湖北省农业经济与农业生态系统耦合协调关系研究

摘要 探索湖北省农业经济与农业生态系统协调发展规律，在实践上为湖北省农业高质量发展提供一定的理论支撑。通过构建农业经济与农业生态评价体系，运用熵权法、耦合模型和耦合协调度模型，评估湖北省农业经济与农业生态的耦合协调关系。结果表明：湖北省农业经济综合发展水平和农业生态综合发展水平整体呈现上升态势，农业经济与农业生态的耦合度已经达到高度耦合程度，其耦合协调程度历经失调发展阶段—协调发展阶段—高度协调阶段，未来有望达到优质协调。

关键词 农业经济;农业生态;耦合协调

中图分类号 S-9 文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2022）14-0200-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.14.047

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Study on the Coupling Coordination Relationship between Agricultural Economy and Agricultural Ecosystem in Hubei Province

LI Ai-jie

（Yangtze University，Jingzhou， Hubei434023）

Abstract Explore the law of coordinated development of agricultural economy and agricultural ecosystem in Hubei Province， and provide theoretical support for the high-quality development of agriculture in Hubei Province in practice. By constructing an evaluation system of agricultural economy and agroecology， this paper uses entropy weight method， coupling model and coupling coordination degree model to evaluate the coupling and coordination relationship between agricultural economy and agroecology in Hubei Province. The research shows that the comprehensive development level of agricultural economy and the comprehensive development level of agricultural ecology in Hubei Province is on the rise as a whole， the coupling degree of agricultural economy and agricultural ecology has reached a high degree of coupling， and the degree of coupling and coordination has gone through the stage of unbalanced development-coordinated development stage-high coordination. At this stage， it is expected to achieve high-quality coordination in the future.

Key words Agricultural economy;Agroecology;Coupling coordination

随着经济的发展，我国农业取得一系列成就。农业经济的增长具有正、负外部性，正外部性如农业现代化程度日益加深、农民不断增收等，其中负外部性最具代表性的是农业生态环境问题日益突出。农业经济与农业生态系统是否协调发展是实现农业可持续发展的一个关键因素。现今，一方面，随着我国对“三农”问题的重视，农业生态环境问题得以改善，农业经济生态系统协调程度日益变优;另一方面，我国对农业生态环境方面问题的广泛关注，实现农业可持续发展任重道远。因此，理清农业经济与农业生态的关系，探析农业经济与农业生态协调发展路径是有必要的。

农业经济与农业生态一直以来都是学者们研究主要内容。首先是关于农业经济的研究，刘丽伟等[1]从支撑制度能力、技术能力和组织能力3个视角构建农业经济发展方式的评价体系，研究发现农业经济三大能力耦合关系逐年上升。王克响等[2]基于省级面板数据，运用空间计量模型研究发现农业经济具有较强的空间聚集性，技术进步和生产规模对农业经济增长具有显著的正面影响。寇爽[3]在乡村振兴的背景下，探讨了农村数字经济与农业的概念与特征，然后提出扩大农村基建覆盖面和加快信息技术融合两方面的建议，促进农业经济与数字农业的融合发展。其次是关于农业生态的研究，徐维祥等[4]运用马尔科夫链和SBM模型等方法研究发现我国农业生态效率呈现“W”型波动，农业生态效率由东中西部依次递减。梁耀文等[5]、舒晓波等[6]以环渤海和长江中游地区为研究对象，通过使用Super-SBM模型和地理探测器模型估算农业生态效益与分析影响因子。再者是关于农业经济和农业生态两者关系的研究，丁磊等[7]以农业生产恶劣的甘肃省为研究对象，分别以农业经济产业和废水排放为代表的农业经济指标和农业生态指标构建评价体系，运用耦合模型计算2010—2018年两系统的耦合关系，研究表明，2015—2018年甘肃省农业经济与生态的耦合度呈下降态势，表明农业经济与生态系统情况不容乐观。程东亚等[8]以贵州乌蒙山区人地矛盾为出发点，研究经济、人口和农业生态三者间的关系，研究表明乌蒙山区经济、人口和农业生态关系日趋紧密，但整体处于低耦合状态。冯俊华等[9]构建陕西农业EES系统评价对农业经济生态和社会的耦合度量化，结果表明目前陕西农业经济社会系统的耦合协调度趋于优化。

综上所述，目前关于农业经济和农业生态的研究成果较多，研究视角丰富既有研究农业经济与其他要素影响关系，还有研究农业生态效率与影响因素，更有研究农业经济、生态、社会、人口等多重关系的文献。但从研究区域来看，研究区域以北方地区为主，以湖北这样的农业大省为研究对象的文献较少;从研究的时间跨度来看，研究时长一般不足10年，难以把握研究结果的整体趋势;从研究有效性来看，研究的最新年份止步于2018年，缺乏对最新年份的数据分析。湖北省作为农业大省、中部粮仓，在发展的同时也存在着一些问题，如空气污染、暴雨洪涝灾害、资源短缺等问题。在这样的背景下，深入探讨农业经济生态系统的耦合协调程度对湖北农业高质量发展具有重要意义。基于此，笔者以湖北省为研究对象，运用2003—2019年面板数据，通过构建农业经济与农业生态耦合模型，测算湖北省农业经济与农业生态的耦合协调关系，在一定程度有利于农业经济与农业生态系统研究体系的完善，为湖北省农业可持续发展提供理论依据与参考。

