成思敏, 王繼軍, 李茂森, 李 玥, 喬 梅

(1.中國科學(xué)院 水利部 水土保持研究所, 陜西 楊凌 712100; 2.西北農(nóng)林科技大學(xué), 陜西 楊凌 712100; 3.中國科學(xué)院大學(xué), 北京 100049)

陜北退耕區(qū)屬于限制開發(fā)區(qū)中的重點生態(tài)功能區(qū)，同時承載著生態(tài)環(huán)境建設(shè)和社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的二重壓力[1]。因而，該區(qū)域經(jīng)濟(產(chǎn)業(yè))—生態(tài)(資源)之間的關(guān)系[2-6]、產(chǎn)業(yè)—資源耦合模式[7-8]、產(chǎn)業(yè)—資源耦合效果的評價[9-10]等是長期以來學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點。有學(xué)者認為，陜北退耕區(qū)產(chǎn)業(yè)—資源互動關(guān)系大體經(jīng)歷了“生態(tài)惡化—生態(tài)經(jīng)濟相互調(diào)節(jié)適應(yīng)—生態(tài)經(jīng)濟良性互動”的過程[11]，目前，在農(nóng)業(yè)資源的利用過程中，又在一定程度上忽視了農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)業(yè)鏈與生態(tài)鏈直接的共生耦合關(guān)系，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)鏈與生態(tài)鏈局部割裂，資源浪費與資源短缺并存[12]，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，其主要動因之一是系統(tǒng)運行機制調(diào)控不合理所致。關(guān)于這一點，目前學(xué)術(shù)界重點對驅(qū)動要素進行了探討，基本明確了主要驅(qū)動要素及其作用[13-14]，但是驅(qū)動要素并不等同于驅(qū)動(耦合)機制，無法深入到系統(tǒng)運行的本質(zhì)，揭示系統(tǒng)運行的規(guī)律與路徑。而全面認識和理解農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)耦合機制是加強產(chǎn)業(yè)—資源耦合與管理、發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運行問題的前提，也是解決系統(tǒng)矛盾保持其可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)[15]。因此，為了對陜北退耕區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)更好的調(diào)控，保持農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源有序發(fā)展，必須明確系統(tǒng)耦合狀態(tài)變化的原因，即退耕區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)運行的耦合機制及其演變過程。

基于此，本文結(jié)合研究區(qū)域時代背景，分析陜北退耕區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源耦合機制的演變及對系統(tǒng)的調(diào)控，理解系統(tǒng)的運行機制，以便對系統(tǒng)耦合過程中出現(xiàn)的一些問題進行診斷，指導(dǎo)退耕區(qū)生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)、自然資源的高效利用和產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。

1　農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)-資源系統(tǒng)耦合機制的內(nèi)涵與特征

農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源耦合系統(tǒng)指通過社會系統(tǒng)合理、科學(xué)地干預(yù)和調(diào)控使生態(tài)(農(nóng)業(yè)資源)、經(jīng)濟(農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè))和社會系統(tǒng)間相互作用，滿足生態(tài)系統(tǒng)負反饋機制和經(jīng)濟社會系統(tǒng)正反饋機制，3個系統(tǒng)相互促進，構(gòu)成的具有特定結(jié)構(gòu)、功能、目標的開放復(fù)雜系統(tǒng)[15]。自然資源是系統(tǒng)的能量來源和物質(zhì)基礎(chǔ)，并提供耦合的生態(tài)范圍；農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)根據(jù)資源特性和稟賦對其進行開發(fā)加工，促進水土等資源的合理配置，發(fā)揮資源多種功能，使其轉(zhuǎn)化為社會所需物品[16](圖1)。

