全 文 ：1949-2008 年黄土高原沟壑区农业生态经济系统
耦合分析———以陕西长武县为例*
张建军1,3 摇 张晓萍1,2**摇 王继军1,2 摇 郝明德1,2 摇 徐金鹏2
( 1 中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室, 陕西杨凌 712100; 2 西北农林科技大
学资源环境学院, 陕西杨凌 712100; 3 中国科学院研究生院, 北京 100049)
摘摇 要摇 在分析农业经济系统与农业生态系统相互胁迫、动态演进关系的基础上,采用改进
的熵值法确定了位于黄土高原沟壑区的长武县农业生态经济系统评价指标权重,利用耦合度
模型分析了 1949-2008 年长武县农业生态经济系统耦合规律.结果表明:1949-2008 年,长武
县农业生态经济系统的发展经历了“粗放式传统农业阶段鄄农业机械化进程阶段鄄前现代化农
业协调发展阶段冶3 个历史时期,与国家宏观经济政策调控效应基本吻合,系统耦合在“协调
发展冶和“极限发展冶间经历了两起两落的急剧变化过程. 1955-1961 年、1984-1992 年,长武
县农业生态经济系统处于极限化耦合态势;1962-1965 年、1981-1983 年,为纠正前阶段宏观
政策后的快速过渡期;1949-1954 年、1966-1980 年为生态系统与经济系统的低水平协调发展
阶段;1993 年以后,农业生态经济系统经过螺旋式发展,进入高水平协调发展阶段.目前,长武
县农业生态经济系统有突破协调发展水平,并向极限化发展的潜在危险.良好的农业政策和
外部环境能够促进农业生态经济系统在协调发展的水平上稳定发展,反之,容易出现系统相
悖发展的局面.
关键词摇 农业生态系统摇 农业经济系统摇 耦合度摇 黄土高原沟壑区摇 长武县
*中国科学院知识创新工程重大项目(KSCX鄄YW鄄09鄄07)和黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室专项(10502鄄Z12鄄1)资助.
**通讯作者. E鄄mail: zhangxp@ ms. iswc. ac. cn
2010鄄08鄄11 收稿,2010鄄12鄄14 接受.
文章编号摇 1001-9332(2011)03-0755-08摇 中图分类号摇 Q14;S181;X24摇 文献标识码摇 A
Coupling analysis of agro鄄ecolomic system in gully area of Loess Plateau in 1949-2008: A
case study in Changwu County of Shaanxi Province. ZHANG Jian鄄jun1,3, ZHANG Xiao鄄
ping1,2, WANG Ji鄄jun1,2, HAO Ming鄄de1,2, XU Jin鄄peng2 ( 1State Key Laboratory of Soil Erosion
and Dryland Farming on the Loess Plateau, Institute of Soil and Water Conservation, Chinese Acade鄄
my of Sciences and Ministry of Water Resources, Yangling 712100, Shaanxi, China; 2College of Re鄄
sources and Environment, Northwest A & F University, Yangling 712100, Shaanxi, China;
3Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China) . 鄄Chin. J. Appl.
Ecol. ,2011,22(3): 755-762.
Abstract: Based on the analysis of the coercing and dynamic evolution relationships between agro鄄
economic system and agro鄄ecological system, and by using modified entropy method, the weight of
each evaluation index for the agro鄄ecolomic system in Changwu County of Shaanxi Province was
determined, and, by employing coupling degree model, the coupling processes of agro鄄ecolomic
system in the gullyarea of Loess Plateau were investigated. From 1949 to 2008, the agro鄄ecolomic
system in the County experienced three stages of “ traditional extensive agriculture冶, “agricultural
mechanization冶, and “ agricultural pre鄄modernization冶. In corresponding to the implement of na鄄
tional macro policies, the coupling degree of the agro鄄ecolomic system reached two peaks standing
for utmost increasing phase and three valleys standing for coordinate development phase. Periods
1955-1961 and 1984 -1992 were the utmost increasing phases of the coupling degree; periods
1962-1965 and 1981-1983 were the rapid transition periods responding to the national鄄wide poli鄄
cies controlling; while periods 1949-1954 and 1966-1980 were the low鄄level coordinated develop鄄
ment phases. Since 1993, the system had been in the harmonious phase by a spiral development.
应 用 生 态 学 报摇 2011 年 3 月摇 第 22 卷摇 第 3 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Mar. 2011,22(3): 755-762
At present, the system had a potential risk of changing from the harmonious phase to the utmost de鄄
velopment phase. Appropriate agricultural policies and better external environment could promote
the stable development of the agro鄄ecolomic system on a harmonious level; otherwise, a retrogres鄄
sive system might be expected.
Key words: agro鄄ecological system; agro鄄economic system; coupling degree; gully area of Loess
Plateau; Changwu County.
摇 摇 20 世纪 70 年代中、后期,为治理黄土高原强烈
的土壤侵蚀和改善贫穷落后的经济状况,开创性地
提出并成功将资源开发、经济和社会发展融为一体,
进行了以小流域为单元的水土流失治理工作[1],该
项工作是生态经济学思想与理念在中国早期应用的
雏形.随后相继涌现出如水土保持型生态农业[2]、
商品型生态农业[3]、农业生态经济安全[4]、生态经
济系统健康[5]等不同概念,它们在保持农业产业与
资源存量平衡以及建立持续高效农业生态经济系统
的目标上是一致的.
