《安徽农业科学》：基于DEA方法的我国农业生态环境保护有效性研究（周志恩、唐志鹏）

安徽农业科学, Joumal of Anhui Agri Sci2009,37(4):1721-1723,1751 责任编辑罗芸责任校对刘祖尚 基于DEA方法的我国农业生态环境保护有效性研究 周志恩’,唐志鹏2(1重庆市环境科学研究院,重庆412中国科学院地理科学与资源研究所,北京1000 摘要应用数据包络分析方法( Data Envelopment Analysis, DEA)对我国2005年华东、华南、华中、华北西北、西南和东北七大区域31个 省份(直辖市)农业生态环境保护的相对有效性进行了实证分析,并对未来的发展提出了相关的建议。 关键词农业生态环境保护;数据包络分析;决策单 中图分类号X821文献标识码A文章编号05176611(2009)04.01721-03 Ana lysis of the Effic iency of Protection of Agricultural Eco log ical Env ironment in Chia Based on DEA Method ZHO U Zhien et al ( Chongq ing Academy of Enviromental Science, Chongq ing 401147) Abstract Apply ing the data envebpment analysis(DEA), this paper amed to analyze the relative effic iency of agricultural ecobgical moment protection in seven regions of East, South, Central, North, Northwest, Southwest and Northeast China includ ing sventy-seven prov- inces and four munic palities directly under the Central Govemment in China, and put bard some suggestions for the enviromental protec- tion of these regions in the futu Key words Protection of agricultural ecobgical envionment DEA (Data envelopment analysis); DMU(Dec ison Mak ing Units) 农业生态环境的保护是农业可持续发展的关键,对整主观因素,同时也起到了简化运算和减少误差的作用;三是 个国民经济的持续发展有其深远影响。自20世纪90年代该方法致力于每个决策单元的优化,而不是对整个集合的统 以来,有关农业生态环境的保护已成为农业可持续发展研究计回归优化。自1978年第一个DEA模型—C2R模型建立 的前沿和热点为实施农业可持续发展战略管理提供了有效以来,有关的理论研究不断深入,应用领域日益广泛。我国 的依据。目前,国内大部分有关对农业生态环境保护的文献自19由魏权龄系统介绍DEA方法以后,DE方法理 论述主要集中在定性分析上徐献军论述了我国农业生态环论研究及应用得到了推广。DBA方法发展至今已成为一种 境面临的主要问题及对策。汪庆平对我国农衣业生态环境 评价的工具应用在技术和生产力进步、资源配置、金融投资 污染形势及对策作了分析。汪殿蓓分析了造成我国农业 生态环境问题的主要原因,并针对这些问题提出了解决的思和非生产性等各个领域对其作有效性分析,从而进行评价 决策。 激励机制的市场化、治理主体的多元化和逐步改变以户为1DE方法的机理及农业生态环境保护的指标选取 主的农业生态环境治理模式"。杨伟光等以及王俭等都提 1数据包络分析方法的机理个经济系统看成是一个 出了农业生态环境质量的指标选取与评价的原则6。笔决策单元(DMU)在一定可能范围内通过投入一定数量的生 者尝试从定量的角度对我国2005年华东、华南、华中、华北、产要素并产生一定数量的产品的活动。由于从没入對 西北、西南和东北七大区域31个省份(直辖市)农业生态环出‘需要经过一系列决策才能实现,每个DMU(第n个 境保护的相对有效性进行实证研究分析 DMU记作DMU1)都代表一定的经济意义,它的基本特点是 在评价多投入、多产出决策单元的相对效率时,目前最具有一定的投入和产出,并且在将投入转化成产出的过程 常应用、最有效的方法主要有随机边界分析(SFA)和数据包中努力实现自身的决策目标。 络分析(DBA)2种。数据包络分析( Data Envelopment Analy. 设某个DMU在一项经济活动中的投入向量为x=(x sDEA)方法是著名运筹学家 A Chases和wW. Cooper…;x/,产出向量为y=m,…y),(xy表示这个DMU 等学者在相对效率评价概念基础上发展起来的一种新的的整个生产活动。称集T={xy)产出y能用输入x生产 系统分析方法。它主要采用数学规划方法,利用观察到的出来,为所有可能的生产活动构成的生产可能集。DEA的 有效样本数据,对评价单位进行相对有效性评价或处理其他cR模型假设生产可能集满足下面4条公理:①公理1凸 多目标决策问题。其基本思路是把每一个被评价单位作为 性。对任意的(x,y∈T和(xy)∈T以及u∈[0,11有u 个决策单元( Decisin Making Units, DMU),再由众多DML (xy+(1-叫(xy)∈r即如果分别以x和x的u和(1 DU的各个投入和产出指标的权重为变量进行评价运算,叫倍之和作为新的投入,则可得到原产出相同比例之和的新 确定有效生产前沿面,并根据各DU与有效生产前沿面的的产出。凸性表明是一个凸集。②公理2锥性。若(xy 距离状况确定各DMU是否DEA有效。DEA方法具有以下∈7及k≥0.则k(x,y=(kx6∈r这表明若以原投入的k 优点:一是对处理多投入特别是针对多产出的复杂系统问倍为新的投入,则得到原产出的k倍是可能的。③公理3无 题的能力具有绝对优势;二是不需要预先估计参数,避免了效性。设(xy∈T若x2≥x则(x,y∈若y≤y则(x y)∈r说明在原来的生产活动的基础上增加投入或减少产 基金项目重庆市环境科学研究院资助项目 出进行生产总是可能的。④公理4最小性。生产可能集是 作者简介周志恩(1978),女,重庆人,硕士,工程师,从事环境监测、满足上述条件1-3的所有集合的交集。笔者采用具有非 收稿日期2008-1241 基米德无穷小的C2R模型,该模型的一般形式为 201994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhtp://www.cnki.net