因而，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)耦合機制是由推動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)、農(nóng)業(yè)資源耦合的動力機理，以及維持和改善這種作用機理的各種生態(tài)關(guān)系、經(jīng)濟關(guān)系、組織制度等構(gòu)成的系統(tǒng)[17]。農(nóng)業(yè)活動利用水土等自然資源及外界輸入的物質(zhì)能量進行再生產(chǎn)，農(nóng)業(yè)資源系統(tǒng)能否被有效利用發(fā)展成為產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)，進行商品輸出，取決于在當時背景下耦合機制的調(diào)控。耦合機制可通過調(diào)控資源利用的強度和方向，來改變系統(tǒng)耦合的路徑。例如，陜北退耕區(qū)曾為解決溫飽需求大規(guī)模開墾土地生產(chǎn)糧食，超過了當時生產(chǎn)技術(shù)背景下土地資源的承載力，造成廣種薄收、水土流失，后經(jīng)科技投入地力恢復(fù)，并逐漸減小對土地資源的壓力，使得糧食單產(chǎn)增加，這是耦合機制調(diào)控資源利用強度的一種表現(xiàn)。耦合機制也可通過改變資源利用的方向調(diào)控產(chǎn)業(yè)資源之間的耦合關(guān)系，如荒山坡土地資源，其上所生長的生態(tài)林和草地在自然狀態(tài)下可發(fā)展牧業(yè)，而1999年封山禁牧政策下，林草資源被保護，耦合機制強制改變農(nóng)業(yè)資源的利用方向，林草—放牧產(chǎn)業(yè)鏈斷裂。又如農(nóng)業(yè)資源系統(tǒng)天然具有的碳匯功能，若沒有建立起與之相應(yīng)的耦合機制，其經(jīng)濟價值易被忽視，若將清潔發(fā)展機制(CDM)納入到耦合機制中，則可發(fā)展為碳匯產(chǎn)業(yè)到市場上進行交易，實現(xiàn)自然資源生態(tài)功能的經(jīng)濟顯化[18]。耦合機制通過調(diào)控農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)運行，打破原有各個子系統(tǒng)的界限，以構(gòu)成要素的自然關(guān)聯(lián)和信息自由流動為原則，改變耦合的方向和強度，將關(guān)聯(lián)要素重新配置，形成具有自組織結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)內(nèi)各要素具有能動性的“活”的主體系統(tǒng)(圖1)。

圖1　農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)-資源耦合系統(tǒng)

依據(jù)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源耦合機制的概念和內(nèi)涵，其特征主要表現(xiàn)在以下3個方面：

(1) 耦合機制存在于相應(yīng)的耦合載體中。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)是一個開放的灰色系統(tǒng)[19]，為維持系統(tǒng)穩(wěn)定，耦合機制需依賴一定的載體(即農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)耦合載體)對系統(tǒng)進行調(diào)控，以保障系統(tǒng)物質(zhì)能量的有效輸入及流動，其載體具體分為技術(shù)載體、制度載體、市場載體(圖2)。技術(shù)載體即可改善土地利用方式和資源生產(chǎn)的科研成果和應(yīng)用于種植業(yè)、林果業(yè)、畜牧業(yè)等方面的實用技術(shù)，為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)提供技術(shù)支持；制度載體指涉及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)的生態(tài)經(jīng)濟制度和國家政策等，例如涉農(nóng)政策在一定程度上決定農(nóng)戶對農(nóng)業(yè)資源的利用方式，直接或間接刺激農(nóng)業(yè)資源量的變化，同時影響產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的經(jīng)營方式，并為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)耦合機制提供制度保障；市場載體：商品產(chǎn)出直接依賴于農(nóng)村市場體系發(fā)展程度的高低、流通渠道的通暢與否。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)3個耦合載體的不同強度組合會影響耦合機制作用范圍及大小，進而影響農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)的耦合效果。

圖2　農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)-資源系統(tǒng)耦合機制的載體

(2) 耦合機制具有相對穩(wěn)定性與階段性。受不同社會經(jīng)濟背景下供需關(guān)系、政策條件、人為波動等的影響會產(chǎn)生不同的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)耦合機制，其調(diào)控下產(chǎn)業(yè)—資源會有不同的配置，相應(yīng)有不同的耦合形式，耦合形式分為單一線耦合、多維鏈耦合、網(wǎng)耦合。單一線耦合形式是區(qū)域資源單一性的開發(fā)利用而形成的單條產(chǎn)業(yè)—資源線耦合；多維鏈耦合形式是對資源開發(fā)向綜合化方向延伸，形成由資源和技術(shù)構(gòu)建的多條產(chǎn)業(yè)—資源鏈；網(wǎng)耦合形式指多條產(chǎn)業(yè)—資源鏈間互動形成產(chǎn)業(yè)集聚，是產(chǎn)業(yè)資源耦合的最高形式。從發(fā)展過程來看，三者螺旋式上升，波浪式前進，存在著生產(chǎn)方式升級和資源利用率提高的內(nèi)在聯(lián)系過程。但是，若在各個耦合機制調(diào)控下，產(chǎn)業(yè)與資源之間的矛盾不可協(xié)調(diào)，將導(dǎo)致農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)衰退，這種情況不符合社會發(fā)展規(guī)律，只在理論上出現(xiàn)。由圖3所示，OA段的單一線耦合經(jīng)過一定時間的發(fā)展才能到達AB段的多維鏈耦合，說明耦合機制在一定時間范圍內(nèi)具有穩(wěn)定性；長時間看來，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)會有單一線耦合、多維鏈耦合、網(wǎng)耦合3種不同的耦合形式，說明耦合機制又隨著經(jīng)濟水平的提高而具有階段性。

