基于數(shù)學思維的退耕還林工程（草）綜合效益評價

成六三?時偉宇

摘 要 退耕還林工程是我國投資最大，涉及區(qū)域最廣、工序最復雜的生態(tài)植被建設工程，工程成效如何成為當前國內(nèi)研究的熱點。近年來工程的效益評價取得了較快進展。為了全面認識與分類總結(jié)國內(nèi)外工程綜合效益評價的現(xiàn)狀與成果，本論文在綜合國內(nèi)外大量文獻基礎(chǔ)上，運用數(shù)學思維方式，從工程綜合效益評價的系統(tǒng)認識上提出工程綜合效益評價的數(shù)學概念模型，并分類論述了綜合效益評價的現(xiàn)狀與方法，總結(jié)了退耕還林工程綜合效益評價存在的主要問題，并且在此基礎(chǔ)上提出了今后開展退耕還林工程效益評價研究建議，為科學地開展退耕還林工程效益評價提供一種思路指導。

關(guān)鍵詞 退耕還林工程;綜合效益評價;數(shù)學思維

The Progress Of Assessment Integrate Benefits Of Grain Gor Green Project By Mathematical Thinking Model

Liusan Cheng 1; Yuwei Shi2

1.School of Geology engineering Geomatics in ChongQing institute of engineering， ChongQing 402260， China;

2.Chongqing Key Laboratory of Karst Environment， School of Geographical Sciences， Southwest University， Chongqing 400715， China

Abstract It is the largest investment， involving the broadest areas and processes the most complex for Grain for Green Project in China， how to assess integrate benefits of the project is a hotspot in current studying for the government and scholar. In recent years， the researches have made rapid progress in benefit evaluation. The current status and the results of benefit evaluation in Grain for Green Project have been collected and identified by classifying with mathematical thinking model， a new model of mathematical concepts of integrate benefits in Grain for Green project has been presented. On the basis of this and taking， the article has described the status of integrate benefits and it's evaluation methods ，? and summarized some main problems existing in the benefit evaluation in Grain for Green Project， at last， the paper has proposed the further research orientations of importance.， in order to provide a way to learn from model of mathematical concepts of integrate benefits in Grain for Green project.

Keywords Grain for Green project; integrate benefit evaluation; mathematical thinking model

退耕還林工程實施20年來，已累計造林超過1780萬公頃，投資總量達4300多億元，涉及1億以上農(nóng)民，在我國現(xiàn)代林業(yè)3大體系中地位舉足輕重，取得了令人矚目的輝煌成就，為我國生態(tài)狀況的改善和國家的經(jīng)濟建設做出了突出貢獻，對培育森林資源，增加農(nóng)民收入，促進農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展，發(fā)揮了越來越重要的作用，取得了顯著的階段性成果。當前，退耕還林工程的綜合效益評價成為政府和學者共同關(guān)心熱點之一。

自1999年工程實施以來，很多學者和政府開展了大規(guī)模的工程效益評價實踐，并取得了重要的進展，其表現(xiàn)主要借鑒森林生態(tài)的效益評價參考體系，效益指標選取不統(tǒng)一，主觀性強，對工程的綜合效益評價在認識比較模糊，其建立的效益評價體系普遍存在各種形式不統(tǒng)一，不能真實、客觀的反映工程取得綜合效益。針對上述的主要問題，本文在借鑒大量國內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上，運用數(shù)學思維整理分類我國在退耕還林工程效益評價的研究內(nèi)容和方法，歸納總結(jié)了初步成果和存在問題，并對以后研究重點發(fā)展方向提出幾點思考與建議。

1數(shù)學思維下工程綜合效益概念模型

假設一個區(qū)域的集合A={生態(tài)系統(tǒng)};B={經(jīng)濟系統(tǒng)};C={社會系統(tǒng)}， 國家實施退耕還林工程對三大系統(tǒng)產(chǎn)生了不同效應，即生態(tài)A、經(jīng)濟B和社會C效應，對于退耕還林工程的綜合效益的評價有兩種綜合效益評價系統(tǒng)認識模式，即A∪B∪C或A∩B∩C，但是生態(tài)-經(jīng)濟-社會是一個復雜開放復合系統(tǒng)，相互之間有千絲萬縷的聯(lián)系，故實施退耕還林工程必然引起各個子系統(tǒng)組成要素內(nèi)一小部分發(fā)生大的變化，所以退耕還林工程的綜合效益評價應該是系統(tǒng)認識概念模型。則有退耕還林工程的綜合效應D={A∩B∩C}和其他六個部分的效應，即D1={A∩B-D}，D2={A∩C-D}， D3={B∩C-D}，D4={A-D-D1-D2}，D5={B-D-D1-D3}，D6={C-D-D2-D3}。其中，A=D1+D2+D4+D， B=D1+D3+D6+D， C=D2+D3+D。以下進行各個方面效應評價進展。

