美国养猪生产者对减少仔猪被母猪压死之精准畜牧技术(Precision Livestock Farming, PLF)的偏好及支付意愿——以防压死(anti-crushing)技术为例的离散选择实验研究

《Journal of Agriculture and Food Research》：U.S. Swine Producers’ Preferences and Willingness to Pay for Precision Livestock Farming Technologies: A Case Study on Reducing Piglet Crushing by Sows

　　

摘要：母猪导致的仔猪压死(piglet crushing/sow-induced piglet crushing)仍是养猪生产中持续存在的动物福利与生产损失问题。精准畜牧技术(Precision Livestock Farming, PLF)有望通过自动检测仔猪压死事件并及时干预来减轻该问题，但在美国养猪业中采纳率仍然有限。本研究采用离散选择实验(discrete choice experiment, DCE)量化养猪生产者对旨在减少仔猪压死的PLF技术的支付意愿(willingness to pay, WTP)。鉴于DCE常用样本量准则下本研究样本量偏小，结果应解释为对防压死PLF核心价值主张的探索性估计，而非具人群代表性的采纳参数。实验包含三个关键属性：仔猪压死率降低百分比、处理压死事件所耗时间的降低百分比，以及每个产床(farrowing stall)每年的技术成本。结果表明，生产者最看重仔猪压死率的降低，每降低1个百分点(相对于当前基线)的WTP约为0.73美元；减少管理压死事件耗时的价值较低(每降低1个百分点WTP约0.23美元)，且生产者表现出显著的成本敏感性。偏好的显著异质性表明，部分生产者优先考虑生产效益与减损效果，而另一些则受成本约束较强。研究结论指出，尽管减少仔猪压死是促使生产者采纳防压死PLF技术最具吸引力的价值主张，但成本仍是主要障碍。定制化定价模式、灵活的技术套餐及配套支持机制可能提高采纳率。本研究为开发者、政策制定者及认证机构推动养猪业PLF采纳提供了关键见解。

论文解读：美国母猪压死仔猪(piglet crushing by the sow)导致高达约半数哺乳前(pre-weaning)死亡，约占活产仔猪的11%–12%，既是重大福利问题也是经济损失。传统限位栏(farrowing crate)损害母猪福利，人工监护则高度依赖劳动力。精准畜牧技术(Precision Livestock Farming, PLF；指利用传感器、声学检测、自动干预等手段实时监测与管理畜禽个体与群体状况的技术)如声学检测系统(acoustic detection systems)、体位传感器(posture sensors)和振动干预(vibration-based interventions)可自动识别仔猪求救叫声并触发母猪体位改变，理论上能减少压死并降低人力需求，但美国养猪业PLF采纳仍受限，原因包括高感知成本、与现有管理体系整合的不确定性，以及对生产者如何权衡性能改善、省工与成本的实证研究匮乏。既往畜牧业DCE多用于测度接受补偿意愿(willingness to accept, WTA)以采纳福利措施，缺乏针对主动购买(proactive willingness to pay, WTP)防压死PLF技术、同时联合评估存活率提升—省时—年成本三者权衡的美国语境实证。为此，密歇根州立大学(Michigan State University)研究人员Akinyemi B.E.、Siegford J.M.、Turner S.P.与Akaichi F.通过DCE对美国养猪生产者展开调研，量化其对防压死PLF技术的偏好及WTP，并分析偏好异质性，成果发表于《Journal of Agriculture and Food Research》。

主要关键技术方法：研究人员于2025年2月至9月在美国7场养猪生产者会议及邮件邀请中共回收67份有效问卷，剔除无经营决策权者后保留51人做描述性分析，其中28名具最终技术投资决策权的农场主/经理用于WTP模型估计。基于文献与5次行业专家访谈确定DCE三属性及水平——仔猪压死降低率(10%、20%、30%、40%)、压死管理耗时降低率(同四水平)、每产床每年技术成本($5、$10、$15、$20)，采用Ngene软件生成Fractional Factorial Design共12个选择集，每集含方案A、方案B及"维持现状(opt-out)"选项。效用模型基于随机效用理论(Random Utility Theory)，分别拟合条件Logit及混合Logit(Mixed Logit, MXL；允许偏好异质性，压死降低与省时系数设正态分布，成本系数设对数正态分布log-normal)，并在WTP空间(WTP-space)直接估计支付意愿以避免比值偏态。为探究异质性进一步拟合潜类别模型(Latent Class Model, LCM；两类别收敛最佳)，采用贝叶斯信息准则(Bayesian Information Criterion, BIC)与一致性AIC(Consistent Akaike Information Criterion, CAIC)选模，并用后验概率将受访者归入类别并做人口与农场特征剖析，相对重要性(relative importance)按各属性系数×属性水平极差占总效用的百分比计算。

研究结果如下所述：

Introduction：综述了仔猪压死在pre-weaning mortality中占比、传统限位栏与人工干预局限、PLF技术原理及美国养猪业采纳障碍，指出研究填补三大空白——美国语境下对主动WTP而非WTA的测度、聚焦防压死PLF联合权衡三属性、结合Random Utility Theory与Diffusion of Innovations及Technology Acceptance Model/Unified Theory of Acceptance and Use of Technology(TAM/UTAUT)框架理解采纳动因。

Theoretical and Conceptual Framework：阐述Random Utility Theory为基础，辅以创新扩散理论(Diffusion of Innovations)中相对优势(relative advantage)、兼容性(compatibility)、复杂性(complexity)及TAM/UTAUT中感知有用性(perceived usefulness)、易用性(perceived ease of use)等构念，说明DCE中确定性效用部分反映年成本负担vs.预期仔猪存活增益与省时增益，随机部分捕捉风险态度与管理战略差异，并将结构性约束(劳动力短缺、市场福利压力)纳入概念框架。

