(甘肃农业大学 经济管理学院,甘肃 兰州 730070)

白爱桃,叶得明

(甘肃农业大学 经济管理学院,甘肃 兰州 730070)

根据2000—2014年甘肃省民勤县人口、农业经济和生态三个方面的相关数据,构建人口—农业经济—生态综合评价指标体系,运用变异系数法和耦合协调度模型对该县人口—农业经济—生态系统的耦合度、耦合协调度和综合评价指数进行了测算与分析。结果表明:近15年来，民勤县的人口—农业经济—生态系统耦合度C为0.372—0.696,经历了颉颃耦合和磨合耦合两个阶段,呈先下降后上升的趋势;耦合协调度D为0.325—0.639,整体实现了由失调衰退到协调发展的良性转化,虽然耦合度和耦合协调度都有所改善,但耦合协调程度较低。根据这一发展态势,结合民勤县特殊的自然条件,提出相应的对策建议。

民勤县;人口;农业经济;生态;耦合协调度

生态环境是人类活动与社会经济发展的物质基础。人口、农业经济和生态相互作用、相互影响,忽略任何一者都会严重制约整个区域的可持续发展。过度的生产生活活动与农业经济的发展通常会对当地生态环境产生破坏性影响。民勤绿洲地处我国西北干旱地区,生态环境脆弱,经济发展主要依赖于农业。由于人口的增加、农业生产活动的不合理开发与水资源的不均衡利用,使原本脆弱的民勤绿洲生态环境不断遭到破坏,出现水资源短缺、地下水位下降、水质恶化、植被衰退、土地沙漠化、盐渍化、沙尘暴频发等一系列生态问题,严重影响了当地人们的生产生活与农业经济发展。

关于人口、经济和生态协调发展问题的研究已取得了较大进展。国外研究起步较早,20世纪60年代英国经济学家Boulding运用系统方法对生态环境和经济发展的相关性问题进行了分析,突出了生态环境的重要性[1]。之后，Grossman等通过研究发现，经济发展与资源环境之间存在由“互竞互斥”到“互适互补”的变化过程,两者呈现倒“U”型关系,即著名的环境库兹涅茨曲线(EKC)[2],这为之后的相关研究奠定了基础。国内对该问题的研究大多关注于生态环境和经济发展协调关系方面[3-7],主要从不同的研究角度出发对某一区域在生态环境与经济发展现状分析的基础上,通过构建生态经济系统指标体系,运用耦合协调度模型,对两系统的耦合度与耦合协调度进行定量分析。也有学者对人口与经济的关系进行探讨,如毕其格运用灰色关联分析方法对内蒙古自治区人口结构与经济的相互关系进行了实证研究,揭示了影响两者耦合的主要因素[8]。蔡方创造性地提出了人口素质对经济发展的重要性,认为可通过提高人口素质促进区域经济发展[9]。同时,在人口、经济和生态三者耦合协调关系方面已取得初步进展。如王春萍等以庆阳市为例,采用熵值法和耦合协调度模型对当地人口、经济、环境协调发展问题进行了定量分析,并针对性地提出通过降低自然增长率、提高人口素质、转变经济发展方式,促进人口—经济—环境的协调发展[10]。

纵观已有文献,从研究角度来看，大多集中在研究人口和经济或经济和生态两个系统间的耦合协调关系,尤其是对生态环境和经济发展的耦合协调度测算较多,而对人口、经济和生态三者耦合协调关系进行综合评价的研究较少。从研究区域来看,有关耦合协调关系的相关研究大多集中在某一区域、流域或省域范围内,对县域范围的研究有待加强。基于此,本文以甘肃省民勤县为例,构建了人口—农业经济—生态综合评价体系,结合2000—2014年的相关数据,运用耦合协调度模型对三系统耦合协调程度进行测算,科学分析其发展态势,以期为生态环境脆弱的民勤县人口—农业经济—生态系统的协调发展提供理论依据。

1 研究区概况及数据来源

1.1 研究区概况

民勤县地处河西走廊的东北部、石羊河流域下游,东、西、北三面被腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠包围,中部是石羊河冲积形成的狭长而平坦的绿洲带。全县总面积约为1.59万km2,其中沙漠、戈壁占82%,中、低山区占5%,湖盆盐碱地占4%,绿洲平原仅占总面积的9%[11]。2014年末,全县总人口27.34万人,常住人口24.11万人,其中农村常住17.49万人、城镇人口6.62万人,城镇化率为27.45%。民勤县经济发展以农业为主,2014年实现地区生产总值64.05亿元,其中农业产值占地区生产总值的59.45%,人均GDP 26566元,农村居民人均纯收入达8875元。该县属于温带大陆性干旱气候,年平均气温8.3℃,年均降水量仅有110mm,蒸发量高达2623mm,为降水量的24倍;平均风沙天气139天,沙尘暴年均37.3天,气候干燥、降水稀少、蒸发强烈、风大沙多,是甘肃省乃至全国最干旱、荒漠化最严重的地区之一,也是我国沙尘暴四大源区之一,属典型的生态脆弱地区。

