基于DSR模型的長株潭城市群都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展評價

劉 沛，朱一翰，劉 洵，周衛(wèi)軍，譚 潔，楊紀翔，鄒 宇

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，湖南長沙 410128；2.武漢理工大學(xué)，湖北武漢 430070）

20 世紀中期以來，都市農(nóng)業(yè)作為一種嶄新的農(nóng)業(yè)形態(tài)，其研究與實踐逐步在歐日美等發(fā)達國家和地區(qū)相繼展開[1]，受到國際社會的廣泛關(guān)注。都市農(nóng)業(yè)作為我國當前和未來促進城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展、鄉(xiāng)村振興，實現(xiàn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的重要舉措，目前相關(guān)的研究主要集中在以下兩個方面：1）對都市農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵、功能、模式及發(fā)展方向、空間結(jié)構(gòu)等方面進行歸納總結(jié)[2-3]。如北京的都市農(nóng)業(yè)復(fù)合模式[4]、上海的高效生態(tài)都市農(nóng)業(yè)模式[5]、南京的休閑農(nóng)業(yè)領(lǐng)跑模式[6]、深圳的科技創(chuàng)新及高端引領(lǐng)模式等[7]。2）廣泛應(yīng)用灰度關(guān)聯(lián)法、聚類分析法、層次分析法[8-9]，對都市農(nóng)業(yè)發(fā)展狀況進行綜合評價并分析影響因素。已有的研究多以大都市為研究對象，對其都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展綜合評價還缺乏深入的研究。

長株潭城市群為長江中游城市群重要組成部分，包括長沙、株洲、湘潭三市，成“品”字形結(jié)構(gòu)，是湖南省經(jīng)濟發(fā)展的核心增長極，被列為中部崛起重點發(fā)展城市群之一；總面積為2.81 萬km2；屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，雨熱同期，四季分明。地貌類型以平原、丘陵、崗地為主，地質(zhì)條件較好；土壤肥沃，有利于耕種，宜農(nóng)的自然條件為現(xiàn)代都市農(nóng)業(yè)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。長株潭城市群作為經(jīng)濟社會發(fā)展的“金三角”地帶，經(jīng)濟迅速發(fā)展[10]，城鄉(xiāng)融合快速發(fā)展對區(qū)域內(nèi)都市農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)造成了巨大的沖擊與壓力。本文擬以驅(qū)動力-狀態(tài)-響應(yīng)模型為基礎(chǔ)構(gòu)建評價體系，從時序演變角度探討都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)性動態(tài)變化特征，分析各個子系統(tǒng)發(fā)展的水平和關(guān)系，并提出都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提升措施、統(tǒng)籌都市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)布局，為區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展提供決策參考。

1 都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的驅(qū)動力-狀態(tài)-響應(yīng)（DSR）模型

DSR（Driving Force-State-Response）模型[10]的應(yīng)用機制將研究的要素指標歸類為驅(qū)動力、狀態(tài)和響應(yīng)三大子系統(tǒng)，自然環(huán)境本底和經(jīng)濟社會發(fā)展是驅(qū)動都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展主要的兩大因素，在區(qū)域自然環(huán)境和自然災(zāi)害影響的基礎(chǔ)前提下，經(jīng)濟、社會、資源、環(huán)境、人口條件通過農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變提高資源的利用率，政府和民間對驅(qū)動力系統(tǒng)(D)和狀態(tài)系統(tǒng)(S)反饋的信息作出響應(yīng)(R)，一定程度上影響都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，其中子系統(tǒng)之間具有積極正面與消極負面的反饋，如圖1所示。

2 DSR 框架下的都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展評價模型

2.1 評價指標體系構(gòu)建與權(quán)重確定

將能滿足決策需求并有數(shù)據(jù)支撐的DSR 模型與都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有機結(jié)合形成都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展模型，構(gòu)建評價指標體系。為彌補缺陷、實現(xiàn)優(yōu)勢互補，采用層次分析法與熵值賦值法兩種方法結(jié)合得出權(quán)重（見表1）。

