洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境耦合效率探究

曹學(xué)琳，許 烜，楊林欣

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)商學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410128）

2014 年，洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)發(fā)展上升為國家層面戰(zhàn)略，成為湖南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的四大板塊之一。洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，是我國重要的商品糧基地。但在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的同時(shí)，也帶來了不少環(huán)境問題。例如，近10 年以來，湖區(qū)發(fā)生過2 次大面積的“水華”現(xiàn)象；洪水調(diào)蓄功能逐年減退，洞庭湖的局部地區(qū)充滿了泥沙；農(nóng)藥、化肥的過多使用導(dǎo)致土地污染等。由此可見，處理好洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系尤為重要。

1 文獻(xiàn)綜述與研究區(qū)概況

1.1 文獻(xiàn)綜述

在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系層面，20世紀(jì)90年代初Jeroen JCJM 等試圖運(yùn)用動(dòng)態(tài)模擬模型對(duì)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)學(xué)實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行研究，從系統(tǒng)反饋角度測(cè)度生態(tài)—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合狀況并驗(yàn)證2 個(gè)子系統(tǒng)間的相互作用機(jī)理[1]。國內(nèi)較早對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合進(jìn)行研究的學(xué)者是任繼周等[2]，他以河西走廊為例（1994），對(duì)山地—綠洲—荒漠農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行耦合，并分別計(jì)算著3 個(gè)農(nóng)業(yè)子系統(tǒng)之間的能源和物質(zhì)的流動(dòng)方向及流速。此后，國內(nèi)許多學(xué)者受到啟發(fā)，使耦合擴(kuò)展到生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)耦合的研究，并不斷應(yīng)用量化評(píng)估方法來評(píng)估農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)問題。

在耦合協(xié)調(diào)度方面，主要從耦合雙方的關(guān)系進(jìn)行數(shù)量測(cè)度。如李宗偉（2018）以內(nèi)蒙古自治區(qū)為研究目標(biāo)，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析法和耦合度模型評(píng)估農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境2 個(gè)系統(tǒng)間的關(guān)聯(lián)度、耦合度和協(xié)調(diào)度[3]。李小娟（2020）基于2009—2018 年陜西省相關(guān)數(shù)據(jù)，構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用熵值法和耦合度模型對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)生態(tài)間的耦合關(guān)系進(jìn)行闡明[4]。高靜等（2020）基于2004—2017年全國統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，借助耦合協(xié)調(diào)度模型分析農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系[5]。

在測(cè)度耦合效率層面，魏言妮（2017）以黑龍江省為例，為進(jìn)一步把握系統(tǒng)耦合發(fā)展程度，從效率的角度出發(fā)[6]。運(yùn)用DEA 模型（數(shù)據(jù)包絡(luò)分析）對(duì)該省的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和玉米產(chǎn)業(yè)三者之間的耦合效率進(jìn)行測(cè)度。易婷婷等（2020）采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法和Malmquist 指數(shù)法，對(duì)廣東省21 個(gè)地級(jí)市2005—2018 年的面板數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，探索旅游業(yè)與城鎮(zhèn)化耦合效率的特征與演進(jìn)規(guī)律[7]。綜上所述，國內(nèi)外對(duì)系統(tǒng)耦合的研究已經(jīng)深入到各個(gè)層次和領(lǐng)域，并形成了較為成熟的理論體系。但是，大多數(shù)研究都是停留在測(cè)度耦合協(xié)調(diào)度上，未全面反映系統(tǒng)的耦合效果，還需測(cè)度子系統(tǒng)間的耦合效率才能繼續(xù)深化反映子系統(tǒng)之間耦合關(guān)系的發(fā)展水平和情況。因此，本文基于洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)2011—2018年的數(shù)據(jù)資料，運(yùn)用DEA 模型對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境的耦合效率進(jìn)行測(cè)算與分析。

1.2 研究區(qū)概況

洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)規(guī)劃包括岳陽、常德、益陽3市，長(zhǎng)沙市望城區(qū)和湖北省荊州市，區(qū)域內(nèi)33 個(gè)縣（市、區(qū)）中，有22個(gè)商品糧基地縣、9個(gè)商品棉基地縣、13 個(gè)水產(chǎn)基地縣、5 個(gè)國家級(jí)基本農(nóng)田保護(hù)示范區(qū)。洞庭湖是著名的魚米之鄉(xiāng)，是我國重要的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)示范區(qū)和大宗農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地，對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求十分迫切，相對(duì)的環(huán)境維護(hù)責(zé)任也十分重大。

2 耦合系統(tǒng)及耦合效率

2.1 耦合系統(tǒng)

