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2025 , Vol. 44 >Issue 8: 2237 - 2250

DOI: https://doi.org/10.11821/dlyj020241196

Community Transformation and Sustainable Livelihoods

Differentiating characteristics and comprehensive effects of household energy transition in agro-pastoral areas of the Qingzang Plateau

  • DANG Niu , 1, 2 ,
  • WANG Qiang , 1, 2 ,
  • HUANG Xueting 1, 2 ,
  • XU Ruling 1, 2 ,
  • YANG Yinuo 1, 2 ,
  • ZHANG Xin 1, 2
Expand
  • 1. School of Geographic Science, Fujian Normal University, Fuzhou 350117, China
  • 2. Cultivation Base of State Key Laboratory of Humid Subtropical Mountain Ecology, Fuzhou 350007, China

Received date: 2024-11-05

  Accepted date: 2024-12-03

  Online published: 2025-07-31

Fold

Abstract

The energy transition within households of agro-pastoral regions has emerged as a pivotal pathway for re-establishing the human-land dynamic on the Qingzang Plateau. This study conducts an in-depth analysis of the current status and comprehensive impacts of household energy transitions across various regions, ethnicities, and livelihoods within the plateau, based on a dataset of 1,591 survey questionnaires collected during the Second Scientific Expedition to the Qingzang Plateau. Utilizing a Random Forest model, we have identified the key drivers of household energy transitions. Our findings indicate the following: (1) The energy consumption structure among agro-pastoral households on the Qingzang Plateau remains relatively primitive, with a significant dependence on coal and traditional biomass energy sources. Notably, households in Xizang and Han Chinese households exhibit higher levels of energy transition compared to other regions and ethnic groups, respectively. (2) The heavy reliance on primary biomass energy alleviates the energy transition burden for Xizang households but also leads to substantial pollutant emissions. Households with higher energy transition levels, particularly Han Chinese and agricultural households, demonstrate greater energy satisfaction, with significant social and environmental benefits. (3) Household income, altitude, and family size are identified as key determinants of energy transition on the Qingzang Plateau, with the impact of these drivers showing distinct nonlinear characteristics. Theoretical frameworks such as the energy ladder theory and tipping point theory are applicable in the study of household energy transitions in this region. This research provides a theoretical foundation for devising context-specific transition policies, promoting balanced development, and achieving inclusive and mutually beneficial outcomes, thereby fostering the green and sustainable development of the energy system on the Qingzang Plateau.

Key words： energy transition; comprehensive effects; driving factors; agro-pastoral areas; Qingzang Plateau

Cite this article

DANG Niu , WANG Qiang , HUANG Xueting , XU Ruling , YANG Yinuo , ZHANG Xin . Differentiating characteristics and comprehensive effects of household energy transition in agro-pastoral areas of the Qingzang Plateau[J]. GEOGRAPHICAL RESEARCH, 2025 , 44(8) : 2237 -2250 . DOI: 10.11821/dlyj020241196

