洞庭湖生態經濟區農業經濟與生態環境耦合效率探究

曹學琳，許 烜，楊林欣

（湖南農業大學商學院，湖南長沙 410128）

2014 年，洞庭湖生態經濟區發展上升為國家層面戰略，成為湖南省經濟發展的四大板塊之一。洞庭湖生態經濟區農業經濟發達，是我國重要的商品糧基地。但在農業經濟蓬勃發展的同時，也帶來了不少環境問題。例如，近10 年以來，湖區發生過2 次大面積的“水華”現象；洪水調蓄功能逐年減退，洞庭湖的局部地區充滿了泥沙；農藥、化肥的過多使用導致土地污染等。由此可見，處理好洞庭湖生態經濟區農業經濟與生態環境的關系尤為重要。

1 文獻綜述與研究區概況

1.1 文獻綜述

在農業經濟與生態環境耦合關系層面，20世紀90年代初Jeroen JCJM 等試圖運用動態模擬模型對生態環境系統可持續發展的經濟學實現方式進行研究，從系統反饋角度測度生態—經濟系統耦合狀況并驗證2 個子系統間的相互作用機理[1]。國內較早對農業生態經濟系統耦合進行研究的學者是任繼周等[2]，他以河西走廊為例（1994），對山地—綠洲—荒漠農業生態系統進行耦合，并分別計算著3 個農業子系統之間的能源和物質的流動方向及流速。此后，國內許多學者受到啟發，使耦合擴展到生態環境和經濟耦合的研究，并不斷應用量化評估方法來評估農業經濟與環境的協調問題。

在耦合協調度方面，主要從耦合雙方的關系進行數量測度。如李宗偉（2018）以內蒙古自治區為研究目標，運用灰色關聯分析法和耦合度模型評估農業經濟與生態環境2 個系統間的關聯度、耦合度和協調度[3]。李小娟（2020）基于2009—2018 年陜西省相關數據，構建評價指標體系，利用熵值法和耦合度模型對農業經濟與農業生態間的耦合關系進行闡明[4]。高靜等（2020）基于2004—2017年全國統計數據，借助耦合協調度模型分析農業生態系統與經濟系統發展的耦合協調關系[5]。

在測度耦合效率層面，魏言妮（2017）以黑龍江省為例，為進一步把握系統耦合發展程度，從效率的角度出發[6]。運用DEA 模型（數據包絡分析）對該省的農業經濟、農業生態環境和玉米產業三者之間的耦合效率進行測度。易婷婷等（2020）采用數據包絡分析法和Malmquist 指數法，對廣東省21 個地級市2005—2018 年的面板數據進行分析，探索旅游業與城鎮化耦合效率的特征與演進規律[7]。綜上所述，國內外對系統耦合的研究已經深入到各個層次和領域，并形成了較為成熟的理論體系。但是，大多數研究都是停留在測度耦合協調度上，未全面反映系統的耦合效果，還需測度子系統間的耦合效率才能繼續深化反映子系統之間耦合關系的發展水平和情況。因此，本文基于洞庭湖生態經濟區2011—2018年的數據資料，運用DEA 模型對農業經濟與生態環境的耦合效率進行測算與分析。

1.2 研究區概況

洞庭湖生態經濟區規劃包括岳陽、常德、益陽3市，長沙市望城區和湖北省荊州市，區域內33 個縣（市、區）中，有22個商品糧基地縣、9個商品棉基地縣、13 個水產基地縣、5 個國家級基本農田保護示范區。洞庭湖是著名的魚米之鄉，是我國重要的農業經濟示范區和大宗農產品生產基地，對農業經濟發展的需求十分迫切，相對的環境維護責任也十分重大。

2 耦合系統及耦合效率

2.1 耦合系統

耦合系統源于物理學，現被學者們廣泛用于各個領域，尤其是農業、生態、人文等學科。農業經濟的發展為生態環境的發展提供了基礎，生態環境的發展能夠促進農業經濟的發展，農業經濟的發展與生態環境具有明顯的耦合關系，說明農業經濟和生態環境的組成要素之間相互影響、彼此作用，形成了一個綜合復雜的耦合系統。隨著人們環保意識的增強，以及國家對“三農”問題的高度重視，農業經濟與生態環境兩者相互影響的范圍明顯擴大，程度顯著增強。

2.2 耦合效率

耦合效率能夠表征系統的耦合效果，本文界定耦合效率為在一定時間內耦合系統內子系統的投入通過直接或間接的影響作用對其他子系統所能創造出的最高產出[8]。耦合反映了子系統間相互作用的強弱程度，所以耦合效率反映的是子系統相互作用的效率高低。因此，本文農業經濟與生態環境耦合系統的耦合效率應該分為兩個方面：一方面，生態環境的優劣程度直接決定農業經濟的投入量程度，形成了以生態環境為基礎的投入導向型耦合效率；另一方面，農業經濟的良莠性發展同樣對生態環境有著重要作用，直接作用于生態環境的承載力問題，形成了以農業經濟為產出的產出導向型耦合效率。但本文的目的是在保證一定產出的基礎上，減少子系統的物質能量等的浪費，使資源得到合理利用和配置，因此本文選擇對以生態環境為基礎的投入導向型耦合效率進行定量研究。

3 指標體系構建、數據來源與研究方法

3.1 指標體系構建

DEA 評價方法是通過測算不同決策單元（DMU）的效率水平來反映洞庭湖生態經濟區農業經濟與生態環境耦合系統的耦合效率，其中重要的一個環節就是指標的選取。若是選取不當則會大大影響評價結果的準確性。借鑒前人的研究成果，綜合考慮投入—產出指標的因果關系，遵循可行性、系統性、科學性、動態性等原則，構建農業經濟與生態環境投入導向型指標體系。本文選取農業經濟系統中的農作物播種面積和農業投資占比作為投入指標；選取生態環境系統中的水土流失治理面積、人均水庫容量作為產出指標（表1）。