表1 長株潭城市群都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展定量綜合評價指標體系及權(quán)重

采用極差標準化方法對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理，消除因量綱差異造成的干擾。計算公式如下。

正向作用指標：

負向作用指標：

（1）（2）式中，Xij、X′ij、maxZj和minZj分別為第i年第j指標的原始值、標準化值、最大值和最小值。

采用加權(quán)平均法計算可持續(xù)發(fā)展綜合評價指數(shù)，其計算公式如下：

（3）式中，F(xiàn)為可持續(xù)發(fā)展綜合評價指數(shù)；Z′ij為第i個子系統(tǒng)下的第j個單項指標的標準化值；Wij為第i個子系統(tǒng)下的第j個單項指標相對應(yīng)的權(quán)重；Si為第i個子系統(tǒng)的權(quán)重；表示第i個子系統(tǒng)的評價值。

可持續(xù)發(fā)展綜合評價指數(shù)理論取值范圍為[0,1]。綜合評價指數(shù)越小，表明可持續(xù)發(fā)展能力越低；綜合評價指數(shù)越大，表明可持續(xù)發(fā)展能力越高。

2.2 都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展協(xié)調(diào)度模型

為衡量長株潭地區(qū)都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展各子系統(tǒng)間發(fā)展的協(xié)調(diào)程度，本文構(gòu)建協(xié)調(diào)度測度模型，評價模型為：

（4）式中，CI為協(xié)調(diào)度指數(shù)；D、S、R分別為驅(qū)動力、狀態(tài)、響應(yīng)的分值。

2.3 數(shù)據(jù)獲取

數(shù)據(jù)來源于2002—2020 年《湖南省統(tǒng)計年鑒》《湖南省農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》，長沙市、株洲市、湘潭市環(huán)境狀況公報和統(tǒng)計年鑒等。

3 結(jié)果與分析

3.1 準則層評價結(jié)果分析

2002—2020 年，長株潭區(qū)域的驅(qū)動力指數(shù)變化呈現(xiàn)整體上升、趨于穩(wěn)定的態(tài)勢。前期長株經(jīng)濟要素驅(qū)動中不合理的“二三一”產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局對驅(qū)動力的阻礙作用較大，后期工業(yè)廢水排放達標率和空氣質(zhì)量有明顯提高；都市農(nóng)業(yè)發(fā)展狀態(tài)指數(shù)呈現(xiàn)總體上升、年份間有小幅度波動發(fā)展的態(tài)勢，均值為0.219；都市農(nóng)業(yè)發(fā)展調(diào)控指數(shù)不斷提高，由2002 年的0.031 2 增加到2020年的0.195 5，年均增長率為29.26%（見表2），2016—2018 年評價值快速上升，來源于科技人員數(shù)量增加和政府對農(nóng)村固定資金投入幅度加大。從3 個評價指數(shù)的得分結(jié)果看，2002—2020 年，驅(qū)動力評價指數(shù)與狀態(tài)評價指數(shù)數(shù)值接近，且兩者大于響應(yīng)評價指數(shù)，到2018 年3 個系統(tǒng)評價指數(shù)得分趨近，這表明經(jīng)過前期增加，響應(yīng)評價指數(shù)已達到較高水平，對長株潭城市群都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力的貢獻穩(wěn)定，從整體看3個系統(tǒng)在近二十年間處于增長狀態(tài)。

表2 長株潭城市群都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展子系統(tǒng)及綜合評價指數(shù)

3.2 綜合評價分析

從綜合評價得分可以看出，2002—2020 年長株潭城市群都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展綜合能力先經(jīng)歷了一段波動式發(fā)展后穩(wěn)步上升，總體而言，都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平呈現(xiàn)出上升的態(tài)勢；從發(fā)展的歷程來看，長株潭地區(qū)都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展可分為兩個階段。