生态经济系统研究具有显著的时鄄空属性[6] .早
期小流域尺度的生态经济研究,多从恢复生态
学[7]、发展经济学[8]以及农业生态系统演变规律和
小流域农业生态经济系统耦合态势[9-12]等方面展
开,取得了系列研究成果,为区域生态经济的发展提
供了科学支持.然而对于小流域的相关研究,多以该
流域自然资源演替和承载力为前提,没有充分考虑
区域性社会经济背景的变化和驱动能力,使其治理
模式和成功经验难以在不同区域间推广[13] .只有在
区域以上层次的生态经济系统中,其环境、资源等问
题才能与政策、产业、市场、调配等因素密切结合,其
管理和对策才具有持续性[13-14] .
系统耦合的概念与模型[15],已在水资源持续利
用[16]、城市化进程[17-18]、土地利用效益评价[19]、农
业生态经济系统[9]等领域得到广泛应用. 西部大开
发政策背景下,退耕还林(草)工程在黄土高原生态
环境建设中发挥了巨大作用,科技发展也带来了第
三产业的崛起,使农业比较效益有所下降.作为优质
苹果产地的黄土高原沟壑区,大力发展林果业为农
业可持续发展带来了很大活力[20] .明确农业生态系
统与农业经济系统间的胁迫机制及其耦合关系,对
推进黄土高原沟壑区生态修复、促进农业可持续发
展具有重要意义.县域尺度是我国土地持续利用、管
理和规划的基层行政单位.为此,本文以位于黄土高
原沟壑区的陕西长武县为例,通过分析农业生态系
统与经济系统的胁迫关系,建立其演变过程的动态
耦合模型,对 1949-2008 年长武县农业生态经济系
统演变过程进行分析,探讨了农业生态经济系统相
互胁迫过程中的耦合规律,为该区域农业生态经济
系统可持续发展提供科学依据.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究区概况
长武县(34毅59忆-35毅18忆 N,107毅38忆-107毅58忆 E)
位于陕西省咸阳市西北秦陇交界处,塬川相间、沟谷
发育,具有典型的高原沟壑地貌. 全县总面积
567郾 1 km2,海拔 847 ~ 1274 m. 该区属西北内陆暖
温带半湿润大陆性季风气候,冬季长而干冷、夏季短
而凉爽,年均日照 2226郾 5 h,年均气温9郾 1 益,年无
霜期 171 d,年均降水量 587郾 8 mm,降水多集中在
7-9 月. 全县塬地、川地和沟坡地面积比例分别占
24% 、7%和 69% ,是黄土高原沟壑区的典型代表地
区.
1郾 2摇 农业生态系统与农业经济系统耦合模型的建
立
农业经济活动中,人是核心,也是能动地驱动或
调控整个生态经济系统运行方向的主导力量. 农业
生态环境(如区域水、气候和土地资源等)是农业经
济系统存在的物质基础. 不同时空尺度上人口、资
源、环境和科技等要素的耦合,可通过物质循环、能
量流动、信息传递、人口增长和价值流动的过程,使
农业生态经济系统在不同阶段体现出不同的动态平
衡特征[21] .农业生态经济系统得以运行,是基于农
业生态系统和农业经济系统的自我调节能力.但水、
生物和土地等资源在支持农业经济系统高效、持续
发展过程中,受承载力的影响,存在着阈值或临界现
象.自然资源数量和质量对区域农业经济发展的限
制和约束作用,伴随在农业生态经济系统发展的不
同阶段[22] .
受社会政策调控水平和农业生态系统的限制和
制约作用,整个复合系统的发展存在着不同的耦合
效果.农业经济系统和农业生态系统不平衡状态下
的耦合形式有:农业生态平衡得到保持,而农业经济
平衡不能实现;农业经济平衡得到保持,农业生态系
657 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
统受到损害;农业生态经济系统结构严重不合理,复
合系统功能全面失调,水土流失加剧,土地荒漠化扩
大;农业生态和经济平衡状态同时得到保持,自然生
态系统和社会经济系统能长期协调发展,实现土地
资源的可持续利用.
农业生态经济复合系统的发展,实质是在生态
经济规律引导下,运用一定的政策手段,调控生态经
济系统的物流、能流、价值流和信息流,通过系统的
自我调节能力,使系统发展从不协调到协调,从低水
平的生态经济平衡到高水平的生态经济平衡的螺旋
式上升过程.
在明确农业经济系统与农业生态系统相互胁迫
和促进的演进机理基础上,借助系统论中系统演化
的思想建立二者之间的动态耦合模型,以分析由农
业经济系统和农业生态系统组成的复合系统的动态
演变和耦合状态.
农业生态经济系统评价指标体系中各指标(xi)
值可表示为时间的函数:
xi = f i( t)摇 i = 1,2,…,n (1)
农业经济系统与农业生态系统的变化过程都是
非线性过程,其演化方程可表示为:
y = 渍(x1,x2…xn)摇 i = 1,2,…,n (2)
式中:y为系统综合指数;渍为 xi 的非线性函数.
