西北干旱區人口—農業經濟—生態耦合協調態勢分析以甘肅省民勤縣為例

(甘肅農業大學 經濟管理學院,甘肅 蘭州 730070)

白愛桃,葉得明

(甘肅農業大學 經濟管理學院,甘肅 蘭州 730070)

根據2000—2014年甘肅省民勤縣人口、農業經濟和生態三個方面的相關數據,構建人口—農業經濟—生態綜合評價指標體系,運用變異系數法和耦合協調度模型對該縣人口—農業經濟—生態系統的耦合度、耦合協調度和綜合評價指數進行了測算與分析。結果表明:近15年來，民勤縣的人口—農業經濟—生態系統耦合度C為0.372—0.696,經歷了頡頏耦合和磨合耦合兩個階段,呈先下降后上升的趨勢;耦合協調度D為0.325—0.639,整體實現了由失調衰退到協調發展的良性轉化,雖然耦合度和耦合協調度都有所改善,但耦合協調程度較低。根據這一發展態勢,結合民勤縣特殊的自然條件,提出相應的對策建議。

民勤縣;人口;農業經濟;生態;耦合協調度

生態環境是人類活動與社會經濟發展的物質基礎。人口、農業經濟和生態相互作用、相互影響,忽略任何一者都會嚴重制約整個區域的可持續發展。過度的生產生活活動與農業經濟的發展通常會對當地生態環境產生破壞性影響。民勤綠洲地處我國西北干旱地區,生態環境脆弱,經濟發展主要依賴于農業。由于人口的增加、農業生產活動的不合理開發與水資源的不均衡利用,使原本脆弱的民勤綠洲生態環境不斷遭到破壞,出現水資源短缺、地下水位下降、水質惡化、植被衰退、土地沙漠化、鹽漬化、沙塵暴頻發等一系列生態問題,嚴重影響了當地人們的生產生活與農業經濟發展。

關于人口、經濟和生態協調發展問題的研究已取得了較大進展。國外研究起步較早,20世紀60年代英國經濟學家Boulding運用系統方法對生態環境和經濟發展的相關性問題進行了分析,突出了生態環境的重要性[1]。之后，Grossman等通過研究發現，經濟發展與資源環境之間存在由“互競互斥”到“互適互補”的變化過程,兩者呈現倒“U”型關系,即著名的環境庫茲涅茨曲線(EKC)[2],這為之后的相關研究奠定了基礎。國內對該問題的研究大多關注于生態環境和經濟發展協調關系方面[3-7],主要從不同的研究角度出發對某一區域在生態環境與經濟發展現狀分析的基礎上,通過構建生態經濟系統指標體系,運用耦合協調度模型,對兩系統的耦合度與耦合協調度進行定量分析。也有學者對人口與經濟的關系進行探討,如畢其格運用灰色關聯分析方法對內蒙古自治區人口結構與經濟的相互關系進行了實證研究,揭示了影響兩者耦合的主要因素[8]。蔡方創造性地提出了人口素質對經濟發展的重要性,認為可通過提高人口素質促進區域經濟發展[9]。同時,在人口、經濟和生態三者耦合協調關系方面已取得初步進展。如王春萍等以慶陽市為例,采用熵值法和耦合協調度模型對當地人口、經濟、環境協調發展問題進行了定量分析,并針對性地提出通過降低自然增長率、提高人口素質、轉變經濟發展方式,促進人口—經濟—環境的協調發展[10]。

縱觀已有文獻,從研究角度來看，大多集中在研究人口和經濟或經濟和生態兩個系統間的耦合協調關系,尤其是對生態環境和經濟發展的耦合協調度測算較多,而對人口、經濟和生態三者耦合協調關系進行綜合評價的研究較少。從研究區域來看,有關耦合協調關系的相關研究大多集中在某一區域、流域或省域范圍內,對縣域范圍的研究有待加強。基于此,本文以甘肅省民勤縣為例,構建了人口—農業經濟—生態綜合評價體系,結合2000—2014年的相關數據,運用耦合協調度模型對三系統耦合協調程度進行測算,科學分析其發展態勢,以期為生態環境脆弱的民勤縣人口—農業經濟—生態系統的協調發展提供理論依據。