基于 DEA方法的我国农业生态环境保护有效性研究 周志恩 1 ,唐志鹏 2 (1. 重庆市环境科学研究院 ,重庆 401147; 2. 中国科学院地理科学与资源研究所 ,北京 100101) 摘要 应用数据包络分析方法 (Data Envelopment Analysis,DEA)对我国 2005年华东、华南、华中、华北、西北、西南和东北七大区域 31个 省份 (直辖市 )农业生态环境保护的相对有效性进行了实证分析 ,并对未来的发展提出了相关的建议。 关键词 农业生态环境保护;数据包络分析;决策单元 中图分类号 X821 文献标识码 A 文章编号 0517 - 6611 (2009) 04 - 01721 - 03 Analysis of the Effic iency of Protection of Agr icultural Ecologica l Env ironment in China Ba sed on DEA M ethod ZHOU Zhi2en et al (Chongqing Academy of Environmental Science, Chongqing 401147) Abstract App lying the data envelopment analysis(DEA) , this paper aimed to analyze the relative efficiency of agricultural ecological envi2 ronment protection in seven regions of East, South, Central, North, Northwest, Southwest and Northeast China including twenty2seven prov2 inces and four municipalities directly under the Central Government in China, and put forward some suggestions for the environmental protec2 tion of these regions in the future. Key words Protection of agricultural ecological environment; DEA (Data envelopment analysis) ; DMU (Decision Making Units) 基金项目 重庆市环境科学研究院资助项目。 作者简介 周志恩 (1978 - ) ,女 ,重庆人 ,硕士 ,工程师 ,从事环境监测、 理论研究与评估工作。 收稿日期 2008212201 农业生态环境的保护是农业可持续发展的关键 ,对整 个国民经济的持续发展有其深远影响。自 20世纪 90年代 以来 ,有关农业生态环境的保护已成为农业可持续发展研究 的前沿和热点 ,为实施农业可持续发展战略管理提供了有效 的依据。目前 ,国内大部分有关对农业生态环境保护的文献 论述主要集中在定性分析上 ,徐献军论述了我国农业生态环 境面临的主要问题及对策 [ 1 ] 。汪庆平对我国农业生态环境 污染形势及对策作了分析 [ 2 ] 。汪殿蓓分析了造成我国农业 生态环境问题的主要原因 ,并针对这些问题提出了解决的思 路及对策 [ 3 ] 。程墨提出了我国未来农业生态环境治理应是 激励机制的市场化、治理主体的多元化和逐步改变“以户为 主 ”的农业生态环境治理模式 [ 4 ] 。杨伟光等以及王俭等都提 出了农业生态环境质量的指标选取与评价的原则 [ 5 - 6 ] 。笔 者尝试从定量的角度对我国 2005年华东、华南、华中、华北、 西北、西南和东北七大区域 31个省份 (直辖市 )农业生态环 境保护的相对有效性进行实证研究分析。 在评价多投入、多产出决策单元的相对效率时 ,目前最 常应用、最有效的方法主要有随机边界分析 ( SFA)和数据包 络分析 (DEA) 2种。数据包络分析 (Data Envelopment Analy2 sis,DEA)方法是著名运筹学家 A. Charnes和 W. W. Cooper 等学者在“相对效率评价 ”概念基础上发展起来的一种新的 系统分析方法 [ 7 ] 。它主要采用数学规划方法 ,利用观察到的 有效样本数据 ,对评价单位进行相对有效性评价或处理其他 多目标决策问题。其基本思路是把每一个被评价单位作为 一个决策单元 (Decision Making Units,DMU) ,再由众多 DMU 构成被评价群体 ,通过对投入和产出比率的综合分析 ,以 DMU的各个投入和产出指标的权重为变量进行评价运算 , 确定有效生产前沿面 ,并根据各 DMU与有效生产前沿面的 距离状况 ,确定各 DMU是否 DEA有效。DEA方法具有以下 优点:一是对处理多投入、特别是针对多产出的复杂系统问 题的能力具有绝对优势;二是不需要预先估计参数 ,避免了 主观因素 ,同时也起到了简化运算和减少误差的作用;三是 该方法致力于每个决策单元的优化 ,而不是对整个集合的统 计回归优化。自 1978年第一个 DEA模型 ———C 2 R模型建立 以来 ,有关的理论研究不断深入 ,应用领域日益广泛。我国 自 1988年由魏权龄系统介绍 DEA方法以后 [ 8 ] ,DEA方法理 论研究及应用得到了推广。DEA方法发展至今已成为一种 评价的工具应用在技术和生产力进步、资源配置、金融投资 和非生产性等各个领域 ,对其作有效性分析 ,从而进行评价 决策。 1 DEA方法的机理及农业生态环境保护的指标选取 1. 1 数据包络分析方法的机理 一个经济系统看成是一个 决策单元 (DMU)在一定可能范围内 ,通过投入一定数量的生 产要素并产生一定数量的“产品 ”的活动。由于从“投入 ”到 “产出 ”需要经过一系列决策才能实现 ,每个 DMU (第 u个 DMU记作 DMUi )都代表一定的经济意义 ,它的基本特点是 具有一定的投入和产出 ,并且在将投入转化成产出的过程 中 ,努力实现自身的决策目标。 