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世界农业经历了从原始农业、传统农业到现代农业的发展历程,在此过程中无论是西方发达国家的“石油农业”还是发展中国家的“绿色革命”,它们在创造了农业增产奇迹同时,也带来了土壤退化、环境破坏、病虫害爆发等一系列农业生态问题,它们所追求的高效都是建立在能源巨大消耗和环境破坏基础上的,以投入产出进行成本核算,“高效”的意义殆尽,只能说是一种“高消耗”的农业。20世纪80年代以来全球可持续发展思潮的涌动使人们开始重新审视现代农业发展模式引发了全球农业可持续性的思考。1991年4月,FAO在荷兰召开的“农业与环境”国际会议上所通过的《登博斯宣言》,给持续农业以新的完整定义:管理和保护自然资源基础,调整技术和机构改革方向,以便确保获得和持续满足目前几代人和今后世世代代人的需要。这种持续发展能保护土地、水资源、动植物遗传资源,而且不会造成环境退化,同时技术上适当,经济上可行,能被社会所接受[1]。发展可持续农业是目前全球的一项共识,而集约高效利用农业资源则是实现农业可持续发展的重要途径。在农业资源利用过程中,既要维持或不断提高资源利用的潜力,降低农业生产风险,又要保持农业生产环境的趋良性,促进经济和社会的健康发展。在判定农业自然资源利用效率时,不能仅以农产品产出状况为依据,判别“高效”利用的第一位标准是农业自然资源的开发利用必须是可持续的[2]。所以,有学者认为必须从更大范围和尺度来界定农业资源高效利用。衡量农业资源利用高效与否的标准应该包括以下几个方面:节约利用资源,资源利用率高;有效利用资源,资源产出率高;投入少产出多,经济效益高;不造成资源退化、枯竭,可持续利用资源;不污染环境,保持高质量的农业生态环境[3]。由此可见,持续农业对农业资源高效利用提出了现实要求,而农业资源高效利用正是农业持续发展的重要前提和根本保证。
2农业资源利用效率评价方法
2•1比值分析法
比值分析法是一种简便而又实用的方法,农业资源效率计算可以表达为[5]:Rec=E0-N0Ri(1)式中:Rec为广义的农业资源效率,Ri为资源消耗量或占有量,E0为有效价值产出,No为伴随该资源消耗利用过程产生的负面效应价值。利用比值分析法可以直接求算资源利用效率[4];还可以通过计算资源消耗系数来间接求算资源利用效率[5]。消耗系数越大,资源的利用效率就越低。比值分析法计算农业资源利用效率具有形式简单、涵义明确的特点,当所消耗的资源数量比较容易量化,其数据易于获得,并且所要评价的对象具有同质性,形成的评价指标具有可比性时,通常会用比值分析法。但使用比值分析法的关键是投入要素和产出要素数量的确定以及纲量的统一。由于农业资源利用效率评价中社会、生态、经济资源的投入难于量化,也很难在投入与产出之间建立统一的量纲,因此,比值分析法在这一方面受到了限制。比值分析法通常是对单因素进行评价,不利于发现阻碍整体资源潜力充分发挥的限制因素,为了更全面地了解农业生产系统特征,高效配置农业资源,开展相应的技术体系集成,还需结合其他评价方法展开。
2•2生产函数法
利用生产函数进行农业资源利用效率评价是指通过生产函数的建立与参数的求解,将实际观察值与生产函数所要求达到的水平相比,来反映资源利用效率,并且分析各投入要素对产出的影响大小[6~9]。其基本表达式为[10]:Y=f(X1,X2,…,Xn)(2)式中:Y表示某一农产品的产出量;X1,X2,…,Xn表示参与该农产品生产的n项资源投入;f是投入转化为产出的函数关系。在所有的n项资源投入中,有些是可控的,有些是不可控的,还有一些是当前条件下无法观测的。通常研究的是可控投入对产出的影响,而把不可控和不可观测投入作为一个随机扰动项,因此,农业生产函数又可以表示为[10]:Y=f(X1,X2,…,Xk)+ε(3)式中:前k项投入表示可控投入;ε为代表随机扰动项的随机量。利用生产函数进行农业资源利用效率评价内容包括:利用生产函数模拟出固定投入下的理论最大产出,采用实际产出/理论产出来评价农业生产过程中的效率;采用同样原理评价固定产出条件下最佳生产过程与被评价生产过程投入量之间的关系;采用农业生产函数中的系数(产出弹性),评价各投入要素对产出的影响;计算农业科技进步贡献率,通过把除要素投入以外的其它所有因素对产出的综合影响均看作科技进步的作用,常以余值或残差的形式来评价农业科技进步对农业资源利用效率的影响。生产函数方法是针对同一农业部门(或单位)而言,不同农业部门(或单位)借助于回归分析技术各自建立的生产函数模型是无法进行比较的。生产函数法是目前分析科技进步效果较为普遍的一种方法,但是它不能反映科技投入是如何影响科技进步进而影响农业资源利用效率的,这样就容易导致人们对科技投入的忽视,最终延缓科技进步。
2•3包络分析法
