全 文 ：　 　 倡 西北农林科技大学科研基金“区域农业系统协调发展研究 （０８０８０２７７）资助
　 　 倡倡 通讯作者
收稿日期 ：２００５唱０８唱１２ 　 改回日期 ：２００５唱１０唱０２
不同协调函数对
生态唱经济唱社会复合系统协调度影响分析 倡
———以湖南省益阳市资阳区为例
杨世琦１ ，２ 　杨正礼１ 　高旺盛３ 倡倡
（１畅中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 　 北京 　 １０００８１ ；２畅 西北农林科技大学 　 杨陵 　 ７１２１００ ；
３畅 中国农业大学区域农业发展中心 　 北京 　 １０００９４）
摘 　要 　 本研究借助协调度函数分析了区域生态经济系统的协调度 ，形成区域生态经济系统评价的基本理论体
系 ，包括功效函数 、协调函数 、协调等级和评价指标体系 。 并采用几何平均法 、加权平均法 、方差法和变异系数法建
立了协调函数 ，综合分析了 ４ 种协调函数的协调等级 ，并以湖南省益阳市资阳区为例进行实证分析与验证 ，结果表
明理论分析与实际情况基本一致 ，该理论具有一定科学性和可行性 。
关键词 　 生态唱经济唱社会复合系统 　 协调度 　 协调等级
Influence of different harmony functions on the harmony degree of ecology唱economy唱society system — A case study from
Ziyang District ，Yiyang City ，Hunan Province ．YANG Shi唱Qi１ ，２ ，YANG Zheng唱Li１ ，GAO Wang唱Sheng３ （１畅Institute of
Environment and Sustainable Development in Agriculture ， Chinese Academy of Agricultural Sciences ， Beijing １０００８１ ，
China ；２畅Northwest A & F Universit y ， Yangling ７１２１００ ， China ；３畅Research Center of Regional Agricultural Develop唱
ment ， China Agricultural University ，Beijing １０００９４ ， China） ，CJEA ，２００７ ，１５（２） ：１５１ ～ １５４
Abstract 　 The harmony degree of the ecology唱economy唱societ y system was analyzed by using the harmony function and a
series of basic theory of evaluating the ecology唱econom y唱society system were established including the efficacy function ，
harmony function ，rank of harmony degree and evaluation index ．Four kinds of method were constituted about the harmo唱
ny function ， being the geo唱mean method ， weigh ted mean method ， variation method and coef ficient of variation method ，
at the same time the rank of harmony degree was analyzed completely ． Finally ， the harmony theory was validated by a
