淮河流域農業生產水平與資源環境協調度評價研究

胡韻菲，尤飛，栗欣如

（中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所，北京 100081）

淮河流域農業生產水平與資源環境協調度評價研究

胡韻菲，尤飛*，栗欣如

（中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所，北京 100081）

以淮河流域35個地級市為研究單元，采用特爾斐法，分析淮河流域2008年和2012年的農業生產水平、資源環境保障度、農業生產與資源環境協調度三個方面的綜合水平，探討其時空聚類格局。結果表明，2008-2012年5年間，淮河流域各市的農業生產水平全面提高，整體平均提高11.75分；整體資源環境保障度上升3.6分，其上升速度遠低于生產水平發展的速度；區域之間的開發和保護存在不平衡，使本區域農業生產與資源環境的協調度發生空間聚集，并且在5年間，協調度低的城市以西北—東南走向的條帶狀格局向西轉移。本區域整體的農業生產與資源環境協調度均值從2008年的0.14下降到2012年的-0.11，惡化態勢明顯?；春恿饔蛉珔^須盡快健全保護農業農村環境的政策法規體系、建立起流域補償機制等，更加注意發展與資源利用之間的時空匹配與效率提高，保障現代農業未來一段時間的發展質量。

農業生產；農業資源環境；協調度；評價；淮河流域

胡韻菲， 尤飛， 栗欣如. 淮河流域農業生產水平與資源環境協調度評價研究［J］. 農業現代化研究， 2016， 37（3）: 437-443.

Hu Y F， You F， Li X R. The evaluation of the coordinating degree between agricultural production capacity and resource environment in Huaihe Basin［J］. Research of Agricultural Modernization， 2016， 37（3）: 437-443.

目前，我國正處在傳統農業向現代農業轉型的關鍵時期，中國農業現代化研究主要集中在我國農業發展的“瓶頸”問題，農業可持續發展、生產效率提升、食品安全、農業與生態環境協調發展等課題備受關注。2015年中央一號文件中指出，我國農業資源短缺，開發過度、污染加重，如何在資源環境約束下保障農產品有效供給和質量安全以及提升農業可持續發展能力，是必須應對的一個重大挑戰。

國外對于農業現代化的評價偏向采用經典的經濟模型對問題進行描述。Hoang和Rao［1］采用全要素生產率公式計算生產效率，Hu和Mcaleer［2］用索洛余值模型測算我國的農業技術效率。國內學者多采用建立指標體系的綜合評價，如辛嶺和蔣和平［3］、譚愛花等［4］、盧方元和王茹［5］等的研究。馮獻和崔凱［6］從協調的角度，就工業化、信息化、城鎮化和農業現代化之間同步發展的現實選擇和作用機理進行探討，信息化和工業化相互促進帶動，為農業現代化提供生產要素創新，農業現代化是城鎮化的重要載體，城鎮化推進要素流動，是農業現代化的結果。秦鐘等［7］、高強和丁慧媛［8］則在農業生產效率測算基礎上，進一步做了區域空間分析，對區域現代化水平劃分和其在時間上變化的規律進行探討。鐘陽等［9］研究指出，我國農業現代化發展水平整體處于上升趨勢，呈現“東高西低”的地域分異規律，區域間存在“溢出效應”：相鄰地區的農業現代化發展對本地區具有顯著的正面影響。周亮等［10］采用DEA模型、Malmquist生產率指數分析淮河流域2000-2011年的農業生產效率及時空變化特征，發現農業綜合效率、規模效率、技術效率和生產效率在流域內部存在空間分異。

對全國及區域的農業現代化評價測算模型的演化趨勢研究表明，分類指標的測算手段具有較好的靈活性和適應性，對各種因素在農業現代化發展過程中發揮的作用衡量效果較好。近年關于農業現代化的效率評價研究的指標選取，除了效率、技術、生產力，資源環境指標也逐漸成為評價農業現代化的重要指標之一。龍冬平等［11］在指標考量中加入水土流失面積、人均水資源占有量、農業環境污染物排放量和農業空心化程度等指標來衡量農業可持續發展水平，易軍和張春花［12］的指標考量中加入了自然災害成災率。據估計，全國至少有1 300萬-1 600萬hm2耕地受到農藥污染， 每年因土地污染減產1 000萬t， 農業經濟損失每年達200億元；同時，水、土壤等環境超載成為畜牧業面臨的主要約束［13］。作為中國三大商品糧生產基地和糧食增產規劃的核心區之一，淮河流域水資源稀缺，人均水資源量僅為全國的20%；流域耕地資源占中國的15.2%，人均耕地資源緊缺，在這種情況下，增產壓力十分巨大［14］。

