揚州市生態農業發展評價及預測研究*

宋曉梅，裴會芳

(揚州工業職業技術學院，江蘇揚州 225000)

0 引言

我國是一個農業大國，農林牧漁業產值占總產值的比重在15%左右，農業是我國國民經濟的支柱產業[1]。雖然近年來，國家一直加大對農業的投入，但農業生產方式依然比較落后，由化肥、農藥等投入品的不合理利用引發的農業面源污染已經成為影響我國環境質量的重要因素[2]。根據《第一次全國污染源普查公報》，農業源COD排放量達1 324.09萬 t，占COD總排放量的43.7%，農業源總磷和總氮排放量分別為28.47萬 t和270.46萬 t，分別占總排放量的67.4%和57.2%，農業生態環境污染已經成為21世紀我國面臨的巨大挑戰之一。生態農業是依據經濟學和生態學原理，在傳統農業的基礎上，運用現代高新技術和科學管理手段，建立起能實現較高社會效益、經濟效益和生態效益的現代高效農業生產模式[3]。這種模式將發展糧食生產與多種經濟作物生產結合，將發展大田種植與林、牧、副、漁業結合，實現農業與第二、三產業融合，促進社會經濟和資源環境的協調發展。我國已制定了涵蓋農林牧漁等多領域較為完善的生態農業技術標準體系，其中包括2 000多項國家標準， 3 000多項行業標準和6 000多項地方標準。發展生態農業是解決農業生態環境問題，保證農產品有效供給的重要途徑[4]。然而我國生態農業的發展還處于初級階段，與發達國家相比存在較大差距，如何針對現階段生態農業的發展現狀，探索最優化的生態農業可持續發展模式是亟待解決的問題。

目前已有眾多學者對我國各省市生態農業的發展做出評價，周妙燕和駱樂根據浙江省金華地區8個縣市生態農業可持續發展狀況進行了區域劃分，并探討了各自的可持續發展模式[5]。徐敏雄等人以四川省德昌縣為例，建立了生態農業可持續發展評價模型，選取經濟、社會和資源環境相關的21個指標，綜合評定了2007—2012年該縣的可持續發展水平，結果表明該縣生態農業可持續發展狀況呈現穩定遞增趨勢[6]。劉長海等人根據我國黃土高原地區的生態現狀，探討該地區生態農業的可持續發展，并對今后的發展提出了可行性建議[7]。也有學者對浙江、天津、江蘇等地[8-10]的生態農業可持續發展狀況構建了評價體系，進行了研究。揚州市位于江蘇省中部，是長江經濟帶重要組成部分，農業資源豐富，素有“魚米之鄉”之稱，揚州市通過開展農用投入品減量、廢棄物循環利用、高新技術創新等，形成了多種生態農業發展模式，取得了較好的成效。文章在前人研究的基礎上，構建揚州市生態可持續發展評價體系，不僅對2011—2016年生態農業的發展狀況進行評價，同時對未來10年的發展前景做出預測，為指導生態農業生產提供理論參考。

1 研究區概況和數據來源

1.1 研究區概況

揚州市(119°01′E～119°54′E，32°15′N～33°25′N)地處江蘇省中部，位于江淮平原南端、長江北岸，長江與京杭大運河交匯處。東西寬約85 km，南北長約125 km，總面積為6591km2，其中耕地面積33.05萬hm2，占總面積的50.14%，園地面積0.43萬hm2、林地面積0.25萬hm2、草地面積0.077萬hm2、城鎮村及工礦用地面積10.31萬hm2、交通運輸用地面積2.78萬hm2、水域及水利設施用地面積18.32萬hm2、其他土地0.69萬hm2。全市屬亞熱帶季風性濕潤氣候向溫帶季風氣候的過渡區，四季分明，日照充足，雨量豐沛，年平均氣溫14.8～15.3℃，年平均降雨量961～1 048mm。

截止2016年年底，全市常住人口449.14萬人，城鎮化率為64.40%，比2015年提高1.61%。全市實現地區生產總值4 449.38億元，比2015年增長10.77%。其中農林牧漁業產值為477.95億元，占總產值的10.74%，比2015年增長3.84%。農村居民人均可支配收入為18 057元，比2015年增長8.7%。2016年全年糧食播種面積41.89萬hm2，總產量達300.3萬 t，比2015年略有降低。全市種植面積在6.7hm2以上的家庭農場2 703個，其中列入名錄的家庭農場有454個，經營面積0.63萬hm2。市級以上農(漁)業園區有54家，其中國家級1家、省級8家、市級45家。新建高標準農田1.36萬hm2，設施農(漁)業0.93萬hm2，農業機械化水平達85.1%。

