基于耦合模型的武威市農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展研究

林燕+韓雅敏+孟璐

摘 要：本文參考了相關(guān)研究成果，構(gòu)建農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并結(jié)合耦合協(xié)調(diào)度模型，對(duì)武威市2002—2015年農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)狀況進(jìn)行分析。主要研究結(jié)果為：研究期內(nèi)，武威市農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)值均呈上升趨勢(shì)，表明農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顟B(tài)良好。農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合度屬于低水平發(fā)展階段，耦合度總體呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢(shì)。兩系統(tǒng)協(xié)調(diào)度屬于中度失調(diào)類(lèi)型，但協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)出逐漸上升的發(fā)展趨勢(shì)，兩系統(tǒng)逐漸向良好態(tài)勢(shì)演化。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境；農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)；熵值法；耦合協(xié)調(diào)；武威市

中圖分類(lèi)號(hào)：F327 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180133136

1 研究區(qū)概況

武威市位于甘肅省中部（N3629～3927，E10149～10416）河西走廊東端，是古絲綢之路要隘，與蘭州市、白銀市、金昌市、張掖市相接，轄區(qū)包含涼州區(qū)、民勤縣、古浪縣、天祝藏族自治縣三縣一區(qū)，氣候干旱、降水量少、蒸發(fā)量大、日照時(shí)間長(zhǎng)、晝夜溫差大。武威是甘肅省重要的綠色現(xiàn)代農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)基地，制種、特色林果、畜牧養(yǎng)殖等優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益良好，民勤肉羊、武威黑牛、黃冠梨、人參果等品牌效應(yīng)不斷擴(kuò)大。武威是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植區(qū)，耕地面積25.4萬(wàn)hm2，全市用水總量為15.85億m?，其中，農(nóng)業(yè)用水占71%，生態(tài)用水占15%。為了促進(jìn)武威市經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)環(huán)境和諧發(fā)展，當(dāng)?shù)卣雠_(tái)石羊河流域綜合治理方案、關(guān)井壓田、水票制度等政策引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，并大力推廣農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)，提高水資源利用效率，有效緩解水資源短缺狀況，節(jié)約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，增加農(nóng)民收入。近年來(lái)，農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)高效農(nóng)田節(jié)水技術(shù)在全市推廣，截止2016年，全市共有高效農(nóng)田節(jié)水作物面積172019萬(wàn)m2，其中，涼州區(qū)51772.5萬(wàn)m2、民勤縣50825.4萬(wàn)m2、古浪縣36751.4萬(wàn)m2、天祝藏族自治縣6396.8萬(wàn)m2。武威市將“設(shè)施農(nóng)業(yè)+特色林果業(yè)”作為主要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式，全市累計(jì)種植特色林果112376萬(wàn)m2，建設(shè)設(shè)施農(nóng)牧業(yè)60563.6萬(wàn)m2。武威市水資源短缺、土地沙漠化嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾日益突出，保證經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展，亟待尋找生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)健康協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展道路。

2 構(gòu)建指標(biāo)體系

2.1 選取評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

為了反映武威市農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)客觀(guān)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，文章遵循科學(xué)性、系統(tǒng)性、可獲得性原則，參考其他學(xué)者農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境經(jīng)濟(jì)指標(biāo)設(shè)計(jì)體系，結(jié)合武威市現(xiàn)狀與特點(diǎn)，選取13項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建了反映武威市農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合特征與協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)律的綜合指標(biāo)體系，見(jiàn)表1。指標(biāo)數(shù)據(jù)主要來(lái)源于2002—2015年《武威市統(tǒng)計(jì)年鑒》和2016年武威市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展公報(bào)。

2.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

由于指標(biāo)間存在量綱、量級(jí)差異影響評(píng)價(jià)結(jié)果，因此運(yùn)用極差標(biāo)準(zhǔn)化法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，計(jì)算公式為：

正向指標(biāo)：

負(fù)向指標(biāo)：

式中，為指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值，為第年、項(xiàng)指標(biāo)的原始數(shù)值，和分別為第項(xiàng)指標(biāo)的最大值和最小值。標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)存在零值，不能進(jìn)行對(duì)數(shù)計(jì)算，需要對(duì)進(jìn)行平移，計(jì)算公式為：