设某个 DMU在一项经济活动中的投入向量为 x = ( x1 , …, xm ) T ,产出向量为 y = ( y1 , …, ys ) T , ( x, y) 表示这个 DMU 的整个生产活动。称集 T = { ( x, y) |产出 y能用输入 x生产 出来 },为所有可能的生产活动构成的生产可能集。DEA 的 C 2 R模型假设生产可能集满足下面 4条公理: ①公理 1:凸 性。对任意的 ( x, y) ∈T和 ( x′, y′) ∈T,以及 μ∈[0, 1 ],有 μ ( x, y) + (1 -μ) ( x′, y′) ∈T,即如果分别以 x和 x′的μ和 (1 - μ)倍之和作为新的投入,则可得到原产出相同比例之和的新 的产出。凸性表明 T是一个凸集。②公理 2:锥性。若 ( x, y) ∈T及 k≥0,则 k ( x, y) = ( kx, ky) ∈T,这表明若以原投入的 k 倍为新的投入,则得到原产出的 k倍是可能的。③公理 3:无 效性。设 ( x, y) ∈T,若 x′≥x,则 ( x′, y) ∈T;若 y′≤y,则 ( x, y′) ∈T,说明在原来的生产活动的基础上增加投入或减少产 出进行生产总是可能的。④公理 4:最小性。生产可能集是 满足上述条件 1～3的所有集合的交集。笔者采用具有非阿 基米德无穷小的 C 2 R模型 ,该模型的一般形式为: 安徽农业科学 , Journal of Anhui Agri. Sci. 2009, 37 (4) : 1721 - 1723, 1751 责任编辑 罗芸 责任校对 刘祖尚

安徽农业科学 2009年 在投入指标集或产出指标集选取中出现强线性关系,只选择 最具代表性的指标,同时考虑到统计的各种投资保护资金井 uy≤L 不一定是当年的实际投入,因此未将各种投资指标纳入,选 j=1.…,n 取表1所示的评价指标体系。 表1我国农业生态环境保护的有效性评价指标 Table 1 The eff ic iency assesment nd ca tors of agriultural env iro men tl protectin in China 投入指标 农业自然资源 其中,白=(1,…1)∈r,e=(1,…1)∈R,v和u分hput Natural agricultural(D林业用地面积历万hn (D牧草地面积历万m 别为加在m种投入和s种产出上的权重向量,利用 Chasers- 农业生态状况 (D湿地面积历万lm2 Cooper:变换以及对偶变换,这个分式规划问题最终可以转化 Agricultural ecological stats 为如下一个线性规划问题 (D水库数量m Manpower influence min/e-E(8s +es)1=k 农业自然资源O)旱涝保收面积历万 F巧+s=0 产出指标 Natural agricultural resou Output 农业生态状况 (O)森林覆盖率∥% Agricultural ecological status 另·5=y 人工影响 influence (O)水土流失治理面积历万h2 ≥0.j=1,…n 注:(1)为农业生态环境保护的投入指标,(O)为产出指标 Note:(I)represents the input ind icabrs of agricultural eco gical envi 其中s、s为松弛变量;ε为非阿基米德无穷小量,可取 omental protecton and (O)rep resents the ouput ind icabrs 10°;0(0≤0≤1为相对有效值,表示各DMU的有效性。该 规划问题的最优解为:(,s,s,0),当①=L,2我国农业生态环境保护实证分析 s存在非零值,则DMU为弱DEA有效(CR);②用=1 按经济地理特征将全国31省(直辖市)划分为七大区 且s=0.s=0则DM为DEA有效(CR):③0≤0 域:华东地区(山东、江苏、安徽、浙江、福建、上海)、华南地 则DMU为非DEA有效(CR)。 区￠东、西、海南)、华中地区(湖北、湖南、河南、江西) 12农业生态环境保护指标选取农业生态环境是农业生 华北地区(北京、天津、河北、山西、内蒙古)西北地区(宁 产的物质基础,它是人们利用农业生物与非生物环境之间 夏、新疆、青海、陕西甘肃)、西南地区(四川、云南贵州、西 及生物种群之间相互作用建立的,并按人类社会需求进行物藏、重庆)东北地区可宁吉林黑龙江)。将收集到的31 质生产的有机整体。它是介于自然生态环境与人工生态环个省份(直辖市)的数据带入具有非阿基米德无穷小的CR 境之间,是一种人工驯化了的自然生态环境。农业由刀耕火模型使用 DEA-Solver!件进行求解,得出七大区域农业生 种的原始农业和自给自足相对固定的传统农业发展到了现态环境保护的DEA有效均值及排名如表2所示。 在高度机械化和集约化的现代农业阶段,而农业生态环境也 由表2可知,华南地区DEA均值0683为最低,说明华 随着人们对自然环境的干预和农业技术的应用发生了很大南地区对农业生态环境的保护相对最差。广西壮族自治区 变化,特别是在现代农业的发展过程中,人们只顾眼前利益是一个山地面积比较多的地区,25以上坡地普遍,水土流 而忽略长期利益,掠夺性开发农业资源,生态环境不断退化,失现象比较严重,水土流失不仅毁坏耕地还使水库蓄水量 给农业生态环境带来了一系列的问题,这些问题严重影响到减少,严重影响农田灌溉。据林业部门2006年统计,广西 农业的可持续性发展。目前农业生态环境保护的理念仍处自治区水土流失面积达281万hm,并且水土流失趋势进 于初步发展期国内学者对我国农业生态环境保护的研究大步加大。另外广西石山面积也很大,占整个自治区的 多集中于农业生态环境的状况、存在的问题以及政策性建议339%,石山地区森林覆盖率很低。有林石山地区的植被 等定性研究方面,很少有采用定量的方法对我国农业生态环遭到破坏后,容易水土流失只剩下裸露岩石形成石漠化,而 境保护的实际情况进行实证研究的。选择决策单元(DMU),石漠化和沙漠化一样在我国是造成生态环境恶化的极端形 即确定参考集,从技术和经验上,DEA对DMU个数有如下要式。近年来广西已采取了一系列的措施,包括封山育林将 求:一是参考集中的DMU应该具有恫类型特征;二是通常部分石山地区的人口迁移到土山地区,实行“生态扶贫” 认为参考集DMU的个数最好不少于投入产出指标总数的2等,已取得了一些成效。但是总体来说,广西石漠化程度加 倍。