(3) 耦合機制的調(diào)控效果具有滯后性。耦合機制保證耦合模式的構(gòu)建及正常運轉(zhuǎn)，在同一種機制作用下，耦合模式的形成過程分為模式構(gòu)建期、模式調(diào)試運行期、模式形成期。以O(shè)A段單一線耦合為例，oa段的資源條件一定程度上有礙于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，在耦合機制的干預(yù)下對資源進行簡單優(yōu)化配置，構(gòu)建單一線耦合形成的基礎(chǔ)，經(jīng)過一系列的調(diào)試(ab段)，最終到達bc段，單一線耦合成熟運轉(zhuǎn)。雖然OA段產(chǎn)業(yè)—資源表現(xiàn)形式不盡相同，但均是在同一種耦合機制的調(diào)控下形成的。之后在新的背景下，更高一級的耦合機制應(yīng)運而生，指導(dǎo)或調(diào)控此背景下農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源的耦合。

圖3　農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)-資源系統(tǒng)耦合發(fā)展及耦合形式概念

綜上，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)耦合機制是實施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)管理的前提，是對各個子系統(tǒng)間聯(lián)系方式、相互作用和運行質(zhì)量的保障，是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)耦合發(fā)展的助推器，良性耦合機制可增強系統(tǒng)穩(wěn)定性，提高農(nóng)業(yè)資源利用效率[20]。

2　退耕區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)-資源系統(tǒng)耦合機制類型

有學(xué)者根據(jù)是否有技術(shù)和經(jīng)濟手段的參與，將生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的耦合機制劃分為自然耦合機制(定向耦合機制、穩(wěn)定耦合機制、分離式耦合機制)和能動耦合機制(適應(yīng)式耦合機制、塑造式耦合機制、折中式耦合機制)[21]。該劃分以技術(shù)經(jīng)濟(即本文所提到的耦合機制的技術(shù)載體)的發(fā)展為主線，將生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)內(nèi)的資源要素與系統(tǒng)外的制度、市場等要素分離開來，忽視了區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟社會背景對系統(tǒng)的影響，即本文所提到的制度載體和市場載體。但隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展，系統(tǒng)內(nèi)外各要素已經(jīng)融為一體，共同對生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)起作用，因而需要系統(tǒng)地、完整地考慮機制的構(gòu)成要素，以便分析和解釋農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)耦合的演變過程。

結(jié)合“耦合機制存在于相應(yīng)的耦合載體中”這一特征，從系統(tǒng)內(nèi)外配合的角度，結(jié)合技術(shù)、制度、市場3個耦合載體的不同強度及范圍，根據(jù)所要實現(xiàn)目標的不同，將陜北退耕區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)耦合機制分為單一線型耦合機制、多維鏈型耦合機制、網(wǎng)型耦合機制3種類型。

2.1　單一線型耦合機制

單一線型耦合機制即圍繞單一目標，將技術(shù)、制度、市場等要素融合起來的，集中作用于為實現(xiàn)這一目標的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)(生產(chǎn)項目)—資源耦合系統(tǒng)中，其中的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)(生產(chǎn)項目)只是系統(tǒng)中一部分，且其他潛在產(chǎn)業(yè)所依賴的資源都圍繞這一單一目標所確定的產(chǎn)業(yè)的需求而被開發(fā)、利用或閑置。在陜北退耕區(qū)，20世紀80年代之前在該機制的調(diào)控下實現(xiàn)糧食需求這一目標。當時技術(shù)載體主要依賴傳統(tǒng)粗放型耕作方法(深翻土地等)，對農(nóng)業(yè)資源的改造程度低，保障糧食生產(chǎn)為目的的政策是其耦合制度載體，農(nóng)產(chǎn)品市場交易不活躍，流通性較差。在單一線型耦合機制調(diào)控下，制度載體起主導(dǎo)作用，市場載體和技術(shù)載體作用力度弱，陜北退耕區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)借助系統(tǒng)內(nèi)的自然資源進行物質(zhì)生產(chǎn)，將所有能量、物力集中于糧食生產(chǎn)上，主要調(diào)控路徑為：荒山坡地—糧食作物—種植業(yè)；遠村梯田—糧食作物—種植業(yè)；川地、近村梯田—糧食作物—種植業(yè)，屬于單一線耦合形式。

