西北干旱区农业“生态—经济—服务”协调发展研究

张凯，余国新，齐子漫

（1. 新疆农业大学 经济与贸易学院，新疆 乌鲁木齐 830052；2. 国信证券资产管理总部，广东 深圳 518001）

在改革开放推动下我国经济发展迅速，随之而来的是发展带来的生态环境恶化问题。生态环境恶化不仅影响人民生活质量，更对社会各行业经济发展造成严重负面影响，农业作为依靠自然环境进行生产的行业相较于其他行业更易受到生态环境恶化问题的影响，在农业生产过程中又不可避免对生态环境造成破坏，因此在农业经济发展和生态环境保护之间面临着取舍难题。2019年的中央一号文件《中共中央 国务院关于坚持农业农村优先发展做好“三农”工作的若干意见》中做出关于“加强农村污染治理和生态环境保护”以及“发展乡村新型服务业”的重要指示，此前也多有文件做出关于农业生态环境保护以及发展生产性服务业的指示，在发展乡村新型服务业具体意见中指出积极推动供销社、邮政、农业服务公司、农民合作社等组织开展农技推广、土地托管、代耕代种、统防统治、烘干收储等服务，这些服务对推进农业现代化和建设绿色农业具有重要意义。

已有对农业生态、农业经济以及农业生产性服务业进行研究的文献较多，主要体现为两方面。（1）农业生态环境与农业经济发展的研究。部分学者从面源污染角度入手分析对农业经济增长影响的时空差异及演化特 征[1-4]，此外，更多学者是将两者划分为生态和经济系统来对其协调发展路径以及协调发展程度进行研究，如徐晓莉和外力·依米提[5]、高邓[6]从农业经济和农业生态关系角度入手分析两者最优协调发展路径，在协调发展程度研究中大多数学者将两者进行量化后运用耦合协调度模型分析农业生态环境与农业经济之间协调关系及时空差异，研究区域涵盖全国[7-8]、华东地区[9]、西南地区[10]、陕西[11]、甘肃[12-13]、黑龙江[14]、湖南[15]、内蒙古[16]、辽宁[17]、广东[18]。（2）农业生产性服务业对农业经济影响方面的研究。在原农业部等三部委印发的《关于加快发展农业生产性服务业的指导意见》中将农业生产性服务定义为贯穿农业生产作业链条，直接完成或协助完成农业产前、产中、产后各环节作业的社会化服务，因此，农业生产性服务也称为农业社会化服务。目前，学者们对农业生产性服务业与农业经济的关系进行了大量研究，一部分学者从农业生产性服务业整体角度来研究与农业及经济之间的关系[19-21]，还有部分学者探讨具体服务种类与农业经济之间的关系，包括农业信贷服 务[22]、农业机械化服务[23]、软件和信息技术服务[24]以及技术知识服务[25]等。大部分学者在对两者关系的研究后认为农业生产性服务业能够促进农业经济发展，是农业、农村经济新的增长点[26]。事实上，农业生产性服务业是农业经济发展到一定阶段的产物，伴随着农业经济的进一步发展而得以不断完善[27]，并且两者相互促进彼此的发展[28-29]。

1 EES系统耦合机理

EES系统是一个复杂、不确定的系统，包含农业生态环境、农业经济以及农业生产性服务业等三个子系统，子系统间存在着既相互促进又相互制约的关系，三者在资源禀赋、要素需求、生态支持等多维度上具有显著耦合关系（图1）。

图1 EES耦合系统耦合机理

生态环境是人类生存基础，也是所有行业的自然禀赋基础。农业生态环境是整体生态环境中与农业联系最紧密的一部分，是农业生产的基础。良好的生态环境为所有行业提供了适宜发展的外部空间，但生态环境承载能力是有限的，当生态环境达到承载极限就会限制所有行业的发展。