case study of Ziyang District ，Yiyang City ，Hunan Province ． The result is iden tical with its fact in the way ， so the har唱
mony theory is scien tific and feasible ．
Key words 　 Ecology唱economy唱society system ，Harmony degree ，Rank of harmony degree
（Received Aug ．１２ ， ２００５ ； revised Oct ．２ ，２００５）
区域生态经济系统协调发展的本质是经济发展和社会需要不是基于牺牲生态环境为代价 ，而是经济发
展 、社会需要与生态保护处于和谐状态 。 当生态 、经济和社会子系统处于良性匹配状态时 ，能量流动 、价值
流动和物质循环表现相互促进和相互发展的态势 ，实现生态环境良好 、经济增长和社会进步 。
1 　 生态唱经济唱社会复合系统协调函数模型的构建
协同论把系统在相变点处的内部变量分为快驰豫变量和慢驰豫变量 。 慢驰豫变量是决定系统相变进
程的根本变量 ，称之为系统的序参量 ，对系统起主导作用 。 序参量的变化特征可分为两类 ：第一类序参量要
求极值（极大值或极小值） ，越是接近极大值或极小值时对系统的有序性越好 ，如人均粮食占有量要高 ；第二
类序参量追求稳定值 ，要求不能太大也不能太小 ，只有在接近的情况下对系统的有序性越好 ，如人口出生
率 。 序参量对系统有序性的贡献通常用功效系数 EC（Efficacy coefficient）表示 ，要求 EC 介于 ０ 和 １ 之间 ，
当目标最满意时取 EC ＝ １ ，当目标最差时取 EC ＝ ０ ，描述 EC 的关系式称为功效函数（Efficacy function） ，若
序参量用 V ji表示 ，则 EC（ V ji） ＝ F（ Vji） ，其中 F 代表关系式 ，j 为子系统的下标（ j ∈ ［１ ，m］） ，i为子系统序
第 １５卷第 ２ 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１５ 　 No ．２
２ ０ ０ ７ 年 ３ 月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture March ，　 ２００７
参量的下标（ i ∈ ［１ ，n］） 。 序参量 Vji在系统实际表现值为 Xji （ j ＝ １ ，２ ，… ，m ；i ＝ １ ，２ ，３ ，… ，n） ，αj i 、βj i为系
统稳定时指标变量 Vji的临界点上 、下限 ，即 βj i ≤ Xji ≤ α j i ，序参量的变化对系统有序度有两种功效 ：一种是
正功效 ，序参量增大系统有序度的趋势增加 ；另一种是负功效 ，序参量增大系统有序度的趋势减少［１ ～ ４］ 。 功
效函数可表示为 ：
EC（ Vj i） ＝ Xji － βj iα j i － βj i 　 　 （ βj i ≤ Xji ≤ αj i ，EC（ V ji） 具有正功效） （１）
EC（ Vj i） ＝ βj i － Xji
βj i － αj i
　 　 （ βj i ≤ Xji ≤ αj i ，EC（ V ji） 具有负功效） （２）
式中 ，EC（ V ji）为指标 V i 对系统的有序的功效 。 协调度函数（Function of harmony degree）的函数值称为协
调度（Harmony degree） 。 常见协调函数一般有以下几种 ，一为几何平均法 ：
HD ＝ n EC（ V１１） · EC（ V１２） … EC（ V m n） ＝
