农业生态环境与经济协同发展研究——以吉林省为例

李方利，丁孟春

（长春理工大学经济管理学院，吉林长春，130022）

一段时间以来，我国农业经济快速发展的背后是农业生态环境的恶化和农业发展的不可持续性，如果长期持续下去，必然对我国农业经济造成不可逆转的危害，也危害国家粮食食品安全。因此，协调农业生态环境与经济可持续发展就显得尤为重要。

目前国内外对农业生态环境和农业经济的研究成果较多，形成农业生态环境考核指标体系和农业经济发展衡量指标，以及一系列对策建议。叶兴庆认为我国农业生态目前正面临严峻的产能透支，农业可持续发展受到了极大的挑战。[1]王海英研究了中国、印度尼西亚、印度、埃及、墨西哥、孟加拉国、尼日利亚、巴基斯坦和巴西9个发展中国家农业生态环境与农业经济耦合协调度，得出生态农业环境质量和农业经济之间具有耦合互动效应，但增长速度相对较缓慢。[2]国内外对农业生态环境和农业经济耦合系统的发展研究或过于宏观，或有地区上的限制。笔者从系统论的思想出发，以吉林省为例，研究二者的协同程度，对于探讨农业生态环境与农业经济问题具有一定的理论意义和现实意义。

一、吉林省生态环境和农业经济现状分析

（一）吉林省生态环境现状

吉林省拥有国家级自然保护区20个，省级自然保护区21个，市县级保护区7个。生态环境多样，由东向西形成东部长白山地原始森林生态区、中东部低山丘陵次生植被生态区、中部松辽平原生态区和西部草原湿地四个生态区。东部长白山地森林区植被丰富，森林覆盖率高，生物种类丰富，生态系统完整，是吉林省生态环境的重要屏障。中东部地区有茂密的天然次生林和人工林，森林覆盖率较高。中部松辽平原地势平坦、土地肥沃，享有“黄金玉米带”、“黑土地之乡”的美誉，有发展优质农产品的天然优势。西部草原湿地泡沼密布，地下水储量丰富，是发展畜牧业的重要区域。

吉林省的生态环境依然面临退化压力。虽然全省森林覆盖率连年增加，2016年已达到44.1%，但林相、林龄结构已发生重大变化，森林环境总体上处于退化状态；中部平原地区由于“种大于养”，相当部分的土壤表层结构发生变化，且东北特有的“黑土地”也在退化，表现为黑土流失、土壤层移动和耕层土壤有机质含量下降；西部草原地区“三化”问题仍在加剧，草原生态环境不容乐观；全省水资源同样也处于紧张状态，主要表现在地表水污染、地下水利用不合理，水生生态环境受到人为干扰。[3]

（二）吉林省农业经济现状

截止2017年底，吉林省总人口为2645.5万人，其中农业人口为1341.8万人，占总人口50.72%。耕地面积为6993.38千公顷，占全省总面积的37.32%。2016年吉林省农业部门统计养殖业产值占农业总产值已经达到47.55%；农作物耕种收综合机械化率已经高达86%。[4]

吉林省是我国重要的商品粮生产基地，粮食生产优势突出，盛产大米、玉米和大豆，享有“黄金玉米带”、“粮豆之乡”和“黑土地之乡”的美誉。粮食产量不断提高，已连续四年突破700亿斤，总产量位居全国第四。全省粮食平均单产达7402.4公斤/公顷，比全国平均水平726.95斤/亩高260.04斤/亩，高出35.8%，连续数年位居全国首位。

二、吉林省农业生态环境和农业经济实证研究

（一）指标选取

对农业生态环境与农村区域协同发展的测度必然要尽可能考虑到所有的影响因素，不仅包括环境因素、经济因素，还需考虑人口因素和社会制度等，因此需建立综合的评价指标体系。该指标体系需要反映出各要素当前的状态、各要素之间的联系以及各要素与系统间的联系，同时要能够反映农业生产和经济发展水平的协同性。在此基础上，指标的选取应尽量简洁明确，与国家规定的口径相一致，以使所选取的指标能够具有综合性和权威性。

