摘要:农业生态经济系统耦合是一个复杂的过程,是潜变量与潜变量、潜变量与可测变量及可测变量之间相互作用的结果,结构方程模型的建立很好地描述了这一复杂关系。通过对吴起县、安塞县和宝塔区共建的中尺度生态农业建设试验示范区、米脂县等3个典型区域所代表的黄土丘陵区及其各个区域农业生态经济系统结构方程模型的建立与运算,结果表明:在“退耕还林还草工程”等外力作用下,农业生态经济系统运行模式基本揭示了农业产业与农业资源相互耦合这一本质规律,但现状耦合模式并未充分利用农业资源,系统耦合效果较低。农业产业与农业资源对系统耦合的影响系数分别为0.54和0.16,农业产业和农业资源之间的相关系数只有0.28,即农业资源没有很好地支撑产业的发展,导致农业生态经济系统耦合效果不明显,存在着局部相悖的态势,潜伏了林草资源与其相关产业链网缺失现象。为此,需要强化农业产业与农业资源的互动过程,特别要发展林草及其相关产业,促进林草资源的有效利用,促使系统耦合效果的不断提高,增加经济效益。

　　关键词:耦合关系;农业生态经济系统;结构方程;农户层次;陕北黄土丘陵区

　　农户是农业生产的基本单位,农户行为直接作用于农业生态经济系统循环过程,但在不同人口密度下农户的生产经营意识、行为过程、行为结果不尽相同,因而有必要探讨不同密度下农户的相关问题。在农业生态经济系统循环过程中,农业经济系统与农业生态系统的耦合与相悖的矛盾运动决定了其演化的方向和演化态势,弄清农业生态经济系统耦合关系,对于调整系统布局、优化系统耦合结构具有重要的现实意义。

　　在漫长的研究与实践过程中,人们多用传统的方法探讨系统之间的关系,比较常用的是回归分析、因子分析、相关性分析、多变量方差分析等,有效地阐述了系统要素之间的关系,但仅仅限于可测变量的自变量与因变量之间。而在实际生产生活过程中,可测变量不能完全描述系统演变及其内部关系,更需要弄清潜变量之间的关系,因为潜变量及其关系往往决定了系统演化态势。结构方程模型解决了这一问题。结构方程模型的思想起源于20世纪20年代的SewllWright提出的路径分析概念,目前在心理学、行为科学、教育学得到一定程度的应用,取得了较好的效果。

　　基于以上事实,以人口密度比较小的吴起县、密度中等的安塞县和宝塔区共建的中尺度生态农业建设试验示范区、密度比较大的米脂县为对象,运用结构方程模型探讨陕北黄土丘陵区及其各个区域农业生态经济系统的耦合关系及差异,为农业生态经济系统优化耦合模式的建立提供依据。

　　1、研究区域概况与研究方法

　　1.1研究区域概况

　　吴起县、安塞县和宝塔区共建的中尺度生态农业建设试验示范区、米脂县在黄土丘陵区具有典型的代表性,都属于退耕还林(草)工程实施区域,目前在商品型生态农业建设过程中形成了高效设施农业-副业、经济林果-农、农林牧综合3个模式类型。3个研究对象所在区位、生态经济系统演变规律与模式、农民的行为过程和效果反映了陕北黄土丘陵区不同区域特征,所以将这3个研究对象融合在一起进行分析能够揭示陕北黄土丘陵区农业生态经济系统的现实状况和规律。

　　吴起县位于陕西省延安市的西北部,地处东经107°38′57″～108°32′49″,北纬36°33′33″～37°24′27″。全县地貌属黄土高原梁状丘陵沟壑区,海拔在1233～1809m之间。年平均气温7.8℃,年平均降雨量483.4mm。总面积3791.5km2。总人口12.5×104人,其中农业人口10.6×104人。人口密度为32.7人/km2。1998年吴起县率先启动实施了退耕还林工程,1999年一次性退耕10.3×104hm2,成为全国“退耕第一县”,到2006年全县累计完成退耕还林还草面积15.4×104hm2,林草覆盖率由19.2%提高到62.9%。2006年人均纯收入2298元。

