朱付彪,方一平*,宜樹華,虞 虎(1.中國科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所,四川 成都 61001；2.中國科學(xué)院大學(xué),北京 10009；.中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所,甘肅 蘭州 70000；.中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所,北京 100101)

江河源區(qū)高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率及影響因素

朱付彪1,2,方一平1,2*,宜樹華3,虞 虎4(1.中國科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所,四川 成都 610041；2.中國科學(xué)院大學(xué),北京 100049；3.中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所,甘肅 蘭州 730000；4.中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所,北京 100101)

以江河源區(qū)為案例地,結(jié)合超效率DEA和Malmquist DEA模型考察高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率時(shí)空變化,并分析其影響因素.結(jié)果表明:生態(tài)效率空間差異明顯.2013年玉樹、稱多和囊謙超效率值較高,達(dá)日、瑪多和唐古拉山鎮(zhèn)超效率值較低,其他各縣生態(tài)效率水平介于兩者之間.生態(tài)效率動(dòng)態(tài)變化可以劃分3個(gè)階段,1994～2002年為平穩(wěn)上升階段,2003～2006年為分化階段,2007～2013年為急劇上升階段.生態(tài)效率上升主要源于技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模效率提升,資本、降水和勞動(dòng)力則是主要影響因素.需加大科技投入,提高技術(shù)和管理水平,提高勞動(dòng)者素質(zhì);加強(qiáng)草原水利設(shè)施、人工草地和畜棚建設(shè);加強(qiáng)草地生態(tài)和凍土保護(hù),并完善畜牧業(yè)發(fā)展政策.

草地畜牧業(yè)；生態(tài)效率；DEA；凍土；氣候變化；江河源區(qū)

Schaltegger等[1]于1990年提出生態(tài)效率概念,指出生態(tài)效率是經(jīng)濟(jì)增加價(jià)值與其環(huán)境影響的比值.一般從環(huán)境影響或資源消耗[2-7]視角對(duì)生態(tài)效率加以闡釋.本質(zhì)上,生態(tài)效率反映的是投入產(chǎn)出關(guān)系,投入部分為生態(tài)資源(包括自然資源、環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)),產(chǎn)出部分為社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值.

比值法是評(píng)價(jià)生態(tài)效率的基本方法. WBCSD采用產(chǎn)品或服務(wù)價(jià)值與環(huán)境影響的比值被廣泛接受[8].單一指標(biāo)比值法存在暗含已考慮最優(yōu)方案的假設(shè)、不能區(qū)分不同環(huán)境影響和不能給出最優(yōu)比率集合[9]等不足,僅適于獨(dú)立非連續(xù)對(duì)象,復(fù)雜對(duì)象則需構(gòu)建指標(biāo)體系加以分析[10].由于研究目標(biāo)差異,經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)境影響的確定也缺少統(tǒng)一方法[11].如 Hoffren[12]基于福利視角將“經(jīng)濟(jì)價(jià)值”概括為國內(nèi)生產(chǎn)總值、環(huán)境調(diào)整后的國內(nèi)生產(chǎn)總值、可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)福利指數(shù)、人類發(fā)展指數(shù)和可持續(xù)發(fā)展凈收益等 5種指標(biāo);Vogtl?nder等[7]基于環(huán)境影響預(yù)防成本,提出生態(tài)成本/價(jià)值模型.為了解決指標(biāo)度量單位不統(tǒng)一問題,碳足跡、生態(tài)足跡[13]、物質(zhì)流和能值[14-15]等理論模型被引入生態(tài)效率分析.層次分析法被用于確定指標(biāo)權(quán)重[16],缺點(diǎn)在于主觀性強(qiáng)[9],而且將不同指標(biāo)混在一起也不合理[17].總之,生態(tài)效率評(píng)價(jià)尚無統(tǒng)一方法,指標(biāo)選取差別很大.

