河北省農業自然資源循環利用評價研究*

趙 靜，侯 佳，劉偉偉

(河北水利電力學院思政部，滄州 061001)

0 引言

在經濟新常態下，全球經濟形式發生了劇變，對我國經濟的發展也造成了很大的影響。在這一時期，農業可持續發展成為了國家經濟發展所關注的重點。河北省自2005以來，在近10多年的省內產業經濟發展建設中，就比較關注工業農業發展的協同問題，并將其編入到“十一五”和“十二五”發展規劃綱要中，作為城鄉統籌發展建設的重要內容。從近10年的發展實踐來看，河北省各區縣地區，著手于建設新型的農業經濟，堅持循環經濟的利用，取得了一定的成效。通過對農業資源利用率與糧食生產的相關性分析進行研究，結果表明兩者之間存在一定的相關性，要提高糧食生產水平，應提高農業資源利用效率[1]。楊聰敏[2]對河北省耕地資源可持續利用情況進行研究，認為河北省耕地資源不可持續性在加劇。胡志娟[3]對河北省土地資源研究結果表明土地資源利用中在建設用地、生態破壞等方面存在許多不完善的問題。張楠等[4]利用灰水足跡的方法對河北省水資源情況進行研究，發現河北省存在明顯的水質性缺水特征，蓋東海[5]的研究結果也得到相近的結果。通過對森林資源利用情況進行研究，發現河北省森林資源的利用效率都有所提高，但是也存在很大差異[6]。

盡管學術界對河北省資源利用情況做了一些研究，但由于所用的研究方法不同、研究的角度不同，研究結果存在一定的差異性。為了促進河北省農業自然資源進行適當地開發與利用，保障和促進農村生態環境可持續發展，必須研究農業自然資源循環利用情況。因此，文章以河北省農業自然資源為研究對象，從影響自然資源循環利用的因素出發，采用層次分析法和相關性分析法，評價河北省農業自然資源的循環利用水平，研究影響資源循環利用的因素，為河北省農業可持續發展提供理論參考依據。

1 研究區概況

河北省地處北緯36°03′～42°40′，東經113°27′～119°50′，是我國經濟發展的大省，內環京津和雄安新區，優越的地理位置吸引了眾多人才、資金和技術的流入，農業產量和工業基礎均排在全國前列。河北省自然資源豐富，包括充足的氣候資源、土地資源、水資源和生物資源。其中，土地資源是影響糧食產量的最基本要素，河北省的人均耕地面積逐年減少； 水資源也出現了資源浪費、污染等問題。河北省總面積約1 888.48萬hm2，包括11個地級市，總人口數從2010年7 193.60萬人增長到2016年7 470.05萬人。人均耕地面積2010年為1.05hm2/人到2016年降為0.98hm2/人，化肥農藥的施用量卻在逐年增加，水土流失治理率有所降低從2010年88.28%減少到2016年72.81%； 河北省水資源總量2010年為138.92億m3， 2016年增加至208.31億m3，水資源的可開發量處于穩定的水平，農業年用水量2010～2016年從151.7億m3減少到126.3億m3，節水灌溉面積2010～2016年從269.9萬hm2增加至331.4萬hm2，噴滴灌面積從24.2萬hm2增加至35.2萬hm2，污水處理總量從12.256 7億t增加到14.127 0億t； 河北省森林面積從2010年487.5萬hm2增加至600.0萬hm2，林木儲蓄量也有所增加。從這些數據來看，生物資源處于相對穩定狀態，土地資源和水資源人均占有量都在減少，表明人口的逐年增加與土地資源和水資源的緊張具有明顯的相關性。綜合來看，雖然河北省資源豐富，水土面積廣闊，但由于資源分布不均，導致地區之間農業發展不平衡，隨之出現資源浪費、工業農業比例失衡、環境污染等系列問題，在一定程度上限制了河北省農業的可持續發展。

