陕西省农业经济与农业生态系统的耦合协调发展关系

李小娟

(中共陕西省委党校，陕西 西安 710068)

农业生态系统是指直接或间接影响农业生存和农业产业发展的土地资源、气候资源、水资源和生物资源等要素的总称[1]。良好的农业生态系统是农业经济发展的前提条件和物质基础，农业经济发展不可避免地对农业生态系统产生影响，当这种影响超出农业生态系统的承载能力时，农业生态系统就会遭到破坏，被破坏的农业生态系统将抑制农业经济的持续发展。关于农业经济与农业生态系统之间的关系，我国学者开展了大量的研究，张晓冬等[2]认为，农村经济与生态环境是对立统一的关系，发展农村经济的同时应始终以生态环境保护为第一原则。梁静[3]认为，构建经济发展与生态环境的和谐共生是目前“三农问题”中非常迫切，且极其重要的问题。关于农业经济与农业生态系统协调发展，学者多采用耦合模型进行研究，贾士靖等[4]对我国31省区的农业生态环境与经济发展的耦合度进行分析。李智国等[5]分析了云南省耕地利用与粮食生产的演化状态及耦合过程。宋彩平等[6]对黑龙江省农业经济-农业生态环境-米产业发展之间的耦合度和耦合协调关系进行了综合测度。马明德等[7]分析了宁夏盐池县农业经济与农业生态系统之间的耦合关系。

陕西是我国西部重要的农业大省之一,拥有丰富的农业资源，近年来陕西农业经济发展水平进一步提高，农业总产值逐年上升，农村居民人均收入逐年增加。但同样，陕西农业发展也面临经济发展与生态系统之间的矛盾问题，农业经济和农业生态系统的协调可持续发展对陕西有十分重要的现实意义。在构建农业经济与农业生态系统耦合协调度评价指标体系的基础上，运用熵值法及耦合模型定量研究2009-2018年陕西农业经济与农业生态系统之间的耦合关系的演变与现状，以期为今后陕西省农业发展政策措施的制定提供参考。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

数据主要来源于《陕西统计年鉴》和《中国统计年鉴》，包括2009-2018年陕西省农业经济和生态系统相关数据。

1.2 研究方法

基于系统耦合理论中的传统方法，构建农业经济与农业生态系统的耦合模型，包括农业经济与农业生态系统的耦合度模型及耦合协调度模型。耦合度模型分析农业经济与农业生态系统之间相互影响的程度，耦合协调度模型分析二者协调发展程度。在分析农业经济与农业生态系统发展关系的基础上，借鉴相关专家研究成果，构建农业经济和农业生态系统综合评价指标体系。采用极差标准化法对指标进行标准化，运用熵值法计算各评价指标的权重，按照线性加权法分别计算农业经济与农业生态系统的综合评价指数，依据耦合模型计算农业经济与农业生态系统耦合度、耦合协调度，分析农业经济与农业生态系统的耦合协调关系。

按照科学可量化、易获得和独立性等原则，参考相关研究成果，选取农村居民人均可支配收入、人均农业总产值、人均粮食产量、人均苹果产量、第一产业比重、单位面积耕地农业机械总动力、农业固定投资占社会固定资产总投资额比重作为农业经济发展水平综合评价指标；选取当年造林面积、人均耕地面积、人均农作物播种面积、农田有效灌溉率、单位面积耕地化肥施用量、单位面积耕地农药使用量、单位面积耕地农用塑料薄膜使用量作为农业生态系统综合评价指标，其中单位面积耕地化肥施用量、单位面积耕地农药使用量、单位面积耕地农用塑料薄膜使用量3项指标为负向指标，其余均为正向指标。

通过查阅文献和调研收集获取相关指标的原始数据，采用极差标准化法对指标原始数据进行标准化处理：

正向指标：Uij=(Xij-βij)/ (αij-βij)

(1)

负向指标：Uij=(αij-Xij)/(αij-βij)

式(1)中，Uij为指标标准化数值，Xij为指标原始数值，αij为指标最大值，βij为指标最小值，i为年份，j为指标序号。指标值越大对系统发展越好的是正向指标，指标值越小对系统发展越好的是负向指标。

运用熵值法计算各评价指标的权重：

(2)

(3)

信息熵冗余度：Dij=1-Hij

(4)

