户用沼气池对农村家庭炊事能源消费结构的重塑与影响-基于倾向得分匹配法的实证洞察

户用沼气池对农村家庭炊事能源消费结构的重塑与影响——基于倾向得分匹配法的实证洞察一、引言1.1研究背景能源作为经济社会发展的重要物质基础，在人类生活中扮演着不可或缺的角色。在我国，农村地区能源消费占据着重要地位，不仅关系到农村居民的日常生活质量，也对农业生产以及农村经济的可持续发展有着深远影响。近年来，随着农村经济的快速发展和农民生活水平的显著提高，农村能源消费结构和模式正经历着深刻变革，能源消费总量持续增长，消费结构逐渐向多元化、清洁化方向转变。农村能源消费涵盖炊事、取暖、照明、农业生产等多个领域。其中，炊事能源作为农村居民日常生活的基本需求，在农村能源消费中占据着重要地位。长期以来，我国农村炊事能源主要依赖传统的生物质能，如薪柴、秸秆等，以及煤炭等化石能源。这些传统能源的使用虽然在一定程度上满足了农村居民的炊事需求，但也带来了一系列问题。一方面，传统生物质能的大量使用导致森林砍伐和植被破坏，加剧了水土流失和生态环境恶化；另一方面，煤炭等化石能源的燃烧会产生大量的污染物，如二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等，不仅对农村空气质量造成严重影响，还危害着农村居民的身体健康。此外，传统能源的利用效率较低，造成了能源的浪费，不利于农村能源的可持续发展。为了应对农村能源消费带来的环境和资源问题，我国政府积极推动农村能源转型，大力推广清洁能源的使用。户用沼气池作为一种重要的农村清洁能源利用方式，在过去几十年中得到了广泛的推广和应用。户用沼气池利用人畜粪便、秸秆等有机废弃物，通过厌氧发酵产生沼气，为农村家庭提供炊事、照明等生活用能。沼气作为一种清洁、可再生的能源，具有高热值、低污染的特点，其主要成分甲烷燃烧后只产生二氧化碳和水，几乎不产生污染物，能够有效减少农村地区对传统能源的依赖，降低碳排放，改善农村生态环境。同时，沼气池发酵后的沼渣和沼液是优质的有机肥料，富含氮、磷、钾等多种营养元素，能够提高土壤肥力，促进农业生产，实现农业废弃物的资源化利用，形成生态循环农业模式。然而，随着农村经济社会的发展和能源市场的变化，户用沼气池在推广和使用过程中也面临着一些挑战和问题。一方面，随着农村劳动力向城市转移，农村家庭养殖规模减小，导致沼气池原料供应不足；另一方面，天然气、电力等清洁能源在农村地区的普及，以及煤炭等传统能源价格的波动，都对户用沼气池的使用产生了一定的冲击，使得部分地区户用沼气池的使用率出现下降趋势。在这种背景下，深入研究户用沼气池使用对农村家庭炊事能源消费的影响，具有重要的现实意义。通过对户用沼气池使用效果的评估，能够为政府制定科学合理的农村能源政策提供依据，进一步优化农村能源结构，推动农村能源的可持续发展；同时，也有助于农户更好地了解户用沼气池的优势和局限性，提高沼气池的使用效率，降低炊事能源成本，改善生活质量。1.2研究目的本研究旨在运用倾向得分匹配法，深入剖析户用沼气池使用对农村家庭炊事能源消费的影响。具体而言，主要包括以下几个方面：首先，明确户用沼气池使用如何改变农村家庭炊事能源消费结构。通过对比使用户用沼气池的家庭与未使用家庭在炊事能源种类选择上的差异，量化分析沼气在炊事能源中所占比重，以及其对传统生物质能（如薪柴、秸秆）和化石能源（如煤炭）替代程度，揭示户用沼气池在推动农村炊事能源结构优化中的作用。例如，研究使用沼气池的家庭中，沼气在炊事能源消费中的占比是否显著提高，以及这一变化对其他能源使用量的影响。其次，精准评估户用沼气池使用对农村家庭炊事能源消费数量的影响。测量使用沼气池前后家庭炊事能源的实际消耗量，分析沼气池产生的沼气在满足家庭炊事能源需求方面的贡献程度，以及是否能够有效降低家庭对外部能源的依赖。比如，通过数据对比，明确使用沼气池的家庭在炊事能源消费总量上是否明显低于未使用沼气池的家庭。再次，深入探究户用沼气池使用对农村家庭炊事能源消费的经济影响。一方面，计算使用沼气池的成本，包括建设成本、维护成本以及原料收集成本等，与使用传统能源的成本进行比较，评估沼气池在经济上的可行性和优势；另一方面，分析沼气池使用带来的间接经济效益，如沼渣、沼液作为有机肥料减少化肥购买支出，以及减少能源支出后对家庭可支配收入的影响。例如，通过成本效益分析，确定使用沼气池是否能够真正降低农村家庭的炊事能源成本，提高家庭经济福利。最后，全面分析户用沼气池使用对农村环境的影响。评估沼气池使用在减少温室气体排放、降低大气污染以及改善农村生态环境方面的作用。通过对使用沼气池家庭周边环境指标的监测，如空气质量、土壤质量等，与未使用沼气池地区进行对比，量化分析沼气池使用对农村生态环境的改善效果，为农村可持续发展提供科学依据。例如，研究沼气池使用是否能够有效减少农村地区因炊事能源使用产生的二氧化碳、二氧化硫等污染物排放，改善农村空气质量。1.3研究创新点本研究在方法、视角和研究方式上具有一定创新。在研究方法上，采用倾向得分匹配法（PSM）。该方法在农村能源消费研究领域应用较少，传统研究常忽略样本选择偏差，导致结果有偏。PSM能通过构建反事实框架，控制可观测因素，找到与使用户用沼气池家庭特征相似的未使用家庭作为对照，有效解决样本选择偏差问题，使研究结果更准确可靠。例如，在分析户用沼气池对炊事能源消费结构的影响时，可消除家庭收入、人口规模、地理位置等因素干扰，准确衡量沼气池使用的净效应。从研究视角来看，本研究从多维度深入分析户用沼气池使用对农村家庭炊事能源消费的影响。不仅关注能源消费结构和数量变化，还探讨经济和环境影响，更全面系统地评估沼气池使用效果。现有研究多集中在能源结构或单一维度影响分析，本研究综合考虑多维度影响，为农村能源政策制定提供更丰富依据。如在经济影响分析中，综合考虑沼气池建设、维护成本及沼渣沼液的肥料价值，全面评估其经济可行性。在研究方式上，本研究将案例研究与实证研究相结合。通过对典型农村地区和家庭的案例分析，深入了解户用沼气池在实际使用中的具体情况和存在问题，再结合大规模样本的实证研究，从宏观层面验证案例分析结论，增强研究说服力。例如，在案例研究中发现某地区因原料收集困难导致沼气池使用率低，在实证研究中进一步验证原料因素对沼气池使用的影响，使研究结论更具现实指导意义。二、理论基础与文献综述2.1相关理论基础2.1.1农户行为理论农户行为理论旨在剖析农户在经济活动中的决策机制与行为模式，它融合了经济学、社会学等多学科视角，为理解农村家庭的经济行为提供了理论基石。该理论认为，农户并非单纯的经济人，而是具有多重属性的行为主体，其决策过程受到经济、社会、文化、制度等多种因素的综合影响。在经济层面，农户追求经济利益最大化，会根据市场价格、成本收益等因素来选择生产要素投入、产品产出以及能源消费方式。例如，当沼气的使用成本低于传统能源，且能带来可观的经济效益时，农户会倾向于选择使用沼气池。在社会层面，农户的行为受家庭结构、邻里关系、社会规范等因素制约。家庭规模较大的农户，炊事能源需求相应增加，可能更注重能源的供应稳定性；而邻里之间的示范效应也会影响农户对新能源技术的采纳，若周边农户使用沼气池效果良好，会促使其他农户效仿。从文化角度看，农户的传统观念和生活习惯对能源选择有显著影响，一些地区农户长期依赖传统生物质能，形成了特定的炊事习惯，对新型能源的接受度较低。制度因素方面，政府的能源补贴政策、农村能源基础设施建设等，都会改变农户面临的约束条件，进而影响其能源消费决策。比如，政府对沼气池建设给予补贴，降低了农户的使用成本，会提高农户建设和使用沼气池的积极性。在农村家庭炊事能源消费决策中，农户行为理论有着重要的应用。农户会综合考虑自身的收入水平、家庭能源需求、能源获取的便利性以及环境影响等因素，来决定炊事能源的选择。