刘秀丽，张　勃，吴攀升，罗正明，贾艳青

(1.忻州师范学院地理系，山西忻州　034000；2.西北师范大学地理与环境科学学院，甘肃兰州　730000)



基于农户福祉的黄土高原土石山区退耕还林生态经济系统耦合效应

——以宁武县为例

刘秀丽1，张勃2，吴攀升1，罗正明1，贾艳青1

(1.忻州师范学院地理系，山西忻州034000；2.西北师范大学地理与环境科学学院，甘肃兰州730000)

以生态经济系统耦合理论为基础，根据宁武县生态环境特点和当地农户福祉水平，构建了宁武县退耕还林生态经济系统，并对其退耕前后的耦合协调状况进行了分析.结果表明，2001—2011年，宁武县退耕还林生态经济系统中的生态系统综合指数与社会经济系统综合指数均呈增长趋势，而且二者的增长速度几乎是同步的；2001—2006年，宁武县生态系统综合指数的增长率大于社会经济系统综合指数的增长率；而2006—2011年，二者正好相反，说明退耕还林工程对宁武县生态环境的改善具有明显的效果.从总体上看，宁武县生态环境和人类福祉均处于较低的水平.2001—2011年，宁武县退耕还林生态经济系统的耦合协调状况得到逐步改善，由退耕前的勉强协调发展类福祉和生态同步型过渡到基本协调发展类福祉和生态同步型.

退耕还林；生态经济系统；农户福祉；耦合；宁武县

退耕还林工程生态效益明显，不仅改变了地表土地覆被类型，还改变了退耕区整个生态系统的结构和功能.但由于退耕还林区域大都是偏远山区，经济发展水平较差，农户对种植业的依赖程度较高，而退耕还林工程对农户最明显的影响就是耕地面积的减少，导致一部分农户收入下降，以及农户由于粮食产量不足，对粮食安全、资源安全等问题的担忧，成为农户福祉的制约因素.

目前对退耕还林的研究集中于退耕还林工程的综合效应，退耕区的生态效应是否和农村社会经济相协调，退耕区农户是否愿意保持退耕的成果以及退耕还林的可持续性等问题.喻永红[1]采用CVM方法对农户是否愿意接续接受退耕还林工程对意愿进行了调查和分析；呼照征等[2]针对退耕还林工程的效益和现存的问题，提出了退耕还林后续产业发展策略；郭欢欢等[3]在多年农户调查的基础上，研究了退耕还林工程对农户生产生活的影响；姚盼盼等[4]采用林业行业标准和专家赋值法，对退耕还林工程综合效益进行了评价.

退耕还林工程既要改善生态环境，更要提高退耕区的社会经济发展水平[5].黄土高原是退耕还林的重点区域，生态条件较差，经济水平较低，贫困人口较多，农户福祉水平低.文中采用耦合度模型，基于农户福祉的角度，研究黄土高原土石山区退耕还林区域生态经济系统的耦合机理和模式.

1　研究区概况

宁武县位于山西省北中部(图1)，总面积1 936.4km2，属于典型的黄土高原土石山区，生态环境脆弱.农户收入主要来源于种植业和养殖业，收入水平较低.2002年，宁武县开始实施退耕还林工程，2006年起不再安排退耕还林造林任务.

2　研究方法与数据来源

2.1研究方法

2.1.1耦合度采用耦合度定量评价系统之间或各要素之间的协调程度[6].采用生态系统服务价值指标建立退耕还林生态系统，采用人类福祉指标建立退耕还林社会经济系统，分别建立生态系统和社会经济系统评价函数f(x)和g(y)，用指标x1，x2，…，xp和y1，y2，…，yq来描述[5]92:

图1　宁武县区位示意Fig 1Position of the Ningwu County

(1)

(2)

其中ai，bj为各类指标的权重值.

根据(1)式和(2)式计算得到退耕还林生态系统综合指数和社会经济系统综合指数.一般地,数值越高越好.