基于以上指标选取原则，根据吉林省当地实际，选取了16个指标：人均耕地面积（hm2/人）、人均水资源容量（m3/人）、有效灌溉面积（千公顷）、森林覆盖率（%）、每公顷化肥施用量（kg/hm3）、每公顷塑料薄膜使用量（kg/hm3）、每公顷农药使用量（kg/hm3）、农业受灾面积（%）、水土流失治理面积（m2）、农民人均可支配收入（元/年）、人均农业产值（元/年）、人均粮食产量（kg/人）、农业机械总动力（万千瓦）、农村用电量（亿千瓦时）、第一产业增加值指数（上年=100）、第一产业增加值占地区总产值的比重（%）。前9项指标影响农业生态环境系统 A，分别用 A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9表示；后7项指标影响农业经济系统B，分别用B1、B2、B3、B4、B4、B5、B6、B7表示。如图1建立农业生态环境和农业经济的耦合系统。

图1 吉林省农业耦合系统构成图

（二）指标权重的确定

主观赋权法有AHP法、TACTIC法、专家调查法等，客观的赋权方法有主成分分析法、方差法、熵权法等。为了避免主观赋权方法的主观随意性，本研究采用客观赋权法的熵权法。基本思路是通过熵值来研判某一事件的随机性、无序程度和差异情况。差异越大，熵值越小，该指标在系统内优先级评价中的作用越大，则赋权重越大；反之，赋权重越小。具体步骤如下：

1.数据标准化处理

所选取的指标中，有的指标越大越有利于系统健康发展，将这类指标称为正向指标。所选取的正向指标有：A1、A2、A3、A4、A9、B1、B2、B3、B4、B4、B5、B6、B7。有的指标越小越有利于系统健康发展，此类指标为负向指标。所选取的负向指标有：A5、A6、A7、A8。为消除不同量纲指标对系统健康评价带来的影响，需要对原始数据进行异质指标同质化[5]，见公式（1）：

当Aij为正向指标时：

当Aij为负向指标时：

其中Aij为农业生态环境的评价指标体系矩阵，n为考察年份，m为指标项，i=1，2，3，…，n，j=1，2，3，…，m。在本文中，n=14，m=9。

将Xij进行归一化处理，见公式（2）：

其中Pij为第i年第j项指标的标准化值，有Pij∈[0，1]。

2.计算各指标的信息熵及权重

第j项指标的熵值定义为hj，见公式（3）：

其中k为调节系数，k=1/lnn。需要说明的是，在计算过程中，当Pij=0时，，因此当Pij=0时，对Pijln(Pij)进行求极限运算，其值为0。

第j项指标的权重定义为wj，计算如公式（4）：

其中，wj∈[0，1]，且有∑wj=1。

3.计算各指标年度功效值

根据各项指标的权重，计算各指标的年度功效值，如公式（5）：

4.计算各年系统的综合得分

建立综合评价指数模型，本研究采用线性加权评价模型，计算公式如（6）：

按照如上公式逐步计算，得出吉林省农业生态环境评价指标权重、年度功效值及综合评价指数，见表1。

表1 吉林省农业生态环境评价指标权重及综合评价指数

同理，得出吉林省农业经济评价指标权重及年度功效值，见表2。

表2 吉林省农业经济评价指标权重及综合评价指数

综合评价指数越小，说明系统质量越差，越不健康；其值越大，说明系统质量越好。根据以上的计算结果，绘制农业生态环境综合指数时间序列折线图，见图2。

图2 农业生态环境综合指数时间序列折线

由趋势图可以看出近14年吉林省生态环境状况呈现不稳定变化趋势，围绕均值0.46338上下波动，在2007年、2008年、2009年及2014年因受灾面积较大，从而使整个系统得分较低。尤其是2014年，出现多种类型的天气反常事件：入春时期异常回暖；6月至7月中旬，强对流天气频发，多地出现暴雨洪涝、冰雹灾害；7～8月吉林省大部分地区旱情严重，降雨量创历史最低；国庆期间天寒多雨，部分地区出现洪涝灾害。

参照《中华人民共和国环境保护行业标准》，根据农业生态环境质量综合评价指数的相关研究，确定吉林省农业生态环境质量综合评价指数的分级基准（见表3）。

表3 农业生态环境质量综合评价指数分级基准

整体来看，吉林省农业生态环境质量处于中等水平，其中2009年和2014年处于“差”状态，2010年达到“良”等级，且呈现上下波动状态。说明吉林省对农业环境还没有达到足够的重视，现有的措施只是维持环境现状，使其不继续恶化，并没有采取行之有效的措施使农业环境变好。更重要的是农民没有环境保护意识：水资源浪费；破坏土壤表层植被，造成水土流失；为追求农作物产量滥用农药化肥，从短期看提高了收入，从长期看必然导致土壤板结、盐碱化，破坏地力，加剧干旱等等。