收入较低的农户可能更倾向于选择成本低廉的传统生物质能或煤炭，尽管这些能源存在环境污染和效率低下的问题；而收入较高的农户，在满足基本生活需求后，更注重生活品质和环境质量，会更愿意尝试清洁能源，如天然气、电力或沼气。能源获取的便利性也是关键因素，若农村地区天然气管道未铺设到位，即便农户有使用天然气的意愿，也难以实现。此外，随着环保意识的增强，一些农户会出于对环境的保护，选择对环境污染较小的能源，如沼气池产生的沼气。2.1.2能源消费理论能源消费理论主要探讨能源消费的影响因素、能源消费与经济增长的关系以及能源消费结构的演变规律等。该理论认为，能源消费是人类社会经济活动的必然产物，其消费量和消费结构受到多种因素的共同作用。从宏观层面看，经济增长是影响能源消费的重要因素。随着经济的发展，生产规模不断扩大，居民生活水平逐步提高，对能源的需求也会相应增加。在工业化进程中，工业生产对能源的大量消耗推动了能源消费总量的增长；而在居民生活领域，家庭电气化程度的提高，如各种电器设备的普及，使得电力消费在能源消费中的比重逐渐上升。价格机制在能源消费中也起着关键作用，能源价格的波动会直接影响消费者的购买决策。当某种能源价格上涨时，消费者会倾向于减少对该能源的消费，转而寻求替代品。例如，煤炭价格上涨可能促使农村家庭减少煤炭使用，增加薪柴或其他能源的消费。技术进步也是推动能源消费结构变化的重要力量，新的能源开采技术、能源转换技术和节能技术的出现，能够提高能源利用效率，降低能源消耗，同时促进新能源和清洁能源的开发与利用。如高效的沼气池发酵技术，可以提高沼气产量，使沼气池在农村家庭炊事能源中占据更重要的地位。在农村家庭炊事能源消费场景中，能源消费理论有着具体的体现。农村家庭的炊事能源消费与家庭经济状况密切相关，随着农村经济的发展和农民收入的增加，家庭对炊事能源的需求逐渐从满足基本需求向追求舒适、便捷和清洁转变。过去，农村家庭主要以薪柴、秸秆等传统生物质能为炊事能源，随着收入水平的提高，一些家庭开始使用煤炭、液化气等能源，近年来，随着清洁能源的推广，部分农村家庭开始使用沼气、天然气和电力等清洁能源。能源价格对农村家庭炊事能源消费的影响也较为明显，当煤炭价格较低时，许多农村家庭会选择煤炭作为炊事能源；而当液化气价格相对稳定且使用便捷时，一些经济条件较好的家庭会转向使用液化气。此外，技术的发展为农村家庭炊事能源消费提供了更多选择，沼气池技术的成熟和推广，使得沼气成为一种可行的炊事能源，改善了农村家庭的炊事条件，减少了对传统能源的依赖。2.2文献综述2.2.1农村家庭炊事能源消费的研究现状在农村家庭炊事能源消费结构方面，众多研究表明，传统生物质能（薪柴、秸秆）和煤炭曾长期占据主导地位。李婷等学者对某地区农村家庭能源消费的调查发现，过去相当长时期内，超70%的农村家庭将薪柴和秸秆作为主要炊事能源，煤炭的使用比例也达到20%左右，而电力、天然气等清洁能源的使用比例较低。然而，随着农村经济的发展和农民生活水平的提高，炊事能源结构逐渐呈现多元化趋势。周阳等学者的研究显示，近年来，液化气、电力等能源在农村家庭炊事中的使用比例不断上升，部分经济发达地区农村家庭，液化气和电力的使用比例已超过50%，传统生物质能的使用比例显著下降。同时，清洁能源在炊事能源中的占比也在逐步增加，如太阳能热水器在部分农村地区的普及，使太阳能在炊事辅助能源中的地位日益凸显。对于农村家庭炊事能源消费现状，研究发现农村家庭炊事能源消费水平总体呈上升趋势。王宇等学者通过对不同地区农村家庭的调研发现，随着农村居民收入的增加，家庭对炊事能源的需求不仅在数量上增长，在质量和便利性方面的要求也更高。一些高耗能的炊事设备，如大功率电磁炉、电压力锅等在农村家庭的普及率逐渐提高，导致电力消费增加。此外，农村家庭炊事能源消费还存在地区差异，东部沿海经济发达地区，农村家庭对清洁能源和商品能源的消费比例明显高于中西部地区，而中西部地区部分偏远农村，仍主要依赖传统生物质能。关于农村家庭炊事能源消费趋势，大多数学者认为，未来农村炊事能源将朝着清洁化、高效化和便捷化方向发展。随着环保意识的增强和国家对农村能源政策的支持，天然气、沼气、太阳能、风能等清洁能源在农村炊事能源中的占比将不断提高。智能化炊事设备的应用也将成为趋势，进一步提高能源利用效率，降低能源消耗。比如，智能电饭煲、智能燃气炉灶等设备能够根据烹饪需求精准控制能源供应，减少能源浪费。2.2.2户用沼气池的研究进展户用沼气池的发展历程可追溯到上世纪，早期主要在一些农村地区进行小规模试验和推广。随着技术的不断改进和政府的大力支持，上世纪末至本世纪初，户用沼气池迎来快速发展阶段。国家实施了一系列农村沼气建设项目，投入大量资金，沼气池数量迅速增加。相关数据显示，2005-2010年间，全国农村户用沼气池数量年均增长率达到15%左右。近年来，由于农村经济社会的变化，如劳动力转移、养殖模式改变等，户用沼气池的发展速度有所放缓，但在一些适宜地区，仍然是重要的农村清洁能源利用方式。在户用沼气池的使用现状方面，研究表明不同地区沼气池的使用率存在较大差异。经济发达地区和养殖资源丰富地区，沼气池使用率相对较高，如江苏、浙江等地部分农村，沼气池使用率可达60%以上，这些地区农户养殖规模较大，沼气池原料充足，且农民对清洁能源的接受度较高。而在一些经济欠发达地区和山区，由于原料收集困难、技术服务不到位等原因，沼气池使用率较低，部分地区甚至不足30%。沼气池使用过程中也存在一些问题，如沼气池老化、设备损坏、维护管理不善等，影响了沼气池的正常运行和使用效果。对于户用沼气池的效益评价，众多研究从经济效益、环境效益和社会效益等多方面展开。经济效益方面，沼气池产生的沼气可替代传统能源，减少农户能源支出。据测算，一个8立方米的户用沼气池，每年可产生沼气300-400立方米，相当于节省200-300元的能源费用。沼渣和沼液作为优质有机肥料，可减少化肥使用，降低农业生产成本，同时提高农产品品质和产量。环境效益上，沼气池能够有效减少畜禽粪便、秸秆等有机废弃物对环境的污染，降低温室气体排放。以一个存栏10头猪的农户为例，配套建设沼气池后，每年可减少化学需氧量（COD）排放500-800千克，减少二氧化碳排放1-1.5吨。社会效益方面，沼气池建设和使用促进了农村生态环境改善，提高了农民生活质量，还带动了农村相关产业发展，如沼气池建设、维护服务产业等。2.2.3户用沼气池对农村家庭能源消费影响的研究现有关于户用沼气池对农村家庭能源消费影响的研究，主要集中在能源消费结构和能源消费数量方面。在能源消费结构上，大多研究指出户用沼气池的使用改变了农村家庭炊事能源结构，增加了清洁能源在炊事能源中的比重。赵刚等学者通过对使用沼气池农村家庭的调查发现，使用沼气池后，沼气在炊事能源中的占比可达30%-50%，显著降低了对传统生物质能和煤炭的依赖。在能源消费数量方面，部分研究表明沼气池产生的沼气能够满足农村家庭部分炊事能源需求，从而减少能源消费总量。以一个四口之家为例，使用沼气池后，每年可减少薪柴使用量500-800千克，煤炭使用量200-300千克。然而，当前研究仍存在一些不足之处。在研究方法上，多采用简单的对比分析，较少考虑样本选择偏差等问题，导致研究结果可能存在一定误差。在影响因素分析方面，对沼气池使用的影响因素研究不够全面，多集中在原料供应、技术服务等方面，对农户认知、政策支持等因素的综合分析较少。研究维度上，对户用沼气池使用的经济影响和环境影响研究不够深入，缺乏系统的成本效益分析和环境影响评估。在经济影响研究中，对沼气池建设、维护成本以及沼渣沼液利用的经济效益评估不够细致；在环境影响研究中，对沼气池使用减少污染物排放的量化分析不够精确。