生态农业——生态旅游业耦合产业混合经济产出的最优化设计及评估

尹新哲，杨红，任珏珑

（1.重庆大学经济与工商管理学院，重庆400044；2.四川外语学院国际商学院，重庆400031）

生态农业
——生态旅游业耦合产业混合经济产出的最优化设计及评估

尹新哲1，杨红2，任珏珑1

（1.重庆大学经济与工商管理学院，重庆400044；2.四川外语学院国际商学院，重庆400031）

具备可持续发展特征的生态农业——生态旅游业耦合产业能够产生更大的经济效益，但同时也受到有限的资源（如土地）容量的约束。为了克服因最终经济产出的市场价格缺失而造成的评估困难，文章使用了一种基于有限土地资源约束的折中规划模型，对不同规模的经营组合所产生的收益变化进行刻画和分析。然后与传统的优化算法进行比较，得出最终的优化设计方案。

农——旅耦合产业；折中规划模型；传统规划模型

基于有限资源约束下的消耗型生态农业——生态旅游业耦合产业系统（以下简称农——旅产业），其发展应遵循以下两个重要原则：一是产业系统必须在有限的资源边界上（或者内）进行生产和经营，以保持在可持续的框架下进行长期发展；二是其生产经营的规模组合必须是合理高效的。由于缺乏足够且稳定的最终产品市场参考价格，生产规模组合的评估显得比较困难，因此，可以根据最终产出品的影子价格动态变化来决定生产行为[1][2][3]。

1 模型构建

考虑一个农——旅产业系统，产业消耗土地资源得到经济产出，不同的产业生产价值不同的最终产品，耦合产业系统的生产经营规模存在多种组合形式。构建以下基本模型：

q(q1，q2，…，qn)表示有限的土地资源下的最终经济产出向量；表示有限的土地资源下的最大经济产出向量；表示有限的土地资源下的最小经济产出向量；k=T(q1，q2，…，qn)表示生产可能性边界；C表示在生产可能性边界k上进行经营所需要的资源成本或投资；p(p1，p2，…，pn)表示典型的生态农业与生态旅游业产品的影子价格；表示一定生产规模组合下产出的产品和服务的影子收益。

可以得到基于土地约束下的农——旅产业优化模型：

模型（1）求解：

定义变量Qi=qi-q軃i，在折中规划模型里，假定最低生产规模q軃i可以为0。那么，式1可表述为：

求解式（2），得到：

所以，式（1）的解为：

式（4）可理解为基于有限土地约束下的农——旅耦合产业项目的最优影子价格。因此，在有限的土地容量约束下的农——旅耦合产业项目的最优影子价格（即整体收益）可表示为：

2 实证分析

重庆市合川区距重庆主城区仅57公里，交通干道纵横交错，水陆交通较为发达，被誉为重庆通向四川、陕西、甘肃等大西北省区的“经济走廊”。作为重庆地区传统的农业产业区和新兴的黄金旅游地区，合川在成渝经济带中，为传递重庆在长江上游和西南地区辐射力起到了巨大的作用。

合川地区拥有丰富的特色农产品，包括：优质粮（水稻q1、小麦q6、红薯q4、玉米q3、油菜q5）、特色经果q8、蔬菜q2、水产q7和林业q9。当地土地利用结构优化的约束条件主要包括与土地利用结构关系特别密切的土地资源、社会需求和生态环境以及相关政策等方面，具体约束如下：①用地总面积约束：各类主要用地面积的总和等于研究涉及的主要土地总面积，即q1+q2+q3+q4+q5+q6+q7+q8+q9≥170706。②耕地规划及适宜性约束：根据重庆合川区土地利用总体规划纲要，2006年耕地面积为110565.6公顷，2010年耕地面积为106281.42公顷，2020年耕地面积为97901.07公顷，则在2015年有(q1+q2+q3+q4+q5+q6)/1.2≥10209，其中系数1.2是利用合川区1999～2008年实有耕地面积与历年各作物播种面积的比值求平均得到。③农产品需求及作物历史发展约束：根据合川区农产品消费、预测总人口数、农作物单产水平以及近年来合川区各作物的实际生产情况可综合得出各农作物用地的需求量。由此可得出约束条件为：45000≥q1≥40000；28000≥q2≥18000。④生态环境条件约束：根据合川生态环境建设规划，经果园地和林地的约束条件为q8≥12749；q9≥35448。⑤灌溉养殖面积约束：根据合川区现有及规划期土地利用结构以及合川区农业产业发展规划可分析得到灌溉养殖面积的约束条件为：12133≥q7≥13800。