包络分析法(DataEnvelopmentAnalysis)是美国著名运筹学家Chares和Cooper等人在1978年提出的,主要采用数学规划方法,利用观察到的有效样本数据对决策单元(DecisionMakingUnits,DMU)进行生产有效性评价。DEA法用一组输入———输出数据来估计相对有效生产前沿面,这一前沿能够很方便地找到,生产单位的效率度量是该单位与确定前沿相比较的结果。应用DEA法可以进行农业资源相对生产效率评价[11]及农业技术效率评价[12]。应用DEA法进行农业资源相对生产效率评价时,需要考察不同农业生产区域(作为决策单元),选取它们的主要投入指标作为输入,选取一些主要的产出指标作为输出。应用模型求各决策单元的最优解θ*,值为1的决策单元对应着最高的投入产出效率,从技术有效和规模有效的角度,它们构成了投入产出效率最高的一类农业生产区。由于行业投入产出的效率高低总是相对的,总可以将DEA有效的决策单元剔除,再对余下的单元进行DEA评价,以确定在余下的农业生产区中哪一个行业的投入产出效率最高,且构成一个类别(对应的θ*值为1)。经过有限多轮的DEA评价,就可以将不同发展水平的农业生产区按投入产出效率的高低自然而客观地分成不同的类[13]。在农业资源利用效率评价中当某些数据不易于直观获得,尤其是评价对象结构较为复杂时,DEA法显出其优势。利用DEA模型进行评价可以得到一些相对性的结果,有利于具有相同类型的部门(或单位)之间进行对比,同时也可以对于同一部门不同时间段进行对比与评价[14]。该法主要用于多投入,多产出系统的相对效率的评价。其与生产函数的区别在于所估计前沿面的差别。生产函数的前沿面是一种理论前沿,代表一种理想状态,而DEA的前沿面是一种相对有效生产前沿面,具有实际意义。但是DEA方法评价的结果只是农业资源利用效率相对高低,并不能说明相对效率低的原因,还需要结合其他方法来找出提高效率的对策;同时,有关DEA的模型大多没有考虑实际生产过程中的随机不确定性,因此评价结果与实际情况间会产生一定的偏移。在这一方面,国内外的许多学者正在进行研究与改进,如Banker[15]和肖渡[16]等把统计方法引入DEA,提出了用最大似然估计法处理DEA中的随机性;O1esen和Petersen[17]使用可信度域的分段线性包络方法提出了概率约束DEA模型;Cooper[18]等把满意度概念引入DEA,提出了满意度DEA模型等。
2•4能量效率分析的评价方法
农业资源利用效率评价指标体系中除包括水、土、气、生等单项资源利用效率评价指标外还包括物质、能量转化效率等一些综合性指标。能量效率分析就是要研究系统的能量流,从能量利用转化的角度进行效率分析。在研究能量流的过程中,利用能量折算系数把各种性质和来源不同的实际投入产出物质转换成能流量,通过计算机和统计分析确定系统内各成分间各种能流的实际流量。对于农业生产系统,主要是研究其辅助能量投入产出以及转化率的大小,包括生物辅助能,工业辅助能,人工辅助能,产出能等。目前能流分析方法有统计分析法、输入/输出分析法、过程分析法三种[19]。以输入输出法为例,首先测定输入输出实际的流量,利用能量折算系数统一量纲;在此基础上,进行能量效率分析,分别计算各种辅助能的能量利用效率(总产出能/各辅助能投入),太阳能利用率(系统能量总产出/系统太阳能输入),总的能量利用效率(总产出能/总投入能)以及能量投入边际产出等;还可以利用统计的方法,对各辅助能投入与能量总产出之间进行回归分析,寻找农业生产中的限制性因子;应用灰色系统理论的关联分析方法对影响能量总产出的各项投入因子的重要性进行量化分析,寻找较能影响系统产出的因素;计算各种能量的投入比例,分析系统的能量投入结构,以反映能量投入效果,确定能量投入是否合理[20]。能量效率分析把各种性质和来源根本不同的物质均以能量单位表示后进行比较和数量研究,然而,不同类型能量并不可比较和加减,例如,农业生态系统输入的石化能和生物能存在根本差异,同是石化能煤炭燃烧产生的1J能与1J电能也存在极大差异,不可作简单相加和比较。能量效率分析无法对系统的能物流、货币流、人口流、信息流进行综合分析,能量单位也不能用于表达生态与经济效率的关联。能量效率分析主要计算系统能量的产投比,显示投入能对产出能形成的效率,但通常对于自然资源能量的投入(如雨水能等)考虑得比较少,因此,其分析结果得出的各种产投比并不反映自然的巨大作用和贡献,不能表示生态效益。
2•5因子-能量评价模型
因子-能量评价模型是基于能量分析,以能量作为评价“媒介”,采用能量的形式,将诸多功能、性质、量纲等都不一致的因子置于统一的衡量指标下[21,22];不同于能量效率分析的是,它以能量运动转化的衰减过程为评价主线,不仅是对辅助能的评价,而且更多地是对自然资源利用效率的评价,评价过程也具有更好的层次性。因子-能量评价模型将农作物产量形成过程划分为若干环节,每个环节加入一个资源因子,对应一个理论产量,随着环节的深入,影响因子逐渐增多,理论产量呈衰减趋势。通过建立因子间相互关系来寻找限制性资源因子及其定量制约程度。因子对生产过程的影响主要通过以下几个方面体现:因子-能量损失量(相邻理论产量的差值);因子-能量衰减率(差值与上一级理论产量的比值);资源组合利用效率(实际产量与各级理论产量的比值)。因子-能量评价模型最大的优点体现在通过“能量”作为载体,将不同类型、性质的评价对象统一在相同的量纲下,具有不同类型、不同部门、不同时段、不同区域的可比性。但由于模型中的阶段变量均来源于不同生产级别的农业生产力模型的计算结果,因此,在实际应用中无论评价思路、评价环节划分、还是评价结果都受到农业生产力模型研究进展及其精确程度的制约。同时,在实际工作中,划分评价环节时,由于生产方式、制度及管理等因子难以量化,对应的因子评价工作难以进行。
2•6能值评价方法
