基于耦合协调度模型的林业产业与森林生态系统协同发展研究

摘要：指出了林业产业与森林生态系统之间是相互制约、相互依存的辩证关系。基于耦合协调度模型对广西壮族自治区林业产业与森林生态系统协同发展的状况进行了分析。研究结果表明：从综合评价值来看，2008～2015年广西林业产业与森林生态系统均呈上升趋势，评价等级从较差提高到较好程度；从耦合协调度来看，2008～2015年广西林业产业与森林生态系统的总体协调度还不高，但耦合协调度逐年上升。

关键词：耦合协调度模型；林业产业；森林生态；协同发展

中图分类号：S7

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）16022303

1引言

林业建设是事关经济社会可持续发展的重要问题。“十三五”时期提出“我国林业要加快推进功能多样化、经营科学化、管理信息化、装备机械化、服务优质化，为到2050年基本实现林业现代化奠定坚实基础”。广西壮族自治区作为全国重要的商品林和速丰林建设基地，具有得天独厚的林业发展条件，更是把林业发展放在建设美丽生态广西的重要位置。

森林生态是林业产业生产的前提。林业产业是以森林资源利用和森林生态开发为生产对象的产业，林业产业的基本生产原料来自森林，因此，没有森林生态，就没有林业产业。同时，林业产业在森林生态中发挥了主体作用，林业产业生产中的人为组织和参与行为，可能对森林生态造成过度采伐、环境污染等问题。林业产业发展与森林生态保护之间是相互影响、相互依存的关系。因此，对林业产业与森林生态系统的耦合度进行测度，有助于实现林业产业与森林生态的良性互动，达到协调发展。

目前，学术界对林业产业与森林生态系统的研究主要集中于实证研究、方法研究等方面。沈月琴等（2007）[1]以浙江省为例，研究了森林资源和林业产业发展的相互关系，分两个阶段（1988～1998年和1998～2004年）对林业3次产业发展对浙江省林业生产总值的影响进行了分析。王金凤（2011）[2]分析了森林生态和林业产业耦合系统结构的3种基本关系。董沛武等（2013）[3]以伊春市双丰林业局林业产业为例，结合该局的实际情况，构建了关于林业系统耦合度的评价指标体系，并用调研数据验证了模型和评价指标体系的有效性和合理性。杭萍萍（2014）[4]以特定地区林业局为例，探讨了林业生态耦合的运作条件和指标体系，并结合数据对模型元素进行了合理调整。研究结果表示：研究区域生态耦合度达到0.47，是中等关系，相互影响比较稳定。彭波（2015）[5]研究了林业产业发展和森林资源保护的相互关系，并提出了促进林业产业发展和森林资源保护的相关措施。

2研究方法

2.1耦合协调度模型

协同理论是20世纪70年代由德國物理学家赫尔曼·哈肯创立，研究各子系统和要素中产生的自组织行为，将研究对象看做子系统、要素等构成的复合系统，各子系统通过能量、物质、信息、价值的相互关联，使整个系统形成新结构并产生整体效应[6]。本文基于协同发展理论、系统理论和色散系数最小化理论构建系统协调度模型。

2.1.1数据标准化

由于各个指标原始数据量纲不同，分为效益型指标和成本型指标，为了更准确地对数据进行比较，需要对原始数据进行无量纲化处理。对于效益型指标，即越大越好时，令：

zij=yij-yminiymaxj-yminj（1）

对于成本型指标，即越小越好时，令：

zij=ymaxj-yijymaxj-yminj（2）

根据公式（1）、（2）可得出相应指标数据的标准值。

2.1.2权重的确定

现有的指标权重的确定方法主要有层次分析法[7]、模糊综合评价法[8]、熵权法[9]等，其中层次分析法在现实中应用较为广泛。层次分析法是一种定性和定量相结合的方法，是通过人脑将决策元素分解成目标、准则、方案等层次的多目标决策方法。本文通过层次分析法来确定协调度评价指标体系的权重（表1）。

2.1.3计算协调度

耦合协调度公式为：

B（t）=f（t，x）g（t，x）（f（t，x）+g（t，x）2）2k（3）

式中，B（t）表示林业产业与森林生态两个系统间的耦合度；f（t，x），g（t，y）分别表示林业产业系统、森林生态系统在t时刻的效益值；k为调整系数，此处另k=2。耦合度B（t）的值应在0～1之间，B（t）越接近1，说明两个系统间的耦合度越高，反之亦然。

两个系统效益的计算公式如下：

f（x）=∑mi=1aixi（4）

g（x）=∑ni=1biyi（5）

c（t）=αf（t，x）+βg（t，y）（6）

式中，f（x），g（y）分别表示林业产业系统和森林生态系统；xi，yi分别表示林业产业子系统和森林生态子系统中对应的指标的标准值，i=1，2，...，n；ai，bi分别为指标对应的权重；C（t）表示综合评价值，其中α+β=1。

系统耦合协调度由耦合度和综合评价值组成，计算公式如下：

D=B（t）×C（t）（7）

式中，D表示林业产业与森林生态两个系统间协调度；B（t）表示林业产业和森林生态两个系统间的耦合度；C（t）表示综合评价值。其中，0

2017年8月绿色科技第16期

李雪玲：基于耦合协调度模型的林业产业与森林生态系统协同发展研究

经济与管理

2.1.4协调度评价标准

借鉴文献[10]中协调度的分类体系，本文建立林业产业与森林生态系统协调发展类型分类体系，按照评估分数将协调发展程度由低到高分为10个等级（表1）。