1 研究區概況及數據來源

1.1 研究區概況

民勤縣地處河西走廊的東北部、石羊河流域下游,東、西、北三面被騰格里沙漠和巴丹吉林沙漠包圍,中部是石羊河沖積形成的狹長而平坦的綠洲帶。全縣總面積約為1.59萬km2,其中沙漠、戈壁占82%,中、低山區占5%,湖盆鹽堿地占4%,綠洲平原僅占總面積的9%[11]。2014年末,全縣總人口27.34萬人,常住人口24.11萬人,其中農村常住17.49萬人、城鎮人口6.62萬人,城鎮化率為27.45%。民勤縣經濟發展以農業為主,2014年實現地區生產總值64.05億元,其中農業產值占地區生產總值的59.45%,人均GDP 26566元,農村居民人均純收入達8875元。該縣屬于溫帶大陸性干旱氣候,年平均氣溫8.3℃,年均降水量僅有110mm,蒸發量高達2623mm,為降水量的24倍;平均風沙天氣139天,沙塵暴年均37.3天,氣候干燥、降水稀少、蒸發強烈、風大沙多,是甘肅省乃至全國最干旱、荒漠化最嚴重的地區之一,也是我國沙塵暴四大源區之一,屬典型的生態脆弱地區。

1.2 數據來源

本研究中數據主要來源于2001—2015年《甘肅發展年鑒》、《甘肅農村年鑒》、民勤縣相關政府網站公布的國民經濟和社會發展統計公報及相關政府部門提供的統計數據和資料。

2 研究方法

2.1 評價指標體系構建

目前對人口—農業經濟—生態系統耦合協調分析尚無統一的指標體系。為了合理量化民勤縣人口、農業經濟、生態發展水平,證明三系統的耦合協調關系,本文在借鑒劉七軍等對人口、農業經濟、生態系統評價指標體系相關研究的基礎上[12-16],結合民勤縣人口、農業經濟、生態發展的實際情況以及數據的全面性、科學性、合理性和可獲得性,最終選取具有代表性、使用頻率較高的21項指標構建了民勤縣人口—農業經濟—生態系統耦合協調發展評價指標體系(表1)。

表1 人口—農業經濟—生態耦合協調度評價指標體系

注:+、-分別表示正向化指標和逆向化指標。

2.2 數據標準化處理

(1)

(2)

2.3 指標權重計算

確定指標權重一般有兩種方法:一是主觀賦權法,如綜合指數法、德爾菲法、AHP法等主要是依據專家的實踐經驗和主觀判斷來確定;二是客觀賦權法,如主成分分析法、因子分析法、熵權法、變異系數法等主要是依據指標反映的客觀信息來反映其相對重要程度。為盡量避免主觀賦值因人為因素帶來的偏差,使評價結果更貼近實際,本文采用客觀變異系數法計算各個指標的權重。在對數據標準化處理的基礎上,計算指標變異系數vi和權重wi,計算公式為:

(3)

(4)

2.4 耦合協調度模型

為了計算耦合度,首先采用線性綜合評價模型計算各子系統的綜合評價指數。計算公式為:

(5)

式中,ai、bj、ck分別表示由變異系數法計算得出的各指標的權重;f(x)、g(y)、h(z)分別代表人口、農業經濟以及生態環境的綜合評價函數。根據三項綜合評價值的比較分析,取值越大則說明該系統發展越好；反之，亦然。同時,在借鑒廖重斌提出的耦合協調度模型的基礎上[17],推廣得到人口—農業經濟—生態三系統的耦合度計算公式為:

(6)

