论文部分内容阅读
内容提要：水土保持是农业与农村经济可持续发展的重要环节。本文使用甘肃省1990—2007年的农村经济和水土保持指标数据，运用主成分分析法，对水土保持与农村经济社会发展进行耦合度评价，发现甘肃省水土保持与农村经济社会发展速度不同步，进一步通过耦合协调度分析，得出通过整合一切可利用物力与人力资源，全面加强水土流失治理，可以促进甘肃农村经济持续、健康、稳定发展。
关键词：水土保持；可持续发展；耦合
中图分类号：F32742 文献标识码：A 文章编号：1003-4161(2010)06-0030-04
水土保持生态建设可以改善农村生态与环境及调整农村土地利用结构，水土保持产业可以促进农村经济发展，增加农民收入，这种生态和产业的双重性决定了水土保持对于农村经济可持续发展有着重要的支撑作用，从系统论和协同学的角度来讲，二者之间存在着耦合关系。为此，本文定量研究了两者的耦合程度，首先选取能反映各系统主要特征和状况的指标，然后通过一些数学方法，用所选取的指标数据计算各系统的得分情况，最后根据得分情况来判断系统间的耦合程度和协调发展度。
一、数据的来源及处理（一）指标的选取
遵循科学性、系统性、可操作性的原则，结合水土保持和农村经济社会发展这两个系统各自的内涵和特征，确定的指标如表1所示。由于对水土保持进行衡量的指标较难获取，我们选择了7个能直接或间接反映水土保持情况的指标，这7个指标能较动态地反映水土保持、特别是水土保持治理的总体状况。农业经济社会发展涉及的面较广，我们选取了14个指标来综合地反映甘肃省农村经济社会发展情况。
（二）数据的标准化
选取1990—2007年各指标的数据。考虑到原始数据间量纲不同且指标间数据量级存在明显的差异，在使用上述指标前，需要对原始数据进行标准化处理。采用极值法进行标准化处
理，使每个指标介于［0，1］之间。考虑到每个指标对系统的影响存在差异，有些指标数值越大，系统发展程度越好，有些则是指标数值越小，系统发展程度越好，前者即是所谓的正作用指标，后者则是负作用指标。对于正作用指标，其标准化计算公式为：
（一）系统综合评价指数
在计算各系统间的耦合程度之前，要得出各年各系统的综合评价指数。系统的综合评价指数一般可以根据下式计算：
Ui=∑mi=1Wi×Pi
式中Ui为某一系统综合评价指数，Pi为各指标的标准化数值，Wi为各指标的权重值。
（二）指标权重值的确定
从上式可以看出，系统综合评价指数取决于各指标标准化后的数值和指标权重值，评价指标权重值反映了评价指标在整个指标体系中的相对重要性，将直接影响到综合评价指数的大小。目前，有关评价指标权重的计算方法主要有德尔菲法（专家评分法）、层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）、主成分分析法等。前两种方法都需要请专家凭借自己的经验和阅历给出各个评价指标的相对权重值，带有较强的主观性。主成分分析法则是通过对现实数据资料的分析，通过降维的方法，把多个复杂的因素归一为几个主要因素（主成分或主因子），原则上，提取的主成分应该保证累计贡献率在85%以上。而这几个主要因素可以尽可能多地保留原始因素所表示的信息，并具有较强的可解释性。然后通过求出的主成分载荷矩阵，利用方差极大正交旋转法，可以求出因子载荷矩阵。再利用原始数据的相关系数矩阵与每一列因子载荷向量建立回归方程，可求出各个系数主成分分量贡献值，根据其与对应方差贡献的组合，便可以求得各个评价指标的权重值。利用主成分分析法计算影响指标的权重，能够客观地确定权重值大小，可以避免德尔菲法、层次分析法等方法的主观随意性缺点，因此是系统综合评价的一个简单易行的方法。
（三）水土保持与农村经济社会评价指数的计算