能值(Emergy)是由著名生态学家Odum创造的一个新词,其定义为:一流动或贮存的能量所包含的另一种类别能量的数量,称为该能量的能值[23]。在实际应用中通常以太阳能值为标准来衡量其它各类能量的能值,即一定数量的某种类型的能量中所包含的太阳能的数量。将单位数量(1J、1kg等)的能量或物质所包含的太阳能值称为“太阳能值转换率”。能值的提出是系统能量分析在理论和方法上的一个重大飞跃。借助太阳能值转换率,生态系统的能量流、物质流和货币流等,均可换算为统一的能值。因此系统研究包含了自然和经济资源,而且这些作用流可以直接加减和相互比较,从而实现了系统生态分析和经济分析的有机统一。能值分析已被大量用在生态系统可持续性评价研究当中。利用能值分析可以得出一系列反映农业生态与经济效率的能值指标体系,与传统的能量分析相比,能值分析一方面延用了能流分析的一些基本思路与方法,反映系统投入—产出的情况,而且能够更深刻地反映系统的能量等级、环境容纳能力,生态经济效率等,从而更好地说明系统的结构功能特征。根据能值分析的基本原理,可以构造以下常用的利用能值进行农业资源利用效率评价指标。这些指标从不同的侧面反映农业资源利用系统特性,也可以综合这些指标对系统进行效率与可持续性总体评价。能值评价方法的最终结果表现为不同农业资源在能值数量及其综合评价指标上的差别,不同资源的能值最终以能值表示的价值来体现,从而掩盖了不同类型的资源所包含的不同性质和类别的价值,及其相关的社会、经济、生态服务功能。对于具有相同能值含量的石头与金子,该评价方法最终显示的将仅是数量相同的能值,这在一定程度上掩盖了石头与金子所包含的内在差别。如何将能值评价与不同资源类型所包含的社会、经济、生态服务价值建立直接的联系,是能值分析中需要深入探讨的问题。能值分析评价方法在农业资源利用效率方面的应用尚处于初级阶段,如何准确求得各种能量的太阳能转换率,如何揭示能值内在差异,如何建立能全面评价系统特性的指标体系将是今后研究的重点。
2•7指标体系评价方法
为评价目标建立评价指标体系是较基础而常用的方法,在农业资源利用效率研究中建立评价指标体系,根本目的在于通过制定适当的度量指标,并依据指标间的前后、左右关系,形成有序而全面的评价指标系统,用以定量反映和衡量农业资源利用的有效性状况,识别和诊断不同地区、不同类型和不同模式农业生产和再生产过程中的限制性因素及其制约程度,藉以勾绘出农业发展的资源利用基本轮廓[25]。农业资源利用效率评价指标体系建立的基本思路为:由本底指标推算潜力指标,通过对现实生产力与潜力的对比计算出效率指标。其中,效率指标是评价值指标体系的核心和关键。在基本原则和思路的指导下,国内学者从多方面进行了深入探讨,建立了类别多样的农业资源利用效率评价指标体系,如李道亮等从农业资源高效利用基本内涵出发,充分考虑资料来源和实现可能性,建立了农业资源综合利用效率评价指标体系和辅助指标体系[26];为便于研究分析,徐勇将农业生产系统概念性划分为农业自然生产和经济生产两个相互嵌套的过程,并将农业资源利用效率评价指标体系从结构上划分为自然资源评价指标体系和社会经济资源评价指标体系两大类,每个大类各含五个亚类,每个亚类又分别由本底指标、潜力指标和效率指标组成,并以效率指标为基础形成评价指标体系[25];谢高地等人则在此基础上,按衡量标准类别将评价指标划分为资源利用效率评价指标、资源利用社会满足程度评价指标、经济评价指标、环境评价指标和可持续评价指标5个类别,而在指标层次方面,则沿用两大类10个亚类思想,经过进一步的综合与基础层次归位而设计为综合评价指标层和基础评价指标层两个层次[2]。指标体系方法虽然比单纯用模型方法评估更为全面,但是指标体系的研究中仍然存在以下问题:①有些指标看似合理,但由于数据不易获得,实际操作起来就很困难;②有些指标在选择上存在概念模糊和交叉现象,不少具体指标之间存在较高的正、负关联性[27];③指标数据太多,不便操作。同时,评价指标体系中权重或贡献率的确定也是很困难的技术问题,目前国内研究中常采用层次分析法、特尔菲法等方法,有很强的主观性。
3结语
1.1休闲农业产业性质界定
“休闲农业”一词源自台湾RecreationalAgri-culture或LeisureAgriculture的概念,引入中国三十多年来,对其准确的概念定义以及内涵的理解学术界和政府部门均没能形成一致的观点.文章参考前人关于概念界定与内涵划分的研究成果,结合休闲农业产生的时代背景、资源利用类型、开展范围以及社会功能属性,在农业多功能性理论的指导,对休闲农业的概念与内涵进行了如下表述:即休闲农业是在农业多功能性理论指导下,在传统农业向现代农业转型的时代背景下,发生在农村地区的,以农业资源为依托,开展以农业观光、农事与文化体验与休闲的新型农业业态.并认为休闲农业与观光农业、观光休闲农业、旅游农业实质相同,而与乡村旅游、农业旅游、都市休闲农业相区别.
1.2休闲农业综合效益内涵
休闲农业产生于传统农业向现代农业转型的背景之下,是依托农业多功能性理论而开展的新型农业形态.地方通过实施休闲农业能够有效缓解农民就业压力、改善农村生活环境、促进精神文明建设、协调区域经济发展,为解决社会主义新农村建设中的“三农”问题提供发展思路.所以文章在进行休闲农业综合效益评价指标体系研究时,对休闲农业综合效益概念做了如下界定:休闲农业综合效益即对于农村、农民与农业所产生的表现在经济效益、文化效益、生态效益、环境效益等多维度的综合效果.
1.3休闲农业综合效益支撑理论
农业多功能性理论的产生源于20世纪80年代.日本为保护国内的稻米市场,增加农产品出口贸易中的话语权,在其“稻米文化”中提出了农业多功能性观点,即农业除在传统生产中具有经济效应外,还具备生态、环境、社会等效益.休闲农业作为传统农业向现代农业转型过程中,遵照农业多功能性理论演化出一种新型农业形态,即以农村环境为背景,以农耕文化、农业资源为依托,开展以游览观光、参与体验、科普宣教、休闲度假等多种形态的旅游活动.休闲农业在社会主义新农村建设中除拥有一般的经济属性外,在促进农村环境改造、吸纳剩余农村劳动力方面也表现出环境、生态等综合效益特征.