式中,C為耦合度,介于0—1之間。C值越大,耦合水平越高,表示人口、農業經濟與生態系統之間關系越協調;反之,則表明三者處于失調或無序狀態。K值為調節系數(2≤k≤5)[18 ],因本研究共涉及3個子系統,故k值取3。

由于耦合度只能反映各子系統間相互作用的影響程度,而不能反映各子系統的整體發展水平及交互耦合的協調程度，因此引入耦合協調度模型,更好地對三子系統間的協調程度進行評價。計算公式為:

(7)

T=a×f(x)+β×g(y)+δ×h(z)

(8)

式中,D為耦合協調度;T為區域人口—農業經濟—生態綜合評價指數;α、β、δ分別為人口、農業經濟和生態系統的待定系數,αgt;0、βgt;0、δgt;0且α+β+δ=1。考慮到三子系統的相互作用力是不同的,在參照專家意見和有關文獻資料[10,19]的基礎上,再結合民勤縣經濟發展和脆弱生態環境的實際情況,本文對α、β、δ分別取值為0.3、0.35、0.35。

2.5 耦合協調度評判標準

按照最終所求耦合協調度D的大小,在借鑒已有相關學者研究的基礎上[20,21],采用連續性均勻分布函數法來確定耦合協調度的類型與劃分標準(表2)。

表2 耦合協調度評判標準

3 結果分析

利用文中式(1)—(8),通過計算,得出民勤縣2000—2014年人口綜合評價指數f(x)、農業經濟綜合評價指數g(y)、生態綜合評價函數h(z)、綜合評價指數T及耦合度C和耦合協調度D,計算結果見表3。

3.1 各子系統及其指標權重分析

通過變異系數法計算權重得到各子系統中不同指標對人口—農業經濟—生態系統的耦合協調度作用力不同。人口子系統中所占權重最大的三個指標分別是第一產業就業人數(0.2408)、人口自然增長率(0.2186)、非農人口比重(0.1981);農業經濟子系統中貢獻排名前三位的依次為：糧食作物面積比例(0.1553)、農民人均純收入(0.1491)、有效灌溉面積(0.1345);生態子系統中貢獻排名前三位的依次為上游來水量(0.2295)、當年造林面積(0.1643)、化肥施用強度(0.1483)，因此今后在促進民勤縣三系統協調發展時,應重點從以上9個指標著手。

表3 2000—2014年民勤縣人口—農業經濟—生態系統耦合協調度及其類型

3.2 三大系統綜合評價指數時序分析

民勤縣人口、農業經濟和生態子系統的綜合評價指數發展趨勢見圖1。人口綜合評價指數以2009年為界,大體在波動中呈先緩慢上升后快速上升的態勢,綜合得分由2000年的0.151上升至2014年的0.552,發展速度較快,與綜合評價指數的發展趨勢基本一致。2009年之前,由于人口數量多、人口自然增長率較高、農業人口比重大等因素,民勤縣人民生活水平較低,總體發展緩慢。2010—2014年,隨著農村生態移民、教育移民與外出務工人數不斷增加,大批青壯年和農業勞動力大量轉移,在一定程度上既減少了人口數量,緩解了人口對土地、水資源和生態的壓力,又保證了農民收入來源多元化。同時,由于人口自然增長率急劇下降,從2010年的6.6‰降至2014年的3.84‰,人口增長速度趨緩。此外,該階段生態環境的逐漸恢復與農業經濟的快速發展,為人口發展提供了有利條件,因此該階段人口綜合評價指數呈快速上升趨勢。

