农业生态环境质量的综合评价模型构建与实证分析*——以绍兴上虞区为例

李 妍

(北京大学城市与环境学院，北京 100871)

·持续农业·

农业生态环境质量的综合评价模型构建与实证分析*
——以绍兴上虞区为例

李 妍

(北京大学城市与环境学院，北京 100871)

[目的]农业作为我国国民经济的重要组成部分，其发展的好坏程度通过农业生态环境质量的评价来体现。基于上述原因，研究农业生产效率及其影响因素对于我国经济发展具有深远的意义。[方法]文章通过对农业生态环境质量评价相关方面资料的查阅，在国内外相关领域学者对农业生态环境质量的研究基础上，采用模糊数学法来评价生态环境质量，通过构建AHP模型算法计算来评价确定区域农业生态环境质量好坏，以及影响农业生态环境质量的相关因素以及影响程度，并以绍兴上虞区为研究对象。[结果]通过对绍兴上虞区农业生态环境质量调查、统计资料及上虞区区域农业生态环境-经济系统协调发展度相关数据分析得出，农业生态环境质量与生态经济系统协调度变化趋势一致。[结论]农业生态环境作为目前社会主要的研究方向，有关于农业生态环境质量的评价以及了解农业生态发展状况，对于改善当前农业发展状况，提高农业经济以及保护农业生态环境都有着至关重要的作用。

农业生态环境质量 层次分析法 生态经济 实证分析 影响因素

0 引言

近年来，随着我国农业生产活动的增强，有关于人类活动对环境造成的影响日益严重，农业生态环境的好坏直接影响着农业生产经济的可持续发展[1]，农业生态环境质量的评价作为衡量区域农业生态经济发展的主要指标之一，确定相应的评价指标以及构建评价模型对区域农业生态环境质量进行定性或定量地分析与评价已成为主要研究方向。因此，文章在前人研究的基础上，采用模糊数学法来评价生态环境质量，通过构建AHP模型算法计算来评价确定区域农业生态环境质量好坏，以及影响农业生态环境质量的相关因素及其影响程度，并以绍兴上虞区为研究对象，确定农业生态环境质量与生态经济发展的变化关系，为提高农业经济增长以及保护生态环境提供战略性的理论基础。

1 农业生态环境质量评价内涵及研究进展

自始以来，农业作为我国国民经济的重要组成部分，其发展始终受到相关政府部门的重视。目前对于农业生态环境质量的评价，国外学者主要侧重于影响机制以及评价模型选取方面的研究[2]，国内学者则主要关注在生态以及社会效益方面的评价[3]。关于农业生态环境质量的评价方法主要有综合指数法[4]、模糊评价法[5]以及层次分析法[6]等。虽然我国在农业生态环境质量评价方面的研究已有很多，但仍处于探索阶段，尚未形成成熟的理论框架。农业生态[7]环境质量是表现农业发展好坏程度的体现，所谓农业生态环境质量[8]，则是指在人类的生产活动下，农业自然生态系统所产生的一系列相关变化，农业生态环境质量评价则是在前人研究的基础上根据相关的评价原则，构建相关的农业生态环境质量评价模型，通过数据分析计算来确定出区域农业生态环境质量的优劣程度以及影响农业生态环境质量好坏的相关影响因素等。农业生态环境不仅可以体现农业的发展程度，还在很大程度上决定了农业生产的方式、结构以及其他相关方面等。

农业生态环境随着社会经济的发展，也处于不断变化过程中，人类相关活动对农业生态环境的影响也越来越大，农业生态环境在一定的空间中表示的是各影响农业发展的相关因素的总和。农业生态环境随着社会经济发展而导致的这种变化，具有双面性，一方面，农业生态环境质量的提高能够带来区域经济发展的增长，另一方面，区域经济发展的增长又可以导致区域生态环境系统的不断破坏，由此引起生态环境质量的不断下降。农业生态环境方面存在的问题与挑战在社会经济发展下日益严重，亟待解决。

近年来，有关于农业生态环境质量方面的评价越来越多。一般来说，农业生态环境质量的评价是基于环境影响评价，从农业生态学的角度，按照“压力-状态-响应”的基本概念结构，选取恰当的评价指标，对评价对象的农业生态环境质量从自然生态环境、社会经济环境、环境污染[9]三个主要方面进行的评价。和一般性的有关于生态环境系统的定量和定性的评价相比较，农业生态环境质量更加侧重于对评价对象的具体相关影响指标进行的定性分析研究。

早在30年前，我国有关于生态环境质量方面的评价从简单的环境监测上升到对环境、经济以及社会三者之间的协调发展研究。接着又有学者提出了“生态完整性”[10]和“生态系统健康”[11]等相关方面的概念。最近几年，一些生态方面的研究学者又提出了关于生态系统状况方面的相关评价指标。