1.2 數據來源

該研究所采用的數據來自2000—2016年《揚州市統計年鑒》、揚州市國民經濟和社會發展統計公報和揚州市年度環境質量公報。

2 研究方法

2.1 揚州市生態農業發展評價

2.1.1 評價指標體系構建

該研究指標選取基于可持續發展、地域分異規律、生態經濟等理論，堅持科學性、全面性及可操作性等原則[11]，并結合揚州市生態農業發展現狀，從社會效益、經濟效益和生態效益3個層面選取最能直觀反映該市生態農業可持續發展狀況的指標，如表1所示。

表1 揚州市生態農業發展評價指標體系

2.1.2 熵值法計算各指標權重

該文所選取的指標都能搜集到相應的數據，因此采用熵值法來確定各指標權重，此方法可克服人為主觀因素，具有廣泛的應用性。

第一步，為消除指標量綱對結果造成的影響，對數據進行標準化處理，計算公式：

(1)

式(1)中：Aij表示第i年第j項指標的數值，Ajmax表示第j個指標評價樣本中的最大值，Ajmin表示第j個指標評價樣本中的最小值。

第二步，計算第j項指標的熵值，公式為：

(2)

式(2)中：Mij表示第i個年份第j個指標值的比重，m為評價樣本數。

第三步，計算指標權重，公式為：

Lj=(1-Sj)/∑(1-Sj)

(3)

根據公式(1)～(3)計算各指標所占權重，結果如表2所示。

表2 2011—2016年揚州市生態農業發展評價指標所占權重

2.1.3 加權法計算綜合得分

采用加權法計算綜合得分值，公式為：

(4)

式(4)中：G代表綜合得分值，n代表指標的個數。根據公式(1)～(4)計算得出揚州市生態農業效益評價分值。

2.2 揚州市生態農業發展預測研究

由于2017年揚州市生態農業發展相關數據不可獲取，該研究基于2011—2016年的數據，通過GM(1， 1)灰色模型預測揚州市2018—2027年生態農業發展趨勢。GM(1， 1)灰色模型是時間序列上的一階方程，利用已知時間段的基礎材料，按微分方程擬合去逼近將來時間序列所描述的動態過程，達到預測的目的[12]。

2.2.1 構建預測模型

假設原始序列中有m個觀察值，表示為

(5)

做一次性累加得到：

(6)

灰色模型對應的微分方程為：

(7)

式(7)中，α表示發展灰度，μ表示內生控制灰度。

構建累加矩陣A和常數向量X。

政府將數據國有化可以提供解決方案，它肯定會抑制大公司的力量。但歷史表明，在權力過大的政府手中，我們的生活并不一定更好。因此，我們最好呼吁科學家、哲學家、律師甚至詩人，把他們的注意力轉移到這個大問題上：如何管理數據的所有權？

2.2.2 模型的檢驗

表3 GM(1， 1)模型精度評價等級

時間響應函數X=(0.543 0， 0.857 1， 1.008 4， 1.176 0， 0.728 5)T，

經過殘差檢驗，得k=0.305，ρ=0.97，由表4可知，該模型精度屬于1級，可以用于揚州市2018—2027年生態農業發展預測。

圖1 2011—2016年揚州市生態農業發展評價得分

圖2 2018—2027年揚州市生態農業發展水平預測值

3 結果與分析

3.1 揚州市生態農業發展評價

3.1.1 各效益評價結果分析

根據揚州市綜合效益涉及到的14個指標得出如圖1所示結果， 2011—2016年揚州市生態農業發展的社會效益呈持續增長態勢， 2016年相比2011年增長了2.47倍。2011—2015年揚州市生態農業發展的經濟效益呈上升趨勢， 2015年相比2011年增長了97.50%，增幅低于社會效益。2016年出現明顯下滑，相比2015年降低了67.9%，主要是由于2016年揚州貫徹落實中央農業供給側結構性改革精神，主動調整種植業結構，加之不利天氣影響，糧食產量繼“十二連增”后首次出現下降，種植面積波動較小，因此單產量明顯降低，正是由于糧食單產量的下滑導致經濟效益下降。2011—2016年，揚州市生態農業發展的生態效益分別在2012年和2016年出現兩次波動， 2012年相比2011年，生態效益評分降低了42.07%， 2012—2015年，呈現上升趨勢， 2015年相比2012年增長了81.56%，而2016年又出現下滑，相比2015年降低了16.61%。這兩年，揚州市生態農業的發展過度注重經濟效益和社會效益，放松了對生態環境的管控。從揚州市生態農業發展的社會效益、經濟效益和生態效益的整體變化趨勢來看，經濟效益>生態效益>社會效益，可見2011—2015年，該市在發展生態農業時，注重經濟效益的提升，生態效益和社會效益次于經濟效益。綜合分析揚州市生態農業發展的綜合效益，可以看出2012—2015年表現為逐年遞增的趨勢，揚州市農業發展一直遵循環境經濟理念，以推進農用投人品減量增效和農業廢棄物循環利用為中心，加快生態農業發展進程，促進農業生產方式轉變，取得了較好的成效。由于2012年生態效益降低，雖然經濟效益和社會效益的增長抵消了部分，但綜合效益仍略有下滑，相比2011年降低了4.68%。2016年相比2015年，由于經濟效益的驟然降低，且低于社會效益和生態效益，導致綜合效益顯著下降。

