基于耦合模型的武威市农业生态环境与农业经济协调发展研究

林燕+韩雅敏+孟璐

摘 要：本文参考了相关研究成果，构建农业生态环境与农业经济系统综合评价指标体系，并结合耦合协调度模型，对武威市2002—2015年农业生态环境和农业经济系统耦合协调状况进行分析。主要研究结果为：研究期内，武威市农业生态环境与农业经济系统综合评价值均呈上升趋势，表明农业生态环境系统和农业经济系统发展状态良好。农业生态环境系统与农业经济系统耦合度属于低水平发展阶段，耦合度总体呈现出逐年下降的趋势。两系统协调度属于中度失调类型，但协调度呈现出逐渐上升的发展趋势，两系统逐渐向良好态势演化。

关键词：农业生态环境；农业经济；熵值法；耦合协调；武威市

中图分类号：F327 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180133136

1 研究区概况

武威市位于甘肃省中部（N3629～3927，E10149～10416）河西走廊东端，是古丝绸之路要隘，与兰州市、白银市、金昌市、张掖市相接，辖区包含凉州区、民勤县、古浪县、天祝藏族自治县三县一区，气候干旱、降水量少、蒸发量大、日照时间长、昼夜温差大。武威是甘肃省重要的绿色现代农牧业生产基地，制种、特色林果、畜牧养殖等优势产业经济效益良好，民勤肉羊、武威黑牛、黄冠梨、人参果等品牌效应不断扩大。武威是传统农业种植区，耕地面积25.4万hm2，全市用水总量为15.85亿m?，其中，农业用水占71%，生态用水占15%。为了促进武威市经济社会与生态环境和谐发展，当地政府出台石羊河流域综合治理方案、关井压田、水票制度等政策引导产业结构的调整，并大力推广农田节水灌溉技术，提高水资源利用效率，有效缓解水资源短缺状况，节约农业生产成本，增加农民收入。近年来，农业灌溉区高效农田节水技术在全市推广，截止2016年，全市共有高效农田节水作物面积172019万m2，其中，凉州区51772.5万m2、民勤县50825.4万m2、古浪县36751.4万m2、天祝藏族自治县6396.8万m2。武威市将“设施农业+特色林果业”作为主要的农业生产经营模式，全市累计种植特色林果112376万m2，建设设施农牧业60563.6万m2。武威市水资源短缺、土地沙漠化严重，生态环境与经济发展之间的矛盾日益突出，保证经济又好又快发展，亟待寻找生态环境与经济健康协调、可持续发展道路。

2 构建指标体系

2.1 选取评价指标体系

为了反映武威市农业生态环境经济系统客观发展状态，文章遵循科学性、系统性、可获得性原则，参考其他学者农业生态环境经济指标设计体系，结合武威市现状与特点，选取13项评价指标，构建了反映武威市农业生态环境与农业经济系统耦合特征与协调发展规律的综合指标体系，见表1。指标数据主要来源于2002—2015年《武威市统计年鉴》和2016年武威市经济社会发展公报。

2.2 数据标准化处理

由于指标间存在量纲、量级差异影响评价结果，因此运用极差标准化法对数据进行预处理，计算公式为：

正向指标：

负向指标：

式中，为指标标准化后的数值，为第年、项指标的原始数值，和分别为第项指标的最大值和最小值。标准化后的数据存在零值，不能进行对数计算，需要对进行平移，计算公式为：

式中，为指标平移后的数值，为平移幅度。

2.3 确定指标权重方法

常用的指标权重确定方法有多种，经过比较分析，本文选用熵值法和层次分析法结合的方法确定指标综合权重，减小单一赋权法的局限性，增加指标权重的精确度。由于层次分析法应用广泛，因此，不展开讨论。

熵值法通过指标信息熵判断指标的效用价值确定权重，能够深刻反映指标传输给决策者的信息量大小。在多指标综合评价中，一项指标信息熵越小，提供的信息量越多，则权重越大。反之，一项指标信息熵越大，提供的信息量越少，则权重越小。计算步骤如下：

（1）计算第年项指标的比重：

（；）

（2）计算第项指标信息熵：

，（）

（3）计算第项指标差异系数：

（4）计算第项指标权重：

（）

（5）计算综合评价值：

（）

3 耦合协调度模型

耦合概念来源于物理学，耦合度是2个或2个以上的系统之间或系统内部要素之间作用程度的度量，利用该方法可度量农业生态环境与农业经济的协调程度，文中引入耦合度模型定量测评农业生态环境与农业经济系统耦合状态，模型公式为：

式中，表示耦合度， ，时，农业生态环境与农业经济耦合度最大，两系统向有序状态发展；U1、U2分别为农业生态环境系统和农业经济系统综合评价值；表示调节系数，本文取。

式中，T表示协调发展指数，α、β为待定系数，本文认为农业生态环境系统与农业经济系统同等重要，因此取α=β=0.5。D为协调度，D取值越大，表明系统越协调，参考廖重斌协调度等级细分标准，将协调度划分为10个等级，等级划分标准如表3所示。

