河北省农业自然资源循环利用评价研究*

赵 静，侯 佳，刘伟伟

(河北水利电力学院思政部，沧州 061001)

0 引言

在经济新常态下，全球经济形式发生了剧变，对我国经济的发展也造成了很大的影响。在这一时期，农业可持续发展成为了国家经济发展所关注的重点。河北省自2005以来，在近10多年的省内产业经济发展建设中，就比较关注工业农业发展的协同问题，并将其编入到“十一五”和“十二五”发展规划纲要中，作为城乡统筹发展建设的重要内容。从近10年的发展实践来看，河北省各区县地区，着手于建设新型的农业经济，坚持循环经济的利用，取得了一定的成效。通过对农业资源利用率与粮食生产的相关性分析进行研究，结果表明两者之间存在一定的相关性，要提高粮食生产水平，应提高农业资源利用效率[1]。杨聪敏[2]对河北省耕地资源可持续利用情况进行研究，认为河北省耕地资源不可持续性在加剧。胡志娟[3]对河北省土地资源研究结果表明土地资源利用中在建设用地、生态破坏等方面存在许多不完善的问题。张楠等[4]利用灰水足迹的方法对河北省水资源情况进行研究，发现河北省存在明显的水质性缺水特征，盖东海[5]的研究结果也得到相近的结果。通过对森林资源利用情况进行研究，发现河北省森林资源的利用效率都有所提高，但是也存在很大差异[6]。

尽管学术界对河北省资源利用情况做了一些研究，但由于所用的研究方法不同、研究的角度不同，研究结果存在一定的差异性。为了促进河北省农业自然资源进行适当地开发与利用，保障和促进农村生态环境可持续发展，必须研究农业自然资源循环利用情况。因此，文章以河北省农业自然资源为研究对象，从影响自然资源循环利用的因素出发，采用层次分析法和相关性分析法，评价河北省农业自然资源的循环利用水平，研究影响资源循环利用的因素，为河北省农业可持续发展提供理论参考依据。

1 研究区概况

河北省地处北纬36°03′～42°40′，东经113°27′～119°50′，是我国经济发展的大省，内环京津和雄安新区，优越的地理位置吸引了众多人才、资金和技术的流入，农业产量和工业基础均排在全国前列。河北省自然资源丰富，包括充足的气候资源、土地资源、水资源和生物资源。其中，土地资源是影响粮食产量的最基本要素，河北省的人均耕地面积逐年减少； 水资源也出现了资源浪费、污染等问题。河北省总面积约1 888.48万hm2，包括11个地级市，总人口数从2010年7 193.60万人增长到2016年7 470.05万人。人均耕地面积2010年为1.05hm2/人到2016年降为0.98hm2/人，化肥农药的施用量却在逐年增加，水土流失治理率有所降低从2010年88.28%减少到2016年72.81%； 河北省水资源总量2010年为138.92亿m3， 2016年增加至208.31亿m3，水资源的可开发量处于稳定的水平，农业年用水量2010～2016年从151.7亿m3减少到126.3亿m3，节水灌溉面积2010～2016年从269.9万hm2增加至331.4万hm2，喷滴灌面积从24.2万hm2增加至35.2万hm2，污水处理总量从12.256 7亿t增加到14.127 0亿t； 河北省森林面积从2010年487.5万hm2增加至600.0万hm2，林木储蓄量也有所增加。从这些数据来看，生物资源处于相对稳定状态，土地资源和水资源人均占有量都在减少，表明人口的逐年增加与土地资源和水资源的紧张具有明显的相关性。综合来看，虽然河北省资源丰富，水土面积广阔，但由于资源分布不均，导致地区之间农业发展不平衡，随之出现资源浪费、工业农业比例失衡、环境污染等系列问题，在一定程度上限制了河北省农业的可持续发展。