农业作为基础行业，是所有行业的发展基础。农业经济在国民经济结构中占据重要地位，确保了经济基础的稳定。现代农业经济与传统农业经济既有共同点也有不同点，两者共同点在于都与自然环境关系密切，依赖于自然资源以及生态环境进行生产，由于农业对于自然环境的依赖性，自然环境对农业经济影响很大。不同点在于现代农业经济涉及面较传统农业经济更广，现代农业经济不再单独依赖自然环境，还依赖其他行业来为其提供生产资料、技术等。

农业生产性服务业贯穿于农业生产作业全过程，帮助生产经营者完成农业各环节生产，早期的农业生产性服务业是归附于农业的行业。而随着现代农业的发展，自给自足的农业生产模式转变为商品农业模式，在这个过程中诞生了农业生产性服务业。当前农业生产性服务业服务模式逐渐从聚焦农业生产环节发展到服务农业生产的全过程，专业化的分工服务对农业经济发展起到促进作用，农业经济的发展反过来又促进农业生产性服务业发展。

综合来看，三者间是环环相扣的既促进又制约的关系。农业生态环境是农业经济以及农业生产性服务的基础，提供资源禀赋来促进两者的发展，但在达到承载能力后则制约两者的发展。农业经济需要农业生态环境提供的发展基础，但同样会给农业生态环境造成压力，随着农业经济发展会产生对农业生产性服务业的需要，农业经济的规模限制又会制约农业生产性服务业的发展。农业生产性服务业是受农业经济发展需要所诞生，但最终又被其所限制，农业生产性服务在降低农业经济发展对农业生态环境造成的压力的同时自身也会对农业生态环境造成压力。

2 研究方法

2.1 评价指标体系选取及构建

目前，对农业经济、农业生态环境、农业生产性服务业系统评价指标体系没有统一标准，基于指标体系科学性、可获得性、客观性、综合性、可比性的原则，该文根据西北干旱区的地域特点来构建EES系统耦合研究指标评价体系。在农业生态环境子系统相关指标选取中，参考周璨和杨亦民[16]、李宗伟[17]、段新等[30]学者的观点来构建农业生态环境指标体系，农业生态环境作为整体生态环境的一部分，农业生态环境无法脱离整体生态环境，因此，在构建农业生态环境指标体系时，相较于以前学者所构建的指标体系，在包含农业相关指标的同时还加入了工业污染等方面指标。在农业经济子系统指标选取中，参考高静等[10]、白爱桃和叶得明[15]、赵静和刘素梅[31]等构建的农业经济指标体系。在农业生产性服务业子系统指标选取中参考秦天等[20]、白雪等[21]的研究成果。结合子系统指标体系构建了EES系统评价指标体系，详情见表1。

解释变量方面，本文选择各地区农林牧渔总产值(亿元)与农作物播种面积(千公顷)比值来表示各地区农业绿色发展程度，用y来表示。解释变量与被解释变量的具体解释见表1。

表1 西北干旱区EES系统评价指标体系

2.2 EES系统指标权重的确定

对EES系统进行评价需要确定指标权重，赋权方法包括主观赋权法和客观赋权法，鉴于主观赋权法会使结果产生较大差异的缺点，该文选择客观赋权法中的熵值法。熵值法是一种通过计算各项指标的信息熵，根据不同指标的变化程度来对指标进行确定权重的方法，但基本的熵值法无法对面板数据来确定权重，因此借鉴杨丽和孙之淳[32]、田逸飘等[33]改进后的熵值法。运用熵值法时需要对指标进行无量纲化处理，若指标为正向指标则通过式（1）进行标准化处理，负向指标则通过式（2）处理，具体公式如下：