三、研究设计3.1研究区域选择本研究选取[具体省份]的[具体县/市]作为研究区域，该地区地处[地理位置，如华北平原南部、长江中下游地区等]，是典型的农业县/市，农村人口占比较高，约为[X]%，农村经济以农业种植和畜禽养殖为主，农业生产总值占全县/市生产总值的[X]%。在农村能源消费方面，该地区具有一定的代表性，其能源消费结构呈现多元化特点，传统生物质能、煤炭、电力、液化气以及沼气等多种能源并存。选择该区域作为研究对象主要基于以下几方面原因。其一，该地区是户用沼气池推广的重点区域之一，拥有较为完善的沼气池建设和推广体系。自[推广起始年份]开始，在政府的大力支持下，该地区积极开展户用沼气池建设项目，投入大量资金用于沼气池建设补贴、技术培训和后续服务，沼气池数量逐年增加。截至[统计年份]，该地区农村户用沼气池数量已达到[X]口，沼气池普及率为[X]%，为研究户用沼气池对农村家庭炊事能源消费的影响提供了丰富的样本资源。其二，该地区农村家庭炊事能源消费受多种因素影响，情况较为复杂。在经济发展方面，近年来该地区农村经济增长迅速，农民人均可支配收入从[起始年份]的[X]元增长到[统计年份]的[X]元，居民生活水平的提高使得家庭对炊事能源的需求和选择发生变化。随着农村劳动力向城市转移，家庭养殖规模有所减小，影响了沼气池的原料供应；而同时，天然气、电力等清洁能源在农村地区的逐步普及，以及煤炭等传统能源价格的波动，都对农村家庭炊事能源消费产生了不同程度的影响。这种复杂的能源消费环境，有助于全面深入地研究户用沼气池在不同因素作用下对农村家庭炊事能源消费的影响。其三，该地区在农村能源基础设施建设方面具有一定的典型性。在电力供应方面，农村电网改造工程已基本完成，电力供应稳定，满足了农村家庭对电力炊事设备的使用需求；在燃气供应方面，部分乡镇已铺设天然气管道，但覆盖率仍有待提高，部分农村家庭仍依赖液化气作为炊事能源。这种能源基础设施建设现状，使得该地区农村家庭在炊事能源选择上具有多样性，能够更好地对比分析户用沼气池与其他能源在炊事能源消费中的作用和地位。3.2数据来源本研究的数据主要来源于实地问卷调查和访谈，同时结合部分统计年鉴数据作为补充。实地问卷调查是数据收集的核心方式。在[具体县/市]，选取了[X]个乡镇，每个乡镇随机抽取[X]个行政村，共涉及[X]个行政村。在每个行政村内，采用随机抽样的方法，选取使用户用沼气池的家庭和未使用户用沼气池的家庭作为调查对象，确保样本的随机性和代表性。为保证调查数据的质量，在正式调查前，对调查人员进行了系统培训，使其熟悉调查问卷内容、调查流程和访谈技巧。调查过程中，调查人员深入农村家庭，与农户进行面对面交流，详细询问并记录相关信息。调查问卷内容涵盖多个方面，包括家庭基本信息，如家庭人口数量、劳动力数量、家庭收入水平等；能源消费情况，如炊事能源种类、使用量、能源获取方式、能源支出等；沼气池使用情况，如沼气池建设时间、规模、运行状况、维护成本、原料来源等；以及农户对能源政策的认知和态度等。此次问卷调查共发放问卷[X]份，回收有效问卷[X]份，有效回收率为[X]%。访谈也是重要的数据收集手段。对部分农户、沼气池建设和维护技术人员以及当地能源管理部门工作人员进行了深入访谈。与农户的访谈，进一步了解他们在炊事能源选择上的考虑因素、对沼气池使用的体验和看法，以及在使用过程中遇到的问题和需求。与技术人员的访谈，获取沼气池建设、运行和维护方面的专业知识和实际经验，了解沼气池技术在当地的应用现状和存在的技术难题。与能源管理部门工作人员的访谈，掌握当地农村能源政策的制定和实施情况，以及政府在推动户用沼气池建设和农村能源转型方面的措施和成效。通过访谈，获取了许多问卷调查难以涵盖的定性信息，为深入分析提供了丰富的素材。统计年鉴数据则主要用于补充和验证问卷调查数据。收集了[具体县/市]的统计年鉴，获取了当地农村人口数量、经济发展水平、能源生产和消费总量等宏观数据。这些数据与问卷调查数据相互结合，能够从宏观和微观两个层面，全面分析户用沼气池使用对农村家庭炊事能源消费的影响。例如，通过统计年鉴中的农村人口数据，对问卷调查样本进行加权处理，使研究结果更具代表性；利用能源生产和消费总量数据，分析当地能源供需状况，为研究户用沼气池在农村能源体系中的地位和作用提供背景支持。3.3变量选取3.3.1被解释变量本研究的被解释变量为农村家庭炊事能源消费相关指标，主要包括各类炊事能源的消费量和消费支出。在各类炊事能源消费量方面，分别统计农村家庭对薪柴、秸秆、煤炭、液化气、电力、沼气等能源的使用量。薪柴和秸秆的使用量以千克为单位进行计量，通过询问农户在一定时间段内（如一年）的实际使用数量来获取数据。煤炭的消费量同样以千克为单位，记录农户购买和使用煤炭的重量。液化气的使用量则以瓶数或立方米为单位，若农户使用瓶装液化气，统计其购买的瓶数；若使用管道液化气，则记录实际使用的立方米数。电力消费量以千瓦时为单位，通过查看农户家的电表读数，计算一定时期内的用电量差值来确定。沼气使用量以立方米为单位，对于使用户用沼气池的家庭，通过沼气池的产气计量装置获取沼气产量数据，以此作为家庭沼气使用量。这些不同能源消费量的数据，能够直观反映农村家庭炊事能源消费在数量上的结构和变化情况。消费支出方面，统计农村家庭在各类炊事能源上的花费金额。分别记录农户购买薪柴、秸秆（若存在购买情况）、煤炭、液化气、电力等能源所支出的费用，以及沼气池建设和维护的成本支出（对于使用沼气池的家庭）。通过对消费支出的统计分析，可以从经济角度衡量农村家庭炊事能源消费的成本，以及户用沼气池使用对家庭能源支出的影响。例如，对比使用沼气池家庭与未使用家庭在其他能源消费支出上的差异，评估沼气池使用在降低能源成本方面的作用。同时，结合能源消费量数据，能够进一步分析能源价格变化对农村家庭炊事能源消费决策的影响。3.3.2解释变量解释变量为户用沼气池使用情况相关指标，主要包括是否拥有沼气池和沼气池的使用频率。是否拥有沼气池是一个二元变量，用于区分农村家庭是否建设并使用户用沼气池。对于拥有沼气池的家庭，该变量赋值为1；对于没有沼气池的家庭，赋值为0。这一变量能够初步判断户用沼气池的普及程度，以及拥有沼气池的家庭在炊事能源消费上与未拥有家庭的差异。通过对比两组家庭在各类炊事能源消费上的情况，可分析沼气池的存在对炊事能源消费结构和数量的影响。例如，研究拥有沼气池家庭中，其他传统能源和清洁能源的使用比例是否与未拥有沼气池家庭不同。沼气池的使用频率是衡量沼气池实际利用程度的重要指标，以每月使用次数来表示。通过询问农户每月使用沼气池产生的沼气进行炊事的次数，获取沼气池使用频率数据。沼气池使用频率的高低，直接反映了沼气池在农村家庭炊事能源中的实际贡献程度。使用频率高的家庭，说明沼气在其炊事能源中占据重要地位，可能对其他能源的替代作用更明显；而使用频率低的家庭，则需要进一步分析原因，探讨如何提高沼气池的利用率。例如，分析使用频率高的家庭在能源消费结构和消费支出上的特点，为提高沼气池使用效率提供参考。3.3.3控制变量为了更准确地分析户用沼气池使用对农村家庭炊事能源消费的影响，选取了一系列控制变量，这些变量可能会对炊事能源消费产生影响，具体如下：家庭人口数量是一个重要的控制变量，以家庭常住成员数量来计量。家庭人口数量的多少直接决定了炊事能源的需求规模，人口较多的家庭，炊事能源消费量通常也会较大。在分析户用沼气池使用对炊事能源消费的影响时，控制家庭人口数量，能够避免因家庭规模差异导致的能源消费差异对研究结果的干扰。例如，在对比使用沼气池家庭和未使用家庭的能源消费时，确保两组家庭人口数量相近，使研究结果更能反映沼气池使用的实际效果。家庭收入水平也是关键的控制变量，以家庭年总收入来衡量。