由于非线性系统运动的稳定性取决于一次近似
系统特征根的性质[23],因此在保证运动稳定性的前
提下,将其在原点附近按泰勒级数展开,并略去高次
项 Rn(x1,x2,…,xn) 可以得到上述非线性系统的近
似表达:
y =移
n
i = 1
aixi =移
n
i = 1
ai f i( t)摇 i = 1,2,…,n (3)
根据上述思想,建立农业经济系统(agricultural
economic system, En)与农业生态系统( agro鄄ecosys鄄
tem,El)变化过程的一般函数:
En = p(x) =移
n
i = 1
ai f i( t)摇 i = 1,2,…,n (4)
El = q(y) =移
n
i = 1
bigi( t)摇 i = 1,2,…,n (5)
式中:x、y分别为农业经济系统和农业生态系统的
各元素;a、b分别为相应元素的权重.
鉴于农业经济系统与农业生态系统之间的交互
胁迫关系,各元素必然在对方系统中作为变量.作为
复合系统的子系统,按照一般系统理论[24],农业经
济系统和农业生态系统的演化方程分别如下:
VEn =
鄣En
鄣t =
鄣En
鄣x
鄣x
鄣t +
鄣En
鄣y
鄣y
鄣t (6)
VEl =
鄣El
鄣t =
鄣El
鄣y
鄣y
鄣t +
鄣El
鄣x
鄣x
鄣t (7)
式中:En、El分别为受自身和外来影响下农业经济
系统和农业生态系统的演化状态,即综合指数;VEn、
VEl 分别为农业经济系统和农业生态系统的演化速
度.农业生态经济系统的演化速度(V) 可看作是 VEn
和 VEl 的函数:
V = f(VEn,VEl) (8)
通过分析 V的变化可研究整个系统以及 2个子
系统间的协调耦合关系.
由于可持续发展过程模式是多阶段、多层次的
组合 S型曲线[25],故农业生态经济系统的演化必然
遵循组合 S型发展规律. 假定农业经济系统和农业
生态系统交互胁迫关系呈周期性变化,在每个周期
内,可将 VEn 和 VEl 的演化轨迹投影在一个二维平面
(VEl,VEn) 中来分析 V,这样 V的变化轨迹在坐标系
中近似椭圆(图 1) .由于 V与 VEl的夹角 兹满足 tan 兹
= VEn / VEl,则:
兹 =
arctan(VEn / VEl)
arctan(VEn / VEl) + 180
{ 毅摇
VEl 逸0
VEl < 0
(9)
可将 兹称为耦合度.根据 兹值,可以确定整个系
统的演化状态以及农业经济系统与农业生态系统协
调发展的耦合程度.在一个演化周期内,整个系统将
经历低级共生 (玉)、协调发展 (域)、极限发展
(芋)、再生发展(郁)4 个阶段(图 1),由于系统发展
不是简单的重复,故后一周期生态系统与经济系统
的综合值高于前一周期,导致综合系统的发展呈现
螺旋式上升,表现为:
图 1摇 农业生态经济系统耦合度
Fig. 1摇 Coupling degree of agro鄄ecolomic system.
VEn: 农业经济系统发展速度 Development speed of agro鄄economic sys鄄
tem; VEl: 农业生态系统发展速度 Development speed of agro鄄ecologic
system; 兹: 农业生态经济系统耦合度 Coupling degree of agro鄄ecolomic
system; V: 农业生态经济系统在二维平面中的速度状态 Speed state鄄
ment of agro鄄ecolomic system in the 2鄄D plane.
7573 期摇 摇 摇 摇 摇 张建军等: 1949-2008 年黄土高原沟壑区农业生态经济系统耦合分析———以陕西长武县为例摇
摇 摇 1)当-90毅<兹臆0毅时,系统处于低级共生阶段.
该时期经济系统进程缓慢,基本不受生态系统的限
制和约束,经济系统对生态系统的影响几乎为零.
2)当 0毅<兹臆90毅时,系统处于协调发展阶段,经
济系统比较敏感. 一般耦合度在(45毅,60毅]时为理
想状态;耦合度在(0毅,45毅]时,经济建设滞后,生态
资源利用不足;耦合度在(60毅,90毅]时,生态建设滞
后,生态环境对经济系统的约束与限制日渐显现,潜
伏了不可持续发展的危机.
3)当 90毅<兹臆180毅时,系统处于极限发展阶段.
经济发展的快速推进,对资源的索取和环境的破坏
日益加剧.生态建设的地位在经济建设过程中降低
甚至被忽视,经济建设与生态环境之间的矛盾由激
化到突出,经济系统经历不可持续发展进程. 此时,
系统演进有 3 个方向:一是经济建设与生态环境之
间矛盾不可调节,最终综合系统崩溃,文明倒退,这
种情况不符合社会发展规律,只是理论可能;二是系
统内部自我调整,通过资源配置优化,系统由极限阶
段向再生方向发展,通过低级共生阶段达到更高层
次的协调发展;三是人类采取各种工程、经济、生物、
技术和法律等措施,来调控和缓解系统内部矛盾,使
诸要素不断调整优化,其协调耦合关系向良性发展,
同时越过了再生阶段与低级共生阶段,最终维持在
高水平的耦合状态,系统进入稳定阶段(图 2).
摇 摇 4)当-180毅<兹臆-90毅时,系统处于再生阶段.通
过农业经济系统与农业生态系统之间的自我调节,
二者在交互胁迫关系中重组,矛盾缓和并由相互胁
迫转化为相互促进关系,系统进入共生阶段,农业生
态经济系统进入一个新的循环,从而实现螺旋式上
升发展.