3.1.2 各指標評價結果分析

從表4揚州市2011—2016年各評價指標評定結果可以看出，農村人均可支配收入、農業GDP、農林牧漁業增加值、農村恩格爾系數、農業機械總動力、城鎮化率、農田機械節水灌溉面積、農業源COD排放量和農業源氨氮排放得分總體上表現持續增長的趨勢，農林牧漁業用電量和農用化肥施用量評分表現降低趨勢。農林牧漁業用電量逐年遞增是由于在此階段，該市加大了對農業機械設備的投入，到2016年全市實現農用大中型拖拉機5.795 1萬臺，節水灌溉類機械982套，聯合收割機7 648臺，農業機械化水平達到了85.1%。該市農業生產大都是以家庭為單位的小規模生產方式，農業機械耗電量，且在揚州市的利用率較低。農用化肥的使用，雖然能在一定程度上提高作物產量，但不合理利用會破壞土壤結構，導致水體富營養化，損失的養分還會以氣體形式散發到環境中，影響人體健康。該市生態農業發展過程中，化肥施用量卻在持續增長，在很大程度上，降低了生態效益的評分，今后在發展過程中應嚴格控制化肥的使用。

表4 2011—2016年揚州市各評價指標評定結果

3.2 揚州市生態農業發展預測

該研究通過模型預測2011—2016年的綜合效益與實際評價得分變化趨勢一致，該模型能較好地預測綜合效益評價得分。通過模型得出2018—2027年揚州市生態農業發展的預測值，如圖2所示。雖然2016年揚州市生態農業的發展相比上年降低，但2018—2027年生態農業發展水平一直保持可持續發展狀態，且發展度在逐年遞增， 2027年相比2018年，增加了94.46%。說明該市在2011—2016年基本遵循了可持續發展要求，可持續發展勢頭良好，但社會因素和生態環境可能將成為今后發展的制約因素，需要引起重視。

4 結論與建議

4.1 結論

該研究從經濟效益、社會效益、和生態效益3個方面構建了2011—2016年揚州市生態農業發展評價指標體系，采用熵權法和加權法計算經濟效益、社會效益、和生態效益及綜合效益評分，并在此基礎上采用GM(1， 1)灰色模型對2018—2027年的發展程度進行了預測，得出以下結論。

(1)2011—2016年揚州市生態農業發展的社會效益呈持續增長態勢， 2011—2015年經濟效益呈上升趨勢， 2016年由于種植業結構的調整，加之不利天氣影響，導致糧食單產量降低，經濟效益明顯下降。生態效益分別在2012年和2016年出現兩次波動，這兩年，揚州市生態農業的發展過度注重經濟效益和社會效益，放松了對生態環境的管控。

(2)2012—2015年揚州市生態農業發展的綜合效益逐年遞增， 2016年由于經濟效益的急劇降低，導致綜合效益下降。

(3)2018—2027年揚州市生態農業的發展水平一直保持可持續狀態，且發展度在逐年遞增。今后應重視社會效益和生態效益的提升。

4.2 建議

根據該研究的結果，未來10年揚州市在發展過程中應注重轉變生產方式，繼續推進現代高效農業園區、設施農業的建設，促進高效、生態農業的發展。積極調整農業生產模式，努力實現農產品的集約化生產，提高農業生產設備的使用效率，減少水電消耗，提升生態農業發展的社會效益。該市農業集約化生產已有一定規模，家庭農場、農業龍頭企業發展迅速，在此基礎上可逐漸擴大經營，努力打造農產品知名品牌。我國十三五規劃綱要中指出，要努力發展生態友好型農業。揚州市應響應國家號召，農業發展過程中注重環境保護，減少化肥等農用投入品的使用，以生物肥料替代，實現化肥農藥使用量零增長，全面推廣測土配方施肥、農藥精準高效施用，既能確保農產品產量，又能提高品質，減少污染。生態農業的發展過程，既要保證經濟效益穩步增長，社會效益和生態效益也不能忽視，絕不能以犧牲環境為代價來獲取經濟的發展。