1 引言

青藏高原作为亚欧大陆气候调节器和自然碳库[1]，是中国应对全球气候变化的关键生态安全屏障[2]。同时，青藏高原生态环境也具有脆弱性和敏感性[3]，伴随着人口规模的高速增长[4]、城镇化和基础设施建设的快速推进[5,6]，人类活动对高原生态环境的负面扰动愈发强烈。其中，以高碳能源为主的家庭能源消费活动于2020年共产生了947万t二氧化碳（CO2）排放，已成为青藏高原第三大能源碳排放来源[7]。因此，优化家庭能源消费结构，推动清洁能源转型成为高原绿色可持续发展的必然选择[8,9]。但由于青藏高原农牧区经济发展相对滞后且人口稀疏、聚落分散，能源转型成本较大[10]，转型进程中家庭返贫风险随之也较大[11,12]。此外，青藏高原地域辽阔、多民族融合、生计方式多样，不同地区、不同民族、不同生计类型家庭能源消费现状与转型需求存在显著差异。在此背景下，客观评估青藏高原农牧区家庭能源转型现状，揭示其综合效应分异特征及影响因素，可为因地制宜、分类施策的能源转型政策设计提供实证支撑。
当前，基于家庭尺度的青藏高原农牧区能源相关研究数量总体较少。少量研究依托问卷调查，对青藏高原家庭能源消费的类型与结构[13]、环境与健康效益[14]、经济负担[15]、物质流模式等问题取得一定认识[16]。研究发现：由于青藏高原气候寒冷，家庭能源消费规模整体偏大，且农区、牧区、农牧交错区消费规模差异明显[9]；能源消费结构较为初级，以初级生物质能和固体能源为主；CO2与相关污染物排放规模较大，环境与健康效益不足[14]。整体来看，已有研究建立了对青藏高原家庭能源消费现状的客观认识，所采用的问卷调研方法和研究思路也具有较强的借鉴意义。但随着青藏高原农牧区社会经济的长足发展、能源基础设施的日益完善、环境规制的普遍增强，家庭能源消费结构及其综合效应也发生了深刻变化。然而目前以青藏高原家庭能源转型为主题的研究相对缺乏，不同类型家庭能源转型现状是怎样的?产生了何种环境-社会-经济影响?对家庭能源转型产生影响的关键驱动因素有哪些?如何科学政策设计推动家庭能源转型深化发展?针对以上科学问题的研究尚处于空白阶段。
为此，本文依托第二次青藏高原科考项目，通过实地走访调研共获取1,591份家庭调查问卷，开展了不同区域（青海与西藏）、不同民族（汉、藏、蒙、其他）、不同生计类型（农业、农牧兼业、牧业）家庭能源转型的分异特征研究，并分析了其环境-社会-经济效益。最后，使用随机森林回归模型进一步识别并分析家庭能源转型的关键驱动因素。研究旨在刻画青藏高原不同类型家庭能源转型发展现状、综合效应及驱动因素的分异特征，为绿色协调、普惠平等的能源系统清洁化发展路径构建提供理论支撑与实证依据，助力青藏高原人-地关系可持续发展。

2 数据与方法

2.1 数据来源

依托第二次青藏高原综合科学考察，本研究团队于2023年8月1日至9月30日在青海、西藏两地开展实地调研，以随机抽样的原则选择两地符合条件的农牧业家庭，共获得了2,044份问卷。经过有效性筛选与数据清洗后，最终获取有效问卷共1,591份，覆盖了青海与西藏两地13个地市级行政区、55个县级行政区，样本家庭涵盖了汉族、藏族、蒙古族、其他民族（回族、土族、撒拉族）等不同民族家庭，以及农业、农牧兼业、牧业等不同生计类型家庭（图1）。其中，生计类型依据家庭主要收入来源进行划分，因外出务工而无农牧业收入的家庭样本数量较小（37份），且主要生活和能源消费场景已超出农牧区范围，故此不纳入本研究范畴。
图1 问卷调研家庭的空间与特征分布

注：此图基于国家地理信息公共服务平台的标准地图（GS(2024)0650）绘制，底图边界无修改。

Fig. 1 Spatial and characteristic patterns of the interviewed households

调查问卷主要涵盖三大板块内容：（1）受访家庭基本信息，主要包含家庭地址、民族、家庭人口规模、健康程度、教育程度、收入规模与收入来源等。（2）家庭能源消费现状，主要参考姜璐等问卷内容[9]，选择电力、沼气、液化气、汽油、煤炭、牛粪、柴薪等7种常规能源，开展家庭全年能源消费与能源支出调查。此外，为探究家庭新能源消费现状，本研究详细调研了家庭太阳能照明、炊事设施输出功率和日均使用时长等相关信息，以此推算家庭新能源消费规模。（3）家庭对能源基础设施的主观感知，以李克特五分量表的形式，将家庭能源主观感知划分为“极不满意”“较不满意”“一般”“比较满意”“极为满意”5种类型，并依次赋值为1~5。最后，依据家庭地址，使用高德API获取相关经纬度位置和三维高程信息。