由于連接了經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展[18]且便于定量化,生態(tài)效率成為可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)等的重要分析工具[19-20],在國家[21]、區(qū)域[22]、產(chǎn)業(yè)[23]和企業(yè)[24-25]層面均被廣泛應(yīng)用.中國農(nóng)業(yè)生態(tài)效率研究主要集中在種植業(yè)領(lǐng)域,存在指標(biāo)代表性不強(qiáng)和較少關(guān)注動(dòng)態(tài)變化等問題[26-27].在畜牧業(yè)領(lǐng)域,已有文獻(xiàn)關(guān)注畜牧業(yè)生產(chǎn)或不同畜產(chǎn)品的碳排放問題[28-29]以及因放牧而導(dǎo)致的草地退化和生產(chǎn)力下降問題[30-31].超載放牧是草地退化的重要原因,草地退化又會(huì)引起凍土退化、土地沙漠化、水土流失等生態(tài)環(huán)境問題[32-36],損害草地生態(tài)服務(wù)功能.但是很少有研究基于生態(tài)視角評(píng)價(jià)草地畜牧業(yè)生態(tài)效率.本文根據(jù)高寒草地畜牧業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn),選取指標(biāo)評(píng)價(jià)其生態(tài)效率并分析影響因素,旨在為高寒草地人地關(guān)系協(xié)調(diào)提供借鑒.

1 材料與方法

1.1 研究方法

1.1.1 高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率空間差異分析 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(Data envelopment analysis, DEA)根據(jù)多投入和多產(chǎn)出指標(biāo)對(duì)同類型決策單元的相對(duì)有效性或效益進(jìn)行評(píng)價(jià),其自動(dòng)賦權(quán)方法減少了指標(biāo)賦權(quán)的主觀性,被廣泛應(yīng)用于生態(tài)效率分析[37].為了克服傳統(tǒng) DEA模型缺陷,三階段DEA、SBM-DEA、Malmquist DEA和超效率DEA等被發(fā)展并應(yīng)用于生態(tài)效率分析[38-41].超效率DEA方法通過將決策單元與其他所有決策單元的線性組合相比較而使評(píng)價(jià)在整個(gè)樣本中保持相對(duì)有效,能夠?qū)τ行Q策單元作進(jìn)一步比較.本文基于縣域截面數(shù)據(jù),借助投入導(dǎo)向的超效率DEA模型考察長江黃河源區(qū)(江河源區(qū))高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率空間差異,模型設(shè)置如下[40,42]:

式中:θ為k決策單元超效率,表示區(qū)域相對(duì)生態(tài)效率;ε為非阿基米德無窮小;n為區(qū)域數(shù)量;m、s為投入和產(chǎn)出變量維度;si?、sr+為松弛變量;xij、yij為投入和產(chǎn)出變量;λ為權(quán)重系數(shù).當(dāng)si?=sr+=0時(shí),θ越大決策單元效率越高;當(dāng)si?≠0或sr+≠0且θ≥1時(shí),決策單元弱有效;當(dāng)si?≠0或sr+≠0且θ＜1時(shí),決策單元非DEA有效;當(dāng)si?≠0且sr+≠0而θ＜1時(shí)無效.

1.1.2 高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率動(dòng)態(tài)變化分析 超效率反映某一時(shí)期區(qū)域間的相對(duì)效率,不適于時(shí)間變化分析.Malmquist指數(shù)源于Malmquist[43]對(duì)消費(fèi)變化的分析,后被用于生產(chǎn)效率評(píng)價(jià).F?re等

[41,44]結(jié)合DEA模型將Malmquist指數(shù)表達(dá)為:

式中:Mt、Mt+1分別為 t和 t+1時(shí)期參照技術(shù)的Malmquist生產(chǎn)率指數(shù);M為Malmquist生產(chǎn)率變化指數(shù),當(dāng)M＞1時(shí),生產(chǎn)效率提升;xt、yt分別為t時(shí)期的投入和產(chǎn)出量;Dto(xt,yt)為規(guī)模報(bào)酬不變時(shí)t時(shí)期生產(chǎn)點(diǎn)與t時(shí)期生產(chǎn)前沿面的距離函數(shù);Dtv(xt,yt)表示規(guī)模報(bào)酬可變時(shí) t時(shí)期生產(chǎn)點(diǎn)與 t時(shí)期生產(chǎn)前沿面的距離函數(shù);effch、techch分別表示規(guī)模報(bào)酬不變時(shí)的技術(shù)效率指數(shù)和技術(shù)進(jìn)步指數(shù),規(guī)模報(bào)酬可變時(shí)effch被進(jìn)一步分解為純技術(shù)效率指數(shù)(pech)和規(guī)模效率指數(shù)(sech).本文利用Malmquist DEA模型考察江河源區(qū)高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率時(shí)間變化.