在全国农业生态环境保护评价中进行各省(直辖市)横重的趋势仍未改变,仍以每年3%~6%的速度恶化。华南 向比较,可以选取同一年份不同省道辖市)作为决策单元。地区的广东省是我国最主要的对外开放省区,常年的招商 在选择投入产出指标时,一是必须能反映出评价目的和评价引资对耕地的挤占使得耕地中心已由珠江三角洲平原地区 内容,把农业自然资源、农业生态状况和人工影响等因素纳向北部丘陵山区移动,这一趋势无疑使全省耕地的总体生 入农业生态环境保护体系中;二是从技术上应避免投入(产态环境质量下降。同时人为因素的不合理利用,包括粗耕 出)集内部指标间的强线性关系;三是考虑指标的可量化和粗种,只用不养,对农田的补养不足,加上水土流失也使土 数据的可获得性。基于对农业数据的把握情况,应尽量避免壤有机质大大减少因此早涝保收面积一直呈偏低的状态 201994-2009chinaACademicJourmalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp://www.cnki.ntet

( P - ε ) max u T yo v T xo =V( P - ε) s. t. u T yj v T xj ≤1, j = 1, …, n v T v T xo ≥εê T u T v T xo ≥εe T 其中, ê= (1, …, 1) T ∈R m , e = (1, …, 1) T ∈R s , v和 u分 别为加在 m种投入和 s种产出上的权重向量,利用 Charners2 Cooper变换以及对偶变换 ,这个分式规划问题最终可以转化 为如下一个线性规划问题: (Dε ) min[θ-ε(ê T s - + e T s + ) ] =VDε s. t. ∑ n j= 1 λj xj + s - =θxo ∑ n j = 1 λj yj - s + = yo λj ≥0, j = 1, …, n s - ≥0, s + ≥0 其中 s + 、s - 为松弛变量;ε为非阿基米德无穷小量,可取 10 - 6 ;θ(0≤θ≤1)为相对有效值,表示各 DMU的有效性。该 规划问题的最优解为: (λ3 , s 3 - , s 3 + ,θ3 ) ,当 ①θ3 = 1, s 3 - , s 3 +存在非零值,则 DMUjo为弱 DEA有效 (C 2 R ); ②θ3 = 1, 且 s 3 - = 0, s 3 + = 0,则 DMUjo为 DEA有效 (C 2 R); ③0≤θ3 < 1,则 DMUjo为非 DEA有效 (C 2 R)。 1. 2 农业生态环境保护指标选取 农业生态环境是农业生 产的物质基础 ,它是人们利用农业生物与非生物环境之间以 及生物种群之间相互作用建立的 ,并按人类社会需求进行物 质生产的有机整体。它是介于自然生态环境与人工生态环 境之间 ,是一种人工驯化了的自然生态环境。农业由刀耕火 种的原始农业和自给自足相对固定的传统农业发展到了现 在高度机械化和集约化的现代农业阶段 ,而农业生态环境也 随着人们对自然环境的干预和农业技术的应用发生了很大 变化 ,特别是在现代农业的发展过程中 ,人们只顾眼前利益 而忽略长期利益 ,掠夺性开发农业资源 ,生态环境不断退化 , 给农业生态环境带来了一系列的问题 ,这些问题严重影响到 农业的可持续性发展。目前农业生态环境保护的理念仍处 于初步发展期 ,国内学者对我国农业生态环境保护的研究大 多集中于农业生态环境的状况、存在的问题以及政策性建议 等定性研究方面 ,很少有采用定量的方法对我国农业生态环 境保护的实际情况进行实证研究的。选择决策单元 (DMU) , 即确定参考集 ,从技术和经验上 ,DEA对 DMU个数有如下要 求:一是参考集中的 DMU应该具有“同类型 ”特征;二是通常 认为参考集 DMU的个数最好不少于投入产出指标总数的 2 倍。在全国农业生态环境保护评价中进行各省 (直辖市 )横 向比较 ,可以选取同一年份不同省 (直辖市 )作为决策单元。 在选择投入产出指标时 ,一是必须能反映出评价目的和评价 内容 ,把农业自然资源、农业生态状况和人工影响等因素纳 入农业生态环境保护体系中;二是从技术上应避免投入 (产 出 )集内部指标间的强线性关系;三是考虑指标的可量化和 数据的可获得性。基于对农业数据的把握情况 ,应尽量避免 在投入指标集或产出指标集选取中出现强线性关系 ,只选择 最具代表性的指标 ,同时考虑到统计的各种投资保护资金并 不一定是当年的实际投入 ,因此未将各种投资指标纳入 ,选 取表 1所示的评价指标体系。 表 1 我国农业生态环境保护的有效性评价指标 Table 1 The effic iency a ssessment indica tors of agr icultura l env iron2 menta l protection in China 投入指标 Input indicator 农业自然资源 Natural agricultural resources ( I)耕地面积 ∥万 hm 2 ( I)林业用地面积 ∥万 hm 2 ( I)牧草地面积 ∥万 hm 2 农业生态状况 Agricultural ecological status ( I)湿地面积 ∥万 hm 2 人工影响 Manpower influence ( I)水库数量 ∥座 产出指标 Output indicator 农业自然资源 Natural agricultural resources (O)旱涝保收面积 ∥万 hm 2 农业生态状况 Agricultural ecological status (O)森林覆盖率 ∥% 人工影响 Manpower influence (O)水土流失治理面积∥万 hm 2 注 : (Ⅰ)为农业生态环境保护的投入指标 , (O)为产出指标。 Note: (Ⅰ) rep resents the input indicators of agricultural ecological envi2 ronmental p rotection and (O) rep resents the output indicators. 2 我国农业生态环境保护实证分析 按经济地理特征将全国 31省 (直辖市 )划分为七大区 域 :华东地区 (山东、江苏、安徽、浙江、福建、上海 )、华南地 区 (广东、广西、海南 )、华中地区 (湖北、湖南、河南、江西 )、 华北地区 (北京、天津、河北、山西、内蒙古 )、西北地区 (宁 夏、新疆、青海、陕西、甘肃 )、西南地区 (四川、云南、贵州、西 藏、重庆 )、东北地区 (辽宁、吉林、黑龙江 )。