湖北省农业经济与农业生态系统耦合协调关系研究

2022-08-04李爱杰长江大学湖北荆州434023

安徽农业科学 2022年14期

李爱杰 (长江大学，湖北荆州 434023)

随着经济的发展，我国农业取得一系列成就。农业经济的增长具有正、负外部性，正外部性如农业现代化程度日益加深、农民不断增收等，其中负外部性最具代表性的是农业生态环境问题日益突出。农业经济与农业生态系统是否协调发展是实现农业可持续发展的一个关键因素。现今，一方面，随着我国对“三农”问题的重视，农业生态环境问题得以改善，农业经济生态系统协调程度日益变优；另一方面，我国对农业生态环境方面问题的广泛关注，实现农业可持续发展任重道远。因此，理清农业经济与农业生态的关系，探析农业经济与农业生态协调发展路径是有必要的。

农业经济与农业生态一直以来都是学者们研究主要内容。首先是关于农业经济的研究，刘丽伟等从支撑制度能力、技术能力和组织能力3个视角构建农业经济发展方式的评价体系，研究发现农业经济三大能力耦合关系逐年上升。王克响等基于省级面板数据，运用空间计量模型研究发现农业经济具有较强的空间聚集性，技术进步和生产规模对农业经济增长具有显著的正面影响。寇爽在乡村振兴的背景下，探讨了农村数字经济与农业的概念与特征，然后提出扩大农村基建覆盖面和加快信息技术融合两方面的建议，促进农业经济与数字农业的融合发展。其次是关于农业生态的研究，徐维祥等运用马尔科夫链和SBM模型等方法研究发现我国农业生态效率呈现“W”型波动，农业生态效率由东中西部依次递减。梁耀文等、舒晓波等以环渤海和长江中游地区为研究对象，通过使用Super-SBM模型和地理探测器模型估算农业生态效益与分析影响因子。再者是关于农业经济和农业生态两者关系的研究，丁磊等以农业生产恶劣的甘肃省为研究对象，分别以农业经济产业和废水排放为代表的农业经济指标和农业生态指标构建评价体系，运用耦合模型计算2010—2018年两系统的耦合关系，研究表明，2015—2018年甘肃省农业经济与生态的耦合度呈下降态势，表明农业经济与生态系统情况不容乐观。程东亚等以贵州乌蒙山区人地矛盾为出发点，研究经济、人口和农业生态三者间的关系，研究表明乌蒙山区经济、人口和农业生态关系日趋紧密，但整体处于低耦合状态。冯俊华等构建陕西农业EES系统评价对农业经济生态和社会的耦合度量化，结果表明目前陕西农业经济社会系统的耦合协调度趋于优化。

综上所述，目前关于农业经济和农业生态的研究成果较多，研究视角丰富既有研究农业经济与其他要素影响关系，还有研究农业生态效率与影响因素，更有研究农业经济、生态、社会、人口等多重关系的文献。但从研究区域来看，研究区域以北方地区为主，以湖北这样的农业大省为研究对象的文献较少；从研究的时间跨度来看，研究时长一般不足10年，难以把握研究结果的整体趋势；从研究有效性来看，研究的最新年份止步于2018年，缺乏对最新年份的数据分析。湖北省作为农业大省、中部粮仓，在发展的同时也存在着一些问题，如空气污染、暴雨洪涝灾害、资源短缺等问题。在这样的背景下，深入探讨农业经济生态系统的耦合协调程度对湖北农业高质量发展具有重要意义。基于此，笔者以湖北省为研究对象，运用2003—2019年面板数据，通过构建农业经济与农业生态耦合模型，测算湖北省农业经济与农业生态的耦合协调关系，在一定程度有利于农业经济与农业生态系统研究体系的完善，为湖北省农业可持续发展提供理论依据与参考。

1 模型构建与计算方法

在借鉴参考有关学者的研究成果的基础上，充分考虑数据指标的可得性、科学性和代表性等原则，同时结合湖北省的现实情况，构建出以人均粮食产量、人均农业机械总动力等13指标组成的湖北省农业经济与农业生态系统评价指标体系，评价指标体系见表1 。该研究所有原始数据来源于《湖北农村统计年鉴》(2002—2020)、《湖北统计年鉴》(2002—2020)。

