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1研究方法
1.1指標(biāo)選取
由于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng),少數(shù)幾個(gè)指標(biāo)無法對系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r和變化進(jìn)行描述,因此需要通過多個(gè)指標(biāo)構(gòu)建一個(gè)有機(jī)的評價(jià)指標(biāo)體系對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)程度進(jìn)行評價(jià)。但目前尚無關(guān)于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)耦合研究的指標(biāo)體系構(gòu)建的統(tǒng)一規(guī)定,因此,為了證明鹽池縣農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)之間的耦合關(guān)系,本研究根據(jù)鹽池縣農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際情況,在參考有關(guān)資料的基礎(chǔ)上,結(jié)合農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)生態(tài)各子系統(tǒng)的內(nèi)涵與特征,構(gòu)建了獨(dú)立性較強(qiáng)又能夠反映鹽池縣農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)耦合的評價(jià)指標(biāo)體系。
1.2計(jì)算方法
1.2.1數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理首先對各指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理,以消除由于各指標(biāo)間數(shù)量單位不同而引起的差異。正指標(biāo)公式為:yij=(xij-xijmin)/(xijmax-xijmin)(1)負(fù)指標(biāo)公式為:yij=(xijmax-xij)/(xijmax-xijmin)(2)式中,yij為系統(tǒng)i指標(biāo)j經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理后的值,xij為系統(tǒng)i指標(biāo)j的值,xijmax、xijmin分別為系統(tǒng)i指標(biāo)j的最大值和最小值。
1.2.2子系統(tǒng)功效綜合評價(jià)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境子系統(tǒng)的綜合功效是各系統(tǒng)內(nèi)所有指標(biāo)對該子系統(tǒng)貢獻(xiàn)的綜合,可通過集成方法來實(shí)現(xiàn)。其計(jì)算公式為:μi=∑wij×yij(3)式中,wij≥0,∑wij×=1,j=1,2,…,m。為了消除主觀因素,本研究采用熵權(quán)法計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重,計(jì)算所得權(quán)重如表1所示。
1.2.3耦合度函數(shù)耦合度采用物理學(xué)中的容量耦合系數(shù)模型來計(jì)算,公式如下:C={μ1•μ2…μn/∏(μi+μj)}1/n(4)式中,n為子系統(tǒng)的個(gè)數(shù),由于本研究只對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)兩個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行耦合分析,因此,n只取2。C為耦合度,C∈[0,1]。當(dāng)0<C≤0.3時(shí),農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)之間處于較低水平的耦合階段,此階段農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平比較低,生態(tài)環(huán)境承載能力較強(qiáng),農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展在生態(tài)環(huán)境所能承受的范圍之內(nèi);當(dāng)0.3<C≤0.5時(shí),農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)之間處于拮抗時(shí)期,此階段農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快,而生態(tài)環(huán)境承載能力有所下降,無法承受農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的壓力;當(dāng)0.5<C≤0.8時(shí),農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)之間磨合階段,農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境之間開始出現(xiàn)良性耦合;當(dāng)0.8<C≤1時(shí),農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)之間處于高水平耦合階段,此階段農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)有了很大發(fā)展,農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境之間互相促進(jìn)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境之間是對立統(tǒng)一的,即環(huán)境是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前提,同時(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也會影響環(huán)境的質(zhì)量。為避免單純進(jìn)行耦合度分析會對實(shí)際結(jié)果產(chǎn)生誤導(dǎo),本研究將引入?yún)f(xié)調(diào)度概念對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)耦合狀態(tài)進(jìn)行分析。協(xié)調(diào)度模型能夠很好地對經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境交互耦合的協(xié)調(diào)程度進(jìn)行評判。其計(jì)算公式為:D=姨C×T(5)T=aU1+bU2(6)式中,D為協(xié)調(diào)度,C為耦合度,T為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)生態(tài)的綜合協(xié)調(diào)指數(shù),a、b為待定權(quán)數(shù),由于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)同等重要,因此,a=b=0.5,U1、U2為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)生態(tài)子系統(tǒng)的綜合功效。按照農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)耦合協(xié)調(diào)度的大小程度,將區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)分為4大類10個(gè)亞類,再根據(jù)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)綜合評價(jià)指數(shù)(u生態(tài))與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)綜合評價(jià)指數(shù)(u經(jīng)濟(jì))之間的相關(guān)關(guān)系,將其細(xì)分為30個(gè)小類.
