县域农业生态环境质量动态评价及预测

分类：论文范文 发表时间：2020-12-29 10:52

　　摘要：全面客观地评价和预测区域农业生态环境质量状况及发展趋势，对于维持农业可持续发展和生态平衡具有重要意义。基于2001－2010年临汾市尧都区农业生态环境质量相关数据，从农业自然环境状况、农业生产投入和农业生态环境响应3个方面构建农业生态环境评价指标体系，运用主成分分析法对评价指标进行了筛选，并采用灰色系统GM(1,1)模型对临汾市尧都区未来农业生态环境状况进行预测。研究结果表明：尧都区农业生态环境质量综合指数总体呈上升趋势，质量等级从2001年的“差”变为2015年的“优”；尧都区农业生态环境质量状况空间差异明显，不同乡镇由于社会经济发展水平、农业发展方式、农业生态保护力度等因素不同，导致全区农业生态环境格局分布的差异性以及空间演化的异质性；农业生产投入子系统对农业生态环境质量的变化影响最大，表明了人类活动对农业生态环境质量变化的显著影响；针对农业生态环境质量不同影响因素的作用力度，尧都区应该开展植树造林活动以提高林地指数,根据区域水资源承载力状况合理加大水资源开发力度,改善农田排水系统，逐步加大生物农药施用量的比重。农业生态环境质量动态评价及预测研究能够有效地反映生态环境质量的演变趋势，为区域农业可持续发展和农业生态环境建设提供一定的决策参考。

　　关键词：生态；农业；模型；评价；预测；时空变异

　　0引言

　　农业生态环境是一个由社会经济、自然和人类活动组成的复合系统[1-2]，它是农业生产和发展的基础，农业生态环境质量的优劣不仅关系着农业可持续发展，更影响着人类生活环境[3-4]。随着社会经济的发展和人类进步，人类活动对农业生态环境的影响日益显著，农业生态环境质量也处于不断的动态变化之中，既有朝着有利方向的发展，也有不断恶化的趋势。因此，开展不同区域农业生态环境质量评价及其动态变化研究显得十分必要[5]。只有全面客观地掌握区域农业生态环境质量的基本情况，并对未来的发展趋势做出合理判断，才能有效地制定与农业生态环境状况相符合的政策措施，维护农业可持续发展和生态平衡。农业生态环境质量评价得到了学界的广泛关注，国外学者侧重于对替代方法、指标相互作用、模型选取及影响机制等方面的研究[6-10]；国内的研究较多地关注了社会、经济效益的评价，弱化了生态环境的作用[11-15]，忽视了对农业生态环境质量时空变化的分析。农业生态环境质量评价的方法与模型较多，目前较多采用权重评价方法（综合指数法）[16]、模糊综合评价法[17]、灰色综合聚类法[18-19]、层次分析法[20-22]、投影寻踪模型[23]、神经网络评价模型[24-25]以及基于遥感和地理信息系统的多源数据分析模型[26-28]等。但是，目前的大多数研究主要集中于定时、定区域研究，缺乏对农业生态环境质量的动态变化分析及对未来发展趋势的预测。

　　1研究区概况与评价指标体系构建

　　1.1研究区概况

　　临汾市尧都区位于山西省南部，临汾市中部，地处临汾盆地中央。地理位置介于东经116°05′～111°48′，北纬35°35′～36°20′之间。南北宽47.5km，东西长66.5km，总面积13073808hm2。尧都区地形由西向东依次是山地、河谷盆地、丘陵三大地形区相间排列，南北纵贯，大部分地区海拔在400～1700m之间，境内地形起伏较大。全区下辖19个乡镇，总人口94.4万人，其中农村人口37.3万人，占总人口的39.51%。全区土地资源丰富，土地类型多样，为全省社会经济的发展及生态建设提供了重要的物质基础。随着经济的迅速发展和城乡生活方式的极大改变，耕地不断减少，人口相对集中，农业污染日益明显，全区农业生态环境面临一定的压力，虽然尧都区不断加大农业生产投入和环保力度，但农业生态环境状况仍不可忽视。尧都区作为山西省南部重要的经济中心，其农业生态环境质量状况对于临汾地区乃至山西省维持生态文明形式下的农业可持续发展具有重要意义。