式中，為指標(biāo)平移后的數(shù)值，為平移幅度。

2.3 確定指標(biāo)權(quán)重方法

常用的指標(biāo)權(quán)重確定方法有多種，經(jīng)過(guò)比較分析，本文選用熵值法和層次分析法結(jié)合的方法確定指標(biāo)綜合權(quán)重，減小單一賦權(quán)法的局限性，增加指標(biāo)權(quán)重的精確度。由于層次分析法應(yīng)用廣泛，因此，不展開(kāi)討論。

熵值法通過(guò)指標(biāo)信息熵判斷指標(biāo)的效用價(jià)值確定權(quán)重，能夠深刻反映指標(biāo)傳輸給決策者的信息量大小。在多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)中，一項(xiàng)指標(biāo)信息熵越小，提供的信息量越多，則權(quán)重越大。反之，一項(xiàng)指標(biāo)信息熵越大，提供的信息量越少，則權(quán)重越小。計(jì)算步驟如下：

（1）計(jì)算第年項(xiàng)指標(biāo)的比重：

（；）

（2）計(jì)算第項(xiàng)指標(biāo)信息熵：

，（）

（3）計(jì)算第項(xiàng)指標(biāo)差異系數(shù)：

（4）計(jì)算第項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重：

（）

（5）計(jì)算綜合評(píng)價(jià)值：

（）

3 耦合協(xié)調(diào)度模型

耦合概念來(lái)源于物理學(xué)，耦合度是2個(gè)或2個(gè)以上的系統(tǒng)之間或系統(tǒng)內(nèi)部要素之間作用程度的度量，利用該方法可度量農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)程度，文中引入耦合度模型定量測(cè)評(píng)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合狀態(tài)，模型公式為：

式中，表示耦合度， ，時(shí)，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)耦合度最大，兩系統(tǒng)向有序狀態(tài)發(fā)展；U1、U2分別為農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)值；表示調(diào)節(jié)系數(shù)，本文取。

式中，T表示協(xié)調(diào)發(fā)展指數(shù)，α、β為待定系數(shù)，本文認(rèn)為農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)同等重要，因此取α=β=0.5。D為協(xié)調(diào)度，D取值越大，表明系統(tǒng)越協(xié)調(diào)，參考廖重斌協(xié)調(diào)度等級(jí)細(xì)分標(biāo)準(zhǔn)，將協(xié)調(diào)度劃分為10個(gè)等級(jí)，等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

4 結(jié)果分析

本文根據(jù)所構(gòu)建的武威市農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)體系，首先運(yùn)用極差標(biāo)準(zhǔn)化法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，然后利用層次分析法和熵值法相結(jié)合的方法確定指標(biāo)綜合權(quán)重，最后結(jié)合耦合協(xié)調(diào)度模型，測(cè)算出武威市2002—2015年農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)值、耦合度和協(xié)調(diào)度，定量分析研究?jī)上到y(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r。

4.1 農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)綜合評(píng)價(jià)分析

武威市農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)值發(fā)展趨勢(shì)如圖1所示，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境呈現(xiàn)出波動(dòng)下降后緩慢上升的發(fā)展趨勢(shì)。20世紀(jì)90年代末民勤縣出現(xiàn)生態(tài)問(wèn)題，隨后武威市生態(tài)環(huán)境受到各界關(guān)注并實(shí)施治理。期間實(shí)施關(guān)井壓田政策以后人均耕地面積減少，農(nóng)村大量青壯年剩余勞動(dòng)力向城市轉(zhuǎn)移，從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的老人和婦女群體比例升高，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生不利的影響。2004年農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)值達(dá)到最低，主要是因?yàn)樗Y源供需矛盾突出，全年用水總量急劇減少。自石羊河流域綜合治理規(guī)劃啟動(dòng)后，生態(tài)環(huán)境治理方面的財(cái)政支持力度不斷加大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件得到改善。隨后政府頒布頒布水權(quán)管理制度，施行以人定地、以地定水、以水定電、以電控水方案，提高水資源利用效率。退耕還林、關(guān)井壓田和移民搬遷等政策的實(shí)施促使農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境不斷改善。2009年武威市遭遇十幾年不遇的旱災(zāi)天氣，受極端天氣影響，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)值出現(xiàn)下降。2010—2015年，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)值處于持續(xù)增長(zhǎng)狀態(tài)，這與當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)政策緊密相關(guān)。2010年以來(lái)，武威市大力推廣實(shí)施“設(shè)施農(nóng)牧業(yè)+特色林果業(yè)”主體生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式，政府積極鼓勵(lì)農(nóng)戶(hù)種植高效節(jié)水作物，禁止種植洋蔥等高耗水作物，通過(guò)政策積極引導(dǎo)轉(zhuǎn)變農(nóng)戶(hù)傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的改善。2013年農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)值劇烈提升，提升幅度是整個(gè)研究期內(nèi)最大的，綜合評(píng)價(jià)值上升為0.0881，這主要是由于科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步、人們對(duì)生態(tài)環(huán)境重視程度提高、農(nóng)機(jī)具購(gòu)買(mǎi)補(bǔ)貼、土地流轉(zhuǎn)等為農(nóng)業(yè)集約化規(guī)模經(jīng)營(yíng)創(chuàng)造條件，提高土地利用效率，促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，可以理解為生態(tài)環(huán)境發(fā)展態(tài)勢(shì)良好，生態(tài)環(huán)境治理初見(jiàn)成效。

