青海省農業可持續發展水平及子系統耦合協調研究

張永燕，張愛儒

（青海大學財經學院，青海西寧 810016）

自20 世紀80 年代醞釀出持續農業新理念以來，農業可持續發展的問題不但引起各國政府的廣泛關注，也成為學術界的重點研究領域之一。打造人與自然和諧共生發展新格局，推動農業可持續發展，是實現鄉村振興戰略的關鍵內容，也是保障糧食安全的基礎[1-3]。我國農業農村取得巨大成就的同時，農業資源過度開發、農業投入品過量使用、地下水超采以及農業內外源污染相互疊加等帶來的一系列問題日益凸顯，農業可持續發展面臨重大挑戰[4-5]。新時代要實現農業高質量發展、保障糧食安全，前提是農業必須實現可持續發展[6-7]。因此，進行區域農業可持續發展水平的評價、區域差異的研究以及農業系統耦合協調度的分析，對于客觀認識區域農業可持續發展所處的水平，了解農業可持續發展中存在的優勢與劣勢，明確影響農業可持續發展的因素及未來發展趨勢具有重要的理論意義和實際指導價值。

農業可持續發展問題是當前學術界研究的熱點[8]。當前的農業可持續評價指標體系基本上形成了以經濟、資源、環境、社會為主的指標構建思路，并且通常采用計算綜合指數的方法對農業可持續發展水平進行評價[9-12]。對農業可持續發展地區差異性的研究方法目前有灰色關聯度分析法、聚類分析法、組合評分分析法等[13-16]。而針對農業子系統相關協調度的研究并不多，且從空間角度分析耦合變化特征的研究則更少[16-17]。本文擬從農業經濟、農業資源、農業環境、農業社會這4 個維度出發，利用熵值法、耦合度和耦合協調度模型揭示青海省及各市州農業可持續發展的特征，以及農業可持續發展各子系統之間的耦合度和耦合協調度，并運用泰爾指數研究青海省各市州之間農業可持續發展之間的差異性，以期為青海省及各市州的農業可持續發展提供一些參考。

1 數據來源和研究方法

1.1 研究區域概況及數據來源

青海省位于中國西北內陸，界于北緯31°36′～39°19′，東經89°35′～103°04′之間，北部和東部同甘肅相接，西北部與新疆相鄰，南部和西南部與西藏毗連，東南部與四川接壤，位于四大地理區劃的青藏地區。青海省地勢總體呈西高東低、南北高中部低的態勢，青海省五分之四以上的地區為高原，屬高原大陸性氣候，地跨黃河、長江、瀾滄江、黑河、大通河5 大水系。青海省總面積72.23 萬km2，轄2 個地級市、6 個自治州。截至2020 年，青海省常住人口592 萬人。2020 年全省完成生產總值3005.92 億元，2011—2020 年平均增長速度為8.1%，農業總產值507.10 億元，占總產值的16.87%[18]。

本文研究數據主要來源于2011—2020 年的《中國統計年鑒》《青海省統計年鑒》及青海省各市州統計公報，部分指標的數據通過計算得到。

1.2 研究方法

1.2.1 指標體系構建

本文在參考相關文獻的基礎上，結合重點與全面相結合、系統性與層次性相結合、動態與靜態相結合、可操作性與可比性相結合等原則，從農業經濟系統、農業資源系統、農業環境系統和農業社會系統四個方面構建青海省農業可持續發展的評價指標體系（見下頁表1）。

表1 青海省農業可持續發展水平評價指標體系構建Table 1 Construction of evaluation index system of agricultural sustainable development level in Qinghai province

在選取農業可持續發展評價指標體系時要始終貫徹“發展”，因為在追求可持續發展的同時也要為該地區帶來相應的經濟效益。農業經濟系統包括人均農林牧漁產值、人均糧食產量、人均蔬菜產量、人均肉類產量四個三級指標；農業資源系統包括農村居民人均用電量、人均機械化動力、人均農作物種植面積、人均耕地面積四個三級指標；農業環境系統包括化肥施用量、年降水量、平均溫度、平均日照時數四個三級指標；農業社會系統則包括村衛生機構數、農牧民人均可支配收入、農牧民人口占比、鄉村從業人員占鄉村人口比值、最低生活保障人數四個三級指標。