2.2 研究方法

2.2.1 能源转型指数与能源转型综合效应测度

本文使用家庭能源消费结构中清洁能源占比，用以衡量家庭能源转型水平[17]。其中，清洁能源包括常规能源中的电力、液化气、沼气以及家庭新能源的消费规模，计算公式如下：
E T I i = ( E l e c t r i c i t y i + G a s i + B i o g a s i + N e w _ e n e r g y i ) / ( C o n v e n t i o n a l _ e n e r g y i + N e w _ e n e r g y i )
式中：ETIi为i家庭能源转型指数，值越高表明家庭能源消费结构清洁化水平越高；Electricityi、Gasi、Biogasi、New_energyi、Conventional_energyi分别表示i家庭的电力、天然气、沼气、新能源与常规能源的年消费规模，均为折算为标准煤后数值。
根据实地调研走访，发现当前家庭新能源消费的终端用途主要为照明与炊事。因此，本文基于照明与炊事活动的新能源设施输出功率与应用时长计算家庭新能源消费规模。具体计算公式如下：
N e w _ e n e r g y i = O u t p u t i *   D a y i * M o n t h i   * 30
式中：New_energyi为i家庭新能源消费量；Outputi为新能源设施功率（W），Dayi为设施日均使用时长；Monthi为设施每年可用月数。
参考前人研究，使用能源负担，即能源支出占家庭总收入的比例用以衡量能源转型的经济效益[18-20]；使用能源满意度衡量家庭能源转型的社会效益[21]。其中，能源负担公式如下：
E n e r g y _ b u r d e n i = E n e r g y _ e x p e n d i t u r e i / H o u s e h o l d _ i n c o m e i  
式中：Energy_burdeni为i家庭能源负担；Energy_expenditurei表示i家庭用于能源消费的年能源总支出，由电力、煤炭、液化气、汽油等商品能源支出汇总得到；Household_incomei为家庭年度总收入。
同时，世界卫生组织和国际能源署的调查表明，以传统生物质能和化石能源为主的家庭能源消费产生了大量CO2和甲烷（CH4）排放，并成为全球气候变暖的关键诱因[22-24]。除温室气体外，柴薪、牛粪、煤炭等传统能源消费也会产生大量二氧化硫（SO2）、氮氧化物、一氧化碳、粉尘、烟尘及碳氢化合物等污染物，从而导致居民健康面临潜在风险，并已被确定为慢性呼吸道疾病的重要致病因素[25]。因此，本文将相关污染物排放视为家庭能源消费环境效益的重要表现，以此探讨青藏高原农牧区家庭能源转型的环境效益。具体来讲，本文参考相关文献[13,26]，用家庭能源消费所排放的CO2、CH4、NOX、SO2与PM2.5总量表征能源消费的环境效益。其中，排放总量是由各类能源消费量与其排放因子（表1）相乘而得。
表1 不同类型能源排放因子

Tab. 1 Emission factors for different types of energy

能源类型 CO2 CH4 NOX SO2 PM2.5
电力（g/kWh） 147.61 0.36 0.89 1.37 0.16
沼气（g/kg） 140.00 - 0.48 1.68 0.24
液化气（g/kg） 3,127.81 0.05 2.20 0.18 0.35
汽油（g/kg） 3,448.94 1.11 7.94 0.20 0.24
煤炭（g/kg） 1,963.35 1.47 1.83 9.59 8.31
牛粪（g/kg） 903.59 3.76 2.45 2.64 10.17
柴薪（g/kg） 1,522.99 2.36 1.44 0.46 4.67

2.2.2 能源转型驱动因素识别与分析

青藏高原不同类型家庭存在极为显著的能源转型水平差异，探究差异背后的驱动因素有利于合理规制政策，推动家庭能源转型。根据理性行为理论[27]，能源消费类型选择是家庭主观认知和外部环境制约下的理性行为。因此在相似地理环境与社会经济背景下，家庭属性特征差异是造成能源转型水平分异的核心原因。本文主要从家庭尺度出发，参考已有研究指标选择，并考虑数据可得性，以家庭能源转型指数为因变量，选择家庭收入、家庭规模、健康状况、能源满意度与海拔5项指标（表2），探讨青藏高原不同类型家庭能源转型的驱动因素及其分异特征。考虑到不同民族和不同生计类型家庭数据分布重合度较高（汉族家庭以农业为主，少数民族家庭以牧业和农牧兼业为主），本文着重探讨不同区域、不同民族驱动因素的分异特征。此外，在非线性回归模型支持下，尝试分析能源阶梯理论、家庭生命周期理论等非线性理论，在青藏高原家庭能源转型研究中的适用性。
表2 家庭能源转型的关键影响因素