在陜北退耕區(qū)，該機制的具體調(diào)控過程主要經(jīng)歷了3個階段。陜北退耕區(qū)曾經(jīng)植被良好，因而初期以相對充足的自然資源為基礎(chǔ)，以尚可更新的土地生產(chǎn)力為保障，土地資源與種植業(yè)低級協(xié)調(diào)，糧食生產(chǎn)僅能滿足自給，自然經(jīng)濟發(fā)展落后。中期，為解決溫飽問題，產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)對自然資源等物質(zhì)與能量的需求無限增長，而資源系統(tǒng)所能提供的生物量、資源量有生態(tài)閾值，僅利用土地資源來進行糧食生產(chǎn)，技術(shù)載體無法對系統(tǒng)進行外部投入以平衡生態(tài)系統(tǒng)超過閾值的損失，導(dǎo)致資源系統(tǒng)惡化。此時，陜北退耕區(qū)資源系統(tǒng)內(nèi)草地退化、耕地質(zhì)量下降，阻礙產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的發(fā)展。后期，由于忽視了資源產(chǎn)業(yè)在性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、功能等方面的差異及相互作用關(guān)系，使陜北地區(qū)生產(chǎn)能力急劇下降，產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)種植業(yè)單一，水土流失嚴重、人口多而糧食低產(chǎn)是其主要矛盾。生態(tài)與經(jīng)濟相悖，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源矛盾對立。在人多糧少的背景下，根據(jù)馬斯洛需求理論[22]，滿足人類的溫飽是第一需求，因此，耦合機制的調(diào)控路徑仍為利用現(xiàn)有資源大力發(fā)展種植業(yè)，陜北退耕區(qū)廣種薄收，愈窮愈墾，愈墾愈窮成為一種必然[23]。

2.2　多維鏈型耦合機制

多維鏈型耦合機制即圍繞多目標需求，將技術(shù)、制度、市場等要素融合起來，作用于為實現(xiàn)這一目標的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)(生產(chǎn)項目)-資源耦合系統(tǒng)中，但只有在這些目標的實現(xiàn)路徑相容時，耦合機制中的要素在多目標調(diào)控過程中才是有序的，反之，耦合機制中要素在多目標調(diào)控過程中會出現(xiàn)無序或沖突。陜北退耕區(qū)退耕還林后，追求生態(tài)效益、經(jīng)濟效益雙重發(fā)展就屬于該機制的調(diào)控。當時農(nóng)業(yè)技術(shù)不斷涌現(xiàn)，“四荒地”產(chǎn)權(quán)制度、“退耕還林還草”、“封山禁牧”等政策為耦合機制提供了制度載體，改革開放后市場經(jīng)濟的發(fā)展使耦合機制的市場載體發(fā)育良好，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)耦合機制升級為多維鏈型耦合機制，以技術(shù)載體、制度載體為主，調(diào)控的目標是通過恢復(fù)生態(tài)狀況，因地制宜改造農(nóng)業(yè)資源條件，按照農(nóng)業(yè)資源的適宜性多維度發(fā)展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)。主要調(diào)控路徑為：荒山坡地—生態(tài)林、草地—畜牧業(yè)；遠村梯田—經(jīng)濟林—林果業(yè)；川地、近村梯田—糧食作物、設(shè)施蔬菜、經(jīng)濟作物等—種植業(yè)。農(nóng)林牧各產(chǎn)業(yè)多元化發(fā)展，屬于多維鏈耦合形式。

在陜北退耕區(qū)，到目前為止，該耦合機制的調(diào)控分為兩個階段。第一階段，建立產(chǎn)業(yè)多元化發(fā)展的基礎(chǔ)，恢復(fù)失衡的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)。由于在單一線型耦合機制的作用下，農(nóng)業(yè)資源狀況惡化，水土流失嚴重，因此多維鏈型耦合機制首先借助一定的技術(shù)及措施，如淤地壩、基本農(nóng)田建設(shè)、邊坡防護、植樹種草等耦合技術(shù)載體，及制度載體中組織領(lǐng)導(dǎo)和政府國家投入的治理經(jīng)費，通過系統(tǒng)外物質(zhì)能量的輸入，逐步恢復(fù)林草植被，保土蓄水，減少水土流失。同時，退耕還林政策這一制度載體的“個體承包”適應(yīng)了農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和農(nóng)業(yè)資源合理配置對農(nóng)業(yè)經(jīng)營形式的需要，形成“責、權(quán)、利”統(tǒng)一的經(jīng)營管理機制，誰退耕還林還草、誰管理、誰受益[24]，提高了農(nóng)戶退耕保護管理林草資源的積極性和可持續(xù)性。第二階段，耦合機制調(diào)控農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源的配置形式，以資源作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，退耕還林還草政策，促進了以土地資源為中心的農(nóng)業(yè)資源的重新配置，使得產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，通過農(nóng)業(yè)勞動力分工，重新安排生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和布局。如陜北退耕區(qū)安塞縣光照充足，日照百分率達54%，晝夜溫差大，發(fā)展山地蘋果產(chǎn)業(yè)，將光熱資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢。耦合機制多維調(diào)控，農(nóng)林牧綜合發(fā)展，商品市場流通率高，保障了產(chǎn)品的商品化輸出。然而，該耦合機制的調(diào)控，減弱對林草資源的利用強度，林草生態(tài)系統(tǒng)僅發(fā)揮生態(tài)功能，如：涵養(yǎng)水源、森林防護、固碳釋氧等，在經(jīng)濟方面沒有產(chǎn)出，在實現(xiàn)多目標的過程中造成系統(tǒng)局部沖突。