1.2.2 青海省農業可持續發展水平評價方法

本文采用熵值法分別確定各個指標的權重，以增強各指標賦權的客觀性，避免專家賦權的主觀性，以及不同量綱對指標權重產生的影響[19]計算出綜合評價指數。其具體計算過程參考文獻[16,20]。

1.2.3 泰爾指數（T）

泰爾指數不僅能夠分析農業可持續發展水平的區域差異，而且可以對其進行組間和組內分解，是理解青海省農業可持續發展水平區域差異的理想指標。計算過程具體參考文獻[20]。

1.2.4 耦合度模型（C）

耦合度用來描述兩個及兩個以上系統之間相互作用、相互影響的強弱程度[20]。將農業經濟、資源、環境、社會系統進行耦合分析，得到的值越大，說明系統之間的耦合關系越明顯，朝著有序的方向發展，否則朝無序方向發展[21-24]。計算過程具體參考文獻[17]。

1.2.5 耦合協調度模型

耦合度只能反映經濟、資源、環境和人口4 個子系統之間相互影響的程度，但不能確定系統是在較高水平上相互促進還是在較低水平上緊密聯系。因此，在耦合度函數的基礎上引入耦合協調度模型。耦合協調度，具體公式參考文獻[16]。用D表示4 個子系統的耦合協調度，C表示耦合度，根據相關研究，將耦合協調度D分為5 個階段：極不協調（0≤D＜0.2）、較不協調（0.2≤D＜0.3）、基本協調（0.3≤D＜0.5）、比較協調（0.5≤D＜0.8）、非常協調（0.8≤D＜1）。

2 結果與分析

2.1 青海省農業可持續發展水平綜合評價

2.1.1 省級層面農業可持續發展水平分析

由表2 可知，2011—2020 年青海省農業可持續發展水平呈現波動中不斷上升的趨勢，綜合指數由2011 年的0.413 上升至2020 年的0.441，變化值為0.028；但是整體水平較低，十年間全省農業可持續發展水平的均值僅為0.431，其中2011、2015、2016 年低于平均值。2011—2020年，農業經濟系統可持續發展水平持續增長，農業資源系統和農業社會系統出現波動性增長，農業社會系統增長幅度很大，從0.1305 增長至0.7500；但是農業環境系統評價指數出現下降趨勢，特別是2017 年最明顯，說明青海省在農業發展過程中農業環境系統惡化，成為制約青海省農業可持續發展的主要因素。此外，在2011 年，除了農業環境系統屬于超前發展型之外，農業經濟、資源、社會系統屬于滯后發展型；農業經濟系統從2014 年開始持續成為超前發展型，農業資源環境從2017 年開始成為超前發展型，農業社會環境系統一直屬于超前發展型，農業環境系統雖然在2011—2019 年都處于超前發展型，但在2020 年指數值低于綜合指數值，成為滯后發展型。近年來，青海省不斷加大對農業的投入，惠農政策不斷加強，農業可持續發展水平整體有所提高（高于平均值）；但是，由于青海省一直以來農業生產技術較落后，生產方式較粗放，所以農業可持續發展水平增長速度緩慢，整體水平偏低[25-27]。這與賈晶晶等[19]對青海省農業可持續發展水平的評價結果一致。

表2 2011—2020 年青海省農業綜合系統及子系統評價指數Table 2 Evaluation index of agricultural integrated system and subsystem in Qinghai province from 2011 to 2020

2.1.2 市州層面農業可持續發展水平的時空演化特征

由表3 可知，從農業可持續發展水平的變動趨勢來看，可以將青海省各市州劃分為上升區和下降區。其中，上升區分別為海東市、黃南藏族自治州（黃南州）、海南藏族自治州（海南州）、果洛藏族自治州（果洛州）、玉樹藏族自治州（玉樹州）及海西蒙古族藏族自治州（海西州），這些地區在研究期內農業可持續發展水平呈現出明顯的上升趨勢，而下降區為西寧市和海北藏族自治州，這兩個地區在研究期內農業可持續發展水平呈現出較為明顯的下降趨勢。在研究期內，海東市一直都是農業可持續發展水平最好的地區。青海省8 個市州中沒有一個地區處于一直上升或下降的趨勢，都是具有一定的波動性，說明農業可持續發展的穩定性不強。觀察青海省行政區劃可以發現，農業可持續發展水平上升的地區主要位于青海省的東部及西部地區，而農業可持續水平下降的地區主要位于青海省的中部地區，呈現出“東西增長、中部下降”的空間分布結構，可能的原因是近年來，隨著國家“鄉村振興”戰略以及青海省“一優兩高”戰略的部署和實施，青海省不斷加大對于本省西部地區農業的財政投入，并且使財政政策向這些地區傾斜，在一定程度上促進了農業可持續發展水平的提升。

