基于耦合協調度模型的林業產業與森林生態系統協同發展研究

摘要：指出了林業產業與森林生態系統之間是相互制約、相互依存的辯證關系。基于耦合協調度模型對廣西壯族自治區林業產業與森林生態系統協同發展的狀況進行了分析。研究結果表明：從綜合評價值來看，2008～2015年廣西林業產業與森林生態系統均呈上升趨勢，評價等級從較差提高到較好程度；從耦合協調度來看，2008～2015年廣西林業產業與森林生態系統的總體協調度還不高，但耦合協調度逐年上升。

關鍵詞：耦合協調度模型；林業產業；森林生態；協同發展

中圖分類號：S7

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）16022303

1引言

林業建設是事關經濟社會可持續發展的重要問題。“十三五”時期提出“我國林業要加快推進功能多樣化、經營科學化、管理信息化、裝備機械化、服務優質化，為到2050年基本實現林業現代化奠定堅實基礎”。廣西壯族自治區作為全國重要的商品林和速豐林建設基地，具有得天獨厚的林業發展條件，更是把林業發展放在建設美麗生態廣西的重要位置。

森林生態是林業產業生產的前提。林業產業是以森林資源利用和森林生態開發為生產對象的產業，林業產業的基本生產原料來自森林，因此，沒有森林生態，就沒有林業產業。同時，林業產業在森林生態中發揮了主體作用，林業產業生產中的人為組織和參與行為，可能對森林生態造成過度采伐、環境污染等問題。林業產業發展與森林生態保護之間是相互影響、相互依存的關系。因此，對林業產業與森林生態系統的耦合度進行測度，有助于實現林業產業與森林生態的良性互動，達到協調發展。

目前，學術界對林業產業與森林生態系統的研究主要集中于實證研究、方法研究等方面。沈月琴等（2007）[1]以浙江省為例，研究了森林資源和林業產業發展的相互關系，分兩個階段（1988～1998年和1998～2004年）對林業3次產業發展對浙江省林業生產總值的影響進行了分析。王金鳳（2011）[2]分析了森林生態和林業產業耦合系統結構的3種基本關系。董沛武等（2013）[3]以伊春市雙豐林業局林業產業為例，結合該局的實際情況，構建了關于林業系統耦合度的評價指標體系，并用調研數據驗證了模型和評價指標體系的有效性和合理性。杭萍萍（2014）[4]以特定地區林業局為例，探討了林業生態耦合的運作條件和指標體系，并結合數據對模型元素進行了合理調整。研究結果表示：研究區域生態耦合度達到0.47，是中等關系，相互影響比較穩定。彭波（2015）[5]研究了林業產業發展和森林資源保護的相互關系，并提出了促進林業產業發展和森林資源保護的相關措施。

2研究方法

2.1耦合協調度模型

協同理論是20世紀70年代由德國物理學家赫爾曼·哈肯創立，研究各子系統和要素中產生的自組織行為，將研究對象看做子系統、要素等構成的復合系統，各子系統通過能量、物質、信息、價值的相互關聯，使整個系統形成新結構并產生整體效應[6]。本文基于協同發展理論、系統理論和色散系數最小化理論構建系統協調度模型。

2.1.1數據標準化

由于各個指標原始數據量綱不同，分為效益型指標和成本型指標，為了更準確地對數據進行比較，需要對原始數據進行無量綱化處理。對于效益型指標，即越大越好時，令：

zij=yij-yminiymaxj-yminj（1）

對于成本型指標，即越小越好時，令：

zij=ymaxj-yijymaxj-yminj（2）

根據公式（1）、（2）可得出相應指標數據的標準值。

2.1.2權重的確定

現有的指標權重的確定方法主要有層次分析法[7]、模糊綜合評價法[8]、熵權法[9]等，其中層次分析法在現實中應用較為廣泛。層次分析法是一種定性和定量相結合的方法，是通過人腦將決策元素分解成目標、準則、方案等層次的多目標決策方法。本文通過層次分析法來確定協調度評價指標體系的權重（表1）。

2.1.3計算協調度

耦合協調度公式為：

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

式中，B（t）表示林業產業與森林生態兩個系統間的耦合度；f（t，x），g（t，y）分別表示林業產業系統、森林生態系統在t時刻的效益值；k為調整系數，此處另k=2。耦合度B（t）的值應在0～1之間，B（t）越接近1，說明兩個系統間的耦合度越高，反之亦然。

兩個系統效益的計算公式如下：

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）分別表示林業產業系統和森林生態系統；xi，yi分別表示林業產業子系統和森林生態子系統中對應的指標的標準值，i=1，2，...，n；ai，bi分別為指標對應的權重；C（t）表示綜合評價值，其中α+β=1。

系統耦合協調度由耦合度和綜合評價值組成，計算公式如下：

D=B（t）×C（t）（7）

式中，D表示林業產業與森林生態兩個系統間協調度；B（t）表示林業產業和森林生態兩個系統間的耦合度；C（t）表示綜合評價值。其中，0

2017年8月綠色科技第16期

李雪玲：基于耦合協調度模型的林業產業與森林生態系統協同發展研究

經濟與管理

2.1.4協調度評價標準

借鑒文獻[10]中協調度的分類體系，本文建立林業產業與森林生態系統協調發展類型分類體系，按照評估分數將協調發展程度由低到高分為10個等級（表1）。