设s为标准差，则f(x)和g(y)的离差系数为[5]92

(3)

(4)

其中k∈[2,5],为调节系数.根据文献[8]及咨询相关专家，文中k=2.C∈[0,1]，越接近于1，表明系统之间或要素之间的协调程度良好，系统处于健康状态；反之，则说明系统之间或要素之间的协调程度较差，系统健康状态较差.

2.1.2耦合协调度采用耦合度评价研究区退耕还林生态经济系统的耦合协调程度，对于揭示生态系统和社会经济系统相互作用的强度，预测二者未来的发展状态等都具有重要意义[7].但是，耦合度指标并不能表达生态子系统和社会经济子系统在退耕还林生态经济系统中整体的作用和功能，因此以耦合度为基础，构建了耦合协调度模型[5]92,93：

(5)

(6)

其中，D为耦合协调度;T为综合调和指数，可以表达生态子系统与生态经济子系统对系统整体的贡献程度[9]；α,β为待定权数.鉴于研究区的状况，设α=β=1/2，则

(7)

D的值在0～1,D值越高，表明系统中生态环境与人类福祉二者均处于较高水平，且二者的耦合程度越协调[10-11].

2.1.3生态系统服务价值和农户福祉指标生态系统服务价值的计算主要采用MA分类方法，结合宁武县自然和社会经济实际情况构建生态系统服务价值评估模型.农户福祉指标参考文献[12].

2.1.4退耕还林生态经济系统耦合协调度类型及评判标准研究区退耕还林生态效应明显，但由于农户生计条件的改变，影响社会经济发展水平，最终对农户福祉造成影响.此外，农户福祉水平也必将对系统产生影响，如较低农户福祉的农民可能会因为粮食产量不足而毁林开荒，既对生态环境造成破坏，又成为退耕还林实施的限制因素[13].因此，在对研究区退耕还林生态经济系统的耦合协调度进行分类时，既要考虑生态环境水平，也要考虑农户的福祉水平.文中先将耦合协调度水平分为严重失调衰退类、中度失调衰退类、轻度失调衰退类、勉强协调发展类、基本协调发展类和良好协调发展类6大类，之后根据生态系统综合指数和社会经济系统综合指数的对比关系再划分为18个小类(表1)[14].

2.2数据来源及处理

采用各类型生态系统服务价值作为指标来评价退耕还林生态经济系统中的生态子系统，采用农户福祉指标来评价退耕还林生态经济系统中的社会经济子系统.计算生态系统服务价值的数据主要来源于宁武县2001年、2006年和2011年3期遥感影像，1∶10000宁武县土地利用现状图，《宁武县统计资料(2001—2012)》；计算农户福祉的数据主要来源于问卷调查和文献[12].采用层次分析法确定各指标的权重(表2).

表1　耦合协调分类及标准

表2　评价指标权重

注：*为逆指标.

3　结果分析

根据(1)～(7)式和表2可逐步计算出2001—2011年的生态系统综合指数f(x)和社会经济系统综合指数g(y)，对数据进行标准化处理后，得出宁武县退耕还林生态经济系统耦合度C和耦合协调度D(表3).

从表3可以看出，2001—2011年研究区生态环境和农户福祉指标均呈现增长趋势，而且二者的增长速度几乎是同步的.生态系统综合指数由2001年的0.352 4增长到2011年的0.401 9，增加了1.14倍，而社会经济系统综合指数由2001年的0.366 1增长到2011年的0.404 0，增加了1.10倍，可见，退耕还林工程的实施改善了研究区的生态环境，并且带动了农户福祉的提高.可以分为两个阶段:2001—2006年，研究区生态系统综合指数由0.352 4增加到0.395 0，增长率为12.09%，而同期社会经济系统综合指数由0.366 1增加到0.373 0，增长率仅为1.88%，生态系统综合指数的增长率明显大于社会经济系统综合指数，这一时期正好与退耕还林工程的实施时期相对应，说明退耕还林工程明显改善了研究区的生态环境.2006—2011年，生态系统综合指数和社会经济系统综合指数的变化与2001—2006年正好相反，生态系统综合指数由2006年的0.395 0增长到2011年的0.401 9，增长率为1.747%，而社会经济系统综合指数由2006年的0.373 0增长到2011年的0.404 0，增长率为8.311%，社会经济系统综合指数的增长率明显大于生态系统综合指数，主要原因在于研究区退耕还林工程基本完成，而生态环境的变化是一个长期的、渐变的过程，因此，与上一阶段相比其变化不再显著，但依然呈现增长的趋势.在这一阶段，由于研究区实施“新农村建设”工程，农户的生活环境、产业环境均发生了很大的改变，加之国家一系列惠农政策的实施，农户的福祉水平得到很大的改善.但值得注意的是，研究区生态系统服务价值和农户福祉指标都处于较低的水平，说明目前生态环境与农户福祉水平都较低[15]，今后应将生态环境的改善与农户福祉的提高同时作为重点发展方向.