绘制吉林省农业经济综合指数时间序列折线图（见图3），观察得出农业经济整体呈增长趋势，符合经济发展状况。其中2007年和2009年因自然灾害导致人均粮食产量下降，从而使得农业产业增加值指数下降，综合评价指数呈现下滑趋势。以2009年为分界点，2003年～2009年，农业经济增长缓慢，个别年份因灾害原因导致该指数下降，综合评价指数维持在0.20584～0.39689。在2009年～2016年，农业经济呈快速增长状态，农民人均可支配收入和人均农业产值有大幅提升，综合评价指数由0.30675增长至0.76233，总增幅达150%，年增幅达16.39%。

图3 农业经济综合指数时间序列折线图

将图2和图3整合到一张图上（见图4），看出在2011年之前农业经济综合指数小于农业生态环境指数，在2011年之后呈反向趋势。参考相关研究成果，得出在2011年之前吉林省属于经济滞后型，在此之后属于环境滞后型。

图4 农业生态环境和农业经济综合指数时间序列折线图

（三）耦合度、协同度计算分析

从农业生态环境综合评价指数和农业经济环境评价指数来看，农业生态环境表现出无规律的上下波动，农业经济环境表现持续增长趋势，二者基本没有表现出协同发展的关联性。实际上农业生态环境和农业经济发展绝不是相互独立，二者互为影响。为更准确地分析两系统间相互作用、彼此影响的状况，计算两个系统的耦合度和协同度，计算公式如（7）（8）：

C为耦合度，C∈[0，1]，Ua、Ub分别为农业生态环境综合评价指数和农业经济综合评价指数。耦合度作为反映农业生态环境与农业经济耦合程度的重要指标，可以评价二者耦合作用的强弱程度和时序变化趋势。

D为协同度，D∈[0，1]，α、β为待定系数。考虑到农业生态环境系统和农业经济系统的评价指标体系构建原则和方法相同，且二者对耦合系统的作用和影响基本相当，在参考相关研究成果的基础上，设定待定系数α=β=0.5。

经计算，得表4：

表4 农业生态环境和农业经济耦合系统的耦合度和协同度

从表4可见，2003年～2016年吉林省农业生态环境系统的农业经济系统耦合度都在0.9以上，属于优质耦合（0.9≤C≤1），协同度在0.54608～0.78359之间，呈现上升趋势，但一直处于中度协同阶段（0.50≤D＜0.8）。与农业生态环境和农业经济指数折线图相结合，得出在2011年之前，农业经济发展滞后于农业生态环境发展，但二者的协同性在不断加强，主要是因为前期农业经济发展过于落后，导致农业生态环境和农业经济发展呈现不协调状态。随着农业经济发展，二者的协同效果日益明显。但农业经济发展并没有超出农业环境发展的速度，将此阶段归为中度协调经济滞后型。在2011之后，随着农业经济的发展，农业生态环境发展开始处于滞后状态，出现经济发展迅速但生态环境停滞发展的状态，说明我们在追求经济发展的同时，一定程度上牺牲了生态环境发展，此阶段为中度协调环境滞后型。但这个阶段的协同度不断上升，说明二者相互作用的程度不断加强，因此更需要在发展经济的同时注重生态环境保护，使其助力于经济发展，让二者相互推动、共同发展，实现可持续发展。

三、对策建议

吉林省作为农业大省，农业生态环境与经济存在较强的耦合关系，协同发展状况虽然随着时间的推移显示出较好的增长趋势，却还没有达到较高程度。农业生态环境与农业经济耦合系统协同发展效应偏低，一直处于中度协同阶段，没有实现耦合系统协同发展的最优效度。其主要原因归结为农户对该耦合系统的协同发展意识薄弱，相对落后的农业信息技术导致了农业经济粗放发展的特征，市场机制也不能很好地调节耦合系统的发展，相应的制度保障措施也不很完善。针对以上原因，提出以下建议。

（一）建立农户协同发展的意识

要建立农业生态环境与经济的协同发展效应，根本上取决于农户的行为主体意识。大部分农户由于受教育水平低下、没有接触现代农业技术培训等原因，传统的农耕思想意识浓厚，仅依靠单一种植和滥用化肥农药取得看似还不错的粮食产量，实则破坏了耕作层的微生态结构，加重了土地负担。