n
∏
m ， n
j ＝ １ ， i ＝ １
EC（ Vj i） （３）
式中 ，m 代表子系统下标 ，n 代表序参量的下标（以下同） 。 HD 值愈大 ，说明系统的协调性愈好 ，反之 ，则说
明系统协调性愈差 。 加权平均法同于此 。 二为加权平均法 ：
HD ＝ W １１ · EC（ V１１ ） ＋ W １２ · EC（ V１２ ） ＋ … ＋ W mn · EC（ V m n） ＝ ∑
n
i ＝ １
Wji · EC（ V ji） （４）
式中 ， ∑
m ， n
j ＝ １ ， i ＝ １
Wji ＝ １ ，Wji 为 EC（ V ji） 的权重系数 ，计算的加权和即系统的协调度 。三为方差法 ：
HD ＝ ［ EC（ V１１ ） － EC（ 珡V）］
２ ＋ ［ EC（ V１２） － EC（ 珡V ）］２ ＋ … ＋ ［ EC（ V m n） － EC（ 珡V）］２
n － １ （５）
式中 ，EC（ 珡V）代表序参量功效系数的平均值 。 HD 值越大 ，系统的协调度越低 。 变异系数法也同于此 。 四
为变异系数法 ：
HD ＝ SEC（ V— — ） × １００ ％ （６）
S ＝ ［ EC（ V１１） － EC（ 珡V ）］
２ ＋ ［ EC（ V１２） － EC（ 珡V）］２ ＋ … ＋ ［ EC（ V m n） － EC（ 珡V）］２
n － １ （７）
　 　 协调等级指把协调度的范围划分为若干连续区间 ，每一区间代表 １ 个协调等级 ，每个等级代表一类协调
状态 ，形成连续的阶梯 。 协调度与协调等级及其表示的详细含义见表 １ 。
表 1 　 生态唱经济唱社会复合系统协调等级划分表
Tab ．１ 　 Rank of harmony degree of ecology唱economy唱society system
协调等级 含义 协调度 Harmony degree
Rank of harmony degree M eanings 几何平均法 加权平均法 方差法 变异系数法
Geo唱mean method Weighted mean me thod Variat ion method Coeff icien t of va riat ion method
１ 极度失调 ０畅００００ ～ ０畅１０００ ０畅００００ ～ ０畅１０００ １畅００００ ～ ０畅９００１ １畅００００ ～ ０畅９００１
２ 高度失调 ０畅１００１ ～ ０畅２０００ ０畅１００１ ～ ０畅２０００ ０畅９０００ ～ ０畅８００１ ０畅９０００ ～ ０畅８００１
３ 中度失调 ０畅２００１ ～ ０畅３０００ ０畅２００１ ～ ０畅３０００ ０畅８０００ ～ ０畅７００１ ０畅８０００ ～ ０畅７００１
４ 低度失调 ０畅３００１ ～ ０畅４０００ ０畅３００１ ～ ０畅４０００ ０畅７０００ ～ ０畅６００１ ０畅７０００ ～ ０畅６００１
５ 弱度失调 ０畅４００１ ～ ０畅５０００ ０畅４００１ ～ ０畅５０００ ０畅６０００ ～ ０畅５００１ ０畅６０００ ～ ０畅５００１
６ 弱度协调 ０畅５００１ ～ ０畅６０００ ０畅５００１ ～ ０畅６０００ ０畅５０００ ～ ０畅４００１ ０畅５０００ ～ ０畅４００１
７ 低度协调 ０畅６００１ ～ ０畅７０００ ０畅６００１ ～ ０畅７０００ ０畅４０００ ～ ０畅３００１ ０畅４０００ ～ ０畅３００１
８ 中度协调 ０畅７００１ ～ ０畅８０００ ０畅７００１ ～ ０畅８０００ ０畅３０００ ～ ０畅２００１ ０畅３０００ ～ ０畅２００１
９ 高度协调 ０畅８００１ ～ ０畅９０００ ０畅８００１ ～ ０畅９０００ ０畅２０００ ～ ０畅１００１ ０畅２０００ ～ ０畅１００１