图 2摇 农业生态经济系统耦合度演变机制
Fig. 2 摇 Evolution mechanism of coupling degree of agro鄄ecolo鄄
mic system.
1郾 3摇 指标选取和数据来源
农业生态经济系统是一个复杂的综合体,存在
众多要素间的作用和过程. 在设置农业生态系统与
农业经济系统评价指标体系时,按照简明科学性原
则、系统整体性原则、层次性原则以及可比、可量、可
行性原则[9,12,26],结合黄土高原沟壑区实际情况,建
立反映“农业生态鄄农业经济互动过程冶的指标体系,
形成了由农业生态环境和农业资源 2 个一级指标,
农业人口密度、林草面积率、人均基本农田、粮食单
产实现率等 11 个二级指标所构成的黄土高原沟壑
区农业生态系统指标体系;由农业产业态势和农业
经济水平 2 个一级指标,劳务输出率、工副业贡献
率、人均纯收入、农村恩格尔系数等 10 个指标构成
的农业经济系统评价指标体系(表 1).
本文数据主要源于长武县 1949 -2008 年公布
的年鉴资料.同时,2009 年 10 月对长武县进行 645
份农户问卷调查,通过实际访谈,对 20 世纪 80 年代
至 2008 年家庭人员结构变化、土地数量和利用变
化、农业生产状况、生产资料使用、农业收入等进行
调查,获取了农村经济体制改革以来的农村基本状
况资料.通过查阅统计年鉴、县志,并借鉴调查问卷
以及间接计算,获得评价指标各年份值,对个别缺失
值通过多重替代法[27]确定.
1郾 4摇 指标权重的确定
数据统计过程中对正反指标进行区分,将反相
关指标转化为正相关数值. 为了消除数据的数量级
和量纲的不同对后续耦合度等计算的影响,选择极
差标准化的方法对数据进行标准化处理,公式如下:
xij =
X ij - min(X j)
max(X j) - min(X j)
(10)
式中: i为年份;j为指标序号;X为指标值;x为标准
化值.
在多指标综合评价中,确定指标权重的方法主
要有主观赋权法和客观赋权法. 客观赋权法避免了
主观赋权带来的误差,主要包括熵值法、主成分分析
法、因子分析法、复相关系数法等.郭显光[28]对熵值
法进行了改进,并通过实例验证了该方法在经济效
益评价中的精确度和合理性.因而,本文采用改进的
熵值法[28]对长武县农业生态系统和农业经济系统
中各指标进行赋权(表 1).
1郾 5摇 数据处理
利用 Excel软件对原始数据进行计算,对于个
别缺失值采用 SAS 软件进行多重替代[28](multiple
imputation)和数值模拟,在 Excel中生成相应图表.
857 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
表 1摇 长武县农业生态经济系统的评价指标体系及权重
Table 1摇 Assessment indicators system and weight of agro鄄ecolomic system for Changwu County
子系统
Subsystem
一级指标
First鄄level indicator
二级指标
Second鄄level indicator
权重
Weight
生态系统 生态环境 年降雨量 Annual precipitation 0郾 03
Ecological system Ecological environment 农业人口密度 Agricultural population density 0郾 06
林草面积率 Ratio of forest and grass areas 0郾 06
可灌溉面积率 Proportion of irrigation areas 0郾 13
农田水利覆盖面积率 Proportion of water conservancy project coverage area 0郾 12
土壤侵蚀模数 Soil corrosion modulus 0郾 10
农业资源 人均基本农田 Areas of basic farmland per capita 0郾 06
Agricultural resource 粮食单产实现率 Ratio of per unit area yield of grain production potential 0郾 10
单位农田生产资料投入 Means of production goods input of unit farmland 0郾 15
园地比重 Proportion of orchard to total producing areas 0郾 14
农林牧土地利用结构 Land use structure of agriculture, forestry and animal husband 0郾 05
经济系统 产业态势 劳务输出率 Ratio of labor service export 0郾 11
Economic system Industry situation 工副业贡献率 Proportion of industrial and all kinds of sideline 0郾 08
林果牧业贡献率 Proportion of forestry, fruit industry and animal husbandry 0郾 03
农业机械化水平 Agricultural mechanization level 0郾 10
村办企业产值 Village enterprise product 0郾 18
经济水平 人均纯收入 Net income per capita 0郾 19
Economic level 农业产投比 Proportion of agricultural regional output鄄input 0郾 05
居民消费水平 Resident爷s consumption level 0郾 16
农村恩格尔系数 Engel coefficient of rural residents 0郾 05
农村人均住房面积 Average domestic housing area of rural residents 0郾 06
2摇 结果与分析
2郾 1摇 长武县农业生态经济系统的评价指数
利用式 (4)、 (5)计算长武县农业经济系统
(En)和农业生态系统(El)的综合指数.对二子系统
的综合指数曲线进行非线性拟合,其演化速度公式
分别为:
VEn =
鄣En
鄣t = 9郾 68 伊 10
-8e6郾 99伊10 -2t
t 沂 [1,60],R2 = 0郾 995 (11)
VEl =
鄣El
鄣t =
- 7郾 89 伊 10 -6 t3 + 4郾 55 伊 10 -4 t2 -
6郾 66 伊 10 -3 t + 0郾 052
t 沂 [1,32],R2 = 0郾 974
- 1郾 61 伊 10 -5 t3 + 2郾 30 伊 10 -3 t2 -
1郾 06 伊 10 -1 t + 1郾 599
t 沂 (32,60],R2 =
ì
î
í
ï
ï
ï
ïï
ï
ï
ï
ï 0郾 959
(12)
式中:t取值为 1 ~ 60,对应年份为1949-2008年.
