基于歐氏距離法的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展評價
——以重慶秦巴片區(qū)為例

王 芊 楊世琦

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所 北京 100081）

可持續(xù)發(fā)展是一種環(huán)境友好的發(fā)展方式，旨在確保人類公平地占用地球資源，不影響到子孫后代發(fā)展的權(quán)利，包括了經(jīng)濟、社會和生態(tài)發(fā)展，融合考慮了文明進程與自然支撐體系[1]。生態(tài)指標(biāo)能夠反映生態(tài)系統(tǒng)的總體特征，且易于監(jiān)測，使其在可持續(xù)發(fā)展評價研究中得到了廣泛的運用。選取生態(tài)指標(biāo)應(yīng)遵循系統(tǒng)性、動態(tài)性、科學(xué)性、可量化性、區(qū)域性等原則[2-3]。目前常用的研究思路是對多目標(biāo)開展綜合評分，如線性回歸法、模糊集理論法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價法[4-6]。指標(biāo)權(quán)重的確定多通過指標(biāo)得分矩陣的特征值和特征向量或整合分析指標(biāo)變異信息，如層次分析法、因子分析法和歐氏距離法[7-10]。歐氏距離法具有算法簡單、機理明確、易于理解等優(yōu)點，在我國西北地區(qū)的寧夏吳忠市、甘肅鎮(zhèn)原縣已得到了應(yīng)用，計算出了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的長年變化趨勢[11]。本文運用該方法計算出了不同縣區(qū)的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展指數(shù)（ASDI），以進一步挖掘其在區(qū)分不同地點間可持續(xù)發(fā)展程度差異的潛力。農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)是多元復(fù)合系統(tǒng)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)發(fā)展是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本任務(wù)[12]，本文探討了協(xié)調(diào)度（MHC）對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的影響。

一、研究區(qū)域概況

重慶秦巴片區(qū)（QBACQ）包括渝東北部的萬州區(qū)、開州區(qū)、城口縣、云陽縣、奉節(jié)縣、巫山縣和巫溪縣共7縣區(qū)，位于渝川陜鄂四省（市）交界區(qū)域，地處長江上游的三峽庫區(qū)，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候。渝東北區(qū)集大庫區(qū)、大山區(qū)、大農(nóng)業(yè)于一身，扶貧攻堅任務(wù)重，面源污染問題突出，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)條件差。

二、研究方法

本文在前人所構(gòu)建的評價指標(biāo)體系基礎(chǔ)上[10]，對零系統(tǒng)（SZ，所有指標(biāo)數(shù)據(jù)均為0）、目標(biāo)系統(tǒng)（SG）和中間系統(tǒng)的數(shù)據(jù)開展標(biāo)準(zhǔn)化處理，定量計算各中間系統(tǒng)的相對位置，經(jīng)歸一化及逆向處理后可得出ASDI。通過將原方法中的標(biāo)準(zhǔn)差轉(zhuǎn)變?yōu)樽儺愊禂?shù)（CV），可消除單位量綱的影響。核心方法如下：

式中，di，G代表各縣區(qū)系統(tǒng)i與SG之間的歐氏距離；x為各評價指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值；k代表評價指標(biāo)，共有16個評價指標(biāo)（n）；i代表零系數(shù)、目標(biāo)系數(shù)及各縣區(qū)系統(tǒng)，共有9個系統(tǒng)（m）。CVk為指標(biāo)k在9個系統(tǒng)內(nèi)的變異系數(shù)，通過標(biāo)準(zhǔn)差除以平均值得出。1/CVk可視為各指標(biāo)的權(quán)重因子。

各縣區(qū)的協(xié)調(diào)度（MHC）[13]的計算方法如下：

三、指標(biāo)體系構(gòu)建

按農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與糧食安全、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境生態(tài)、人口與社會等3個子系統(tǒng)，共篩選了16個指標(biāo)。通過以下方法將指標(biāo)原始值轉(zhuǎn)變成評價值。

對于氮、磷肥及農(nóng)藥施用強度指標(biāo)，當(dāng)原始數(shù)據(jù)（A）介于目標(biāo)值與2倍目標(biāo)值（2G）之間時，按2倍目標(biāo)值與原始數(shù)據(jù)之差處理（2G-A）。超過2倍目標(biāo)值的，按0處理。其他指標(biāo)超出目標(biāo)值時 按目標(biāo)值計。

表1 農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展評價指標(biāo)框架及目標(biāo)系統(tǒng)指標(biāo)值

