基于多维评价模型的农业多功能性价值评估①

经济 生态
产品、要素、市场、外汇 农 业 产 值 与 支 出 、农 业 对 农 村 居 民 收 入 与
消 费 的 影 响 、农 业 对 财 政 的 贡 献
水 、土 、气 、
对自然资源的综合管理与利用、对物质投
生物多样性、景观 入的 依 赖 程 度 、潜 在 非 点 源 污 染 负 荷 、作 物
与土 壤 固 碳 、温 室 气 体 排 放 生 物 多 样 性 、生
第 ２８ 卷第 ４ 期 ２００８ 年 ７ 月
经
济
地理
ＥＣＯＮＯＭＩＣ ＧＥＯＧＲＡＰＨＹ
文章编号： １０００ － ８４６２（ ２００８） ０４ － ０６５０ － ０６
Ｖｏｌ．２８， Ｎｏ． ４ Ｊｕｌｙ．， ２００８
基于多维评价模型的农业多功能性价值评估①
吕耀
（中科院地理科学与资源研究所， 中国 北京 １００１０１）
出所选指标与评价属性之间的内在联系； ③可操作性原则。结 地域能源和资源的有效循环利用、保护生物多样性和景观等
合数据可获得性， 筛选作用 大 、敏 感 性 强 的 具 体 要 素 为 指 标 。 诸多方面。指标选取依据如下 ： 不同土地利用类型对水、土、生
依据以上原则分别从农业的食物生产功能、经济功能和生态 物等资源的综合利用状况及产生的生态环境效应不同， 其所
清洁替代能源的潜力（表 １）。
表 １ 农业多功能性评价指标体系框架 Ｔａｂ．１ Ｆｒ ａｍｅｗｏｒ ｋ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｓ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ ｍｕｌｔｉ － ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ａｇｒ ｉｃｕｌｔｕｒ ｅ
维 生产
功能 ／ 产品 食物 ／ 纤维
评价内容 食物安全状况及农业生产效率
物能源潜力
代表性评价指标 人 均 占 有 量 、土 地 生 产 率 、劳 动 生 产 率 、农 产 品 产 量占全国总产量的比例 农林牧渔业产值 、农 业 支 出 、农 产 品 出 口 额 、农 村 居民消费占总消费比例、家庭经营收入所占比 重 、农 业 相 关 产 业 上 缴 税 金 各 类 土 地 面 积 、物 质 投 入 水 平（ 水，肥，农 药，农 机， 农 膜） 、稻 田 养 鱼 面 积 、集 约 养 殖 面 积 、农 作 物 种 类 、水 稻 种 植 面 积 、牲 畜 密 度 、生 物 能 源
在农业的上述多项功能中， 食物生产功能作为农业的传 统功能， 其价值可以较直观地根据农产品市场价格加以估算。 但是， 除此之外其它功能的价值评估却要复杂得多， 许多功能 的价值由于方法论的原因难以量化或量化结果难以令人信 服。由于对农业在社会方面所具有的功能（ 包括文化功能） 评 价长期以来被忽视（ 部分由于方法论的原因） ［３３］。目前就农业多 功能性进行的综合评价， 多为对农业的生态环境、社会与文化 功 能 进 行 的 三 维 评 价［２２， ２３， ２８］， 这 也 是 本 研 究 选 择 三 维 评 价 模 型 的原因之一。
由于缺乏明确而严密的定义， 导致对农业多功能性概念 理 解 有 所 不 同 。尽 管 ＯＥＣＤ 较 早 阐 述 了 农 业 多 功 能 性 的 概 念 、分 析 框 架 及 识 别 标 准 等［３］， 但 ＦＡＯ、ＷＴＯ、ＥＵ 等 国 际 组 织 或其他研究人员由于立场与视角的不同而采用另外的框架与 评 估 方 法［４－７］， 这 就 导 致 这 些 评 估 结 果 不 具 有 可 比 性 。 目 前 关 于农业多功能性价值评估的研究重点大致呈现两极发展趋 势： 一方面， 对于各单项功能的研究日趋深入， 如对农业生态 服 务 功 能［４， ７－ １１］、外 部 成 本［６， １０， １２－ １８］、生 物 多 样 性［１９， ２０］、景 观［２１－ ２３］、农 村社 区［２４， ２５］、娱 乐［２６］等 的 大 量 定 量 评 估 ； 另 一 方 面 ， 应 用 不 同 分 析框架或模型对农业 多项功能进行的综合研究逐渐增多［２７－３１］， 但与前者相比仍显不足。对农 业 多 功 能 性 的 价 值 评 估 仅 仅 是 农业多功能性研究中的一部分， 但由于研究对象本身的复杂 性而决定了该研究的难度较大。很显然， 任何单一的方法论或 模型都无法覆盖所有要素间所有相互作用与影响。因此， 需要 更 多 的 多 学 科 交 叉 研 究 ［３０］。