圖1 民勤縣2000—2014年系統綜合評價指數時序變化

農業經濟綜合評價指數總體呈上升的趨勢。2003年前，人口和生態綜合評價指數均大于農業經濟綜合評價指數,經濟增長緩慢,主要是由于此期間經濟增長主要來源于傳統種植業,經濟效益較低,農民人均純收入少。2004—2007年,農業經濟綜合評價指數由0.362上升至0.463,增長了27.9%,增量和增速均高于其他兩個系統。這主要得益于該階段民勤縣優化了種植結構,減少了糧食作物的播種面積,種植比例由2003年的40.31%下降到2007年的31.63%。同時,大規模種植辣椒、玉米、洋蔥等經濟作物,使農業總產值有了大幅提高,農民人均純收入也由2004年的2968元增加到2007年的3869元。2009之后,三大系統綜合評價指數均呈較快增長的趨勢。主要原因是：此階段隨著民勤縣農業結構的有效調整,人們逐漸意識到之前農業經濟的快速發展是建立在犧牲生態環境基礎上的,要實現人口、農業經濟、生態協調發展,關鍵是“節水”,應減少高耗水性經濟作物的種植面積,積極發展節水農業;推廣使用噴灌、滴灌、滲灌等先進技術,提高水資源利用率,從而實現農業經濟發展、生態環境保護與人口快速發展“三贏”的局面。

生態綜合評價指數呈現“三波段”的變化趨勢:2000—2003年的緩慢增長期、2004—2006年的下降期、2007—2014年的恢復期。2000—2003年，由于人民生活水平較低,農業經濟活動對生態環境的影響不大,且上游來水量較平穩,人均水資源擁有量充足,生態環境較好,綜合評價指數大于農業經濟和人口綜合評價指數。2004—2006年生態綜合評價指數急劇下降,主要是該階段上游來水量急劇減少,2004年上游來水量僅為0.65億m3,比2000年下降了42.98%,水資源供需矛盾突出。大面積墾荒、大規模高耗水性作物的種植和大水漫灌的生產方式,使農業用水量占總用水量的80%以上[11],導致生態用水嚴重短缺,植被枯死,造林面積被迫減少,生態環境急劇惡化。2007—2014年生態綜合評價指數由0.219升高至0.412,主要得益于2007年之后為了防止沙漠化面積的進一步擴大,政府號召退耕還林還草,實施了一系列治理保護民勤生態環境的政策,尤其是2007年12月出臺的《石羊河流域重點治理規劃》,政府通過生態重建、轉變農業發展方式、減少農業用水量、降低化肥使用強度等措施,初步遏制了民勤縣生態環境惡化。到2010年,生態綜合評價指數上升至0.339,與其他兩系統的差距逐漸縮小,三者趨于協調發展,但整體仍低于人口和農業經濟子系統的發展速度,說明生態環境雖然有所改善,但恢復和改善仍是一個長期過程,不容忽視。

3.3 耦合度及耦合協調度時序分析

從圖2可見,2000—2014年民勤縣人口—農業經濟—生態系統的耦合度總體呈先下降后上升的變化趨勢:2000—2006年呈下降趨勢,2006年最低為0.372,2007—2014年呈逐年上升趨勢。耦合度值在0.372—0.696之間,三系統的關系基本處于頡頏耦合和磨合耦合狀態;耦合協調度介于0.325—0.639之間,變化趨勢和耦合度基本一致,同樣在2006年達到最小值。耦合協調類型經歷了輕度失調—瀕臨失調—勉強耦合協調—瀕臨失調—勉強耦合協調—初級耦合協調的轉化過程,三大系統呈逐漸協調的趨勢,但耦合協調程度均較低,目前仍處于初級耦合協調階段。這主要是由于前期民勤縣人口不斷增加、農業內部結構不合理、化肥農藥與地膜超負荷量使用、水資源不均衡利用,使當地生態環境遭到嚴重破壞。其后，隨著政府的退耕還林還草、關井壓田、工程壓沙、產業結構調整、節水灌溉等政策的出臺與人們生態保護意識的增強,在人口與農業經濟發展的同時,生態環境逐漸得到修復與改善,三系統的耦合協調程度又不斷加強。