式中：xkij表示各样本指标变量、xmax表示样本指标变量中最大值、xmin表示样本指标变量中最小值。

在对指标进行标准化处理之后，通过计算得出各指标熵值以及冗余度，确定各指标权重ωj以及各系统发展水平Fj，求得权重见表1。具体公式如下：

式中：dj表示第j项指标的差异系数，其值越大则评价作用越大。

2.3 耦合协调度模型

耦合是指两个或多个信息系统通过彼此要素运动从而互相影响和作用的过程，耦合度是来衡量系统之间作用程度的标准。为精确衡量EES系统中各子系统之间相互作用程度，该文借助耦合协调度模型来分析子系统之间的协调发展程度，通过参考相关文献，建立三系统耦合模型如下：

式中：C表示耦合度，取值范围在[0, 1]，C值越接近1表示各系统之间关联性越强，反之则越弱。U1、U2、U3分别代表由熵值法测得的农业生态环境、农业经济、农业生产性服务业三个子系统综合发展指数，在该文中表现为各子系统发展水平。

耦合度显示了子系统之间相互影响以及影响强弱的关系，但不能反映系统之间协调发展程度以及系统综合发展水平，因此引入耦合协调度模型：

式中：T为EES系统的综合发展指数，其中α、β、γ是待定系数，根据各子系统的重要性来取定。EES系统中农业生态子系统最为重要，因此令α=0.4，β=γ=0.3。D为耦合协调度，反映了系统的协调发展程度。在参考前人研究文献的基础上，将耦合协调度分为协调发展、过渡发展以及失调衰退3类10个等级，具体见表2。

表2 EES系统耦合协调度分类体系

按照EES系统中子系统发展水平的高低对EES耦合系统发展类型进行划分，将其分为3大类6小类，具体见表3。

表3 EES系统发展类型

3 结果和分析

3.1 西北干旱区EES系统以及子系统发展水平分析

从农业生态环境子系统来看（图2），各省份间农业生态环境发展水平差异较大，陕西和青海发展水平优于其他3个省份，宁夏、甘肃、新疆波动较大且上升幅度较小，陕西表现最优，其次分别是青海、宁夏、甘肃、新疆。从整体来看，西北5省份农业生态环境发展水平波动大提升小，主要原因在于其位处于中国西北干旱区域，其经济发展主要依靠资源型工业以及传统农业等资源消耗型行业，且气候干燥、自然环境恶劣，造成了西北5省份农业生态环境发展水平提升缓慢的现状。从各省情况具体来看，陕西相对偏东南，经济、地理以及气候条件相对较好，因此农业生态环境水平相对较高.宁夏、甘肃、青海、新疆处于偏西北部，气候环境比较恶劣，其中青海相对人口更少，且地理位置偏南气候相对湿润，因此青海相较于宁夏、甘肃、新疆等3省份其农业生态环境发展水平更优。

图2 2004—2018年农业生态环境子系统水平

从农业经济子系统来看（图3），西北5省份农业经济发展水平整体表现出起点低，增长幅度大的特点，这得益于国家政策对农村发展的重视，特别是近年来中央一号文件多次强调农村农业发展问题，此外各省份也相应出台了一系列的惠农政策，政策上的重视以及财政资金上的大力扶持促进了农业经济的发展。青海和甘肃对比其他3个省份发展相对起点低且增速缓慢，青海农业经济发展缓慢主要是由于其人口稀少，交通设施相对较差，甘肃农业经济发展缓慢是因为其自身经济基础薄弱、自然环境恶劣、土地贫瘠等方面原因限制了农业经济的发展。

图3 2004—2018年农业经济子系统水平

从农业生产性服务业子系统来看（图4），西北5省份农业生产性服务业发展水平表现差异较小，发展水平排序为陕西＞宁夏＞青海＞新疆＞甘肃。西北5省份农业生产性服务业发展水平都呈现上升态势，尤其是陕西以及宁夏增速较快，主要原因在于陕西以及宁夏经济基础相较其他省份好且总面积相对较小，其经济结构中第三产业经济比重较大，大量劳动力从第一二产业中转移到第三产业中促进了农业生产性服务业的发展。