表3　宁武县退耕还林生态系统耦合协调类型

2001—2011年研究区退耕还林生态经济系统的耦合度和耦合协调度均表现出逐年增长的趋势，说明系统的耦合协调状况正在由无序向有序的方向发展，耦合状况得到改善.具体表现为，研究区退耕还林生态经济系统已由退耕前的勉强协调发展类福祉和生态同步型，过渡到基本协调发展类福祉和生态同步型.可以看出，2002年以来，研究区实施退耕还林工程对提升研究区的社会、经济和环境作用明显.今后研究区应继续完善退耕还林工程的实施，将发展农村经济，调整产业结构，提高农民收入等措施结合起来.

4　结论与讨论

4.1结论

1)文中以生态经济系统耦合理论为基础，根据宁武县退耕还林复合生态系统的独特特点，以及宁武县农户福祉水平，构建宁武县生态经济系统，并对宁武县退耕前后系统耦合协调状况进行分析.

2)2001—2011年，系统的生态系统服务价值和农户福祉指标均呈增长趋势且增长速度几乎是同步的；2001—2006年，生态系统综合指数的增长率大于社会经济综合指数的增长率；而2006—2011年，二者正好相反，说明退耕还林工程对宁武县生态环境的改善具有明显的效果.

3)从总体上看，宁武县生态环境和人类福祉均处于较低的水平；宁武县退耕还林生态经济系统的耦合协调状况正在得到逐步改善，由退耕前的勉强协调发展类福祉和生态同步型过度到基本协调发展类福祉和生态同步型.

4.2讨论

文中以生态系统服务价值和农户福祉指标构建了生态经济系统，以藕合度模型为基础，对耦合协调状况进行分析，但仍然存在一些问题：① 在计算农户福祉的过程中大量采用了农户调查问卷，由于大部分农户的认知有限，尽管在做调查问卷时进行了讲解，但是取得的数据仍有较大误差，影响评价结果的准确性；② 以生态系统服务价值为指标来表征生态系统综合指数，由于没有对整个生态系统服务价值进行估算，因此计算的结果可能偏小；③ 对研究区退耕还林生态经济系统的耦合协调度进行水平划分，划分的基础是退耕还林工程实施的现状以及其他相关研究成果，但是随着当地生态环境的改善和农户福祉水平的提高，应该对耦合协调度的划分标准进行相应调整.

[1]喻永红.基于CVM法的农户保持退耕还林的接受意愿研究——以重庆万州为例[J].干旱区资源与环境，2015，29(4)：65.

[2]呼照征，张燕，陈喆.关于陕西省退耕还林后续产业发展的若干思考[J].陕西学前师范学院学报,2015，31(2)：43.

[3]郭欢欢，李波，于海跃,等.退耕还林工程对农户生产生活影响研究[J].中国人口、资源与环境，2011，21(12)：110.

[4]姚盼盼，温亚利.河北省承德市退耕还林工程综合效益评价研究[J].干旱区资源与环境，2013，27(4)：47.

[5]杜英.黄土丘陵区退耕还林生态系统耦合效应研究——以安塞县为例[D].杨凌：西北农林科技大学，2008.

[6]吕晓，刘新平.塔里木河流域农业生态经济耦合发展模式探析[J].生态经济，2013(4)：97.

