农业企业生态承载力评价方法研究

摘 要：农业企业生态承载力理论研究是对农业企业复合生态系统深入认识的重要手段，也是建立农业企业生态系统健康评价理论方法体系的基础性工作。根据农业企业生态承载力的内涵及层次特点，从生态系统弹性力、资源环境承载力及生态系统压力三个方面提出了对其进行量化的研究方法。在对实例农业企业承载力量化研究结果数据拟合分析的基础上，对研究农业企业的生态承载状况和发展趋势进行探讨。

关键词：农业企业；生态承载力；量化评价

中图分类号：F124.5 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2014）01-0281-05

农业企业生态承载力是指某一时空尺度范围的农业企业系统，在现有的技术经济和确保生态系统自我维持、自我调节能力的条件下，拥有的自然资源所能支持的具有一定生活质量的人口规模和经济规模（包括经济活动强度）。农业企业生态承载力可分为支持层和压力层两个部分：支持层包括生态系统的自我维持与自我调节能力，以及资源与环境子系统的供容能力；压力层指农业企业社会经济活动对支持层的胁迫，包括资源浪费、环境污染、生态破坏等。支持层又可分为两层，下层为生态系统的弹性力，是生态系统的自我维持与自我调节能力，上层为资源承载力与环境承载能力，是资源与环境子系统的供容能力。要深入研究农业企业的生态承载能力，就必须对其进行定量评价。农业企业生态承载力定量评价的内容包括农业企业生态弹性力、农业企业资源环境承载力和农业企业生态系统压力，在定量评价结果的基础上，可通过综合分析和趋势分析对农业企业生态承载力做进一步研究。

一、农业企业生态系统弹性力的定量评价

农业企业生态系统弹性力状况用农业企业生态系统弹性度来表示。根据对农业企业生态弹性力的研究可知，农业企业生态弹性力的大小与其弹性强度和弹性限度有关，弹性强度和弹性限度的主要影响因素包括农业企业地貌、农业企业气候、农业企业植被及生态环境各要素之间的互补协调能力等。因此，农业企业生态系统弹性力的计算公式可参照一般区域的生态系统弹性力计算公式，定义其具体表达形式为：

El=λ・ （1）

式中，El为生态弹性度，λ为调节系数，H为景观多样性指数，V为植被指数，c1c2分别为农业企业气温与降水量的年变率。其中景观多样性指数和植被指数表示农业企业地貌及覆被状况，气温和降水量的年变率表示了农业企业的气候状况。且Hi=-ρklog2ρk，这里m为景观单元类型项目，对农业企业来说，景观单元类型可与用地结构联系起来，ρk为第k景观单元类型的面积占总面积的比例。

二、农业企业资源环境承载力定量评价

对农业企业资源环境承载力定量评价的方法是采用对资源环境承载力各影响因素建立指标进行综合评价，其内容包括指标体系的建立，数据的处理，权重系数的确定和具体评价方法的选择等。数据的处理包括对缺失原始数据的预测及原始数据的无量纲化，权重系数通常用层次分析法（AHP）得到，以下对指标体系的建立及评价方法的选择进行讨论[1～2]。

（一）农业企业资源环境承载力评价指标体系的建立

科学的评价指标体系的建立直接关系到量化结论的正确性，对农业企业资源环境承载力评价应以资源环境承载力作为目标，以资源环境承载力单要素承载力为基础，具体的指标体系可分为目标层、准则层、指标层和分指标层。准则层包括资源承载条件和环境承载条件两个方面，资源承载力选择水资源、土地资源、矿产资源和旅游资源作为评价指标，环境承载力以大气环境、水环境和土壤环境作为评判指标[3]。其具体的指标构成（如表1所示）。

表1给出的指标体系是针对农业企业普遍情况而言的，对特定情况可根据具体目标的不同而选择不同的指标，对单项指标或因子的选择同样应根据评价目的的不同而有所不同。

（二）农业企业资源环境承载力评价方法的确定

由于农业企业资源环境承载力研究不多，相关评价标准的确定存在较大的不确定性。本文采用矢量投影法对其资源环境承载力进行评价，用评价对象在理想对象上的投影距离表示农业企业资源环境承载力状况。其方法原理如下。

设评价问题的评价对象集为X={X1，X2，∧，Xn}，对象集可以是一组不同的农业企业，也可以是同一个农业企业的不同发展阶段；指标集为K={K1，K2，∧，Kn}，评价对象Xi对指标Kj的属性值（指标值）记为rij（i=1，2，∧，m；j=1，2，∧，n），矩阵R=（rij）m×n表示评价集X对指标集K的属性矩阵或称评价矩阵。经无量纲处理后，由Zij构成的评价矩阵为Z=（Zij）m×n。定义由各评价指标的理想值Z*

j=max{Zij}构成的评价对象为理想评价对象，用A*表示。

在加权向量W的作用下，构造增广型加权规范化评价矩阵：

C=[A1

A2

M

AN

A*][w1z11 w2z22 ∧ wmz1m

w1z21 w2z22 ∧ wmz2m

M M M M

w1zn1 w2zn2 ∧ wmznm

w1z*

1 w2z*

2 ∧ wmz*

n] （2）

如果将每个决策目标看作为一个行向量（矢量），矢量模为该行向量的大小，矢量的模为：

Mj=||Aj||=[ [wizij]2] （3）

矢量的方向为与向量A*成一定的角度，其夹角的余弦为：

dj== j=1，2，∧，n （4）

则每个评价对象Ai在理想对象A*上的投影为：

Yj=Mjdj=[ [wizij]2] ・=zijwi2

[ wi2] =zijwi2 [ wi2] （5）

可以用投影值Yi作为资源环境承载力的评价指数，很显然，0

三、农业企业生态系统压力定量评价

对于不同的承载对象与压力，压力指数的表达模式不同。但对农业企业复合生态系统而言，由于它是人类生态系统，其压力主要来自农业企业所在地区经济社会的发展，经济发展越快，对生态系统的压力越大，生活质量要求越高，压力也越大[5～6]。所以农业企业生态系统压力指数可通过农业企业所在地区经济和社会发展的增长速率来反映。为此定义农业企业生态系统压力指数表达式为：