1.2 数据来源

本研究中数据主要来源于2001—2015年《甘肃发展年鉴》、《甘肃农村年鉴》、民勤县相关政府网站公布的国民经济和社会发展统计公报及相关政府部门提供的统计数据和资料。

2 研究方法

2.1 评价指标体系构建

目前对人口—农业经济—生态系统耦合协调分析尚无统一的指标体系。为了合理量化民勤县人口、农业经济、生态发展水平,证明三系统的耦合协调关系,本文在借鉴刘七军等对人口、农业经济、生态系统评价指标体系相关研究的基础上[12-16],结合民勤县人口、农业经济、生态发展的实际情况以及数据的全面性、科学性、合理性和可获得性,最终选取具有代表性、使用频率较高的21项指标构建了民勤县人口—农业经济—生态系统耦合协调发展评价指标体系(表1)。

表1 人口—农业经济—生态耦合协调度评价指标体系

注:+、-分别表示正向化指标和逆向化指标。

2.2 数据标准化处理

(1)

(2)

2.3 指标权重计算

确定指标权重一般有两种方法:一是主观赋权法,如综合指数法、德尔菲法、AHP法等主要是依据专家的实践经验和主观判断来确定;二是客观赋权法,如主成分分析法、因子分析法、熵权法、变异系数法等主要是依据指标反映的客观信息来反映其相对重要程度。为尽量避免主观赋值因人为因素带来的偏差,使评价结果更贴近实际,本文采用客观变异系数法计算各个指标的权重。在对数据标准化处理的基础上,计算指标变异系数vi和权重wi,计算公式为:

(3)

(4)

2.4 耦合协调度模型

为了计算耦合度,首先采用线性综合评价模型计算各子系统的综合评价指数。计算公式为:

(5)

式中,ai、bj、ck分别表示由变异系数法计算得出的各指标的权重;f(x)、g(y)、h(z)分别代表人口、农业经济以及生态环境的综合评价函数。根据三项综合评价值的比较分析,取值越大则说明该系统发展越好；反之，亦然。同时,在借鉴廖重斌提出的耦合协调度模型的基础上[17],推广得到人口—农业经济—生态三系统的耦合度计算公式为:

(6)

式中,C为耦合度,介于0—1之间。C值越大,耦合水平越高,表示人口、农业经济与生态系统之间关系越协调;反之,则表明三者处于失调或无序状态。K值为调节系数(2≤k≤5)[18 ],因本研究共涉及3个子系统,故k值取3。

由于耦合度只能反映各子系统间相互作用的影响程度,而不能反映各子系统的整体发展水平及交互耦合的协调程度，因此引入耦合协调度模型,更好地对三子系统间的协调程度进行评价。计算公式为:

(7)

T=a×f(x)+β×g(y)+δ×h(z)

(8)

式中,D为耦合协调度;T为区域人口—农业经济—生态综合评价指数;α、β、δ分别为人口、农业经济和生态系统的待定系数,αgt;0、βgt;0、δgt;0且α+β+δ=1。考虑到三子系统的相互作用力是不同的,在参照专家意见和有关文献资料[10,19]的基础上,再结合民勤县经济发展和脆弱生态环境的实际情况,本文对α、β、δ分别取值为0.3、0.35、0.35。

2.5 耦合协调度评判标准

按照最终所求耦合协调度D的大小,在借鉴已有相关学者研究的基础上[20,21],采用连续性均匀分布函数法来确定耦合协调度的类型与划分标准(表2)。

表2 耦合协调度评判标准

3 结果分析

利用文中式(1)—(8),通过计算,得出民勤县2000—2014年人口综合评价指数f(x)、农业经济综合评价指数g(y)、生态综合评价函数h(z)、综合评价指数T及耦合度C和耦合协调度D,计算结果见表3。

3.1 各子系统及其指标权重分析

通过变异系数法计算权重得到各子系统中不同指标对人口—农业经济—生态系统的耦合协调度作用力不同。人口子系统中所占权重最大的三个指标分别是第一产业就业人数(0.2408)、人口自然增长率(0.2186)、非农人口比重(0.1981);农业经济子系统中贡献排名前三位的依次为：粮食作物面积比例(0.1553)、农民人均纯收入(0.1491)、有效灌溉面积(0.1345);生态子系统中贡献排名前三位的依次为上游来水量(0.2295)、当年造林面积(0.1643)、化肥施用强度(0.1483)，因此今后在促进民勤县三系统协调发展时,应重点从以上9个指标着手。