耦合系統(tǒng)源于物理學(xué)，現(xiàn)被學(xué)者們廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域，尤其是農(nóng)業(yè)、生態(tài)、人文等學(xué)科。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為生態(tài)環(huán)境的發(fā)展提供了基礎(chǔ)，生態(tài)環(huán)境的發(fā)展能夠促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與生態(tài)環(huán)境具有明顯的耦合關(guān)系，說明農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的組成要素之間相互影響、彼此作用，形成了一個(gè)綜合復(fù)雜的耦合系統(tǒng)。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，以及國家對(duì)“三農(nóng)”問題的高度重視，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境兩者相互影響的范圍明顯擴(kuò)大，程度顯著增強(qiáng)。

2.2 耦合效率

耦合效率能夠表征系統(tǒng)的耦合效果，本文界定耦合效率為在一定時(shí)間內(nèi)耦合系統(tǒng)內(nèi)子系統(tǒng)的投入通過直接或間接的影響作用對(duì)其他子系統(tǒng)所能創(chuàng)造出的最高產(chǎn)出[8]。耦合反映了子系統(tǒng)間相互作用的強(qiáng)弱程度，所以耦合效率反映的是子系統(tǒng)相互作用的效率高低。因此，本文農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境耦合系統(tǒng)的耦合效率應(yīng)該分為兩個(gè)方面：一方面，生態(tài)環(huán)境的優(yōu)劣程度直接決定農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的投入量程度，形成了以生態(tài)環(huán)境為基礎(chǔ)的投入導(dǎo)向型耦合效率；另一方面，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的良莠性發(fā)展同樣對(duì)生態(tài)環(huán)境有著重要作用，直接作用于生態(tài)環(huán)境的承載力問題，形成了以農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)為產(chǎn)出的產(chǎn)出導(dǎo)向型耦合效率。但本文的目的是在保證一定產(chǎn)出的基礎(chǔ)上，減少子系統(tǒng)的物質(zhì)能量等的浪費(fèi)，使資源得到合理利用和配置，因此本文選擇對(duì)以生態(tài)環(huán)境為基礎(chǔ)的投入導(dǎo)向型耦合效率進(jìn)行定量研究。

3 指標(biāo)體系構(gòu)建、數(shù)據(jù)來源與研究方法

3.1 指標(biāo)體系構(gòu)建

DEA 評(píng)價(jià)方法是通過測(cè)算不同決策單元（DMU）的效率水平來反映洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境耦合系統(tǒng)的耦合效率，其中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是指標(biāo)的選取。若是選取不當(dāng)則會(huì)大大影響評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。借鑒前人的研究成果，綜合考慮投入—產(chǎn)出指標(biāo)的因果關(guān)系，遵循可行性、系統(tǒng)性、科學(xué)性、動(dòng)態(tài)性等原則，構(gòu)建農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境投入導(dǎo)向型指標(biāo)體系。本文選取農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的農(nóng)作物播種面積和農(nóng)業(yè)投資占比作為投入指標(biāo)；選取生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中的水土流失治理面積、人均水庫容量作為產(chǎn)出指標(biāo)（表1）。

表1 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)耦合效率測(cè)算指標(biāo)體系

此外，產(chǎn)出方面均存在時(shí)間滯后問題，但當(dāng)年投入必然影響當(dāng)年的大部分產(chǎn)出，所有年份數(shù)據(jù)都可能收到滯后性影響，所以不考慮時(shí)間滯后性問題[9]。

3.2 數(shù)據(jù)來源

本研究中所采用的各指標(biāo)數(shù)據(jù)均來源于《湖南省統(tǒng)計(jì)年鑒》《湖南省國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》《湖北省統(tǒng)計(jì)年鑒》《湖南省農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》

3.3 研究方法

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法最常用的基礎(chǔ)模型是CCR 和BCC模型，后者是在前者的基礎(chǔ)上，將決策單元生產(chǎn)規(guī)模的可變性引入模型中。對(duì)于某個(gè)具體的決策單元DMU0，判斷其有效性的綜合DMU 模型[10]。綜合考慮洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的規(guī)?？勺冃缘忍攸c(diǎn)，本研究采用規(guī)模報(bào)酬可變的BBC模型。

在公式（1）中，當(dāng)θ=1 時(shí)，DMUj的綜合效率有效，且當(dāng)S+和S-同時(shí)等于0 時(shí)，DMUj為強(qiáng)有效，表示決策單元DMUj的生產(chǎn)要素已達(dá)到最佳組合，產(chǎn)出效果最佳。當(dāng)θ=1，S+或S-等于0 時(shí)，說明DMUj為弱DEA有效，相對(duì)綜合效率為弱有效。而當(dāng)0＜θ＜1時(shí)，則DMUj為DEA無效，此時(shí)越接近1，則表示效率越接近有效。

4 實(shí)證結(jié)果分析

通過DEAP2.1 軟件，運(yùn)用投入導(dǎo)向型的BCC 模型對(duì)洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)整體的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)算，測(cè)算結(jié)果見表2。