将收集到的 31 个省份 (直辖市 )的数据带入具有非阿基米德无穷小的 C 2 R 模型 ,使用 DEA2Solver软件进行求解 ,得出七大区域农业生 态环境保护的 DEA有效均值及排名如表 2所示。 由表 2可知 ,华南地区 DEA均值 0. 683为最低 ,说明华 南地区对农业生态环境的保护相对最差。广西壮族自治区 是一个山地面积比较多的地区 , 25°以上坡地普遍 ,水土流 失现象比较严重 ,水土流失不仅毁坏耕地 ,还使水库蓄水量 减少 ,严重影响农田灌溉。据林业部门 2006年统计 ,广西 自治区水土流失面积达 281万 hm 2 ,并且水土流失趋势进一 步加大。另外广西石山面积也很大 , 占整个自治区的 33. 9% ,石山地区森林覆盖率很低。有林石山地区的植被 遭到破坏后 ,容易水土流失只剩下裸露岩石形成石漠化 ,而 石漠化和沙漠化一样在我国是造成生态环境恶化的极端形 式。近年来广西已采取了一系列的措施 ,包括封山育林 ,将 一部分石山地区的人口迁移到土山地区 ,实行“生态扶贫 ” 等 ,已取得了一些成效。但是总体来说 ,广西石漠化程度加 重的趋势仍未改变 ,仍以每年 3% ～6%的速度恶化。华南 地区的广东省是我国最主要的对外开放省区 ,常年的招商 引资对耕地的挤占使得耕地中心已由珠江三角洲平原地区 向北部丘陵山区移动 ,这一趋势无疑使全省耕地的总体生 态环境质量下降。同时人为因素的不合理利用 ,包括粗耕 粗种 ,只用不养 ,对农田的补养不足 ,加上水土流失也使土 壤有机质大大减少 ,因此旱涝保收面积一直呈偏低的状态。 ·1722· 安徽农业科学 2009年

37卷4期 周志恩等基于DEA方法的我国农业生态环境保护有效性研究 表22005年我国七大区域农业生态环境保护的有效均值排名 Table 2 The average effe iency va lues rank of agriultural env ronm en tal protectin of 7 regions i 2005 湿地面积水库数∥座收面 森林覆 万 hm Reservir万h 盖率∥%万 排名 Wet land area quantity A rea with Ranking 华东山东 7689 1784 5572 3787 L.00009772 5062 167.5 4123 65.4 253.3 2125654.8 3995 68 1129 0.11 上海 31.5 4 327.210481 28 139.8 93.5 1291 053006837 west广西 4408 1172 14880521 China海南 762 194.5 31.2 9.2 L.000 4950 5827 1724 0254986 4099 001000 Central湖南 9531171.4 105 122713261 China河南 81104564 6242345 882 29931044.7 04 147.6 11111 华北北京 344 3.4 159 North天津 13.4 143 236 China河北 883 624.6 8L.0 L.000 4589 6909 8 71.6 13.35185 L.000 内蒙古82014403665720 424.5 1455 17.7 9221 Q840 西北宁夏 269 115 227.9 66 l644 L.00009284 North-新疆 3986 608551161 41.0 497 l.000 west青海 88556340360 4126 China陕西 1071.8 31L.7 83.9 326 L.000 025745.61261.9 5.8 西南四川 9169226601371.6 6684 B30 7744 5273 047308115 South-云南 64222424.8 23. 5326 89.7 4 61.8 1606 I940 53.4 23.8 2627 China西藏 3631657.964444 169 1L.3 Q844 页68 3.8 2766 320 l887 L.000 东北辽宁 1220 1243 5756 10000.746 Norh吉林 104 east 120.3 315 3334 0517 China黑龙江117732026 l18 411 1 注:统计资料来源于《2006年中国统计年鉴》”和《2006年中国农村统计年鉴》 Note The statistics come fiom China statistics yearbook in 2006/ and China rul statistics Yearbook in 2006/0/ 东北地区和西南地区的DA均值为α7~α8,农业生水土流失,二是深入开展农业环保宣传工作通过法律政策 态环境保护相对较差,尤其是四川省的DEA值不到Q5,农和行政管理手段提高全民农业生态环境保护意识,增强了全 业生态环境保护在全国各省(直辖市)中相对最差。四川盆民保护农业生态环境的紧迫感和责任感。 地由于20世纪中期乱砍滥伐,毁林开荒,森林资源破坏十分3结论 严重,特别是对岷江上游的川西原始森林的过度砍伐,导致 农业生态环境保护的评价对当地农业的可持续性发展 四川森林覆盖率大大下降,原始森林的减少森林结构和层具有重要意义,对实现我国十一五规划也具有现实的指导意 次趋于单一化,保土保水功能大大削弱,导致林地侵蚀现象义。笔者首次将非参数的相对效率评价方法DEA法引入到 普遍发生,特别是一些陡坡山地区,水土流失十分严重,洪水我国农业生态环境保护的实证研究中,对我国2005年31个 干旱频发。另外四川省各类天然草地面积占全省面积的省份值直辖市)七大区域的农业生态环境保护进行了评价分 31%,多年来由于缺乏有效的管理保护,对草地采取粗放式析。结果表明,华中地区的农业生态环境保护相对最好,华 经营草地退化严重,草地资源已面临严重危机,并且随着市南地区的农业生态环境保护相对最差,今后应严格控制占用 场经济的发展农村大批青壮年外出做工,农村劳动力缺乏,耕地确保基本农田用地,防止水土流失,不断提高耕地的利 对耕地的经营基本上采取放任、只用不养的方式。四川省水用率和生产力,鼓励多施绿肥,增施有机肥料以提高土壤肥 土流失面积也很严重,根据第二次全国水土流失遥感普查结力。