1.4休闲农业综合效益作用机理
通过对休闲农业产业性质的界定、内涵和支撑理论的分析。
2休闲农业综合效益评价指标体系构建
休闲农业作为农业多功能性理论指导下,演化为以农业资源、农事劳作、农业文化为卖点,集游览观光、参与体验、休闲度假等形式于一体的农业与旅游业相结合的新型农业形态.不仅丰富了农业产业形式,而且为当地居民提供了多元化的收入结构,为富有地方特色的农耕文化提供了宣传与交流的平台,为传统农业如何适应现代农业生产模式提供了新的发展路径,为社会主义新农建设中“三农”问题提供了有效的解决方法.文章基于休闲农业的多种功能属性,从农业、农村与农民的“三农”视角,构建休闲农业综合效益评价指标体系.特别要注意的是,为便于清晰的解读休开展休闲农业活动对于“三农”所产生的效益问题,在秉承科学性与实用性、系统性与全面性、代表性与层次性原则的基础上,将休闲农业所产生的社会效益分解为农业经济效益、农村环境效益和农民发展效益三个层次.
2.1编制方法
指标体系主要有三种编制方法,分别是系统法、目标法和归纳法.考虑到休闲农业综合效益指标涉及面较广的问题,文章根据农业经济效益、农村环境效益和农民发展效益三个层次,选用目标法和德尔菲法进行评价指标体系构建.首先,根据文献分析法和实践经验分析构建初级评价指标体系,形成休闲农业综合效益初级指标打分表,向华侨大学、中国农业大学、西北农林大学等高校从事农业研究、旅游研究、经济研究的专家征求意见,请他们从指标设置的科学性、代表性等角度对各指标进行最高分为10,最低分为0的连续性分值评估,并提出补充或修改意见;其次,计算收回的初级指标打分表中每个指标得分,剔除平均分值低于4分的指标,并汇总专家意见以调整现有初级指标;最后,对得分在4分以上但标准差大于均值一半的指标与专家再做沟通和复议,最终构建休闲农业综合效益评价指标体系.
2.2休闲农业综合效益评价指标体系
根据上述分析得出休闲农业综合效益评价指标体系由目标层为休闲农业社会效益,准则层为农业经济效益、农村环境效益和农民发展效益,指标层为18个评价指标构成。
2.3休闲农业综合效益评价指标阐述
将休闲农业综合效益定义为目标层,它由农业经济效益、农村环境效益和农民发展效益三个准则层组成.以下就各准则层所代表的涵义以及对应的评价指标含义进行解释:
2.3.1农业经济效益农业作为第一产业,以土地资源为生产对象,通过培育动植物生产食品及工业原料,在我国经济社会发展中具有举足轻重的作用.虽然随着时代格局的改变,农业在三产中的地位下降,但其产业经济效益仍关乎国民经济建设与发展.休闲农业作为传统农业适应现代社会过程中产生的新型农业,通过开展旅游业促进了地方财政增收和地区农业发展,对农村地区产业生产率的提高、产业竞争力、产业发展环境、贫富差距现状、社会就业等问题有深远影响.
2.3.2农村环境效益地方发展休闲农业要注重其核心资源的维护与培育,而其核心资源主要体现在便捷的交通、清晰的空气、安全的人居环境、淳朴的乡土风情和欢乐的农村文化等优秀的农村环境,所以提高农村环境质量既是产业发展的需求又是产业生存的条件.
1研究方法与数据来源
1.1研究方法
科学研究文献包含了学科研究的最新热点与动向,分析科学主题文献有助于把握学科研究方向,了解最新研究进展。本文主要采用科学知识图谱(CiteSpaceIII),对休闲农业相关文献进行全面的统计与分析。科学知识图谱能够针对科学主题的发文作者、发文机构、关键词等方面,进行学科网络机构的生动可视化展示,其相关参数主要包括:①时间跨度(Timespan)、时间切片(SliceLength)、频次(Frequence)、中介中心度(Centrality)的设置;②节点(Node)、连接线(Link)、网络密度(Density)、聚类指标(ModularityQ)的分析,③节点圆环大小、连接线、时间的识别。主要指标说明:①若聚类参数0.4≤ModularityQ≤0.8表明结果聚类程度较为合理,ModularityQ>0.8表明结果聚类程度较高;②生成的可视化图谱中,节点圆环的大小与分析对象出现频次成正比关系;③节点圆环外层年轮宽度与中介中心度大小成正比关系。
1.2数据来源
本文数据主要来源于中国学术期刊网络出版总库(后称CNKI),分步对CNKI数据库中休闲农业相关文献进行检索、收集。首先,关键词为“休闲农业”,期刊来源类别为“核心期刊”、“CSSCI”,时间跨度为2000~2014年,对已发表休闲农业相关文献进行检索,得到457条记录。其次,以博、硕士论文为主要来源,时间跨度为2004~2014年,检索经清洗后得到博、硕论文228篇。再次,增加“乡村旅游”、“都市农业”、“观光农业”、“创意农业”、“农家乐”等五个关键词进行补充检索,共得期刊论文1298条记录。最终,经过辨别、整理、去重,删除会议纪录、报道、无作者等,得休闲农业期刊文献1062条文献,以此作为本文研究的数据样本。
2结果与分析
2.1研究概况
研究成果方面,休闲农业研究在近十年中呈现快速、稳定增长趋势,从2000年的15条,到最高峰2010年184条;前期主要以休闲农业理论基础、概念定义等方面探讨为主,2008~2013年研究成果出现爆发式发展,其中以2013年为最,博硕论文以70篇占主要地位,单位则以福建农林大学为代表。总之,休闲农业正逐渐成为国内农业与旅游研究的热门领域。研究内容方面,休闲农业较多与乡村旅游、都市农业、观光农业、休闲旅游、农业产业发展等方面进行交叉研究,现有休闲农业研究成果本身则以规划设计、对策性研究、发展模式等为主。
2.2研究结果