KPI=PecoWeco+PsocWsoc （6）

式中，KPI为农业企业生态系统压力指数；Peco、Psoc分别表示经济发展和社会发展对农业企业生态系统造成的压力，具体评价时可根据实际情况选取相应的衡量指标；Weco、Wsoc分别为经济和社会压力要素相应的权重值[7～8]。

四、农业企业生态承载力实证研究

根据以上所述农业企业生态承载力定量评价方法，对某农业企业生态承载力状况进行了实证研究。然后，通过对其2001―2012年评价研究结果数据进行拟合来研究农业企业的生态承载状况及发展趋势。

（一）农业产业龙头企业生态承载力变化趋势拟合结果

通过拟合可得到研究农业企业生态承载力3个层次的拟合函数形式及变化趋势图。

1.研究农业企业生态系统弹性力变化趋势的拟合函数形式为：

C1（t）=0.0078t3-0.1553t2+0.8174t-0.1079 （7）

式中，C1（t）为第t年研究农业企业生态弹性力；t表示时间，t=1表示1990年，t=2表示2002年，依次类推。研究农业企业生态系统弹性力随时间变化的趋势（见图1）。

2.研究农业企业资源环境承载力变化趋势的拟合函数形式为：

C2（t）=0.0004t3+0.0172t2-0.1802t+0.9102 （8）

式中，C2（t）为第t年研究农业企业资源环境承载力评价值，t的含义同公式（7）。研究农业企业资源环境承载力随时间变化的趋势（见图2）。

3.研究农业企业生态系统压力变化趋势的拟合函数形式为：

C3（t）=0.0005t3-0.0525t2+0.8658t-0.0579 （9）

式中，C3（t）为第t年研究农业企业生态系统压力指数，t的含义同公式（7）。研究农业企业生态系统压力指数随时间变化的趋势（见图3）。

（二）农业企业生态承载力实证研究结论

1.研究农业企业生态承载力各层次发展趋势分析。从研究结果看，研究农业企业生态系统弹性力波动比较强烈，具有明显的脆弱特征，说明农业企业生态系统的稳定性差[9～10]；通过上页图1可以看出其发展总趋势，生态弹性力值2004年前后最大，然后开始下降，2010年前后其发展趋势开始由下降转变为上升，说明了研究区域的生态系统弹性力正在向健康的趋势演化。研究农业企业资源环境承载力的发展趋势与农业企业生态系统弹性力不同（见上页图2），2001年后就处于下降趋势，直到2008年前后开始缓慢上升，向着健康的趋势发展。农业企业生态系统压力层的拟合曲线（见图3），其趋势为2001―2007年间迅速上升，2007―2009年上升趋势迅速变缓，2012年以后稍有下降趋势，对农业企业生态系统的压力开始减小。

2.研究农业企业生态承载力各层次相互关系分析。农业企业所在地区经济社会的发展，如果单纯考虑速度的发展，会使农业企业的资源环境承载力下降，对农业企业生态系统弹性力造成破坏，从研究农业企业生态承载力各层次评价结论来看也确实如此。研究农业企业生态系统压力指数2001―2007年七年间迅速增加，而2007―2012年六年间增长缓慢，说明在2007年以前生态系统的压力对农业企业生态系统弹性力和资源环境承载力影响较大，而2007年以后影响逐渐减弱，从研究农业企业2009―2012年生态系统弹性力趋势（见上页图1）和研究农业企业资源环境承载力趋势（见上页图2）上得出了同样的结论，农业企业生态弹性力在2009年后开始上升，资源环境承载力在2008年以后也处于明显的上升趋势。

从研究农业企业2001―2012年生态系统弹性力和资源环境承载力变化趋势的相互关系看，尽管2010年后总趋势都开始上升，但总的发展趋势有所差异。即生态系统弹性力的变化关系2001年处于上升趋势，2005年开始下降，2009―2010年之间达到最小然后开始逐步上升；而资源环境承载力指数则表现为从2001年开始就处于下降趋势，2008年以后开始上升。分析其原因可以认为，一方面，农业企业生态系统弹性力的发展同资源环境承载的变化相比有一定的滞后性，变化比较缓慢，其变化趋势总是落后于农业企业资源环境承载力；另一方面，生态系统破坏了以后不容易恢复，弹性力比较脆弱，因此在农业企业的可持续发展过程中，更要重视对农业企业生态弹性力的关注。

总之，通过对农业企业生态系统承载力各层次的发展趋势及层次间相互关系的研究，可以得到农业企业复合生态系统特征及演变状态的有关信息，为促进农业企业生态环境的调控及可持续发展提供参考依据。

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