[7]王继军，郭满才，姜志德,等.农业生态经济系统耦合过程模型的建立及应用[J].生态学报，2010，30(9)：2371.

[8]汤青，徐勇.农牧交错带生态经济耦合评价模型及其实证研究[J].中国人口、资源与环境，2011，21(2)：117.

[9]杨玉珍.快速城镇化地区生态-环境-经济耦合协同发展研究综述[J].生态环境学报，2014，23(3)：541.

[10]王继军，李慧，苏鑫，等.基于农户层次的陕北黄土丘陵区农业生态经济系统耦合关系研究[J].自然资源学报，2010，25(11)：1887.

[11]王介勇，吴建寨.黄河三角洲区域生态经济系统动态耦合过程及趋势[J].生态学报，2012，32(15)：4861.

[12]刘秀丽，张勃，郑庆荣，等.黄土高原土石山区退耕还林对农户福祉的影响研究[J].资源科学，2014，36(2)：397.

[13]陈端吕，彭保发，熊建新.环洞庭湖区生态经济系统的耦合特征研究[J].地理科学，2013，33(11)：1338.

[14]苏鑫.基于退耕还林(草)下吴起县农业生态经济系统耦合过程研究[D].北京：中国科学院研究生院，2010.

[15]刘普幸,李筱琳.层次分析法在生态预警中的应用——以酒泉绿洲为例[J].干旱区资源与环境，2004，18(5)：15.

(责任编辑惠松骐)

The coupling effect of converting farmland into forestland ecologicaleconomicsystembasedonthefarmerswell-beingintheearth-rockmountainsareasofloessplateau—AcasestudyofNingwuCounty

LIUXiu-li1，ZHANGBo2，WUPan-sheng1，LUOZheng-ming1，JIAYan-qing1

(1.DepartmentofGeography,XinzhouTeachersUniversity,Xinzhou034000,Shanxi,China；2.CollegeofGeographyandEnvironmentalScience,NorthwestNormalUniversity,Lanzhou730000,Gansu,China)

Accordingtothelocalgeographicalconditions,thecharacteristicsofthenaturalecologicalenvironmentandsocial-economicdevelopmentlevel,thispaperchoseNingwuCountyinnorthwestShanxiProvinceastheresearchobjectandconstructedthecoupledecologicaleconomicsystemsofconvertingfarmlandintoforestsbythecouplingcoordinativedegreesystems,andanalyzedtheprocessandmechanismoftheinfluenceofconvertingfarmlandintoforestsonfarmerswell-being.Theresultssuggestedthat,from2001to2011,theecologicalenvironmentcomprehensiveindexandfarmerswell-beingcomprehensiveindexbothgraduallyincreasewithalmostsamegrowthrate.From2001to2006,theecologicalenvironmentcomprehensiveindexisbiggerthanthelatter,andonthecontrary,from2006to2011,thelatterisbiggerthantheformer.Onthewhole,ecologicalenvironmentandfarmerswell-beinginNingwuCountyareinalowerlevel.Thecouplingcoordinationofthecompoundecologicaleconomicsystemisgraduallyimproved,whichgraduallytransformsfromsynchronoustypeofreluctantcoordinationdevelopmentwithwell-beingandecologytosynchronoustypeofprimarycoordinationdevelopmentwithwell-beingandecology.

convertingfarmlandintoforestland;ecologicaleconomicsystem;farmerswell-being;coupling;NingwuCounty

10.16783/j.cnki.nwnuz.2016.03.021

2014-12-19;修改稿收到日期:2015-03-25

高校博士学科点专项科研基金资助项目(20136203110002)；山西省高等学校哲学社会科学研究项目(2014346)；山西省科技厅软科学基金资助项目(2014041015-4)；忻州师范学院专项课题(ZT201308)

刘秀丽(1982—)，女，山西忻州人，副教授，博士.主要研究方向为区域环境与资源开发.

E-mail:lxl820113@163.com

F062.2

A

1001-988Ⅹ(2016)03-0113-05