表1 農業經濟與生態環境系統耦合效率測算指標體系

此外，產出方面均存在時間滯后問題，但當年投入必然影響當年的大部分產出，所有年份數據都可能收到滯后性影響，所以不考慮時間滯后性問題[9]。

3.2 數據來源

本研究中所采用的各指標數據均來源于《湖南省統計年鑒》《湖南省國民經濟和社會發展統計公報》《湖北省統計年鑒》《湖南省農村統計年鑒》

3.3 研究方法

數據包絡分析法最常用的基礎模型是CCR 和BCC模型，后者是在前者的基礎上，將決策單元生產規模的可變性引入模型中。對于某個具體的決策單元DMU0，判斷其有效性的綜合DMU 模型[10]。綜合考慮洞庭湖生態經濟區農業生產過程的規模可變性等特點，本研究采用規模報酬可變的BBC模型。

在公式（1）中，當θ=1 時，DMUj的綜合效率有效，且當S+和S-同時等于0 時，DMUj為強有效，表示決策單元DMUj的生產要素已達到最佳組合，產出效果最佳。當θ=1，S+或S-等于0 時，說明DMUj為弱DEA有效，相對綜合效率為弱有效。而當0＜θ＜1時，則DMUj為DEA無效，此時越接近1，則表示效率越接近有效。

4 實證結果分析

通過DEAP2.1 軟件，運用投入導向型的BCC 模型對洞庭湖生態經濟區整體的農業經濟系統和生態環境系統進行測算，測算結果見表2。

表2 2011—2018年洞庭湖生態經濟區農業經濟與生態環境系統耦合效率

為了更直觀地研究不同年份洞庭湖生態經濟區整體的效率變化，繪制了2011—2018年洞庭湖生態經濟區耦合效率、純技術效率和規模效率變化折線圖（見圖1）。由圖1發現，洞庭湖生態經濟區在2013和2018年處于效率前沿面，耦合效率在2013年達到峰值后開始連續下降，直到2016年才呈現回升狀態。

圖1 2011—2018年洞庭湖生態經濟區農業經濟與生態環境系統耦合效率

從純技術效率和規模效率變化程度上來看，規模效率的變化幅度比純技術效率的要大，這說明規模效率是提升耦合效率的主導因素。

從變化趨勢上看，可以分為以下3個階段。

第一階段：2011—2013年處于上升趨勢，是由規模效率上升引起的，可能原因是2011 年“建設洞庭湖生態經濟區”的提案，被全國政協列為重點協商辦理提案。2010 年后，洞庭湖區經濟發展方式的轉變主要圍繞新型工業化（內含新型城市化、農業現代化和信息化）推進“集聚化、集約化、集群化”的戰略[11]。

第二階段：2013—2015 年呈下降趨勢，大部分原因在于純技術效率的下降。國務院在2014 年正式批復《洞庭湖生態經濟區規劃》，這標志著洞庭湖地區的開發上升為國家發展戰略。推動洞庭湖生態經濟區建設，是實施中部崛起戰略的重大舉措。這也就說明洞庭湖生態經濟區必須改造傳統農業，實現農業現代化。首先就是改變單一追求產量的農業生產粗放方式，探索先進的農業技術，這也就說明對于新的生產方式，洞庭湖生態經濟區純技術效率下降是在所難免的；其次就是縮小農業生產的規模，退耕還湖。

第三階段：2015—2018 年耦合效率逐漸回升，原因在于2016年洞庭湖生態經濟區設立了專項重點工業污染源排查整治專項行動資金，與此同時，東洞庭湖全面進入禁漁期。農業規模趨于穩定的狀態，農業生產要素的配置結構得到優化，有了資金的支撐，農村基礎設備條件得到改善，能實現較少廢棄物的生產和提高資源利用效率。

從規模報酬角度分析，規模報酬不變代表的是當前投入量為最佳規模，不用進行調整[12]；規模遞增表示的是農業經濟系統投入量的增加，生態環境系統的響應增加的幅度超過了投入量的比例；而規模報酬遞減，則是隨著投入量的增加，生態環境的產出幅度小于投入量增長的幅度，從而造成了更多的投入浪費。由表2可以看出，只有2016年和2017年是規模報酬遞減的，表明在這兩年，農業經濟系統投入過大，造成了不必要的資源浪費。

5 結論與建議

5.1 結論

本文為保持洞庭湖生態經濟區農業經濟與生態環境雙系統之間的健康和諧關系，選取農作物播種面積和農業投資占比作為投入指標，水土流失治理面積、人均水庫容量作為產出指標，采用DEA模型來測度2個系統之間的耦合效率。研究表明：在2011—2018 年間，洞庭湖生態經濟區耦合效率均值為0.957，處于較高的水平，其中在2013 年和2018 年都處于效率的前沿面。在2014年正式成為洞庭湖生態經濟區后，耦合效率有略微下降，但很快就回升到前沿面。耦合效率受規模效率的影響較大，意味著合理規劃農業規模是提高耦合效率的關鍵。

5.2 建議

1）洞庭湖生態經濟區今后的農業經濟發展必須轉變集約化發展形式，在農業經濟發展時，注重協調與生態環境之間的關系，促進農業的綠色健康發展。2）國家政策對該地區雙系統耦合效率有著顯著影響，政策效應隨著時間的推移越來越強。隨著改革的深化，區域特色越來越明顯。3）對農業規模進行恰當地調整，不斷深化產業改革，向農業高質量發展進發。4）根據洞庭湖生態經濟上中下游的不同地區地勢進行因地制宜地管理、治理，使整體協調發展。