采用CiteSpace软件,首先,以2000~2014年为时间跨度,以1年为时间切片长度,以“keywords”(关键词)为网络节点,选择前50个关键词为每个时间区间被引词,以词频15次进行排序统计,得到174个连接点,288条连接线,网络密度为0.0191,生成可视化共被引网络结构图。其次,进行聚类分析,共得16个聚类,形成清晰的可视化的关键词共被引聚类知识图谱,关键词出现的频次反映在节点的大小上,频次越多,节点越大。从知识图谱中可知,“乡村旅游”频次最高,其次是“都市农业”、“休闲农业”、“观光农业”、“农家乐”等。取关键词频次15次以上,得到18个高频关键词进行排序。结合现有研究与关键词知识图谱可知,休闲农业的研究领域主要与乡村旅游、都市农业、观光农业、创意农业、农家乐、生态农业等领域联系较为密切、互有交叉;研究方法主要有聚类分析、TCM(旅游成本分析法)、顾客满意度指数模型、内容分析法、SWOT分析、情景变量分析法、回归分析法、层次分析法(AHP)、空间计量模型、双钻石模型、DEA(数据包络分析法)、因子分析法、CVM(条件价值评估法)等;研究热点主要有区域休闲农业、休闲农业资源评价、休闲农业资源开发、利益相关者、游客满意度、休闲农业规划与设计、发展模式、休闲农业标准体系、体验营销、空间结构与布局、生态保护、农耕文化等方面。
3休闲农业热点研究进展
休闲农业具有农业基本属性,是农业经济的一种,但同时又结合了农业计划、农业建设、农业生产和农业部门经济等多方面的内容,系统地继承与发展了传统的农业经济,是农业多功能性最重要的载体。本文重点论述休闲农业5个热点研究进展。
3.1基础理论研究
范水生等就休闲农业的概念进行过全面深入的探讨,果雅静等、牛君仪就休闲农业的发展模式较有研究,牛君仪认为有农业展示、农事参与、生态旅游、民俗文化、农家生活体验、农村度假娱乐等六种模式。王德刚则对世界旅游农业发展历史进行梳理总结出世界农业旅游大致经历观光农业、休闲农业与创意农业三个历程,高志强等则对休闲农业的产业特征及演化过程进行深入研究,张强等则对我国休闲农业发展所促进的产业、资源、经济、城乡之间的融合进行阐述,而在宏观层面,刘春香对我国观光休闲农业发展有所研究。总之,休闲农业基础理论研究已涉及休闲农业概念、定义、类型、模式、政策、行业标准、产业分析等多个方面内容,形成完备体系。
3.2区域性发展问题
唐苏华等研究提出干旱区新绿洲五种休闲农业开发模式。郭利田、孙兆慧等、胡爱娟等对区域间的休闲农业合作与发展进行探讨,齐永华等对我国城郊型农业的农业资源利用问题进行了探索性研究,赵玉榕主要以投资机制为主要切入点研究厦门借对台优势发展都市农业的政策建议,王树进等、王晓峰等、朱华武等则运用空间计量相关方法以省域角度休闲农业的空间布局与发展进行研究。就现存研究而言,区域性的休闲农业发展问题仍是休闲农业宏观研究的热点,主要以研究生论文研究为主。
3.3休闲农业旅游研究
游客满意度方面,陈胜科等、苗红等、赵仕红等、田彩云等在旅游者消费需求、游客需求特征、满意度评价模型、实证研究等方面进行过深入研究。旅游成本方面,邱生荣等采用情景变量法分析休闲农业游客的旅游行为进而指导休闲农场的科学管理与经营。旅游安全方面,陈水雄等对休闲农业的旅游安全进行过分析,提出海南构建休闲农业旅游安全保障体系的的相关措施。旅游开发方面,周丽洁就湖南省休闲农业旅游市场进行过对策研究。乡村旅游方面,王会娟、郭焕成等、杨载田等、耿品富等、张剑刚等则研究休闲农业与乡村旅游的产品体系、发展创新与路径、管理经营模式等方面。此外,王颖晖对休闲农业的旅游服务创新进行整合概念模型分析。总之,主要存在与旅游结合、产业协作、旅游成本、旅游安全、游客满意度、消费需求等方面的研究。
3.4休闲农业资源评价与开发
资源评价是休闲农业开发与设计的前提条件,阿布都热合曼•哈力克采用层次分析法对休闲农业资源评价构建了资源条件、开发条件、旅游条件等三方面的定量评价模型并实证分析,黄志红对休闲农业体验价值建立指标体系进行综合评价。肖光明构建了包括7项评价要素、26项评价因子和具体等级的休闲农业质量等级评价体系,并针对休闲农业园区进行实证分析。而在大区域的休闲农业产业方面,孔庆书等对河北2011年12家休闲农业与乡村旅游点进行全面的DEA效益分析,刘军等采用层次分析法构建发展基础、协调能力、可持续能力等三大系统层的43个评价指标针对湖南休闲农业的可持续发展能力进行评价研究。在研究成果方面,以规划设计类为主的产业实践应用以硕士论文成果为主,而赵毅、邹宏霞等就休闲农业的规划、产品设计等有过研究。
3.5休闲农业与新农村建设
周彬等认为休闲农业的发展与新农村建设具有一致性,罗文斌等主要运用因子分析法研究休闲农业的社会居民经济社会影响感知度。钟平等、王圣军、姬汝茂、张胜利等针对新农村建设与休闲农业发展关系进行过深入研究,较多以新农村建设的角度探讨休闲农业的开发与发展对策研究。
4结论与讨论
关键词:数字农业;时空推理;专家系统
0引言
数字农业应用涉及大量的气象、环境、水文、地质、土壤等领域的时空数据。这些时空数据分散在异构系统中,有着不同的数据格式和规范,采用不同的概念和术语,基于不同的数学模型和分析推理方法。这些多领域时空信息对农业生产、决策均起着重要作用。但是以前由于缺乏高效、合理的技术手段,即使付出很高的代价,也很难将这些时空信息完整无损地共享和融合集成到数字农业应用中,在很大程度上制约了数字农业的应用发展。同时GIS等商业软件平台成本较高也不利于大规模应用推广。
为此,本文基于自主版权GIS、专家系统等系统软件,应用时空推理、本体论、语义Web、关系数据挖掘和专家系统等技术,建立一个数字农业时空信息智能管理平台,对多源、异构的数字农业时空数据和推理分析方法进行集中统一的规范化管理,便于在实际应用中进行融合、集成和共享。基于该平台快速建立起了数字化测土施肥系统、大豆种植标准化管理系统、无公害水果蔬菜栽培指导系统等一批智能应用系统。这些应用系统精确控制农田每一地块种子、化肥和农药的施用量,在提高作物产量的同时,能够实现精确控制农业生产过程,有效降低成本,充分保证农业资源科学地综合开发利用,减少和防止对环境和生态的污染破坏,保持农业生态环境的良性循环,是实现“绿色农业”的重要途径。