本文對淮河流域農業生產水平以及農業資源環境保障度進行獨立評價，考慮時間維度的變化，通過時間和空間維度的綜合聚類，分析2008和2012年淮河流域農業生產水平、農業資源環境保障度時空聚類特征以及兩者的協調度的相似度聚類特征，為揭示農業生產水平與區域資源環境時空格局形成特點及演變態勢提供思路。

1 研究方法

1.1 指標選擇及權重

分層次的指標建立是區域指標評價的常用方法，基于不同的研究目標，不同的評價指標體系建立，本研究以淮河流域內的35個地級市為研究單元，將2008和2012年度作為研究的兩個時點，建立農業生產水平評價指標體系和對農業資源環境保障度評價的指標體系。采用專家咨詢法，即特爾菲法（Delphi法），征詢農田生產和管理、農業區域發展方面專家的意見，通過三輪專家咨詢對重要性因子排序檢驗，最后得到各級指標的權重（表1）。

確定指標權重后，代入區域農業生產水平和農業資源環境保障度綜合指標評價模型：式中：ATi為區域農業生產水平得分或農業資源環境保障度得分，Wi為準則層指標的權重，n為準則層指標個數。Cij為準則層下指標指數，Wij為準則層下指標的權重，m為準則層下指標個數。

為了能使指標進行標準尺度下的比較和評價，對原始數據計算得出的指數進行極值標準化處理，得出綜合分值。公式為：

式中：Xi為指標的標準化值，Ci為指標數值，Cmax為指標的最大值，Cmin為指標的最小值。

將標準化后的指數分別相加得到準則層得分，將準則層得分分別相加得到“農業生產水平”和“農業資源環境保障度”兩大目標層標準化綜合得分。

1.2 協調度計算

用農業資源環境保障度與農業生產水平綜合得分的差距，與農業生產水平綜合得分相比，表示農業生產水平與其資源環境的協調度（以下簡稱為“協調度”），計算公式為：

式中：Zi為i地區的協調度綜合得分，Si為i地區的農業資源環境保障度綜合得分，Li為i地區的農業生產水平綜合得分。若Zi為正值，表明資源環境對單位農業生產尚有承載余力；若Zi為負值，表明資源環境保障度落后于其單位農業生產的發展強度。

表1 區域農業生產水平及農業資源環境保障度評價指標權重Table 1 Index evaluation weights of regional agriculturalproduction capacity and resource environment

1.3 時空聚類

為得到5年內淮河流域農業生產水平、農業資源環境保障度、協調度綜合空間分布情況，把35個地級市以上三方面在2008和2012年的綜合分值作為分類的關注變量，在SPSS軟件進行時空聚類分析。計算時空集聚度有不同的方法，孫曉東和馮學鋼［15］從多指標及灰色關聯角度對31個省份的旅游業發展相似度進行時空聚類分析，因為本研究計算綜合分值時已對各項指標進行了加權處理，所以選取了在分類方法中最為直接的Ward's分類法，通過計算兩個年份該項分值的綜合相似性，考慮了5年時間帶來的區域單元內部變化的影響，使空間分類后，組內區域的該項綜合分值差異最小，組間區域的該項綜合分值差異最大。

先用平方Euclidean距離計算淮河流域每一個城市與其他34個城市各個綜合得分之間的不相似矩陣，表示各個樣本之間的相似系數，數值越大，表示兩樣本距離越大。對樣本集進行數學期望為0，方差為1的標準化Euclidean距離計算為：

式中：X為綜合分值，S為方差，n為樣本數，得出35個城市兩兩間的標準化歐式距離，根據標準化歐式距離，采用Ward's聚類算法（離差平方和法）分類，將距離最近的兩類合并為一個類別，從而35類成為35-1類，依次類推，計算新產生的類別與其他各個類別之間的距離，形成新的距離矩陣，計算公式為：