其他地区在加强环境综合治理和保护的同时,也应加大 果,四川水土流失面积达1565万hm,占长江上游水土流失农业生态环境保护经费的投入,促进耕地的良性持久经营 面积的56%。近年来四川由于资源开发和建设破坏的土地参考文献 面积累计达15万hm2,土地的成片开发建设,使农业用地面1]徐献军我国农业生态环境面临的主要问题及对策J中国农学通 积大量减少,也导致当地植被及水土破坏进一步加剧。 报,2002,18(3):115-125 西北地区、华北地区和华东地区DEA均值为Q928 2]汪庆平我国农业生态环境污染形势及对策[J云南农业科技,203 977,农业生态环境保护相对较好。华中地区的DEA均值3]汪殿蓓.我国农业生态环境现状及问题的几点思考[现代化农业 为1,表明华中地区的农业生态环境保护相对最好,华中地区 2003(9):23-25 (下转第1751页 如湖南省,一是近年来大面积封山育林恢复生态环境以减轻 91994-2009chinaAcademicjOurmalElectronicPublishinghOuse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net

表 2 2005年我国七大区域农业生态环境保护的有效均值排名 Table 2 The average effic iency va lues rank of agr icultura l env ironm enta l protection of 7 reg ions in 2005 区域 A rea 省 (直辖 市 ) Province (Cities) 耕地 面积 万 hm 2 A rable land area 林业用 地面积 万 hm 2 Wood land area 牧草地 面积 万 hm 2 Grass land area 湿地面积 万 hm 2 Wet land area 水库数 ∥座 Reservior quantity 旱涝保 收面积 万 hm 2 A rea with yield assurance 森林覆 盖率 ∥% Forest coverage 水土流失 治理面积 万 hm 2 Soil erosion treatment area 相对有效值 Relative efficient value 区域均值 Average regional value 排名 Ranking 华东 山东 768. 9 284. 6 3. 4 178. 4 5 572 360. 5 13. 4 378. 7 1. 000 0. 977 2 East 江苏 506. 2 99. 9 0. 3 167. 5 917 300. 0 7. 5 86. 4 1. 000 China 安徽 597. 2 412. 3 2. 9 65. 4 4 868 253. 3 24. 0 195. 6 0. 862 浙江 212. 5 654. 8 0. 1 80. 2 3 995 106. 1 54. 4 223. 9 1. 000 福建 143. 5 908. 1 0. 3 44. 3 2 672 68. 1 63. 0 112. 9 1. 000 上海 31. 5 2. 3 0 32. 0 0 20. 4 3. 2 0 1. 000 华南 广东 327. 2 1 048. 1 2. 8 139. 8 6 629 93. 5 46. 5 129. 1 0. 530 0. 683 7 West 广西 440. 8 1 366. 2 72. 8 65. 6 4 383 117. 2 41. 4 148. 8 0. 521 China 海南 76. 2 194. 5 1. 9 31. 2 988 9. 2 48. 9 2. 8 1. 000 华中 湖北 495. 0 766. 0 4. 5 92. 7 5 827 172. 4 26. 8 409. 9 1. 000 1. 000 1 Central 湖南 395. 3 1 171. 4 10. 5 122. 7 13 261 223. 3 40. 6 267. 1 1. 000 China 河南 811. 0 456. 4 1. 4 62. 4 2 345 388. 2 16. 2 412. 3 1. 000 江西 299. 3 1044. 7 0. 4 99. 9 9 401 147. 6 55. 9 366. 6 1. 000 华北 北京 34. 4 97. 3 0. 2 3. 4 85 15. 9 21. 3 37. 1 1. 000 0. 968 3 North 天津 48. 6 13. 4 0. 1 17. 2 143 23. 6 8. 1 3. 9 1. 000 China 河北 688. 3 624. 6 81. 0 108. 2 1 102 361. 0 17. 7 598. 1 1. 000 山西 458. 9 690. 9 65. 8 50. 0 731 71. 6 13. 3 518. 5 1. 000 内蒙古 820. 1 4 403. 6 6 572. 0 424. 5 474 145. 5 17. 7 922. 1 0. 840 西北 宁夏 126. 9 115. 3 227. 9 25. 6 201 36. 6 6. 1 164. 4 1. 000 0. 928 4 North2 新疆 398. 6 608. 5 5 116. 1 141. 0 498 249. 7 2. 9 22. 0 1. 000 West 青海 68. 8 556. 3 4 036. 0 412. 6 152 7. 0 4. 4 74. 4 0. 639 China 陕西 514. 1 1 071. 8 311. 7 29. 3 1 000 83. 9 32. 6 893. 1 1. 000 甘肃 502. 5 745. 6 1 261. 9 125. 8 270 65. 0 6. 7 774. 4 1. 000 西南 四川 916. 9 2266. 0 1 371. 6 96. 2 6 684 173. 0 30. 3 527. 3 0. 473 0. 811 5 South2 云南 642. 2 2 424. 8 78. 3 23. 5 5 326 89. 7 40. 8 422. 9 0. 740 west 贵州 490. 4 761. 8 160. 6 7. 9 1 940 53. 4 23. 8 262. 7 1. 000 China 西藏 36. 