2 研究方法与数据来源

2.1 研究方法

河北省农业自然资源循环利用情况是一个受多重因素共同影响的结果，它包含了多个方面、多个层次。因此，该文采用层次分析法和相关性分析法相结合的方法来分析河北省农业自然资源循环利用的情况。层次分析法(AHP)[7-8]是针对某结构相对复杂的系统进行综合评价的一种方法，它从多层次、对多个指标进行衡量，计算各指标相对应的重要性权重。相关性分析是利用SPSS软件进行分析的，根据两个变量的相关性大小判断它们之间的相关程度。

2.1.1 层次分析法指标的选取原则

(1)客观性原则

首先选取的指标必须具备比较强的客观性，能客观科学地反映河北省农业自然资源循环利用的真实情况，所选指标容易区分，方便专家进行比较打分，尽量减少主观因素带来的误差。

(2)系统性原则

评价指标体系是一个从各方面来反映河北省农业自然资源循环利用的指标体系，它必须具有整体性和系统稳定性，评价其效果需要涉及土地资源、水资源和生物资源的循环利用情况。

(3)可操作性原则

选取的评价指标所用数据要容易整理，指标之间既要具有可比性还要具有可操作性，避免盲目地面面俱到，去除冗余的数据，保证不同区域之间的可操作性。

2.1.2 指标体系的选取

评价指标体系的构建是进行综合评价的关键步骤，该文以河北省农业自然资源循环利用情况为目标层，农业自然资源主要包括气候资源、土地资源、水资源和生物资源，其中气候资源主要指温度、湿度和降水量的状况，对于农业循环利用温度和湿度的评价意义较小，而降水量可以在水资源开发利用率中体现，因此，该研究准则层分为土地资源、水资源和生物资源3类，参考相关评价资源利用的文献[2， 4， 5]，构建了河北省农业自然资源循环利用评价的3类19个指标，如表1所示。

表1 河北省农业自然资源循环利用情况评价指标体系

目标层准则层指标层指标类型河北省农业自然资源循环利用情况土地资源人均耕地面积正向耕地生产指数正向水土流失治理率正向单位耕地农药化肥施用量逆向后备土地资源开发率正向基本农田保护指数正向土地退化治理率正向水资源人均供水量正向水资源开发利用率正向灌溉水有效利用系数正向生态环境用水率逆向人均污水排放量逆向工业废水排放达标率正向环保投资占GDP的比重正向生物资源人均绿地面积正向森林覆盖率正向林木储蓄量正向草原覆盖率正向全省鲜草单产量正向

2.1.3 构建判断矩阵

在AHP模型中，对指标层中的各指标因素进行比较，根据它们的相对重要程度对其进行量化，然后构建出判断矩阵A。

(1)

在式(1)中，Bij>0，Bji与Bij互为倒数，其中，Bij表示Bi相对Bj的重要性，比值越大，则代表重要程度越大。同样，Bji越大，则代表Bj对Bi来说越重要。判断矩阵中各指标因素的相对重要性数值是通过权衡专家的意见并结合相关部门的统计数据综合得到的。在判断矩阵中，它们的取值包括1～9及其倒数，其赋值和对应的含义详见表2。

表2 判断矩阵的相对重要性标度

赋值(Bij)含义1i因素与j因素同等重要3i因素稍微重要5i因素明显重要7i因素非常重要9i因素极端重要2, 4, 6, 8介于中间情况倒数两因素相比,较弱者为倒数,Bji=1/Bij

2.1.4 计算权重的公式

因为每行的分值都能够近似反映权值的分配，所以对A矩阵按行进行归一化，首先利用累乘的方法计算其算术平均值，估计权重的值。

(1)计算算术平均值(累乘的方法)

(2)

(2)计算Mi的n次方根

(3)

(4)

(4)一致性检验。利用MATLAB7.0软件计算最大特征根λmax(式5)，然后计算一致性指标CI(consistency index)。利用CI值和查表所得的RI值(表3)计算一致性比例CR(consistency ratio)。CR代表相对一致性，当CR>0.1时，判断结果不可接受，应调整判断矩阵； 当CR<0.1时，判断结果在接受范围，具有满意的一致性。

(5)

(6)

(7)

