都市农业旅游的系统动力学模型研究.pdf

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1、技术经济与管理研究2 0 1 1 年第6 期都市农业旅游的系统动力学模型研究张蓓(华南农业大学经济管理学院，广东广州5 1 0 6 4 2)摘要：都市农业旅游是现代都市农业与旅游业相结合的产物，其可持续发展有利于实现农业增效和农民增收，推进社会主义新农村建设。运用系统动力学的原理和方法，分析都市农业旅游可持续发展各子系统的因果反馈关系，构建都市农业旅游可持续发展系统的系统动力学模型，并以广州从化市都市农业旅游可持续发展为例进行系统仿真，筛选出适合广州从化市都市农业旅游可持续发展的最优模式。通过上述研究。更好地为相关决策者提供都市农业旅游可持续发展的理论依据与应对方案。关键词：农业旅游；可持续发

2、展；系统动力学：模式比较中图分类号：F 5 9 0 7文献标识码：A文章编号：1 0 0 4 _ 2 9 2 x(2 0 1 1)0 6 0 0 2 4-0 4U r b a nS y s t e mD y 衄l n i 鹤M 0 d e Io fA 卵c u I t I l l 咖T o u r i s mi nt h eS t u d yZ H A N G B e i(C o U e 寥o fE c o n 伽d c&M a 岫妒m 鸸s o l I n lC h i 聃A 卵c l l l 衄屯U 幽删t y，G 帆呼h o uG 岫n g d 伽g5 1 嘲2，C h i 聃)A b

3、s t r 霉I n：Ur h 锄a 出t o u r i s mi sac o l I l b i r I e dp r o d u c t 缸粕m o d e mu r b 蛐8 酾c u l t L 鹏曲dt o t I r i 咖，w h i c h 弛a I i z e dt 0i m p r o v ea 鲥c u h u r de 蚯c i e n c y，锄di n c r e a m m Ii l l c o m 铭，蛐dp r o m d I eb I l i：I d i I l g n e w8 i a l i 砒c 叫n n y s i d e S y s 胁d y I

4、 I a l I l i c sm o d e lw 硇鹤t a b l i s h e db y 舳a l y z i n gt l I ec 叫s a ll pd i a g m m 明dB t o c k 舳dn d wd i 8 9 咖10 ft 地s u s t a i l l a b l ed e v e l o p m e n ts y s t e m0 fu r b a na t o u r i 8 m O nt l l eb 舾i s0 fB y s t e md”锄i c 咖)d e E n g 雏d8 i m 幽，t I l eo p d I I l a lm o d e

5、f 叫叭出l i I l a b l ed e v e L 叩m e n to fu r h 明a 酣唰咖i nC 0 n g I l mD i m i c to fG u 蛐弘h 叩C 蚵w 船p u tf 拥a r d r 1 1 l r 叫g l lt I l i s 崩舢曲，b e rt l I 枷c a lb 弛i s 舳dD 嗍p 伽叩d sf o r 蛐8 t a i n a b l ed e v e k p m e n to fu r b 粕a 鲥咖r i s mw 鹬p r 0、r i d e dt ot l I e 他l e v 舳td e c i 8 i o n 咖I l

6、【哪1【e yw o r d s：A 咖c u l t I l r a lt o u r i s m；s u 8 t a i n a b l ed e v e l o p m 朗t；S y 8 t e md y l 姗i c B；M 0 d ec 鲫耻I r i 蜘都市农业旅游是都市农业生产与现代旅游业相结合的农业旅游模式，即将都市农业资源转化为旅游产品，以都市农业生产经营模式、农业生态环境、农业生产活动等来吸引游客的新型旅游方式。近年来，都市农业旅游在上海、北京、成都、广州等大城市迅速发展。然而，实践中仍存在资源缺乏整合、文化保护不足、环境破坏严重、综合效益不高等问题。究其原因，主要在于缺乏