2退耕還林（草）工程效益評價研究現(xiàn)狀

2.1 國外研究

在國外以美國的CRP工程為代表，其CRP工程效益評價主要表現(xiàn)在生態(tài)效益A、經(jīng)濟效益B、生態(tài)社會A∩C效益和社會經(jīng)濟B∩C效益。1990年，美國發(fā)動多個部門開始建立一個綜合的指標體系，即環(huán)境受益指數(shù)（EBI），用于篩選農(nóng)民的退耕申請，隨后檢驗EBI的準確性和執(zhí)行效果成為廣大學者的重點研究內(nèi)容。

生態(tài)效益A評價主要集中在土壤侵蝕減少、生物多樣性、植被、水質(zhì)、濕地、土壤質(zhì)量恢復等方面[1-3]。研究的方法大多采取對比的方法，通過對比來研究CRP工程的生態(tài)效益。

美國的CRP工程與中國的退耕還林工程實施的目的不同，但都增加了森林植被資源，其兩國的植被建設恢復的強度和程度完全不同的，評價的對象會有所不同。沒有對生態(tài)效益進行生態(tài)經(jīng)濟計量評價的專門研究。

在經(jīng)濟效益B評價方面，基本上采用成本-效益的模型來評價農(nóng)民經(jīng)濟收入變化以及土地資源利用的效益，評價的對象比較集中，只和CRP工程相關(guān)的經(jīng)濟行為進行評價[4]。

在生態(tài)社會A∩C效益評價主要對土地生產(chǎn)力、糧食價格和農(nóng)戶屬性與CRP實施之間的關(guān)系的研究[5]。在社會經(jīng)濟B∩C效益評價方面，主要研究農(nóng)村剩余勞動力對經(jīng)濟收入的貢獻[6]。

從美國CRP工程效益評價的思路來分析，首先確定了生態(tài)經(jīng)濟A∩B∩C效益評價指標體系EBI，然后對其統(tǒng)一開展效益評價。EBI指標的確定通過多個部門聯(lián)合確定了，評價思路值得我們借鑒。

2.2 國內(nèi)研究

（1）單項效益評價

單項效益的評價主要對生態(tài)、經(jīng)濟和社會單方面進行評價，即對A、B和C集合的各自組成元素進行評價，或?qū)σ恍┙M成集合要素進行函數(shù)映射，即所謂模型評價，或通過典型的集合要素來體現(xiàn)集合的特性。國內(nèi)很多研究者[7-9]對退耕還林工程生態(tài)的植被、土壤、水文和生物多樣性進行研究;也有一部分學者[10-12]對退耕還林工程的經(jīng)濟農(nóng)民收入結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、GDP以及后續(xù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面進行研究;同時也有很多學者[13-15]也對工程社會效應的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、勞動力、貧困人口、社會公平、勞動力專業(yè)、社會福利、兒童入學率以及民族等方面的研究。從集合A、B和C研究基本上包含了生態(tài)、經(jīng)濟和社會的各個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)自身演變規(guī)律受退耕還林工程的影響究竟有多大，評價內(nèi)容目前存在不同學科的統(tǒng)一的認識，其研究的結(jié)果客觀、真實性受到懷疑。研究方法基本上定性的或定性和定量相結(jié)合的方法，同時也有評價研究指標采用的成分分析法、層次分析法、專家咨詢法等方法，在模型方面有生態(tài)線性回歸、經(jīng)濟的成本-效益等。

（2）雙項效益評價

從集合A、B和C數(shù)學運算有3中運算結(jié)果，即A∩B（生態(tài)與經(jīng)濟），B∩C（社會與經(jīng)濟） 和A∩C（生態(tài)與社會）。在退耕還林工程A∩B生態(tài)經(jīng)濟效益評價方面，一般是在退耕還林生態(tài)效益物理量指標計量評價的基礎(chǔ)上， 運用生態(tài)經(jīng)濟分析方法找到森林生態(tài)效益的貨幣轉(zhuǎn)換參數(shù) ，進行工程生態(tài)效益的貨幣計量評價。目前研究主要存在兩方面的問題：①哪些生態(tài)效益能夠被生態(tài)經(jīng)濟法客觀真實的反映出來，即A∩B（生態(tài)與經(jīng)濟）的區(qū)域大小問題，即生態(tài)效益有很多種類，比如涵養(yǎng)水源、固土保肥、固碳制氧、保護生物多樣性、改善局部小氣候、旅游休憩、凈化空氣等，不同區(qū)域生態(tài)建設，特別退耕還林工程，生態(tài)演變發(fā)展變化規(guī)律以及具有的生態(tài)功能發(fā)揮在時間上比較復雜系統(tǒng)[16，17]。不同于20年以上森林生態(tài)系統(tǒng)功能表達，故退耕還林工程生態(tài)經(jīng)濟效益評價的種類要有客觀、真實性;② 生態(tài)經(jīng)濟方法的選取或改善，生態(tài)效益的貨幣轉(zhuǎn)換實物參數(shù)，多運用幾種成熟方法的加權(quán)平均，以提高可信度，目前的能值理論是一個比較好方法，但是區(qū)域單位能值難以確定，限制尺度的轉(zhuǎn)換應用。