１０ 极度协调 ０畅９００１ ～ １畅００００ ０畅９００１ ～ １畅００００ ０畅１０００ ～ ０畅００００ ０畅１０００ ～ ０畅００００
2 　 生态唱经济唱社会复合系统协调度指标体系的建立
生态唱经济唱社会复合系统的评价指标在系统层次上分为 ３ 类 ，即生态发展变量 、经济发展变量和社会发
展变量 。 生态发展变量是指示生态环境因子变化的序参量 ，经济发展变量是指示经济发展的序参量 ，社会
发展变量是指示社会进步和满足社会需求的序参量 。 生态唱经济唱社会复合系统评价通常包括的指标范畴见
表 ２ 。
１５２　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷
表 2 　 生态唱经济唱社会复合系统协调度评价指标
Tab ．２ 　 The evaluation index category of ecology唱economy唱society system
项 　 目 指标类型
I t ems Index ca tego ry
生态发展变量 土地沙化 、土地碱化 、土地盐化 、土地石漠化 、土壤养分量 、土壤有机质 、土壤结构 、水资源 、能源 、矿物 、森林 、草地 、其他生
物 、土地面积 、废水 、废气 、废渣 、旱灾 、水灾 、风害 、冷害 、热害 、病虫害等
经济发展变量 资源 、资金 、收入 、消费 、市场 、效益 、GD P 等
社会发展变量 粮食 、肉 、奶 、棉等农产品的数量与质量 ，寿命 、疾病 、保险 、体育 、旅游 、住房面积 、绿地面积 、交通 、娱乐 、文化素质 、消费品
种类及数量 、道德 、政策 、法规 、法律等
3 　 益阳市资阳区生态唱经济唱社会复合系统发展综合评价
湖南省益阳市资阳区位于湘中偏北 ，资江尾闾 ，南洞庭湖滨 。 介于东经 １１２°５′１２″ ～ １１３°４３′５７″ ，北纬
２８°１６′４７″ ～ ２８°５２′４２″ ，南北长约 ６７km ，东西长约 ６４km ，全区总面积约 １９１１km２ ，背山临湖 ，西南突起为高埠 ，
中间岗平间列 ，东北沉降为河网 ，地势由西南向东北倾斜 ，具有 ３ 级阶梯平缓地貌特征 ，平原占 ５２畅６ ％ ，低山
丘岗占 ３５畅８５ ％ ，水域占 １１畅６ ％ ，基本为三山一水四分田二分路 。 属中亚热带向北亚热带过渡的季风湿润气
候 ，年降水量 １４００mm 左右 ，主要农作物是稻谷 ，也是全国重点粮食产区之一 。 近年农业生产的主要问题是
耕地日益减少 、人口增长过快 、森林逆向演变 、水土流失加重 、水体质量下降 、鱼类资源减少 、农田病虫害加
剧 、农业经济单一和农产品安全质量降低等 。
研究选取 ２１ 项指标（表 ３） ，数据分析选取 １９９５ 年 、２０００ 年 、２００１ 年和 ２００２ 年共 ４ 年数据 ，指标下限值
是从 １９９０ ～ １９９５ 年同类数据中筛选的最低表现值 ，指标上限值是根据益阳市资阳区发展规划 ，并结合全国 、
东部地区 、湖南省和资阳区发展现状与目标 ，同时参考全国农村小康基本标准和湖南农村小康进程分析报
告而确定［５ ，６］ ；采用层次分析法确定指标权重系数［７］ 。 利用不同方法计算的协调度计算结果和协调等级见
表 ４ 。由表４可知 ，益阳市资阳区２００１年和 ２００２年协调等级较相近 ，协调等级从弱度失调 ５级到低度协
表 3 　 益阳市资阳区生态唱经济唱社会复合系统功效值
Tab ．３ 　 Efficacy coefficient of ecology唱economy唱society system of Ziyang District ，Yiyang City
指 　 标 　 　 　 　 　 权重系数 指标下限 　 　 　 指标上限 功效值 E ff icacy coef ficien ts
Index es 　 　 　 　 　 Weight Low er limits 　 　 Upper limi ts 年份 Years
