全 文 ：第 8卷 第 3期
2 0 0 0年 9月
生 态 农 业 研 究
Eco—agriculture Research
No．3
2 0 0 0
河北省中南部农业环境承载力研究 *
一
堡二丝 塑查壁 一
占j一善 ‘中国科学院石家庄农业现代化研究所 石家庄 。 o0 <{舅{
X／7／ ／
摘 要 以环境承截力理论 为基础，建 立 了河北省 中南部 5地 区的农业环境承载力指 标体 系，并
用综合加权的方法进行评价舟析，与理想指教和警戒指数进行比较。对 区域的生态园素、抗兜能力
和农用化学物质施 用强度进行定量舟祈 ，以表征谈区可持续发展 的能力。
关键词 农业生志 环境承载力 评价
— — — — 一 ‘ — — — — ～ ， 一
Study olt the agrlculturml environmental bearing capacity In the m id—south parts of Hebe i Province．
Cheng Yisong，Hu Chunsheng(Shijiazhuang Institute of Agriculturat Modernization，CAS，Shiji—
azhuang 050021)tEAR，2000．8(3)：63~ 66
Abc~tract Based on the theory of environmental bearing capacity，the index system of agro envi—
ronmental hearing capacity in the mid—south parts of Hebei Province Wag established and a compre
hensive assessment with heretical weight methods was carried out．Meanwhile，they are compared
with ideal index and aterm ess index．Quantificationa]anatysis WaS made with regional capacity for
developingtresisting disaster and usage intensity of agricultural chemical product tto indicate SUS—
tainabte developing capacity in this region．
K words Agro—ecology，Environmental be aring capacity，Assessment
环境承载力以环境一经济系统为研 究对象，在环境与人类活动之间建立联系桥梁 ，反映系
统总体支持能力和质量状况 。农业环境承载力研究强调农业资源、环境及技术支持能力的协
调 ，为挖掘地区发展潜力 ，改善农村开发条件和农村生态环境寻求有效途径。河北省中南部包
括石家庄、衡水、沧州、保定、邢台 5地区，该 区地域广阔，地貌多样，耕作历史悠久，平原面积
大 ，农业生态类型齐全且差异性大，区域性明显。农业水利化设施和机械化装备较齐全，农业经
济发展有良好的基础条件和势头 ，但同时存在水资源短缺 ，地下水超采 ，森林覆盖率低，耕地减
步 ，土地肥力下降，污染严重等不利条件和隐患。
l 农业环境承载力指标体系
I．1 指标体系构建原则与组成
环境承载力是环境系统功能的外在表现 ，反映人类与环境相互作用的界面特征。要将其
运 用于实际工作t没有现成的简单模型予以量化 ，因为目前不能直接得出其函数表达式 ，所 以
· 澳太利亚国际农业研究中心(ACIAR)资助项 日(I WRl／95／oT)~ql 九五 中国科学院资源与环境重 点项 日(KZ952一
s2—232)部分研究内容
收藉 日期：1999—04·13 改回日期 ：1999—08—31
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64 生 态 农 业 研 究 第 8卷
农业环境承载力
指 标 体 系
r气候；水 热 指 (0．
统馔 鞋
t生物 森 林 藿 盖 卓(0．
{弪 济 密 麈【O．
『城 镇 化 水 平(o．