農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)值總體呈現(xiàn)出先緩慢上升后快速上升的發(fā)展趨勢(shì)。2007年武威市出臺(tái)水權(quán)制度改革實(shí)施方案，通過(guò)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電量嚴(yán)格控制地表水和地下水使用量，并且實(shí)行階梯電價(jià)，對(duì)于超量部分收取高昂水資源費(fèi)用，這項(xiàng)舉措增加了種地成本，限制作物種植類(lèi)型，農(nóng)戶(hù)種地積極性減弱，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)受到影響，增長(zhǎng)緩慢。2008年受全球金融危機(jī)影響，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)下滑。2009年隨著石羊河流域綜合治理的推進(jìn)和實(shí)施，生態(tài)環(huán)境得到改善的增加了經(jīng)濟(jì)效益，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)小幅度的增長(zhǎng)。2010—2015年是武威市農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度最快，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響最大的時(shí)期，兩系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)值上升速度加快。2014年受宏觀(guān)經(jīng)濟(jì)下行影響以及農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格不穩(wěn)定等因素，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)綜合評(píng)價(jià)值出現(xiàn)波動(dòng)下滑。

整體來(lái)看，武威市農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)綜合評(píng)價(jià)值均呈上升趨勢(shì)，但農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)值增長(zhǎng)速度快，并且始終高于農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)值，差距逐年增大。這主要是西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，由于實(shí)施石羊河流域綜合治理方案，生態(tài)環(huán)境處于治理保護(hù)時(shí)期，環(huán)境保護(hù)為主的經(jīng)濟(jì)發(fā)展占主導(dǎo)地位，因此農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)值高于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合評(píng)價(jià)值。隨著時(shí)間推移，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)值增長(zhǎng)趨勢(shì)越來(lái)越明顯，主要原因是傳統(tǒng)以犧牲環(huán)境為代價(jià)獲取經(jīng)濟(jì)效益的時(shí)代已經(jīng)過(guò)去，人們?cè)絹?lái)越重視生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展問(wèn)題，大力發(fā)展節(jié)水高效農(nóng)業(yè)、推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，經(jīng)濟(jì)效益逐漸顯現(xiàn)。政府對(duì)農(nóng)林牧漁固定資產(chǎn)投資加大，農(nóng)機(jī)具購(gòu)買(mǎi)補(bǔ)貼使得農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)設(shè)備廣泛應(yīng)用，改善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

4.2 耦合協(xié)調(diào)度分析

如圖2所示，武威市農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合度總體呈現(xiàn)出緩慢下降的趨勢(shì)，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合度較低，由表2可知，屬于低水平耦合階段。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，武威市農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，盡管生態(tài)環(huán)境有所好轉(zhuǎn)，但改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境需要較長(zhǎng)時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)，因此兩系統(tǒng)發(fā)展并不同步。如圖3所示，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度大體呈現(xiàn)出緩慢上升趨勢(shì)，但農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)協(xié)調(diào)度較低，由表3可知，屬于中度失調(diào)類(lèi)型，但發(fā)展趨勢(shì)是不斷上升的，表明農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)均有不同程度的鞏固和提高，生態(tài)環(huán)境的改善帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的促使生態(tài)環(huán)境好轉(zhuǎn)，兩系統(tǒng)相互作用趨向協(xié)調(diào)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：林燕（1992-），女，寧夏中衛(wèi)人，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)村社區(qū)發(fā)展。