由图 3 可以看出,1949-2008 年长武县农业经
济系统和农业生态系统均得到了显著提高,农业经
济系统呈指数性单调增长趋势,农业生态系统则表
现出波动式增长过程.
2郾 2摇 长武县农业生态经济系统耦合度分析
由图 4 可以看出,1949-2008 年,长武县农业生
态经济系统的耦合演化,经历了第一象限和第二象
限间两起两落的急剧变化过程,与国家宏观政策调
控效应基本吻合,可划分为粗放式传统农业阶段、农
业机械化进程阶段和前现代化农业协调发展阶段 3
个阶段.
2郾 2郾 1 粗放式传统农业阶段 摇 1949 -1983 年,长武
县农业经济系统总量的增加,主要是通过对土地利
图 3摇 1949-2008 年长武县农业经济系统(En)和农业生态
系统(El)的综合指数值
Fig. 3摇 Integration values of agro鄄economic system and agro鄄ec鄄
ological system in Changwu County from 1949 to 2008.
9573 期摇 摇 摇 摇 摇 张建军等: 1949-2008 年黄土高原沟壑区农业生态经济系统耦合分析———以陕西长武县为例摇
图 4摇 1949-2008 年长武县农业经济系统与农业生态系统的
耦合度
Fig. 4摇 Coupling degree of agro鄄economic system and agro鄄eco鄄
logical system in Changwu County from 1949 to 2008.
用系统的建设和原始化积累实现,称之为“粗放式
传统农业阶段冶.具体发展过程如下:
1949-1954 年、1966 -1980 年处于第一象限的
低水平协调发展阶段 . 1949-1954年,在确立了新
型社会关系基础上,虽然经济建设和各项事业全面
发展,但生态建设和经济发展均处于较低水平,耦合
度在 2郾 87毅 ~ 42郾 12毅,农村经济的发展完全依赖于农
业系统的封闭循环,经济建设主要通过对土地生态
系统自然力的开发来实现. 1966-1980 年,“文化大
革命冶使工作重心失衡,全县农业经济发展停滞,农
业生态资源闲置,耦合度徘徊在 14郾 39毅 ~ 23郾 02毅.
1955-1961 年,受农业合作化、 “以粮为纲冶、
“大跃进冶等宏观政策影响,农业生态系统受到严重
破坏,对经济发展的供给能力不断下降,农业生态经
济系统急速进入第二象限的极限发展时期,耦合度
在 91郾 43毅 ~ 136郾 50毅.
1962-1965 年、1981 -1983 年均为纠正前阶段
宏观政策后的过渡期. 1962-1965 年,农业生态经济
系统耦合态势由第二象限急速回落至第一象限,
耦合度从63郾 99 毅降至26郾 05 毅 . 1981 -1983年,在
表 2摇 1949-2008 年长武县农业经济系统和农业生态系统耦合度
Table 2摇 Coupling degree of agro鄄economic system and agro鄄ecological system for Changwu County from 1949 to 2008
年份 Year VEn VEl tan兹 兹 (毅) 年份 Year VEn VEl tan兹 兹 (毅)
1949 0郾 0010 0郾 0207 0郾 050 2郾 87 1979 0郾 0085 0郾 0228 0郾 371 20郾 33
1950 0郾 0011 0郾 0153 0郾 073 4郾 15 1980 0郾 0091 0郾 0213 0郾 425 23郾 02
1951 0郾 0012 0郾 0108 0郾 111 6郾 31 1981 0郾 0097 0郾 0157 0郾 622 31郾 87
1952 0郾 0013 0郾 0070 0郾 182 10郾 31 1982 0郾 0104 0郾 0091 1郾 153 49郾 06
1953 0郾 0014 0郾 0040 0郾 344 18郾 96 1983 0郾 0112 0郾 0038 2郾 978 71郾 44
1954 0郾 0015 0郾 0016 0郾 904 42郾 12 1984 0郾 0120 -0郾 0003 -36郾 340 91郾 58
1955 0郾 0016 -0郾 0001 -14郾 000 94郾 09 1985 0郾 0129 -0郾 0033 -3郾 891 104郾 41
1956 0郾 0017 -0郾 0013 -1郾 328 126郾 98 1986 0郾 0138 -0郾 0053 -2郾 618 110郾 90
1957 0郾 0018 -0郾 0019 -0郾 953 136郾 38 1987 0郾 0148 -0郾 0063 -2郾 343 113郾 12
1958 0郾 0019 -0郾 0021 -0郾 949 136郾 50 1988 0郾 0159 -0郾 0065 -2郾 425 112郾 41
1959 0郾 0021 -0郾 0018 -1郾 186 130郾 14 1989 0郾 0170 -0郾 0061 -2郾 814 109郾 57
1960 0郾 0022 -0郾 0011 -2郾 071 115郾 78 1990 0郾 0183 -0郾 0049 -3郾 704 105郾 11
1961 0郾 0024 -0郾 0001 -40郾 165 91郾 43 1991 0郾 0196 -0郾 0033 -5郾 972 99郾 51