圖2 民勤縣2000—2014年三大系統耦合度、耦合協調度發展趨勢

4 結論及建議

4.1 結論

通過對民勤縣2000—2014年人口—農業經濟—生態系統耦合度與耦合協調度的實證分析,得到以下結論:首先,從三個子系統的綜合評價指數來看,人口系統綜合評價指數最大值為0.578;農業經濟發展指數最大值為0.663;生態系統最低,最大值僅為0.412,三大系統總體發展水平均較低,尤其是生態系統的發展最不容樂觀,這是民勤縣在促進人口與農業經濟發展過程中以犧牲生態環境為代價的粗放型發展模式帶來的后果。其次,從耦合度與耦合協調度的時序變化來看,大體呈先下降后上升的波動狀態,2000—2006年三系統耦合協調度從失調衰退到過渡調和更替變化,2006年達到最小值,2007—2014年耦合協調度由過渡調和向協調發展轉變。雖然耦合度和耦合協調度都有所改善,但耦合協調程度依然較低,屬于低水平的協調。

4.2 建議

要實現民勤縣人口—農業經濟—生態的協調發展,生態環境是最大的制約因素。對干旱地區來說，解決生態問題的根本是水資源,因此調整農業結構、提高水資源利用率是關鍵:①在人口方面:一是嚴格控制人口增長,同時通過教育移民、農村勞動力轉移等方式,減少人口總量,減輕人口對生態的壓力,使人口數量保持在既能有效地推動當地經濟發展,又不超出生態環境承載能力的范圍,實現人口與生態的平衡;二是鼓勵引導農業人口向第二、三產業轉移、擴大非農人口,積極穩妥地推進城鎮化發展。②在農業經濟發展方面,積極調整農業內部結構和種植比例,壓縮高耗水性作物種植面積,大力推廣種植抗旱節水作物,積極引導農戶發展設施農牧業、特色林果業、草食畜牧業等特色產業;積極推廣先進適用型農業節水灌溉技術,提高水資源利用效率,合理使用農藥與化肥,實現節約用水、充分利用土地、增加農民收入、保護生態環境等多重目的。③在生態方面,一方面培養農戶節約用水的意識,嚴格遵循“以地定水、以地配水、配水到戶”的原則,充分合理地利用水資源,建立水資源節約型社會;另一方面在保護好現有植被的基礎上,加大治沙造林力度,將人工壓沙與大量栽植毛條、梭梭、沙棗等優良固沙植物,發展優質林木種苗基地建設相結合,以實現人與自然的和諧相處。

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BAI Ai-tao,YE De-ming

(College of Economics and Management,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China)

According to the relevant data about the population,agricultural economy and ecology from 2000 to 2014 in Minqin County of Gansu Province,this paper established the population-agricultural economy-ecology comprehensive evaluation index system,calculated and analyzed the population-agricultural economy-ecology system coupling,coupling coordination degree and the comprehensive evaluation index in Minqin County by using variation coefficient method and coupling coordination degree model.The results showed that:The coupling degree(C value) of population-agricultural economy-ecology system in Minqin County was 0.372-0.696,with a first fall after rising trend,experienced coupling of rivalry and running-in coupling two phases in recent 15 years.The coupling coordination degree(D value) of three systems was 0.325-0.639,transformed imbalanced recession into coordinated development in whole.Although the coupling and coupling coordination degree were improved,the coupling coordination degree was still low.According to this development trend and the special natural conditions of Minqin County,put forward the corresponding countermeasures and suggestions.

Minqin County;population;agricultural economy;ecology;coupling coordination degree

2016-11-12；

2016-12-26

中國工程院咨詢研究項目“中國牛羊肉產業發展戰略研究”(編號:2016-XY-31)。

白愛桃(1990-),女,甘肅省民勤人,碩士研究生,主要從事農業經濟管理方面的研究。

葉得明(1965-),男,甘肅省民勤人,副教授,碩士生導師,主要從事農業經濟管理方面的研究。

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A

1005-8141(2017)01-0054-05