宁夏荒漠化治理生态经济系统耦合效应研究

2014-01-01朱海娟姚顺波

统计与信息论坛 2014年11期

朱海娟，姚顺波

（1．西北农林科技大学经济管理学院，陕西杨凌712100；2．西安石油大学经济管理学院，陕西西安710065）

一、引言

荒漠化治理工程对改善生态环境，促进社会经济的可持续发展起到积极作用。1999年以来，国家先后实施了以退耕还林还草、山区基本农田建设、小流域治理、封山禁牧、天然林保护为核心的荒漠化治理工程。由于荒漠化治理工程涉及生态、经济、社会等各个方面的问题，因此，在工程实施过程中必须协调好这三者之间的利益关系。笔者以宁夏为研究区域，通过建立模型，分析了荒漠化治理过程中生态与经济的耦合效应，对保障工程的可持续发展具有重要意义。

耦合最早来源于物理学，指两个以及两个以上的体系相互作用并且彼此影响的现象。

近几年来，关于耦合的研究主要集中在耦合协调测度方法上。测量方法主要包括指数加成及计量分析法、变异系数和弹性系数法、模糊及灰色理论法、系统演化及系统动力学方法、数据包络分析法及结构方程模型法这六种。张彩霞等通过指数加成及计量分析法，测量了区域环境与经济发展综合协调度［1］。张青峰等用变异系数法对黄土高原各县生态和经济系统协调发展进行了研究，划分了黄土高原生态经济系统之间的相互作用的四个阶段［2］。刘艳清运用灰色系统理论的方法，建立了区域资源、环境、经济系统发展的协调度模型［3］。乔标等借助系统演化及系统动力学方法建立了动态耦合模型［4］。柯健等利用数据包络分析法评价了2003年中国不同地区环境与经济协调发展状况［5］。王继军等利用结构方程模型研究了陕北黄土丘陵地区农业生态经济系统的耦合关系［6］。苏鑫等基于对吴起县农户调查资料，利用结构方程模型研究了吴起县农业生态经济系统耦合关系［7］。

国内耦合协调测度方法的多元化推进了生态、经济、社会系统的有序发展，但也存在不足的地方。首先，目前各种方法多集中于对两个系统间的耦合度研究，在多系统研究方面还处于空白状态；其次，缺乏认真比对与分析，存在研究方法的重叠使用情况。比如在进行耦合度测度时直接借用协调度、关联度测量的方法。在今后的研究过程中，应注重各领域的特点，寻求适合各领域特征的耦合研究方法。

二、研究地区与研究方法

（一）研究地区概况

宁夏回族自治区地处中国西北地区东部、黄河上中游，面积6．64万平方公里，人口630万人。宁夏是全国荒漠化问题最突出的省区之一，根据第四次荒漠化监测的数据，宁夏荒漠化土地面积累计达到289．8万公顷，约为全区总面积的55．8%。鉴于这种情况，中央在宁夏生态建设上加大了投入，实施了三北防护林、退耕造林、山区小流域治理、山区基本农田建设、天然保护林、封山禁牧等工程，累计治理沙化面积52．2万公顷，在全国率先实现了土地沙化整体逆转。宁夏在进行荒漠化治理的过程中，根据区域客观条件差异和经济社会背景不同，形成了自己特有的几种治沙模式：在包兰铁路附近形成了“五带一体”铁路防风固沙工程模式；在中卫市形成了企业参与沙地整治综合开发模式；在毛乌苏地区形成了沙地草方格固沙综合治理模式；在平罗县河东地区形成了沙地丘间补种适生灌木封育修复模式。这些特色治理模式对防风治沙起到积极作用。

（二）研究方法

本文通过建立协调发展模型来研究各子系统的耦合程度的高低。具体包括：耦合度模型、耦合协调度模型、生态经济协调发展类型的分类体系及判断标准［8］。

1．耦合度模型和耦合协调度模型

耦合度是衡量系统发展过程中各子系统间相互作用强弱的指标。由于该研究主要涉及经济和环境两个子系统，因此分别建立相应的综合评价函数f（x）和g（y），如式（1）、（2）所示。f（x）表示生态环境的参数贡献量，g（y）表示社会经济的参数贡献量。

公式（1）、（2）中p，q分别表示两个子系统的指标个数；a，b为相应指标的权重；xi，yj为子系统各个指标的标准化值［9］。

根据离差越小越和谐的规律，可以推导出生态与经济耦合度的计算公式：

式（3）中，k为调节系数，由于本文中是由两个子系统组成的耦合度模型，所以k值取2。C为荒漠化治理生态经济系统耦合度，C∈［0，1］；C值越大，则证明生态经济耦合程度高。当C趋于1时，生态环境效益和经济效益系统之间相互作用最大；当C为0时，两者之间不存在耦合作用。