2.3　網(wǎng)型耦合機制

網(wǎng)型耦合機制即圍繞多目標需求，通過技術(shù)、制度、市場等要素的優(yōu)化耦合，形成耦合機制中相關(guān)要素的合理配置和有序運行，作用于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)(生產(chǎn)項目)-資源耦合系統(tǒng)中，滿足多目標實現(xiàn)的最佳和有效路徑需求，進而促進多目標整體的最大化。網(wǎng)型耦合機制的技術(shù)載體基于旱作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營技術(shù)、保護性耕作技術(shù)等，工業(yè)反哺農(nóng)業(yè)城市支持農(nóng)村、推進農(nóng)村城鎮(zhèn)化進程等政策為耦合機制提供了制度載體，農(nóng)村市場要素健全為耦合機制提供了良好的市場載體。由于在多維鏈型耦合機制的調(diào)控下，退耕林草資源按照自然規(guī)律進行演替,形成了時空有序、開放性的自組織穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu),達到生態(tài)系統(tǒng)本身固有的平衡[25]。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件隨之改善，因此，該機制調(diào)控的目標是基于良好的生態(tài)環(huán)境，深入挖掘區(qū)域的潛在資源(如生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能)，充分掌握資源的耐性和穩(wěn)定性閾值變化規(guī)律，最優(yōu)配置資源，增強區(qū)域?qū)I(yè)化生產(chǎn)，主要依賴技術(shù)及市場載體，形成現(xiàn)代規(guī)?；r(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系，有效實現(xiàn)生態(tài)經(jīng)濟雙目標。主要調(diào)控路徑為：荒山坡地—生態(tài)林、草地—畜牧業(yè)、碳匯產(chǎn)業(yè)；遠村梯田—經(jīng)濟林—林果業(yè)、碳匯產(chǎn)業(yè)；川地、近村梯田—糧食作物、設(shè)施蔬菜、經(jīng)濟作物等—種植業(yè)、碳匯產(chǎn)業(yè)，雖調(diào)控方向變化不大，但增加了碳匯產(chǎn)業(yè)，且在耦合技術(shù)的作用下種植業(yè)、畜牧業(yè)、林果業(yè)各產(chǎn)業(yè)有效組合互動作用強，形成區(qū)域農(nóng)業(yè)集聚化生產(chǎn)，達到產(chǎn)業(yè)—資源網(wǎng)耦合形式，即所要追求的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)良性耦合機制。

3　陜北退耕區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)-資源系統(tǒng)耦合機制演變及作用效果

紙坊溝流域在陜北退耕區(qū)具有典型的代表性，先后成為陜西省科技攻關(guān)、“七五”至“十五”國家科技攻關(guān)黃土高原綜合治理試驗示范基地，在長期的研究過程中積累了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)運行過程的相關(guān)資料，為此，選取紙坊溝流域為研究對象進行陜北退耕區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)耦合機制作用過程的實證。

3.1　紙坊溝流域概況

紙坊溝流域(36°51′30″N，109°19′30″E)隸屬于黃土高原北部的陜西省延安市安塞區(qū)，海拔1 068～1 309 m，屬于黃土丘陵溝壑區(qū)第二副區(qū)，暖溫帶半干旱氣候，年均降水量500 mm左右，年內(nèi)分布不均，多暴雨，流域內(nèi)梁峁起伏，地形破碎，集水面積8.27 km2，溝壑密度達8.06 km/km2，是延河支流杏子河下游的一級支流。梁峁地、溝坡地和溝谷地3種地形分別占流域總面積的35%，61.5%和3.54%[26]。

流域內(nèi)有紙坊溝、寺崾峴和瓦樹塌3個自然村。2015年，流域有124戶、598人，人均基本農(nóng)田0.107 hm2，農(nóng)林牧純收入1 817 100元，占總收入的42.8%，人均純收入7 102.2元/人。在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)內(nèi)，不同區(qū)位發(fā)展模式不同，紙坊溝村屬于“川地+溝坡地”類型區(qū)，按照“農(nóng)—副”型模式發(fā)展高效設(shè)施農(nóng)業(yè)(大棚)；寺崾峴屬于“塌地+溝坡地”類型區(qū)，瓦樹塌村屬于“溝坡地”類型區(qū)，兩村均按照“果—農(nóng)、草—牧”型模式發(fā)展[27]，果業(yè)效益顯現(xiàn)，目前果業(yè)收入占總收入的15.1%。流域內(nèi)糧食作物包括玉米、馬鈴薯、谷子、糜子、豆類等，以玉米為主；經(jīng)濟果木包括蘋果、山楂、核桃、棗等，以蘋果為主。養(yǎng)殖畜禽品種包括羊、牛、豬、雞等。