式中：Dpq代表p、q類的分值距離，X代表城市的不同階段綜合評價分值，N表示該次分類的觀測個數。當p和q合并成同一類j之后，按離差平方和法計算j類與其他類m之間的距離，可得到遞推公式為：

1.4 數據來源

本研究原始數據來自農業部分縣農業統計資料（2008年度、2012年度）、《中國縣（市）社會經濟統計年鑒》、《河南省統計年鑒》、《江蘇省統計年鑒》、《江蘇農村統計年鑒》、《山東省統計年鑒》、《安徽省統計年鑒》、中國農業科學院信息所分縣資料等相應年度統計年鑒有關數據。

2 結果與分析

2.1 評價指標綜合得分分析

2008-2012年的農業生產水平均值上升11.75分，整體水平上升（表2）。由于自然條件好，加上傳統種植習慣，在豫中南、蘇北、皖北的優勢小麥產區，沿淮丘陵的優質稻麥產區等農業產業帶逐步形成，建立了多處糧食生產基地和優質農產品示范區；四省農業生產的平均綜合機械化水平也已達60%以上，淮河流域的綜合發展環境有利于規?；洜I，提升農業生產水平。但生產水平的區域極差增大，同時，標準差擴大也表明市與市農業生產水平之間的發展能力存在的差距增加。

表2 農業生產水平、農業資源環境保障度及協調度綜合得分Table 2 Composite scores of agricultural production capacity， agricultural resource environment and the coordination

農業資源環境保障度平均值上升約3.6分，整體水平上升，從極值及標準差來看，地區差距有所縮小。5年間淮河流域的資源保障度的上升滯后于農業生產發展。2008年的協調度均值為0.14，2012年為-0.11，5年間協調度下降達181.22%，表明淮河流域農業發展絕大部分地區面臨資源環境超負荷發展（協調度＜0）的風險，發展強度與資源的整體匹配度在2008-2012年5年間急轉直下，現代農業整體的發展不再存在“生態盈余”。

2.2 農業生產水平、農業資源環境保障度時空聚類特征及空間格局分析

按照得分及5年變化的差異，計算研究區域35個農業生產水平綜合得分時空聚類的平均相似度，并據此把淮河流域分為5類；按農業環境資源保障度的綜合得分時空聚類的平均相似度，則把淮河流域35個城市分為4類（表3）。

表3 農業生產水平及農業資源環境保障度時空聚類得分均值Table 3 Space-time clustering results and the mean value of agricultural production capacity， agricultural resource environment

2008-2012年5年間，各類城市的農業生產水平均不同程度地有所上升。淮北平原中部、南部及沿淮洼地大片的砂姜黑土地，經過幾十年施肥、治水、農林牧結合利用等科學配套治理，土質已經大為改善，各種農業技術的推廣和科技的投入增加，促使了農作物產量大幅度提高。

農業生產水平位于中間層次的城市（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類型）較多，極端城市（Ⅰ、Ⅴ類型）較少。Ⅰ、Ⅴ城市在2008年均值相差24.69分，到2012年，均值的差距擴大至33.28分，因此，不僅是城市之間農業生產水平最好與最壞的的差距在變大，城市類之間差異也存在擴大趨勢。

農業資源環境保障度方面，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ城市類均呈現幅度較小的上升，但Ⅳ城市類均值也出現了小幅下降，從2008年的22.63分下降到22.28分。35個城市被分成了4大類，表明較之于農業生產水平，2008-2012年間，農業資源環境保障度的區域時空分異度較小。農業資源環境保障水平同樣表現為高低兩端城市數量少，中間層次比重最大，特別是Ⅲ類城市數量共18個，已達到Ⅱ類城市數量的2倍；從聚類后的差距方面看，2008-2012年Ⅳ類型城市的農業資源環境保障度與其它類型的城市差距擴大，在2.1的分析中，雖然城市與城市之間的極差在縮小，但聚類結果顯示出，農業資源環境保障度最壞的地方上升乏力，落后的步伐可能還會越來越大。以上整體情況和地區差異，反映出大部分淮河流域的農業資源環境保障度情況實不容樂觀。