表3 平均随机一致性指标RI值

n123456789RI000.580.901.121.241.321.411.45

表4 河北省农业自然资源循环利用评价指标体系

目标层准则层指标层权重值标准权重值河北省农业自然资源循环利用水平土地资源利用率(0.493 4)人均耕地面积0.100 00.049 3耕地生产指数0.220 80.108 9水土流失治理率0.157 50.077 7单位耕地农药化肥施用量0.070 10.034 6后备土地资源开发率0.121 90.060 1基本农田保护指数0.181 10.089 4土地退化治理率0.148 60.073 3水资源利用率人均供水量0.219 60.068 3(0.310 8)水资源开发利用率0.210 80.065 5灌溉水有效利用系数0.133 90.041 6生态环境用水率0.121 30.037 7人均污水排放量0.125 00.038 9工业废水排放达标率0.081 60.025 4环保投资占GDP的比重0.107 80.033 5生物资源利用率人均绿地面积0.331 20.064 8(0.195 8)森林覆盖率0.164 20.032 2林木储蓄量0.124 20.024 3草原覆盖率0.200 20.039 2全省鲜草单产量0.180 20.035 3

2.2 数据来源

该文数据主要来源于《河北省统计年鉴》《河北农村统计年鉴》《河北经济年鉴》《2016年河北省环境状况公报》[11]和河北省各市的实地调查数据。

3 结果与分析

3.1 指标权重的确定

根据表1评价指标体系的具体指标和参考数据，邀请多位专家进行打分，经过综合整理得到如下判断矩阵：A代表河北省农业自然资源循环利用水平评价指标体系，B1～B3分别代表土地资源、水资源和生物资源。利用MATLAB7.0软件计算得到各准则层的权重为(0.493 4， 0.310 8， 0.195 8)，并且经检验，λmax=3.053 6，CI=0.026 8，由于该判断矩阵为3阶矩阵，查表4，RI=0.58，CR=CI/RI=0.046 2<0.1，说明该判断矩阵具有满意一致性(表4)。

3.2 评价指标体系结果分析

根据表4评价指标体系可知，土地资源的利用率最高，达到0.493 4； 水资源利用率的权重为0.310 8，生物资源利用率最低，其权重为0.195 8。在土地资源利用率中，耕地生产指数(0.220 8)的权重最高，基本农田保护指数(0.181 1)也相对比较高，说明耕地的循环利用率非常高，农民对农田的重视程度高，河北省的粮食产量相对较高。而单位耕地农药化肥施用量(0.070 1)的权重最低，说明农民在进行农业生产过程中，更在乎产量，而环保意识不强； 后备土地资源开发率(0.121 9)也较低，说明河北省农业用地的开发已接近最大化程度； 水土流失治理率(0.157 5)和土地退化治理率(0.148 6)权重值相近，处于中等程度，说明河北省在治理水土流失和土地退化中有较好的效果，但是仍应加强。

在水资源利用率中，人均供水量(0.219 6)，和水资源开发利用率(0.210 8)的权重比较高，表明河北省的水资源较充足，水资源的利用程度很高。尽管如此，灌溉水有效利用系数为0.133 9，说明农业灌溉方式比较粗放，存在严重的水资源浪费情况； 而生态环境用水率(0.121 3)与灌溉水有效利用系数相差不大，生态环境用水率为逆向指标，权重值越高，代表水资源浪费越严重。同时，结果分析表明人均污水排放量(0.125 0)很高、且工业废水排放达标率(0.081 6)却很低、环保投资占GDP的比重(0.107 8)较低，说明由于人为原因和工业造成的水质污染现象比较严重，政府在治理污染上，重视程度不高。

在生物资源利用率中，人均绿地面积(0.331 2)比较高、草原覆盖率(0.200 2)和鲜草单产量(0.180 2)处于中等水平，林木储蓄量(0.124 2)和森林覆盖率(0.164 2)较低，根据河北省的地貌特点，河北省包括坝上高原区、坝下山地丘陵区、山麓平原区、黑龙港低平原区和滨海低平原区，省内森林较少，主要以森林公园的覆盖率进行衡量，而全省草原总面积达501.6万hm2，类型丰富，但是总体生产水平还有待提高。综合分析各项指标，鉴于河北省以平原和高原为主，森林资源较少，不考虑林木储蓄情况，河北省的工业废水排放达标率的综合权重值最低，仅为0.025 4，该结果说明在构建的评价指标体系中，河北省存在水资源浪费、环境污染严重的现象，是影响河北省农业自然资源循环利用重要的因素。