1）2002—2014 年，波浪式發(fā)展階段。此階段可持續(xù)發(fā)展能力綜合評價指數(shù)最大值為2012年的0.573 3，最小值為2002 年的0.349 0，均值為0.393 3。主要原因是初期發(fā)展方向不明確，各項投入不穩(wěn)定，自2007年長株潭城市群批準為“全國資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會建設(shè)綜合配套改革試驗區(qū)”，2009 年探索“六條新路子”，才為長株潭地區(qū)都市農(nóng)業(yè)提供了相對優(yōu)越的現(xiàn)代科技、物質(zhì)裝備、現(xiàn)代經(jīng)營理念及資本。

2）2014—2020 年，穩(wěn)定增長階段。由2014 年的0.539 5 穩(wěn)步增加到2020 年0.736 6，增長0.197 1，年平均增長率為6.09%。2011年《湖南省休閑農(nóng)業(yè)規(guī)劃》中指出，以長株潭地區(qū)為中心的休閑農(nóng)業(yè)規(guī)劃及湖南省農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略總體布局中，長株潭都市農(nóng)業(yè)建設(shè)全面展開，為此其良好的集聚效應(yīng)作用越來越明顯，為都市農(nóng)業(yè)發(fā)展打下了堅實基礎(chǔ)。

3.3 都市農(nóng)業(yè)發(fā)展系統(tǒng)協(xié)調(diào)度變化分析

利用協(xié)調(diào)度評價模型，衡量都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度，結(jié)果顯示，2002—2012 年保持在1.65 以下，2014—2020 年平均增長速率為0.77%，2018 年協(xié)調(diào)度指數(shù)達到最大，表明3 個子系統(tǒng)相互作用關(guān)系日趨協(xié)調(diào)。從圖2 也可以明顯看出，三者的差距到2020年達到最小。反映長株潭地區(qū)都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平與其DSR 系統(tǒng)協(xié)調(diào)度的相關(guān)關(guān)系，計算得出兩者相關(guān)系數(shù)約為0.901，說明子系統(tǒng)內(nèi)部協(xié)調(diào)性越好，都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力越高。根據(jù)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)度的計算公式可知，當CI越接近于（≈1.732）時，驅(qū)動力、狀態(tài)和響應(yīng)3 個子系統(tǒng)得分越相近，系統(tǒng)內(nèi)部越協(xié)調(diào)，雖然在2018 年達到1.726，但協(xié)調(diào)度指數(shù)不穩(wěn)定，2020 年出現(xiàn)回落到1.699，與穩(wěn)定的1.73 還有一定的距離（見表3）。

表3 2002—2014年長株潭城市群都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展子系統(tǒng)協(xié)調(diào)度

4 結(jié)論

從整體上看，長株潭城市群都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力增強態(tài)勢明顯，2002—2014 年屬于波動式增減階段，2016年開始呈持續(xù)穩(wěn)步上升趨勢。驅(qū)動力-狀態(tài)-響應(yīng)系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)度持續(xù)增加，與都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，長株潭城市群驅(qū)動力系統(tǒng)、狀態(tài)系統(tǒng)評價值波動增長，響應(yīng)系統(tǒng)評價值不斷提高，響應(yīng)系統(tǒng)對該區(qū)域都市農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力的促進作用越來越大；狀態(tài)系統(tǒng)中，人均農(nóng)地資源的不斷減少與農(nóng)業(yè)自身環(huán)境污染的影響，將會制約長株潭城市群都市農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為了實現(xiàn)長株潭地區(qū)都市農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，必須正確協(xié)調(diào)子系統(tǒng)間的關(guān)系，注重對響應(yīng)系統(tǒng)的合理改善與投入，促進驅(qū)動力系統(tǒng)水平的提高，確保子系統(tǒng)間平衡和諧發(fā)展。