表3 青海省各市州農業可持續發展水平Table 3 Agricultural sustainable development level of cities and prefectures in Qinghai province

從空間分布來看，青海省農業可持續發展水平呈現出“北高南低”的空間分布特征。究其原因：第一，西寧市和海東市位于河湟地區，是青海省典型的農業耕作地區，海拔較低，土壤肥沃，氣候宜人，因此，農業基礎較好，農業可持續發展水平較高；第二，海西、海南以及海北州雖然海拔較高，但位于環青海湖一帶，區域內部農業灌溉能力較強，水量充足，適合發展畜牧業；此外，位于南部的玉樹州和果洛州，平均海拔均在4000 m 以上，氣候寒冷，農作物生長條件差，并且較為寒冷的氣候也不適于畜牧業的發展，因此，在這些地區農業可持續發展水平較低。簡而言之，雖然近年來青海省農業可持續發展水平在一定程度上得到了改善，但其水平仍然較低，農業可持續發展空間巨大。

2.2 青海省農業可持續發展水平區域差異分析

泰爾指數是衡量區域內部經濟指標差異的典型指數。為準確分析青海省農業可持續發展的區域差異水平，本文將青海省劃分為三大地區，分別為東部河湟經濟區（包括西寧市和海東市）、牧區五州經濟區（包括海北藏族自治州、黃南藏族自治州、海南藏族自治州、果洛藏族自治州及玉樹藏族自治州）以及西部柴達木經濟區（海西州），而后測算青海省農業可持續發展水平的泰爾指數（表4）。

表4 2011—2020 年青海省農業可持續發展泰爾指數Table 4 Thiel index of sustainable agricultural development in Qinghai province from 2011 to 2020

從農業可持續發展水平的總體差異來看，2011—2020 年青海省農業可持續發展水平的總體差異呈現出在波動中下降的趨勢，具體而言，2011—2012 年，泰爾指數由0.628 下降至0.560，此后，這種差異不斷擴大，表現為泰爾指數上升至2015 年的最高點（0.664），說明在此期間青海省農業可持續發展水平差異不斷擴大。2016—2020 年，總體差異指數表現出在波動中逐漸下降的趨勢，說明區域總體差異不斷縮小，值得一提的是，2017—2020 年青海省農業可持續發展水平總體差異迅速縮小，這主要是由于黨的十九大提出了“鄉村振興”戰略，把“三農”問題作為全黨工作的重中之重，農業落后、農業區域發展差距大的問題引起了政府的高度重視，因此，在此期間，農業可持續發展水平的區域差異不斷縮小。

從組間差異指數和組內差異指數來看，2011—2020年青海省農業可持續發展水平的組間差異指數呈現出倒“V”型的變化趨勢。具體表現為2011—2015 年，農業可持續發展水平的組間差異系數由0.368 上升為0.439，這說明在此期間，農業可持續發展水平在區域間的發展差距較大，此后，這種區域間的差異不斷縮小至2020 年的0.091，由此可見，鄉村振興戰略的實施在很大程度上縮小了青海省農業可持續發展水平的區域間差距。農業可持續發展水平的組內差異指數呈現出明顯的“V”型特征，具體表現為2011—2016 年，青海省農業可持續發展水平組內差異指數由0.26 下降至低點0.072，而此后這種組內差異指數不斷上升至2020 年的0.276，可能的原因是隨著“鄉村振興”戰略的實施，各級政府為了響應政策的號召，加大了對農業發展的扶持力度，這必然導致區域內部農業發展的差異不斷擴大，因此，在2016 年以后，區域內部差異指數呈現出不斷增加的趨勢。

與此對應的是，青海省農業可持續發展水平的區域差異指數呈現由組間差異向組內差異過渡的趨勢，具體表現為青海省農業可持續發展水平組間差異指數占比由2011 年的58.61%上升至2016 年的82.83%，此后，組間差異占比不斷下降，到2020 年，組間差異指數占比僅為24.82%。