1主要关键技术研究现状
1.1数字农业
数字农业是在“数字地球”的基础上提出并发展的,是21世纪新型的农业模式和挑战性的国家目标,包括精准农业、虚拟农业等内容,其核心是精准农业。以3S技术应用为核心的数字农业空间信息管理平台开发研究是数字农业研究的突破口[1,2]。美国于20世纪80年代初提出数字农业的概念,它是针对农业生产稳定性差、技术措施差异程度大等情况,运用卫星全球定位系统控制位置,用计算机精确定量,把农业技术措施的差异从地块水平精确到平方厘米水平,从而极大地提高种子、化肥、农药等农业资源的利用率,提高农产量,减少环境污染。法国农业部植保总局建立了全国范围内的病虫测报计算机网络系统。日本农林水产省建立了水稻、大豆、大麦等多种作物品种、品系的数据库系统。新西兰农牧研究院利用信息技术向农场主提供土地肥力测定、动物接种免疫、草场建设、饲料质量分析等各种信息服务。同时,我国紧跟国际研究的前沿,开展了系统工程、数据库与信息管理系统、遥感、专家系统、决策支持系统、地理信息系统等技术在农业、资源、环境和灾害方面的应用研究。
1.2时空推理
近年来,时空推理(Spatio-temporal Reasoning)已成为十分活跃的研究方向,在军事、航天、能源、交通、农业、环境等领域有着广泛的应用。近十年来我国国家基础地理信息中心、清华大学、解放军信息大学、中国科学院、武汉测绘科技大学、武汉大学、吉林大学等单位在时态GIS、时空数据模型、时空拓扑、时空数据库等时空推理相关领域开展了大量研究工作。
1.3时空数据标准与共享
不同领域和应用环境对时空数据的理解存在很大差异,这造成了异构时空系统集成的困难,因此时空数据共享、互操作和标准化的研究具有重要意义。这方面研究最初从空间数据入手,近期开始向时间数据和时空结合数据发展。时空数据的共享有以下方式:
(1)空间数据交换
空间数据交换的基本思想是各系统使用自身的数据格式,通过标准格式进行数据交换。目前空间数据交换标准有:SDTS、DIGEST、RINEX等国际标准; 以色列的IEF、英国的MOEPSTD、加拿大的SAIF、我国的CNSDTF等国家标准;AutoDesk的DXF、ESRI的E00、MapInfo的MIF等厂商标准。尽管各 GIS 软件厂商提供了公开的交换文件格式来进行空间数据的转换,但由于底层数据模型的不同,最终导致不同的GIS的空间数据不能无损的共享。虽然空间数据交换仍然在使用,但效果并不理想。空间数据互操作标准是当前国际公认的,比空间数据交换标准更有前途的数据标准。
(2)基于GML的空间数据互操作
开放式地理信息系统协会 (OpenGIS Consortium,OGC)提出了简单要素实现规范和地理标记语言( Geography Markup Language,GML)。OGC 相继推出了一整套GIS互操作的抽象规范,包括地理几何要素、要素集、OGIS 要素、要素之间的关系、空间参考系统、定位几何结构、存储函数和插值、覆盖类型及地球影像等17个抽象规范,2003年1月推出GML 3.10版[3]。近年来,国内外众多学者基于GML在空间数据共享等方面开展了大量研究。2001年 Rancourt等人[4]将GML与先前所定义的空间标准进行比较,认为GML能有效地满足空间数据交换标准。2002年,Zhang Jianting等人[5]提出了一种基于GML的Internet地理信息搜索引擎。2003年,Zhang Chuanrong等人[6]在网络环境下以GML作为异构空间数据库交换共享空间数据的格式,成功实现数据的互操作。2003年,崔希民等人[7]提出了GIS数据集成和互操作的系统架构,在数据层次上实现GIS 数据的集成和互操作。2003年,张霞等人[8]提出一种基于GML 构造WebGIS 的框架结构, 给出实现框架技术。其中采用GML 作为空间数据集成格式。2004年,朱前飞等人[9]提出了一种新的基于GML 的数据共享解决方案。2005年,陈传彬等人[10]提出了基于GML 的多源异构空间数据集成框架。GML数据类型较完整,支持厂家较多,相关研究丰富,是目前最有前景的时空数据标准。本文选择GML作为农业时空数据标准。
1.4时空本体
1.4.1本体、语义Web和OWL
本体方法目前已经成为计算机科学中的一种重要方法,在语义Web、搜索引擎、知识处理平台、异构系统集成、电子商务、自然语言理解、知识工程等领域有着重要应用。尤其是目前随着对语义Web研究的深入,本体论方法受到了越来越多的关注,人们普遍认为它是建立语义Web的核心技术。OWL是当前最有发展前景的本体表示语言。2002年7月29日,W3C组织公布了本体描述语言(Web Ontology Language, OWL)的工作草案1.0版。目前工作草案的最新更新为2004年2月10日的版本[11]。
1.4.2时空本体
基于本体方法对时空建模的相关研究工作如下:
1998 年,Roberto 考虑了作为地理表示基础的某些本体问题,给出了关于一般空间表示理论的某些建议[12]。2000年Zhou Q.和Fikes R.定义了一种考虑时间点和时段的时间本体[13]。2000年,Córcoles基于XML定义了一个类似SQL的时空查询语言,该语言包含八种空间算子和三种时态算子用于表达时空关系[14]。2003年,Grenon基于一阶谓词逻辑定义了时空本体,使用斯坦福大学的Protégé环境实现[15]。2003年,Bittner等人[16]提出了用于描述复杂时空过程和其中的持续实体的形式化本体。以上工作中Grenon的时空本体研究相对完整,相关研究成果已经在网上共享,本文在此基础上开展研究,建立农业时空本体。