在退耕還林工程B∩C（社會與經(jīng)濟）效益評價方面，目前基本采用社會和經(jīng)濟指標進行層次分析法、專家咨詢法、半訪談，農(nóng)戶參與式等方法定性和定量相結(jié)合來進行評價。目前主要存在評價指標選取的問題，主要是指標涉及社會和經(jīng)濟范圍較廣和煩瑣，退耕還林工程對一個區(qū)域經(jīng)濟和社會產(chǎn)生多大影響，哪些指標能直接或間接的反映工程對它的影響，只能從農(nóng)戶為中心的經(jīng)濟收入結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究中來，比如農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)值變化，人均收入變化等。

在退耕還林工程A∩C生態(tài)與社會效益評價方面，主要涉及退耕還林工程的規(guī)模與糧食安全的問題。目前研究主要從單產(chǎn)和糧食總產(chǎn)量的角度分析了工程對糧食安全的影響，為開展下一步研究提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。但是目前研究停留在退耕還林工程與糧食產(chǎn)量之間的簡單數(shù)量關(guān)系，尚未充分考慮到人口、耕地和糧食之間耦合協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系以及隨著時間的推移，工程對糧食安全產(chǎn)生的動態(tài)影響。

（3）綜合效益評價

目前對退耕還林工程進行綜合效益評價的研究較少，其中大部分以建立評價指標，但沒有進行綜合效益評價，選取的評價指標很不統(tǒng)一;評價的方法采用層次分析法、專家咨詢法等，其綜合效益評價認識論基于的A∪B∪C，那么評價指標之間的相互獨立性原則，使其評價指標會遠離退耕還林工程影響的那部分指標，綜合效益評價之間是有某種關(guān)聯(lián)的，從認識評價的綜合效益可能出現(xiàn)不客觀真實反映工程的綜合效益。雖然有研究者從系統(tǒng)動力角度研究了工程的綜合效益，目前沒有好的方法來確定三大系統(tǒng)疊加綜合效益那部分指標，但我們通過數(shù)學思維和綜合效益評價模型，層次分析法不適合退耕還林工程綜合效益評價的，目前應采取灰色關(guān)聯(lián)方法來評價退耕還林工程綜合效益評價。

3退耕還林（草）工程綜合評價研究存在的問題

從以上總結(jié)分析，當前退耕還林（草）工程主要存在以下幾個的問題： ①生態(tài)效益種類的合理性問題;②經(jīng)濟社會效益指標的客觀、真實性問題;③生態(tài)社會效益的定量化問題;④綜合效益評價的方法科學性問題;⑤評價數(shù)據(jù)獲取難度大問題;⑥評價尺度的問題。

4對退耕還林工程（草）綜合效益評價的建議

（1）退耕還林工程生態(tài)經(jīng)濟效益種類不斷擴展評價是今后發(fā)展的必然趨勢，退耕區(qū)域植被覆蓋大幅度上升，就形成階段性植被資源，這種植被資源會隨著時間與森林資源生態(tài)系統(tǒng)的功能會越來越疊加。建立多種退耕生態(tài)經(jīng)濟效益的評價是今后很長一段時間發(fā)展的必然趨勢。

（2）退耕還林工程經(jīng)濟社會效益評價今后加強開展農(nóng)村剩余勞動力資源與階段性植被資源或區(qū)域性資源結(jié)合方面的研究。這方面結(jié)合不僅是簡單相加，需要以高科技為支撐，以高效、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)業(yè)服務于地方經(jīng)濟，比如陜北榆林孟岔村紅棗示范基地模式。

（3）退耕還林工程生態(tài)社會效益評價主要對退耕糧食補貼、生態(tài)補償?shù)日咄晟品矫孢M行研究，具體表現(xiàn)在數(shù)量、形式、操作等方面。

（4）退耕還林綜合效益評價開展區(qū)域階段性效益評價指標的選取、探索一種更為科學、合理的評價方法體系?？山梃b美國的EBI環(huán)境效益指數(shù)模式。

（5）建立多區(qū)域生態(tài)、社會和經(jīng)濟效益定位監(jiān)測體系，同時創(chuàng)新生態(tài)經(jīng)濟方法以及定量化研究社會經(jīng)濟、生態(tài)經(jīng)濟和生態(tài)社會，增加評價結(jié)果向科學性、可信度方向發(fā)展。

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作者簡介

成六三 （1977-），男，學歷：博士，環(huán)境工程工程師，研究方向：生態(tài)工程效益評價。