3.2　紙坊溝流域農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)-資源系統(tǒng)耦合態(tài)勢變化及耦合機制演變

通過對1938年以來紙坊溝流域農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)耦合狀態(tài)變化過程的簡要分析，對照其調(diào)控過程與耦合機制類型的對應(yīng)關(guān)系，明確主要時期耦合機制類型及其演變情況，為良性耦合機制奠定基礎(chǔ)。

3.2.1紙坊溝流域農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)耦合態(tài)勢變化過程簡述1938年左右，流域人口少，川臺地及近村緩坡地上低強度低密度耕種即可滿足糧食需求，耕墾指數(shù)僅13.4%，林草覆蓋率76.5%(圖4)，糧食單產(chǎn)1449kg/hm2(圖5)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在土地資源的恢復(fù)范圍內(nèi)，土地可自我更新，生態(tài)系統(tǒng)處于動態(tài)平衡狀態(tài)。到1958年，20 a間人口增長迅速，耕墾指數(shù)51.5%，農(nóng)耕地擴大2.8倍，土地生產(chǎn)力降低，單產(chǎn)由1 449 kg/hm2降到415.5 kg/hm2，從圖4中可看出，1938年農(nóng)林牧土地利用比例為1∶3.8∶1.9，林草豐富，而1958年土地利用急劇變?yōu)?∶0.01∶0.7。水土流失嚴重，流域資源條件惡劣。之后，三年自然災(zāi)害及政策影響下繼續(xù)單一抓糧食生產(chǎn)，糧食單產(chǎn)僅375 kg/hm2，溫飽成為問題，農(nóng)民只能繼續(xù)開荒，系統(tǒng)無法通過內(nèi)部的自組織和反饋機制得以恢復(fù)，同時沒有物質(zhì)科技投入，導(dǎo)致惡性循環(huán)。

1973年，科技人員對紙坊溝流域進行水土保持綜合治理，到1975年耕墾指數(shù)降為42.9%，林草覆蓋率45.4%，生態(tài)有所改善。然而，1981年實行的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)責任制缺乏配套政策，出現(xiàn)新一輪開荒，1983年耕墾指數(shù)擴大到47.9%，林草覆蓋率降至40.1%。“六五”后期到“七五”期間，紙坊溝流域列入陜西省和國家重點科技項目。依托國家治理經(jīng)費(圖6)，調(diào)整農(nóng)林牧土地利用結(jié)構(gòu)，由1983年1∶0.3∶0.5恢復(fù)到1990年1∶0.9∶1.2(圖4)。產(chǎn)業(yè)方面，科技人員在坡地修筑梯田，種果樹；農(nóng)民開始對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行管理投資(圖5)，由單一種植糧食逐漸調(diào)整為種植業(yè)、林果業(yè)、畜牧業(yè)綜合生產(chǎn)。1995年，果樹老化、人工牧草地退化影響了果業(yè)、畜牧業(yè)發(fā)展。1999年，退耕還林使大量耕地轉(zhuǎn)變?yōu)榱植莸?圖4)，種植業(yè)受到波動，封山禁牧政策影響以放養(yǎng)為主的畜牧業(yè)。2001年，進行農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，重視設(shè)施大棚蔬菜和西瓜，畜牧業(yè)舍飼養(yǎng)殖也有一定程度的發(fā)展。如今紙坊溝流域林草覆蓋率基本保持在80.3%左右，農(nóng)民在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的投入不斷增加(圖6)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性波動上升，已進入生態(tài)經(jīng)濟良性循環(huán)發(fā)展階段。

圖4　農(nóng)林牧土地利用結(jié)構(gòu)變化

圖5　糧食單產(chǎn)變化

圖6　農(nóng)民投入資本變化

3.2.2紙坊溝流域農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)耦合機制類型及發(fā)展近80 a來，紙坊溝流域農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源耦合系統(tǒng)先后受到了不同類型耦合機制的調(diào)控，耦合態(tài)勢經(jīng)歷了“協(xié)調(diào)—相?！€(wěn)定發(fā)展”3個階段[11,28-29]。