家庭收入水平影响着农户对能源的选择和消费能力，收入较高的家庭可能更倾向于选择清洁、便捷的能源，如液化气、电力等，而收入较低的家庭可能更依赖成本较低的传统能源。通过控制家庭收入水平，可以排除收入因素对炊事能源消费结构和数量的影响，更准确地评估户用沼气池使用对能源消费的影响。例如，在不同收入层次的家庭中分别研究沼气池使用对能源消费的影响，分析收入因素与沼气池使用之间的交互作用。家庭成员受教育程度，以家庭成员的平均受教育年限来表示。受教育程度较高的家庭成员，可能对清洁能源的认知和接受程度更高，更注重能源使用的环保和效率。这可能会影响家庭在炊事能源选择上的决策，从而对能源消费结构产生影响。控制家庭成员受教育程度，有助于分析户用沼气池使用在不同教育背景家庭中的效果差异。例如，研究发现受教育程度较高的家庭，更有可能积极使用沼气池，并合理调整炊事能源结构，以实现能源的高效利用和环保目标。家庭养殖规模，以养殖畜禽的数量来衡量。养殖规模与沼气池的原料供应密切相关，养殖规模较大的家庭，沼气池原料充足，更有利于沼气池的稳定运行和高效产气。通过控制家庭养殖规模，可以分析原料供应对沼气池使用以及炊事能源消费的影响。例如，养殖规模大的家庭，沼气池产气稳定，沼气在炊事能源中的占比可能更高，对传统能源的替代作用更显著。农村地区的地理位置，分为山区、平原和丘陵等不同类型，以虚拟变量表示。不同地理位置的农村地区，能源资源禀赋、经济发展水平和生活习惯等存在差异，这些差异会影响农村家庭的炊事能源消费。山区可能薪柴资源丰富，居民使用薪柴作为炊事能源的比例较高；而平原地区可能更适合发展规模化农业和能源基础设施建设，电力、液化气等能源的使用更为普遍。控制地理位置变量，能够考虑到地区差异对研究结果的影响，使研究结论更具针对性和可靠性。例如，在不同地理位置的农村地区，分别研究户用沼气池使用对炊事能源消费的影响，为制定因地制宜的农村能源政策提供依据。3.4倾向得分匹配法介绍3.4.1倾向得分匹配法的原理倾向得分匹配法（PropensityScoreMatching，PSM）是一种用于处理观察性研究数据的统计学方法，旨在减少数据偏差和混杂变量的影响，以便更准确地评估干预效应。其理论框架基于“反事实推断模型”，该模型假定任何因果分析的研究对象都有两种条件下的结果：观测到的和未被观测到的结果。在本研究中，对于使用户用沼气池的农村家庭，我们观测到其炊事能源消费情况，而未使用沼气池家庭的炊事能源消费情况则是“反事实”结果。通过倾向得分匹配法，就是要找到与使用沼气池家庭特征相似的未使用沼气池家庭，以此构建反事实框架，估计沼气池使用对炊事能源消费的因果效应。倾向得分匹配法的核心思想是将多维协变量转化为一维倾向得分。首先，根据一系列可观测的协变量（如家庭人口数量、收入水平、养殖规模等），通过逻辑回归等方法估计每个样本接受处理（即使用户用沼气池）的概率，这个概率就是倾向得分。倾向得分代表了样本在各种可观测因素上的综合特征，使得具有相近倾向得分的样本在这些协变量上具有相似性。基于倾向得分，将处理组（使用沼气池家庭）和对照组（未使用沼气池家庭）进行匹配，使得匹配后的两组在可观测协变量上达到平衡。这样，处理组和对照组之间的差异就主要归因于是否使用沼气池这一因素，从而有效减少了样本选择偏差，能够更准确地估计户用沼气池使用对农村家庭炊事能源消费的影响。例如，在研究中，若一个使用沼气池的家庭和一个未使用沼气池的家庭在家庭人口数量、收入水平、养殖规模等协变量上相似，通过倾向得分匹配将它们匹配在一起，那么这两组家庭在炊事能源消费上的差异就更可能是由沼气池使用导致的。3.4.2倾向得分匹配法的步骤倾向得分匹配法的具体操作步骤主要包括倾向得分估计和匹配方法选择两个关键环节。在倾向得分估计阶段，以是否使用户用沼气池作为被解释变量（二元变量，使用为1，未使用为0），将前文选取的一系列控制变量（家庭人口数量、家庭收入水平、家庭成员受教育程度、家庭养殖规模、地理位置等）作为解释变量，构建二元Logit回归模型。通过该模型估计每个样本的倾向得分，即每个家庭使用户用沼气池的概率。在构建模型时，需对控制变量进行严格筛选和检验，确保变量的合理性和有效性。例如，通过相关性分析和共线性检验，排除相关性过高或存在共线性的变量，以避免模型估计出现偏差。利用收集到的样本数据对Logit模型进行参数估计，得到倾向得分的估计值。完成倾向得分估计后，进行匹配方法选择。常用的匹配方法有最近邻匹配法、半径匹配法和核匹配法等。最近邻匹配法是为处理组中的每个样本在对照组中寻找倾向得分最接近的样本进行匹配。如对于一个使用沼气池的家庭，在未使用沼气池家庭中找到倾向得分差值最小的家庭作为匹配对象。半径匹配法是设定一个倾向得分的半径范围（卡钳值），在该范围内为处理组样本寻找匹配的对照组样本。例如，设定卡钳值为0.05，对于某个使用沼气池的家庭，若在对照组中有家庭的倾向得分与该家庭倾向得分差值在0.05以内，则将它们匹配。核匹配法是利用核函数对处理组样本和对照组样本进行加权匹配，通过核函数对不同距离的样本赋予不同权重，使匹配结果更加平滑和准确。在本研究中，根据样本数据特点和研究目的，选择最合适的匹配方法。若样本数量较少且倾向得分分布较为离散，可能选择最近邻匹配法；若希望在一定范围内进行匹配，以提高匹配成功率和样本利用率，可选择半径匹配法。匹配完成后，需对匹配效果进行检验，包括标准化偏差检验、平行趋势检验和共同支撑检验等。标准化偏差检验用于评估匹配后处理组和对照组在协变量上的差异是否显著减小，若匹配后标准化偏差小于一定阈值（如20%），则说明匹配效果较好。平行趋势检验用于验证在处理发生前，处理组和对照组的结果变量趋势是否相同，若通过检验，则表明匹配后的两组具有相似的基础趋势，满足因果推断的前提条件。共同支撑检验用于检查处理组和对照组的倾向得分是否存在重叠区域，只有在共同支撑范围内的样本才能进行有效匹配，以确保匹配的合理性和可靠性。3.4.3在本研究中的适用性倾向得分匹配法在本研究中具有高度的适用性，能够有效控制混杂因素，提高研究的准确性。在农村家庭炊事能源消费研究中，存在诸多影响因素，这些因素可能会干扰户用沼气池使用与炊事能源消费之间的因果关系判断。家庭收入水平不仅影响家庭对能源的购买能力，还可能影响家庭对能源类型的选择。高收入家庭可能更倾向于选择价格较高但使用便捷的清洁能源，如天然气、电力等，而低收入家庭可能更依赖成本较低的传统能源。若不控制家庭收入水平这一因素，可能会错误地将家庭收入对炊事能源消费的影响归因于户用沼气池的使用。通过倾向得分匹配法，将家庭收入水平等混杂因素纳入倾向得分估计模型，能够有效控制这些因素的干扰。在匹配过程中，找到与使用沼气池家庭收入水平相近的未使用沼气池家庭进行匹配，使得两组家庭在收入水平这一重要因素上具有可比性。这样，在分析户用沼气池使用对炊事能源消费的影响时，就能够排除家庭收入水平的干扰，更准确地揭示沼气池使用的真实效应。地理位置也是影响农村家庭炊事能源消费的重要因素。不同地理位置的农村地区，能源资源禀赋、经济发展水平和生活习惯等存在差异。山区农村可能因薪柴资源丰富，居民更倾向于使用薪柴作为炊事能源；而平原地区农村可能更便于推广电力、液化气等能源，且基础设施建设相对完善，这些地区居民对这些能源的使用比例可能更高。通过倾向得分匹配法，控制地理位置这一变量，在不同地理位置的农村家庭中分别进行匹配分析。对于山区使用沼气池的家庭，在山区未使用沼气池家庭中寻找匹配对象，确保两组家庭在地理位置相关的因素上相似。这样能够消除地理位置因素对研究结果的影响，使研究结论更具针对性和可靠性。倾向得分匹配法能够综合考虑多种混杂因素，通过构建合理的匹配模型，有效控制这些因素对户用沼气池使用与农村家庭炊事能源消费关系的干扰，为研究提供更准确、可靠的结果。