2 研究方法與數據來源

2.1 研究方法

河北省農業自然資源循環利用情況是一個受多重因素共同影響的結果，它包含了多個方面、多個層次。因此，該文采用層次分析法和相關性分析法相結合的方法來分析河北省農業自然資源循環利用的情況。層次分析法(AHP)[7-8]是針對某結構相對復雜的系統進行綜合評價的一種方法，它從多層次、對多個指標進行衡量，計算各指標相對應的重要性權重。相關性分析是利用SPSS軟件進行分析的，根據兩個變量的相關性大小判斷它們之間的相關程度。

2.1.1 層次分析法指標的選取原則

(1)客觀性原則

首先選取的指標必須具備比較強的客觀性，能客觀科學地反映河北省農業自然資源循環利用的真實情況，所選指標容易區分，方便專家進行比較打分，盡量減少主觀因素帶來的誤差。

(2)系統性原則

評價指標體系是一個從各方面來反映河北省農業自然資源循環利用的指標體系，它必須具有整體性和系統穩定性，評價其效果需要涉及土地資源、水資源和生物資源的循環利用情況。

(3)可操作性原則

選取的評價指標所用數據要容易整理，指標之間既要具有可比性還要具有可操作性，避免盲目地面面俱到，去除冗余的數據，保證不同區域之間的可操作性。

2.1.2 指標體系的選取

評價指標體系的構建是進行綜合評價的關鍵步驟，該文以河北省農業自然資源循環利用情況為目標層，農業自然資源主要包括氣候資源、土地資源、水資源和生物資源，其中氣候資源主要指溫度、濕度和降水量的狀況，對于農業循環利用溫度和濕度的評價意義較小，而降水量可以在水資源開發利用率中體現，因此，該研究準則層分為土地資源、水資源和生物資源3類，參考相關評價資源利用的文獻[2， 4， 5]，構建了河北省農業自然資源循環利用評價的3類19個指標，如表1所示。

表1 河北省農業自然資源循環利用情況評價指標體系

目標層準則層指標層指標類型河北省農業自然資源循環利用情況土地資源人均耕地面積正向耕地生產指數正向水土流失治理率正向單位耕地農藥化肥施用量逆向后備土地資源開發率正向基本農田保護指數正向土地退化治理率正向水資源人均供水量正向水資源開發利用率正向灌溉水有效利用系數正向生態環境用水率逆向人均污水排放量逆向工業廢水排放達標率正向環保投資占GDP的比重正向生物資源人均綠地面積正向森林覆蓋率正向林木儲蓄量正向草原覆蓋率正向全省鮮草單產量正向

2.1.3 構建判斷矩陣

在AHP模型中，對指標層中的各指標因素進行比較，根據它們的相對重要程度對其進行量化，然后構建出判斷矩陣A。

(1)

在式(1)中，Bij>0，Bji與Bij互為倒數，其中，Bij表示Bi相對Bj的重要性，比值越大，則代表重要程度越大。同樣，Bji越大，則代表Bj對Bi來說越重要。判斷矩陣中各指標因素的相對重要性數值是通過權衡專家的意見并結合相關部門的統計數據綜合得到的。在判斷矩陣中，它們的取值包括1～9及其倒數，其賦值和對應的含義詳見表2。

表2 判斷矩陣的相對重要性標度

賦值(Bij)含義1i因素與j因素同等重要3i因素稍微重要5i因素明顯重要7i因素非常重要9i因素極端重要2, 4, 6, 8介于中間情況倒數兩因素相比,較弱者為倒數,Bji=1/Bij

2.1.4 計算權重的公式

因為每行的分值都能夠近似反映權值的分配，所以對A矩陣按行進行歸一化，首先利用累乘的方法計算其算術平均值，估計權重的值。

(1)計算算術平均值(累乘的方法)

(2)

(2)計算Mi的n次方根

(3)

(4)

(4)一致性檢驗。利用MATLAB7.0軟件計算最大特征根λmax(式5)，然后計算一致性指標CI(consistency index)。利用CI值和查表所得的RI值(表3)計算一致性比例CR(consistency ratio)。CR代表相對一致性，當CR>0.1時，判斷結果不可接受，應調整判斷矩陣； 當CR<0.1時，判斷結果在接受范圍，具有滿意的一致性。

(5)

(6)

(7)