国内对于农业生态环境质量的评价一般包括各种生态系统方面的研究[12]，在国外，农业生态系统通常被划分为农业经济发展、农业生态环境质量状况及农业社会状况等3个子系统，通过对区域农业生态系统的发展来评价衡量区域农业生态系统的优劣程度，从而建立农业生态系统发展的可持续发展指标体系[13]。随着近年来人类活动的日益频繁，对环境造成的影响也越来越严重，政府对环境的重视程度也逐渐加强，有关于农业生态环境质量方面的评价范围也越来越广泛，研究技术方法以及所包含的研究内容也从之前的单一因素变得具有综合性，评价重点也从简单的环境污染上升至“社会-经济-环境”三者的综合性可持续发展[14]。但是，由于生态环境系统本身的复杂与多变性，目前对于农业生态环境质量方面的评价还不够全面，因此，确定评价指标以及构建相关的评价模型，定量对农业生态环境质量进行评价显得尤为重要。

2 农业生态环境质量评价模型的构建

2.1 评价方法

目前，关于农业生态环境质量的评价一般采用指数法，指数法是指对将要评价的目标中所包含的各项指标进行替换，使其能够相互之间可按照一定的数学模型来进行相关计算，最终按照计算结果将其排序分类。运用指数法来评价生态环境质量往往由于其本身的结构与现实情况之间存在一定的误差，实际情况下的生态环境质量并无具体的标准可以表示，具有很大的模糊性，因此，为避免指数法评价模型带来的误差性，该文对农业生态环境质量的评价采用多级模糊复和模型-灰色关联优势分析复合模型评价方法，该种复合模型评价方法在最大隶属度原则下可以明确说明农业生态环境质量的现实情况，然后在此复合模型的评价基础上采用灰色关联分析更明确的说明所要评价的目标对象的生态环境质量在同一层时的优劣程度。

评价生态环境质量时采用模糊数学法。

首先对每个评价目标X所含的子集Q中的各评价参数进行单因素评价。采用线性隶属函数进行计算说明：

(1)

式中，每一评价指标的评价数值用q表示；f(n)表示第n级评价指标的评价标准； 评价对象的环境质量q对n级环境标准的隶属度则采用(q)来表示。

在农业生态环境质量评价中，首先根据上述公式对一些影响评价对象的因素做出一级评价，这些因素包括农田灌溉用水质、农田土壤性质以及农药化肥等对农作物的一些影响。

接着根据上述对影响因素的一级评价结果，对一些影响农业生态环境质量的大因素进行二级评价，相关的大影响因素包括评价区域的生态环境质量现状以及污染现状、社会自然环境等。

最后，根据对影响因素的二级评价结果，对要评价的对象的农业生态环境质量做出综合三级总评价。

根据多级模糊综合评价结果，采用灰色关联优势分析来分析评价区域的农业生态环境质量现状。假设有n个参考系列，采用下述公式来表示这n个参考数列：

(2)

式中，相对差表示qj对qo在h点的关联系数，分辨系数采用Ψ表示，将计算所得的个关联系数进行累加计算，然后取平均值建立关联序对，最后得出各评价对象生态环境质量的优劣程度。

采用下式进行关联度的计算：

(3)

2.2 评价模型的构建

对于农业生态环境质量的评价采用层次分析法，层次分析法主要的研究分析途径是将所研究的问题进行系统化，然后通过对系统中因素的分析，排序分类，再根据相对重要性请专家对各层次因素进行评分，再根据所构建的数学模型计算分析得出各层次中所包含的因素的权重值。

运用AHP算法[8]计算农业生态环境质量的过程如下：

(1)建立递阶层次结构

递阶层次结构即要评价区域的农业生态环境进行主要层次结构的划分。

(2)构造判断矩阵

模型中判断矩阵中的标度值根据比较标度法得到：

(4)

式中，须满足：

(5)

(6)

(3)权重分类排序

对权重值采用方根法求解C的归一化特向量和特征值，在符合一致性检验的标准下即得到各因子的权重排序：

(7)

(8)

(9)

(4)检验

通过一致性检验来判断矩阵是否具有一致性，如果矩阵在每两个因素之间进行比较评分，且评分具有客观一致性，则矩阵可以看作具有一致性。计算过程如下：

(10)

(11)

DS=Ds/SJ

(12)

式中，一致性指标采用Ds来表示，平均随机一致性指标以及相对一致性指标分别用SJ和DS表示。当DS<0.1时，判断举证具有一致性。

(5)评价标准

利用求模数法可标度出环境生态质量，即：

(13)