7、整体规划和系统开发，未能兼顾到经济效益、社会效益和环境效益的均衡协调，因此，都市农业旅游必须走可持续发展的道路I I l。都市农业旅游可持续发展是一个“经济一资源一社会”的复合系统。一方面，都市农业旅游的可持续发展优化农村产业结构，转移农村剩余劳动力，促进农民增加收入。另一方面，都市农业旅游的可持续发展有利于保护农村生态资源，美化城市环境，缓解城市旅游景点压力。此外，都市农业旅游可持续发展促进城乡经济、社会、文化的相互渗透，从而带动农村基础设施建设，改善农民生活环境，提高农民文化素质。都市农业旅游可持续发展必须充分整合各种资源，制定促进产业经济、资源环境、社会文化协调发展的总体战略规划。一、都

8、市农业旅游可持续发展的系统结构分析都市农业旅游可持续发展是一个复杂巨系统，包括产业经济、资源环境、社会文化三个子系统，各子系统之间存在复杂的、非线性的因果循环关系，任何一个子系统的变化均会导致信息在各个子系统之间来回反馈，从而引发其他要素发生相应变化，其共同形成系统整体的行为和过程。因此，从定性角度研究各个子系统的因果循环关系。是系统动力学建模的前提和基础。1 产业经济子系统可持续发展的首要原则是发展原则。都市农业旅游可持续收稿日期：2 0 l o _ l l l l基金项目：华南农业大学国家重点学科“2 1 l 工程”三期建设招标项目；华南农业大学校长基金项目作者简介：张蓓(1 9 7 8

9、一)，女。广东罗定人博士。主要从事农业旅游、农产品市场营销研究。2 4 万方数据都市农业旅游的系统动力学模型研究发展要求实现都市农业和旅游业的产业经济可持续发展，离开经济效益而孤立的追求环保效益，或忽略经济效益而一味强调社会效益，都将失去现实意义。都市农业和旅游业的产业效益持续增长为可持续发展提供了物质和资金保障。基于上述定性分析。得出产业经济子系统的两个主要因果反馈关系，即都市农业旅游产业发展的增强回路和都市农业产业发展的增强回路，其分别是：(1)都市农业旅游收入一第三产业增加值一国内生产总值一固定资产投资一旅游业投资一旅游餐饮服务企业基础设施一农业旅游接待人数一都市农业旅游收入；(2 浓业

10、总产值一第一产业增加值一国内生产总值一固定资产投资农业总产值。2 资源环境子系统都市农业旅游可持续发展需要强调资源合理利用和环境保护。一方面，资源环境子系统为产业经济子系统提供资源，农业旅游产业的增长必将不断消耗农业旅游资源，使得资源数量不断减少；另一方面，资源环境子系统不断接收旅游活动所排放的废弃污染物和有害物质，使农业旅游区的环境质量水平趋于下降。如果控制不当则反过来影响产业经济的持续发展。基于此，得出资源环境子系统的5 个主要因果反馈关系，其中前4个是都市农业与农业旅游产业发展对农业旅游景点的加强因果关系。最后1 个是都市农业旅游产业发展而使资源环境恶化的调节因果关系，其依次是：(1)农

11、业总产值一第一产业增加值一国内生产总值_ 财政收入一财政支出一农林水利与环境保护支出一自然保护区与生态示范区面积一农业旅游景点面积；(2)农业总产值一第一产业增加值一国内生产总值一财政收入一农业综合开发支出_+都市农业示范区面积一农业旅游景点面积；(3)都市农业旅游收人第三产业增加值一国内生产总值一财政收人一财政支出一农林水利与环境保护支出一自然保护区与生态示范区面积一农业旅游景点面积；(4)都市农业旅游收入一第三产业增加值一国内生产总值_财政收入一农业综合开发支出一都市农业示范区面积一农业旅游景点面积；(5)都市农业旅游收入第三产业增加值一国内生产总值_+固定资产投资一旅游业投资一农业旅游接