表3 平均隨機一致性指標RI值

n123456789RI000.580.901.121.241.321.411.45

表4 河北省農業自然資源循環利用評價指標體系

目標層準則層指標層權重值標準權重值河北省農業自然資源循環利用水平土地資源利用率(0.493 4)人均耕地面積0.100 00.049 3耕地生產指數0.220 80.108 9水土流失治理率0.157 50.077 7單位耕地農藥化肥施用量0.070 10.034 6后備土地資源開發率0.121 90.060 1基本農田保護指數0.181 10.089 4土地退化治理率0.148 60.073 3水資源利用率人均供水量0.219 60.068 3(0.310 8)水資源開發利用率0.210 80.065 5灌溉水有效利用系數0.133 90.041 6生態環境用水率0.121 30.037 7人均污水排放量0.125 00.038 9工業廢水排放達標率0.081 60.025 4環保投資占GDP的比重0.107 80.033 5生物資源利用率人均綠地面積0.331 20.064 8(0.195 8)森林覆蓋率0.164 20.032 2林木儲蓄量0.124 20.024 3草原覆蓋率0.200 20.039 2全省鮮草單產量0.180 20.035 3

2.2 數據來源

該文數據主要來源于《河北省統計年鑒》《河北農村統計年鑒》《河北經濟年鑒》《2016年河北省環境狀況公報》[11]和河北省各市的實地調查數據。

3 結果與分析

3.1 指標權重的確定

根據表1評價指標體系的具體指標和參考數據，邀請多位專家進行打分，經過綜合整理得到如下判斷矩陣：A代表河北省農業自然資源循環利用水平評價指標體系，B1～B3分別代表土地資源、水資源和生物資源。利用MATLAB7.0軟件計算得到各準則層的權重為(0.493 4， 0.310 8， 0.195 8)，并且經檢驗，λmax=3.053 6，CI=0.026 8，由于該判斷矩陣為3階矩陣，查表4，RI=0.58，CR=CI/RI=0.046 2<0.1，說明該判斷矩陣具有滿意一致性(表4)。

3.2 評價指標體系結果分析

根據表4評價指標體系可知，土地資源的利用率最高，達到0.493 4； 水資源利用率的權重為0.310 8，生物資源利用率最低，其權重為0.195 8。在土地資源利用率中，耕地生產指數(0.220 8)的權重最高，基本農田保護指數(0.181 1)也相對比較高，說明耕地的循環利用率非常高，農民對農田的重視程度高，河北省的糧食產量相對較高。而單位耕地農藥化肥施用量(0.070 1)的權重最低，說明農民在進行農業生產過程中，更在乎產量，而環保意識不強； 后備土地資源開發率(0.121 9)也較低，說明河北省農業用地的開發已接近最大化程度； 水土流失治理率(0.157 5)和土地退化治理率(0.148 6)權重值相近，處于中等程度，說明河北省在治理水土流失和土地退化中有較好的效果，但是仍應加強。

在水資源利用率中，人均供水量(0.219 6)，和水資源開發利用率(0.210 8)的權重比較高，表明河北省的水資源較充足，水資源的利用程度很高。盡管如此，灌溉水有效利用系數為0.133 9，說明農業灌溉方式比較粗放，存在嚴重的水資源浪費情況； 而生態環境用水率(0.121 3)與灌溉水有效利用系數相差不大，生態環境用水率為逆向指標，權重值越高，代表水資源浪費越嚴重。同時，結果分析表明人均污水排放量(0.125 0)很高、且工業廢水排放達標率(0.081 6)卻很低、環保投資占GDP的比重(0.107 8)較低，說明由于人為原因和工業造成的水質污染現象比較嚴重，政府在治理污染上，重視程度不高。

在生物資源利用率中，人均綠地面積(0.331 2)比較高、草原覆蓋率(0.200 2)和鮮草單產量(0.180 2)處于中等水平，林木儲蓄量(0.124 2)和森林覆蓋率(0.164 2)較低，根據河北省的地貌特點，河北省包括壩上高原區、壩下山地丘陵區、山麓平原區、黑龍港低平原區和濱海低平原區，省內森林較少，主要以森林公園的覆蓋率進行衡量，而全省草原總面積達501.6萬hm2，類型豐富，但是總體生產水平還有待提高。綜合分析各項指標，鑒于河北省以平原和高原為主，森林資源較少，不考慮林木儲蓄情況，河北省的工業廢水排放達標率的綜合權重值最低，僅為0.025 4，該結果說明在構建的評價指標體系中，河北省存在水資源浪費、環境污染嚴重的現象，是影響河北省農業自然資源循環利用重要的因素。

