川西北典型县域生态农业效益评价——以平武县为例

李卫朋，何舒婷，游 泳，文星跃

(1.西华师范大学国土资源学院，四川 南充 637009；2.西华师范大学区域环境演变与保护研究中心，四川 南充 637009；3.重庆浩力环境影响评价有限公司，重庆 400038)

随着生活水平的提高和国民食物结构性需求的变化，传统农业生产与资源环境之间的矛盾日益凸显.我国近年已从国家层面全面推进农业的生态转型，生态农业得到了社会的广泛认可和关注[1-2].四川是我国西部和长江上游最重要的生态屏障和农业大省，而川西北地区是四川省的重要农牧业区[3]，平武县作为川西北的典型农业县，农业历史悠久，传统农业以自给自足的种植业为主，农业的附加值和经济效益有待提升.为了定量的评价平武县现代生态农业(本文中若无特殊说明，所述农业指种植业)的发展态势，本文选取了2010～2015年经济、社会、生态三方面指标，采用基于AHP确定权重的比重归一化法对川西北典型县域生态农业效益进行了评价分析，以期为川西北地区的生态农业发展提供参考.

1 研究区域与研究方法

1.1 平武县区域概况

平武处于绵阳北部，四川盆地西北部，涪江上游地区(图1).县境总面积0.6万km2，境内山地主要由岷山山脉、摩天岭山脉和龙门山脉组成，1 000 m以上的山地占幅员面积的94.33%.地形整体呈西北部高，东南低态势.地处亚热带湿润季风气候区，年均气温14.7℃，年降水量866.5 mm，多年平均日照时间1376 h，多年平均无霜期252 d.

图1 平武县地理位置示意图Fig.1 Geography of Pingwu County

1.2 数据与方法

1.2.1 平武县生态农业AHP评价模型构建

农业生产从投入到产出，受多重自然环境因子和社会因素的综合影响，因而生态农业的评价通常涉及多目标、多指标的特征，包括经济效益、社会(科技和制度)效益、生态(资源、环境)效益等方面内容，表现出明显的多层次性和多维性.因此，生态农业评价指标体系应能全面、正确反映评价的多层次目标、综合目标及其内在的联系[4].一般的生态农业评价需从生态、经济、社会等方面评价，如郑军、林本喜[5-6]等对不同区域生态农业的评价，本文在结合该领域主要评价指标代表性和研究区域的实际情况，选取了生态效益、经济效益和社会效益方面的农业总产值、耕地面积、农村居民恩格尔系数等指标对该区域的生态农业进行综合评价[7]，保证了指标选取的代表性、合理性以及评价结果的可靠性[8-9](表1).

层次分析法(Analytical Hierarchy Process，简称AHP方法)正是一种通过将问题层次化，实现对非定量事件进行定量分析的有效方法.其基本思想是根据问题性质和所要达到的总目标，将问题分解为不同的组成因素，按照各因素间的相互关联及其隶属关系进行不同层次聚集组合，形成一个多层次分析结构模型，然后两两比较，建立各层判断矩阵，求解每个层次的各个元素对上一层次某元素的权重，最后递阶归并各目标层对总目标的最终权重，确定层次中诸要素的综合评价值[5].

1.2.2 数据来源与处理流程

数据(表2)主要来源于2011～2016年《绵阳统计年鉴》、《平武统计年鉴》、《绵阳农村统计年鉴》以及平武县农业局.数据处理依次为：原始数据、数据标准化、多年标准化平均、各层次指标的占比贡献率、基于贡献率相对比值构建判断矩阵、对不同层求取权重向量、权重系数与各年份的标准化值相乘求得评价值.

表1 平武县生态农业资源评价指标体系Table 1 Evaluation index system of eco-agricultural resources in Pingwu County

表2 平武县2010～2015年生态农业主要指标数据及标准处理结果Table 2 Major indicators of eco-agriculture in Pingwu County from 2010 to 2015

1.3 主要步骤

1.3.1 计算各指标的贡献率

考虑各指标的量纲差异，以2010年为评价基年，采用比重法(公式1)进行数据标准化[6]处理(表2)，以便于各指标的年际比较：

再求算各指标标准化值近六年的总体平均值，通过公式(公式2-4)计算出各指标在同层次指标组内的占标贡献率(表2).

1.3.2 构建判断矩阵

通过就某种特性两两比较的方式确定层次中各个子系统的相对重要性，用指标的贡献率相互比值来表示，再以1～9标度方法构建出计算权重系数的判断矩阵[10](表3).