1 模型构建与计算方法

1.1 模型构建与数据来源 在借鉴参考有关学者的研究成果的基础上[10-12]，充分考虑数据指标的可得性、科学性和代表性等原则，同时结合湖北省的现实情况，构建出以人均粮食产量、人均农业机械总动力等13指标组成的湖北省农业经济与农业生态系统评价指标体系，评价指标体系见表1 。该研究所有原始数据来源于《湖北农村统计年鉴》（2002—2020）、《湖北统计年鉴》（2002—2020）。

1.2 计算方法 在构建湖北省农业经济与农业生态评价指标体系的基础上，首先通过熵值法确定各项指标的权重，然后计算湖北省农业经济与农业生态系统的综合发展水平，最后通过耦合模型和耦合协调模型计算湖北省农业经济与农业生态的耦合协调度。湖北省农业经济与农业生态系统的耦合协调度具体计算步骤如下。

（1）原始数据无量纲化处理。

X′ij=Xij-Xj min Xj max- Xj min，正向指标（1）

X′ij=Xj max- Xij  Xj max- Xj min，负向指标（2）

式（1）、（2）中， Xij为原始数据，表示第i年第j个指标的数据，X′ij 为处理后数据。

（2）计算比例。

Eij=x′ijni=1x′ij（3）

式（3）中，Eij表示第i年第j个 指标的比例。

（3）计算熵值和信息熵冗余度。

ej =-1ln  n  ni=1Eij ln Eij （4）

式（4）中， ej表示第j 个指标的熵值。

Gj=1-ej （5）

式（5）中， Gj表示第j 个指标的信息熵冗余值。

（4）计算权重。

Qj=Gjni=1Gij（6）

式（6）中， Qj表示第j 个指标的权重。

（5）计算农业经济 Z1与农业生态Z2 系统的综合评价指数。

Zi=mj=1QjX′ij（7）

式（7）中，Zi表示第i年农业经济Z1或农业生态Z2系 统的综合评价指数，其值越大，表明发展水平越高。

（6）计算耦合度。

O=2×Z1×Z2（Z1+Z2）2（8）

式（8）中，O表示耦合度，其值越大（0≤O≤1），表明Z1与Z2系统越协调;当O=1时，表明Z1与Z2 两系统协调状态处于最佳水平。

（7）计算耦合协调度。由于耦合度难以全面反映湖北省农业经济与农业生态的耦合协调程度，因此需要引入耦合协调度模型，以便全面客观反映湖北省农业经济与农业生态的耦合协调发展程度。

D=O×T（9）

式（9）中，D表示耦合协调度。

T=αZ1+βZ2（10）

式（10）中，T表示综合协调指数;α与β均是待定系数;该研究农业经济Z1与农业生态Z2两系统同等重要，即α与β均 为0.5。

借鉴冯俊华等[9]的研究成果，将湖北省农业经济与农业生态耦合等级进行划分，划分标准见表2。

2 结果与分析

2.1 湖北省农业经济与农业生态综合评价水平 图1为2003—2019年湖北省农业经济与农业生态综合发展水平变化趋势。

2.1.1 湖北省农业经济综合发展水平测度分析。湖北省农业经济综合发展水平呈现波动式上升态势，其中出现过2次峰值和1次较大的下降。在2003—2008年，湖北省农业经济发展相对稳定，其农业经济综合发展水平维持在0.15上下波动。2009年出现第一次峰值，农业经济综合发展水平从2008年的0.105 3增长至2009年的0.396 9，增长了1倍多。2009—2014年起伏式上升，2014年农业经济综合发展水平0.719 0，达到农业经济的第二次峰值。这与2014年以农业增加值增长4%，粮食增产6亿kg为主要目标的湖北省委一号文件的助推作用分不开。2014—2016年出现下降趋势，其中2016年降低到0.302 1。2016年长江中下游地区的强对流天气以及洪涝等灾害导致该年湖北省5—7月共计直接经济损失346.4亿元，农作物受灾面积高达156.72万hm2，其中绝收38.99万hm2，农业经济遭受重创。2016—2019年农业经济在逐渐恢复发展。2018年农业经济综合发展水平0.758 5与2014年发展水平基本持平，2019年略有上升。

2.1.2 湖北省农业生态综合发展水平测度分析。湖北省农业生态综合发展水平呈阶梯式上升趋势，整个农业生态综合发展水平大致可划分为2个时期。2003—2016年为农业生态发展平稳期，这段时间农业生态综合发展水平增幅较缓。2003与2016年农业生态综合水平分别为0.206 8、0.539 8，13年间农业生态综合水平增幅空间为0.333 0，增速比较缓慢。2017—2019年为快速发展期，这几年的农业生态综合发展水平大幅提升，2016年发展水平为0.539 8，2017年骤升至0.789 1，并且近年来农业生态发展水平一直维持在高发展水平。这主要得益于2017年中央一号文件提出的推行农业绿色生产，增强可持续发展能力。2016年湖北省单位农用化肥施用量为0.971 7 t/hm2，2019年减少至0.523 1 t/hm2，化肥、农药使用量的减少，大幅提升了农业生态综合发展水平。