农业生态环境与经济发展的耦合研究

农业生态环境与经济发展的耦合研究

现在，我们需要保持农民的可持续稳定增长，提高农业竞争力，促进农业和经济的协调发展，这是新时期农业和农村经济活动的一项紧迫任务。然而由于农业资源人均占有量少,消耗过度,环境日趋退化,工业化及城市化对农业生态环境的外部胁迫以及农业生产自身对生态环境的破坏和污染,国际化对生态环境的苛刻要求,迫切要求高度重视农业生态环境与经济的协调发展问题。由于各地区自然、历史及政策取向的差异,不是所有地区的农业生态环境与经济发展达到良性互动的水平,因此有必要从可持续发展的角度,采取定量的方法来分析区域农业生态与经济的耦合发展问题,为国家及各地区制定农业与农村政策提供决策依据。1农业生态经济系统与自然能流的耦合作用耦合作为物理学概念,是指两个(或两个以上的)系统或运动形式通过各种相互作用而彼此影响的现象。农业生态系统和经济系统是两个相互作用、相互影响的系统,二者之间通过物质循环、能量流动和信息传递等交互耦合而形成复合系统——农业生态经济系统。农业生态环境子系统与农业经济子系统作为农业生态经济系统中对立统一的两个矛盾体,二者耦合作用表现在积极与消极两个方面:从积极方面看,生态系统的物流、能流是经济系统物流、能流的来源,农业经济系统又是生态环境系统物流、能流持续流动的保证。也就是说,农业经济发展要以开发利用资源和环境为基础,而开发资源、治理污染和保持良好的生态环境需要农业经济的发展来提供技术和资金支持;从消极方面看,农业经济系统的发展要消耗资源,对环境带来不利影响,会破坏生态环境系统的平衡,而生态环境系统的失衡又会阻碍农业经济系统的发展。农业生态环境与经济之间的耦合作用要求生态环境与经济发展要协调,只有农业生态子系统与经济子系统之间相互促进,产生协调效应,才能推动整个系统向协调有序的方向发展。农业生态经济系统协调发展就是要充分利用并促进生态环境与经济之间的积极作用关系,实现二者之间的良性循环,达到经济稳定发展,资源合理高效利用、环境状况良好的一种有序状态。2农业生态经济系统协同作用的度量耦合度是描述系统发展过程中序参量之间协同作用的强弱程度,根据协同论原理,系统走向有序的关键在于系统内部各子系统间的协同作用,耦合度正是这种协同作用的量度。本研究把农业生态环境与经济两个系统通过各自的要素产生相互作用、彼此影响的程度定义为农业生态经济系统耦合度。协调发展模型由三部分组成,即耦合度模型、耦合协调度模型以及协调发展的分类体系与判别标准。2.1海岸模型2.1.1系统有序度总贡献的计算设变量μi(i=1,2,L,m)为系统序参量,μij为第i个序参量的第j个指标,其值为χij(j=1,2,L,n)。αij、βij为系统稳定临界点上序参量相应指标的上、下限值。则xij对系统有序的功效系数可表示为:式(1)中μij为变量χij对系统的功效贡献大小,且μij∈。系统内各序参量相应指标功效的“总贡献”可通过集成方法来实现:式(2)中:μi为子系统i对总系统有序度的贡献;λij为第i个序参量相应指标的权重,且满足:2.1.2系统相互作用借鉴物理学中的容量耦合概念及容量耦合系数模型,推广得到多个系统相互作用的耦合度模型:由于本文度量的是由农业生态环境和经济两个子系统构成的耦合度模型,故m取2,则(4)可推演为:C为耦合度,且C∈。2.2意义不明显在多个区域对比研究的情况下,单纯依靠耦合度进行判别有可能产生误导,从而使得出的结论对实际问题的指导意义不明显。为此,构造农业生态环境与经济耦合协调度函数,其目的是评判区域农业生态环境与经济系统间交互耦合的协调程度,采用下式:式(6)中:D为协调度,C为耦合度;T为农业生态环境与经济发展的综合协调指数,用下式求取:式(7)中:a、b为待定系数,μ1、μ2分别为农业生态环境、经济子系统的参量贡献度。2.3区域经济发展的综合评价按照耦合协调度的大小将区域生态环境与经济的协调发展状况划分为4大类10个亚类,然后再按照生态环境与经济发展的综合评价指数u环境和u经济的相对关系划分为30种基本型(表1)。3分析：中国农业生态环境与经济合作的协调发展3.1计算方法包括将合作评价指标体系和指数权重计算3.1.1区域农业生态环境和经济发展子系统的构建本着指标选取的代表性、可比性、动态性和可操作性原则,分别对区域农业生态环境和经济发展子系统的指标予以筛选,建立指标体系(表2)。表中各项指标中,具有负功效的指标为每公顷农田的化肥施用量与成灾面积占耕地总面积的比重,其余指标均具有正功效。3.1.2计算序列参数权重的方法本研究采用差变异系数法来确定指标的权重,这样可以在一定程度上避免主观赋权的偏差。计算得到指标的权重值见表2。3.2获取序列参数的索引值，确定序列参数的上限和下限本研究各研究区域的相应指标数值均来自于2006年《中国农村统计年鉴》。序参量上、下限分别以各区域相应指标值的最大值、最小值代替。3.3区域间经济协调发展的基本类型根据式1~7,分别计算出区域农业生态环境综合序参量(U环境)、经济发展综合序参量(U经济)、耦合度(C)和耦合协调度(D)的数值,并归入相应发展类型(表3)。分析表3可以得出:(1)2005年中国各区域生态环境与经济发展的耦合度均较高,除贵州省为0.83外,其余省(区)均介于090~1.00。(2)从耦合协调程度看,我国31个省区中属于低度协调的仅有甘肃1省;处于中度协调的有河北、山西等21个省(区);高度协调的有北京、天津等9个省(区)。(3)从耦合协调度类型看,共分为5类:①轻度不协调是甘肃1省;②勉强调和协调的有山西等9个省(区);③调和协调类的有河北等12个省(区);④初级耦合协调的包括北京8个省(区);⑤中级耦合协调的仅有吉林1省。(4)从环境与经济对比关系看,①属于环境滞后型的省(区)共计16个,其中环境比较滞后型的有河北等8个省(区),环境严重滞后型的有北京等7个省(区),环境极度滞后型的有上海1市;②属于经济滞后型的省(区)有14个,其中经济比较滞后型的有黑龙江等7个省(区),经济严重滞后的有江西等5个省(区),经济极度滞后的有山西、河南2省;③属于经济与环境同步型的是甘肃省。环境滞后型表明在农业经济的发展过程中,消耗了