式中，自然生态系统Y1，社会经济系统Y2，农田污染系统Y3。由此提供了生态环境质量评价的5类标准，如表1。

表1 农业生态环境质量的等级划分

F值0

表2 绍兴上虞区农业生态环境质量调查与统计资料

区域农业生态环境指标体系上虞区自然生态系统Y1Y11不低于10℃的活动积温5130Y12森林覆盖率(%)47Y13土壤有机质(%)272Y14年日照时数(h)2044Y15年降水量(mm)1199Y16土壤潜育率(%)224Y17全年无霜期(d)243Y18区域受灾率(%)432社会经济系统Y2Y21全年粮食每公顷产量(kg)10412Y22每公顷工业产值(万元)654762Y23农田有效灌溉率(%)953Y24人均占有耕地(hm2)0054农田污染系统Y3Y25农灌水污染综合指数1332Y32双晚稻谷污染综合指数205Y33早稻谷污染综合指数287Y34每公顷农药施用量(kg)497Y35土壤污染综合指数643Y36每公顷化肥施用量(kg)8492

3 实证分析——以绍兴上虞区为例

运用上述评价模型对绍兴市上虞区农业生态环境质量[15， 16]进行评价，在评价过程中，以各系统综合指数作为基础预测数据。

表3 区域农业生态环境-经济系统协调发展度

年份200620072008200920102011201220132014协调度088087087086086085084084082

从表2、表3中的数据综合分析对绍兴上虞区的农业生态环境质量进行综合评价，以及利用公式(13)计算的结果F=2.63，得出上虞区环境质量良好，综合上虞区2006～2014年农业生态环境与经济系统协调度可以看出，绍兴上虞区农业生态环境与经济系统协调度较高，差距也较小，协调度呈下降趋势，但整体来说较为平稳，因此上虞区的农业生态环境与经济系统协调度仍处于良好状态。总的来说，农业生态环境质量与生态经济系统协调度变化趋势一致，分析相关数据资料我们可以发现，以绍兴上虞区为例，在农业生态环境与经济系统中，农业生态环境质量改善以及生态经济增长说明区域生态环境系统的自我更新能力低于社会经济系统的增长速度，区域经济发展水平较农业生态环境质量来说，更为快速，生态环境质量由于经济发展水平的上升导致的环境承载力逐渐下降，对经济发展所带来的一些环境问题无法容纳。另外，经济发展对环境的需求较为缺少，要想实现农业生态环境质量与当地生态经济可持续协调发展还需保护好环境，提高区域生态环境质量。

4 结论

该文采用模糊数学法来评价生态环境质量，通过构建AHP模型算法计算来评价确定区域农业生态环境质量好坏，以及影响农业生态环境质量的相关因素以及影响程度，最后以绍兴上虞区为研究对象，通过对绍兴上虞区农业生态环境质量调查与统计资料以及上虞区区域农业生态环境-经济系统协调发展度相关数据分析，最终得出以下结论：农业生态环境质量与生态经济系统协调度变化趋势一致，在农业生态环境与经济系统中，农业生态环境质量以及生态经济的变化情况说明区域生态环境系统的自我更新能力低于社会经济系统的增长速度，区域经济发展水平较农业生态环境质量来说变化更为快速。要想实现农业生态经济增长与生态环境质量的改善等2个方面可持续发展，须在保持经济增长的同时，保护好农业生态环境，即：(1)提高农业生态经济的认识，确保农业生态资源的可持续循环利用，加强农业生态环境教育与宣传； (2)完美协调农业经济建设与生态环境之间的关系，加强生态农业的建设，以提高农业生态经济的增长； (3)合理利用自然生态资源，优化生态环境，提高农业生产技术，实现农业经济增长与生态环境可持续发展。

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ECOLOGICAL ENVIRONMENT QUALITY COMPREHENSIVE EVALUATIONMODEL BASED ON ECOLOGICAL ECONOMY PERSPECTIVE*

Li Yan

(College of Urban and Environmental Sciences, Peking University，Beijing 100871 China)

Agriculture as an important part of our national economy, its development degree can be assessed by the agricultural ecological environmental quality. Based on the above reasons, the agricultural production efficiency and its influencing factors for China′s economic development have profound significance. Through the survey of the agricultural ecological environmental quality assessment, based on the research of agricultural ecological environmental quality, this paper evaluated the ecological environment quality using the fuzzy mathematics method. The AHP model algorithm calculation was constructed to determine the regional agricultural ecological environmental quality evaluation, and analyze the related factors affecting the quality of agricultural ecological environment as well as the influence degree. Finally, taking Shaoxingshangyu area as the research object, through the investigation and statistics in Shangyu regional agricultural ecological environment, it analyzed the economy system coordination development degree, agricultural ecological environmental quality, and ecological economic system coordination degree. The assessment of the agricultural ecological environmental quality can improve the current agricultural development, enhance the agricultural economy, and protect the agricultural ecological environment.

agricultural ecological environment quality level; analytic hierarchy process; ecological economy; empirical analysis; impact factors

10.7621/cjarrp.1005-9121.20170322

2015-10-09

李妍(1989—)，女，浙江金华人，硕士。研究方向：城市与区域规划。Email：guollss@163.com

*资助项目：2014年国家自然科学基金“农业生态质量体系评价研究”(34107113)

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A

1005-9121[2017]03143-05