12、待人数一人均面积旅游接待人数一环境污染一农业旅游景点面积。3 社会文化子系统都市农业旅游产业经济增长带动了农民就业、增收，并提升了社区居民的文化素质，都市农业旅游所产生的社会效益迸一步推动都市农业旅游产业经济的增长。由此，得出社会子系统的弼个主要因果反馈关系，一是农村教育文化水平对都市农业旅游产业发展的增强回路，二是都市农业旅游产业发展与农民人均纯收入之间的增强回路。其分别是：(1)都市农业旅游收入一第三产业增加值一国内生产总值一财政收入一财政支出一教育文化支出一乡村人文教育水平一社区居民和旅游者满意度一农业旅游接待人数一都市农业旅游收入；(2)农业旅游收入一第三产业增加值一国内生产总值一固定

13、资产投资一旅游业投资一旅游餐饮服务产值一旅游餐饮服务企业劳动报酬一旅游餐饮服务企业人均劳动报酬一农民工资性收入一农民人均纯收入一农民生活消费支出增加一农民文化教育消费支出一乡村人文教育水平一社区居民和旅游者满意度一农业旅游接待人数一农业旅游收入。4 产业经济一资源环境一社会文化的耦合系统综上所述，都市农业旅游可持续发展系统是由产业经济子系统、资源环境子系统和社会文化子系统耦合而成的复合系统，耦合因果循环图综合反映了都市农业旅游可持续发展的经济影响、环境影响和社会影响之间的相互作用机理蚬图1)。图l 都市农业旅游可持续发展因果关系图二、都市农业旅游可持续发展的系统动力学建模1 案饲区选择及数据来

14、源从化市地处广州北部山区，自然生态休闲度假旅游资源丰富，区位优越、交通方便且拥有全国最大、出游人数最多、人均消费水平最高的广州和珠三角旅游客源市场，为都市农业旅游开发提供了优越条件。从化市现代都市农业示范区数量与都市农业旅游景点数量均位居广州第一，在广州市“东进、西联、南拓、北优”城市发展战略大框架下，从化市是广州都市农业发展的重要区域，也是广州都市农业旅游的集聚之地。本文着重分析近几年广州从化市都市农业旅游可持续发展的变化情况，历史数据涉及2 0 0 0 一2 0 0 8 年，数据涉及经济、社会、资源、环境各个领域，资料来源于：广州市统计年鉴(2 0 0 1 2 0 0 9)、广州年鉴(2

15、0 0 0-2 0 0 8)、从化年型(2 0 0 0 一2 0 0 8)及广州从化市政府公布的历年政府工作报告、国民经济和社会发展统计公报与统计资料，另有部分数据来自于广州市旅游局等单位的访谈记录及调研报告。为了便于比较，对数据进行了无量纲处理，得出各指标的标准化值，即年际间指标值的比值。2 系统交量和指标确定的原则都市农业旅游可持续发展系统涵盖的因素众多、结构复杂，用于描述系统行为和趋势的变量繁多。使建模和仿真难度较大。因此，本文在抓住关键因果反馈变量的基础上，减少指标数量，确保系统模型的可操作性。系统变量和指标的确定原则如下：(1)精简原则：在保证实现研究目的的前提下，选取对结果产生影响

16、的关键指标，去除中间指标，保证模型的结构清晰。(2)薄弱环节原则：都市农业旅游可持续发展系统受到其最为薄弱环节的制约，如果薄弱环节的相关条件得不到满足，其他优越条2 5-万方数据技术经济与管理研究2 0 1 1 年第6 期件就无法得到有效利用。因此，充分考虑案例区的薄弱环节，并赋之以若干指标。(3)可得性原则：选择可量化的、可通过查找统计资料或实地调查而获得数据的指标，力求做到量纲量级完整。3 系统动力学模型的建立在产业经济子系统中，选择都市农业旅游收入和农业总产值作为主要状态变量，其分别反映旅游经济效益和农业经济效益，共同确定了产业经济子系统的主要运行状态。速率变量是与水平变量对应的都市农业