但是,M值僅反映區(qū)域生態(tài)效率相比較其前一時(shí)期生態(tài)效率的變化情況,區(qū)域之間的生態(tài)效率不具有可比性,而超效率則未考慮區(qū)域生態(tài)效率的時(shí)間變化.假設(shè)區(qū)域初期生態(tài)效率為 E1,則其后各時(shí)期M值與其前一時(shí)期生態(tài)效率的乘積反映了該區(qū)域任一時(shí)期相對(duì)于初期的生態(tài)效率水平(Et)(式(5)).結(jié)合超效率DEA模型,取各區(qū)域初期超效率值(θ)為初期生態(tài)效率,據(jù)此可以分析多區(qū)域生態(tài)效率(E)的動(dòng)態(tài)變化.本文結(jié)合Malmquist DEA和超效率DEA模型考察江河源區(qū)高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率動(dòng)態(tài)變化.

1.1.3 高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率影響因素分析高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率受多種因素影響,有必要識(shí)別主要影響因素,以為生態(tài)效率提升提供參考.主要通過多元線性回歸模型加以分析(式(6)).

式中:y表示生態(tài)效率; xi為影響因素指標(biāo);ε為隨機(jī)誤差;β0,β1,…,βp為待估參數(shù),通過普通最小二乘法加以估算.限于數(shù)據(jù)限制,本文基于州域數(shù)據(jù)加以分析.

1.2 指標(biāo)與數(shù)據(jù)

1.2.1 指標(biāo)選取 畜牧業(yè)環(huán)境影響大多以廢物排放和資源消耗為指標(biāo)[45-47].高寒草地畜牧業(yè)以草地為基本生產(chǎn)資料,其他資源、能源消耗較少,廢物排放主要與牲畜種類和數(shù)量有關(guān).但是高寒草地畜牧業(yè)對(duì)草地生態(tài)系統(tǒng)和凍土環(huán)境影響明顯,以草地和凍土變化為指標(biāo)能夠更加真實(shí)地反映其生態(tài)環(huán)境影響.歸一化植被指數(shù)(NDVI)能夠很好地指示高寒草地植被覆蓋狀況,活動(dòng)層厚度則是多凍土變化的重要標(biāo)志,因此以兩者為具體指標(biāo)(表1).

表1 江河源區(qū)高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)Table 1 Indicators for eco-efficiency analysis of grassland-based animal husbandry

增加值能夠較為準(zhǔn)確地反映生產(chǎn)規(guī)模,故而以牧業(yè)增加值作為高寒草地畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出指標(biāo).由于各縣草地面積不同,具體以單位草地面積牧業(yè)增加值為指標(biāo).

氣候變化、資源配置、技術(shù)進(jìn)步以及國家政策等是高寒草地畜牧業(yè)產(chǎn)出和植被與凍土變化的重要影響因素.限于數(shù)據(jù)限制,具體以生長季節(jié)平均氣溫、生長季節(jié)降水、一產(chǎn)從業(yè)人員、農(nóng)業(yè)固定資產(chǎn)投資和適齡母畜為指標(biāo),分析主要影響因素,并探討政策因素影響.