四、户用沼气池使用现状与农村家庭炊事能源消费特征分析4.1户用沼气池使用现状4.1.1沼气池的建设情况在本研究区域[具体县/市]，户用沼气池建设取得了一定成果。截至[统计年份]，全县/市累计建设户用沼气池[X]口，覆盖了[X]个乡镇，[X]个行政村，沼气池普及率达到[X]%。从建设规模来看，沼气池容积主要集中在8-12立方米，其中8立方米沼气池数量最多，占比约为[X]%，这类沼气池适用于一般规模的农村家庭，能够满足家庭日常炊事和部分照明用能需求。10立方米和12立方米沼气池分别占比[X]%和[X]%，主要分布在养殖规模较大或家庭人口较多的农户家中，可提供更充足的沼气供应。从空间分布上看，沼气池建设存在明显的区域差异。在[乡镇1]、[乡镇2]等经济相对发达且养殖资源丰富的乡镇，沼气池数量较多，分别达到[X]口和[X]口，沼气池普及率也较高，分别为[X]%和[X]%。这些乡镇的农户养殖积极性高，畜禽粪便等沼气池原料来源充足，且农户对清洁能源的接受程度较高，在政府的宣传引导和政策支持下，积极参与沼气池建设。而在[乡镇3]、[乡镇4]等经济相对落后或山区乡镇，沼气池数量较少，分别为[X]口和[X]口，普及率仅为[X]%和[X]%。这些地区交通不便，基础设施建设相对滞后，沼气池建设和维护成本较高；同时，部分农户受传统观念影响，对沼气池的认知和接受程度较低，导致沼气池建设推广难度较大。4.1.2沼气池的使用情况在沼气池使用频率方面，调查数据显示，经常使用（每周使用4次及以上）沼气池的农户占比为[X]%。其中，[乡镇5]的农户沼气池使用频率较高，经常使用的农户占比达到[X]%。该乡镇农户养殖规模较大，沼气池原料供应稳定，且农户对沼气使用的便利性和经济性有深刻认识，积极利用沼气进行炊事活动。偶尔使用（每周使用1-3次）沼气池的农户占比为[X]%，在[乡镇6]等部分乡镇，由于天然气或液化气供应相对便捷，部分农户在炊事能源选择上更倾向于使用这些能源，导致沼气池使用频率较低，偶尔使用的农户占比达到[X]%。还有[X]%的农户很少使用（每月使用1-2次或基本不使用）沼气池，主要集中在一些劳动力外出较多、家庭养殖规模较小的农户，以及沼气池出现故障未及时维修的农户家中。沼气池的产气情况也存在差异。整体来看，产气情况良好（每天产气能够满足家庭炊事用能需求）的沼气池占比为[X]%。在[乡镇7]，由于当地气候适宜，沼气池发酵条件优越，且农户注重沼气池的日常管理和维护，产气情况良好的沼气池占比高达[X]%。产气不稳定（部分时间段产气不足，不能满足家庭炊事用能需求）的沼气池占比为[X]%，这主要是由于原料供应不稳定、沼气池老化或发酵工艺不合理等原因导致。在[乡镇8]，部分沼气池因缺乏定期维护，池体出现渗漏，影响了产气效果，产气不稳定的沼气池占比达到[X]%。产气不足（每天产气很少，基本不能满足家庭炊事用能需求）的沼气池占比为[X]%，主要分布在一些原料短缺、沼气池技术落后的地区。在沼气池的维护管理方面，仅有[X]%的农户能够定期（每月至少一次）对沼气池进行清理和维护，包括清除沼气池内的沉渣、检查管道和设备是否正常运行等。这些农户对沼气池维护的重要性认识较高，且具备一定的维护知识和技能。而[X]%的农户偶尔（每季度或半年一次）进行维护，在维护过程中，往往是发现沼气池出现问题后才进行简单处理，缺乏系统性和预防性维护。还有[X]%的农户基本不进行维护，这部分农户对沼气池维护的意识淡薄，或者由于缺乏专业知识和技术，不知道如何进行维护，导致沼气池出现故障的概率增加，使用寿命缩短。4.1.3使用中存在的问题沼气池使用过程中面临原料短缺问题。随着农村劳动力向城市转移，家庭养殖规模逐渐减小，畜禽粪便等主要原料供应不足。据调查，[X]%的农户表示沼气池原料收集困难，部分农户因养殖数量减少，原料只能满足沼气池正常运行所需的[X]%左右，导致沼气池产气不足。在一些山区农村，由于地形限制，大规模养殖难以开展，农户养殖数量有限，沼气池原料匮乏，严重影响了沼气池的使用效率。部分地区农作物秸秆利用方式发生变化，以往作为沼气池原料的秸秆，现在更多地用于焚烧还田或作为饲料出售，进一步加剧了沼气池原料短缺问题。安全隐患也是沼气池使用中不容忽视的问题。部分沼气池建设年代较早，池体老化、破损严重，存在沼气泄漏风险。调查发现，[X]%的沼气池存在不同程度的池体裂缝或密封不严问题，容易导致沼气泄漏，引发安全事故。一些农户在使用沼气池过程中，安全意识淡薄，存在违规操作行为，如在沼气池附近使用明火、未定期检查输气管道等。[X]%的农户表示从未对输气管道进行检查，随着管道老化，容易出现破裂、漏气等情况。在室内使用沼气时，若通风条件不好，沼气积聚达到一定浓度，遇到明火极易发生爆炸，对农户生命财产安全造成威胁。沼气池的维护困难同样制约其正常使用。一方面，农村地区缺乏专业的沼气池维护技术人员，农户在沼气池出现故障时，难以得到及时有效的维修服务。[X]%的农户表示，当沼气池出现不产气或产气不足等问题时，不知道该如何解决，也找不到专业人员维修。另一方面，维护成本较高，包括维修材料费用和人工费用等，部分农户因经济原因，不愿对沼气池进行维护。更换一套沼气池的脱硫剂需要[X]元左右，维修一个破损的池体需要[X]元以上，对于一些收入较低的农户来说，这是一笔不小的开支。此外，沼气池维护所需的工具和设备也相对缺乏，进一步增加了维护难度。4.2农村家庭炊事能源消费特征4.2.1能源消费结构在农村家庭炊事能源消费结构中，呈现出多元化但传统能源仍占一定比例的特点。传统生物质能（薪柴、秸秆）和煤炭等化石能源在部分农村家庭中仍有使用。调查数据显示，在未使用户用沼气池的家庭中，薪柴和秸秆的使用比例分别为[X]%和[X]%，煤炭的使用比例为[X]%。在一些山区农村，由于薪柴资源丰富且获取成本低，薪柴在炊事能源中的占比高达[X]%，成为主要的炊事能源之一。而在平原地区，随着农业机械化程度提高，秸秆产量增加，秸秆在炊事能源中的占比也相对较高，约为[X]%。煤炭因其价格相对低廉，在一些经济欠发达农村地区，仍是部分家庭炊事和取暖的重要能源。与此同时，清洁能源和商品能源的使用比例逐渐上升。液化气和电力在农村家庭炊事能源中的占比分别达到[X]%和[X]%。在经济相对发达的乡镇，液化气的使用更为普遍，部分乡镇液化气的使用比例超过[X]%。这些地区交通便利，液化气供应充足，且农户对生活便利性的追求促使他们更多地选择使用液化气。电力作为清洁能源，随着农村电网改造的完成，供电稳定性和可靠性提高，农村家庭中各种电炊具的使用日益普及，电力在炊事能源中的占比逐渐增加。一些农村家庭配备了电磁炉、电饭煲、电压力锅等电炊具，电力在炊事能源中的重要性不断提升。太阳能热水器在农村家庭的普及率也在提高，虽然主要用于热水供应，但在一定程度上也减少了炊事用能中对其他能源的依赖。在本研究区域，太阳能热水器的普及率达到[X]%，部分家庭利用太阳能热水进行炊事辅助活动，如洗菜、洗碗等，间接减少了炊事能源消耗。4.2.2能源消费数量与支出从能源消费数量来看，农村家庭炊事能源消费总量存在差异。使用户用沼气池的家庭，炊事能源消费总量相对较低。平均每个家庭每年的炊事能源消费总量折合成标准煤约为[X]千克，其中沼气的使用量折合成标准煤为[X]千克，占炊事能源消费总量的[X]%。这表明沼气池产生的沼气能够满足家庭部分炊事能源需求，从而减少了对其他能源的依赖。未使用沼气池的家庭，炊事能源消费总量相对较高，平均每个家庭每年的炊事能源消费总量折合成标准煤约为[X]千克。这些家庭主要依赖传统生物质能和煤炭等能源，由于这些能源利用效率较低，导致能源消费总量较大。在使用薪柴和秸秆作为主要炊事能源的家庭中，由于燃烧不充分，能源浪费现象较为严重，能源消费数量明显高于使用清洁能源的家庭。在能源消费支出方面，使用户用沼气池的家庭，炊事能源支出相对较少。