Tab. 2 Key drivers of household energy transition

指标 内涵 理论基础 参考文献
家庭收入 家庭年度总收入（万元） 拐点理论、能源阶梯理论 姜璐等[9]
家庭规模 家庭成员总人数（人） 家庭生命周期理论 Wang等[11]
健康状况 家庭成员健康程度的主观感知 健康资本理论，环境正义理论 Dash等[28]
能源满意度 家庭对能源系统的主观感知 态度-行为理论 Campos等[29]
海拔 家庭地址的海拔（m） 新地理环境决定论 刘逸等[30]
从研究方法来看，已有研究多使用最小二乘法（Ordinary Least Squares, OLS）、Tobit等线性回归方法，探究能源消费、能源碳排放、能源负担的关键驱动因素[7,9,16]。模型的影响指标选择与所得认识为后续更加深入的研究奠定了良好基础，但同时也导致对各因素非线性影响特征认识的不足。因此，本文选择随机森林模型，探讨能源转型各影响因素的非线性效应。随机森林模型由Breiman[31]提出，是一种包含多个决策树分类器的机器学习方法。相较于线性回归模型，基于随机森林的回归分析对数据分布要求较小，允许变量间存在内生性关系，且具有强大的回归能力和易于解释的学习机制，在能源地理领域研究中具有广泛而深入的应用[11]。在随机森林回归模型中，变量重要性可使用节点纯度（Increase in Node Purity, incNodePurity）衡量，其值越大表明变量重要性越强[32,33]，而偏依赖关系图可用于可视化因变量对各自变量变化的响应关系。本文以家庭能源转型水平为因变量，利用R语言平台运行随机森林回归模型，分析能源转型的关键驱动因素。

3 结果分析

3.1 家庭能源转型的分异特征

基于区域视角，青海农牧区家庭转型指数平均值为0.22（图2a），而西藏农牧区家庭平均值为0.26，二者差异并不显著，表明家庭能源转型在青海、西藏农牧区的推进程度相对均衡。就不同生计类型家庭而言，农业家庭转型水平较高，兼业家庭次之，牧业家庭转型相对滞后。这一现象与不同生计类型家庭集中区的基础设施布局差异有关。农业地区通常地形平坦、人口聚集，因此现代化能源基础设施布局相对完善，清洁能源可获得性强，家庭能源转型水平随之较高。同时，不同民族家庭能源转型水平差异也较为明显，汉族家庭能源转型水平相对较高。其中，不同生计类型中的农牧兼业家庭与不同民族中的少数民族家庭在新能源消费规模较大的情况下，能源转型水平却相对较低（图2b）。其主要原因在于：农牧兼业家庭或少数民族家庭多居住于地理环境较差、现代化能源基础设施建设不足的农牧交错区，家庭所需常规能源往往供给不足。为满足基本生活需要，分布式新能源就成为这些地区家庭能源消费的重要选择。而对于农区农业家庭，常规能源供给相对充足，能源消费类型选择的惯性，以及转型的成本负担和技术劣势，导致家庭新能源消费规模较小。而牧业家庭能源转型指数与新能源消费规模均相对较小，表明牧区家庭亟须增加清洁能源供给，改善能源消费结构。此外，青藏高原家庭能源转型水平核密度图表明：不同类型家庭能源转型水平均呈现“哑铃型”分布（图3），即家庭能源转型指数以低水平为主，高水平次之，中等水平占比极低。与理想型的“纺锤形”或“高值单峰型”差别较大，表明青藏高原家庭能源转型总体处于初级阶段。
图2 不同类型家庭能源转型指数与能源消费结构

Fig. 2 Energy transition index and energy consumption structure of various households

图3 不同类型家庭能源转型指数核密度分布

Fig. 3 Kernel density distribution of energy transition index for different household types

