摘 要 采用熵权法-TOPSIS模型法,从农业生态资源状况、农业环境污染与破坏程度、农业生态环境保护力度和农业经济发展水平4个层次对2008—2020年新疆和田地区农业生态环境质量进行评价。结果表明,2008—2020年,和田地区农业生态环境质量总体向好,由差等水平转变为中等水平。和田地区农业生态环境保护方面的工作取得了一定成效,但仍存在一些问题和挑战,需要根据各指标反映的情况采取相应的改进措施,以提高当地生态环境质量。
关键词 农业生态;质量评价;新疆和田地区
中图分类号:X826 文献标志码:A DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.02.036
和田地区位于新疆南端,地处东经79°49′48″~84°35′24″、北纬35°13′12″~39°9′,东西长约670 km,南北宽约570 km,总面积24.81万km2,其中山地面积占1/3左右,沙漠戈壁面积占3/5左右,绿洲面积仅不到4%,且分布比较分散,被分割成大小不等的地块,适宜进行农业生产的土地资源十分珍稀[1-2]。和田地区属干旱荒漠性气候,年均降水量仅35 mm,年均蒸发量则高达2 480 mm,主要气候特点是降水稀少、多风沙、光照充足、热量丰富、昼夜温差大、四季分明。
农业生态环境是指直接或者间接影响农业生产和发展的各种要素的总称,主要包括土地资源、水资源、气候资源和生物资源等,其是农业发展的前提[3]。农业生态环境质量评价是评估农业生态环境状况的重要手段,需要对生物赖以生存和繁衍的环境因素,如土地资源、水资源、气候条件等进行综合考量。
农业生态质量评价对政策制定者和农业生产者具有重要意义。它可以帮助政策制定者识别和量化农业活动对生态环境的影响,为制定农业政策提供科学依据。农业生产者则可以通过评价结果调整生产方式,减少对环境的负面影响,提高农业生产的可持续性。
1 数据来源与数据处理
1.1 数据来源
全部指标数据来源于2009—2021年的《和田地区统计年鉴》《和田年鉴》和《和田地区国民经济和社会发展统计公报》。
1.2 数据处理
共设置农业生态资源状况、农业环境污染与破坏程度、农业生态环境保护力度和农业经济发展水平4个一级指标,一级指标下设置共计23个二级指标。具体指标见表1[4-6]。为了分析不同指标对农业生态环境质量的影响,先对23个二级指标进行处理。
1)根据各项指标对农业生态环境质量的影响,将各项指标分成极大型指标和极小型指标两类[4]。极大型指标是指该指标的数值越大,对农业生态环境质量影响越小;极小型指标是指该指标的数值越小,对农业生态环境质量影响越小。
2)对二级指标的数据进行标准化处理,处理方法为
式中:Xij为经过标准化处理后的二级指标数据值;xij为第i年第j个二级指标的原始数据值;MAX(xij)和MIN(xij)分别为二级指标原始数据值中的最大值和最小值。式(1)为极大型指标的标准化方法,式(2)为极小型指标的标准化方法。
3)确定各二级指标的权重。采用熵值法确定各二级指标的权重,因为熵值法最具客观性。各二级指标权重的计算方法为
式中:Pij为第j项指标下第i个样本值占该指标所有样本值之和的比重;Hj为第j项指标的熵值;n为样本数,n=13;m为二级指标个数,m=23;ω为各二级指标的权重。
在计算过程中,标准化处理后的二级指标数据会存在Xij=0的情况,进而导致Pij=0。对于这种情况,可以直接认定其Hj=0。
4)计算综合得分,公式为
式中:Ei为和田地区调查范围内每年的农业生态质量水平的综合得分,该数值越大,说明当年的农业生态质量水平越高,反之则说明当年的农业生态质量水平越低。
5)质量等级划分原则。参照《中华人民共和国环境保护行业标准》,根据综合指数和相关研究,将和田地区农业生态环境质量和各子系统划分5级[4-5]。具体的等级划分方法见表2[7]。
1.3 TOPISS模型评估
为了进一步验证农业生态环境质量评价结果的准确性,采用基于熵权法的TOPISS模型对2008—2020年
和田地区农业生态环境质量评价指标的变化进行评估。TOPSIS模型又称为“优劣解距离法”,笔者利用SPSSPRO在线分析软件进行数据处理和分析。
2 结果与分析
2.1 各指标权重计算结果
由表3可知,一级指标中,农业生态资源状况权重和农业环境污染与破坏程度权重比较大且结果比较接近。农业生态资源状况的二级指标中,牧草地面积、年平均气温、年降水量权重较大。农业环境污染与破坏程度的二级指标中,污水年排放量、化学需氧量排放量和氨氮排放量权重较大。农业生态环境保护力度的二级指标中,造林总面积权重最大,为0.045 6。农业经济发展的二级指标中,粮食单位面积产量权重较大。
整体来看,各二级指标的权重相差不大,范围基本在0.04~0.05,部分指标如污水年排放量、化学需氧量排放量、氨氮排放量、二氧化硫排放量和粮食单位面积产量的权重略高于0.05。此外,单位面积农业总产值、年日照时间权重较低,低于0.02。
2.2 综合得分情况