1.2.2 數(shù)據(jù)來源與處理 一產(chǎn)從業(yè)人員和牧業(yè)增加值數(shù)據(jù)源自1995～2014年《青海統(tǒng)計(jì)年鑒》,缺唐古拉山鎮(zhèn)數(shù)據(jù).根據(jù)2001～2014年《格爾木年鑒》,唐古拉山鎮(zhèn)年末牲畜存欄約占格爾木市年末牲畜存欄的 22%,因此以格爾木市牧業(yè)增加值的 22%估計(jì)唐古拉山鎮(zhèn)數(shù)據(jù).農(nóng)業(yè)固定資產(chǎn)投資和適齡母畜數(shù)據(jù)源自《果洛藏族自治州統(tǒng)計(jì)年鑒(1954～2010)》、《玉樹藏族自治州統(tǒng)計(jì)年鑒(1950～1999)》和兩州 2006～2013年國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào),其中2001～2005年玉樹州數(shù)據(jù)為估計(jì)值.草地NDVI數(shù)據(jù)(1994～2013年)源自AVHRR GIMMS NDVI3g數(shù)據(jù)集(https://nex.nasa. gov/nex),其空間分辨率為 0.083°×0.083°.根據(jù)GLC2000中國區(qū)域土地覆蓋圖(http://global change.nsdc.cn)提取草地區(qū)域,并通過最大值合成法獲取各年草地 NDVI.考慮指標(biāo)的方向性,通過負(fù)向極差標(biāo)準(zhǔn)化方法對(duì)草地NDVI進(jìn)行處理.由于NDVI值介于0～1之間,因此用(1-NDVI)反映當(dāng)年草地退化情況.活動(dòng)層厚度為模擬數(shù)據(jù),源自宜樹華等的研究成果[48].氣溫和降水?dāng)?shù)據(jù)源于中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http://data.cma.cn/)“中國地面氣溫月值0.5°×0.5°格點(diǎn)數(shù)據(jù)集(V2.0)”和“中國地面降水月值0.5°×0.5°格點(diǎn)數(shù)據(jù)集(V2.0)”(http://data. cma.gov.cn/),并通過反距離權(quán)重法進(jìn)行空間插值,得到各區(qū)域氣溫和降水?dāng)?shù)據(jù).

1.3 研究區(qū)域

江河源區(qū)位于青藏高原腹地,流域面積約18.9×104km2.平均海拔在4000m以上(圖1).屬高原大陸性氣候,氣溫低、降水少、空氣干燥、太陽輻射強(qiáng).年平均氣溫-1～-4℃,多年平均降水量300～700mm[49].區(qū)內(nèi)河流發(fā)育,冰川、凍土分布較廣,土層淺薄.生態(tài)系統(tǒng)較為簡單,以高寒草地主.以果洛州和玉樹州為例,其草地面積分別為6.25×104km2和15.61×104km2,約占土地總面積的84.2%和 76.2%[50].嚴(yán)酷的自然環(huán)境決定了高寒草地生態(tài)系統(tǒng)較為脆弱,對(duì)氣候變化和人類活動(dòng)較為敏感.草地畜牧業(yè)對(duì)高寒草地影響顯著,2007年果洛州和玉樹州退化草地面積分別達(dá)到5.41×104km2和12.70×104km2,約占草地總面積的86.6%和 81.4%[51].植被覆蓋變化又改變凍土環(huán)境[52],江河源區(qū)凍土退化明顯[53].

