纸坊沟流域农用地生态经济系统耦合关系研究

纸坊沟流域农用地生态经济系统耦合关系研究杜娜1，王继军1’2，杨冰3(1．西北农林科技大学资源环境学院，2．中国科学院水利部水土保持研究所，陕西杨凌；3．陕西杨凌；陕西省淳化县农技中心，陕西淳化)摘要：农用地生态经济系统的耦合态势是依据农用地资源与农业产业之间的循环链网结构予以表征的。该文基于农户尺度，采用耦合关联度和系统耦合度模型对纸坊沟流域农用地生态经济系统耦合关系及耦合态势进行了分析。结果表明：(1)农用地生态经济系统的耦合表现为农用地资源对农业产业的约束和农业产业对农用地资源的胁迫作用。耕地地块数、牧草利用率、化肥施用量、人口密度、人均耕地、可灌溉率是约束纸坊沟流域农业产业发展的主要因素；产业收入效应是影响农用地资源布局与利用的重要因素；(2)基于抽样调查的流域样本耦合度值基本介于0．5～0．8，系统耦合发展处于磨合耦合态势；(3)地理条件和农用地资源的分布状况成为影响农户农业生产的重要因素，同时也对农业产业的发展产生着制约作用，而相关的围家政策也对区域产业的发展起着重要的引导和制约作用。关键词：农用地；资源与产业；关联度；耦合度；农户尺度；纸坊沟流域中图分类号：F327；S181文献标识码：A文章编号：1005—3409(2011)02-0048—05CouplingRelationship onEco—economicSystem ofAgriculturalLand inZhifanggouWatershedDUNal，WANGJi—ju一2，YANGBin93(1．College ofResources andEnvironment，NorthwestA&FUniversity，Yangling，Shaanxi，China；2．Institute ofSoil andWaterConservation，ChineseAcademy oJ’Sciences andMinistry ofWaterResources， gangling，Shaanxi，China；3．ChunhuaAgriculturalCenter，Chunhua，Shaanxi，China)Abstract：The coupling trends of agriculture land eco-economic system can be characterized by the chain structure be— tween agriculture land resources and agriculture industry．This study on coupling relations and coupling trends of ag— ricuhure land eco-economic system was carried out by coupling relational grade and coupling degree based on farm household scale．The results showed：(1)The agricultural land eco-economic system coupling was manifested as re sources—restricted industry and industry-stressed resources．Plot，forage utilization，chemical fertilizers，density，Per一1and，duty of water were principal factor which restricted agriculture industry development．Income effect was principal factor which influence arrangement and exploitation of agriculture land resources．(2)Based on sam— piing survey，system coupling degree lies between0．5～0．8 shows that the system coupling development was in running in coupling．(3)Geographical conditions and agriculture land resources were important reasons for agriculture industry，as well as limited it．Public policy also offered advance guide and condition．Key words：agriculture land；resources and industry；relational grade；coupling degree；farm household scale；Zhifanggou watershed土地生态经济系统的良性运行是协调人地关系和实现区域可持续发展的基础。近年来王万茂Ⅲ、张兆福‘2I、梁红梅‘3I、CooperE41等对土地生态经济系统的内涵与构成，系统的运行与调控机制展开了研究；张正华嘲通过分析农用地生产力指数与经济产出的关系，对泥河沟流域农用地生态经济耦合进行了评价；张灿强、王继军Ⅲ认为农地的特征决定其系统的耦合性，并提出了系统耦合对农地承载力拓展的多种途径。