總體而言，鄉村振興戰略的實施在很大程度上縮小了青海省農業可持續水平的區域差異，但組間差異向組內差異過渡的現象也表明青海省農業可持續發展水平區域內部差異仍然較突出，需進一步改善。

2.3 青海省農業子系統耦合度及耦合協調度分析

2.3.1 省級層面農業子系統耦合特征分析

從圖1 可以看出，青海省農業子系統耦合度和耦合協調度都呈現出波動中上升的趨勢。農業系統耦合度指數從2011 年的0.2798 上升到2020 年的0.4384，從低水平耦合階段過渡到了拮抗階段，開始從無序向有序演化。耦合協調度指數從0.4713 增加到0.7955，農業系統的協調指數增幅較大，從基本協調過渡到了比較協調。隨著青海省農業系統的耦合度和耦合協調度的提升，青海省的農業可持續發展水平有所上升。因此如果要提高青海省農業可持續發展水平，促進農業各子系統之間的協調度是至關重要的。

圖1 青海省農業子系統耦合特征及其演化Fig.1 Coupling characteristics and evolution of agricultural subsystem in Qinghai province

2.3.2 市州層面農業子系統耦合特征及其演化

從表5 可以看出，2011—2020 年，青海省8 個市州的農業子系統耦合度指數有增有減，但是耦合度位序變化不明顯。2011 年海北州、果洛州、玉樹州處于低水平耦合階段，其余5 個市州處于拮抗階段。海北州從2015 年開始，耦合度從低水平耦合階段上升至拮抗階段，說明農業子系統從無序向有序提升。與2011 年相比，2020 年除了海北州的耦合度等級有所上升外，西寧市、海東市、黃南州、海南州、海西州5 個市州仍然處于拮抗階段，果洛州與玉樹州一直處于低水平耦合階段，西寧市、海東市、海南州、海西州的農業系統耦合度一直處于較高水平，果洛州和玉樹州的農業可持續發展水平一直較低。其中，西寧市的耦合度變化最為明顯，從第1 位降至第4位，說明近年來西寧市農業可持續發展水平在全省的競爭優勢減弱，相反，海東市耦合度的位序提升最明顯，從第4 位上升至第2 位，即海東市的農業可持續性優勢逐漸凸顯。

表5 2011—2020 年青海省各市州耦合度與耦合協調度位序變化表Table 5 Bit order change table of coupling degree and coupling coordination degree in cities and prefectures of Qinghai province from 2011 to 2020

2011—2020 年青海省8 個市州中，除了海東市和海北州的農業子系統耦合協調度有所上升之外，其余6 個市州的耦合協調度均屬于下降狀態，位序變化也比較明顯。從表5 可以看出，西寧市、黃南州、玉樹州和海西州農業子系統的耦合協調性出現了下降，西寧市、黃南州和海西州從基本協調下降至較不協調，玉樹州從基本協調下降至極不協調，說明這幾個市州農業子系統內部協調性出現了失衡。2011 年海東市的農業子系統耦合協調性處于基本協調階段，到2020 年過渡至比較協調，說明海東市農業“經濟-資源-環境-社會”系統之間更加協調，提高了農業可持續水平。海北州和黃南州2011—2020 年一直處于基本協調階段，這2 個州的農業可持續發展水平也較穩定，果洛州一直處于極不協調階段，所以要提高青海省整體的農業可持續發展水平，促進果洛州各農業子系統之間的協調性是很有必要的。從位序變化來看，海東市位序上升速度是最快的，從第4 上升至第1；此外，海北州也上升了2 個位序，果洛州和玉樹州位序沒有改變，一直處于青海省末尾，說明它們農業子系統內部協調性出現了嚴重失衡，致使農業可持續發展水平無法提升，其余4 個市州的位序都有所下降，西寧市、黃南州和海南州都下降了1 個位序，海西州下降了2 個位序，海西州的農業可持續發展水平雖在全省一直處于較高水平，但上升幅度較低，特別是2019—2020 年出現了下降趨勢，這可能與農業子系統內部出現失衡有關。