2.1 模型实证

在一个相对封闭土地有限的生产边界内，农——旅耦合产业需要对共同消耗的土地资源进行有效的优化规划以得到更优的经济产出效率。以合川区典型经济作物稻谷和本地蔬菜为例，稻谷产量很大程度上影响了农业的收入，而蔬菜种植（特别是本地蔬菜和特色蔬菜）不仅提供农业产值，还能够作为农家乐、郊区度假等新兴旅游项目的下游衍生产业对地区旅游产业提供服务，且两者对土地的依赖体现出一定程度的竞争性。根据上面的约束条件，不难得出根据模型的式（1）—（5），可以得到：

通过对已有数据和年鉴资料的收集和整理，使用回归分析大致估计出谷物与蔬菜的生产可能性曲线遵循以下二次方程：

根据合川区当地政府部门的“十二五”专项规划，计划在“十二五”期间增加一笔专项投资用于该地区的农业基础设施升级，以加大对重点优势产业的开发力度，进一步拓展生态旅游产业的下游农产品行业市场。预计投资总额计为3000万元，计算出谷物与蔬菜的最优影子收益为：

2.2 传统优化方法实证

根据合川区1999～2008年统计资料中各用地的经济效益，确定得到2009年合川区目标函数各设置变量的经济效益系数，其中稻谷、小麦、玉米、红苕和油菜用地其经济效益系数根据农产品单位面积（公顷）产量乘以市场价格（近年平均价格）得出（参照重庆市粮食局公众信息网http://jls.cq.gov. cn/index.asp）；蔬菜用地、经果园地和林地采用总产值除以该类土地总面积得出；灌溉养殖水面采用渔业总产值除以养殖水面的总面积得出，其中规划的稻田养殖产值计算在稻谷用地中。

根据上述目标函数和约束方程，利用Lindo软件求解线性规划模型的最优目标函数值，从而对合川区农业土地利用结构进行优化配置。计算代码省略，得到结果（见表1）。

表1 土地优化的结构性变化

优化后的合川区土地利用结构效果良好，具体表现为：

（1）农用土地经济效益得到提高。粗略估计在农业用地优化结构以及满足生态环境建设要求的情况下，2015年合川区上述农业土地利用最大经济收益可以达到273071.8-343557.6万元。

（2）耕地总量保持动态平衡，耕地利用结构得到优化。从合川区耕地的发展演变及其预测分析得出，耕地总量呈减少趋势。而优化后的耕地面积基本上保证了总量的动态平衡，同时耕地利用结构得到了优化，稻谷用地等的比重有所减少，蔬菜等特色农产品生产用地的比重有所增加，不仅提高耕地经济效益，同时促进了农——旅产业发展，优化了产业结构。

（3）林木覆盖率提高，生态环境改善。在优化过程中经果园地、林地面积作为约束条件得到相应生态保障，优化后的土地结构中两者的面积有较大增加。

3 结论

（1）农——旅耦合产业将提升整体经济收益，并有助于改善产业结构。在土地利用设计时必须考虑对竞争性资源进行分配和规划。

（2）不同的土地利用优化方案，产出收益不同。

（3）对于缺乏足够、有效、稳定的市场农产品参考价格，可以通过产出收益影子化的最优化模型对产业项目的规模、组合变更行为进行有效评估。

（4）实证显示，追加投资行为产生单位投资与影子价格比为：(1.08×3000-1.05×1000)/(3000-1000)≈1.10。即每一单位的追加投资将产生约1.10倍的最优影子收益的增加，因此可以认为通过农业基础设施升级，以加大对重点优势产业的开发力度，进一步拓展生态旅游产业的下游农产品行业市场的政府决策是有效的。

[1]Ballestero,E.Measuring Efficiency by a Single Price System[J]. European Journal of Operational Research,1999,(115).

[2]Ballestero,E.,Romero,C.Weighting in Compromise Programming: a Theorem on Shadow Prices[J].Operations Ressarch Letters,1993, (13).

[3]刘锋.中国西部旅游发展战略研究[M].北京：中国旅游出版社，2001.

（责任编辑/易永生）

F221

A

1002-6487（2011）05-0078-03

国家社会科学基金资助项目（07XJY012）

尹新哲（1980-），重庆万州人，博士研究生，研究方向：区域经济学，区域规划，旅游及环境经济学。