3.3 影响自然资源循环利用的因素相关性分析

在现阶段下，可能影响河北省农业自然资源循环利用的因素有很多，例如人口数量、城市面积、城市生产总值、化肥施用量等。为了提高河北省农业自然资源的循环利用程度，必须找到影响其利用程度的相关因素，为河北省农业可持续发展提供有价值的参考。为此，对各地级市的资源承载度[9](表5)与各因素之间进行相关性分析。资源承载度[10]是指某区域内某种资源在一定的经济、文化、科技、社会发展水平背景下，在保证生态系统稳定、可持续发展的情况下，所能容纳的最大的人口、农业、工业和社会发展的规模，它用来评价某区域内资源及环境的承载状态，也反映了资源的利用程度。

表5 河北省各地级市基本情况统计

地级市人口数量(万人)面积(km2)生产总值(亿元)用水总量(万m3)农产品产量(万t)机械总动力(万kW)化肥施用量(万t)农田水利(万hm2)土地资源承载度水资源承载度生态环境承载度石家庄市1 078.4615.8485 927.7329 020.7495.81 280.848.550.00.703 30.725 71.243 0承德市353.183 95191 438.5721 008.2134.0246.211.212.40.967 40.397 90.599 5廊坊市461.506 4292 720.465 214.0159.5393.016.422.70.819 00.394 81.665 4保定市1 163.4522 1003 477.139 171.4570.7751.748.165.70.587 70.432 10.865 0唐山市784.3613 4726 354.8781 339.3305.5766.738.345.81.033 00.760 11.952 0沧州市750.5513 4193 544.6823 852.4455.5996.431.050.30.749 50.337 51.483 1衡水市445.318 8151 420.183 321.0362.7744.628.348.11.021 00.326 50.893 2邢台市731.9912 4861 975.757 718.7457.5821.736.258.70.582 30.405 50.961 4邯郸市949.2812 0003 361.1118 596.0546.6975.848.153.41.103 90.653 21.118 0张家口市442.5136 8601 465.999 544.6167.2244.511.425.91.125 60.463 10.692 2秦皇岛市309.467 8121 349.355 242.781.1180.514.212.81.132 30.887 30.801 0

表6 河北省各地级市资源承载度与各因素之间的相关性分析

Cor(资源承载度,各因素)人口数量面积生产总值用水总量农产品产量机械总动力化肥施用量农田水利土地资源承载度-0.270 60.120 1-0.256 00.110 5-0.567 7-0.490 9-0.467 7-0.578 7水资源承载度0.423 9-0.246 60.417 80.392 5-0.130 40.031 00.182 1-0.173 5生态环境承载度0.277 0-0.543 30.734 20.845 30.149 40.402 10.306 70.225 9

从表6中可知，土地资源承载度与各因素的相关性分析结果表明，土地资源承载度与农产品产量、机械总动力、化肥施用量以及农田水利之间具有一定的负相关性，其相关性指数分别为-0.567 7、-0.490 9、-0.467 7、-0.578 7，说明经济产量越高、机械总动力越大、农田有效灌溉面积越大，土地资源承载度越低，揭示了土地资源的利用程度与资源多少、经济收益有直接的关系。水资源的承载度与各因素的相关性分析结果表明水资源的承载度与人口数量、生产总值和用水总量呈一定的正相关性，其相关性指数分别为0.423 9、0.417 8、0.392 5，说明人口数量越多、生产总值越高、用水量越多，水资源的循环利用率越高，承载度越高。生态环境承载度与各因素的相关性分析表明，其承载度与生产总值的相关性指数为0.734 2，与用水总量之间的相关性为0.845 3，都远大于0.5，说明它们之间存在明显的正相关性，说明经济生产总值越高，用水量越多，生态环境承受的压力越大，其循环利用程度越高，承载度越大。综合看来，人口数量和经济生产总值是影响农业自然资源循环利用的关键因素。