上述研究成果为农用地生态经济系统耦合问题的研究起到了良好的铺垫作用。收稿日期：2010一10—29修回日期：2010—12-09资助项目：“十二五”国家科技支撑计划项目(2011BAD3lB05)；国家自然科学基金项目()；中科院重大项目(CX—YW-0907)作者简介：杜娜(1984一)，女．宁夏银川市人，硕士研究生，研究方向为土地资源利用与管理。E—mail：duna527@gmail．corn通信作者：王继军(1964一)，男，陕西省渭南市人，研究员，研究方向为生态经济。E—mail：jjwanR：@ms．iswc．ac．cn第2期杜娜等：纸坊沟流域农用地生态经济系统耦合关系研究49王继军等"多年在黄土丘陵区纸坊沟流域进行生态经济研究，但重点是从农业生态经济系统角度出发，对其耦合过程和演变态势进行深入研究，而从系统角度对农用地生态经济耦合的研究尚为少见。对于以农用地为主的生态脆弱区纸坊沟流域，判断生态环境和社会经济的耦合关系是建立系统有效协调机制的基础[10]。因此本文基于农户数据，以探讨农用地生态经济系统的耦合关系为中心，采用耦合关联度模型分析系统各要素以及要素与系统之间的耦合关系，在其基础上采用耦合度判定系统现阶段的耦合程度，旨在揭示该流域农用地资源与农业产业之间的耦合关系及系统的耦合态势，为该区优化耦合模式的研究奠定基础，同时为土地科学的深入和政府的决策提供参考。1研究区域概况纸坊沟流域地处黄土丘陵沟壑区第二副区，流域面积8．27 km2，沟壑密度8．06 km／km2，年均降水量500 mm左右。该流域包括寺崾岘、瓦树塔和纸坊沟3个自然村。1938年该流域生态环境良好，林草占可利用土地面积的85．1％，当时流域只有94人，土地耕垦指数仅为13．4％…]，生态系统和经济系统较为协调。但随着人口的大量迁入，人们为了满足生存需求，大面积的毁林种粮严重破坏了流域的生态环境，同时影响了系统生态和经济的良性循环。近年来3个自然村根据其不同的区位优势进行产业调整，沟头的寺崾岘和瓦树塔村根据其地势高的特点重点发展果业和养殖业；位于沟口的纸坊沟村，主要以川地为主，交通较为便利，以种植西瓜和大棚蔬菜为主要产业。截至2009年，该流域共有124户564人，流域林草覆盖率达58．5％，人均纯收入达5103．74元／人。2数据来源及研究方法本研究所用数据主要来源于课题组2009年农户调查以及作者实地考察访问所得。所调查农户基本按照高、中、低收入进行选点，农户样本量共计51户，有效样本量49户。农用地生态经济系统是农用地生态系统和经济系统按照其固有的互动关系形成的有机统一体，其耦合态势可以依据农用地资源与农业产业之间的循环链网结构表示u]。本文通过农用地资源与农业产业的关系来反映农用地生态经济系统的特征。农用地资源包括耕地、园地、林地、牧草地等土地类型，农用地资源不仅是农业产业发展的基础也是其他农业资源的承载体；农业产业则表现为在农地资源基础上形成的农业产业结构。基于农户层次的调查数据，文章采用耦合关联度模型和耦合度模型定量分析纸坊沟流域农用地生态经济系统中农用地资源与农业产业的耦合关系及系统的耦合态势。’2．1指标体系的构建。科学设计指标体系是判定系统耦合关系的关键[”]，根据对农用地生态经济系统资源与产业的分析，并结合纸坊沟流域实际情况建立了农用地生态经济系统耦合指标体系(见表1)。表1农用地生态经济系统耦合指标体系m。n3子系统功能团指标具体指标农、用地资源子系统(R)资源承载人口密度R。／(人·hm_2)压力化肥施用量R。／(kg·hm_2)土地自然特征耕地地块数R。／块、人均耕地面积R。(hm2／A)可灌溉率R。／％农业资源林草覆盖率R。／％禀赋和结构农林牧土地利用结构R，牧草地比重R。／％果园面积率R，／％政策影响牧草利用率尺。／％2．2系统耦合关联度模型的构建鉴于农用地生态经济系统耦合的复杂性，建立耦合关联度的模型，以定量评价农用地资源子系统和农业产业子系统耦合关系与协调程度。由于指标的原始数据量纲不同，为了便于样本问的横向比较，本文采用极差标准化法对原始数据进行无量纲化处理。X。一minX。iZo一面面≯蔬 n’式中：X。——第i个样本第J个指标的数值； maxX¨minX。——表示第J个指标的最大值和最小值；maxX。，一minX。——极差值；Z。——对原始数据X：，采用极差标准化法进行无量纲化处理后的值。首先计算关联系数，本文选择邓氏关联度计算关联系数n…。 minmin f砑(是)一刁(是)f@pmaxmax f zf(是)一刁(是)f“川的一÷t丽F琢万广干面i毒乾孤F瓦矿心’50水土保持研究第18卷式中：R——农用地资源系统或要素；卜一农业产业系统或要素；z：(是)(歹一1，2，…，7；k一1，2，…49)——第k个样本点的系统，的第歹个指标；zf(尼)——第 k个样本点的农用地资源的标准化值；Z{(志)——第k个样本点的农用地资源和农业产业系统指标的标准化值；p——分辨系数，一般取值为0．5；∈(j：)(k)——第k个样本点的单指标i和j之间的绝对值关联系数，它表示该样本点的两个子系统要素之间的关联程度。再次，将关联系数按样本数k求其平均值可以得到一个772×九的关联度矩y。[1…，它能够从整体上反映农用地资源子系统单个指标和农业产业子系统单个指标之间的关联程度。若o<孔

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