2021-4-9 | 农业生态建设论文
本文作者：张良 陈克龙 曹生奎 苏茂新 闫庭福 卢慧 马进 芦宝良 单位：青海师范大学生命与地理科学学院 国家统计局青海海东调查队
研究区概况与研究方法
青海省东部农业区处在我国黄土高原向青藏高原和西北干旱区过渡的地带,年均气温3℃~9℃,降水量250~550mm,雨热同期,光能充足,其间有大通河、湟水、黄河自西向东流贯。其中湟水流域集中了全省60%以上的人口,约50%的耕地,60%以上的工农业总产值[14],湟水流经的西宁市和海东地区是全省政治、经济、文化的中心和工农业生产基地。本次选取青海省西宁市及海东地区农业生产集中的9个县作为研究对象,分别是湟源县、湟中县、大通回族土族自治县、平安县、乐都县、民和县、互助县、化隆回族自治县及循化撒拉族自治县。湟源县、湟中县和大通回族土族自治县属西宁市管辖,其他6县属海东地区管辖,海拔1600~2900m,主要气候要素随海拔升高,年均温、≥0℃积温、≥10℃积温逐渐降低,降水量逐渐增多。农业生产呈立体布局,农业自然环境表现为垂直地带性的差异[15]。
参考国内外有关生态系统健康评价的各种方法[11,13,16-21],结合青海东部主要农业区县域农业生态系统特点进行筛选,另借鉴农业气象干旱理论及生态系统服务价值理论[22-26],选取适用指标,建立3个层次的农业生态系统健康评价指标体系。第1层次是目标层,即农业生态系统健康综合指数;第2层次是项目层,分别为:活力、组织结构、恢复力、农业生态系统服务价值;第3层次是指标层,由17个评价指标构成(表1)。农业生态系统健康状态分级标准参考相关研究[11,13,16-21],考虑青海东部主要农业区实际特征确定了分级标准,如表2所示。将农业生态系统的健康状态分为病态、不健康、亚健康、健康和很健康5个级别。数据来源本研究所涉及指标值的获取途径主要基于以下4方面:①净初级生产力、干旱指数数据来源为各县气象站2009年的月降水量和气温值,净初级生产力的计算方法参照文献[27],干旱指数计算方法参照文献[24];②土壤保持价值率、水源涵养价值率、气候调节价值率根据生态系统服务价值理论中当量因子法计算得出[25-26];③土壤肥力数据来源为各县农牧业资源调查和区划报告汇集,计算方法参照文献[13];④其它指标数据均来自统计年鉴[31-32],其中粮食生产优势度计算方法参照文献[28]。
评价指标的数据标准化由于各指标的含义不同,指标值的计量单位也不同,各指标的量纲各异。为使各种指标数据进行综合,必须对指标数据进行标准化处理,本文采用极值法[13]。指标权重的确定采用多指标综合评估模型,必须科学、客观地确定各指标的权重。确定指标权重的方法有主观赋权法和客观赋权法两大类。近年来已有学者在评价体系中使用“组合权重”综合主观赋权法与客观赋权法计算评价指标权重[29-30]。本文分别使用熵值法及层次分析法求出权重值,然后得出两者的组合权重值作为青海省东部主要农业区县域农业生态系统健康的指标权重。
结果与分析
根据上述构建的指标体系和评价方法,得到研究区9个县的农业生态系统健康评价结果，结果表明,项目层中,湟中县的活力层和组织结构层指数值最大,分别为0.655和0.745,化隆县的活力值最小,其值为0.020,组织结构层指数值最小的为乐都县,其值为0.336;从恢复力指数看,民和县和平安县的恢复力指数为最大,它们的值基本接近(分别为0.697和0.689),乐都县、大通县和循化县的恢复力指数较低,三县间没有显著差异;系统服务的价值指数上,民和县为最大,其值为0.632,最小为湟源县,其值仅为0.039。目标层的综合健康指数说明,研究区不同县域的综合健康指数在0.300~0.600间变化,由高到低依次为:平安县>互助县>民和县>湟中县>大通县>循化县>湟源县>乐都县>化隆县。根据健康状态分级,平安县处于“健康”状态,互助县、民和县、湟中县、大通县处于“亚健康”状态,处于“不健康”状态的是循化县、湟源县、乐都县、化隆县。平安县农业生态系统综合健康指数处于“健康”状态,但组织结构却处于“不健康”状态。该县干旱指数(逆向指标)评价值很低(仅为0.102),这是造成组织结构评价值低的主要原因。其次该县畜牧业比重评价值也不高,畜牧业比重反映了农业产业结构的多样化,对生态系统稳定性有积极意义。
因此该县在涵养水源的同时也应该依托西宁市,大力发展特色农畜产品,并与湟水流域各县形成产业带。互助县的综合健康指数处于“健康”和“亚健康”状态之间,是唯一项目层评价值均在“亚健康”状态以上的县城,但该县农林覆盖率评价值较低,导致该县处于“亚健康”状态。农林覆盖率在恢复力项目层权重较大,且农业生态系统服务价值也与农林覆盖率呈正相关关系,而该县行政区面积大、地形复杂是导致农林覆盖率不高的直接原因。民和县农业生态系统整体健康状况和平安县类似,受干旱指数影响很大,此外该县最突出的是人口密度问题。民和县人口密度为9县中最大,也是导致“组织结构”层评价值低的重要原因之一。湟中县农业产投比评价值很高,土壤保持、水源涵养、气候调节价值率却较低,系统服务价值处于“不健康”状态。这是导致该县综合健康指数处于“亚健康”的主要原因。大通县的恢复力层和系统服务价值层评价值均不高,粮食生产优势度、单位面积农业机械总动力、农业产投比3项评价值低。可见大通县的农业生产现代化水平较差,导致该县综合健康指数只比“不健康”标准上限高出0.35,处于“亚健康”状态。
循化县组织结构层处于“亚健康”状态,原因是干旱指数(逆向指标)评价值不高。该县活力、恢复力、生态服务价值层均处于“不健康”状态,分别由单位面积农业净产值评价值、单位面积耕地化肥农药农膜负荷(逆向指标)评价值、农业产投比评价值过低造成。湟源县活力层的评价值处于“不健康”状态,生态服务价值为“病态”。该县年平均生物温度非常低,仅为75.4℃,这与当地海拔高、昼夜温差大、平均气温低有直接关系,可见低温对当地农业发展影响巨大。此外,该县“病态”的生态服务价值需引起足够重视,在加大植树造林力度的同时,需改变传统的粗放式经营模式,加快农产品结构调整。不过该县农业技术人员比例评价值为各县最高,可知当地已经着手加大了农业技术投入的力度。乐都县土壤肥力评价值很低,单位面积耕地化肥农药农膜负荷过高,这与该县耕地开垦过渡,施肥不当有直接关系,要想实现该县农业可持续发展,必须调整农产品结构,加大退耕还林力度,在施肥方面应实行平衡施肥,实行有机肥、氮、磷、钾及中、微量元素配合施用。化隆县单位面积农业净产值、净初级生产力、农村居民人均纯收入评价值非常低,直接导致活力层的评价值处于最低水平。此外,化隆县粮食生产优势度、农业技术人员比例和有效灌溉率的评价值也都不高。需要注意的是该县粮食作物种植的规模优势指数为0.707,处于中等水平(最低值为0.645),而效率优势指数却仅为0.676,处于最低水平,这种广种薄收的现象直接反映了生产效率的低下。可见改变该县农业发展现状的当务之急是加大农业技术投入,压缩麦类作物播种面积,加大高原特色农产品发展,走科技兴农之路。