在对数据进行标准化处理后，使用SPSS统计软件采取主成分分析法，以特征值≥1且主成分累积贡献率≥85%提出公因子。甘肃水土保持有一个公因子，农村经济社会发展有三个公因子，累积贡献率分别为86.12%和96.11%，说明提取两个主成分能够反映全部指标的信息。用最大方程旋转法（Varimax）进行甘肃水土保持和农村经济社会发展因子旋转后得到因子载荷矩阵。用初始因子载荷矩阵中的数据除以主成分相对应的特征值平方根便得到两个主成分中每个指标所对应的系数，然后用第一主成分中每个指标所对应的系数乘上其所对应的贡献率再除以所提取两个主成分的两个贡献率之和，然后加上第二主成分中每个指标所对应的系数乘上其所对应的贡献率再除以所提取两个主成分的两个贡献率之和，便得到各指标的总系数，将这些系数进行归一化处理，便是各指标的权重值。各指标的标准化数值乘以权重之和就得到总和评价指数。表2列出了1990—2007年甘肃省水土保持和农村经济社会发展的综合评价指数。
从上表可以看出，根据我们的评价指标体系，总体而言，1990年以来，甘肃省水土保持和农村经济社会发展都出现了较快的增长势头。但是，相比较而言，水土保持指数的增长较为稳定，而农村经济社会发展指数的增长则表现出了较大的波动性，一些年份甚至出现了较大幅度的下降，这主要是农村经济社会发展较多地受到粮食价格、政府政策、宏观经济形势等方面的影响。例如在上世纪90年代初，国家较大幅度提高了粮食收购价格，从而使得农民收入有了较快增长，从而农村经济社会发展指数也出现了大幅度增加；亚洲经济危机之后，宏观经济形势的恶化使得农民收入减少，农村经济社会发展指数也出现了减小；近几年，随着国家惠农政策的大量出台，农村经济社会发展指数又出现了快速增长。
三、甘肃省水土保持与农村经济社会发展耦合评价
（一）水土保持与农村经济社会发展耦合评价的度量标准
据耦合机制评价的度量标准，我们将水土保持与农村经济社会发展耦合度量标准分为发展级别作发展基本类型标准。对指数进行分级，水土保持级别标准是根据指数得分，把0~1之间划分为4个层次：0~0.25为低级发展类，0.25~0.5为初级发展类，0.5~0.75为中等发展类，0.75~1为高级发展类。发展基本类型根据指数f（X）和g（Y）的对比关系，以f（X）＝g（Y）为基准，f（X）＜g（Y）为水土保持滞后型，f（X）＞g（Y）为农村经济社会发展滞后型。
依据上述度量标准，我们可以对甘肃省1990—2007年水土保持与农村经济社会发展的耦合情况进行评价，具体结果见表3所示。
从表3可以看出，甘肃省水土保持与农村经济社会发展的速度是不一致的。根据我们的评价指标，在1995年之前，水土保持滞后于农村经济社会的发展；而在20世纪90年代中期后，由于政府对水土保持的投入不断加大，水土保持系统的得分迅速增加，而日益严重的“三农”问题困扰着农村经济的发展、社会的进步，使得水土保持系统的得分超过了农村经济社会发展系统的得分，出现了农村经济社会发展滞后于水土保持的情况；近几年来，随着政府大量惠农政策的出台实施，“新农村”建设在各地深入开展，二者的差距开始缩小，甚至在2006年之后出现了水土保持滞后于农村经济社会发展的情况。
（二）水土保持与农村经济社会发展耦合协调度
关于水土保持和农村经济社会发展的协调度可以用下面的公式计算：
C=f(X)g(Y)f(X)+g(Y)22k
式中C为水土保持和农村经济社会发展的协调度，k为调节系数，一般2≤k≤5；f（X）为水土保持综合评价指数，g（Y）为农村经济社会发展综合评价指数。显然，协调度C的取值在0~1之间，最大值亦即最佳协调状态；反之，C越小，越不协调。
协调度反映的只是水土保持与农村经济社会发展的协调状况，而对整个区域而言，却难以反映出区域的整体发展实力情况，即本区域是处于高水平协调发展，还是低水平协调发展。为此，我们还需要采用协调发展度这一指标来度量水土保持与农村经济社会发展水平高低。其计算公式为：
D=C×T
T=αf(X)+βg(Y)
式中，D为协调发展度；C为协调度；T为水土保持与农村经济社会发展综合评价指数，反映了两者的整体效益与水平，α、β为待定权数，我们认为水土保持与农村经济社会发展同等重要，故α、β的取值相同，均设定为0.5。协调发展度D综合了水土保持与农村经济社会发展C以及两者所处的发展层次T，而且协调发展度D在一定程度上可反映出水土保持与农村经济社会发展的动态变化趋势，因此协调发展度具有更高的稳定性及更广的适用范围。
我们可以按照协调度的大小来判断系统间的耦合程度。根据黄海峰（2006）的研究，协调度可以划分为八个等级（表4）。