3.3 影響自然資源循環利用的因素相關性分析

在現階段下，可能影響河北省農業自然資源循環利用的因素有很多，例如人口數量、城市面積、城市生產總值、化肥施用量等。為了提高河北省農業自然資源的循環利用程度，必須找到影響其利用程度的相關因素，為河北省農業可持續發展提供有價值的參考。為此，對各地級市的資源承載度[9](表5)與各因素之間進行相關性分析。資源承載度[10]是指某區域內某種資源在一定的經濟、文化、科技、社會發展水平背景下，在保證生態系統穩定、可持續發展的情況下，所能容納的最大的人口、農業、工業和社會發展的規模，它用來評價某區域內資源及環境的承載狀態，也反映了資源的利用程度。

表5 河北省各地級市基本情況統計

地級市人口數量(萬人)面積(km2)生產總值(億元)用水總量(萬m3)農產品產量(萬t)機械總動力(萬kW)化肥施用量(萬t)農田水利(萬hm2)土地資源承載度水資源承載度生態環境承載度石家莊市1 078.4615.8485 927.7329 020.7495.81 280.848.550.00.703 30.725 71.243 0承德市353.183 95191 438.5721 008.2134.0246.211.212.40.967 40.397 90.599 5廊坊市461.506 4292 720.465 214.0159.5393.016.422.70.819 00.394 81.665 4保定市1 163.4522 1003 477.139 171.4570.7751.748.165.70.587 70.432 10.865 0唐山市784.3613 4726 354.8781 339.3305.5766.738.345.81.033 00.760 11.952 0滄州市750.5513 4193 544.6823 852.4455.5996.431.050.30.749 50.337 51.483 1衡水市445.318 8151 420.183 321.0362.7744.628.348.11.021 00.326 50.893 2邢臺市731.9912 4861 975.757 718.7457.5821.736.258.70.582 30.405 50.961 4邯鄲市949.2812 0003 361.1118 596.0546.6975.848.153.41.103 90.653 21.118 0張家口市442.5136 8601 465.999 544.6167.2244.511.425.91.125 60.463 10.692 2秦皇島市309.467 8121 349.355 242.781.1180.514.212.81.132 30.887 30.801 0

表6 河北省各地級市資源承載度與各因素之間的相關性分析

Cor(資源承載度,各因素)人口數量面積生產總值用水總量農產品產量機械總動力化肥施用量農田水利土地資源承載度-0.270 60.120 1-0.256 00.110 5-0.567 7-0.490 9-0.467 7-0.578 7水資源承載度0.423 9-0.246 60.417 80.392 5-0.130 40.031 00.182 1-0.173 5生態環境承載度0.277 0-0.543 30.734 20.845 30.149 40.402 10.306 70.225 9

從表6中可知，土地資源承載度與各因素的相關性分析結果表明，土地資源承載度與農產品產量、機械總動力、化肥施用量以及農田水利之間具有一定的負相關性，其相關性指數分別為-0.567 7、-0.490 9、-0.467 7、-0.578 7，說明經濟產量越高、機械總動力越大、農田有效灌溉面積越大，土地資源承載度越低，揭示了土地資源的利用程度與資源多少、經濟收益有直接的關系。水資源的承載度與各因素的相關性分析結果表明水資源的承載度與人口數量、生產總值和用水總量呈一定的正相關性，其相關性指數分別為0.423 9、0.417 8、0.392 5，說明人口數量越多、生產總值越高、用水量越多，水資源的循環利用率越高，承載度越高。生態環境承載度與各因素的相關性分析表明，其承載度與生產總值的相關性指數為0.734 2，與用水總量之間的相關性為0.845 3，都遠大于0.5，說明它們之間存在明顯的正相關性，說明經濟生產總值越高，用水量越多，生態環境承受的壓力越大，其循環利用程度越高，承載度越大。綜合看來，人口數量和經濟生產總值是影響農業自然資源循環利用的關鍵因素。

