稳定的地区，天然气可以成为某些家庭能源需求的廉价且有效的替代品[34]。伊朗因其拥有世界第二大天然气储量[35]，成为研究这类机制的理想对象。截至2023年底，伊朗已有98.6%的城市家庭和86.1%的农村家庭接入了天然气。在伊朗农村，煤油、电力、液化石油气和天然气等替代燃料已被证明有助于减少对木柴的依赖[37]，但在许多靠近森林的社区，非法采伐木柴的现象仍然存在。考虑到伊朗严格的森林管理法规——1963年的《森林国有化法》规定森林属于国家财产，禁止私人进入天然林采伐，2020年的《森林保护计划》进一步加强了采伐限制[38]，这种非法采伐现象尤为值得关注。先前的研究显示，接入天然气的村庄的木柴使用量明显低于依赖煤油、液化石油气或没有替代燃料的村庄[39]，但这些证据大多为横断面数据，无法排除观察到的差异源于村庄原有特征而非天然气接入这一因素的影响。

总体而言，大多数关于家庭能源转型和生物质能源依赖的研究都依赖于横断面比较[26][28][39]，或基于国家调查和政府报告等二手数据来源[9][12][17][27][40][41]。这些方法往往无法追踪同一家庭随时间在木柴采集方面的变化，也无法清晰区分用于能源需求的木柴使用量变化与可能出于生计目的的木炭生产量变化。最近的综合研究指出，采用现代燃料并不一定意味着完全放弃固体燃料，“燃料叠加”现象十分普遍，如果生物质能源仍在使用，那么预期中的健康和环境效益可能会被削弱[20][21][42]。关于向天然气转型的具体研究仍然相对较少[17][28]，也有少数研究探讨了政策干预对森林居民木材采伐的影响[43]。在木材采伐属于非法行为、且政策需要区分能源需求驱动的采伐与生计需求驱动的采伐的情况下，这些研究缺口尤为重要。

为填补这些空白，我们利用2014年和2023年收集的两轮针对伊朗中部扎格罗斯山脉森林居民社区的家庭调查数据，分析了这些社区（非法）木柴采集量的变化。我们将前后两期的家庭调查数据与未接入天然气的村庄作为对照组，从而获得了超越横断面对比的微观数据，有效避免了简单的前后对比可能带来的混淆因素[20][42]。我们区分了木柴和木炭，以便将家庭能源需求的变化与可能出于生计目的的生物质能源使用分开——在木材采伐受到法律限制、而木炭可以进入市场的情况下，这种区分尤为重要[23][24][25]。此外，我们还根据家庭的基础收入水平和主要生计类型（农业/畜牧业 vs. 非农业）分析了不同的效应，这一分析方式与那些强调约束条件、燃料叠加现象以及生计结构是影响家庭对现代燃料响应差异的关键因素的理论相一致[16][18][19][20][21][22]。在实证分析中，我们采用了两期差异差异模型，并结合村庄聚类推断方法，进而报告了不同子群体的具体效应，以揭示不同群体的反应差异。

基于能源转型和燃料叠加相关理论，我们提出了四个假设：
H1（平均效应）：接入天然气能减少家庭的总木柴采集量。
H2（机制/持续性）：天然气接入带来的总木柴减少主要体现在木柴使用量的下降上，而木炭的响应较弱，可能因其在生计和市场中的作用而持续存在[23][24][25]。
H3（收入相关衰减效应）：低收入家庭因预算约束更为严格，且仍会继续使用生物质能源，因此天然气接入带来的木柴减少效应更为轻微[15][16][20][21][22][44]。
H4（生计差异效应）：天然气接入带来的木柴减少效应因家庭的主要收入来源不同而有所差异，这反映了生物质能源获取渠道、能源需求以及生计激励因素的差异，这些因素会影响家庭的燃料选择行为[18][19][20][21][24][25][44]。

**研究区域**
本研究在伊朗西部的洛雷斯坦省的库赫达什特县（东经46°51′–47°51′，北纬33°9′–33°56′）和道雷赫县（东经47°37′–48°15′，北纬33°20′–33°53′）开展（见图1）。根据最新的伊朗全国人口与住房普查数据[45]，库赫达什特县有45,155户家庭，约166,658名居民，其中61%居住在城市，39%居住在农村。道雷赫县则有11,946户家庭，约41,756名居民，全部居住在农村。这两个县共同构成了本研究的研究区域。

**样本特征与宏观背景**
表1展示了2014年和2023年分别调查的合并面板样本情况（共229户家庭）。在这些家庭中，户主年龄在45岁至52岁之间（标准差分别为14.5岁和13.5岁），教育程度基本稳定（平均为8年），家庭规模则接近5人。在两次调查中，约有59%的家庭表示其主要收入来源为农业或畜牧业。家庭的名义收入从1.6亿伊朗里亚尔上升至10.31亿伊朗里亚尔，但同期通货膨胀率也非常高（见图3），因此名义收入的实际购买力可能并未显著提升。

**结论与未来展望**
本研究利用来自伊朗洛雷斯坦省森林周边村庄的两轮家庭调查数据，分析了农村天然气普及对家庭木柴采集行为的影响。通过采用两期差异差异模型并结合村庄聚类推断方法，我们将2023年前已接入天然气的村庄与从未接入天然气的村庄进行了比较。研究结果表明，天然气的普及确实显著降低了家庭的总木柴使用量——每户每年约减少2立方米——这一效应主要由木柴使用量的下降所驱动。

**作者贡献**
谢达·霍斯拉维：撰写与编辑、原始稿撰写、项目管理、方法设计、资金筹集、正式分析、数据整理。
纳斯塔兰·纳扎里亚尼：方法设计、数据收集。
索马耶赫·塔塔里-切格尼：方法设计、数据收集。
卡姆兰·阿德利：监督指导、研究构思。

**利益冲突声明**
作者声明不存在任何可能影响本研究结果的已知财务利益或个人关系。

**数据可用性**
由于木柴采伐属于非法行为，因此已向受访者保证其原始数据的保密性。因此，本研究中使用的数据无法共享。资金支持本项工作部分得到了伊朗国家精英基金会的科研核心项目资助[资助编号15/89988]，这些资金为本研究提供了重要支持。利益冲突声明? 作者声明不存在任何可能影响本文所述研究的已知财务利益或个人关系。致谢特别感谢参与本研究数据收集的现场协助人员及其家属。我们衷心感谢美国农业部森林服务局的研究社会科学家Kristin Floress博士对手稿的语言方面的审阅工作。同时，我们也对那些提供建设性反馈和富有洞察力建议的匿名审稿人表示诚挚的感谢，他们的贡献极大地提升了本研究的质量。