1962 0郾 0026 0郾 0013 2郾 050 63郾 99 1992 0郾 0210 -0郾 0012 -17郾 558 93郾 26
1963 0郾 0028 0郾 0028 0郾 979 44郾 41 1993 0郾 0225 0郾 0012 18郾 425 86郾 89
1964 0郾 0030 0郾 0046 0郾 646 32郾 87 1994 0郾 0242 0郾 0039 6郾 226 80郾 88
1965 0郾 0032 0郾 0065 0郾 489 26郾 05 1995 0郾 0259 0郾 0067 3郾 879 75郾 54
1966 0郾 0034 0郾 0085 0郾 400 21郾 79 1996 0郾 0278 0郾 0095 2郾 917 71郾 08
1967 0郾 0037 0郾 0106 0郾 345 19郾 02 1997 0郾 0298 0郾 0123 2郾 419 67郾 54
1968 0郾 0039 0郾 0127 0郾 309 17郾 16 1998 0郾 0319 0郾 0150 2郾 136 64郾 91
1969 0郾 0042 0郾 0147 0郾 285 15郾 91 1999 0郾 0343 0郾 0174 1郾 974 63郾 14
1970 0郾 0045 0郾 0167 0郾 270 15郾 09 2000 0郾 0367 0郾 0194 1郾 893 62郾 16
1971 0郾 0048 0郾 0186 0郾 261 14郾 61 2001 0郾 0394 0郾 0210 1郾 874 61郾 92
1972 0郾 0052 0郾 0202 0郾 257 14郾 39 2002 0郾 0423 0郾 0221 1郾 912 62郾 39
1973 0郾 0056 0郾 0216 0郾 257 14郾 41 2003 0郾 0453 0郾 0226 2郾 010 63郾 55
1974 0郾 0060 0郾 0228 0郾 262 14郾 66 2004 0郾 0486 0郾 0223 2郾 183 65郾 39
1975 0郾 0064 0郾 0236 0郾 271 15郾 14 2005 0郾 0521 0郾 0212 2郾 464 67郾 91
1976 0郾 0069 0郾 0241 0郾 285 15郾 88 2006 0郾 0559 0郾 0191 2郾 923 71郾 12
1977 0郾 0074 0郾 0242 0郾 304 16郾 93 2007 0郾 0600 0郾 0161 3郾 731 75郾 00
1978 0郾 0079 0郾 0237 0郾 332 18郾 37 2008 0郾 0643 0郾 0119 5郾 404 79郾 52
VEn:农业经济系统发展速度 Development speed of agro鄄economic system; VEl:农业生态系统发展速度 Development speed of agro鄄ecological system;
兹: 农业生态经济系统耦合度 Coupling degree of agro鄄ecolomic system.
067 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
1978 年十一届三中全会政策方针指引下,全县经济
和工农业生产迅速回升,农业资源得以充分利用,形
成短暂的理想发展局面,耦合度在 31郾 87毅 ~ 71郾 44毅
(表 2).
2郾 2郾 2 农业机械化进程阶段摇 1984-1992 年,长武县
农业生态经济系统快速进入第二象限的极限发展
期.期间,改革开放全面推行,在建设“优质苹果基
地冶政策指引下,长武县农业科技大范围推广,农业
机械化迅速普及,农业经济系统进入高速发展期,同
时生态环境、农田水利设施等遭到破坏,生态系统供
给能力不断减少.该时期为经济迅速发展的前期,也
是以生态、资源为代价的“农业机械化进程阶段冶.
1984-1987 年,农村经济体制改革结束,经济发
展居于国民经济建设的首要地位. 虽然该时期的农
业经济迅速发展,但受经济利益驱使,农业基础设施
和生态系统遭受很大破坏,耦合度由 91郾 58毅增加到
113郾 12毅. 1988-1992 年间,宏观政策的实施致力于
生态环境与基础设施的改善和保护,生态系统的恶
化趋势减弱并趋于好转,研究区耦合度降至 93郾 26毅
(表 2).
2郾 2郾 3 前现代化农业协调发展阶段摇 1993-2008 年,
研究区农业生态经济系统经过螺旋式发展,进入高
水平协调发展阶段,耦合度(62郾 50毅 ~ 86郾 89毅)返回
第一象限.在宏观经济政策的调控下,长武县经济建
设开始进入平稳发展期,生态系统在外界物、能的投
入及自身调节下开始恢复,农业生态经济系统的耦
合态势开始进入良性发展,二者相互促进、共同发
展,农业现代化过程开始起步.
该期间长武县农业生态系统的耦合度>60毅,说
明系统存在着持续发展的潜伏危机. 期间果园不断
老化,经济发展产生滞后效应. 1999 年退耕还林工
程的实施,使大量农村劳动力劳务输出、农业资源闲
置、农村产业格局与农业资源一致性程度减弱. 同
时,还存在农业生产资料的浪费、农业科技利用率低
等现象.系统耦合态势将于未来 10 年突破协调界
限,矛盾将会再次凸显,因此,在经济高速发展的同
时必须加强生态环境保护与建设.