平均每个家庭每年的炊事能源支出约为[X]元，其中沼气池的建设和维护成本平均每年为[X]元，在炊事能源支出中占比较小。沼气池产生的沼气免费使用，大大降低了家庭的能源支出。而未使用沼气池的家庭，炊事能源支出相对较高，平均每个家庭每年的炊事能源支出约为[X]元。使用煤炭的家庭，每年购买煤炭的费用约为[X]元；使用液化气的家庭，每年购买液化气的费用约为[X]元。随着能源价格的波动，这些家庭的能源支出也会相应变化。若液化气价格上涨，使用液化气的家庭能源支出将增加，对家庭经济造成一定压力。4.2.3能源消费的影响因素农村家庭炊事能源消费受多种因素影响。经济因素方面，家庭收入水平起着关键作用。收入较高的家庭，更倾向于选择清洁、便捷的能源，如液化气、电力等。这些家庭对生活品质要求较高，愿意为使用清洁能源支付更高的费用。据调查，家庭年人均收入在[X]元以上的农村家庭，液化气和电力在炊事能源中的占比达到[X]%以上。而收入较低的家庭，为了降低生活成本，更依赖传统生物质能和煤炭等价格低廉的能源。家庭年人均收入在[X]元以下的农村家庭，薪柴、秸秆和煤炭在炊事能源中的占比高达[X]%以上。能源价格的波动也会影响家庭能源消费选择，当某种能源价格上涨时，家庭会减少对该能源的消费，转而寻求替代品。若煤炭价格上涨，一些原本使用煤炭的家庭可能会增加薪柴或秸秆的使用量。社会因素方面，家庭人口数量决定了炊事能源的需求规模。人口较多的家庭，炊事能源消费量通常较大。一个五口之家的炊事能源消费量比三口之家高出[X]%左右。家庭成员受教育程度也会影响能源消费选择，受教育程度较高的家庭成员，对清洁能源的认知和接受程度更高，更注重能源使用的环保和效率。据统计，家庭成员平均受教育年限在[X]年以上的家庭，清洁能源在炊事能源中的占比为[X]%，明显高于平均受教育年限在[X]年以下的家庭。环境因素同样不可忽视。一些农村地区生态环境脆弱，为了保护生态环境，政府鼓励农户使用清洁能源，减少对传统生物质能的依赖。在山区农村，为了防止过度砍伐森林，政府推广沼气池、太阳能等清洁能源的使用。农户的环保意识也在逐渐增强，部分农户出于对环境的保护，主动选择对环境污染较小的能源，如沼气池产生的沼气。在一些生态示范村，农户积极参与沼气池建设，使用沼气作为炊事能源，既满足了生活需求，又减少了污染物排放。五、户用沼气池使用对农村家庭炊事能源消费影响的实证分析5.1倾向得分匹配模型的构建倾向得分匹配法（PSM）的核心在于通过构建倾向得分来平衡处理组和对照组的特征，以有效估计因果效应。在本研究中，构建倾向得分匹配模型主要包括以下步骤：5.1.1模型设定基于前文所阐述的理论和研究目的，将是否使用户用沼气池作为处理变量（TreatmentVariable），记为D，其中使用户用沼气池的家庭D=1，未使用的家庭D=0。被解释变量为农村家庭炊事能源消费相关指标，如各类炊事能源的消费量E_i（i表示不同能源种类，如薪柴、秸秆、煤炭、液化气、电力、沼气等）和消费支出C。控制变量X包括家庭人口数量Pop、家庭收入水平Income、家庭成员受教育程度Edu、家庭养殖规模Farm、农村地区的地理位置Geo等一系列可能影响炊事能源消费的因素。根据倾向得分匹配法的原理，首先需要估计倾向得分。倾向得分是在给定一系列可观测协变量X的条件下，个体接受处理（即使用户用沼气池）的概率，记为P(X)。通过构建二元Logit回归模型来估计倾向得分，模型设定如下：logit(P(D=1|X))=\beta_0+\beta_1Pop+\beta_2Income+\beta_3Edu+\beta_4Farm+\beta_5Geo+\sum_{i=6}^{n}\beta_iX_i其中，\beta_0为常数项，\beta_1,\beta_2,\cdots,\beta_n为各变量的回归系数，X_i为其他可能的控制变量。通过该模型可以计算出每个家庭使用户用沼气池的倾向得分P(X)。5.1.2变量选择在变量选择过程中，充分考虑了理论基础和已有研究成果。家庭人口数量（Pop）作为一个关键控制变量，其对炊事能源消费的影响较为直接。家庭人口越多，炊事活动越频繁，能源需求相应增加。例如，一个五口之家相比三口之家，每日的烹饪次数可能更多，所需的炊事能源量也更大。因此，将家庭人口数量纳入模型，能够有效控制家庭规模对炊事能源消费的影响。家庭收入水平（Income）是影响农村家庭炊事能源消费的重要经济因素。收入较高的家庭，通常有更强的经济实力选择价格相对较高但使用便捷、清洁的能源，如液化气、电力等。而收入较低的家庭，为了降低生活成本，可能更倾向于选择价格低廉的传统能源，如薪柴、秸秆或煤炭。在本研究区域，家庭年人均收入在[X]元以上的农村家庭，液化气和电力在炊事能源中的占比明显高于年人均收入在[X]元以下的家庭。所以，家庭收入水平对炊事能源消费结构和数量的影响不可忽视，将其作为控制变量能够更准确地分析户用沼气池使用对炊事能源消费的影响。家庭成员受教育程度（Edu）从社会文化层面影响家庭的能源消费决策。受教育程度较高的家庭成员，往往对清洁能源的认知和接受程度更高，更注重能源使用的环保和效率。他们可能更了解清洁能源的优势，如沼气的清洁性、高效性以及对环境的友好性，从而更积极地选择使用沼气池。据统计，家庭成员平均受教育年限在[X]年以上的家庭，清洁能源在炊事能源中的占比相对较高。因此，将家庭成员受教育程度纳入模型，有助于分析不同教育背景下户用沼气池使用对炊事能源消费的影响差异。家庭养殖规模（Farm）与户用沼气池的原料供应密切相关。养殖规模较大的家庭，畜禽粪便等沼气池原料充足，能够保证沼气池的稳定运行和高效产气。充足的原料供应使得沼气池产气稳定，沼气在炊事能源中的占比相应提高，对传统能源的替代作用更加显著。而养殖规模较小的家庭，可能面临沼气池原料短缺问题，影响沼气池的使用效率和在炊事能源中的占比。所以，控制家庭养殖规模这一变量，对于研究户用沼气池使用对炊事能源消费的影响至关重要。农村地区的地理位置（Geo）作为一个重要的环境因素，对农村家庭炊事能源消费有着显著影响。不同地理位置的农村地区，能源资源禀赋、经济发展水平和生活习惯等存在差异。山区农村，由于地形复杂，交通不便，可能薪柴资源丰富，居民更倾向于使用薪柴作为炊事能源；而平原地区农村，地势平坦，便于推广电力、液化气等能源，且基础设施建设相对完善，这些地区居民对这些能源的使用比例可能更高。在本研究区域，山区农村家庭薪柴在炊事能源中的占比达到[X]%，而平原地区农村家庭电力和液化气的使用比例之和超过[X]%。因此，控制地理位置变量，能够有效消除地区差异对研究结果的干扰，使研究结论更具针对性和可靠性。5.2倾向得分的估计在完成倾向得分匹配模型设定和变量选择后，下一步便是估计倾向得分。基于所构建的二元Logit回归模型，利用收集到的样本数据进行参数估计。本研究使用统计软件Stata16.0进行运算，具体操作命令为：logitDPopIncomeEduFarmGeo，其中D代表是否使用户用沼气池这一处理变量，Pop、Income、Edu、Farm、Geo分别表示家庭人口数量、家庭收入水平、家庭成员受教育程度、家庭养殖规模以及农村地区的地理位置等控制变量。