根据表6中的数据可以看出，1990—2007甘肃省水土保持与农村经济社会发展的耦合程度在不断提高，显示出了甘肃省水土保持与农村经济社会发展的运动轨迹表现出了较为明显的相似性。而以D表征的甘肃省水土保持与农村经济社会发展的动态关系说明在1995年前，水土保持滞后于农村经济社会发展水平，而伴随着国家水土流失治理力度的加大、退耕还林（草）工程的开展，水土保持的水平不断提高，转而表现为农村经济社会发展滞后的特点。近年来，随着国家一系列惠农政策的出台、实施，农村经济社会发展迅猛，水土保持与农村经济发展之间的协调度日益提高。而2006年之后的数据则表明甘肃省的水土保持与农村经济社会发展的耦合类型已经属于“优质协调水土保持滞后型”。虽然C、D得分存在差异，表现在水土保持与农村经济社会发展的耦合关系上有不同程度的特征，但总体趋势基本一致。通过前文的分析我们知道，水土保持与农村经济社会发展之间存在着相互影响、相互促进的关系，二者之间应该建立起一种良性互动的关系来实现共同发展。尽管甘肃省水土保持与农村经济社会发展的耦合程度在不断提高，但仍是可以进行“帕累托改进”的：在水土保持滞后时，我们可以采取加强水土流失治理、封山育林等措施，这样不仅能提高耦合度，而且能够促进农村经济社会发展；而当农村经济社会发展滞后时，我们则需要增加对涉农的财政投入，实行更有利于农业发展和农民增收的政策措施，从而避免陷入所谓的“贫困——人口增加——环境恶化”（PPE）怪圈。
基金项目：甘肃省水利厅2009年度重要研究项目。
参考文献：
［1］杨士弘.城市生态经济学［M］.科学出版社，2003.
［2］王强.产业结构效益与生态环境质量耦合研究——以济南市为例［D］.山东师范大学硕士学位论文，2007.
［3］雷敏.生态脆弱区生态环境与城市化耦合研究［D］.西北大学博士学位论文，2008.
［4］黄海峰.珠三角地区环境与经济协调发展以及GIS技术应用［D］.中国科学院研究生院博士学位论文，2007.
［5］方创琳等.中国西部生态经济走廊［M］.商务印书馆，2004.
［6］黄金川等.三峡库区城市化与生态环境耦合关系定量辨识［J］.长江流域资源与环境，2004，（02）.
［作者简介］王建兵（1971—），男，副研究员，副所长，博士。主要研究方向：生态经济与农村贫困问题。
［收稿日期］2010-08-10
责编：启方；校对：林月
关键词：水土保持；可持续发展；耦合
中图分类号：F32742 文献标识码：A 文章编号：1003-4161(2010)06-0030-04
水土保持生态建设可以改善农村生态与环境及调整农村土地利用结构，水土保持产业可以促进农村经济发展，增加农民收入，这种生态和产业的双重性决定了水土保持对于农村经济可持续发展有着重要的支撑作用，从系统论和协同学的角度来讲，二者之间存在着耦合关系。为此，本文定量研究了两者的耦合程度，首先选取能反映各系统主要特征和状况的指标，然后通过一些数学方法，用所选取的指标数据计算各系统的得分情况，最后根据得分情况来判断系统间的耦合程度和协调发展度。
一、数据的来源及处理（一）指标的选取
遵循科学性、系统性、可操作性的原则，结合水土保持和农村经济社会发展这两个系统各自的内涵和特征，确定的指标如表1所示。由于对水土保持进行衡量的指标较难获取，我们选择了7个能直接或间接反映水土保持情况的指标，这7个指标能较动态地反映水土保持、特别是水土保持治理的总体状况。农业经济社会发展涉及的面较广，我们选取了14个指标来综合地反映甘肃省农村经济社会发展情况。
（二）数据的标准化
选取1990—2007年各指标的数据。考虑到原始数据间量纲不同且指标间数据量级存在明显的差异，在使用上述指标前，需要对原始数据进行标准化处理。采用极值法进行标准化处
理，使每个指标介于［0，1］之间。考虑到每个指标对系统的影响存在差异，有些指标数值越大，系统发展程度越好，有些则是指标数值越小，系统发展程度越好，前者即是所谓的正作用指标，后者则是负作用指标。对于正作用指标，其标准化计算公式为：
（一）系统综合评价指数
在计算各系统间的耦合程度之前，要得出各年各系统的综合评价指数。系统的综合评价指数一般可以根据下式计算：
Ui=∑mi=1Wi×Pi