表1 湖北省农业经济-农业生态评价体系Table 1 Agricultural economy-agro-ecological evaluation system in Hubei Province

在构建湖北省农业经济与农业生态评价指标体系的基础上，首先通过熵值法确定各项指标的权重，然后计算湖北省农业经济与农业生态系统的综合发展水平，最后通过耦合模型和耦合协调模型计算湖北省农业经济与农业生态的耦合协调度。湖北省农业经济与农业生态系统的耦合协调度具体计算步骤如下。

(1)原始数据无量纲化处理。

(1)

(2)

(2)计算比例。

(3)

式(3)中,表示第年第个指标的比例。

(3)计算熵值和信息熵冗余度。

(4)

式(4)中,表示第个指标的熵值。

=1-

(5)

式(5)中,表示第个指标的信息熵冗余值。

(4)计算权重。

(6)

式(6)中,表示第个指标的权重。

(5)计算农业经济与农业生态系统的综合评价指数。

(7)

式(7)中，表示第年农业经济或农业生态系统的综合评价指数，其值越大，表明发展水平越高。

(6)计算耦合度。

(8)

式(8)中,表示耦合度，其值越大(0≤≤1)，表明与系统越协调；当=1时，表明与两系统协调状态处于最佳水平。

(7)计算耦合协调度。由于耦合度难以全面反映湖北省农业经济与农业生态的耦合协调程度，因此需要引入耦合协调度模型，以便全面客观反映湖北省农业经济与农业生态的耦合协调发展程度。

(9)

式(9)中,表示耦合协调度。

(10)

式(10)中,表示综合协调指数;与均是待定系数;该研究农业经济与农业生态两系统同等重要，即与均为0.5。

借鉴冯俊华等的研究成果，将湖北省农业经济与农业生态耦合等级进行划分，划分标准见表2。

2 结果与分析

图1为2003—2019年湖北省农业经济与农业生态综合发展水平变化趋势。

表2 耦合等级划分标准Table 2 Coupling grade classification standards

图1 湖北省农业经济与农业生态综合发展水平Fig.1 The comprehensive development level of agricultural economy and agro-ecology in Hubei Province

湖北省农业经济综合发展水平测度分析。湖北省农业经济综合发展水平呈现波动式上升态势，其中出现过2次峰值和1次较大的下降。在2003—2008年，湖北省农业经济发展相对稳定，其农业经济综合发展水平维持在0.15上下波动。2009年出现第一次峰值，农业经济综合发展水平从2008年的0.105 3增长至2009年的0.396 9，增长了1倍多。2009—2014年起伏式上升，2014年农业经济综合发展水平0.719 0，达到农业经济的第二次峰值。这与2014年以农业增加值增长4%，粮食增产6亿kg为主要目标的湖北省委一号文件的助推作用分不开。2014—2016年出现下降趋势，其中2016年降低到0.302 1。2016年长江中下游地区的强对流天气以及洪涝等灾害导致该年湖北省5—7月共计直接经济损失346.4亿元，农作物受灾面积高达156.72万hm，其中绝收38.99万hm，农业经济遭受重创。2016—2019年农业经济在逐渐恢复发展。2018年农业经济综合发展水平0.758 5与2014年发展水平基本持平，2019年略有上升。

湖北省农业生态综合发展水平测度分析。湖北省农业生态综合发展水平呈阶梯式上升趋势，整个农业生态综合发展水平大致可划分为2个时期。2003—2016年为农业生态发展平稳期，这段时间农业生态综合发展水平增幅较缓。2003与2016年农业生态综合水平分别为0.206 8、0.539 8，13年间农业生态综合水平增幅空间为0.333 0，增速比较缓慢。2017—2019年为快速发展期，这几年的农业生态综合发展水平大幅提升，2016年发展水平为0.539 8，2017年骤升至0.789 1，并且近年来农业生态发展水平一直维持在高发展水平。这主要得益于2017年中央一号文件提出的推行农业绿色生产，增强可持续发展能力。2016年湖北省单位农用化肥施用量为0.971 7 t/hm，2019年减少至0.523 1 t/hm，化肥、农药使用量的减少，大幅提升了农业生态综合发展水平。