基于2011—2020 年青海省耦合協調度數據可以發現，在2011—2018 年青海省8 個市州農業子系統耦合協調度呈現“南高北低”的空間分布格局，相對于其他市州，果洛州和玉樹州的耦合協調度表現出極低的特征。究其原因：（1）從農業經濟子系統分析：果洛州與玉樹州在青海省中處于經濟發展最為落后的兩個州，2020 年青海省生產總值為3005.92 億元，而果洛州和玉樹州的生產總值分別為48.9 億元、63.6 億元，分別只占全省總產值的1.63%和2.12%，導致這兩個州在農業中的投入有限，制約了農業經濟子系統的發展；（2）從農業資源子系統分析：果洛州與玉樹州海拔高，資源條件匱乏，2018 年青海省耕地面積為589736.6 hm2，果洛州與玉樹州只占全省耕地面積的0.22%與0.24%，此外這兩個州地處偏僻，農業機械化水平也非常低，導致農業資源子系統發展程度不高；（3）從農業環境子系統分析：果洛州與玉樹州平均海拔4000 m 以上，高寒缺氧，氣溫低，光輻射強，晝夜溫差大，環境惡劣，自然災害較多；（4）從農業社會子系統分析：在青海省8 個市州內，果洛州與玉樹州的社會發展水平較為落后，為農業的可持續發展提供的動力有限。因此，2011—2018 年青海省各市州農業子系統的耦合協調度呈現“南高北低”的空間布局。這與各市州農業可持續發展水平是相對應的，農業經濟、資源、環境、社會子系統之間越協調，農業可持續發展水平就更高。2020 年，青海省8 個市州農業子系統耦合協調度開始呈現“東高西低”的空間分布格局，主要表現為海西州的耦合協調度下降，海西州地處偏僻，氣候干燥，礦產資源豐富，但是近年來農業生產發展較為滯后，2020 年海西州的生產總值構成中，農林牧漁業產值所占比重僅為6.8%，并且因農業經濟和農業社會的發展，農業資源和農業環境面臨的壓力逐年增加。

果洛州、玉樹州和海西州這三個州所占總面積為青海省總面積的82.67%，所以這三個州的農業發展水平對于提高青海省整體的農業可持續水平具有非常重要的作用，但是這三個州因所處位置和自然條件的原因，農業可持續子系統的耦合度和耦合協調性一直都是相對較低的，尤其是果洛州和玉樹州，2020 年農業子系統耦合協調度都表現為極不協調，成為青海省農業可持續發展進程中的瓶頸和制約因素。

3 結論

本文基于2011—2020 年的統計數據，從農業經濟系統、農業資源系統、農業環境系統、農業社會系統4 個維度構建了青海省農業可持續發展的指標體系，并且運用熵值法、泰爾指數、耦合度和耦合協調度模型對青海省8個市州的農業可持續發展水平進行了評價，并對區域差異性和農業子系統的耦合度和耦合協調度進行了分析，得到了以下結論：2011—2020 年青海省農業可持續發展水平雖然整體水平較低，但呈現波動中不斷上升的趨勢。從時序演變特征來看，青海省8 個市州中，農業可持續發展水平都具有一定的波動性，從空間演化規律來看，8 個市州的農業可持續發展水平呈現出“北高南低”的特征；從泰爾指數的分析結果來看，青海省農業可持續發展水平的整體差異呈現在波動中下降的趨勢，青海省農業可持續發展水平的組間差異指數呈現出倒“V”型的變化趨勢，組內差異指數呈現“V”型特征；青海省農業子系統的耦合度和耦合協調度都具有波動中上升的趨勢，耦合度從低水平耦合階段向拮抗階段過渡，經歷了從無序到有序的提升；耦合協調度指數從基本協調過渡到了比較協調，綜合發展水平較好；青海省8 個市州的農業子系統耦合度都處于一個較低水平耦合階段。從時序演變特征來看，西寧市、黃南州和海西州從2011 年的基本協調階段下降至2020 年的較不協調階段，玉樹州從基本協調階段下降至極不協調階段；海東市從2011 年的基本協調階段上升至2020 年的比較協調階段；海北州和海南州一直處于基本協調階段，果洛州一直處于極不協調階段。從空間演化特征來看，2011—2018 年青海省8 個市州的農業子系統耦合協調度呈現“南高北低”的空間分布格局，到2020 年呈現“東高西低”的特征，主要表現為海西州農業子系統的耦合協調度下降。

通過分析可知，青海省整體農業可持續發展水平有所提升，但各市州農業發展可持續性穩定性不強，存在明顯的地域差異，并且農業子系統處于低耦合水平和極不協調的發展階段，未來須不斷加強各地區之間資源共享，縮小區域發展差異，提高青海省農業可持續發展整體水平。