江河源區(qū)涉及果洛藏族自治州(果洛州)、玉樹藏族自治州(玉樹州)、海西蒙古族藏族自治州(海西州)、甘南藏族自治州(甘南州)和甘孜藏族自治州(甘孜州)等5個(gè)地級(jí)行政區(qū),大部分位于果洛州、玉樹州和海西州.考慮數(shù)據(jù)獲取和行政區(qū)域的完整性,本文以果洛州、玉樹州和海西州下轄的瑪沁、班瑪、甘德、達(dá)日、久治、瑪多、玉樹、雜多、稱多、治多、囊謙和曲麻萊等 12個(gè)縣級(jí)行政區(qū)以及唐古拉山鎮(zhèn)為研究區(qū)域.特殊的自然環(huán)境和豐富的草地資源使草地畜牧業(yè)成為當(dāng)?shù)氐闹еa(chǎn)業(yè)和牧民主要的生計(jì)來源[54],并在草原文化傳承、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、牧民生活和社會(huì)穩(wěn)定等方面發(fā)揮著重要作用.2013年果洛州和玉樹州農(nóng)業(yè)戶籍人口分別為157507人和325391人,占其總?cè)丝诘?1.6%和82.4%,高于青海省平均水平25.9和26.7個(gè)百分點(diǎn);一產(chǎn)從業(yè)人員分別為 65962人和148505人,占其總從業(yè)人員比重的 83.3%和89.0%,高于青海省平均水平46.1和51.9個(gè)百分點(diǎn).一產(chǎn)增加值分別為 5.65億元和 25.65億元,占地區(qū)生產(chǎn)總值的17.6%和46.9%,高于青海省平均水平7.7和37個(gè)百分點(diǎn);牧業(yè)產(chǎn)值分別為54496萬元和 207868萬元,占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的81.4%和 71.5%,高于青海省平均水平 30.5和20.7個(gè)百分點(diǎn).而人均GDP分別為17090元和13849元,遠(yuǎn)低于青海省平均水平(36510元);農(nóng)村居民人均純收入分別為 4261元和 4090元,同樣低于青海省平均水平(6196元)[55].江河源區(qū)高寒草地畜牧業(yè)面臨產(chǎn)業(yè)增值和牧民增收的壓力.一方面草地生態(tài)保護(hù)有待加強(qiáng),另一方面牧民收入水平有待提高,兩者存在一定沖突.因此,提升生態(tài)效率,在增加畜牧業(yè)產(chǎn)出的同時(shí)減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞作用是江河源區(qū)高寒草地畜牧業(yè)發(fā)展的迫切需要.

圖1 研究區(qū)位置Fig.1 The map of study site

2 結(jié)果與討論

2.1 草地畜牧業(yè)生態(tài)效率動(dòng)態(tài)變化

2.1.1 空間差異 江河源區(qū)高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率存在空間差異.根據(jù)超效率 DEA分析結(jié)果,2013年囊謙縣草地畜牧業(yè)生態(tài)效率最高(1.23),唐古拉山鎮(zhèn)最低(0.05);州域尺度上,玉樹州草地畜牧業(yè)生態(tài)效率水平(0.72)高于果洛州(0.35) (圖2).可以將生態(tài)效率水平劃分3個(gè)等級(jí),其中玉樹市、稱多縣和囊謙縣生態(tài)效率相對(duì)較高,其超效率值均大于 0.80;達(dá)日縣、瑪多縣和唐古拉山鎮(zhèn)超效率值相對(duì)較低;其他各縣超效率值介于兩者之間.但是各縣草地畜牧業(yè)生態(tài)效率處于變化之中,在較長時(shí)間內(nèi)并無某一縣具有明顯優(yōu)勢,表現(xiàn)為1994～2013年各縣超效率平均值均小于 1.此外,比較 1994～2013年超效率平均值和2013年超效率值可以發(fā)現(xiàn),瑪沁、甘德、久治、達(dá)日、瑪多和雜多等縣生態(tài)效率相對(duì)下降,而稱多、治多和曲麻萊等縣生態(tài)效率相對(duì)上升.州域尺度上,玉樹州生態(tài)效率相對(duì)上升而果洛州生態(tài)效率相對(duì)下降.

圖2 江河源區(qū)高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率空間差異Fig.2 Spatial differences in the eco-efficiency of grassland-based animal husbandry

2.1.2 動(dòng)態(tài)變化 各縣生態(tài)效率時(shí)間變化存在差異.整體而言,江河源區(qū)高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率呈上升趨勢,表現(xiàn)為1995～2013年有17a的M值均大于 1(圖 3).但是各年上升幅度不同,最高1997年為1.52,最低1996年僅為0.82,M值標(biāo)準(zhǔn)差達(dá) 0.15.從 M值構(gòu)成來看,技術(shù)進(jìn)步指數(shù)僅在1999年和2001年小于1,標(biāo)準(zhǔn)差為0.12,表明技術(shù)進(jìn)步對(duì)生態(tài)效率的帶動(dòng)作用較為明顯,但是波動(dòng)幅度較大.規(guī)模效率波動(dòng)更加明顯,sech標(biāo)準(zhǔn)差達(dá)0.13,是生態(tài)效率變化的主要原因.技術(shù)進(jìn)步對(duì)規(guī)模效率具有一定的補(bǔ)償作用,兩者共同推動(dòng)了江河源區(qū)高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率提升.純技術(shù)效率相對(duì)穩(wěn)定,pech標(biāo)準(zhǔn)差為0.02,表明草地畜牧業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和管理水平并無較大變化.因此,有必要進(jìn)一步加大科技投入,加強(qiáng)牧民教育和培訓(xùn),支持規(guī)?；B(yǎng)殖企業(yè)和專業(yè)合作社發(fā)展,通過提高草地畜牧業(yè)規(guī)模效率和技術(shù)與管理水平提升草地畜牧業(yè)生態(tài)效率.