四、案例研究

7縣區(qū)的2014年的ASDI值處于0.548～0.674之間，城口和云陽2縣的ASDI值均低于0.6，按評定標(biāo)準(zhǔn)劃為低可持續(xù)發(fā)展水平。萬州、奉節(jié)、巫山、巫溪和開州的ASDI值高于0.6，低于0.8，劃為中可持續(xù)發(fā)展水平。開州ASDI值最高，萬州區(qū)居中。7縣區(qū)協(xié)調(diào)度（MHC）介于0.21～0.47之間，ASDI與MHC相關(guān)性很高，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.983（P〈0.001）。

圖1 2014年重慶秦巴片區(qū)7縣區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展指數(shù)和協(xié)調(diào)度

如表2所示，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與糧食安全子系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)均值低于目標(biāo)值，鉀肥施用強度（23 kg·hm-2）僅為目標(biāo)值的38.7%，人均糧食量與目標(biāo)值較為接近。農(nóng)業(yè)資源、環(huán)境生態(tài)和人口社會子系統(tǒng)內(nèi)多為比例指標(biāo)，指標(biāo)只有唯一值（標(biāo)準(zhǔn)差為0），如土壤有機質(zhì)、秸稈還田率、畜禽糞便還田率、減施增效農(nóng)作面積比、測土配方面積比和勞動力大專以上學(xué)歷等6個指標(biāo)，僅指示7縣區(qū)的整體水平，且低于目標(biāo)值的50%。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與糧食安全、人口與社會子系統(tǒng)內(nèi)的8個指標(biāo)的權(quán)重因子相對較低，平均值為1.72。農(nóng)業(yè)資源與生態(tài)環(huán)境組的指標(biāo)權(quán)重相對較高，平均值為2.15。表中還列出了零系統(tǒng)、目標(biāo)系統(tǒng)和萬州區(qū)（SWZ）的標(biāo)準(zhǔn)化值與歐式距離值。

表2 2014年重慶秦巴片區(qū)評價指標(biāo)分析

圖2 2017年各縣區(qū)的主要指標(biāo)相對于2014年的增長率

結(jié)合2017年7縣區(qū)的化肥施用強度（折純量合計）、農(nóng)藥施用強度、人均糧食量、農(nóng)村居民人均可支配收入4個指標(biāo)分析了對近年來的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的影響，其他指標(biāo)可認(rèn)為在短期內(nèi)變化不大。如圖2所示，2017年各指標(biāo)的區(qū)域平均值均實現(xiàn)正增長，以農(nóng)村居民可支配收入增長率最高，達(dá)到30%以上。其余指標(biāo)略有增長，增幅不大。農(nóng)村居民可支配收入和人均糧食量指標(biāo)的縣區(qū)間增幅差異較小，化肥、農(nóng)藥施用強度指標(biāo)的區(qū)縣間差異較大，尤以農(nóng)藥明顯。云陽縣的農(nóng)藥、化肥施用強度增幅均為最高，分別超過了30%、20%。因而2017年區(qū)域ASDI和MHC將有一定程度的提升，尤以云陽縣的提升最顯著，其余各縣區(qū)間的指標(biāo)排名增長變化差異不明顯。

結(jié)語

2014年重慶秦巴片區(qū)各縣區(qū)ASDI值介于0.548～0.674之間，總體上屬于中低可持續(xù)發(fā)展水平?；释度胨狡停遭浄首畹停r(nóng)業(yè)環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用面積不高。7縣區(qū)以開州、巫溪、巫山的ASDI最高，奉節(jié)、萬州ASDI居中，城口和云陽相對較低。MHC與ASDI保持相近的變化趨勢。2017年各縣區(qū)指標(biāo)值與2014年總體相似，呈一定程度的增長，云陽縣的ASDI與MHC提升較為明顯。

評價農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平，既取決于經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境、社會3大子系統(tǒng)的評價指標(biāo)的高低，也受到系統(tǒng)內(nèi)各指標(biāo)的協(xié)調(diào)發(fā)展的影響。應(yīng)充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的居間鏈接作用，不斷加強子系統(tǒng)間的優(yōu)勢互補，強化可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)生增長動力。要出臺財稅金融、土地流轉(zhuǎn)和市場銷售等惠農(nóng)政策，提高農(nóng)民的社會保障水平，扶持新型市場經(jīng)營主體，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。強化生態(tài)保護的優(yōu)先發(fā)展定位，優(yōu)化區(qū)域內(nèi)一二三產(chǎn)業(yè)布局，扶持特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，通過創(chuàng)新驅(qū)動來破除體制機制壁壘，探索出一條符合實際情況的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展之路。