2主要研究内容
(1) 农业时空数据规范
现阶段我国还没有公认的农业时空数据标准出台。本文基于时空推理技术,研究通用性更强的时空数据表示模型,能表示气象、土壤、环境、水文、地质等各领域的农业时空数据。GML是目前公认的时空数据标准,利用上述模型扩充GML,兼容中国农业科学院的“农业资源空间信息元数据的分类及编码体系草案”等国内现有的地方性标准,构建针对数字农业中时空数据的DA-GML标准,作为数字农业基础时空数据的规范。现有的土壤、环境等基础空间数据库均支持到GML格式的转换。
(2) 农业基础时空数据库
基于笔者自主开发的GIS平台建立农业基础时空数据库,该平台具有运行稳定、资源占用少、结构灵活、功能可裁减、成本较低、便于移植等特点。采用了时空推理技术,支持对空间和时空信息的表示和推理。通过DA-GML能够直接从现有系统中获取领域农业基础时空数据,主要包括土壤数据库、环境数据库、气象资料数据库、农业生产条件数据库、林业信息数据库、影像数据库等。
(3) 农业时空分析方法库与农业时空知识库
时空推理是研究时间、空间及时空结合信息本质的技术,通过时空推理技术将现有面向农业领域的时空分析技术进行整合和规范化表示,形成农业时空分析方法库。对领域农业时空知识进行归纳、整理,同时通过数据挖掘方法从基础数据中提炼知识,建立农业时空知识库。
(4)农业时空本体库
在(2)、(3)中存储的数据、方法和知识需要一个有效的机制进行组织和管理。就目前技术而言,本体是表达一个领域内完整的体系(概念层次、概念之间的关联等)的最有效工具,所以本文选择建立农业时空本体库。具体包括本体获取、本体管理、本体服务与展示三个模块。使用Protégé做本体开发环境编辑。Protégé是斯坦福大学开发的基于Java的本体编辑与知识获取工具,带有OWL插件的Protégé可以支持OWL格式的本体编辑与输出。
以上三个库通过Web Service方式提供基于Internet的服务,可以在线对库中信息进行维护和检索,并能无缝集成到应用系统中。
(5) 系统体系结构
系统工作原理如图1所示。首先,外部系统的时空数据转换成GML格式(现在绝大多数系统支持该数据标准),进入农业基础时空数据库。通过本体获取与编辑模块将时空数据和时空知识整理,形成本体库。外部系统的请求通过Web Ser-vices发给仲裁者,仲裁者区分各类情况调用三个库调用服务、提取数据和执行操作,结果返回给用户。
(6) 基于平台开发农业生产智能应用系统
基于数字农业时空信息管理平台建立数字化测土施肥系统、作物种植标准化管理系统、无公害水果蔬菜栽培指导系统等一批农业生产智能应用系统,解决实际问题。
3相关系统对比分析
3.1数字农业空间信息管理平台
平台基于信息和知识支持的现代农业管理的集成技术,对农田信息进行动态采集、分析、处理和输出,从而根据农田区域差异、农事安排进行模拟分析、决策支持管理和指挥控制,并对农业生产过程的区域差异进行精确定位、动态控制等定量操作[17]。
3.2全国农业资源空间信息管理系统
全国农业资源空间信息管理系统(NASIS)实现对全国农业资源空间信息的查询分发,具有系统管理、动态数据字典、数据检索、查询、数据分发、制图、报表统计、数据分发等功能。该系统已经用于全国农作物遥感监测、农业资源调查、农业科研和农业政策信息支持服务等方面[18]。
3.3中国西部农业空间信息服务系统
计算机技术、互联网技术的迅速发展为建立基于Web的中国西部农业空间信息服务系统提供技术支撑。本文从西部农业空间信息服务系统的数据库构建开始,全面地介绍了系统的运行模式和数据库访问技术,详细论述了系统的总体结构、平台环境和开发实现等。
(1)基于平台提供的开发框架,能方便、高效地建立大量的数字农业智能应用系统,基层农业科技人员也能快速开发出技术含量高的应用系统,各应用系统能互通、共享,便于升级维护。
(2)由于大量的底层服务、数据、知识和方法由平台集中统一提供,简化了开发数字农业应用软件的工作,节约了成本。
4结束语
数字农业时空信息管理平台从系统目标、适用范围、采用技术、系统接口等方面不同于任何现有的基础农业空间数据管理平台,是一个概念全新的系统,定位于基础农业空间数据管理平台的上层,更便于开发数字农业应用。其中的本体库等机制为将来建立农业时空数据网格奠定了良好的基础。
参考文献:
[1]于淑惠.数字农业及其实现技术[J ] .农业图书情报学刊,2004,15(7):5-8.
[2]唐世浩,朱启疆,闫广建,等.关于数字农业的基本构想[J ].农业现代化研究,2002,23(3):183 -187.
[3]Geography markup language (GML)[EB/OL].(2003).opengis.org/techno/specs/002029PGML.html.
[4]RANCOURT M. GML:spatial data exchange for the internet age[D].New Brunswick:Department of Geodesy and Geomatics Engineering , University of New Brunswick,2001.
[5]ZHANG Jianting,GRUENWALD L. A GML 2 based open architecture for building a geographical information search engine over the internet [DB/OL].(2002).cs.ou.edu/database/documents/zg01.pdf.