从能源消费结构来看（图2c），农牧区家庭对生物质能和化石能源的依赖极为明显。其中，煤炭为青海农牧区家庭的主导能源类型，而西藏农牧区家庭对煤炭的依赖程度较弱，这与煤炭的可获得性、携带便捷性以及家庭能源消费行为习性密切相关。从不同生计类型来看，农业家庭、农牧兼业家庭、牧业家庭的煤炭消费占比呈现梯度递减，而对牛粪等初级生物质能的依赖则呈现相反的态势。从能源消费量来看，呈现出牧业家庭>农牧兼业家庭>农业家庭的特征，这一发现与姜璐等[9]以青海省为对象的研究结论相一致。究其原因在于，牧区家庭多位于高海拔地区，年均气温相对较低，部分家庭年均取暖时长超过9个月，因此能源消费规模显著高于其余两种生计类型家庭。与区域分异特征相类似，以定居为主的汉族与其他少数民族（回族、土族、撒拉族等）家庭对煤炭依赖性较强，而具有游牧特征的藏族与蒙古族对牛粪等生物质能依赖性较强。此外，与前期研究相比[13,14]，青藏高原地区家庭能源消费结构中薪柴占比大幅下降，这一现象与青藏高原地区深入推进的家庭能源转型进程和更加严格的生态保护政策密切相关[7,12]。

3.2 家庭能源转型综合效应

3.2.1 环境效应

如表3所示，青海、西藏两地农牧区户均CO2排放规模大致相等，但西藏家庭其他污染物排放量较高，能源消费的环境影响较大、健康风险较高。而从民族与生计类型分异特征来看，清洁能源占比较高的汉族与农业家庭，温室气体与污染物排放规模相对较小（表3），凸显了能源转型的环境效应。参考已有研究，相似人居环境背景下，家庭能源消费污染物排放规模与居民健康风险具有显著正相关关系[25]。能源消费结构以煤炭为主的家庭SO2排放规模较大，居民患支气管炎、哮喘、肺气肿等呼吸系统疾病风险较高[25]。生计类型为牧业的家庭和少数民族家庭能源消费以牛粪为主，CH4、NOX与PM2.5排放规模相对较大[14]，在对人居环境产生负面影响的同时，居民呼吸系统和心脑血管系统面临较高健康风险。如何在家庭能源消费结构中实现清洁能源对初级生物质能的合理有效替代，将是未来牧区家庭能源转型工作的关键所在。
表3 青藏高原农牧区家庭能源消费的环境效应

Tab. 3 Environmental effects of household energy consumption in agro-pastoral areas of the Qingzang Plateau

家庭类型 CO2(kg) CH4(g) NOX(g) SO2(g) PM2.5(g)
区域 青海 7,964 10,888 15,548 26,316 32,556
西藏 7,696 23,036 20,148 21,788 58,762
生计类型 农业 6,253 8,044 12,220 19,517 11,416
农牧兼业 8,332 13,148 17,577 26,167 18,459
牧业 8,209 22,467 19,910 25,403 29,967
民族 汉族 4,008 4,534 6,586 19,814 16,292
藏族 8,143 17,044 18,766 23,840 45,286
蒙古族 7,094 16,324 12,410 25,394 49,742
其他民族 8,050 9,324 11,346 37,648 37,118

3.2.2 社会-经济效应

不同类型家庭在能源支出、能源负担以及能源满意度方面存在显著差异（表4）。具体来看，不同区域中的西藏地区家庭、不同生计类型中的农业家庭以及不同民族中的汉族家庭在能源转型水平整体较高的背景下，能源负担却相对较低。其中，西藏家庭能源转型负担较小，与自身能源阶梯的跃迁密切相关。依据能源阶梯理论，随着经济收入的增长，家庭能源消费结构中主导能源类型经历初级生物质能-化石能源-清洁能源的梯次变化。即家庭具有较高能源转型水平时，初级生物质能占比消失或大幅下降，能源消费以商品能源为主。但从西藏家庭能源消费结构来看（图2c），初级生物质能占比依然较高，虽然一定程度上降低了能源转型的经济负担，但同时也导致较为负面的环境外部性（表3）。生计类型为农业的家庭和汉族家庭的低能源负担，则与海拔较低、气候较为温和的自然地理背景，以及相对优势的社会经济发展水平密切相关。家庭能源消费规模总体较小，经济收入水平相对较高，使能源负担明显低于其他类型家庭。
表4 青藏高原农牧区家庭能源转型的社会-经济效益

Tab. 4 Socio-economic benefits of household energy transition in agro-pastoral areas of the Qingzang Plateau