图4 2004—2018年农业生产服务业子系统水平

从EES系统来看（图5），各省份EES系统综合发展水平处于稳定上升过程中，各省份水平差异总体保持稳定。陕西凭借其农业经济系统和农业生产性服务业系统的水平优势，总体水平处于第一位，宁夏、青海分别位居二三位，甘肃和新疆由于其子系统水平发展较低，综合发展水平处于最后两位。

图5 2004—2018年EES系统水平

3.2 西北干旱区EES系统耦合结果分析

从表4中可以看出，西北5省份EES系统耦合度基本都大于0.9，说明各省份EES系统中子系统关联性较强。从系统协调度看，15年间西北5省份系统协调度逐步提升。根据协调度的变化划分为两个阶段，第一阶段为2004—2010年摆脱失调衰退阶段，这一阶段内西北5省份EES系统协调类型从初级失调、轻微失调逐步转向为初级协调，陕西EES系统协调性最佳，达到中级协调。具体看，新疆、甘肃耦合协调度分别为0.384 5和0.370 6，属于初级失调类型，宁夏、青海、陕西耦合协调度分别为0.421 0、0.400 1、0.421 9，属于轻微失调类型。到2010年，除甘肃之外各省份系统协调度均已达到0.5，各省份系统协调类型基本都已跨入初级协调，其中，陕西耦合协调已经达到0.614 9，达到中级协调类型。第二阶段为2011—2018年跨入协调发展阶段，此期间西北5省份协调发展程度从过渡发展进入协调发展。2011年新疆、甘肃耦合协调度分别达到0.559 4、0.543 1，属于初级协调类型，宁夏、青海、陕西属于中级协调类型，各省份协调发展程度都属于过渡发展。2018年，各省份耦合协调度基本均已达到0.7，各省份耦合类型基本都跨入良好协调，进入协调发展阶段。

表4 西北5省份EES系统耦合协调度

利用ArcGIS工具做出西北干旱区5省份EES系统协调等级图，从图6至图9的变化中可以看出2004—2018年西北5省份EES系统协调发展等级地区差异较大，陕西、宁夏以及青海系统协调发展程度一直领先甘肃和新疆，甘肃和新疆由于协调等级起点相对落后导致协调发展程度相对落后于陕西、宁夏以及青海。从整体看，西北5省份EES系统协调发展程度提升明显，这与各省份在发展农业经济以及生产性服务业的同时严把环境关是密不可分的。西北5省份近年来通过建立生态补偿机制，修复草地、湿地以及荒漠化问题，推进了“三北”防护林体系工程、防治荒漠化工程、天然林保护工程以及小流域综合治理工程的建设，极大地促进了生态环境的改善。此外，各省份响应党中央的号召大力推进当地农业农村的发展，根据自身的优势开展了一系列依托农业的产业，如农业生态旅游。西北5省份在推动农业经济发展的同时完善当地的农业社会化服务体系，积极发展农业生产性服务业来为农业发展提供动力，降低农业生产中资源消耗进而减少对生态环境的压力。

图6 2004年西北5省份系统协调度等级

图9 2018年西北5省份系统协调度等级

3.3 EES系统发展类型分析

将2004—2018年西北5省份EES系统发展类型进行归纳（表5），按照每5年一个阶段将其分为3个阶段。第一阶段以2004年为起点，西北5省份发展类型均为生态优先型，其中，新疆是生态优先服务滞后型，其余各省份为生态优先经济滞后型，表明此时各省份EES系统中农业生态环境子系统发展水平相较于农业经济系统、农业生产性服务业系统发展水平更高。到2008年时各省份发展类型有了很大转变，新疆、宁夏、陕西发展类型都从生态优先型转变为其他类型，其中，新疆和宁夏生态优先型转变为生态滞后型，青海和甘肃则没有变化依旧属于生态优先经济滞后型。第二阶段是2009—2013年，这一阶段中各省份发展类型差异较大，青海和甘肃依旧属于生态优先经济滞后型，宁夏和陕西大致保持服务优先生态滞后的类型，新疆则主要属于经济优先生态滞后型。第三阶段是2014—2018年，这一阶段中大致延续了第二阶段的趋势，新疆继续保持经济优先生态滞后型，宁夏、青海、甘肃、陕西4省份发展类型有了一些变化，但仍然保持了生态滞后型的发展类型，也说明了各省份生态环境水平相较于农业经济以及生产性服务水平提升较慢。