3 1 657. 9 6 444. 4 523. 2 50 16. 9 11. 3 1. 8 0. 844 重庆 162. 9 366. 8 23. 8 4. 3 2 766 32. 0 22. 3 188. 7 1. 000 东北 North east China 辽宁 417. 5 634. 4 35. 0 122. 0 942 124. 3 33. 0 575. 6 1. 000 0. 746 6 吉林 557. 8 805. 6 104. 6 120. 3 1 315 96. 6 38. 1 333. 4 0. 517 黑龙江 1 177. 3 2 026. 5 222. 6 431. 5 623 118. 3 39. 5 411. 1 0. 722 注 :统计资料来源于《2006年中国统计年鉴 》 [ 9 ]和《2006年中国农村统计年鉴 》 [ 10 ]。 Note: The statistics come from China S tatistics Yearbook in 2006 [ 9 ] and China Rural S tatistics Yearbook in 2006 [ 10 ] . 东北地区和西南地区的 DEA均值为 0. 7～0. 8,农业生 态环境保护相对较差 ,尤其是四川省的 DEA值不到 0. 5,农 业生态环境保护在全国各省 (直辖市 )中相对最差。四川盆 地由于 20世纪中期乱砍滥伐 ,毁林开荒 ,森林资源破坏十分 严重 ,特别是对岷江上游的川西原始森林的过度砍伐 ,导致 四川森林覆盖率大大下降 ,原始森林的减少 ,森林结构和层 次趋于单一化 ,保土保水功能大大削弱 ,导致林地侵蚀现象 普遍发生 ,特别是一些陡坡山地区 ,水土流失十分严重 ,洪水 干旱频发。另外四川省各类天然草地面积占全省面积的 31% ,多年来由于缺乏有效的管理保护 ,对草地采取粗放式 经营 ,草地退化严重 ,草地资源已面临严重危机 ,并且随着市 场经济的发展 ,农村大批青壮年外出做工 ,农村劳动力缺乏 , 对耕地的经营基本上采取放任、只用不养的方式。四川省水 土流失面积也很严重 ,根据第二次全国水土流失遥感普查结 果 ,四川水土流失面积达 1 565万 hm 2 ,占长江上游水土流失 面积的 56%。近年来四川由于资源开发和建设破坏的土地 面积累计达 15万 hm 2 ,土地的成片开发建设 ,使农业用地面 积大量减少 ,也导致当地植被及水土破坏进一步加剧。 西北地区、华北地区和华东地区 DEA均值为 0. 928～ 01977,农业生态环境保护相对较好。华中地区的 DEA均值 为 1,表明华中地区的农业生态环境保护相对最好 ,华中地区 如湖南省 ,一是近年来大面积封山育林恢复生态环境以减轻 水土流失 ,二是深入开展农业环保宣传工作 ,通过法律、政策 和行政管理手段提高全民农业生态环境保护意识 ,增强了全 民保护农业生态环境的紧迫感和责任感。 3 结论 农业生态环境保护的评价对当地农业的可持续性发展 具有重要意义 ,对实现我国十一五规划也具有现实的指导意 义。笔者首次将非参数的相对效率评价方法 DEA法引入到 我国农业生态环境保护的实证研究中 ,对我国 2005年 31个 省份 (直辖市 )七大区域的农业生态环境保护进行了评价分 析。结果表明 ,华中地区的农业生态环境保护相对最好 ,华 南地区的农业生态环境保护相对最差 ,今后应严格控制占用 耕地 ,确保基本农田用地 ,防止水土流失 ,不断提高耕地的利 用率和生产力 ,鼓励多施绿肥 ,增施有机肥料以提高土壤肥 力。其他地区在加强环境综合治理和保护的同时 ,也应加大 农业生态环境保护经费的投入 ,促进耕地的良性持久经营。 参考文献 [1 ] 徐献军.我国农业生态环境面临的主要问题及对策 [J ]. 中国农学通 报 , 2002, 18 (3) : 115 - 125. [2 ] 汪庆平.我国农业生态环境污染形势及对策 [J ]. 云南农业科技 , 2003 (2) : 24 - 25. [3 ] 汪殿蓓.我国农业生态环境现状及问题的几点思考 [J ]. 现代化农业 , 2003 (9) : 23 - 25. (下转第 1751页 ) 37卷 4期 周志恩等 基于 DEA方法的我国农业生态环境保护有效性研究 ·1723·

37卷4期 尹东屏等一次春季冰雹天气的中尺度系统分析 1751 海县17:08开始下冰雹。随后雷暴产生的下沉气流导致强海县的气压增大到1002hPa,比16:00的气压上升了6hPan 回波离开的地区很快出现了升压降温的现象,20:00江苏东而温度却骤降12℃ 35.0N 34.5N 340N 33.5N 335N 33.0N 33.0N 32.5N 32.0 3L.5 31.0N 16.11131gE生1919151E12L见 11延11.1g1g11919见1120511E1L延 注:a为涡度,b为散度;单位为Ⅺ05/s黑色箭头指向连云港地区 Notes a Vortex, b Divergence, the unit is X10/s, the black arow ams at the L ianyungang area 图52007年5月5日16:30地面物理量场 Fi 5 Surface physical fel at 16: 30BST on May 5, 2007 强回波在离开淮安后,由于出流产生的强大下拽力有所的高度在33~62km,厚度29km,这时0℃的高度在 减弱,此时地面中低压系统已经不明显。虽然回波仍然维持650hPa,有利于冰雹产生 定的强度,而且沿阵风锋前沿有气流的辐合,但是涡散度 (4)冰雹是中小尺度天气,地面观测站资料具有空间尺 的中心值明显减小,因此强回波在影响了淮安后在南下的过度和时间尺度小的优越性,对中尺度系统具有可分析能力 程中造成的天气远没有江苏东北部地区剧烈。 因此对强对流天气有很好的落区预报能力。在对用地面观 测站计算的物理量场分析中得到冰雹出现在地面正涡度附 (1)2007年5月5日的强对流天气由于前期低层增温增近、散度和能量通量及水汽通量的辐合区中。 湿提供了有利的温湿条件,高空冷平流的先行南下致使强对参考文献 天气发生前大气处于上干冷、下暖湿的潜在的对流不稳定朱君鉴郑国光令等冰雹风暴中的流场结构及大大冰雹生成区 状态地面冷锋的南下为强对流天气提供了触发机制。 [2]金永利,张蔷北京地区一次降过程和冰雹微物理特征[J气象 (2)地面中尺度低压的辐合作用,造成低层暖湿空气抬 2002,28(1):18-25 [3]宋斌李泽春,刘奇俊等山东省一次冰霾云过程的数值模拟[J}气 升,由于前期存在着强烈的上升运动,暖湿气流得以抬升到 象,2008,34(2):3-9 凝结高度以上,从而形成冰晶,有利的0和-20℃层高度和4叶爱芳伍志芳,程元慧等一次春季强冰雹天气过程分析气象 科技,2006,34(5):583-586 0~20℃厚度也是这次冰雹过程产生的条件之 [5]寿绍文,励申申,王善华等天气学分析[M]北京:气象出版社,200 (3)雷达观测资料得到,回波到达连云港地区时,最强达 ]朱乾根,林锦瑞寿绍文,等.天气学原理和方法[M}北京:气象出版 到68dBz回波顶高达110~130km,≥52dBz的强回波区 社,20049-456 上接第1723页) [7] CHARNESA, COOPER, ww. Measuring the efficiency of decision mak- 4]程墨中国农业生态环境治理制度创新路径分析[J]哈尔滨工业大学 ng units[J I Eurpean Joumal of Operatonal Research, 1978, 2(6): 429 学报,2006,8(5):74-7 S]杨伟光付怡农业生态环境质量的指标体系与评价方法[中国环8]魏权龄评价相对有效性的方法M1北京:人民出版社、少为 境管理,1901):42-43 9]国家统计局.20年中国统计年鉴[M}北京:中国统计出版社 16]王俭,周林波农业生态环境质量评价研究[中国环境管理,204101国家统计局200年中国农村统计年鉴M}北京:中国统计出版 (3):40-4L 91994-2009ChinaAcademicJOurnalElectronicpUblishingHouseAllrightsreservedhttp://www.cnki.net

海县 17: 08开始下冰雹。随后雷暴产生的下沉气流导致强 回波离开的地区很快出现了升压降温的现象 , 20: 00江苏东 海县的气压增大到 1 002 hPa,比 16: 00的气压上升了 6 hPa, 而温度却骤降 12 ℃。 注: a为涡度 , b为 散度;单位为 ×10 - 5 /s,黑色箭头指向连云港地区。 Notes: a. Vortex, b. Divergence; the unit is ×10 - 5 /s, the black arrow aims at the Lianyungang area. 图 5 2007年 5月 5日 16:30地面物理量场 Fig. 5 Surface physical field a t 16:30BST on May 5, 2007 强回波在离开淮安后 ,由于出流产生的强大下拽力有所 减弱 ,此时地面中低压系统已经不明显。虽然回波仍然维持 一定的强度 ,而且沿阵风锋前沿有气流的辐合 ,但是涡散度 的中心值明显减小 ,因此强回波在影响了淮安后在南下的过 程中造成的天气远没有江苏东北部地区剧烈。 5 结论 (1) 2007年 5月 5日的强对流天气由于前期低层增温增 湿提供了有利的温湿条件 ,高空冷平流的先行南下致使强对 流天气发生前大气处于上干冷、下暖湿的潜在的对流不稳定 状态 ,地面冷锋的南下为强对流天气提供了触发机制。 (2)地面中尺度低压的辐合作用 ,造成低层暖湿空气抬 升 ,由于前期存在着强烈的上升运动 ,暖湿气流得以抬升到 凝结高度以上 ,从而形成冰晶 ,有利的 0和 - 20 ℃层高度和 0～ - 20 ℃厚度也是这次冰雹过程产生的条件之一。 (3)雷达观测资料得到 ,回波到达连云港地区时 ,最强达 到 68 dBz,回波顶高达 11. 0～13. 0 km, ≥52 dBz的强回波区 的高度在 3. 3～6. 2 km,厚度 2. 9 km,这时 0 ℃的高度在 650 hPa,有利于冰雹产生。 (4)冰雹是中小尺度天气 ,地面观测站资料具有空间尺 度和时间尺度小的优越性 ,对中尺度系统具有可分析能力 , 因此对强对流天气有很好的落区预报能力。在对用地面观 测站计算的物理量场分析中得到 ,冰雹出现在地面正涡度附 近、散度和能量通量及水汽通量的辐合区中。 参考文献 [1 ] 朱君鉴 ,郑国光 ,王令 ,等. 冰雹风暴中的流场结构及大大冰雹生成区 [J].南京气象学院学报 , 2004, 26 (6) : 735 - 742. [2 ] 金永利 ,张蔷. 北京地区一次降雹过程和冰雹微物理特征 [J ]. 气象 , 2002, 28 (1) : 18 - 25. [3 ] 宋斌 ,李泽春 ,刘奇俊 ,等.山东省一次冰雹云过程的数值模拟 [J ]. 气 象 , 2008, 34 (2) : 3 - 9. [4 ] 叶爱芳 ,伍志芳 ,程元慧 ,等. 一次春季强冰雹天气过程分析 [J ]. 气象 科技 , 2006, 34 (5): 583 - 586. [5 ] 寿绍文 ,励申申 ,王善华 ,等.天气学分析 [M ].北京:气象出版社 , 2002: 148 - 181. [6 ] 朱乾根 ,林锦瑞 ,寿绍文 ,等. 天气学原理和方法 [M ]. 北京:气象出版 社 , 2000: 449 - 456. (上接第 1723页 ) [4 ] 程墨.中国农业生态环境治理制度创新路径分析 [J ].哈尔滨工业大学 学报 , 2006, 8 (5) : 74 - 77. [5 ] 杨伟光 ,付怡.农业生态环境质量的指标体系与评价方法 [J ]. 中国环 境管理 , 1999 (1): 42 - 43. [6 ] 王俭 ,周林波. 农业生态环境质量评价研究 [J ]. 中国环境管理 , 2004 (3): 40 - 41. [ 7 ] CHARNESA, COOPER, W W. Measuring the efficiency of decision mak2 ing units[J]. European Journal ofOperational Research, 1978, 2 (6) : 429 - 444. [8 ] 魏权龄. 评价相对有效性的方法 [M ]. 北京:人民出版社 , 1998. [9 ] 国家统计局. 2006年中国统计年鉴 [M ].北京:中国统计出版社 , 2007. [10 ] 国家统计局. 2006年中国农村统计年鉴 [M ].北京:中国统计出版社 , 2007. 37卷 4期 尹东屏等 一次春季冰雹天气的中尺度系统分析 ·1751·