家庭类型 家庭收入（元） 能源支出（元） 能源负担（%） 能源满意度
平均值 中位数 平均值 中位数 平均值 中位数 平均值 中位数
青海 56,164.12 55,000 5,807.37 3,200 10.34 5.82 3.72 4
西藏 33,445.94 64,000 2,140.54 2,400 6.40 3.75 3.64 4
农业 49,276.12 75,000 4,272.24 3,150 8.67 4.20 3.79 4
农牧兼业 58,151.82 56,800 6,565.34 3,550 11.29 6.25 3.78 4
牧业 20,315.44 34,500 2,092.49 2,200 10.30 6.37 3.70 4
汉族 38,917.81 40,000 2,949.97 1,200 7.58 3.00 3.60 4
藏族 42,549.02 62,000 4,557.00 2,400 10.71 3.87 3.80 4
蒙古族 63,697.41 75,000 738.89 450 1.16 0.60 3.14 3
其他民族 34,038.97 43,000 4,026.81 2,500 11.83 5.83 3.48 4
从能源满意度来看，超过60%的家庭对能源系统的主观感知为较为满意，这一现状与青藏高原日趋完善的能源基础设施密切相关[34]。同时，与已有研究一致，高能源转型水平的家庭通常具有较高的能源满意度[29]。究其原因在于，清洁能源的便捷性与环保性有利于提升家庭生活质量与主观满意度。此外，虽然大多数家庭能源负担与能源满意度呈现负相关关系，但能源消费结构以初级生物质能为主的蒙古族家庭在低能源负担情境下能源满意度显著低于其他家庭，表明蒙古族家庭亟须以能源消费结构升级的形式提升能源满意度。

3.3 家庭能源转型的驱动因素

3.3.1 区域差异

基于incNodePurity的因子重要性衡量结果表明（图4a），青海与西藏家庭能源转型的关键驱动因素存在一定差异。具体而言，青海家庭能源转型的影响因素按重要性排序为家庭收入>海拔>家庭规模>能源满意度>健康状况。与之不同，海拔对西藏家庭转型的影响力较小，而能源满意度的影响强度较大。使用偏依赖关系图可视化各驱动因素对家庭能源转型影响的变化趋势（图4b~4f），可发现表征二者关系的响应曲线均呈现明显的非线性特征。
图4 家庭能源转型驱动因素的区域差异