Literature Review on Discrete Choice Experiments and PLF Adoption：梳理农业技术采纳多维性及欧、奶业PLF的WTP研究，指出现有猪业DCE多关注WTA福利补偿，少有美国猪农对PLF联合绩效—省工—成本WTP的研究，本文通过聚焦三核心可货币化属性弥补此缺口。

Material and methods——Recruitment and Survey Participants：说明伦理审批、现场+邮件招募、初收67份、筛除非决策者得51人描述分析样本及28人WTP建模样本，论证小规模专家样本在难触达群体中具信息价值。

Material and methods——Analytic sample and sample-size considerations：明确区分运营参与者和最终决策者，WTP模型用28位具最终决策权者，承认低于Johnson/Orme经验准则故结果为探索性。

Material and methods——Survey Instrument：涵盖角色、已有PLF使用、饲养系统、经营结构、年产仔数、养殖年限、性别年龄等题项。

Material and methods——Choice Experiment：详述三属性四水平来源、Ngene生成12任务、含opt-out、成本水平为分摊至每产床之年化费用而非设备标价，并说明行业访谈确认生产者决策驱动为可量化经济回报(减损+省时+明确年化成本)而非抽象易用性或政策激励。

Material and methods——Choice Data Analysis / Estimation of respondents' preferences：给出线性效用函数U_in=βX_in+ε_in，对比Conditional Logit假设同质偏好局限，采用Mixed Logit放松IIA(independent of irrelevant alternatives)并允许参数随机分布。

Material and methods——Estimation of respondents' willingness to pay：说明在WTP-space直接估计避免比值偏态，给出效用改写形式V_in=ASC_n?λ·Cost_in+θ₁·Crushing_in+θ₂·Labor_in，θ即WTP估计值，采用Modified Latin Hypercube Sampling取1000次模拟。

Material and methods——The heterogeneity of respondents' preferences and willingness to pay：LCM将受访者划分为潜在类别，经BIC/CAIC选定两类，WTP按类内非货币系数除以负成本系数计算并用Delta Method求标准误，后验概率指派个体类别并对照农场与人口特征。

Results——Socio-Demographics and Farm Characteristics：最终WTP样本多为男性(≈74%)、较年轻但有经验、33%为农场主、多数大型独立生产者(>20,000活产仔猪/年占76%)、约半数未使用过PLF，符合美国养猪集约化特征。

Results——Producers' Preferences and Willingness-to-Pay：MXL结果显示压死降低系数0.210(p<0.01)、省时系数0.069(p<0.01)、成本系数?0.274(p<0.01)，opt-out系数?1.580(p≈0.06)；所有标准差显著，证实偏好异质。平均WTP为每降低1%压死率$0.73(SE=0.104)、每降低1%管理耗时$0.23(SE=0.052)。按属性极差算相对重要性：压死降低50%、成本33%、省时17%。折算实例：20%压死降幅对应WTP约$14.60/产床/年，20%省时对应$4.60/产床/年，前者约为后者3倍。

Results——Heterogeneity of producers' preferences and WTP：LCM识别出两类。Class 1占72%，多为最终决策者、农场主、>20年经验、现用PLF者，看重压死降低(相对重要性53%)>成本(24%)>省时(23%)，压死降幅WTP=$1.08/1%点，省时WTP=$0.46/1%点。Class 2占28%，多为提供意见者、年轻经理、未用PLF的独立养殖户，最看重成本(54%)>压死降低(46%)，压死降幅WTP=$0.43/1%点且不显著重视省时(WTP不显著)，显示高度价格敏感。

Discussion部分总结：减少仔猪死亡是PLF防压死技术采纳的核心驱动力，劳动节省仅为附加利益且28%受访者不愿为其付费；显著成本敏感性与两类别划分呼应乳业PLF异质性发现。未纳入易用性、培训支持、系统集成等属性，结果应理解为对核心性能—省工—成本组合的估值。对开发商建议突出仔猪存活实证成效而非主打省时，采取基础监测版与高级干预版分层定价以适应两类群体；政策制定者可考虑补贴或将其与福利认证挂钩以提升成本敏感群体WTP。需大样本、多地区、含可用性属性及揭示偏好(revealed preference)数据验证外推性。

结论(Conclusions)翻译：本研究考察了美国养猪生产者对专门用于减少产房仔猪被母猪压死之精准畜牧(PLF)技术的支付意愿(WTP)。基于随机效用理论的离散选择实验，研究人员在三个核心属性——仔猪死亡率降低百分比、压死事件管理耗时降低百分比及每产床每年成本——上评估了生产者偏好，旨在为PLF工具在技术上采纳不均的部门提供决策依据。结果揭示仔猪存活率是本情境下PLF感知价值的主导驱动因素；相较于仅提供省工效益的技术，生产者对直接降低压死死亡率的技术表现出显著更高的WTP。减少管理压死耗时虽有一定价值，但始终被视为次要因素——这可能源于专门针对压死事件的监护时间本身有限。重要的是，价格成为关键障碍，不同受访者间成本敏感性存在显著异质性，表明部分生产者愿为带来存活效益的技术投资，而另一些则在投资回报不确定时保持谨慎。上述发现对技术开发者与政策制定者有明确启示：强调动物存活效益并提供灵活定价策略有助提升采纳率。归根结底，PLF的成功采纳取决于使技术效益与生产者多样化的运营现实、经济约束及动物福利优先序相匹配。