　　延安市安塞县和宝塔区共建的中尺度生态农业建设试验示范区包括安塞县的沿河湾、高桥、楼坪和宝塔区的柳林、万花山、枣园、河庄坪、桥口、川口等9个乡镇,面积707km2。地处西北内陆黄土高原腹地,鄂尔多斯盆地边缘,属典型的黄土高原丘陵沟壑区。年平均气温9.1℃,年平均降水量500mm左右。1999年开始实施退耕还林工程。

　　米脂县位于陕西省北部,隶属榆林市,地处东经109°49′～110°29′,北纬37°40′～38°06′。属于典型的黄土高原丘陵沟壑区,海拔843.2～1252m,年平均气温8.5℃,平均降雨量超过440mm。全县辖15个乡(镇),共有396个行政村,总面积1212km2,总人口20.8×104人,其中农业人口18.6×104人。人口密度为172人/km2。2002年起全县推行封山绿化、舍饲养畜,加快自然修复植被。目前全县累计完成水土流失治理面积640km2,造林3.8×104hm2,种草1.9×104hm2,建成淤地坝1600座。2006年人均纯收入1886元。

　　1.2资料来源

　　2008、2009年先后2次对吴起县、安塞县和宝塔区共建的中尺度生态农业建设试验示范区、米脂县进行了考察和调查,调查分为3个层次:县域层次,主要收集反映县域发展及农业生态经济系统演变过程的资料,本研究主要参考了统计年鉴、县志、近几年政府工作报告等;村域层次,进行生态环境改良、农村经济发展等座谈,了解其发展过程、思路和设想,供本研究对问题的判定与分析;农户层次,主要采集农户生产生活、退耕还林还草实施过程、土地利用结构、农业生产经营、劳务输出和第三产业发展等情况,每个县分别调查农户190户,经过筛选,本研究运用其中的328户,其中吴起县110户、安塞县和宝塔区共建的中尺度生态农业建设试验示范区109户、米脂县109户。

　　1.3研究方法

　　运用结构方程模型分析农户农业生态经济系统耦合过程中潜变量、可测变量及其相互之间的关系,采用“AMOS7.0”进行计算。

　　结构方程模型的表达式为:X=Λxξ+δ(1)Y=Λyη+ε(2)η=Bη+Γξ+ζ(3)其中:方程(1)和方程(2)被称之为测量方程,方程(3)则是结构方程。X是外生可测变量向量;ξ是外生潜变量向量;Y是内生可测变量向量;η是内生潜变量向量;Λx为外生可测变量与外生潜变量之间的关系,是外生可测变量在外生潜变量上的因子负荷矩阵;Λy为内生可测变量与内生潜变量之间的关系,是内生可测变量在内生潜变量上的因子负荷矩阵;B是内生潜变量的关系阵;Γ则表示外生潜变量对于内生潜变量的影响;δ和ε为测量方程的误差项;ζ为结构方程的误差项。

　　2、研究结果与分析

　　2.1指标选择与耦合关系的假定

　　农业生态经济系统耦合态势可以通过农业资源与农业产业来表征,在农业生态经济系统耦合与相悖的矛盾运动过程中,生态环境影响了农业资源的供给方式、数量及可能潜力,经济效益是农业产业运行结果的出口和综合反映,所以生态环境、农业资源、农业产业态势、经济效益、耦合状态构成了农业生态经济耦合系统的5个潜变量。根据已有的研究结果,各个潜变量所包含的可测变量分别是:生态环境包含降雨量、人口密度、可灌溉面积率、林草面积率、土壤侵蚀模数;农业资源包含人均基本农田、牧草地比重、群落演替阶段;农业产业态势包含农业劳动力/非农业劳动力、商品加工(贮藏)率、农产品商品率、工副业贡献率;经济效益包含人均纯收入、粮食潜力实现率、农业产投比;耦合状态包含农林牧土地利用结构、农业产业链与资源量相关度。考虑到区域实际及农户尺度,降雨量、土壤侵蚀模数、群落演替阶段在所研究的区域基本一样,可灌溉面积很少且基本均衡,所以在“耦合关系”研究过程中删除这几个指标;另外,由于农户商品经济发展还处于初期阶段,所以把商品加工(贮藏)率溶于农产品商品率中,这样就形成了“耦合关系”研究的5个潜变量及12个可测变量。