C值可作为反映荒漠化治理生态环境效益和经济效益的重要指标。但是也有适用上的局限性，由于系统间各子系统之间具有交互发展的复杂性，尤其在多个区域研究的情况下，仅仅依靠耦合度可能出现误导现象，不能如实反映出各子系统对整个系统的“协同”作用。为了克服C值的不足，引入衡量生态环境和经济发展的耦合协调度模型［10］：

式（4）中，D 为耦合协调度，D ∈ ［0，1］，D 值的高低反映了生态环境和社会经济发展水平的高低。式（5）中，T为环境和经济的综合协调指数，它反映了生态环境与经济的整体发展水平对协调度的贡献［11］。α、β为待定权数，且α＋β＝1。本研究认为生态系统与经济系统的作用同样重要，因此则：

2．生态经济协调发展类型的分类和判断标准

根据耦合协调度值的大小将协调类型分为3大类10小类，再结合f（x）和g（y）的相对关系将荒漠化治理耦合状态划分为30种基本类型［9］。具体分类标准见表1。

表1 耦合协调发展等级分类表

三、实证分析

为满足整体性、全面性、可操作性、规范化的原则，分别运用频度统计分析、实地调研、专家咨询的方法，确定了荒漠化治理的指标体系。首先，根据频度统计方法，选取了对荒漠化治理工程进行评价的最常用指标，从中筛选出50个使用频率最高预选指标作为荒漠化治理影响评价的指标集［12］。在此基础上，根据实际调研的情况，邀请了西北农林科技大学、西北农林科技大学水土保持研究所、西安石油大学、宁夏回族自治区林业局以及地区林业局长期从事林业工作和荒漠化研究工作的有关专家、学者，通过设计调查表的形式请专家对每组中的指标按照重要的顺序分别进行排序。其中发放问卷51份，收回47份。把收回的47份有效调查表根据专家的赋值进行汇总，根据每个指标的平均分值，确定最终的指标并且进行指标的综合排序。最后，利用专家咨询法和层次分析法确定各指标的权重。

（一）指标体系构建及框架

根据上述方法，最终建立了反映宁夏荒漠化治理生态经济系统耦合状态的指标体系，如图1所示。

图1 宁夏荒漠化治理评价指标体系图

图1中各个指标的含义如下：

A1：固碳价值B1（元）；释氧价值B2（元）；

A2：调节水量价值B3（元）；净化水质价值B4（元）；

A3：森林固土价值B5（元）；森林保肥价值B6（元）；

A4：生物多样性保护效益B7（元）；

A5：：观游憩与生态文化B8（元）；

A6：林业产值B9（元）；人均纯收入B10（元）；人均生产粮食产量B11（公斤）；人均生产畜牧品B12（公斤）；

A7：第三产业增长率B13（%）；农村剩余劳动力转移率B14（%）；

A8：劳动生产率增加率B15（%）；恩格尔系数B16（%）；儿童入学率B17（%）；

A9：公众对治沙工作的意愿B18（%）；群众对治沙工作的认同提高率B19（%）。

（二）数据的标准化处理及指标权重的确立

1．数据的标准化处理

根据上述指标查阅了2000年至2011年的《宁夏统计年鉴》，并且根据调研数据，获得了各项指标的原始值。由于原始值之间存在量纲化的差异，所以对原始数据进行了无量纲化处理。计算公式如式（7）所示：

式（7）中，x＇ij为指标的标准化值，i为年份，j为指标序号。xminj、xmaxj分别为指标的最小值和最大值。

2．评价指标权重的确定

本文利用专家咨询法和层次分析法确定各指标的权重。首先由专家形成个体判断矩阵，为了减少专家分析上的主观因素和偏差，对偏差信息进行剔除，组成群体判断矩阵。最后借助层次分析法软件yaahp5．0，结合专家打分，得出指标权重，结果由表2给出。

表2 宁夏荒漠化治理生态经济系统耦合性评价指标权重表

表3和表4分别为B1～B19的标准化值。B1～B17的资料来源于2000—2011年《宁夏统计年鉴》。B18～B19来源于问卷调查。因为2000年为工程开始年，所以从2000年开始计算近11年的耦合度和耦合协调性。

表3 B1～B8的标准化值表

表4 B9～B19的标准化值表

根据公式（1）～（6）可算出宁夏2000—2011年的生态环境综合指数f（x）由2000年的0．019 7增长到2011年的0．575 9，社会经济评价函数g（y）由2000年的0．099 3增长到2011年的0．581 1，荒漠化治理生态经济系统耦合度C值由2000年的0．305 3增长到2011年的0．966 9，耦合协调度D值由2000年的0．134 8增长到2011年的0．799 7。（其具体结果见表5）。以上这些数据说明，经过近十几年的荒漠化工程的实施，宁夏的生态环境、社会经济状况以及这两者之间的耦合关系都呈增长趋势。C值和D值的增长，说明生态环境和社会经济发展之间的耦合关系在不断增强。由表5可知：从2000—2011年，虽然宁夏的生态环境和社会经济发展这两者的指数均呈持续增长趋势，但这两者相比较，生态环境指数的增长速度比社会经济发展指数的增长速度要快。11年间，生态环境的综合指数增长了29倍，社会经济发展综合指数增长幅度仅为5．85倍。这说明荒漠化治理对宁夏生态环境的改善是显而易见的。但是我们应该认识到，与其他地区相比较，宁夏的生态环境基数和贡献率还是比较低的，因此，要使生态环境状况达到良好的水平还需要一个长期的过程。