(5)

运用线性加权法计算农业经济与农业生态系统的综合评价指数：

(6)

式(2)～(6)中Xij为指标原始数据，Yij为第i年第j项指标的比重，Hij为第j项指标的熵值，Dij为信息熵冗余度，Wij为第j项指标的权重，U经济为农业经济综合评价指数，U生态为农业生态系统综合评价指数。

1.3 模型构建

耦合度可以判断农业经济与农业生态系统相互影响的程度，根据物理学中的耦合度模型，构建农业经济与农业生态系统耦合度模型：

C=U1U2/[(U1+U2)/2]2

(7)

式(7)中，C为农业经济与农业生态系统的耦合度，0≤C≤1；U1为农业经济综合评价指数，U2为农业生态系统综合评价指数。C值越大，表明农业经济与农业生态系统间耦合程度越高。

耦合度无法有效反应农业经济与农业生态系统间的协调状况，需要引用耦合协调度模型：

(8)

式(8)中，D为农业经济与农业生态系统的耦合协调度，C为耦合度，T为农业经济与农业生态系统的综合调和指数，a、b分别为农业经济和农业生态系统综合评价指数的系数，代表其权重。耦合协调度可判断农业经济与农业生态系统之间的协调发展程度，D值越大，表明二者间协调水平越高。参考相关研究成果[8]，将耦合协调度分为9个等级，再根据农业经济与农业生态系统综合评价指数的对比关系，判定二者协调发展类型，详见表1。

2 结果与分析

2.1 模型指标的权重

从农业经济和农业生态系统耦合评价各指标的权重(表2)看，除农村居民人均可支配收入和农业固定投资占社会固定资产总投资额比重的权重低于0.070 0外，其余各指标的权重均大于0.070 0，其中人均粮食产量、人均苹果产量、人均耕地面积、人均农作物播种面积和农田有效灌溉率的权重最大，均为0.072 7。表明所选取的指标均是影响农业经济与农业生态系统协调发展的重要因素，人均粮食产量、人均苹果产量、人均耕地面积、人均农作物播种面积和农田有效灌溉率等指标的增长对农业经济与农业生态系统的协调发展具有更明显的促进作用。

表1 农业经济与农业生态系统协调发展的分类体系及判别标准

表2 农业经济和农业生态系统耦合评价指标体系及权重

2.2 陕西农业经济与农业生态系统耦合协调关系评价

从表3可看出，2009-2018年陕西农业经济与农业生态系统耦合协调的评价。

2.2.1 农业经济与农业生态子系统的综合评价

1) 农业经济综合评价指数。农业经济综合评价指数从2009年的0.079 8增至2018年的0.385 5，虽然2013年和2014年有小幅回落，但2009-2018年陕西农业经济综合评价指数总体上升幅度较大，表明近10年来，陕西的农业经济发展取得的很大成绩主要得益于陕西政府对农业经济发展的高度重视，尤其是特色农业产业如苹果、猕猴桃等水果产业及茶产业，2018年陕西省苹果总产量1 154.95万t，居全国第1位；预计到2020年陕西将成为西部产茶强省，实现茶产业产茶13万t。2009-2018年陕西农业固定投资占社会固定资产总投资额比重从0.65%增至5.84%，这些有利因素促进了陕西农业经济的快速发展，人均农业总产值从2 209.82元增至5 809.93元。

2) 农业生态系统综合评价指数。2009-2018年陕西农业生态系统综合评价指数先降后升，可分为2个阶段，2009-2014年呈下降态势，2009年为0.267 5，之后逐年下降，到2014降至0.126 9，为最低点，表明陕西农业生态系统恶化；2015-2018年逐年上升，至2018年为0.282 8，表明农业生态系统有所恢复。2009-2014年耕地化肥施用量从0.634 t/hm2增至0.803 t/hm2，耕地农用塑料薄膜使用量从0.012 2 t/hm2增至0.014 5 t/hm2，化肥、农药、农用塑料薄膜的使用及残留是造成农业生态系统恶化的原因之一；2015-2018年耕地化肥施用量降至0.762 t/hm2，耕地农用塑料薄膜使用量仅增加了0.000 17 t/hm2，增幅明显减缓，这些有利因素促进了农业生态系统的改善。