圖7 國家資本投入情況

從“協(xié)調(diào)”到“相?！彪A段可看出，當時以糧食生產(chǎn)為單一目標，制度載體主要保障糧食產(chǎn)量，依賴粗放型農(nóng)業(yè)技術(shù)載體，僅利用現(xiàn)有的土地資源，市場載體作用較弱。這個過程受到了單一線型耦合機制的調(diào)控，由于“耦合機制的調(diào)控效果具有滯后性”這一特征，調(diào)控效果從1938年持續(xù)到1973年，系統(tǒng)經(jīng)歷了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源協(xié)調(diào)、相悖、矛盾3個運行狀態(tài)。1973年，生態(tài)系統(tǒng)被破壞到無法通過自修力來恢復(fù)，因此，通過土地整治、水土保持等農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)外部的能量輸入促進其正常運轉(zhuǎn)，同時，化肥、農(nóng)藥等生產(chǎn)技術(shù)的進步也使得農(nóng)業(yè)產(chǎn)量不斷提高，國家投入治理資金，退耕還林政策等制度保障資源生態(tài)的恢復(fù)，系統(tǒng)目標變?yōu)榛謴?fù)生態(tài)、發(fā)展經(jīng)濟并重。該階段受到多維鏈型耦合機制的調(diào)控，調(diào)控的過程是漫長波折的，從1973年開始持續(xù)至今，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)耦合狀態(tài)主要經(jīng)歷了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源恢復(fù)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源穩(wěn)定發(fā)展階段，農(nóng)林牧產(chǎn)業(yè)各自發(fā)展呈鏈耦合形式。

綜上，紙坊溝流域農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)的變化主要受到了單一線型耦合機制、多維鏈型耦合機制的調(diào)控，這充分證實了退耕區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)耦合機制對系統(tǒng)運行的調(diào)控作用。紙坊溝流域農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)目前雖處于穩(wěn)定發(fā)展狀態(tài)，但從生態(tài)經(jīng)濟角度看，豐富的林草資源僅發(fā)揮了生態(tài)功能，沒有在閾值范圍內(nèi)發(fā)展畜牧業(yè)，農(nóng)業(yè)資源系統(tǒng)天然的碳匯功能也沒有轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟效益，因此，并沒有達到資源的最優(yōu)配置，也未將自然資源優(yōu)勢和生態(tài)環(huán)境優(yōu)勢有效地轉(zhuǎn)化為商品優(yōu)勢和經(jīng)濟優(yōu)勢。同時，農(nóng)林牧各農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)間沒有互動聯(lián)系，只是單一的鏈式發(fā)展，未形成產(chǎn)業(yè)綜合效益。

4　結(jié)論與討論

農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)耦合機制是在區(qū)域性特定社會經(jīng)濟背景的變化和驅(qū)動力作用下產(chǎn)生的[30]，通過改變農(nóng)業(yè)資源利用的強度和方向來調(diào)控農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)的運行。同時，耦合機制是一個動態(tài)變化的過程，陜北退耕區(qū)基于不同的耦合載體，有單一線型耦合機制、多維鏈型耦合機制、網(wǎng)型耦合機制3種類型，系統(tǒng)相應(yīng)出現(xiàn)單一線耦合、多維鏈耦合、網(wǎng)耦合等形式。

紙坊溝流域先后經(jīng)歷了單一線型耦合機制和多維鏈型耦合機制的調(diào)控，系統(tǒng)目標由單一生產(chǎn)糧食為主的經(jīng)濟效益轉(zhuǎn)化為生態(tài)、經(jīng)濟效益并重，產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)由單一的種植業(yè)發(fā)展為農(nóng)林牧多元化產(chǎn)業(yè)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)從單一線耦合形式轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑S鏈耦合形式，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)耦合態(tài)勢發(fā)生重大變化。目前仍處于多維鏈型耦合機制的調(diào)控中，資源—產(chǎn)業(yè)基本處于協(xié)調(diào)狀態(tài)，但豐富的林草資源僅發(fā)揮了生態(tài)功能，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)天然的碳匯功能也沒有轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟效益，從側(cè)面反映出在多維鏈型耦合機制的調(diào)控下系統(tǒng)的運行有潛在的危機，未將各個目標有效組合，單純?yōu)榱松鷳B(tài)目標而忽略了林草資源的經(jīng)濟價值和碳匯的經(jīng)濟效益，未達到最有效的產(chǎn)業(yè)—資源配置狀態(tài)。因此，下一步應(yīng)著重構(gòu)建與現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源相適應(yīng)的、多目標有效組合的網(wǎng)型耦合機制,將生態(tài)目標與經(jīng)濟社會目標融為一體,調(diào)控農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)良性運行,為退耕區(qū)域生態(tài)文明建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻:

[1]李文卓,謝永生.基于農(nóng)戶尺度的陜北退耕區(qū)糧食安全[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2011,22(2):402-408.

[2]夏自蘭,王繼軍,姚文秀,等.水土保持背景下黃土丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)耦合關(guān)系研究:基于農(nóng)戶行為的視角[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報,2012,20(3):369-377.