表3 判断矩阵Table 3 Judgment matrix

1.3.3 计算权重向量

判断矩阵基于几何平均法进行权重计算，计算步骤如下：

(1)计算判断矩阵每一行元素的乘积

(2)计算特征向量Wi

(3)对其进行归一化处理Wj

1.3.4 一致性检验

先基于判断矩阵和特征向量求出最大特征根λmax(公式8)，再求出一致性指标CI(公式9)，根据一致性检验公式[6]和Satty[11]给出的随机一致性指标数值RI得出检验系数CR.若CR＜0.10，则认为判断矩阵通过一致性检验.结果(表4)表明各指标判断矩阵均满足一致性.

其中，(AW)i—表示向量AW的第i个元素;AW为判断矩阵A—C与特征向量W的乘积.

表4 一致性检验结果及评价指标权重分配Table 4 Consistency check result and weight distribution of evaluation index

1.3.5 权重系数确定

进行归一化处理(公式7)后的判断矩阵特征向量即为所求权重向量(表4).经济层面包含的4个指标中人均国内生产总值(C12)和农村居民人均可支配收入(C14)的权重系数相对较大，农业占第一产业比重(C13)权重最小;在生态层面，耕地面积(C21)所占权重最大，农用塑料薄膜(C24)作为负向指标权重最小;在社会层面上，境内公路总里程(C32)和农业科技人员(C33)比重最大.在全部的12个评价指标中，农村居民人均可支配收入(C14)，人均国内生产总值(C12)，农业科技人员(C33)，这三个评价指标对平武县生态农业评价的影响突出.

2 结果

根据评价指标(C)对目标层(A)的权重系数和标准化后各指标相乘、求和，得出2010～2015年平武县生态农业指标层、准则层的评价值(表5)，并以此绘制平武县生态农业发展综合评价图(图2).

表5 平武县2010～2015年生态农业资源指标层评价值Table 10 Evaluated value of index hierarchy in eco-agriculture resources in Pingwu County from 2010 to 2015

图2 平武县生态农业发展综合评价Fig.2 Comprehensive evaluation of eco-agriculture development in Pingwu County

2.1 经济效益

从图2中可以得出，2010～2015年，平武县生态农业发展的经济效益持续稳步上升.表5的数据显示农业总产值和农村居民人均可支配收入逐年上升迅速，是经济效益的主要贡献者.农业占第一产业的比重稳定增长.

2.2 生态效益

近年来，平武县生态农业发展的生态效益宏观上小幅度的下降趋势.微观上，耕地面积变化不大;城区建设和工业发展占用大量灌溉区土地，使有效灌溉面积持续减少，影响标准化农田建设;农用塑料薄膜在2013年、2014年的使用量较大，导致其生态效益不明显.

2.3 社会效益

在图2中发现，社会效益一直保持增长趋势，2013年以后增幅明显增大.农业科技人员逐年增加，农业发展带来的经济效益，使得农民生活质量提高，居民恩格尔系数下降，但是城乡居民收入差距的扩大并未得到明显改善.

2.4 综合效益

从图2和表5的分析来看，平武县生态农业的综合效益持续上升趋势.其中经济效益是综合效益的主要贡献来源，贡献占比在一半以上，且稳中增长;社会效益的贡献率从2013年起开始迅速增长，主要得益于从事农业技术的人数的增加，公路、社会保障制度等基础设施的投入，但这种投入在前期效果显著，后期持续投入带来收益的潜力小;生态效益的评价值缓慢降低，从2010年的19.58下降到2015年的17.23，主要是受有效灌溉面积和农用塑料薄膜的影响，这也是本区域生态农业未来发展的瓶颈和突破口.总体，农业基础设施的投入，农业技术的提高，社会保障的完善是平武县生态农业可持续发展的重要保障，农业的生态效益还有一定提升空间.

3 讨论与结论

3.1 讨论

本文指标的选取已参考相关文献[7，12]，尽可能考虑其合理性和代表性，但受限于统计数据的可获取性，对相应的指标进行了合理而必要的调整，如生态效益：本文用耕地面积来侧面反映森林覆盖率变化，用有效灌溉面积来近似反映农田节约灌溉面积和水源供需平衡，用农用塑料薄膜和农药化肥使用量来近似表征农业的三废污染程度和可再生资源更新，评价结果存在一定的误差;同时基于更长序列的数据时序分析的趋势预估和川西北的县域生态农业空间分析值得进一步探究.

3.2 结论

本文通过基于AHP确定权重的比重归一化法构建模型，以平武县为例，从经济、社会、生态3方面定量分析了川西北典型县域生态农业的综合效益，得到以下结论：

(1)整体上该区域生态农业的综合效益发展态势良好，主要体现在经济效益和社会效益较为突出，这得益于农业总产值、农村居民人均可支配收入和农业科技人员等条件改善;

(2)平武县生态农业发展的生态效益宏观上小幅度的下降趋势，经济和社会效益的发展给生态上带来了一定的影响，关注和改善生态问题，这也是本区域生态农业未来发展的突破口.