3) 协调发展类型。2009-2010年为经济滞后型，2011-2018年为生态滞后型，农业生态系统从极度受损过渡到严重受损；表明2009-2018年陕西农业经济有了较大发展，但整体发展水平仍不高，农业资源利用水平低，农业污染较严重，虽然通过各项治理工作和农业发展方式的转变使农业生态系统有所改善，但形势依然严峻。

2.2.2 农业经济与农业生态系统的耦合度与耦合协调度 2009-2018年陕西农业经济与农业生态间的耦合度除2009年外，均大于0.8，耦合度极高，表明农业经济与农业生态系统相关关系很强，处理好二者的协调关系尤为重要。2009-2018年陕西农业经济与农业生态间耦合协调度由0.350 6增至0.571 2，从轻度失调过度到初级协调，表明近10年陕西农业经济与农业生态的耦合协调度逐渐上升，协调程度增强，整体发展态势较好。

表3 2009-2018年陕西农业经济与农业生态系统耦合协调的评价

综合来看，2009-2012年农业经济发展综合评价指数逐年上升，农业生态系统综合评价指数不断下降，二者呈反方向变动，表明这一时期陕西农业经济的迅速发展给农业生态系统带来了较大压力，二者协调度不高，处于失调发展阶段；2013-2014年农业经济发展与农业生态系统综合评价指数均有所下降，协调程度进一步降低，表明农业生态系统的恶化给农业经济发展带来了一定程度的负面影响；2015年之后农业经济与农业生态系统综合评价指数均逐年上升，表明前期农业生态系统的恶化引起了政府的重视，并逐步加大了对农业生态系统的保护力度，农业生态系统逐渐恢复，农业经济与农业生态系统耦合协调度逐年提升，逐渐进入初级协调发展阶段，二者的和谐发展进一步推动了陕西农业经济的增长，农业经济发展综合评价指数不断提高。

3 结论与对策

3.1 结论

运用熵值法和耦合模型，以2009-2018年为分析期，对陕西省农业经济与农业生态系统间耦合关系的综合评价显示，2009-2018年陕西农业经济与农业生态系统耦合度极高，有很强的相关性；农业经济综合评价指数从0.079 8增至0.385 5，显示出陕西农业经济有了较大发展，但整体水平不高；2014年之前的农业生态综合评价指数持续下降，之后逐年上升，表明陕西农业生态系统前期破坏严重，后期有所好转，但尚未得到完全的恢复；目前陕西农业经济与农业生态系统处于初级协调发展阶段，属于生态严重受损类型。2018年陕西农业总产值2 245亿元，居全国第14位，陕西农业经济还有较大发展空间，未来在进一步提升农业经济发展水平的同时要重视农业生态系统的保护，推进陕西农业实现协调可持续发展。

3.2 对策建议

3.2.1 优化农业产业结构，实现陕西农业产业转型升级 未来一段时间陕西农业经济发展应将产业结构优化、农业供给侧结构性改革作为重点，一方面要改造和淘汰落后的农业生产方式，创新和调整传统农业生产，提高粮食生产效率与质量，生产绿色环保农产品；另一方面要继续培养和发展特色农业，如苹果产业、陕南茶产业及其相关产业，通过政策与资金扶持鼓励农产品加工产业投资与发展，利用大数据等互联网技术实现苹果等产业链转型升级；同时，加强农业与旅游、健康产业等的有效互动，推进农业产业融合，实现农业经济多元化发展，推进农业产业转型。

3.2.2 加强生态农业建设，实现农业经济与生态协调发展 农业生态系统是农业发展的根本与基础，处于平衡的农业生态系统能够给农业经济发展提供适宜的环境条件，农业生态系统的恶化将成为制约农业经济发展的因素。生态农业建设有利于促进农业资源的有效利用，也有利于农业生态系统保护，是实现农业经济与农业生态系统协调发展的必然选择。加强生态农业建设，一要重视生态理念的宣传教育，引导农民在农业生产过程中坚持生态化发展理念，合理控制农药、化肥、农用塑料薄膜使用强度，使用更加环保生态的农业生产资料，减少农业生产对土壤、水资源造成的污染；二要将循环经济理念纳入农业生产总体布局当中，实现对农业资源的循环综合利用；三要加强农业科技的投入，提高生态农业技术水平，促进生态农业经济效益的提升，推进农业经济的健康持续发展。