基于DSR模型的长株潭城市群都市农业可持续发展评价

刘 沛，朱一翰，刘 洵，周卫军，谭 洁，杨纪翔，邹 宇

（1.湖南农业大学，湖南长沙 410128；2.武汉理工大学，湖北武汉 430070）

20 世纪中期以来，都市农业作为一种崭新的农业形态，其研究与实践逐步在欧日美等发达国家和地区相继展开[1]，受到国际社会的广泛关注。都市农业作为我国当前和未来促进城乡统筹发展、乡村振兴，实现区域协调发展的重要举措，目前相关的研究主要集中在以下两个方面：1）对都市农业的内涵、功能、模式及发展方向、空间结构等方面进行归纳总结[2-3]。如北京的都市农业复合模式[4]、上海的高效生态都市农业模式[5]、南京的休闲农业领跑模式[6]、深圳的科技创新及高端引领模式等[7]。2）广泛应用灰度关联法、聚类分析法、层次分析法[8-9]，对都市农业发展状况进行综合评价并分析影响因素。已有的研究多以大都市为研究对象，对其都市农业可持续发展综合评价还缺乏深入的研究。

长株潭城市群为长江中游城市群重要组成部分，包括长沙、株洲、湘潭三市，成“品”字形结构，是湖南省经济发展的核心增长极，被列为中部崛起重点发展城市群之一；总面积为2.81 万km2；属于亚热带季风性湿润气候，雨热同期，四季分明。地貌类型以平原、丘陵、岗地为主，地质条件较好；土壤肥沃，有利于耕种，宜农的自然条件为现代都市农业的发展奠定了良好的基础。长株潭城市群作为经济社会发展的“金三角”地带，经济迅速发展[10]，城乡融合快速发展对区域内都市农业生态系统造成了巨大的冲击与压力。本文拟以驱动力-状态-响应模型为基础构建评价体系，从时序演变角度探讨都市农业可持续性动态变化特征，分析各个子系统发展的水平和关系，并提出都市农业可持续发展提升措施、统筹都市农业产业布局，为区域协调发展提供决策参考。

1 都市农业可持续发展的驱动力-状态-响应（DSR）模型

DSR（Driving Force-State-Response）模型[10]的应用机制将研究的要素指标归类为驱动力、状态和响应三大子系统，自然环境本底和经济社会发展是驱动都市农业可持续发展主要的两大因素，在区域自然环境和自然灾害影响的基础前提下，经济、社会、资源、环境、人口条件通过农业生产方式的转变提高资源的利用率，政府和民间对驱动力系统(D)和状态系统(S)反馈的信息作出响应(R)，一定程度上影响都市农业可持续发展，其中子系统之间具有积极正面与消极负面的反馈，如图1所示。

2 DSR 框架下的都市农业可持续发展评价模型

2.1 评价指标体系构建与权重确定

将能满足决策需求并有数据支撑的DSR 模型与都市农业可持续发展有机结合形成都市农业可持续发展模型，构建评价指标体系。为弥补缺陷、实现优势互补，采用层次分析法与熵值赋值法两种方法结合得出权重（见表1）。

表1 长株潭城市群都市农业可持续发展定量综合评价指标体系及权重

采用极差标准化方法对原始数据进行标准化处理，消除因量纲差异造成的干扰。计算公式如下。

正向作用指标：

负向作用指标：

（1）（2）式中，Xij、X′ij、maxZj和minZj分别为第i年第j指标的原始值、标准化值、最大值和最小值。

采用加权平均法计算可持续发展综合评价指数，其计算公式如下：

（3）式中，F为可持续发展综合评价指数；Z′ij为第i个子系统下的第j个单项指标的标准化值；Wij为第i个子系统下的第j个单项指标相对应的权重；Si为第i个子系统的权重；表示第i个子系统的评价值。