式中Ui为某一系统综合评价指数，Pi为各指标的标准化数值，Wi为各指标的权重值。
（二）指标权重值的确定
从上式可以看出，系统综合评价指数取决于各指标标准化后的数值和指标权重值，评价指标权重值反映了评价指标在整个指标体系中的相对重要性，将直接影响到综合评价指数的大小。目前，有关评价指标权重的计算方法主要有德尔菲法（专家评分法）、层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）、主成分分析法等。前两种方法都需要请专家凭借自己的经验和阅历给出各个评价指标的相对权重值，带有较强的主观性。主成分分析法则是通过对现实数据资料的分析，通过降维的方法，把多个复杂的因素归一为几个主要因素（主成分或主因子），原则上，提取的主成分应该保证累计贡献率在85%以上。而这几个主要因素可以尽可能多地保留原始因素所表示的信息，并具有较强的可解释性。然后通过求出的主成分载荷矩阵，利用方差极大正交旋转法，可以求出因子载荷矩阵。再利用原始数据的相关系数矩阵与每一列因子载荷向量建立回归方程，可求出各个系数主成分分量贡献值，根据其与对应方差贡献的组合，便可以求得各个评价指标的权重值。利用主成分分析法计算影响指标的权重，能够客观地确定权重值大小，可以避免德尔菲法、层次分析法等方法的主观随意性缺点，因此是系统综合评价的一个简单易行的方法。
（三）水土保持与农村经济社会评价指数的计算
在对数据进行标准化处理后，使用SPSS统计软件采取主成分分析法，以特征值≥1且主成分累积贡献率≥85%提出公因子。甘肃水土保持有一个公因子，农村经济社会发展有三个公因子，累积贡献率分别为86.12%和96.11%，说明提取两个主成分能够反映全部指标的信息。用最大方程旋转法（Varimax）进行甘肃水土保持和农村经济社会发展因子旋转后得到因子载荷矩阵。用初始因子载荷矩阵中的数据除以主成分相对应的特征值平方根便得到两个主成分中每个指标所对应的系数，然后用第一主成分中每个指标所对应的系数乘上其所对应的贡献率再除以所提取两个主成分的两个贡献率之和，然后加上第二主成分中每个指标所对应的系数乘上其所对应的贡献率再除以所提取两个主成分的两个贡献率之和，便得到各指标的总系数，将这些系数进行归一化处理，便是各指标的权重值。各指标的标准化数值乘以权重之和就得到总和评价指数。表2列出了1990—2007年甘肃省水土保持和农村经济社会发展的综合评价指数。
从上表可以看出，根据我们的评价指标体系，总体而言，1990年以来，甘肃省水土保持和农村经济社会发展都出现了较快的增长势头。但是，相比较而言，水土保持指数的增长较为稳定，而农村经济社会发展指数的增长则表现出了较大的波动性，一些年份甚至出现了较大幅度的下降，这主要是农村经济社会发展较多地受到粮食价格、政府政策、宏观经济形势等方面的影响。例如在上世纪90年代初，国家较大幅度提高了粮食收购价格，从而使得农民收入有了较快增长，从而农村经济社会发展指数也出现了大幅度增加；亚洲经济危机之后，宏观经济形势的恶化使得农民收入减少，农村经济社会发展指数也出现了减小；近几年，随着国家惠农政策的大量出台，农村经济社会发展指数又出现了快速增长。
三、甘肃省水土保持与农村经济社会发展耦合评价
（一）水土保持与农村经济社会发展耦合评价的度量标准
据耦合机制评价的度量标准，我们将水土保持与农村经济社会发展耦合度量标准分为发展级别作发展基本类型标准。对指数进行分级，水土保持级别标准是根据指数得分，把0~1之间划分为4个层次：0~0.25为低级发展类，0.25~0.5为初级发展类，0.5~0.75为中等发展类，0.75~1为高级发展类。发展基本类型根据指数f（X）和g（Y）的对比关系，以f（X）＝g（Y）为基准，f（X）＜g（Y）为水土保持滞后型，f（X）＞g（Y）为农村经济社会发展滞后型。
依据上述度量标准，我们可以对甘肃省1990—2007年水土保持与农村经济社会发展的耦合情况进行评价，具体结果见表3所示。