　　1.2农业生态环境质量评价指标体系构建

　　1.2.1指标选取

　　由于农业生态环境质量是1个复杂系统，其评价指标体系必须覆盖农业生态环境的各个方面，且能够有效地反映农业生态环境质量动态变化。依据指标选取的完备性、主导性、相对独立性、动态性和可操作性等原则[29]，结合数据的可获得性，本文尝试从农业自然环境状况、农业生产投入和农业生态环境响应3个方面选取评价指标，初步选取了30个评价指标。评价指标的数据主要来源于临汾市统计年鉴（2001－2011年）、尧都区统计年鉴（2001－2011年）、土地变更调查（2000－2011年）、尧都区土壤志、农业普查资料等统计资料和实地调查资料。农业自然环境状况可以认为是农业生态环境质量在自然界系统影响下所处的状态，农业生产投入可以认为人类的生产活动对农业生态环境质量的影响，农业生态环境响应可以认为是农业生态环境质量在自然和人类共同影响下的变化趋势。

　　1.2.2权重确定

　　确定评价指标权重可以采用特尔斐法、层次分析法、熵权法等方法，但是特尔斐法和层次分析法人为主观性较强，本研究运用熵权法来确定各评价指标的权重，并采用信息熵的概念来描述指标权重，减少了不可控因素引起的不确定性，具有科学公正和无偏好的优点。

　　2预测方法及评价过程

　　考虑评价指标值变化的模糊不确定性，本研究采用灰色系统GM(1,1)模型对农业生态环境质量评价指标2011－2015年的变化值进行预测，进而达到县域农业生态环境质量动态评价的效果。

　　3结果分析

　　运用上述评价方法计算临汾市尧都区2001－2010年农业生态环境质量综合指数和各评价子系统的综合指数，将各子系统综合指数作为预测基础数据，运用灰色系统GM(1,1)模型预测未来5a的值。（表3）预测过程中经过多次残差序列分析，运用后验比和小误差概率对模型进行检验，直至满足预测精度要求为止。

　　4讨论

　　通过动态评价过程可以看出，农业生产投入子系统对农业生态环境质量的变化影响最大，表明了人类活动对农业生态环境质量变化的显著影响。农业自然环境状况是农业生态环境的重要组成部分，但是由于受到地理位置、气候条件等自然因素的限制，短期内难以显著改变。农业生态环境响应可以看作是在自然条件和人类活动的共同影响下，农业生态环境质量的变化趋势，农业生产投入等人类活动仍然是变化的主导因素。

　　5结论

　　本文从农业自然环境状况、农业生产投入和农业生态环境响应3个方面构建农业生态环境评价指标体系，运用主成分分析法对评价指标进行了筛选，并采用灰色系统GM(1,1)模型对临汾市尧都区未来农业生态环境状况进行预测，在此基础上对尧都区2001－2015年的土地生态安全状况进行了动态评价。研究结果表明尧都区农业生态环境质量综合指数总体呈上升趋势，质量等级从2001年的“差”变为2015年的“优”。尧都区农业生态环境质量状况空间分异明显，不同乡镇由于社会经济发展水平、农业发展方式、农业生态保护力度等因素不同，导致全区农业生态环境格局分布的差异性以及空间演化的异质性。

　　[参考文献]

　　[1]苏艳娜，柴春岭，杨亚梅，等.常熟市农业生态环境质量的可变模糊评价[J].农业工程学报，2007，23(11)：245－248.SuYanna,ChaiChunling,YangYamei,etal.Variablefuzzyassessmentonagriculturaleco-environmentalqualityofChangshuCity[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE),2007,23(11):245－248.(inChinesewithEnglishabstract)

　　[2]石辉，刘世荣，孙鹏森.森林植被对农业生态环境的调控机理评述水土保持研究[J].水土保持研究，2004，11(3)：31－36.ShiHui,LiuShirong,SunPengsen.Themechanismofforestryadjustingandcontrollingagriculturaleco-environment:areview[J].ResearchofSoilandWaterConservation,2004,11(3):31－36.(inChinesewithEnglishabstract)

　　[3]唐婷，李超，吕坤，等.江苏省区域农业生态环境质量的时空变异分析[J].水土保持学报，2012，26(3)：272－276.TangTing,LiChao,LüKun,etal.Temporalandspatialchangeoneco-environmentqualityofregionalagricultureinJiangsuprovince[J].JournalofSoilandWaterConservation,2012,26(3):272－276.(inChinesewithEnglishabstract)

　　作者高奇，师学义※，张琛，张美荣，马桦薇

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