2結(jié)果與分析
通過分析可得鹽池縣1990—2012年農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的耦合度與協(xié)調(diào)度及其對比關(guān)系??芍?,1990—2012年鹽池縣農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)綜合評價(jià)值雖然波動很大,但從線性回歸分析結(jié)果看,農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)綜合評價(jià)指數(shù)呈上升趨勢。這表明鹽池縣的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境總體在向較好的方向發(fā)展,但是這種態(tài)勢依然不穩(wěn)定,存在著很大的不確定性。鹽池縣農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)綜合評價(jià)指數(shù)評價(jià)結(jié)果顯示,鹽池縣農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)綜合評價(jià)指數(shù)呈現(xiàn)上升趨勢,并表現(xiàn)出很強(qiáng)的線性特征,1990年為0.067191,2012年達(dá)到0.905464,是1990年的13.48倍??梢?,近年來鹽池縣的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長較快。從耦合度來看(表3),鹽池縣農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的耦合度均較高,平均耦合度為0.94193,除了1990年、1993年、1994年,其余各年份耦合度均保持在0.8以上,意味著鹽池縣農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)之間處于高水平耦合階段。類似的結(jié)果在其他研究中也曾出現(xiàn)過[17,21],區(qū)域的發(fā)展方式是很復(fù)雜的,區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的耦合度不是隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高而呈現(xiàn)階段順序演變的,有可能會出現(xiàn)倒退和跳躍前進(jìn)的現(xiàn)象],因此,僅憑耦合度還不足以說明區(qū)域農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)之間是否處于了高水平的協(xié)調(diào)程度。耦合度C值很高有可能是由于鹽池縣的農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較都較低而出現(xiàn)的“偽協(xié)調(diào)”評價(jià)的結(jié)果,這與事實(shí)相反,因此,單純的耦合度的判斷有可能存在一定的誤差,還應(yīng)在耦合度分析的基礎(chǔ)上使用更為客觀的耦合協(xié)調(diào)度模型來反映兩者之間的實(shí)際協(xié)調(diào)程度。通過對鹽池縣農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度的分析可見,協(xié)調(diào)程度方面,鹽池縣協(xié)調(diào)度呈逐年增加趨勢,1990年協(xié)調(diào)度為0.40,2012年為0.87。其中,1990—1995年,鹽池縣農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)程度基本處于過度類型,1996—2001年,協(xié)調(diào)程度為基本協(xié)調(diào),2002—2012年則總體達(dá)到高度協(xié)調(diào)。耦合協(xié)調(diào)度類型方面,2000年之前波動較大,而且主要為瀕臨失調(diào)衰退類和勉強(qiáng)協(xié)調(diào)發(fā)展類,2000年之后逐漸好轉(zhuǎn),由初級協(xié)調(diào)發(fā)展類向中級協(xié)調(diào)發(fā)展類和良好協(xié)調(diào)發(fā)展類轉(zhuǎn)變。因此,從分析結(jié)果來看,鹽池縣農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境在不斷恢復(fù),鹽池縣農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度程度在不斷上升。從農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)綜合評價(jià)指數(shù)(μ生態(tài))與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)綜合評價(jià)指數(shù)(μ經(jīng)濟(jì))對比關(guān)系類型來看,1990—2003年,鹽池縣由經(jīng)濟(jì)極度滯后型向經(jīng)濟(jì)嚴(yán)重158滯后型和經(jīng)濟(jì)比較滯后型轉(zhuǎn)變,表明此階段鹽池縣農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)建設(shè)相對滯后,生態(tài)資源利用效率不高;從2004年開始則由生態(tài)環(huán)境比較滯后型向生態(tài)環(huán)境極度受損型和生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重受損型演化,表明農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,加劇了鹽池縣當(dāng)?shù)貙Y源的索取力度和生態(tài)環(huán)境的破壞程度,生態(tài)建設(shè)的滯后,使鹽池縣農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的約束與限制日漸顯現(xiàn),經(jīng)濟(jì)建設(shè)與生態(tài)環(huán)境之間的矛盾顯得更為突出,發(fā)展表現(xiàn)為不可持續(xù)性。
3結(jié)論
1990—2012年鹽池縣農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)綜合評價(jià)值雖159然波動很大,但呈上升趨勢,說明鹽池縣的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境總體在朝向較好的方向發(fā)展,但是這種態(tài)勢依然不穩(wěn)定,存在著很大的不確定性;鹽池縣農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)綜合評價(jià)指數(shù)呈現(xiàn)上升趨勢,并表現(xiàn)出很強(qiáng)的線性特征,說明近年來鹽池縣的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長較快。從二者的對比關(guān)系可見,1990—2003年,鹽池縣農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)建設(shè)相對滯后,生態(tài)資源利用效率不高;2004年以后,經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和生態(tài)建設(shè)的滯后,使得鹽池縣農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的約束與限制日漸顯現(xiàn),經(jīng)濟(jì)建設(shè)與生態(tài)環(huán)境之間的矛盾顯得更為突出,發(fā)展表現(xiàn)為不可持續(xù)性。在耦合度分析的基礎(chǔ)上,通過對鹽池縣農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度的分析可見,鹽池縣農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境在不斷恢復(fù),鹽池縣農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度程度在不斷上升,說明鹽池縣近年來開展的生態(tài)環(huán)境建設(shè)取得了一定的效果,然而鹽池縣目前的生態(tài)環(huán)境狀況是由于歷史上長期的農(nóng)業(yè)開發(fā)所致,短期內(nèi)植被的恢復(fù)并不意味著生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能也會相應(yīng)地得到提升和恢復(fù),隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展強(qiáng)度的不斷加大,鹽池縣未來將會面臨更大的環(huán)境壓力,因此,鹽池縣的環(huán)境治理將是一項(xiàng)長期的工作。
作者:馬明德 卜曉燕 馬甜 單位:北方民族大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院 寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院