从表3可以看出，甘肃省水土保持与农村经济社会发展的速度是不一致的。根据我们的评价指标，在1995年之前，水土保持滞后于农村经济社会的发展；而在20世纪90年代中期后，由于政府对水土保持的投入不断加大，水土保持系统的得分迅速增加，而日益严重的“三农”问题困扰着农村经济的发展、社会的进步，使得水土保持系统的得分超过了农村经济社会发展系统的得分，出现了农村经济社会发展滞后于水土保持的情况；近几年来，随着政府大量惠农政策的出台实施，“新农村”建设在各地深入开展，二者的差距开始缩小，甚至在2006年之后出现了水土保持滞后于农村经济社会发展的情况。
（二）水土保持与农村经济社会发展耦合协调度
关于水土保持和农村经济社会发展的协调度可以用下面的公式计算：
C=f(X)g(Y)f(X)+g(Y)22k
式中C为水土保持和农村经济社会发展的协调度，k为调节系数，一般2≤k≤5；f（X）为水土保持综合评价指数，g（Y）为农村经济社会发展综合评价指数。显然，协调度C的取值在0~1之间，最大值亦即最佳协调状态；反之，C越小，越不协调。
协调度反映的只是水土保持与农村经济社会发展的协调状况，而对整个区域而言，却难以反映出区域的整体发展实力情况，即本区域是处于高水平协调发展，还是低水平协调发展。为此，我们还需要采用协调发展度这一指标来度量水土保持与农村经济社会发展水平高低。其计算公式为：
D=C×T
T=αf(X)+βg(Y)
式中，D为协调发展度；C为协调度；T为水土保持与农村经济社会发展综合评价指数，反映了两者的整体效益与水平，α、β为待定权数，我们认为水土保持与农村经济社会发展同等重要，故α、β的取值相同，均设定为0.5。协调发展度D综合了水土保持与农村经济社会发展C以及两者所处的发展层次T，而且协调发展度D在一定程度上可反映出水土保持与农村经济社会发展的动态变化趋势，因此协调发展度具有更高的稳定性及更广的适用范围。
我们可以按照协调度的大小来判断系统间的耦合程度。根据黄海峰（2006）的研究，协调度可以划分为八个等级（表4）。
根据表6中的数据可以看出，1990—2007甘肃省水土保持与农村经济社会发展的耦合程度在不断提高，显示出了甘肃省水土保持与农村经济社会发展的运动轨迹表现出了较为明显的相似性。而以D表征的甘肃省水土保持与农村经济社会发展的动态关系说明在1995年前，水土保持滞后于农村经济社会发展水平，而伴随着国家水土流失治理力度的加大、退耕还林（草）工程的开展，水土保持的水平不断提高，转而表现为农村经济社会发展滞后的特点。近年来，随着国家一系列惠农政策的出台、实施，农村经济社会发展迅猛，水土保持与农村经济发展之间的协调度日益提高。而2006年之后的数据则表明甘肃省的水土保持与农村经济社会发展的耦合类型已经属于“优质协调水土保持滞后型”。虽然C、D得分存在差异，表现在水土保持与农村经济社会发展的耦合关系上有不同程度的特征，但总体趋势基本一致。通过前文的分析我们知道，水土保持与农村经济社会发展之间存在着相互影响、相互促进的关系，二者之间应该建立起一种良性互动的关系来实现共同发展。尽管甘肃省水土保持与农村经济社会发展的耦合程度在不断提高，但仍是可以进行“帕累托改进”的：在水土保持滞后时，我们可以采取加强水土流失治理、封山育林等措施，这样不仅能提高耦合度，而且能够促进农村经济社会发展；而当农村经济社会发展滞后时，我们则需要增加对涉农的财政投入，实行更有利于农业发展和农民增收的政策措施，从而避免陷入所谓的“贫困——人口增加——环境恶化”（PPE）怪圈。
基金项目：甘肃省水利厅2009年度重要研究项目。
参考文献：
［1］杨士弘.城市生态经济学［M］.科学出版社，2003.
［2］王强.产业结构效益与生态环境质量耦合研究——以济南市为例［D］.山东师范大学硕士学位论文，2007.
［3］雷敏.生态脆弱区生态环境与城市化耦合研究［D］.西北大学博士学位论文，2008.
［4］黄海峰.珠三角地区环境与经济协调发展以及GIS技术应用［D］.中国科学院研究生院博士学位论文，2007.
［5］方创琳等.中国西部生态经济走廊［M］.商务印书馆，2004.
［6］黄金川等.三峡库区城市化与生态环境耦合关系定量辨识［J］.长江流域资源与环境，2004，（02）.
［作者简介］王建兵（1971—），男，副研究员，副所长，博士。主要研究方向：生态经济与农村贫困问题。
［收稿日期］2010-08-10
责编：启方；校对：林月