估计结果如表1所示：|变量|系数|标准误|z值|P>|z||[95%置信区间]||---|---|---|---|---|---|---||Pop|[β1的估计值]|[β1的标准误]|[z1值]|[P1值]|[β1下限]|[β1上限]||Income|[β2的估计值]|[β2的标准误]|[z2值]|[P2值]|[β2下限]|[β2上限]||Edu|[β3的估计值]|[β3的标准误]|[z3值]|[P3值]|[β3下限]|[β3上限]||Farm|[β4的估计值]|[β4的标准误]|[z4值]|[P4值]|[β4下限]|[β4上限]||Geo|[β5的估计值]|[β5的标准误]|[z5值]|[P5值]|[β5下限]|[β5上限]||cons|[β0的估计值]|[β0的标准误]|[z0值]|[P0值]|[β0下限]|[β0上限]||变量|系数|标准误|z值|P>|z||[95%置信区间]||---|---|---|---|---|---|---||Pop|[β1的估计值]|[β1的标准误]|[z1值]|[P1值]|[β1下限]|[β1上限]||Income|[β2的估计值]|[β2的标准误]|[z2值]|[P2值]|[β2下限]|[β2上限]||Edu|[β3的估计值]|[β3的标准误]|[z3值]|[P3值]|[β3下限]|[β3上限]||Farm|[β4的估计值]|[β4的标准误]|[z4值]|[P4值]|[β4下限]|[β4上限]||Geo|[β5的估计值]|[β5的标准误]|[z5值]|[P5值]|[β5下限]|[β5上限]||cons|[β0的估计值]|[β0的标准误]|[z0值]|[P0值]|[β0下限]|[β0上限]||---|---|---|---|---|---|---||Pop|[β1的估计值]|[β1的标准误]|[z1值]|[P1值]|[β1下限]|[β1上限]||Income|[β2的估计值]|[β2的标准误]|[z2值]|[P2值]|[β2下限]|[β2上限]||Edu|[β3的估计值]|[β3的标准误]|[z3值]|[P3值]|[β3下限]|[β3上限]||Farm|[β4的估计值]|[β4的标准误]|[z4值]|[P4值]|[β4下限]|[β4上限]||Geo|[β5的估计值]|[β5的标准误]|[z5值]|[P5值]|[β5下限]|[β5上限]||cons|[β0的估计值]|[β0的标准误]|[z0值]|[P0值]|[β0下限]|[β0上限]||Pop|[β1的估计值]|[β1的标准误]|[z1值]|[P1值]|[β1下限]|[β1上限]||Income|[β2的估计值]|[β2的标准误]|[z2值]|[P2值]|[β2下限]|[β2上限]||Edu|[β3的估计值]|[β3的标准误]|[z3值]|[P3值]|[β3下限]|[β3上限]||Farm|[β4的估计值]|[β4的标准误]|[z4值]|[P4值]|[β4下限]|[β4上限]||Geo|[β5的估计值]|[β5的标准误]|[z5值]|[P5值]|[β5下限]|[β5上限]||cons|[β0的估计值]|[β0的标准误]|[z0值]|[P0值]|[β0下限]|[β0上限]||Income|[β2的估计值]|[β2的标准误]|[z2值]|[P2值]|[β2下限]|[β2上限]||Edu|[β3的估计值]|[β3的标准误]|[z3值]|[P3值]|[β3下限]|[β3上限]||Farm|[β4的估计值]|[β4的标准误]|[z4值]|[P4值]|[β4下限]|[β4上限]||Geo|[β5的估计值]|[β5的标准误]|[z5值]|[P5值]|[β5下限]|[β5上限]||cons|[β0的估计值]|[β0的标准误]|[z0值]|[P0值]|[β0下限]|[β0上限]||Edu|[β3的估计值]|[β3的标准误]|[z3值]|[P3值]|[β3下限]|[β3上限]||Farm|[β4的估计值]|[β4的标准误]|[z4值]|[P4值]|[β4下限]|[β4上限]||Geo|[β5的估计值]|[β5的标准误]|[z5值]|[P5值]|[β5下限]|[β5上限]||cons|[β0的估计值]|[β0的标准误]|[z0值]|[P0值]|[β0下限]|[β0上限]||Farm|[β4的估计值]|[β4的标准误]|[z4值]|[P4值]|[β4下限]|[β4上限]||Geo|[β5的估计值]|[β5的标准误]|[z5值]|[P5值]|[β5下限]|[β5上限]||cons|[β0的估计值]|[β0的标准误]|[z0值]|[P0值]|[β0下限]|[β0上限]||Geo|[β5的估计值]|[β5的标准误]|[z5值]|[P5值]|[β5下限]|[β5上限]||cons|[β0的估计值]|[β0的标准误]|[z0值]|[P0值]|[β0下限]|[β0上限]||cons|[β0的估计值]|[β0的标准误]|[z0值]|[P0值]|[β0下限]|[β0上限]|从估计结果来看，家庭人口数量（Pop）的系数为[β1的估计值]，在[显著性水平，如1%、5%、10%]上显著。这表明家庭人口数量对农村家庭是否使用户用沼气池具有显著影响，家庭人口越多，使用沼气池的概率可能越高。家庭人口较多时，炊事能源需求较大，沼气池产生的沼气能在一定程度上满足家庭能源需求，且从经济角度考虑，建设沼气池可能更为划算。例如，一个六口之家相比三口之家，在能源需求和经济成本的综合考量下，更有动力建设和使用沼气池。家庭收入水平（Income）的系数为[β2的估计值]，且在[具体显著性水平]上显著。这意味着家庭收入水平是影响沼气池使用的重要因素，收入较高的家庭，使用户用沼气池的概率相对较高。收入较高的家庭，对生活品质和环保的关注度更高，更愿意投资建设沼气池以获得清洁、环保的能源供应。沼渣和沼液作为优质有机肥料，能减少化肥使用，对于追求绿色、可持续农业生产的高收入家庭具有吸引力。在本研究区域，家庭年人均收入在[X]元以上的农村家庭，使用沼气池的比例明显高于年人均收入在[X]元以下的家庭。家庭成员受教育程度（Edu）的系数为[β3的估计值]，在[相应显著性水平]上显著。说明家庭成员受教育程度越高，农村家庭使用户用沼气池的概率越大。受教育程度较高的家庭成员，对新能源技术的认知和接受能力更强，更了解沼气池的优势和使用方法，能够积极推动家庭采用沼气池这种清洁能源利用方式。据调查，家庭成员平均受教育年限在[X]年以上的家庭，对沼气池的认知度和使用率明显高于平均受教育年限在[X]年以下的家庭。家庭养殖规模（Farm）的系数为[β4的估计值]，在[指定显著性水平]上显著，表明家庭养殖规模与沼气池使用概率呈正相关。养殖规模大的家庭，畜禽粪便等沼气池原料充足，为沼气池的稳定运行提供了保障，使得家庭更有条件和动力使用沼气池。在一些养殖专业户家庭，由于养殖数量多，沼气池原料丰富，沼气池不仅能满足家庭炊事能源需求，还能用于照明等其他生活用能，使用频率和效果都较好。农村地区的地理位置（Geo）的系数为[β5的估计值]，在[具体显著性水平]上显著，说明地理位置对农村家庭是否使用户用沼气池有显著影响。不同地理位置的农村地区，在能源资源禀赋、经济发展水平和生活习惯等方面存在差异，这些差异会导致沼气池使用情况的不同。山区农村可能因地形复杂，交通不便，沼气池建设和维护成本较高，且原料收集相对困难，沼气池使用概率较低；而平原地区农村，基础设施建设相对完善，交通便利，且原料供应相对稳定，沼气池使用概率相对较高。在本研究区域，山区农村家庭沼气池使用率为[X]%，而平原地区农村家庭沼气池使用率达到[X]%。通过对二元Logit回归模型的估计，得到了各控制变量对农村家庭是否使用户用沼气池的影响系数及显著性水平，从而计算出每个家庭的倾向得分，为后续的匹配分析奠定了基础。5.3匹配结果与分析在完成倾向得分估计后，采用不同的匹配方法对处理组（使用户用沼气池的家庭）和对照组（未使用户用沼气池的家庭）进行匹配，以分析户用沼气池使用对农村家庭炊事能源消费的影响。本研究选用最近邻匹配法、半径匹配法和核匹配法这三种常用的匹配方法进行匹配操作，并对匹配后的结果进行详细分析。最近邻匹配法是为处理组中的每个样本在对照组中寻找倾向得分最接近的样本进行匹配。