農業生產水平5個聚類在各個省份分布比較均勻（圖1），Ⅰ類和Ⅴ類城市數量較少，由于南北走向的交通線路的影響，農業現代化水平在淮河流域空間格局上表現出大致以南北走向的條帶狀分割成東—西相間的區域分異格局。江蘇省的城市大都屬于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類，表明江蘇省農業生產水平整體超前。東部以鹽城市、西部以開封市為核心，較高的農業生產水平有“外溢”效應：附近的城市容易連片分布。此外，駐馬店市、徐州市和連云港市等市的農業生產水平得到相對顯著的提升；而洛陽市、阜陽市和臨沂市農業現代化水平雖然均有所提升，但在淮河流域35個城市中相對落后。

圖1 淮河流域農業生產水平時空聚類格局Fig. 1 Space-time clustering pattern of agricultural production capacity in Huaihe Basin

農業資源環境保障度空間格局上，淮河流域南部整體高于北部，中部保障度低，形成中間凹陷的空間格局（圖2）。Ⅰ、Ⅱ類城市在空間上呈現東西走向的條帶狀分布，其中Ⅰ類城市在東南部形成聚集，Ⅱ類城市在東北部、西南部形成聚集，而Ⅲ類城市在淮河流域中北部地區連片分布。

圖2 淮河流域農業資源環境保障度時空聚類格局Fig. 2 Space-time clustering pattern of agricultural resource environment security degree in Huaihe Basin

由于蔬菜農藥用量強度高于糧食作物，淮河流域糧食作物種植比重高，總體農藥施用強度低于全國平均水平，但近年來有加大趨勢。信陽市、揚州市、淮安市等城市的農業資源環境保障度相對較高。值得注意的是，洛陽市屬于Ⅱ類城市，資源保障度較高，但生產水平分類中屬于Ⅴ類城市，農業生產水平低，可見其農業現代化發展面臨著非資源環境性質的限制。

2.3 農業生產水平與其資源環境協調度聚類特征及空間格局分析

分別按照2008和2012年35個城市的農業生產水平及農業資源環境保障度得分，計算研究區域35個農業生產與其資源環境的協調度，根據各個城市在2008年和2012年農業生產水平與其資源環境協調度的相似性進行聚類。

2008年淮河流域協調度劃分為5類，2012年劃分為4類（表4），反映城市類別間的協調度分異縮小，協調度極值從2008年的2.15縮小至2012年的1.22，主要由Ⅰ類城市的協調度的顯著下降造成。2008年僅Ⅴ類型城市的協調度均值為負數，到2012年，Ⅲ、Ⅳ類城市的協調度均值為負值，負協調度城市顯著增加，其資源環境保障度已落后于其單位農業生產的發展強度。2012年Ⅲ、Ⅳ類城市數量達26個，僅Ⅲ類城市（10個）就比Ⅰ、Ⅱ類城市的數量加起來還多。從下降幅度來看，各市向資源環境施壓、索取資源以取得發展有積重難返的傾向。若把生產水平和資源環境保障比喻農業現代化發展的“兩條腿”，那淮河流域農業發展的“兩條腿”并沒有同步，2008-2012年的農業生產發展是一種不健康、不協調的發展。

表4 淮河流域2008年及2012年協調度聚類平均值Table 4 Coordination clustering and the mean values of Huaihe Basin in 2008 and 2012

空間分布上，2008年的協調度較高的Ⅰ類地區空間聚集重心大致位于西部、南部和東北部，到2012年，Ⅰ類地區空間重心存在往流域中東部轉移的趨勢（圖3），主要由于上游河南省協調度下降十分顯著，中、下游地區協調度下降得相對較慢。同時，協調度低的Ⅳ類城市以西北—東南走向的條帶狀格局向西轉移。協調度情況在空間上呈現聚集效應和范圍性動態轉移，協調度的帶狀轉移，增加了跨區域資源環境和生產發展強度的調控難度。

圖3 淮河流域協調度聚類空間分布圖（左：2008年；右：2012年）Fig. 3 Coordination clustering of Huaihe Basin in 2008 （left） and 2012 （right）