coe fficients １９９５ ２０００ ２００１ ２００２
生态发展指标 耕地 ／hm ２·人 － １ ０畅０７５０ ０畅０３０ ０畅０５０ ０畅９０００ ０畅８０００ ０畅８０００ ０畅８０００
农药 ／kg·hm － ２ ０畅０１４７ ５４畅２２ ４５畅００ １畅００００ ０畅４９３３ ０畅９２７８ ０畅９５３３
造林面积／ hm ２ ０畅０５１３ ９９畅００ ３００畅００ ０畅５６３７ ０畅０９４５ ０畅１５４２ ０畅０１１４
排污量 ／万 t ０畅００９８ ３１２畅５ ４５畅００ ０畅１５１４ ０畅８６９２ ０畅９６４２ ０畅９７８９
人口增长率 ／ ‰ ０畅０８４４ １０畅３ ３畅５０ ０畅９５２９ １畅００００ ０畅９８２４ ０畅８４１２
复种指数／ ％ ０畅０６６４ ２２８畅６１ ２５０畅００ ０畅６７０３ ０畅０７４７ ０畅４１５９ ０畅２３５３
施肥量 ／kg·hm － ２ ０畅０４８４ ９４１畅１２ ２８００畅００ １畅００００ ０畅８９７３ ０畅９０６３ ０畅９１９９
经济发展指标 GDP／元·人 － １ ０畅０６３８ １２５１ ５０００畅００ ０畅３５２６ ０畅５７０３ ０畅６５３０ ０畅７２８２
恩格尔系数 ／ ％ ０畅０４９１ ６１畅６ ３７畅００ ０畅２７２４ ０畅９３０９ ０畅８４５５ ０畅８５７７
基尼系数 ０畅０１１７ ０畅２０ ０畅２６ ０畅３３３３ ０畅８３３３ １畅００００ １畅００００
纯收入 ／元·人 － １ ０畅０５７７ ６８１ ４０００畅００ ０畅２２３０ ０畅４１００ ０畅４５３５ ０畅５０１４
农业产值／元 ·人 － １ ０畅０５５４ ３３０畅０２ １８００畅００ ０畅３９５４ ０畅３８１２ ０畅４３９１ ０畅４６１８
非农工资收入／元·人 － １ ０畅０２０４ ２２０畅９９ １２００畅００ ０畅０６４８ ０畅０８４２ ０畅４６０３ ０畅６０５８
生活消费／元 ·人 － １ ０畅０４２０ １１８２畅４７ ２５００畅００ ０畅３０３４ ０畅２３９１ ０畅２７０４ ０畅４４０１
社会发展指标 粮食 ／kg·人 － １ ０畅１４３４ ２８７畅５１ ５００畅００ ０畅４８４０ ０畅５１０７ ０畅５９３１ ０畅４３６６
肉产品 ／kg·人 － １ ０畅０７３３ ２２畅９３ ８０畅００ ０畅３８３０ ０畅２６９８ ０畅３３５４ ０畅４５４９
水产品 ／kg·人 － １ ０畅０２７４ ４畅５２ ６０畅００ ０畅３２１９ ０畅４６７０ ０畅５００２ ０畅５３２６
水果 ／kg·人 － １ ０畅０５５５ ６畅７３ ９０畅００ ０畅４８１６ ０畅１０７４ ０畅４１３１ ０畅３７８０
农机动力／万 kW ０畅００５７ ５畅７５ ３５畅００ ０畅２６６０ ０畅７０９４ ０畅７９１１ ０畅７９１５
病床数 ／个·万人 － １ ０畅０１８６ ２１畅１２ ５０畅００ ０畅７５８３ ０畅０５２４ ０畅０１００ ０畅０３２８
住房面积／m ２·人 － １ ０畅０２６０ ２２畅００ ４０畅００ ０畅１１８３ ０畅６９１７ ０畅６３７８ ０畅６１６７
第 ２期 杨世琦等 ：不同协调函数对生态唱经济唱社会复合系统协调度影响分析 １５３　
表 4 　 协调度及协调等级比较 倡
Tab ．４ 　 Comparison of harmony degree and rank of harmony degree
项 　 目 年份 Years
It ems １９９５ ２０００ ２００１ ２００２
几 何 平 均 法 ０畅３８４４（４） ０畅３６１９（４） ０畅４６７４（５） ０畅４４３４（５）
加 权 平 均 法 ０畅５２６４（６） ０畅４９６５（５） ０畅５７９１（６） ０畅５５３６（６）
方 差 法 ０畅３３１８（７） ０畅３８８２（７） ０畅３１５４（７） ０畅３２５７（７）