表3 2000—2014年民勤县人口—农业经济—生态系统耦合协调度及其类型

3.2 三大系统综合评价指数时序分析

民勤县人口、农业经济和生态子系统的综合评价指数发展趋势见图1。人口综合评价指数以2009年为界,大体在波动中呈先缓慢上升后快速上升的态势,综合得分由2000年的0.151上升至2014年的0.552,发展速度较快,与综合评价指数的发展趋势基本一致。2009年之前,由于人口数量多、人口自然增长率较高、农业人口比重大等因素,民勤县人民生活水平较低,总体发展缓慢。2010—2014年,随着农村生态移民、教育移民与外出务工人数不断增加,大批青壮年和农业劳动力大量转移,在一定程度上既减少了人口数量,缓解了人口对土地、水资源和生态的压力,又保证了农民收入来源多元化。同时,由于人口自然增长率急剧下降,从2010年的6.6‰降至2014年的3.84‰,人口增长速度趋缓。此外,该阶段生态环境的逐渐恢复与农业经济的快速发展,为人口发展提供了有利条件,因此该阶段人口综合评价指数呈快速上升趋势。

图1 民勤县2000—2014年系统综合评价指数时序变化

农业经济综合评价指数总体呈上升的趋势。2003年前，人口和生态综合评价指数均大于农业经济综合评价指数,经济增长缓慢,主要是由于此期间经济增长主要来源于传统种植业,经济效益较低,农民人均纯收入少。2004—2007年,农业经济综合评价指数由0.362上升至0.463,增长了27.9%,增量和增速均高于其他两个系统。这主要得益于该阶段民勤县优化了种植结构,减少了粮食作物的播种面积,种植比例由2003年的40.31%下降到2007年的31.63%。同时,大规模种植辣椒、玉米、洋葱等经济作物,使农业总产值有了大幅提高,农民人均纯收入也由2004年的2968元增加到2007年的3869元。2009之后,三大系统综合评价指数均呈较快增长的趋势。主要原因是：此阶段随着民勤县农业结构的有效调整,人们逐渐意识到之前农业经济的快速发展是建立在牺牲生态环境基础上的,要实现人口、农业经济、生态协调发展,关键是“节水”,应减少高耗水性经济作物的种植面积,积极发展节水农业;推广使用喷灌、滴灌、渗灌等先进技术,提高水资源利用率,从而实现农业经济发展、生态环境保护与人口快速发展“三赢”的局面。

生态综合评价指数呈现“三波段”的变化趋势:2000—2003年的缓慢增长期、2004—2006年的下降期、2007—2014年的恢复期。2000—2003年，由于人民生活水平较低,农业经济活动对生态环境的影响不大,且上游来水量较平稳,人均水资源拥有量充足,生态环境较好,综合评价指数大于农业经济和人口综合评价指数。2004—2006年生态综合评价指数急剧下降,主要是该阶段上游来水量急剧减少,2004年上游来水量仅为0.65亿m3,比2000年下降了42.98%,水资源供需矛盾突出。大面积垦荒、大规模高耗水性作物的种植和大水漫灌的生产方式,使农业用水量占总用水量的80%以上[11],导致生态用水严重短缺,植被枯死,造林面积被迫减少,生态环境急剧恶化。2007—2014年生态综合评价指数由0.219升高至0.412,主要得益于2007年之后为了防止沙漠化面积的进一步扩大,政府号召退耕还林还草,实施了一系列治理保护民勤生态环境的政策,尤其是2007年12月出台的《石羊河流域重点治理规划》,政府通过生态重建、转变农业发展方式、减少农业用水量、降低化肥使用强度等措施,初步遏制了民勤县生态环境恶化。到2010年,生态综合评价指数上升至0.339,与其他两系统的差距逐渐缩小,三者趋于协调发展,但整体仍低于人口和农业经济子系统的发展速度,说明生态环境虽然有所改善,但恢复和改善仍是一个长期过程,不容忽视。