4 结论与建议

4.1 结论

河北省农业自然资源循环利用过程中，农药化肥施用量(0.070 1)较高，工业废水排放达标率(0.081 6)低、生态环境用水率(0.121 3)和人均污水排放量(0.125 0)都比较高，土地资源和水资源的利用中都存在资源浪费和环境污染严重的现象。对可能影响河北省自然资源循环利用的因素进行相关性分析，结果表明人口数量、经济生产总值是影响农业自然资源循环利用的关键因素。

4.2 建议

河北省正处于改革发展的重要阶段，根据科学发展观和可持续发展战略，农业自然资源的循环利用关乎河北省整体的发展方向。因此，适当开发农业自然资源、合理利用资源、减少浪费现象、发展循环经济[12]是农业可持续发展的必然要求。根据以上研究结果，人口数量和经济生产总值对自然资源的循环利用具有重要影响。因此，在不超出自然资源可承载的范围内，提高河北省农业自然资源的循环利用率，可以从经济产业结构、法制、政府管理、环保等几个方面加以调整和控制。

第一，优化产业结构，转变经济增长方式。城乡企业应积极采用新技术、引入新设备，降低污染物排放水平，减少水污染程度； 优化产业布局，对于不适合种植的农业用地进行合理开发，挖掘土地利用潜力，提高土地资源的循环利用水平。河北省各地级市之间应相互配合，发挥各市的地理优势和资源优势，做到合理用地，节约用水，对于城市开发区的建设，应坚持产业集中制。

第二，健全农村环境立法与环境监管措施。就当前河北省在农业自然资源循环利用与新型产业发展过程中存留的矛盾弊端[13]，必须完善相关的制度和法律，提高工作效率，重点从土地利用、农村节能节水、农村工业污染、畜禽养殖污染等多方面综合入手。此外，应当以区县为单位，以乡镇为小组，加强农村环境监督的力度，切实做到执法必严，尤其是对于农村地区的各工农业生产企业，对于违法行为进行严惩。

第三，适当加大财政投入。具体来看，应当提升农业企业的主体地位，因为他们与个体农户相比，更具规模和经济实力。以政府为主导，适当加大财政保障与政策补贴，充分发挥出企业在整个产业内部的作用。通过推动市场化运营，才实现对农村污染企业的高效管控。总的来看，农村居民造成的农村地区污染与生态破坏，实际上不足15%，最大的污染来源还是集中分布在乡镇企业。总之，当下首要就是解决好乡镇企业的污染问题。在制度规范上，可以在农村推行排污许可制度，超标部分额外附加收费，并相应加大处罚力度。

第四，加大农村环保宣传，提供农村公众的环保意识。河北省政府应加大环保宣传力度，坚持生态发展和经济发展并举，动员广大农民树立全民环保的思想。在环保宣传上，可通过当地的电视新闻频道或者广播来进行。譬如，从2013年开始，河北省各地区就已经加大了对“焚烧麦秆”的处罚力度，并在各乡镇、村委会确立了责任制度，同时还推出了举报有奖的规定。纵观近几年的情况来看，取得的效果较好。总之，从自我做起，改变不合理的生活方式，积极引导群众参与到其中来，讲解利害关系。

结合着整篇文章关于河北省农业自然资源循环利用的现实窘境，及其改革路径等，从理论层面上来思考，当今人类已经进入到了快速发展的新时期，生物技术逐步普及，很好地将农业经济与循环利用集合在一起。此举的意义象征着跨越式的进步，对于农业的清洁化生产、农业资源的有效保护，以及农业生产的精细化程度提升等，意义重大； 从实践视角来综合审视，现代化农业的兴起是农业循环可持续经济建设的基础，通过更加全面地了解河北省农业的发展情况，便于做出科学的评价，并结合着当下国家出台的一系列农业发展、循环经济政策，以此为契机，找寻影响河北循环农业发展的各种关键要素，为河北省农业可持续发展提供有价值的参考。