4 结果分析

本文根据所构建的武威市农业生态环境与农业经济指标体系，首先运用极差标准化法对数据进行標准化处理，然后利用层次分析法和熵值法相结合的方法确定指标综合权重，最后结合耦合协调度模型，测算出武威市2002—2015年农业生态环境与农业经济系统综合评价值、耦合度和协调度，定量分析研究两系统耦合协调发展状况。

4.1 农业生态环境与农业经济综合评价分析

武威市农业生态环境与农业经济系统综合评价值发展趋势如图1所示，农业生态环境呈现出波动下降后缓慢上升的发展趋势。20世纪90年代末民勤县出现生态问题，随后武威市生态环境受到各界关注并实施治理。期间实施关井压田政策以后人均耕地面积减少，农村大量青壮年剩余劳动力向城市转移，从事农业生产活动的老人和妇女群体比例升高，对农业生产活动产生不利的影响。2004年农业生态环境评价值达到最低，主要是因为水资源供需矛盾突出，全年用水总量急剧减少。自石羊河流域综合治理规划启动后，生态环境治理方面的财政支持力度不断加大，农业生产条件得到改善。随后政府颁布颁布水权管理制度，施行以人定地、以地定水、以水定电、以电控水方案，提高水资源利用效率。退耕还林、关井压田和移民搬迁等政策的实施促使农业生态环境不断改善。2009年武威市遭遇十几年不遇的旱灾天气，受极端天气影响，农业生态环境综合评价值出现下降。2010—2015年，农业生态环境评价值处于持续增长状态，这与当地的生态政策紧密相关。2010年以来，武威市大力推广实施“设施农牧业+特色林果业”主体生产经营模式，政府积极鼓励农户种植高效节水作物，禁止种植洋葱等高耗水作物，通过政策积极引导转变农户传统生产模式，调整农业结构，促进农业生态环境的改善。2013年农业生态环境评价值剧烈提升，提升幅度是整个研究期内最大的，综合评价值上升为0.0881，这主要是由于科学技术不断进步、人们对生态环境重视程度提高、农机具购买补贴、土地流转等为农业集约化规模经营创造条件，提高土地利用效率，促进农业现代化的发展，可以理解为生态环境发展态势良好，生态环境治理初见成效。

农业经济评价值总体呈现出先缓慢上升后快速上升的发展趋势。2007年武威市出台水权制度改革实施方案，通过农业生产用电量严格控制地表水和地下水使用量，并且实行阶梯电价，对于超量部分收取高昂水资源费用，这项举措增加了种地成本，限制作物种植类型，农户种地积极性减弱，农業经济受到影响，增长缓慢。2008年受全球金融危机影响，农业经济出现下滑。2009年随着石羊河流域综合治理的推进和实施，生态环境得到改善的增加了经济效益，农业经济出现小幅度的增长。2010—2015年是武威市农业经济发展速度最快，农业生态环境对农业经济发展影响最大的时期，两系统综合评价值上升速度加快。2014年受宏观经济下行影响以及农产品价格不稳定等因素，农业经济综合评价值出现波动下滑。

整体来看，武威市农业生态环境与农业经济综合评价值均呈上升趋势，但农业经济评价值增长速度快，并且始终高于农业生态环境综合评价值，差距逐年增大。这主要是西部大开发战略的实施，促进地区经济快速发展，由于实施石羊河流域综合治理方案，生态环境处于治理保护时期，环境保护为主的经济发展占主导地位，因此农业生态环境综合评价值高于农业经济发展综合评价值。随着时间推移，农业经济系统综合评价值增长趋势越来越明显，主要原因是传统以牺牲环境为代价获取经济效益的时代已经过去，人们越来越重视生态环境与经济和谐发展问题，大力发展节水高效农业、推广节水灌溉技术，经济效益逐渐显现。政府对农林牧渔固定资产投资加大，农机具购买补贴使得农业机械化生产设备广泛应用，改善了农业生产条件，促进了农业经济发展。

4.2 耦合协调度分析

如图2所示，武威市农业生态环境系统与农业经济系统耦合度总体呈现出缓慢下降的趋势，农业生态环境系统与农业经济系统耦合度较低，由表2可知，属于低水平耦合阶段。通过分析发现，武威市农业经济发展速度较快，尽管生态环境有所好转，但改善农业生态环境需要较长时间才能实现，因此两系统发展并不同步。如图3所示，农业生态环境系统与农业经济系统协调度大体呈现出缓慢上升趋势，但农业生态环境系统与农业经济系统协调度较低，由表3可知，属于中度失调类型，但发展趋势是不断上升的，表明农业生态环境系统与农业经济系统均有不同程度的巩固和提高，生态环境的改善带动了经济发展，经济快速发展的促使生态环境好转，两系统相互作用趋向协调发展。

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作者简介：林燕（1992-），女，宁夏中卫人，硕士研究生，研究方向为农村社区发展。