3.3 耦合度及耦合协调度时序分析

从图2可见,2000—2014年民勤县人口—农业经济—生态系统的耦合度总体呈先下降后上升的变化趋势:2000—2006年呈下降趋势,2006年最低为0.372,2007—2014年呈逐年上升趋势。耦合度值在0.372—0.696之间,三系统的关系基本处于颉颃耦合和磨合耦合状态;耦合协调度介于0.325—0.639之间,变化趋势和耦合度基本一致,同样在2006年达到最小值。耦合协调类型经历了轻度失调—濒临失调—勉强耦合协调—濒临失调—勉强耦合协调—初级耦合协调的转化过程,三大系统呈逐渐协调的趋势,但耦合协调程度均较低,目前仍处于初级耦合协调阶段。这主要是由于前期民勤县人口不断增加、农业内部结构不合理、化肥农药与地膜超负荷量使用、水资源不均衡利用,使当地生态环境遭到严重破坏。其后，随着政府的退耕还林还草、关井压田、工程压沙、产业结构调整、节水灌溉等政策的出台与人们生态保护意识的增强,在人口与农业经济发展的同时,生态环境逐渐得到修复与改善,三系统的耦合协调程度又不断加强。

图2 民勤县2000—2014年三大系统耦合度、耦合协调度发展趋势

4 结论及建议

4.1 结论

通过对民勤县2000—2014年人口—农业经济—生态系统耦合度与耦合协调度的实证分析,得到以下结论:首先,从三个子系统的综合评价指数来看,人口系统综合评价指数最大值为0.578;农业经济发展指数最大值为0.663;生态系统最低,最大值仅为0.412,三大系统总体发展水平均较低,尤其是生态系统的发展最不容乐观,这是民勤县在促进人口与农业经济发展过程中以牺牲生态环境为代价的粗放型发展模式带来的后果。其次,从耦合度与耦合协调度的时序变化来看,大体呈先下降后上升的波动状态,2000—2006年三系统耦合协调度从失调衰退到过渡调和更替变化,2006年达到最小值,2007—2014年耦合协调度由过渡调和向协调发展转变。虽然耦合度和耦合协调度都有所改善,但耦合协调程度依然较低,属于低水平的协调。

4.2 建议

要实现民勤县人口—农业经济—生态的协调发展,生态环境是最大的制约因素。对干旱地区来说，解决生态问题的根本是水资源,因此调整农业结构、提高水资源利用率是关键:①在人口方面:一是严格控制人口增长,同时通过教育移民、农村劳动力转移等方式,减少人口总量,减轻人口对生态的压力,使人口数量保持在既能有效地推动当地经济发展,又不超出生态环境承载能力的范围,实现人口与生态的平衡;二是鼓励引导农业人口向第二、三产业转移、扩大非农人口,积极稳妥地推进城镇化发展。②在农业经济发展方面,积极调整农业内部结构和种植比例,压缩高耗水性作物种植面积,大力推广种植抗旱节水作物,积极引导农户发展设施农牧业、特色林果业、草食畜牧业等特色产业;积极推广先进适用型农业节水灌溉技术,提高水资源利用效率,合理使用农药与化肥,实现节约用水、充分利用土地、增加农民收入、保护生态环境等多重目的。③在生态方面,一方面培养农户节约用水的意识,严格遵循“以地定水、以地配水、配水到户”的原则,充分合理地利用水资源,建立水资源节约型社会;另一方面在保护好现有植被的基础上,加大治沙造林力度,将人工压沙与大量栽植毛条、梭梭、沙枣等优良固沙植物,发展优质林木种苗基地建设相结合,以实现人与自然的和谐相处。

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BAI Ai-tao,YE De-ming

(College of Economics and Management,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China)

According to the relevant data about the population,agricultural economy and ecology from 2000 to 2014 in Minqin County of Gansu Province,this paper established the population-agricultural economy-ecology comprehensive evaluation index system,calculated and analyzed the population-agricultural economy-ecology system coupling,coupling coordination degree and the comprehensive evaluation index in Minqin County by using variation coefficient method and coupling coordination degree model.The results showed that:The coupling degree(C value) of population-agricultural economy-ecology system in Minqin County was 0.372-0.696,with a first fall after rising trend,experienced coupling of rivalry and running-in coupling two phases in recent 15 years.The coupling coordination degree(D value) of three systems was 0.325-0.639,transformed imbalanced recession into coordinated development in whole.Although the coupling and coupling coordination degree were improved,the coupling coordination degree was still low.According to this development trend and the special natural conditions of Minqin County,put forward the corresponding countermeasures and suggestions.

Minqin County;population;agricultural economy;ecology;coupling coordination degree

2016-11-12；

2016-12-26

中国工程院咨询研究项目“中国牛羊肉产业发展战略研究”(编号:2016-XY-31)。

白爱桃(1990-),女,甘肃省民勤人,硕士研究生,主要从事农业经济管理方面的研究。

叶得明(1965-),男,甘肃省民勤人,副教授,硕士生导师,主要从事农业经济管理方面的研究。

X24

A

1005-8141(2017)01-0054-05