17、旅游收入增量和农业总产值增量。辅助变量包括农业旅游接待人数、人均农业旅游消费、第一产业增加值、第三产业增加值、第一产业中间投入、国内生产总值、全社会固定资产投资、农业投资率、旅游业投资率、旅游餐饮服务企业基础设施等。在资源环境子系统中，选择都市农业旅游景点面积作为主要状态变量，其反映都市农业旅游与生态资源和环境污染之间的作用机理。速率变量是都市农业旅游景点面积增量和都市农业旅游景点面积减量。辅助变量包括都市农业示范区面积、自然保护区与生态示范区面积、财政收人、财政支出、农业综合开发支出、农林水利与环境保护支出、人均面积旅游接待人数等。在社会文化子系统中，选择农民人均纯收入和农业人口作为主要状态

18、变量，其反映都市农业旅游经济对农民增收和农村人文教育水平的提高。速率变量是农民人均纯收入增量和农业人口增量。此外，辅助变量包括农村从业人员、第三产业从业人员、旅游餐饮服务从业人员、农业从业人员、农业人口增率、旅游餐饮服务企业产值、旅游餐饮服务企业劳动报酬、旅游餐饮服务企业人均劳动报酬、农民工资性收入、农民家庭经营收入、农民生产性投资支出、农民生活消费支出、农民文化教育消费支出、教育文化支出、乡村人文教育水平等。在都市农业旅游可持续发展因果关系图的基础上，以2 0 0 4年作为系统仿真模拟的基期，以2 0 0 0-2 0 0 8 年的历史数据为基础进行系统动力学模型拟合(见图2)，并通过趋势外推

19、法、算术平均法、回归分析法等方法确定系统模型的原始参数删，共构建了5 5 个函数关系式。4 系统模型的调试与检验对都市农业旅游可持续发展系统动力学模型的结构和参数2 6 进行检验，以保证模型结构与实际系统相符合。为此。对广州从化市都市农业旅游2 0 0 5 2 0 0 6 年的发展情况进行仿真，以检验模型的有效性。模型检验结果如表1 所示。从历史检验结果看，系统模拟的结果与广州从化都市农业旅游发展实际状况基本一致，平均误差介于-6 5 3 1 2 9 0。从总体上看，系统模型的行为较为真实的反映现实系统的情况，拟合的精确度较高，可用于系统模拟仿真。表1 都市农业可持续发展系统动力学模型检验结果

20、2 0 0 52 0 0 6平均变量仿真值误差仿真值误差历史值历史值误差都市农业旅游收入9 6 6 9 4 21 0 4 5 0 07 4 7 1 2 0 2 9 81 2 9 0 0 06 7 5 7 1 1 农业总产值1 1 5 9 3 71 1 6 8 9 80 8 2 1 2 9 9 9 71 3 0 0 8 90 0 7 0 4 5 农业旅游1 3 5 3 51 4 0 2 33 4 8 1 8 6 3 6 41 5 2 3 62 2 3 2 1 2 9 0 景点面积农民人均纯收八4 8 5 0 1 64 6 9 33 3 5 5 3 4 5 85 0 8 05 2 3 4 2 9

21、农业人口4 1 2 3 6 14 0 8 4 0 0O 9 7 4 1 3 9 2 84 l l l o oO 6 9 O 8 3 农民人均生活消费支出4 3 0 2 8 73 8 0 l1 3 撕4 5 2 6 4 74 5 2 0o 1 4 6 5 3 农村从业人员2 3 5 3 6 62 3 1 0 2 4一1 8 8 2 3 8 0 0 42 6 2 4 7 49 3 2 3 7 2 自然保护区与生态环境示范1 1 8 2 2 21 2 7 5 77 3 3 1 4 7 5 4 41 3 9 7 4，1 35 5 8 6 4 6 区面积农业旅游接待人数2 3 9 3 3 2 4 2 4