２ 评价过程及方法
① 收稿时间： ２００７ － ０７ － ３０； 修回时间： ２００８ － ０６ － ０７ 基金项目： 国家自然科学基金面上项目（ 编号： ７０２７３０４６） 和中国科学院地理科学与资源研究所自然科学基金延伸项目共同资助。
４期
吕 耀： 基于多维评价模型的农业多功能性价值评估
６源自文库１
２．１ 构建多维评价指标体系
价值评估。
关键词： 农业； 多功能性； 维； 模型
中图分类号： Ｆ３０
文献标识码： Ａ
随着社会发展， 人类对农业不断提出新的需求， 向农业索 取新的物品与服务， 农业已经不能再仅仅是简单的食物与纤 维的提供者， 而且还应满足人类对于生态、文化与社会等服务 的需求。因而， 农业功能多元化是历史发展的必然。另一方面， 人类所面 临 的 一 系 列 资 源 、环 境 及 社 会 问 题 ， 如 农 业 集 约 化 、 化学化带来的资源刚性约束和环境持续胁迫， 发达国家规模 化经营的种种弊端等， 需要在 一 个 统 一 的 框 架 下 解 决 。为此 ， １９９２ 年 联 合 国 环 境 与 发 展 大 会 通 过 的《２１ 世 纪 议 程》中 将 可 持续农业与农村发展描述 为“ 基 于 农 业 多 功 能 特 性 考 虑 之 上 的 农 业 政 策 、规 划 和 综 合 计 划 ”， 其 中 首 次 提 出“ 农 业 多 功 能 性”（ ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ ｏｆ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， ＭＦＡ） 概念［１］。在全球可持 续发展的背景下诞生的这一概念自此被广泛应用， 常出现于 农 村 发 展 以 及 农 业 多 边 贸 易 谈 判 中 ［２］。
况及农业生产 效 率 得 以 反 映 ， 代 表 性 指 标 有 ： 粮 食 、肉 、蛋 、奶 约度， 也可间接衡量农业潜在的非点源污染负荷。稻田养鱼与
等各类农产品的人均占 有 量 、生 产 效 率 及 各 地 区 农 产 品 的 供 集约养殖这两种模式分别具有正、负生态效应， 因而其面积所
应水平等。
假如有 ｎ 个地理样本， 每个样本共有 Ｐ 个变量（Ｘ１， Ｘ２， …， ＸＰ）， 这样就构成了一个 ｎ×Ｐ 阶的地理数据矩阵。经过标准化 及降维处理 ， Ｐ 个变量可以综合成 ｍ 个新指标 Ｆ１， Ｆ２， … ， Ｆｍ， 则标准化的变量 Ｚ 可由 Ｆｍ 线性表示出， 即：
Ｚ ＝ ＡＦ ＋ Ｅ 式 中 ： Ｚ—新 综 合 指 标 的 向 量 集 合 ； Ａ—原 变 量 在 新 变 量 上的载荷 矩 阵 值（即 原 变 量 与 新 变 量 的 相 关 程 度）； Ｆ—公 因 子 矩阵； Ｅ—单一因子。 据此可以根据因子贡献率选取公因子（ 主成分） ［３６］。 ２．３ 因子分析法提取公因子 在进行因子提取后， 根据因子得分系数和原始变量的标
由于影响农业多功能性的因素很多， 而且许多因素间存 在相关关系。因此， 因子分析法非常适用于提取农业各种功能 的主要影响因子。本研 究 采 用 ＳＰＳＳ ｆｏｒ Ｗｉｎｄｏｗｓ 统 计 分 析 软 件中 ＦＡＣＴＯＲ 过程进行因子分析， 用 默认的主成分法提取两 个 公 因 子 。在 分 别 对 农 业 的 生 产 、经 济 与 生 态 功 能 进 行 公 因 子 提取时， 首先需要对所提取的权重较大变量根据所代表的含 义进行重新命名， 作为所获取的两个主要影响因子： ｆ１ 和 ｆ２。
取； 根据三大功能的价值间不同组合类型， 用分层聚类法将我国农业分为九类情景模式。研究结果显示， 多维评价模