由表4可知,2008—2020年,和田地区的农业生态质量综合得分整体呈现增长趋势,农业生态质量综合得分提高了69%。2008—2016年,和田地区农业生态质量综合等级为差,2017—2020年和田地区农业生态质量综合等级为中。整体来看,2019年的综合得分最高,为0.65。
由表5可知,2008—2020年,和田地区农业生态资源状况整体向好。其中,2014年农业生态资源状况较差,原因是2014年有效灌溉率与其他年份相比稍低,年降水量和年均气温与其他年份相比也较低。
2008—2020年,和田地区农业环境污染与破坏程度得分波动较大。2008—2015年,农业环境污染与破坏呈现出越来越严重的趋势;而自2016年开始,农业环境污染与破坏程度得到改善。2020年得分异常降低,原因是2020年和田地区的污水年排放量、化学需氧量排放量和氨氮排放量异常高,污水年排放量是2008年的5.7倍,化学需氧量是2008年的7.5倍,氨氮排放量是2008年的4.1倍,导致综合评价得分较低。
农业生态环境保护力度方面,和田地区2008—2020年整体越来越好。其中,2014年得分突高,是因为2014年和田地区造林总面积和开荒面积较大。
2008—2020年,和田地区农业经济发展水平整体呈现向好趋势,2008年,农业经济发展水平最低,2019年农业经济发展水平最高。2020年,和田地区农业经济发展水平得分排名第4,原因是该年度和田地区粮食单位面积产量较低。
2.3 基于熵权法的TOPISS模型评估结果
由表6可知,采用TOPISS模型的结果与熵权法的结果相似。总体来看,和田地区农业生态质量呈现上升发展的趋势,农业生态质量较差的是2008—2010年,质量较好的是2018—2019年,质量最好的年份是2019年。
3 结论与建议
3.1 整体情况
2020年,和田地区农业生态环境质量处于中等水平。2008—2016年,和田地区农业生态环境质量比较差,农业发展相对落后,农业生态的服务功能不全。2017年以后,随着保护政策的实施,和田地区的农业生态环境质量得到改善,处于中等水平。这一阶段,和田地区的农业生态服务功能虽不完善,但是可以基本运行。农业生态环境质量处于中等水平意味着当前的农业生态环境状况既不是最佳状态,也没有达到严重的恶化程度。这种状况表明,和田地区近几年来虽然在农业生态环境保护方面取得了一定的成效,但仍存在一些问题和挑战,需要进一步努力提升生态环境质量。
3.2 农业生态资源情况
农业生态资源状况的二级指标中,牧草地面积的权重最大,其次是年平均气温和年降水量。根据和田地区农业生态资源状况,可得出以下结论。
牧草地面积权重最大,表明在评估农业生态资源状况时,牧草地至关重要。牧草地为畜牧业提供了基本的生产资料,直接影响畜牧产品的产量和品质。因此,牧草地的保护和合理利用对于维持农业生态平衡和促进农业可持续发展具有重要意义。
年平均气温和年降水量权重较大,说明气候条件对农业生态资源的影响非常显著。气候条件直接影响作物生长周期、产量和品质,同时影响水资源的可用性和分布。适宜的气候条件可以提高农业生产效率,而极端或不稳定的气候条件可能导致农作物产量下降甚至绝收。
牧草地面积、气候条件等指标的高权重可能还暗示了当前农业生态系统的脆弱性。牧草地、气候条件等自然资源的任何不利变化都可能对农业生产造成重大影响,从而影响农产品产量和农民收入。因此,需要对这些关键指标进行密切监测和管理,以减少潜在的负面影响。
综上所述,和田地区政府和农业部门需要更加重视对牧草地资源的保护和合理利用;加强推广抗旱作物品种并重视水资源的合理利用,如建立有效的灌溉系统等,以确保农业生产的稳定性,提高农业生产的韧性。
3.3 农业环境破坏与污染情况
工业污水和生活污水年排放量、化学需氧量排放量和氨氮排放量在农业环境破坏与污染程度二级指标中的权重排名前三位。这些指标的高权重表明和田地区农业生产中水环境污染问题较严重。工业和生活污水的排放量直接影响水体的水质状况;而化学需氧量和氨氮是评价水体污染程度的重要指标,两者的高排放量意味着水体中有机物和氮类污染物含量较高,可能导致水体出现富营养化、缺氧等问题,对水生态系统造成破坏,进而对农业生产造成不利影响。和田地区需要采取加强污染治理、改善环境质量等措施,减少这些影响,保障农业可持续发展[8]。
3.4 农业生态资源保护情况
农业生态资源保护力度的二级指标中,造林总面积权重最大,其次是治理水土流失面积。这表明在生态资源保护中,植树造林和水土流失治理是最为重要的两个方面。因此,和田地区需要重视植树造林和水土流失治理,在保护优质土地资源和生物多样性、维持生态平衡的前提下,才能实现农业可持续发展。
3.5 农业经济发展情况
农业经济发展水平的二级指标中,粮食单位面积产量权重最大,其次是农业机械化率。提高粮食单位面积产量需要采用先进的种植技术和管理方法,包括良种选育、土壤改良、病虫害防治等,以满足人口增长带来的需求。农业机械化率的高权重表明机械化是提高农业生产效率和降低劳动强度的关键因素,因此要加大农业机械推广力度,实现农业的长期稳定发展,为经济增长和社会稳定提供支持。
参考文献:
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(责任编辑:刘宁宁)