可持续发展综合评价指数理论取值范围为[0,1]。综合评价指数越小，表明可持续发展能力越低；综合评价指数越大，表明可持续发展能力越高。

2.2 都市农业可持续发展协调度模型

为衡量长株潭地区都市农业可持续发展各子系统间发展的协调程度，本文构建协调度测度模型，评价模型为：

（4）式中，CI为协调度指数；D、S、R分别为驱动力、状态、响应的分值。

2.3 数据获取

数据来源于2002—2020 年《湖南省统计年鉴》《湖南省农村统计年鉴》，长沙市、株洲市、湘潭市环境状况公报和统计年鉴等。

3 结果与分析

3.1 准则层评价结果分析

2002—2020 年，长株潭区域的驱动力指数变化呈现整体上升、趋于稳定的态势。前期长株经济要素驱动中不合理的“二三一”产业发展格局对驱动力的阻碍作用较大，后期工业废水排放达标率和空气质量有明显提高；都市农业发展状态指数呈现总体上升、年份间有小幅度波动发展的态势，均值为0.219；都市农业发展调控指数不断提高，由2002 年的0.031 2 增加到2020年的0.195 5，年均增长率为29.26%（见表2），2016—2018 年评价值快速上升，来源于科技人员数量增加和政府对农村固定资金投入幅度加大。从3 个评价指数的得分结果看，2002—2020 年，驱动力评价指数与状态评价指数数值接近，且两者大于响应评价指数，到2018 年3 个系统评价指数得分趋近，这表明经过前期增加，响应评价指数已达到较高水平，对长株潭城市群都市农业可持续发展能力的贡献稳定，从整体看3个系统在近二十年间处于增长状态。

表2 长株潭城市群都市农业可持续发展子系统及综合评价指数

3.2 综合评价分析

从综合评价得分可以看出，2002—2020 年长株潭城市群都市农业可持续发展综合能力先经历了一段波动式发展后稳步上升，总体而言，都市农业可持续发展水平呈现出上升的态势；从发展的历程来看，长株潭地区都市农业可持续发展可分为两个阶段。

1）2002—2014 年，波浪式发展阶段。此阶段可持续发展能力综合评价指数最大值为2012年的0.573 3，最小值为2002 年的0.349 0，均值为0.393 3。主要原因是初期发展方向不明确，各项投入不稳定，自2007年长株潭城市群批准为“全国资源节约型和环境友好型社会建设综合配套改革试验区”，2009 年探索“六条新路子”，才为长株潭地区都市农业提供了相对优越的现代科技、物质装备、现代经营理念及资本。

2）2014—2020 年，稳定增长阶段。由2014 年的0.539 5 稳步增加到2020 年0.736 6，增长0.197 1，年平均增长率为6.09%。2011年《湖南省休闲农业规划》中指出，以长株潭地区为中心的休闲农业规划及湖南省农业战略总体布局中，长株潭都市农业建设全面展开，为此其良好的集聚效应作用越来越明显，为都市农业发展打下了坚实基础。

3.3 都市农业发展系统协调度变化分析

利用协调度评价模型，衡量都市农业可持续发展子系统的协调度，结果显示，2002—2012 年保持在1.65 以下，2014—2020 年平均增长速率为0.77%，2018 年协调度指数达到最大，表明3 个子系统相互作用关系日趋协调。从图2 也可以明显看出，三者的差距到2020年达到最小。反映长株潭地区都市农业可持续发展水平与其DSR 系统协调度的相关关系，计算得出两者相关系数约为0.901，说明子系统内部协调性越好，都市农业可持续发展能力越高。根据子系统协调度的计算公式可知，当CI越接近于（≈1.732）时，驱动力、状态和响应3 个子系统得分越相近，系统内部越协调，虽然在2018 年达到1.726，但协调度指数不稳定，2020 年出现回落到1.699，与稳定的1.73 还有一定的距离（见表3）。

表3 2002—2014年长株潭城市群都市农业可持续发展子系统协调度

4 结论

从整体上看，长株潭城市群都市农业可持续发展能力增强态势明显，2002—2014 年属于波动式增减阶段，2016年开始呈持续稳步上升趋势。驱动力-状态-响应系统之间的协调度持续增加，与都市农业可持续发展呈现正相关关系，长株潭城市群驱动力系统、状态系统评价值波动增长，响应系统评价值不断提高，响应系统对该区域都市农业的可持续发展能力的促进作用越来越大；状态系统中，人均农地资源的不断减少与农业自身环境污染的影响，将会制约长株潭城市群都市农业的可持续发展。为了实现长株潭地区都市农业可持续发展，必须正确协调子系统间的关系，注重对响应系统的合理改善与投入，促进驱动力系统水平的提高，确保子系统间平衡和谐发展。