圖3 Malmquist指數(shù)分解Fig.3 The decomposition of Malmquist index

就動(dòng)態(tài)變化而言,1994年以來各縣草地畜牧業(yè)生態(tài)效率(Et)呈波動(dòng)上升趨勢,其變化大致可以劃分3個(gè)階段(圖4).1994～2002年為平穩(wěn)上升階段,各縣生態(tài)效率差距相對(duì)較小.2002年最高班瑪縣為1.52,最低唐古拉山鎮(zhèn)為0.11,標(biāo)準(zhǔn)差為0.45.2003～2006年為分化階段,稱多、曲麻萊、久治縣、班瑪和瑪多等縣以及唐古拉山鎮(zhèn)生態(tài)效率不斷上升,而達(dá)日縣不斷下降;雜多縣、治多縣和甘德縣波動(dòng)上升,而玉樹市、囊謙縣和瑪沁縣波動(dòng)下降.2006年雜多縣生態(tài)效率最高(2.98),唐古拉山鎮(zhèn)最低(0.07),標(biāo)準(zhǔn)差為 0.78.2007年以來為急劇上升階段,盡管波動(dòng)幅度較大,各縣草地畜牧業(yè)生態(tài)效率水平上升趨勢明顯,整體水平高于前一階段,但是差距進(jìn)一步擴(kuò)大.2013年江河源區(qū)生態(tài)效率達(dá)2.71,最高囊謙縣為8.22,最低唐古拉山鎮(zhèn)僅為0.35,標(biāo)準(zhǔn)差為2.13.

圖4 江河源區(qū)高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率動(dòng)態(tài)變化Fig.4 Dynamic changes in the eco-efficiency of grassland-based animal husbandry

2.2 草地畜牧業(yè)生態(tài)效率主要影響因素

2.2.1 主要影響因素識(shí)別 一方面牧業(yè)增加值不斷增長,另一方面草地植被有所恢復(fù),江河源區(qū)高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率上升趨勢明顯.基于果洛州和玉樹州數(shù)據(jù), 回歸分析結(jié)果顯示,部分指標(biāo)的方差膨脹因子(Variance Inflation Factor, VIF)較大、允差較小,解釋變量之間存在一定共線性(表 2);農(nóng)業(yè)固定資產(chǎn)投資通過了 0.05水平顯著性檢驗(yàn),其標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)(β)最大(因采用標(biāo)準(zhǔn)化值分析,故與非標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)(B)基本相同),對(duì)生態(tài)效率影響最大;生長季節(jié)降水和一產(chǎn)從業(yè)人員也通過了顯著性檢驗(yàn),對(duì)生態(tài)效率影響較明顯;生長季節(jié)平均氣溫和適齡母畜未能通過 95%置信水平檢驗(yàn),對(duì)生態(tài)效率影響相對(duì)較小.經(jīng)驗(yàn)分析表明,農(nóng)業(yè)固定資產(chǎn)投資每增加 1個(gè)單位能帶動(dòng)生態(tài)效率上升0.64個(gè)單位;生長季節(jié)降水每增加1個(gè)單位則生態(tài)效率上升0.27個(gè)單位;一產(chǎn)從業(yè)人員每增加1個(gè)單位能帶動(dòng)生態(tài)效率上升0.25個(gè)單位.因此,有必要增加資本投入并提高其利用效率,尤其要加強(qiáng)草原水利設(shè)施、人工草地和畜棚等建設(shè),促進(jìn)草畜平衡,減輕因升溫、降水減少和不合理放牧等造成的草地和凍土退化問題,并減少雪災(zāi)等災(zāi)害損失.勞動(dòng)力增加也能提高江河源區(qū)高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率,但是為了減輕人口和放牧壓力,通過教育和培訓(xùn)等措施提高勞動(dòng)者素質(zhì)無疑是更加合理的選擇.