[关键词] 乡村旅游 生态旅游 农业旅游 农业观光旅游 农家乐
乡村旅游,英文为Rural Tourism,法语为Agritourismea,也有些国家将其称为Agritourisme(农业旅游)和Green tourism(绿色旅游)。
由于乡村旅游概念的复杂性和复合性,人们曾提出一些与乡村旅游相关的概念,比如: 生态旅游、农业旅游、农业观光旅游、农家乐等。在此,笔者认为有必要对这些与乡村旅游容易产生歧义的概念进行辨析。
一、生态旅游的涵义
生态旅游,英文为Ecotourism,有的学者将生态旅游概括为“回归自然之旅”、“绿色之旅”、“健康之旅”等。至于其表征形式更为繁多,以下列举较具代表性的几种:
1.生态旅游一词最早是由墨西哥人H.Ceballos-Lascurain于1983年提出来的。他将其定义为:生态旅游作为常规旅游的一种特殊形式,游客在欣赏和游览古今文化遗产的同时,置身于相对古朴、原始的自然区域,尽情考究和享乐旖旎的风光和野生动植物。
2.生态旅游学会(ECOTOURISM SOCIETY)1992年所做的定义颇具代表性,它将生态旅游限定为“为了解当地环境的文化与自然历史知识,有目的到自然区域所做的旅游。这种旅游活动的开展在尽量不改变生态系统完整的同时,创造经济发展机会,让自然资源的保护在财政上使当地居民受益”。
3.Erlet Cater (1994)所下的定义为:生态旅游是旨在保护旅游区生态环境的旅游形式,是由游客的旅游活动和旅游区政府、民众的旅游组织工作有机结合而成的一个统一体。
4.日本自然保护协会(NACS )定义为:提供爱护环境设施和环境教育,使旅游参加者得以理解鉴赏地域,从而为地域自然及文化保护及地域经济做出贡献。
5.中南林学院的吴楚材教授定义为:城市人为了解除城市恶劣环境的困扰,为了健康长寿,追求人类理想的生存环境,在郊外良好的生态环境中去保健疗养、度假休憩、娱乐,达到认识自然、了解自然、享受自然、保护自然的目的。这种旅游叫做生态旅游。
二、农业旅游的涵义
“农业旅游”,在我国正式提出来是在2001年。为了认真贯彻落实国发[2001]9号文件和有关领导在2001年全国旅游发展工作会议上的讲话精神,国家旅游局把推进工业旅游、农业旅游列为2001年旅游的工作要点。按照国家旅游局的解释,农业旅游是指以农业生产过程、农村风貌、农民劳动生活场景为主要吸引物的旅游活动。
严艳(2000)所下的定义为:农业旅游是指充分利用农业资源,以旅游内涵为主题而开发出的主要包括农村独特的田园风光、农事劳作及农村特有的风土人情等内容,将农业建设、科学管理、农艺展示、农产品加工及旅游者的广泛参与融为一体的新型旅游形式。
三、农业观光旅游的涵义
关于农业观光旅游的涵义,可以参考王德刚的《农业旅游与旅游农业》以及舒伯阳的《中国观光农业旅游的现状分析与前景展望》,在这两篇文章中,他们都给出了农业观光旅游的定义。这两位专家所指农业旅游的内涵并不包括到散布于广大农村地区的名山大川、人文古迹的游览活动,而仅指以大农业资源为依托而萌发出来的一种特殊旅游活动(项目),内容主要包括三个方面:
一是农村独特的田园风光和人文景观,如金色麦浪、累累硕果、渔歌唱晚、牧场风情等;
二是农事劳作,包括与农、林、牧、副、渔各产业相结合的一些参与性较强的农事活动;
三是农村特有的一些民俗和风土人情。
另外,也有人把农业观光旅游定义为:以农业产业为依托,以农业效益为主,旅游效益为辅,并相对稳定,生产与观光功能兼容,提供见识农业生产的机会和欣赏田园风光的开放性农业。
四、农家乐的涵义
各地旅游主管部门对农家乐的定义不尽统一,但基本意思相近,成都市旅游局对农家乐的定义是:利用庭院、堰塘、果园、花圃、农场等自然资源和乡村文化资源优势,吸引旅游者,为旅游者提供观光、娱乐、运动、住宿、餐饮、购物等服务的经营实体。
王秀红(2005)所下的定义为:农家乐是指以乡村为背景,以休闲娱乐、农事文化、民俗风情、生态田园风光或特色民居、聚群为主要卖点的旅游形式。
五、乡村旅游与农业旅游、生态旅游的关系
由于乡村历来就是从事农业生产的地方,所以乡村旅游的活动也就与农事难以分割,正是因为如此,农业旅游也就成了乡村旅游的必不可少的供给。实际上就旅游的形式、内容、分布地域来看,乡村旅游所包含和涉及的内容要比农业旅游要广阔得多、宽泛得多,乡村旅游的活动也比农业旅游的活动更成熟,内容更接近自然,分布地域更广泛,因此,农业旅游只是乡村旅游的一个类型。
乡村旅游与生态旅游的关系,笔者认为生态旅游是乡村旅游发展的一个更良好、更高级的层次。相对于时下在全国遍地开花的“农家乐”(以吃农家饭、住农家屋、干农家活、享农家乐、购农家物为主要特色,是乡村旅游发展的初级阶段),生态旅游更强调对乡村资源的保护,它既包涵生态体验类的乡村旅游,也包涵不含生态旅游产品但对生态环境具有积极影响的乡村旅游。
乡村旅游、生态旅游与农业旅游的关系可用下图所示:
A、生态旅游 B、乡村旅游C.农业旅游
参考文献:
[1]舒伯阳:中国观光农业旅游的现状分析与前景展望[J].旅游学刊,1997年,第5期
[2]rw.njau.省略 ,中国乡村旅游网
[3]严艳:陕西安康地区乡村旅游开发初探[J].青年地理学家,1998,No.4