Fig. 4 Regional differences in driving factors of household energy transition

家庭收入、能源满意度与健康程度对能源转型的影响趋势具有一致性，均呈现“U”型关系。即在低值阶段对转型水平具有负面影响，而在达到一定阈值后，转而具有正向促进作用。当家庭收入低于7万~10万元时，低成本的生物质能在农牧业家庭能源消费结构中占比较高，使能源转型水平较低。而在家庭收入达到拐点后[35]，家庭能源消费由满足基本生活需要向高质量生活需求转变，即逐步实现能源阶梯的跨越，具有便捷性和健康效应的清洁能源消费规模逐渐提升，能源转型水平随之升高。而作为能源可获得性重要表征的能源满意度，水平较低时表示居民清洁能源获取存在一定劣势，影响了能源转型水平的提升。相反，能源满意度的增加则表明清洁能源可获得性显著优化，有利于家庭能源转型水平提升。家庭成员健康程度对能源转型影响的“U型”曲线，则可以使用健康资本理论解释。健康作为一种生计资本，一定程度上影响了家庭能源消费的层次和水平。健康程度较低时，成本相对较高的清洁能源可负担性较差，初级生物质能与低成本化石能源更加符合家庭实际能源消费需求[28,36]。而随着健康程度的提升，家庭对清洁能源的接受程度明显提升，能源转型水平也随之上升。基于环境正义视角，这一变化趋势具有不可持续性[37]。健康程度较差的弱势家庭对高污染物排放能源的过度依赖，将进一步加剧家庭成员的疾病风险，从而形成恶性循环，增加家庭的脆弱性。因此政策设计中，需要特别关注弱势家庭的能源转型进程。
海拔对家庭能源转型的影响，则呈现相反的倒“U”型关系。海拔较低时，家庭能源转型水平相对较低。而随着海拔的升高，家庭能源转型水平也随之上升。这一近线性关系在4,000 m左右发生变化，随着海拔的继续升高，家庭能源转型呈现下降趋势。究其原因在于，当海拔相对较低时，生物质能、煤炭等高碳能源可得性较强，与成本较高的电力和新能源构成了竞争关系，导致家庭能源转型水平相对较低。而2,000~4,000 m海拔区间范围内，随着海拔的逐渐升高，商品能源可得性降低，为满足家庭能源消费需求，普及程度较高的电力使用规模逐渐扩大，太阳能、风能、地热能等清洁能源得到更加广泛的开发利用，推动家庭能源转型水平提升。而对于海拔超过4,000 m的地区，包括电力在内的能源基础设施布局明显不足，家庭能源消费对初级生物质能存在较强依赖，使家庭能源转型水平相对滞后。
家庭规模的影响则呈现明显的区域异质性。随着人口规模的增加，西藏家庭能源转型水平呈现先降后升的趋势，这一现象与西藏家庭对初级生物质能的高度依赖有关。随着家庭人口规模的增加，初级生物质能消费规模上升，能源转型水平随之下降。但家庭生物质能可获得规模具有上限，当难以支撑家庭能源需求时，电力等商品能源消费规模上升，能源转型水平随之提高。与之相反，青海地区能源基础设施较为完善，随着家庭规模扩大，早期人口规模的扩张引导清洁能源消费提升。但人口达到一定规模后，过高的经济成本与支出导致家庭重新选择低成本能源，因此能源转型水平呈现先升后降的趋势。
整体来看，基于成本考量的经济可负担性、基础设施限制的能源可获得性，以及与二者交叉的主观认知共同决定了家庭能源转型水平。此外，和青海相比，西藏家庭能源转型对各驱动因素变化的响应曲线波动特征更加明显，表明西藏家庭能源转型较易受到外部冲击，具有波动性和脆弱性，但合理的政策工具也将对西藏地区家庭能源转型具有更强的助推作用。同时，家庭收入对能源转型影响的非线性特征，验证了拐点理论、能源阶梯理论在青藏高原家庭尺度研究中的适用性。而海拔、家庭规模与能源转型的偏依赖关系，表明社会维度研究中的家庭生命周期理论、新地理环境决定论在能源地理规律揭示中具有理论价值。

3.3.2 民族差异

基于incNodePurity的因子重要性衡量结果表明（图5a），少数民族与汉族家庭能源转型关键驱动因子基本一致，家庭收入、海拔、家庭规模是家庭能源转型的关键驱动因素。其中，家庭收入对少数民族家庭的影响更强，而汉族家庭能源转型受到以上三大因素的共同驱动。同时，各类因素对汉族、少数民族家庭能源转型的影响路径与不同区域样本的影响路径基本一致（图5b~5f），进一步验证了随机森林模型对能源转型驱动因素分析结果的可靠性，同时也表明能源阶梯理论、拐点理论等在青藏高原家庭能源转型研究中具有理论适用性。
图5 家庭能源转型驱动因素的民族差异

Fig. 5 Ethnic differences in driving factors of household energy transition

值得注意的是，相较少数民族家庭，汉族家庭收入“U”型曲线的拐点出现较晚，这与汉族家庭对煤炭和电力的高度依赖有关。能源消费惯性使汉族家庭缺乏使用新能源的动力，仅在家庭收入达到较高水平时，增加清洁能源使用规模。同时，汉族家庭规模较大时，能源转型水平也明显较低。因此，降低能源消费结构中煤炭占比，将是汉族家庭能源转型的关键所在。