表2 2011—2018年洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)耦合效率

為了更直觀地研究不同年份洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)整體的效率變化，繪制了2011—2018年洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)耦合效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率變化折線圖（見圖1）。由圖1發(fā)現(xiàn)，洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)在2013和2018年處于效率前沿面，耦合效率在2013年達(dá)到峰值后開始連續(xù)下降，直到2016年才呈現(xiàn)回升狀態(tài)。

圖1 2011—2018年洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)耦合效率

從純技術(shù)效率和規(guī)模效率變化程度上來看，規(guī)模效率的變化幅度比純技術(shù)效率的要大，這說明規(guī)模效率是提升耦合效率的主導(dǎo)因素。

從變化趨勢(shì)上看，可以分為以下3個(gè)階段。

第一階段：2011—2013年處于上升趨勢(shì)，是由規(guī)模效率上升引起的，可能原因是2011 年“建設(shè)洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)”的提案，被全國政協(xié)列為重點(diǎn)協(xié)商辦理提案。2010 年后，洞庭湖區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變主要圍繞新型工業(yè)化（內(nèi)含新型城市化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和信息化）推進(jìn)“集聚化、集約化、集群化”的戰(zhàn)略[11]。

第二階段：2013—2015 年呈下降趨勢(shì)，大部分原因在于純技術(shù)效率的下降。國務(wù)院在2014 年正式批復(fù)《洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)規(guī)劃》，這標(biāo)志著洞庭湖地區(qū)的開發(fā)上升為國家發(fā)展戰(zhàn)略。推動(dòng)洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)，是實(shí)施中部崛起戰(zhàn)略的重大舉措。這也就說明洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)必須改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。首先就是改變單一追求產(chǎn)量的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)粗放方式，探索先進(jìn)的農(nóng)業(yè)技術(shù)，這也就說明對(duì)于新的生產(chǎn)方式，洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)純技術(shù)效率下降是在所難免的；其次就是縮小農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模，退耕還湖。

第三階段：2015—2018 年耦合效率逐漸回升，原因在于2016年洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)設(shè)立了專項(xiàng)重點(diǎn)工業(yè)污染源排查整治專項(xiàng)行動(dòng)資金，與此同時(shí)，東洞庭湖全面進(jìn)入禁漁期。農(nóng)業(yè)規(guī)模趨于穩(wěn)定的狀態(tài)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的配置結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，有了資金的支撐，農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)備條件得到改善，能實(shí)現(xiàn)較少廢棄物的生產(chǎn)和提高資源利用效率。

從規(guī)模報(bào)酬角度分析，規(guī)模報(bào)酬不變代表的是當(dāng)前投入量為最佳規(guī)模，不用進(jìn)行調(diào)整[12]；規(guī)模遞增表示的是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)投入量的增加，生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的響應(yīng)增加的幅度超過了投入量的比例；而規(guī)模報(bào)酬遞減，則是隨著投入量的增加，生態(tài)環(huán)境的產(chǎn)出幅度小于投入量增長(zhǎng)的幅度，從而造成了更多的投入浪費(fèi)。由表2可以看出，只有2016年和2017年是規(guī)模報(bào)酬遞減的，表明在這兩年，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)投入過大，造成了不必要的資源浪費(fèi)。

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

本文為保持洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境雙系統(tǒng)之間的健康和諧關(guān)系，選取農(nóng)作物播種面積和農(nóng)業(yè)投資占比作為投入指標(biāo)，水土流失治理面積、人均水庫容量作為產(chǎn)出指標(biāo)，采用DEA模型來測(cè)度2個(gè)系統(tǒng)之間的耦合效率。研究表明：在2011—2018 年間，洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)耦合效率均值為0.957，處于較高的水平，其中在2013 年和2018 年都處于效率的前沿面。在2014年正式成為洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)后，耦合效率有略微下降，但很快就回升到前沿面。耦合效率受規(guī)模效率的影響較大，意味著合理規(guī)劃農(nóng)業(yè)規(guī)模是提高耦合效率的關(guān)鍵。

5.2 建議

1）洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)今后的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須轉(zhuǎn)變集約化發(fā)展形式，在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)，注重協(xié)調(diào)與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的綠色健康發(fā)展。2）國家政策對(duì)該地區(qū)雙系統(tǒng)耦合效率有著顯著影響，政策效應(yīng)隨著時(shí)間的推移越來越強(qiáng)。隨著改革的深化，區(qū)域特色越來越明顯。3）對(duì)農(nóng)業(yè)規(guī)模進(jìn)行恰當(dāng)?shù)卣{(diào)整，不斷深化產(chǎn)業(yè)改革，向農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展進(jìn)發(fā)。4）根據(jù)洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)上中下游的不同地區(qū)地勢(shì)進(jìn)行因地制宜地管理、治理，使整體協(xié)調(diào)發(fā)展。