3 結論與政策建議

3.1 結論

從淮河流域整體上來看，農業生產水平迅速提升，但流域資源環境保障度提升不足，直接導致農業生產水平的發展與資源環境承載力之間發展不協調。資源環境已經成為淮河流域農業現代化發展的“短腿”，必然阻礙區域農業現代化的健康發展。應盡早大力發展綠肥、生態種養技術、采取生物防治，減少對化學防治的依賴；試點建立糧食主產區利益補償機制，加大對淮河流域糧食生產主體的補貼力度，間接提高種糧效益，確?；春恿饔蚣Z食主產區產糧利益外溢得到補償，使得發展與資源利用之間的時空匹配與效率提高。

3.2 政策建議

1）健全保護農業農村環境的政策法規體系。針對流域特定時期的發展規律，結合環境污染特征和生態環境建設的發展要求，補充和完善現有國家法律中缺失的區域性法規、條例，如《淮河流域農村環境保護條例》、《淮河流域畜禽養殖污染防治條例》等，并制定和完善淮河流域農村生態環境保護的環境標準。

2）盡快建立起流域補償機制、重點生態功能區補償機制以及要素補償機制的生態補償政策體系。流域的開發和保護不平衡，使協調度發生區域聚集和空間轉移現象，為防止環境惡化效應溢出，各省內和跨省級行政區橫向轉移支付的區域間的生態補償，實行下游對上游、開發區域對保護區域、受益地區對受損地區、受益人群對受損人群以及自然保護區內外的利益補償；探索開征累計超量使用的化肥、農藥為主要構成的環境稅，鼓勵生態發展，對循環農業發展較好的企業，予以稅收減免和資金獎勵。

3）大力支持高標準農田、高效節水灌溉農田水利工程、生態工程建設的投入。加快推進小型農田水利重點縣建設，特別是支持流域西部山區的高效生產設施建設，實現全流域內農業大縣基本覆蓋；重視發揮區域規劃中因地制宜的農牧漁循環生態工程、生產自凈農業生態工程示范帶動作用，鼓勵農業生產效益與生態效益并重的發展。

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（責任編輯：童成立）

The evaluation of the coordinating degree between agricultural production capacity and resource environment in Huaihe Basin

HU Yun-fei， YOU Fei， LI Xin-ru
（Institute of Agricultural Resources and Regional Planning， the Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100081）

Taking 35 cities in Huaihe Basin as samples and applying Delphi method， this paper constructed a comprehensive index to evaluate the coordinating degree between agricultural production capacity and resource environment in 2008 and 2012. Then the paper examined the spatial cluster structure from three different perspectives，including agricultural production capacity， resource environment security， and the coordination between them. Results show that， during 2008 to 2012， the agricultural production capacity of all cities has improved with an average increase of 11.75 points. The security degree of resource environment has increased by 3.6 points with a relative lower growth rate compared with that of agricultural production capacity. Results also show the development and protection of different cities are not balanced， leading to a spatially clustered structure of agricultural production capacity and the resource environment in 2008 and 2012 in this region. The low coordination cities in a northwest-southeast strip pattern，transferred to the west of the basin. The overall coordination degree decreased from 0.14 in 2008 to -0.11 in 2012， and the overall situation was signifcantly worsened. To assure the development quality of modern agriculture in the future，in addition to the improvement of the policy and regulation system of agricultural rural environment， the government also should establish a basin compensation mechanism and pay more attention to the spatial matching and effciency improvement between development and resource utilization in Huaihe Basin.

agricultural production capacity； agricultural resource environment； coordination； evaluation； Huaihe Basin定量地評價農業現代化與資源環境的協調度，有助于針對性地發現農業現代化發展中凸顯的問題。

Major Project of Chinese Academy of Engineering.

YOU Fei， E-mail: youfei@caas.net.cn.

1 July， 2015； Accepted 2 November， 2015

F303.4

A

1000-0275（2016）03-0437-07

10.13872/j.1000-0275.2015.0171

中國工程院重大項目：淮河流域農業發展與環境研究。

胡韻菲（1990-），女，廣東廣州人，博士研究生，主要從事農業區域發展研究，E-mail: 895282072@qq.com；通訊作者：尤飛（1972-），男，山西偏關人，博士，副研究員，碩士生導師，主要從事農業區域發展研究，E-mail: youfei@caas.net.cn。

2015-07-01，接受日期：2015-11-02