变 异 系 数 法 ０畅６１９３（４） ０畅６３８６（４） ０畅４８０８（６） ０畅４８７６（６）
协调等级平均值 ５畅２５ ５畅００ ６畅００ ６畅００
　 　 倡 括号内为协调等级 。
调 ７ 级 ，基本处于低级或稍好协调状态 ，
该结论与系统的真实状态较接近 ；１９９５ ～
２００２ 年协调等级处于上升趋势 ；１９９５ 年
和 ２０００ 年 ４ 种方法的协调等级差异较大 ，
若考虑几何平均法本身处理的结果偏小 ，
则协调等级可能接近 ５ 级甚至超过 ５ 级 ，
而方差法仅反映了差异 ，对聚集程度反应
不足 ，从结果看协调等级偏大 ，均为低级
协调 ７ 级 ，在等级内从 １９９５ ～ ２０００ 年 ，协
调度值呈增加趋势 ，到 ２００１ 年减小 ，２００２ 年又略为增加 ，系统协调状态变化趋势与其他 ３ 种方法结论相同 。
变异系数法表现了协调度的相对离散程度 ，数值反映离散程度的变化趋势与方差法完全一致 。 由于每种方
法都有缺陷 ，本研究提出协调等级平均值概念 ，求 ４ 种方法的协调等级平均值 ，计算数据表明从 １９９５ ～ ２０００
年资阳区生态唱经济唱社会复合系统一直处于弱度失调状态 ，２００１ ～ ２００２ 年协调等级上升为 ６ 级 ，变为弱度协
调状态 。 从实际情况看 ，自 ２０ 世纪 ９０ 年代中期开始 ，益阳市资阳区农村经济发展总体增长缓慢 ，前期经济
高速发展的后遗症暴露出来 ，如环境及资源破坏严重 ，自然灾害频繁 ，社会不良问题浮出水面 ；２１ 世纪初由
于国家宏观政策调整 ，生态唱经济唱社会复合系统矛盾有所缓解 ，生态治理工程的启动与实施 ，扶持农业政策
的出台与贯彻以及重视与促进社会需求等方面建设 ，有效推动了生态唱经济唱社会复合系统的恢复与调整 ，分
析与实际情况基本吻合 ，说明该分析方法具有一定可行性 。
4 　 小结与讨论
区域生态经济系统协调性的评价理论构成主要是协调函数和协调等级 。 建立协调函数是评价系统状
态 ，建立协调等级是对协调度赋予更为明确的含义 。 协调等级是对协调度概念的重要补充与完善 ，把定量
化的概念转化为定性化概念 ，使协调度反映的含义更加清晰和确定 。 区域生态经济系统本身是一个复杂系
统 ，关于其协调问题的研究尚处于初级阶段 ，在确立序参量的上限与下限值时受人为因素的影响很大 ，但通
过控制研究过程一定程度上可降低人为因素引起的误差 。 从本研究计算结果看 ，湖南省益阳市资阳区生态唱
经济唱社会复合系统处于弱度协调状态 ，主要表现是经济子系统协调度提高 ，但呈现低度协调 ，生态子系统和
社会子系统协调度降低 ，呈现弱度失调 ，可推断经济发展对环境和社会的贡献产生了一定负作用 。
参 　 考 　 文 　 献
１ 　 周国富 ．贵州喀斯特地区生态经济系统协调发展评价 ．中国岩溶 ，２００４ ，２３（１） ：１４ ～ １９
２ 　 吴跃明 ，张 　 翼 ，王勤耕 ，等 ．论环境唱经济系统协调度 ．环境污染与防治 ，１９９７ ，１９（１） ：２０ ～ ２３
３ 　 孟庆松 ，韩文秀 ．复合系统整体协调度模型研究 ．河北师范大学学报 ，１９９９ ，２３（２） ：１７７ ～ １７９
４ 　 雷社平 ，解建仓 ，黄明聪 ，等 ．区域产业用水系统的协调度分析 ．水利学报 ，２００４ （５） ：１４ ～ １９
５ 　 国家统计局 ，农村社会经济调查总队 ．中国农村经济调研报告 ．北京 ：中国统计出版社 ，２００３
６ 　 国家统计局 ．中国县（市 ）社会经济统计年鉴 ．北京 ：中国统计出版社 ，２００３
７ 　 金菊良 ，张礼兵 ，魏一鸣 ．水资源可持续利用评价的改进层次分析法 ．水科学进展 ，２００４ ，１５（２） ：２２７ ～ ２３２
１５４　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