4 结论与政策建议

4.1 结论

依托1,591份家庭问卷调查数据，对青藏高原农牧区家庭能源转型的分异特征与综合效应建立了客观认识，继而使用机器学习方法分析了家庭能源转型的关键驱动因素，主要得到以下结论：
（1）青藏高原农牧区家庭能源转型的区域差异较小，但不同生计类型和不同民族家庭能源转型水平差异明显。其中，生计类型为农业的家庭和汉族家庭能源转型水平相对较高。
（2）青藏高原家庭能源消费结构较为初级，煤炭与生物质能占比较高。不同类型家庭能源消费规模与结构存在明显差异，牧业家庭常规能源消费规模显著大于农牧兼业家庭与农业家庭。其中，区域上青海煤炭占比较大、西藏牛粪占据主导地位，民族类型上汉族家庭煤炭占比大、少数民族家庭牛粪占主导。
（3）对初级生物质能的高度依赖，降低了西藏家庭的能源转型负担，但同时也产生了较大规模的能源消费和污染物排放。生计类型为农业的家庭和汉族家庭，在能源转型水平较高的同时，能源满意度随之也较高，社会效益与环境效益明显。
（4）家庭收入、海拔、家庭规模是青藏高原农牧区家庭能源转型的关键影响因素，能源满意度、健康程度亦产生重要影响。整体来看，基于成本考量的经济可负担性、基础设施限制的能源可获得性，以及与二者交叉的主观认知共同决定了家庭能源转型水平。同时，社会经济研究中的能源阶梯理论、拐点理论、家庭生命周期理论等在青藏高原家庭能源转型研究中具有理论适用性。

4.2 政策建议

经济发展滞后、生态环境脆弱、能源基础设施不足等多重约束下，青藏高原农牧区家庭能源转型研究面临严峻挑战。为此，本文从提升经济发展水平、优化能源基础设施、舆论引导增强主观认知三个方面提出推进青藏高原农牧区家庭能源转型深入发展相关建议，以此促进青藏高原人与自然和谐共生。
（1）根据能源阶梯理论，促进地区经济发展、增加农牧居民收入、降低能源负担是推动清洁转型的必然路径。为此，在青藏高原农牧区，一方面，可通过生态旅游、大型光伏风电企业帮扶等措施，提升居民收入，增强家庭能源阶梯攀登的主观能动性。另一方面，应强化社会保障的兜底能力，特别关注疾病、残障等弱势家庭的能源消费问题，推动能源转型可持续发展。
（2）清洁能源的可得性是影响青藏高原农牧区家庭能源转型水平的主要“瓶颈”。为此，考虑到农牧区家庭居住分散、常规能源设施配套短缺的现实问题，未来应以转移支付和政府补贴为基础，增强分布式清洁能源设施的市场竞争力，推动家庭新能源消费规模普遍提升。此外，也应着力发展煤炭、牛粪等能源的低污染物排放利用技术，降低能源消费的负面环境健康效益。对于基础能源设施确实难以覆盖的游牧家庭，应以小功率、移动式风电、光伏设施为基础，提升家庭清洁能源消费水平。
（3）家庭成员对能源系统的主观感知，是能源转型深入推进的重要影响因素。因此，以社区讲座培训、媒体舆论宣传的形式，引导居民对不同类型能源特性产生正确认识，有利于提升家庭清洁能源消费水平。同时，以农牧业家庭高密度区为范围，开展新能源项目家庭、村落试点推进工作，充分展示分布式清洁能源设施的效能和可靠性。此外，新能源家庭应用存在一定技术门槛，应以能源主管部门和企业为依托，在新能源设施的选择、安装和维护等方面为居民提供技术指导和咨询服务。
在人类活动负面扰动持续增强的背景下，农牧区家庭能源转型已成为青藏高原人-地关系再适应的关键发展路径。本文基于能源地理学视角，探讨了青藏高原家庭能源转型的分异特征、综合效应及驱动因素，为今后持续推动青藏高原能源系统绿色可持续发展提供了理论支撑与实证依据。但不可否认，本文仍存在一定不足之处，如研究基于单一年份问卷调查，仅建立了青藏高原家庭能源转型静态特征的认识，后续可考虑开展长时序家庭追踪调查，为青藏高原家庭能源转型演化路径与发展模式研究提供数据基础。此外，家庭能源转型的社会-经济-环境效应受到自然环境与人为环境多重影响，后续问卷设计中，需充分考虑人居环境背景，如房屋密封性、燃烧设备类型等，为更加精确的能源转型综合效应研究提供信息支撑。

感谢两位匿名审稿人对本文研究思路、结果分析与行文细节的深刻意见，使本文获益匪浅；本文涉及的问卷调查由第二次青藏科考“生态安全保障的地域功能类型与区划”分队师生组织实施，并得到青海师范大学地理科学学院师生的大力协助，特此致以诚挚感谢!

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