4 結論與建議

4.1 結論

河北省農業自然資源循環利用過程中，農藥化肥施用量(0.070 1)較高，工業廢水排放達標率(0.081 6)低、生態環境用水率(0.121 3)和人均污水排放量(0.125 0)都比較高，土地資源和水資源的利用中都存在資源浪費和環境污染嚴重的現象。對可能影響河北省自然資源循環利用的因素進行相關性分析，結果表明人口數量、經濟生產總值是影響農業自然資源循環利用的關鍵因素。

4.2 建議

河北省正處于改革發展的重要階段，根據科學發展觀和可持續發展戰略，農業自然資源的循環利用關乎河北省整體的發展方向。因此，適當開發農業自然資源、合理利用資源、減少浪費現象、發展循環經濟[12]是農業可持續發展的必然要求。根據以上研究結果，人口數量和經濟生產總值對自然資源的循環利用具有重要影響。因此，在不超出自然資源可承載的范圍內，提高河北省農業自然資源的循環利用率，可以從經濟產業結構、法制、政府管理、環保等幾個方面加以調整和控制。

第一，優化產業結構，轉變經濟增長方式。城鄉企業應積極采用新技術、引入新設備，降低污染物排放水平，減少水污染程度； 優化產業布局，對于不適合種植的農業用地進行合理開發，挖掘土地利用潛力，提高土地資源的循環利用水平。河北省各地級市之間應相互配合，發揮各市的地理優勢和資源優勢，做到合理用地，節約用水，對于城市開發區的建設，應堅持產業集中制。

第二，健全農村環境立法與環境監管措施。就當前河北省在農業自然資源循環利用與新型產業發展過程中存留的矛盾弊端[13]，必須完善相關的制度和法律，提高工作效率，重點從土地利用、農村節能節水、農村工業污染、畜禽養殖污染等多方面綜合入手。此外，應當以區縣為單位，以鄉鎮為小組，加強農村環境監督的力度，切實做到執法必嚴，尤其是對于農村地區的各工農業生產企業，對于違法行為進行嚴懲。

第三，適當加大財政投入。具體來看，應當提升農業企業的主體地位，因為他們與個體農戶相比，更具規模和經濟實力。以政府為主導，適當加大財政保障與政策補貼，充分發揮出企業在整個產業內部的作用。通過推動市場化運營，才實現對農村污染企業的高效管控。總的來看，農村居民造成的農村地區污染與生態破壞，實際上不足15%，最大的污染來源還是集中分布在鄉鎮企業。總之，當下首要就是解決好鄉鎮企業的污染問題。在制度規范上，可以在農村推行排污許可制度，超標部分額外附加收費，并相應加大處罰力度。

第四，加大農村環保宣傳，提供農村公眾的環保意識。河北省政府應加大環保宣傳力度，堅持生態發展和經濟發展并舉，動員廣大農民樹立全民環保的思想。在環保宣傳上，可通過當地的電視新聞頻道或者廣播來進行。譬如，從2013年開始，河北省各地區就已經加大了對“焚燒麥稈”的處罰力度，并在各鄉鎮、村委會確立了責任制度，同時還推出了舉報有獎的規定。縱觀近幾年的情況來看，取得的效果較好。總之，從自我做起，改變不合理的生活方式，積極引導群眾參與到其中來，講解利害關系。

結合著整篇文章關于河北省農業自然資源循環利用的現實窘境，及其改革路徑等，從理論層面上來思考，當今人類已經進入到了快速發展的新時期，生物技術逐步普及，很好地將農業經濟與循環利用集合在一起。此舉的意義象征著跨越式的進步，對于農業的清潔化生產、農業資源的有效保護，以及農業生產的精細化程度提升等，意義重大； 從實踐視角來綜合審視，現代化農業的興起是農業循環可持續經濟建設的基礎，通過更加全面地了解河北省農業的發展情況，便于做出科學的評價，并結合著當下國家出臺的一系列農業發展、循環經濟政策，以此為契機，找尋影響河北循環農業發展的各種關鍵要素，為河北省農業可持續發展提供有價值的參考。