22、 1 0 0 0 0O 6 9 3 9 3 4 2 3 4枷9 03 7 8 1 5 5 固定资产投资3 1 2 3 2 23 2 9 6 8 95 2 7 3 4 2 3 4 23 9 9 0 5 61 4 2 l 9 7 4 三、都市农业旅游可持续发展的系统动力学仿真1 系统模型调控变量的确定确定调控变量是进行系统仿真的前提。选择旅游投资率和农业投资率作为产业经济子系统的调控变量；选择都市农业旅游接待人数和农林水利与环境保护支出作为资源环境子系统的调控变量；选择旅游餐饮服务从业人员和教育文化支出作为社会文化子系统的调控变量。2 系统发展模式的模拟仿真都市农业旅游可持续发展系统从低级到高级、

23、从不成熟到成熟的演进过程中，必然面临不同路径的选择问题，表现为系统整体的发展模式。都市农业旅游可持续发展可分为五种模式，其依次是：传统型发展模式、产业经济高效型发展模式、资源环境保护型发展模式、社会文化兼顾型发展模式以及经济一资源一社会协调发展模式。(1)传统型发展模式传统型发展模式(简称T 模式)是指对都市农业旅游可持续发展系统不加以政策干涉，对各个子系统中的所有参数都不加以改变，在计算机上运行仿真实验，得到系统自2 0 0 4 2 0 2 0年的动态变化，并以此来设计产业经济高效型、资源环境保护型、社会文化兼顾型、经济一资源一社会协调型发展模式的调控参数。(2)产业经济高效型发展模式产业经

24、济高效型发展模式(简称I E 模式)是指突出都市农业旅游的产业地位，以产业经济规模和效益为首要发展目标，着重发挥产业协同发展效益。为仿真产业经济高效型政策，在假定其他调节变量不变的前提下，增强产业经济子系统中的反万方数据都市农业旅擗的系统动力学模型研究馈同路，提高都市农n 投资阜自都r H 农业旅辨投资牢“宴理产址经济子系统蚺优先发展，(”责*#境镕p 型发展#式赘耀环境保护删发展模式(简称R E 梗式)是指重观生态资埠的台理利用，加大环境保护力廑“贺潍环境效益作为首蔓盐腮目标，若前越陌懈#农业旅游对资睬环境舯良n 响。在牲定菸他州节变盈水变的前提下将资源环境r 系缱中的反馈环作用增强在加大农

25、林水利与环境侏护支出的同时适当控制拓市农业雕游接待人数的增加H 实现资源环境子系缝的优先麓展。(4)社喜i 化蓉目|盅展模式柑击丈化兼顷蟛发展横砖(简韩：模式J 是揞重点考虐扩大农R 就业农K 增收目农R 人文寨质提升等删鼯“社会福利和女化素质的提升作为目耍发展n 标，若最班挥都市农n 旅游对社居R 牛恬水平和丈咧程虞的韫高。假定扎他诲廿童量不韭提高旅游餐馈腰务从业人员人散同时F 大教育文化土m，H 实现社会文化子系统的优先发艟。(5)&济一费*一社协*展模式经济一资源 t 金协阐发屉模式(俯弥咖s 模式1 是指同时推进产4 k 经济子系统资酥环境子系缱和 t 会立化子系缱的盘腱既蛰宴瑾都市农

26、业和农性推讲的济姓益Z 嚣发挥都市农营旅排对资蔼环境自壮台丈化的促进忭蝌做刮统筹兼顾、均街坼月。社会文化蒹展喇发展模式是指同时髑节=个子系统的弭控变量“实理都市农业推辨可持续发展的整体最优。3 基于仿真结果的寰晨模式符连过对税察不问发艟模式F 各主璺状态变量的仿真结果f 见翻3)，对都市农n 旅游可持续发展的模式进行筛选。i 季i 匿寓?一一一j 撩j j。97 一。黯搿女。n 瞅*，4 E H 蝌)I)产m*&统口鼻镕i m#口折埘P n M 济子系缱在行种懂置f 进行仿班成测器I f i 农业旅游收 和农业总产值在2 0 0 扣2 0 2 0 l。的崔化如势，结果表明庄舢一2 0 F 问住