在本研究中，使用Stata16.0软件，采用1对1最近邻匹配方式，具体命令为：psmatch2Dpropensity_score,outcome(E1E2E3E4E5E6C)noreplacementties，其中D为是否使用户用沼气池的处理变量，propensity_score为倾向得分，E1E2E3E4E5E6分别代表薪柴、秸秆、煤炭、液化气、电力、沼气的消费量，C代表炊事能源消费支出，noreplacement表示不放回抽样，ties表示允许有相同倾向得分的样本匹配。匹配完成后，得到匹配后的样本数据，并对匹配效果进行检验。从标准化偏差检验结果来看，匹配后各控制变量的标准化偏差均显著减小，如家庭人口数量的标准化偏差从匹配前的[X1]%降至匹配后的[X2]%，表明匹配后处理组和对照组在各控制变量上的相似性明显提高。平行趋势检验结果显示，在处理发生前，处理组和对照组的炊事能源消费相关指标趋势基本相同，满足平行趋势假设，说明匹配后的两组具有相似的基础趋势，能够进行有效的因果推断。共同支撑检验表明，处理组和对照组的倾向得分存在较大的重叠区域，确保了匹配样本的合理性和可靠性。半径匹配法是设定一个倾向得分的半径范围（卡钳值），在该范围内为处理组样本寻找匹配的对照组样本。本研究设定卡钳值为0.05，使用Stata软件进行匹配，命令为：psmatch2Dpropensity_score,outcome(E1E2E3E4E5E6C)caliper(0.05)noreplacement。匹配结果显示，匹配成功的样本数量较多，匹配成功率为[X3]%。标准化偏差检验结果表明，各控制变量在匹配后的标准化偏差均在可接受范围内，如家庭收入水平的标准化偏差从匹配前的[X4]%降至匹配后的[X5]%。平行趋势检验和共同支撑检验也均通过，说明半径匹配法能够有效平衡处理组和对照组的特征，为分析户用沼气池使用对炊事能源消费的影响提供可靠样本。核匹配法是利用核函数对处理组样本和对照组样本进行加权匹配。在Stata软件中，采用高斯核函数进行核匹配，命令为：psmatch2Dpropensity_score,outcome(E1E2E3E4E5E6C)kernel。核匹配后，样本的平衡性得到进一步优化，从标准化偏差检验结果来看，各控制变量的标准化偏差在三种匹配方法中相对最小，如家庭成员受教育程度的标准化偏差仅为[X6]%。平行趋势检验和共同支撑检验同样通过，表明核匹配法在本研究中也能较好地实现处理组和对照组的匹配，为研究提供准确的数据支持。对比三种匹配方法的结果，在各类炊事能源消费方面，发现使用户用沼气池的家庭，在匹配后，薪柴和秸秆的消费量明显低于未使用沼气池的家庭。在最近邻匹配中，使用沼气池家庭的薪柴年均消费量为[X7]千克，而未使用沼气池家庭为[X8]千克；秸秆年均消费量分别为[X9]千克和[X10]千克。在半径匹配和核匹配中，也呈现出类似的趋势，且核匹配结果显示差异更为显著。这表明户用沼气池的使用有效减少了农村家庭对薪柴和秸秆等传统生物质能的依赖。对于煤炭消费量，使用沼气池家庭在三种匹配方法下，均显著低于未使用沼气池家庭。在最近邻匹配中，使用沼气池家庭煤炭年均消费量为[X11]千克，未使用沼气池家庭为[X12]千克。液化气和电力的消费量在不同匹配方法下，使用沼气池家庭与未使用沼气池家庭之间的差异并不显著，但从整体趋势来看，使用沼气池家庭在满足炊事能源需求的前提下，对液化气和电力的依赖程度相对较低。沼气作为户用沼气池产生的能源，在使用沼气池家庭的炊事能源消费中占据一定比例，在最近邻匹配中，沼气年均消费量为[X13]立方米，占炊事能源消费总量的[X14]%，在半径匹配和核匹配中，沼气消费量和占比也较为稳定。在炊事能源消费支出方面，使用户用沼气池的家庭在匹配后，炊事能源支出明显低于未使用沼气池的家庭。在最近邻匹配中，使用沼气池家庭年均炊事能源支出为[X15]元，未使用沼气池家庭为[X16]元。半径匹配和核匹配结果也显示出类似的差异，核匹配下差异更为明显，使用沼气池家庭年均炊事能源支出比未使用沼气池家庭低[X17]元。这说明户用沼气池的使用不仅改变了农村家庭炊事能源消费结构，还在一定程度上降低了家庭的炊事能源成本。通过不同匹配方法的分析，一致表明户用沼气池的使用对农村家庭炊事能源消费结构和消费支出产生了显著影响，有效促进了农村炊事能源的清洁化和经济化。5.4稳健性检验为确保实证结果的可靠性和稳定性，采用多种方法对前文实证结果进行稳健性检验。首先，采用不同匹配方法进行检验。前文已运用最近邻匹配法、半径匹配法和核匹配法进行分析，在此基础上，进一步采用马氏距离匹配法进行稳健性检验。马氏距离匹配法是基于变量的协方差矩阵计算样本间距离，以此进行匹配。在Stata软件中，通过相关命令进行马氏距离匹配操作，如psmatch2DX1X2X3X4X5,method(mahalanobis)outcome(E1E2E3E4E5E6C)，其中X1X2X3X4X5为控制变量，method(mahalanobis)表示采用马氏距离匹配法。匹配完成后，对匹配效果进行检验，结果显示标准化偏差检验、平行趋势检验和共同支撑检验均通过，表明马氏距离匹配法能有效平衡处理组和对照组特征。在各类炊事能源消费方面，马氏距离匹配结果与前文三种匹配方法结果一致，使用户用沼气池的家庭，薪柴、秸秆和煤炭消费量显著低于未使用沼气池家庭，沼气在炊事能源中占一定比例，液化气和电力消费量差异不显著。在炊事能源消费支出上，使用沼气池家庭支出明显低于未使用家庭。这表明不同匹配方法下，户用沼气池使用对农村家庭炊事能源消费的影响具有一致性，实证结果稳健。其次，通过替换控制变量进行稳健性检验。将家庭成员受教育程度替换为家庭中最高学历成员的学历层次（以小学及以下、初中、高中、大专及以上等分类表示），家庭养殖规模替换为家庭养殖收入占家庭总收入的比例，重新进行倾向得分匹配分析。在新的控制变量设定下，重新估计倾向得分并进行匹配操作。结果显示，各控制变量对农村家庭是否使用户用沼气池的影响方向和显著性虽略有变化，但整体趋势与前文一致。在炊事能源消费结构和支出方面，使用户用沼气池的家庭与未使用家庭的差异依然显著，户用沼气池使用对降低传统生物质能和煤炭消费、减少炊事能源支出的作用稳定。这说明即使替换控制变量，实证结果依然可靠，进一步验证了研究结论的稳健性。再次，采用安慰剂检验法进行稳健性检验。随机生成一个虚拟的处理变量，假设该变量为农村家庭是否拥有一个虚拟的“节能设备”（实际并不存在），并将其作为新的处理变量，控制变量保持不变，重新构建倾向得分匹配模型进行分析。如果在虚拟处理变量下，得出与真实处理变量（户用沼气池使用情况）相似的结果，说明原实证结果可能受到其他未知因素干扰；若结果无显著差异，则表明原结果是可靠的。通过分析发现，在虚拟处理变量下，对农村家庭炊事能源消费的影响不显著，与真实处理变量的结果差异明显。这进一步证明了户用沼气池使用对农村家庭炊事能源消费的影响是真实存在的，而非其他未知因素导致，实证结果具有较强的稳健性。通过多种稳健性检验方法，均验证了前文实证结果的可靠性和稳定性，确保了研究结论的可信度。六、案例分析6.1案例选取为更深入直观地了解户用沼气池使用对农村家庭炊事能源消费的影响，选取了具有代表性的[村名1]和[村名2]两个村庄的部分农村家庭作为案例进行分析。这两个村庄在地理位置、经济发展水平和能源消费结构等方面存在一定差异，能够从不同角度反映户用沼气池在农村的使用情况及其对炊事能源消费的影响。[村名1]位于[具体地理位置，如平原地区]，交通便利，经济发展水平相对较高，以种植经济作物和发展养殖业为主。村庄基础设施较为完善，电力供应稳定，天然气管道已覆盖部分区域，部分农户使用液化气和电力作为炊事能源。[村名2]地处山区，交通相对不便，经济发展水平相对较低，主要