表5 2004—2018年西北5省份EES系统发展类型

图7 2008年西北5省份系统协调度等级

图8 2013年西北5省份系统协调度等级

结合3个阶段来看，西北5省份中仅有青海能够保持生态环境能够保持生态优先型发展，其他省份都从最初的生态优先型逐步转变为生态滞后型。西北5省份系统发展类型可分为两大类：第一类是经济滞后型，其中只有青海属于这一类型，这一类型主要特点是农业生态环境系统与生产性服务业系统对农业经济系统的推动程度要高于农业经济系统对其余两者的贡献。第二类是生态滞后型，新疆、宁夏、甘肃以及陕西都属于这一类型，这一类型的特点是农业生产性服务服务业系统和农业经济系统对生态环境系统的推动程度要高于农业生态环境系统对其余两者的贡献。

4 结论和政策建议

4.1 结论

通过构建EES系统评价指标体系，分别运用熵值法、耦合协调度模型对2004—2018年农业生态环境、农业经济、农业生产性服务业进行发展水平以及耦合协调度测度，并对其进行分析，得出以下结论。

（1）西北干旱区所辖省份农业生态环境、农业经济、农业生产性服务业发展良好，三者发展水平在2004—2018年不断上升，农业经济系统和农业生产性服务业系统水平提升较快，农业生态环境发展水平相较于前两者提升缓慢。

（2）西北干旱区所辖省份EES系统耦合度均保持在0.9以上，说明各子系统之间关联性较高且稳定。各省份耦合协调度呈现上升趋势，协调发展程度由过渡发展跨入协调发展阶段。各省份耦合协调类型仍基本处于良好协调类型，并未跨入优质协调类型，EES系统协调度仍有上升空间。

（3）西北干旱区所辖省份EES系统发展类型转变较大，逐渐从生态优先型转变为生态滞后型，其中，青海为经济滞后型，制约各省份EES系统耦合协调发展的主要是生态环境因素。

4.2 建议

目前限制西北干旱区EES系统协调发展的主要因素是农业生态环境发展落后，因此，从政府职能、产业结构以及基础设施等方面针对性提出改善西北干旱区农业生态环境的相关意见。

（1）发挥政府的引导性作用。在农业生态环境的保护和治理过程中，政府起到关键性的引导作用，引导农业生产者的思想转变以及加强对生态环境保护的宣传，使人们树立农业生态环境保护的意识和觉悟是确保农业生态环境向好发展的前提。因此，当前需要做好以下两点，一是加大农业生态环境保护宣传的力度，引导农业生产者在农业生产中有意识的保护农业生态环境。二是完善生态环境保护方面的法律法规，用法律规定的形式使生态保护的观点深入到大众心中。

（2）优化农业产业结构。科学技术是第一生产力，科技的发展关系着农业的发展速度以及发展质量，因此要大力推动农业科技的发展，不断提高农业创新能力和水平，调整农业产业机构。在农业生产过程，要针对市场的需要和发展潜力，优先发展“高附加值、高效益、高品质、低污染”的高质量农业。此外，要在加大财政支农力度的基础上优化财政支农资金结构，促使资金流向高效环保的农业产业，促使农业产业环保性升级。

（3）推进农业基础设施建设推动农业经济发展。从经济发展水平来看西北干旱区所辖省份多属于欠发达地区，其基础设施水平相对较差，尤其是甘肃地区。因此，对于西北地区农业经济来说，应积极引导资金投资建设农村基础设施建设，完善的基础设施不仅可以提升农业经济发展，也有利于农业生态环境的改善与保护。