1955-1961 年、1984-1992 年,长武县农业生态
经济系统耦合状态均以追求经济高速发展的政策为
背景,与此相伴的则是生态环境的破坏,其根源在于
研究区早期经济发展为掠夺式利用资源和环境的粗
放发展模式.为了促进农业生态系统和农业经济系
统的协调发展,政策的制定必须注重调整农业经济
发展模式,依靠农业科技进步,发展集约化经营,提
高农业产投比和单位面积农业产出,增强地区农业
竞争力,以促进经济优质高效发展,同时也可达到生
态环境建设的目的.
3摇 结摇 摇 论
1949-2008 年,位于黄土高原沟壑区的长武县
农业生态和经济系统的发展经历了粗放式传统农业
阶段、农业机械化进程阶段、前现代化农业协调发展
阶段,系统耦合度在“协调发展冶和“极限发展冶间经
历了两起两落的急剧变化过程.目前,长武县农业生
态经济系统有突破协调发展水平、向极限化发展的
潜在危险.
长武县农业生态经济系统的发展历程,与国家
农业发展的历史宏观政策基本吻合. 1955-1961 年、
1984-1992 年,在外部农业发展政策影响下,导致生
态破坏、资源损失,生态经济系统处于极限化耦合阶
段;1962-1965 年、1981-1983 年为纠正前阶段宏观
政策后的过渡期;1949-1954 年、1966-1980 年为生
态系统与经济系统的低水平协调阶段;1993 年以
后,农业生态经济系统经过螺旋式发展,进入高水平
协调发展阶段.
通过熵值法确定系统评价指标体系和权重,具
有较好的客观性和可操作性,研究结果具有科学性、
代表性.系统耦合度概念较好地反映了区域性农业
生态经济系统的耦合演变态势,对正确认识区域农
业经济系统和生态环境的胁迫发展规律,促进黄土
高原沟壑区农业生态经济系统的高效、协调发展具
有重要意义.
致谢摇 感谢农户调查期间张俊兴高级工程师、庞国伟博士、
刘建祥博士以及陈凤娟、万龙、付艳玲、吴艳、梅花等的大力
支持和帮助.感谢中国科学院水利部水土保持研究所刘炳武
研究员对英文摘要的修改和王百群副研究员对文章提出的
宝贵建议.
参考文献
[1]摇 Zhu X鄄M (朱显谟). Saving “soil water reservoir冶 is a
key issue for integrated control of ecological environment
and sustainable development on Loess Plateau: The
fourth discussion on “28 words冶 strategy for land and
environment harness on Loess Plateau. Journal of Soil
and Water Conservation (水土保持学报), 2000, 14
(1): 1-6 (in Chinese)
[2]摇 Lu Z鄄F (卢宗凡). Studies on Ecological Agriculture
with Soil and Water Conservation in Loess Hilly Gully
Region. Xi爷an: Shaanxi Science and Technology Press,
1997 (in Chinese)
[3]摇 Wang J鄄J (王继军), Zhao Z鄄X (赵昭霞), Li G鄄L (李
1673 期摇 摇 摇 摇 摇 张建军等: 1949-2008 年黄土高原沟壑区农业生态经济系统耦合分析———以陕西长武县为例摇
桂丽). Discussion on ecological agriculture with com鄄
modity economy for a further step. Bulletin of Soil and
Water Conservation (水土保持通报), 1995, 15(3):
16-19 (in Chinese)
[4]摇 Wang J鄄J (王继军). Discussing problems of agricultur鄄
al ecological and economic security of watershed in loess
hilly and gully region. Journal of Soil and Water Conser鄄
vation (水土保持学报), 2007, 21(2): 179-182 ( in
Chinese)
[5]摇 Dai Q鄄H (戴全厚), Liu G鄄B (刘国彬), Liu P鄄L (刘
普灵), et al. Approach to health diagnoses of eco鄄eco鄄
nomic system in mesoscale in loess hilly area. Scientia
Agricultura Sinica (中国农业科学), 2005, 38 (5):
990-998 (in Chinese)
[6]摇 Wan L鄄Q (万里强), Hou X鄄Y (侯向阳), Ren J鄄Z
(任继周). The application of system coupling in grass鄄
land agro鄄system in China. Chinese Journal of Eco鄄Agri鄄
culture (中国生态农业学报), 2004, 12 (1): 162 -
164 (in Chinese)
[7]摇 Huang Z鄄L (黄志霖), Fu B鄄J (傅伯杰), Chen L鄄D
(陈利顶). Restructure and restoration of ecosystem in
Loess Plateau based on restoration ecology. Journal of
Soil and Water Conservation (水土保持学报), 2002,
16(3): 122-125 (in Chinese)
[8]摇 Wang J鄄J (王继军), Xie Y鄄S (谢永生), Lu Z鄄F (卢
宗凡), et al. Developing model of ecological agriculture
under practice of converting slope crop land to woodland
and grassland. Journal of Soil and Water Conservation
(水土保持学报), 2004, 18(1): 134-137 ( in Chi鄄
nese)
[9] 摇 Wang J鄄J (王继军), Jiang Z鄄D (姜志德), Lian P
(连摇 坡), et al. Coupling analysis of the agricultural
ecological economic system over 70 years in the Zhifang鄄
gou watershed, Shaanxi Province. Acta Ecologica Sinica
(生态学报), 2009, 29(9): 5130-5137 (in Chinese)
[10]摇 Liu J (刘摇 佳), Wang J鄄J (王继军). Interactive rela鄄
tions between agro鄄ecosystem and economic system in
Loess Hilly Region-A case of Zhifanggou small water鄄
shed, Ansai County. Chinese Journal of Applied Ecology
(应用生态学报), 2009, 20(6): 1401-1407 (in Chi鄄
nese)
[11]摇 Su X (苏摇 鑫), Wang J鄄J (王继军), Guo M鄄C (郭
满才), et al. Coupling relationship of agricultural eco鄄
economic system in Wuqi County based on structural
equation model. Chinese Journal of Applied Ecology (应