1994年以來江河源區(qū)生長季節(jié)降水呈增加趨勢,對(duì)高寒草地植被生長有利,勞動(dòng)力和資本等投入不斷增加,對(duì)草地畜牧業(yè)產(chǎn)出的帶動(dòng)作用也較為明顯,推動(dòng)了江河源區(qū)高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率提升.但是,江河源區(qū)內(nèi)部生產(chǎn)條件及變化差異明顯.以1994～2003年和2004～2013年平均勞動(dòng)力和降水變化為例,雜多縣一產(chǎn)從業(yè)人員增長了138.0%,而稱多縣僅增長15.6%;曲麻萊縣生長季節(jié)降水增長了28.4%,而囊謙縣僅增長5.3%.這導(dǎo)致江河源內(nèi)部草地畜牧業(yè)生態(tài)效率存在差異,也決定了不同區(qū)域應(yīng)采取不同的提升措施.比如對(duì)于降水條件好而且生長季節(jié)降水增加明顯的區(qū)域,可以適當(dāng)擴(kuò)大草地畜牧業(yè)規(guī)模;而對(duì)于人口增長較快、降水增加不明顯的區(qū)域,則應(yīng)該減輕放牧壓力,加強(qiáng)草地生態(tài)保護(hù).

2.2.2 政策影響 草地畜牧業(yè)生態(tài)效率取決于生態(tài)環(huán)境影響大小和要素產(chǎn)出效率,政策對(duì)兩者均有很大影響.在生態(tài)保護(hù)方面,設(shè)立三江源自然保護(hù)區(qū)(2000),實(shí)行減畜、禁牧和生態(tài)補(bǔ)償[56-58],頒布《草畜平衡管理辦法》(農(nóng)業(yè)部令[2005]第48號(hào))、《青海三江源自然保護(hù)區(qū)生態(tài)保護(hù)和建設(shè)總體規(guī)劃》(2005)和《青海三江源國家生態(tài)保護(hù)綜合試驗(yàn)區(qū)總體方案》(2011)等,對(duì)草地植被恢復(fù)和凍土保護(hù)起到積極作用,2000年以來江河源區(qū)草地NDVI上升趨勢明顯.在畜牧業(yè)發(fā)展方面,出臺(tái)了《關(guān)于加快畜牧業(yè)發(fā)展的意見》(國辦發(fā)[2001]76號(hào))、《關(guān)于促進(jìn)畜牧業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》(國發(fā)[2007]4號(hào))、《關(guān)于推進(jìn)農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的若干意見》(青政[2008]38號(hào))、《關(guān)于促進(jìn)牧區(qū)又好又快發(fā)展的若干意見》(國發(fā)[2011]17號(hào))、《關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)畜牧業(yè)建設(shè)的意見》(青政辦[2011]61號(hào))、《青海省“十二五”特色農(nóng)牧業(yè)發(fā)展規(guī)劃》(青政辦[2011]182號(hào))、《關(guān)于加快推動(dòng)農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)業(yè)化龍頭企業(yè)發(fā)展的實(shí)施意見》(青政辦[2013]109號(hào))和《關(guān)于促進(jìn)草食畜牧業(yè)加快發(fā)展的指導(dǎo)意見》(農(nóng)牧發(fā)[2015]7號(hào))等政策,促進(jìn)了江河源區(qū)草地畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)化和生態(tài)化發(fā)展,有助于提高畜牧業(yè)產(chǎn)出水平.但是氣候變暖和人類活動(dòng)日益加劇背景下,江河源區(qū)草地和凍土退化問題依然突出,高寒草地畜牧業(yè)發(fā)展水平依然較低.兼顧生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)等方面的目標(biāo),是提升高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率的關(guān)鍵.有必要進(jìn)一步加強(qiáng)草地生態(tài)和凍土保護(hù),減輕高寒草地壓力;完善畜牧業(yè)發(fā)展政策,提高畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)化水平和技術(shù)水平,促進(jìn)特色畜牧業(yè)和生態(tài)畜牧業(yè)發(fā)展;積極發(fā)展草原文化旅游、畜產(chǎn)品加工、生物制藥等生態(tài)草牧業(yè),拓展牧民生計(jì)來源.