对政府来说，应积极创造条件支持农业人口接受更高层次的教育，提高农户的受教育水平。同时更应该注重对农户进行农业方面的专业培训，丰富培训内容、拓宽培训渠道、扩大培训受众、切实提高培训质量和效果，促进农村从业人员的素质和能力。鼓励建立农业生态系统的立体养殖模式，提高农业生态链的稳定性，改变传统农业的单一农药防治方式，充分利用生物之间相克规律，加强农业生态系统自身内部的病虫防治能力。对农户来说，更应该主动学习农业现代化技术，形成农业生态环境和农业经济耦合系统协同发展的共识，为农业政策的设计和实施提供良好的舆论氛围，为农业区域经济可持续发展提供良好的社会环境。

（二）发展农业信息技术

科技协同和信息协同是农业生态环境与经济连接的桥梁和纽带，是耦合系统协同发展的重要内容。吉林省作为粮食大省，农业生态环境与农业经济耦合系统协同发展不但体现了生态效益、经济效益和社会效益的统一，而且还关系国家粮食生产安全和食品安全等问题。因此，要充分发挥科技的力量和信息沟通的作用，支撑现代农业变革。

目前的现代科学信息技术虽然极大推动了现代农业发展，使农业产量得到了很大提高，但同时也带来了高投入、高消耗、高污染、低效益的“三高一低”生产窘境，一定程度上对农业生态环境造成了伤害。我们既要肯定现代农业带来的效益，同时也要寻求突破口，变革农业，改变“三高一低”生产模式，使其向“三低一高”的模式转变。在未来的农业发展中，一方面要加大研发力度，生产环境友好型的物品去代替农药、化肥、地膜的使用，以减少农业生产对农业环境的危害，提高农业生态环境保护效度。另一方面，加大生态文明建设的宣传力度，提供更加有效的农业信息技术，使农户能够自觉地将生态文明建设、可持续发展理念纳入到自己的实际行动中。

（三）完善耦合系统协同发展的社会机制

完善的市场机制是经济发展的根本保障，虽然农业经济与其他产业存在一些差异，农业生态环境具有公共物品属性，但市场机制依然是农业耦合系统协同发展的强有力的推动剂。党的十九大强调完善社会主义市场经济体制，就是要加大市场这只“看不见的手”对经济发展的影响力度和效度。在政府推动实施乡村振兴战略和生态文明建设过程中，市场力量往往成为成败的关键因素之一。因此，在促进农业生态环境与农业经济耦合系统协同发展的过程中，一方面要不断完善市场机制，为耦合系统提供源源不断的动力；另一方面通过市场力量有效引导农业生态环境与农业经济耦合系统的协同发展，为实现东北振兴提供坚实的基础。

由于农业生态环境具有公共物品属性，应用“科斯定理”明晰产权，明确责任和义务，将责任落实到单位、个人，以减少危害农业生态环境行为的发生，促进耦合系统的协同发展。另外通过产业化、市场化方式发展生态农业，运用市场化手段来整合资源和生产要素，促进农业增长方式由传统农业向现代农业的转变。

（四）加强制度保障

在利用市场这只“看不见的手”引导农业发展的同时，也要结合政府这只“看得见的手”发挥作用，制约农户生产的短期行为。通过宣传教育软约束和制度惩罚硬约束相结合，营造资源节约型、环境友好型的社会氛围，规范市场行为，共同促进耦合系统的协同发展。一方面建立农业生态补偿机制和奖惩机制，补偿机制降低了农户参与生态建设的成本，惩罚机制增加了农户破坏生态环境的代价。两者相结合使农民主动自觉把生态农业建设落到实处。另一方面，通过政策引导吸引社会闲散资金共同参与到生态文明建设中，拓宽农业建设所需资金的来源渠道。同时促进一二三产业融合，构建现代农业产业体系、生产体系、经营体系，完善农业支持保护制度，发展多种形式适度规模经营，实现小农户和现代农业发展有机衔接。

思想意识、科学技术、市场机制、政府制度，四个方面相结合，由内而外、软硬结合、全方面多方位地促进农业生态环境和农业经济耦合系统的协同发展，必将实现生态文明建设和农业可持续发展。