[3]李慧,王繼軍,郭滿才.基于結(jié)構(gòu)方程模型的黃土丘陵區(qū)商品型生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)耦合關(guān)系分析[J].經(jīng)濟地理,2010,30(6):1005-1010.

[4]蘇鑫,王繼軍,郭滿才,等.基于結(jié)構(gòu)方程模型的吳起縣農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)耦合關(guān)系[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2010,21(4):937-944.

[5]李奇睿,王繼軍,郭滿才.基于結(jié)構(gòu)方程模型的安塞縣商品型生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)耦合關(guān)系[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2012,28(16):240-247.

[6]李奇睿,王繼軍.退耕背景下安塞縣商品型生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)耦合關(guān)系[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2011,27(9):293-298.

[7]劉彥隨,靳曉燕,胡業(yè)翠.黃土丘陵溝壑區(qū)農(nóng)村特色生態(tài)經(jīng)濟模式探討:以陜西綏德縣為例[J].自然資源學(xué)報,2006,21(5):738-745.

[8]周立華,樊勝岳,王濤.黑河流域生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)分析與耦合發(fā)展模式[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2005,19(5):67-72.

[9]夏自蘭,王繼軍.基于水土保持下的紙坊溝流域農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)耦合效應(yīng)評價[J].自然資源學(xué)報,2011,26(10):1647-1657.

[10]高亮,王繼軍,梅花,等.基于DEA的安塞縣商品型生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)耦合效率分析[J].水土保持研究,2013,20(1):210-214.

[11]劉佳,王繼軍.黃土丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟系統(tǒng)的互動關(guān)系:以安塞縣紙坊溝小流域為例[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2009,20(6):1401-1407.

[12]李奇睿,王繼軍.“退耕還林工程”實施后安塞縣商品型生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)成效[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2011,29(1):270-276.

[13]李芬,王繼軍.黃土丘陵溝壑區(qū)紙坊溝小流域農(nóng)業(yè)生態(tài)安全態(tài)勢變化的驅(qū)動力分析[J].中國水土保持科學(xué),2009,7(2):100-106.

[14]張麗萍,程積民,王繼軍.黃土丘陵區(qū)上黃試區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)演變階段劃分及其驅(qū)動力初探[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報社會科學(xué)版,2009,9(4):24-28.

[15]劉勇.生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)耦合機制研究[J].攀登:漢文版,2013,32(3):88-91.

[16]陳德敏.資源循環(huán)利用論:中國資源循環(huán)利用的技術(shù)經(jīng)濟分析[M].北京:新華出版社,2006.

[17]尚杰,翟緒軍.機制重置的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展新視角:農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展機制的理論與實踐[M].北京:科學(xué)出版社,2013.

[18]謝高地,李士美,肖玉,等.碳匯價值的形成和評價[J].自然資源學(xué)報,2011,26(1):1-10.

[19]王繼軍.黃土丘陵區(qū)紙坊溝流域農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)耦合過程分析[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2009(11):2723-2729.

[20]歐陽志云,鄭華.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的生態(tài)學(xué)機制研究進展[J].生態(tài)學(xué)報,2009,29(11):6183-6188.

[21]曹明宏,雷書彥,姜學(xué)民.論生態(tài)經(jīng)濟良性耦合與湖北農(nóng)業(yè)運作機制創(chuàng)新[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2000(6):7-9.

[22]Maslow A. Motivation and personality [M]. China Social Sciences Publishing House, 1999.

[23]王繼軍.論水土保持中的幾個經(jīng)濟問題[J].水土保持研究,1996,3(2):125-128.

[24]王繼軍.“退耕還林還草”的生態(tài)經(jīng)濟學(xué)基礎(chǔ)[J].農(nóng)業(yè)經(jīng)濟問題,2003,24(8):21-25.

[25]王全新,王千梅,時正新,等.生態(tài)經(jīng)濟學(xué)原理[M].鄭州:河南人民出版社,1988.

[26]李芬.黃土丘陵區(qū)紙坊溝流域農(nóng)業(yè)生態(tài)安全評估[D].陜西楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué),2008.

[27]王繼軍.紙房溝流域農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)建設(shè)及其投入問題分析[J].世界科技研究與發(fā)展,2001,23(3):56-58.

[28]郭滿才,王繼軍,彭珂珊,等.紙坊溝流域生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)演變階段及驅(qū)動力初探[J].水土保持研究,2005,12(4):245-246.

[29]王繼軍,姜志德,連坡,等.70年來陜西省紙坊溝流域農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)耦合態(tài)勢[J].生態(tài)學(xué)報,2009,29(9):5130-5137.

[30]程序,劉國彬,陳佑啟,等.黃土高原小流域生態(tài)—經(jīng)濟重建模式的尺度概念和方法[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2004,15(6):1051-1055.