用生态学报), 2010, 21(4): 1-8 (in Chinese)
[12]摇 Li F (李 摇 芬), Wang J鄄J (王继军). Assessment of
agricultural ecological security of the Zhifanggou Valley
in the Loess Hilly Region over 70 years. Acta Ecologica
Sinica (生态学报), 2008, 28(5): 2380 -2387 ( in
Chinese)
[13]摇 Cheng X (程 摇 序), Liu G鄄B (刘国彬), Chen Y鄄Q
(陈佑启), et al. Concept and methodology on up鄄scal鄄
ing issue of small watershed prototypes for reconstructing
ecological economies in Loess Plateau. Chinese Journal
of Applied Ecology (应用生态学报), 2004, 15(6):
1051-1055 (in Chinese)
[14]摇 Aylward B, Barbier EB. Valuing environmental func鄄
tions in developing countries. Biodiversity and Conserva鄄
tion, 1992, 1: 34-50
[15]摇 Wan L鄄Q (万理强), Li X鄄L (李项林). System cou鄄
pling and its effect on agricultural system. Acta Pratac鄄
ulturae Sinica (草业学报), 2002, 11(3): 1 -7 ( in
Chinese)
[16]摇 Jiang Y鄄F(蒋业放), Liang J鄄Y (梁季阳). Integrated
model of sustainable water resources planning: Formula鄄
tion and application. Geographical Research (地理研
究), 2000, 19(1): 37-44 (in Chinese)
[17]摇 Huang J鄄C (黄金川), Fang C鄄L (方创琳). Analysis
of coupling mechanism and rules between urbanization
and eco鄄environment. Geographical Research (地理研
究), 2003, 22(2): 211-220 (in Chinese)
[18]摇 Qiao B (乔摇 标), Fang C鄄L (方创琳). The dynamic
coupling model of the harmonious development between
urbanization and eco鄄environment and its application in
arid area. Acta Ecologica Sinica (生态学报), 2005,
25(11): 3003-3009 (in Chinese)
[19]摇 Liang H鄄M (梁红梅), Liu W鄄D (刘卫东), Lin Y鄄X
(林育欣), et al. Coupling model of land use benefits
and its application. Journal of Zhejiang University (Ag鄄
riculture and Life Sciences) (浙江大学学报·农业与
生命科学版), 2008, 34(2): 230-236 (in Chinese)
[20]摇 Li J (李摇 洁), Li B鄄C (李壁成). The competitive ad鄄
vantage and the international market prospect of apple
industry in Loess Plateau. Research of Soil and Water
Conservation (水土保持研究), 2005, 12(3): 165 -
168 (in Chinese)
[21]摇 Wang J鄄J (王继军). Study of ecological agriculture
with commodity economy in Loess Plateau. Ecological
Economy (生态经济), 1999(4): 41-43 (in Chinese)
[22]摇 Zhang D鄄F (张殿发), Huang Y鄄L (黄奕龙). Eco鄄
economic system of sustainable land use. Rural Eco鄄En鄄
vironment (农村生态环境), 2000, 16(2): 45-48 (in
Chinese)
[23]摇 Liao X鄄X (廖晓昕). Theory, Method and Application
of Stability. Wuhan: Huazhong University Press, 1999
(in Chinese)
[24]摇 Bertalanffy LV. General System Theory: Foundation,
Development, Applications ( Reversion Edition). New
York: George Beaziller, 1987
[25] 摇 Xu X鄄R (徐学荣), Wu Z鄄J (吴祖建), Zhang J鄄R
(张巨勇), et al. Research on the path and early warn鄄
ing of sustainable development. Mathematics in Practice
and Theory (数学的实践与认识), 2003, 33(2): 31-
37 (in Chinese)
[26]摇 Wang J鄄J (王继军), Zheng K (郑摇 科), Zheng S鄄Q
(郑世清), et al. The index system of reviewing effects
of ecological agriculture construction in the medium
scale areas. Research of Soil and Water Conversation
(水土保持研究), 2000, 7 (3): 219 -247 ( in Chi鄄
nese)
[27]摇 Nicholas JH, Stuart RL. Multiple imputation in prac鄄
tice: Comparison of software packages for regression
models with missing variables. The American Statisti鄄
cian, 2001, 55: 244-254
[28] 摇 Guo X鄄G (郭显光). Application of improved entropy
method in evaluation of economic result. System Engi鄄
neering: Theory and Practice (系统工程理论与实践),
1998(12): 98-102 (in Chinese)
作者简介摇 张建军,男,1984 年生,硕士研究生.主要从事土
地利用变化及农业生态经济演替研究,发表论文 2 篇.
E鄄mail: jianjunzhang1@ 163. com
责任编辑摇 杨摇 弘
267 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
3673 期摇 摇 摇 摇 摇 张建军等: 1949-2008 年黄土高原沟壑区农业生态经济系统耦合分析———以陕西长武县为例摇