运用耦合度模型和耦合协调度模型，计算出湖北省农业经济与农业生态耦合度及耦合协调度，具体结果见表3。

表3 湖北省农业经济-农业生态耦合协调度Table 3 Coupling coordination degree of agricultural economy and agricultural ecology in Hubei Province

由表4可知，湖北省农业经济与农业生态系统耦合度一直维持在0.866 2～0.999 8的较高水平，2019年耦合度为0.999 8，接近最佳耦合状态。这表明农业经济与农业生态两系统存在较强的耦合作用。

由图2可知，湖北省农业经济与农业生态的耦合度与耦合协调度整体走势趋于良好，其中耦合协调度增长趋势呈震荡式上升，耦合协调度由2003年的0.345 7上升到2019年的0.896 0，农业经济与农业生态两系统的协调关系得到优化与改善。

结合表2，对湖北省农业经济与农业生态耦合协调程度进行划分，2003—2019年湖北省农业经济与农业生态的耦合协调度历经失调发展—协调发展—高度协调3个阶段。2003—2008年为失调发展阶段，耦合协调度在0.3～0.5波动；2009—2017年为协调发展阶段，农业经济与农业生态的耦合协调度维持在0.5～0.8上下浮动；2018—2019年为高度协调阶段，这一时期耦合协调度均在0.8以上，且有向优质协调方向发展的趋势。湖北省农业经济与农业生态的耦合协调发展的演变过程如下。

第一阶段：失调发展阶段(2003—2008年)。这一阶段农业经济与农业生态的耦合协调程度处于较低水平，耦合协调等级在轻度失调和濒临失调徘徊。该阶段农业经济综合发展水平相对滞后，农业经济系统与农业生态体系处于磨合状态。可能是因为这一时期农业经济关系还未理顺：农业市场体制关系存在一定缺陷，国有农场改革还处于探索期，农业税费有待完善。2004年长江中下游地区秋天降雨量为1951年以来同期最少，出现大范围秋旱。2008年冬季的特大雪灾，全国20多个省市受到不同程度影响，湖北省积雪天数创近24年之首，其经济损失超过14亿元。农业经济关系的缺陷与重大气象灾害的影响，导致该时期农业经济发展滞后，农业生态发展相对比较均衡，最终造成湖北省农业经济与农业生态处于失调发展状态。

图2 湖北省农业经济-农业生态耦合度与耦合协调度Fig.2 The degree of coupling and coordination of agricultural economy-agricultural ecology in Hubei Province

第二阶段：协调发展阶段(2009—2017年)。这一阶段农业经济与农业生态的耦合协调度逐年上升，耦合协调指数也在攀升，农业经济与农业生态的耦合协调状态趋于良好。这一时期湖北省农业经济之所以能够实现快速发展，关键在于湖北省委省、党委政府高度重视，支持政策有力。政策文件对农业农村的发展指明前进方向，财政支持与目标考核机制的确定激发了农业生产主体积极性。湖北省从2010年开始实施农业财政强力支持战略，省级财政通过免息、年出借年底还等方式支持农业发展，农业专项财政资金额度逐年攀升，从最初的10亿元增长至55亿元。同时对于市级地方农业进行20多项指标考核，完成考核目标的地区将予以表彰并获得100万元奖励。从省委到地方和从政策文件到财政考核，双管齐下的激励措施促进了这一阶段农业经济与农业生态耦合协调程度的提高。

第三阶段：高度协调阶段(2018—2019年)。这一阶段农业经济与农业生态的耦合协调程度处于良好协调状态，这与2017年年末乡村振兴战略的提出密不可分。乡村振兴战略从产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效和生活富裕5个方面对农村经济和农业生态等提出了新要求，同时也为发展农业经济、构建绿色文明安全的农业生态注入了新活力。2018年《湖北省污染防治攻坚战工作方案》的出台，为绿色清洁的农业生态营造了一个良好的环境，农业生态发展有了政策的指引，其发展水平将会大幅提升。