型能够在充分利用现有统计数据的基础上， 对农业的生产、经济和 生 态 功 能 进 行 较 准 确 的 价 值 评 估 ， 模 型 模 拟 结 果
及情景聚类基本符合我国农业发展现状。该多维评价模型具有很大的灵活性， 可用于其他领域中不同尺度的多目标
尽管农业的各种功能彼此独立， 但它们之间同时还存在 相互背离和 对立的关系 。如何 协 调 各 种 价 值 之 间 的 关 系 而 使 其同时实现， 即通过综合性价值的实现来追求最终的社会福 利最大化［４］， 是农业所面临的一个难题。因此， 本研究基于上述 假设， 认为目前我国农业发展状况反映了农业各种功能通过 系统的自平衡（ ｔｒａｄｅ－ ｏｆｆｓ） 过程而达到的一种动态平衡状态。
农业的生态功能反映农业生产活动所提供的生态服务或
选取评价指标的原则是： ① 综合性原则。综合考虑农业三 对环境造成的危害 ， 主 要 体 现 在 它 对 水 资 源 的 涵 养 和 土 壤 的
大主要功能的内涵与表现方式、影响因子； ②主导性原则。突 保护、蓄水防洪、净化空气质量、作物与土壤有效固碳、有利于
入与消费的影响、农业对财政的贡献， 代表性指标涵盖了 农林 衡量 ， 且后者还涉及牲畜粪 便 的 潜 在 污 染 。农业 系 统 内 秸 秆 、
牧渔业产值、农业支出、农产品出口额、农村居民消费、家庭经 畜禽粪便与林木等生物质能折合标准能源［３５］则反映农业作 为
营 收 入 、乡 镇 企 业 产 值 及 上 缴 税 金 等 方 面 。
功能三个方面建立评价指标体系。
占面积能够在一定程度上反映农业自然资源管理的合理性及
其中， 食物生产功能主要体现在农业所生产的农产品用 土地利用结构的总体协调性 ； 用单位面积内灌溉、化肥、农药、
以满足人 类 对 食 物（ 纤 维） 的 需 求 ， 它 主 要 通 过 食 物 的 安 全 状 农机和农用薄膜等物质投入量等指标可以反映农业系 统的集
占比例也可以作为衡量 农 业 系 统 生 态 效 应 的 指 标 之 一 。农作
农业对经济的贡献包括产品、要素、市场和外汇贡献四个 物种 类 能 在 一 定 程 度 上 反 映 农 业 生 态 系 统 内 的 生 物 多 样 性 。
要素［３４］， 本研究重点评价农业产 值与支出、农业对农村居民收 农业温室气体排放量主要通过稻田面积比及牲畜养殖 密度来
指标数 ２３
１６
１９
２．２ 因子分析法提取公因子 多元统计分析中的因子分析法是在处理多变量大样本时
一种常用的降维方法。由于变量间存在一定相关关系 ， 因此有 可能在尽量较少信息损失的前提下， 用较少的综合指标分别 综合存在于各变量中的各类信息， 并根据专业知识和指标所 反映的独特含义对综合指标进行命名。这类综合指标称为因 子或主成分， 这种方法被称为因子分析法。
摘 要： 农业多功能性理念有助于重新全面认识农业诸多功能并为其评价提供分析框架。文章在考虑农业各项功能
间相互独立但冲突关系的基础上构建多维评价模型。结合数据可获得性、评价方法与指标选取原则 ， 应用三维评价
模 型 对 我 国 农 业 的 食 物 生 产 、经 济 和 生 态 功 能 进 行 定 量 评 价 。应 用 因 子 分 析 法 对 三 大 功 能 的 主 要 影 响 因 子 进 行 提
针对某项功能的价值评估尽管有大量以农田或农场为单 位的微观研究基础， 在获取较高精度的参数方面具有优势， 然
而难以满足对农业功能价值进行整体判断及区域性农业发展 政策制定的需求。
１ 评价农业多功能性的多维评价模型
农业多功能性指农业除了具有生产食物及纤维这一传统 功能之 外 ， 还 具 有 其 他 经 济 、社 会 、环 境 及 文 化 等 独 特 的 非 商 品生产功能， 包括与农业相关的、农业所提供的所有物 品和服 务［２］。如果采用模型法对 农 业 多 功 能 性 价 值 进 行 综 合 评 估 ， 多 维模型是较好的选择之一。因为在多维评价模型中， 维是一个 非常重要的概念， 具有一定的层次结构， 它允许人们从不同的 角度对所关心的事实进 行 分 析 。这既 能 够 反 映 农 业 多 功 能 性 的复杂构成， 也符合农业多功能理念所体现的农业与环境、经 济和社会领域之间相互关系和作用的复杂性与重要性。