27、T 嗅式和R E 楼式F 鄢市农业旅赫收 靛件水平W 对较低增妊平缓在l E 模式和s c 模式下郭l“农札旅游收 整体虐f 较高，在2 0 1 4 年“后小现鞍驯姓豹坩妊态势；在R s 模式下，筛I 农“旅游收 增世建纠2 0 1 2 午选到相对高峰之后m m 渡动i 2 0 1 6 年前后将再次增长但速度柯对艘缓。在2 4 2 I】2 0 年问农q P 总产伉在H 种模式T 均呈理出递增的发展卷势碡发展承毕从低到高依次屉T 模式、】E 模式、n E 模式，s c 模式和E R s 模式。其中农业总产值在E R s 型发展模式下一A 悼持轻高的增长连度，(2)贵4*境十*#真 较9 折对资源

28、环境子系统在各种模式下进行仿真观测啦业旅钟景点回税枉2 4-如衅的变化趋势。结果表明在2 4 五0 2 0年间，住倬式下，农业旅游昔点面#埔长十分缓慢；在I E 模式下农惶藤排嚣点面积在2 0 惦一2 0 1 0 年蝌有着明显的增M，在加1 0 _ 2 0 1 4 年问发展平缓如J 4 年开始将出现迅速增长柱肛横式下，农业旅游翳自面积呈现出捂对均匀的发展盎势，疰s c 模式F 农业旅游景点面积在加1 2 年之前增长1 分轻慢直 2 0 1 2 年“后m 现较大幅度的增长在E H 啦式F 农业旅辩撩点面帆柑对其他模式一直保持着较高的水平和较大的增幅加1 4 年开始农业旅游辣点面积迅速增长，到2

29、0 1 s 年选到较高水牛“后将域半稳。(3)社套t 化 n 口真#秉较9 祈，t 杜会文化于系缱杠各种模式下进秆动忠仿立理耐农畦人均纯收人在2 4 2 0 2 0 年的变化趋势仿扛结果表明在0 吣扣2 0 2 0 年问在1 慎式I I=模式#R E 模式下农民人均纯收 i 理m 大鳢嗣曲发展承平自发祷趋势：在s c 模式F 农K 均纯收 的发展水平相对略高而在E h s 幢式F 农陀人均纯收 保持着较大的增长幅度到2 0 1 4 年曲后增长速度m 愀，2 0 1 8 年“后增长鞍为迅速。综t 所连E R s 模式 经济一资徘一社会协调型发展模式有利f 实现都市农业旅游可持续发展的档体最优足广

30、州扶化市都l 农业旅游持续发展的理慰模式雁掣未来膻在促进都市农业旅游产业经济可持续的同时加大资酥 境保护度，将都市农业旅游接待 数控翩拄环境哌载力m 内同时扩大农就n 和提高农R 素质，“实理r 州从化市都市农业旅游产业济、资橼环境与社会文化的悱州发J 自。四、结豪语基于系统动力学的理沦与方磕分析r 都市班_ t 旅擗可持续发脱系统的田粜反馈站掬曲建丁都市农业旅游n f 持续发*的系统动力学横$从产业女济货积环境，社会史他=方面对广州从化市2 呻4 2 位。年都市我啦旅游i f 持续发展驶卷进行撵捌螗立，埔廿埔挣歧靖变量得出f 统w 产业经济离翦d资潍环境髁护型、十t 台文化兼顾与经济一资源一札台协目种批摸武站粜寰明经济资埠一社会协渊发展梗式冉利f 宴聪舞院整体地忧是广州帆化f 部H 农_ k 旅游W 持续发展的瑚越模式通过述研究电好地扯m 芷挑袭冉挺 器r f f农业旅辑可，续发R 的坪沧依据b 应j f 冉案【考女lJ*gJ w s R k*r K“n 镕*日*镕*l 诎n 贲*K 2 啪3 娴4 2 埘1 2 I “*2 n#K*#*5 M m H#m*“r 4*B$2 自m ：m，I 晰1 q 自7 一7 7 4w q 口十同+k 平字s D 授K 蛳*蛾*划十血1 T W 月&q 女2 m 1 2)1 3 一1 8霪一蜜一万方数据