表2 江河源區(qū)高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率影響因素分析Table 2 Determinants of the eco-efficiency of grassland-based animal husbandry

3 結(jié)論

3.1 以牧業(yè)增加值為經(jīng)濟(jì)價(jià)值指標(biāo),以草地NDVI和凍土活動(dòng)層厚度為生態(tài)環(huán)境影響指標(biāo),結(jié)合超效率DEA和Malmquist DEA模型評(píng)價(jià)江河源區(qū)高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率.結(jié)果表明,江河源區(qū)內(nèi)部草地畜牧業(yè)生態(tài)效率存在差距并處于動(dòng)態(tài)變化之中.2013年玉樹市、稱多縣和囊謙縣生態(tài)效率相對(duì)較高,達(dá)日縣、瑪多縣和唐古拉山

鎮(zhèn)生態(tài)效率相對(duì)較低,果洛州生態(tài)效率低于玉樹州.1994年以來江河源區(qū)高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率變化可以劃分 3個(gè)階段,1994～2002年為平穩(wěn)上升階段,2003～2006年為分化階段,2007～2013年為急劇上升階段.江河源區(qū)高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率上升主要源于技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模效率提升,生產(chǎn)技術(shù)和管理水平有待提高.

3.2 資本、降水和勞動(dòng)力是江河源區(qū)高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率的主要影響因素.提高牧民素質(zhì),增加并改善資本投入結(jié)構(gòu),加強(qiáng)草原水利設(shè)施、人工草地和畜棚等建設(shè),有助于提升江河源區(qū)高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率.生態(tài)保護(hù)和畜牧業(yè)發(fā)展政策是提升高寒草地畜牧業(yè)生態(tài)效率的重要保障和推動(dòng)力.

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Eco-efficiency of grassland-based animal husbandry and its determinants in the source regions of the Yangtze and Yellow Rivers.

ZHU Fu-biao1,2, FANG Yi-ping1,2*, YI Shu-hua3, YU Hu4
(1.Institute of Mountain Hazards and Environment, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610041, China；2.University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China；3.Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China；4.Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China). China Environmental Science, 2017,37(1)：310～318

Taking the source regions of the Yangtze and Yellow Rivers as case and using both super-efficiency DEA and Malmquist DEA models, spatiotemporal changes in the eco-efficiency of grassland-based animal husbandry and its determinants were analysed. The results showed that there was a significant spatial difference in the eco-efficiency. In 2013, Yushu City, Chengduo County and Nangqian County experienced relatively high the super-efficiency, while Dari County, Maduo County and Tanggulashan Town were relatively low the super-efficiency. Based on the changes in space and time, the eco-efficiency was divided into three sequential stages: a steadily rising stage during the period 1994～2002, a differentiating stage during the period 2003～2006, and a rapidly rising stage during the period 2007～2013. It was further demonstrated that the eco-efficiency depended heavily on the technological progress and scale efficiency. And capital, precipitation and labor force were the determinants of the eco-efficiency. Therefore, increasing investment in science and technology; improving the technological and management level and labor quality; constructing water conservancy facilities, pastureland and livestock shelter; strengthening the protection of grassland ecosystem and frozen soil, will be most effective in the long term when they are complemented by appropriate public policies.

grassland-based animal husbandry；eco-efficiency；DEA；frozen soil；climate change；Yangtze and Yellow Rivers source regions

X22

A

1000-6923(2017)01-0310-09

朱付彪(1984-),男,安徽阜陽人,中國科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所博士研究生,主要從事山區(qū)產(chǎn)業(yè)與區(qū)域發(fā)展研究.發(fā)表論文10篇.

2016-03-28

國家“973”項(xiàng)目(2013CBA01808);國家科技支撐計(jì)劃(2014BAC05B01);國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41571523)

* 責(zé)任作者, 研究員, ypfang@imde.ac.cn