表5 宁夏荒漠化治理系统耦合协调状况评判结果表

四、结论与政策启示

从本文的分析中可以看到，宁夏荒漠化治理工程实施后生态经济耦合度的变化情况。从2000—2011年间，宁夏地区生态经济系统耦合状态由严重失调衰退类生态损益型转化为中级协调发展类生态滞后型，该地区的经济社会发展和生态系统演化速度处于逐步协调发展的耦合状态，但并没有达到良好的耦合发展状态。

生态环境的改善需要一个长期的过程，以下几个原因制约着宁夏的荒漠化治理效果。首先，自然条件严酷影响着治理的效果。宁夏森林资源匮乏和脆弱的生态环境导致治理效果不是非常理想；其次，治沙资金投入不足制约了防沙治沙工作的进度。宁夏属于西部经济欠发达省区，地方投入极为有限。特别是防沙治沙工程没有被列入国家专项建设工程，只能纳入或套用三北防护林等工程建设项目计划。由于补偿力度不够，南部一些地区出现农民擅自复耕的情况；再次，制度上缺乏完整的保障措施。

对荒漠化的治理，应该兼顾经济社会效益和生态效益的同步发展。今后应协同推进区域经济生态化和生态经济化建设，建立高效生态经济体系，提升区域生态经济系统耦合的状态水平。

具体措施如下：

1．坚持政府主导、项目带动、全社会参与的防沙治沙格局。积极发挥各种所有制形式在治沙过程中的作用，鼓励、引导和支持社会各界参与防沙治沙。允许企业集团以资本运作的方式参与开发，个体植树造林治沙户和沙区农户可通过承包沙地和退化草原营造乔、灌、草、药、林果等方式参与开发。

2．坚持政策引导、创新机制，走出防沙治沙主体多元化的新路子。为推动防沙治沙事业持续发展，应该进一步明确“谁造林谁所有，谁开发谁受益，允许继承转让”的一系列政策，鼓励采用拍卖、租赁、承包等多种形式的发展。治理开发使用年限放宽到30～50年，流动半流动沙地放宽到70年，并且允许继承、转让和抵押。通过以上措施，进一步增强防沙治沙活力，走出多元化防沙治沙的新路子。

3．根据各地区的特色，进一步发展沙产业。宁夏的沙化土地有着丰富的光热等自然资源，应该进一步发展以自然资源开发为主导的新型沙产业，发展沙区经果林和沙生灌木林、沙生药材种植、沙漠旅游业，积极发展太阳能发电和生物能源建设。

4．坚持试验示范、科学治沙方略。以草方格固沙技术成果为先导，进一步推广沙漠化土地综合治理、半荒漠地区抗逆树种筛选、秋冬季造林、沙产业开发等综合配套措施。

5．进一步完善防沙治沙的法律制度。2010年出台的《宁夏防沙治沙条例》，为宁夏防沙治沙提供了法律保障，同时也为社会力量参与沙化治理和沙产业开发提供了政策依据。但是在执行过程中仍然存在问题。以后在执法过程中，应该进一步打击滥捕乱猎、滥采乱挖、滥占乱用、滥牧乱垦的不法行为。

［1］张彩霞，梁婉君．区域PERD综合协调度评价指标体系研究［J］．经济经纬，2007（3）．

［2］张青峰，吴发启，王力，等．黄土高原生态与经济系统耦合协调发展状况［J］．应用生态学报，2011，22（6）．

［3］刘艳清．区域经济可持续发展系统的协调度研究［J］．社会科学辑刊，2000（5）．

［4］乔标，方创琳．城市化与生态环境协调发展的动态耦合模型及其在干旱区的应用［J］．生态学报，2005，25（11）．

［5］柯健，李超．基于DEA聚类分析的中国各地区资源、环境与经济协调发展研究［J］．中国软科学，2005（2）．

［6］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（11）．

［7］苏鑫，王继军，郭满才，等．基于结构方程模型的吴起县农业生态经济系统耦合关系［J］．应用生态学报，2010，21（4）．

［8］贾士靖，刘银仓，邢明军．基于耦合模型的区域农业生态环境与经济协调发展研究［J］．农业现代化研究，2008（9）．

［9］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］．西安：西北农林科技大学博士学位论文，2008．