社台经 济发展J人均国民生产总值(o．
(0．24) I文 化 素 质
l农 民 人 均 纯 收 入(0．
I农村 劳动 生 产率(0．
L环境保护投资 比例(仉
r人 均 耕 地 面 积(仉
l机 械 化 水 平(0．
资源开发 利用 J粮食耕地面积单产(o．
(O．24) 1土 地 生 产 辜 (O．
J灌 溉 保 证 系 数(O．
L水 资 源 开 采 系 数(O．
要t』矗 赫 誊 ⋯ 【
地 面 水 污 染 指 数(仉43)
r废 水 {聿 放 强 度(0．14)
l废 气 排 放 强 度(0．06)
环境 害J 誉誊 一⋯ I
受 情 (0．I6)
I水 土 流 失 率 (O．15)
L农用灌水超标指数(O．I8)
图 1 农业环境承载力指标体系与袒t
Fig．1 Diagram ol index system of agricultural environmental
bearing capacity and the w ight for analysis layer
1．2 分指标的标准化处理与理想指数、警戒指数
采用指标体系来间接加以表达 。
农业环境承载力指标体系是 由一组反
映农业环境对农业经济开发活动总体支持
能力的指标构成的有机整体，是对环境承
载力质的规定性 的表现，因此应遵循科学
性原则，从整体环境把握农业环境承载力
的实质 。农业环境不仅是农业生产的基础 ，
也是农业经济活动的必要物质条件和污染
物的承受者{遵循完备性原则 ，全面反映农
业环境承载力 的内涵 ，不能遗漏任何一种
体现农业环境承载 力的质 的规 定性 的指
标 ；遵循可量性原则，要求把所有指标转化
为相对于农业环境特点和农业经济发展的
量化指标，以便于相互间的加权和比较。环
境承载力是一多维 向量 ，其每一分量又可
能由多维指标构成。本研究在充分收集资
料的基础上 参考各种农业区划和农村环
境质量评价指标体系及区域研究工作，用
层次分析法建立了农业环境承载力指标体
系 ，井广泛征求咨询专家意见，确定指标体
系组成(见图 1)。
为便于分指标间的加权和 比较 ，将原始数据值和一个参考值 比值作为每一分指标的指数
值进行标准化处理 参考值的设定方法有 3种 ：一是国家正式颁布的标准或地方标准，如环境
质量的指数值；二是地区近期或远期的目标值，如经济类指标；三是相对比较值，如人口密度。
环境承载力有其理想指数和警戒指数 。理想指数指环境系统处于最佳或理想状态时的环
境承载力指数值。此时环境与经济协调发展，可满足可持续发展的需要。文中采用国家统一颁
布的标准值或当地公认的目标值表示，因为这些值间接地表示了人们可接受的环境状态，这是
一 种简化的环境承载力理想指数值选取方法。环境承载力警戒指数指生态系统逆化演替、环境
质量退化和恶化、环境一经济系统的稳定性、缓冲力、生产力及调控力都不能维持，可持续发展
出现严重障碍，这时的环境承载力指数值称为警戒指数。在计算琦：境承载力警戒指数时受主观
和客观因素的影响，本文以当前的发展水平和现实的经济状况相对于理想指数加以比较
2 农业环境承载力空间分异
2．1 指标投重确定及评价
经过理论分析和经验判别 ，将农业环境承载力指标体 系分为 5个分折层次 ，通过相关分
析、筛选确定了 29个分指标 。固各指标对环境承载力的影响程度不同，本文采用了专家咨询法
(Delphi)和层次分析法(AHP)，通过专家咨询、讨论和评判打分及数据处理确定出各指标的权
重值 ，按照层次结构关系进行判别 比较(见图 1)。
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第 3期 程一抡等 ：河北省中南部农业环境承载力研究 65
将反映农业环境承载力的各评价指标值经标准化处理得到各指标对农业环境承载力影响
程度 的标准化值 ，可作为各指标表示环境承载力基础的指数 ，即单 因子指数。将其加权综合为
单要 素指 数 ，再进一步加权综合 为各分析层次的承载力指数，虽后得出农业环境承载力指数
值 。各指数值是表征农业环境一经济系统协调程度和可持续发展能力的一个相对值 ．数值越大
则环境承载力越好 。单因子指数定义为：
E¨一邑 ㈩
式中，E 为 i要素的第 J项指标单因子指数，c 为 i要素第 J项指标实际值， 。为第 项指标
标准值。单因素指数定义为 ：
E 一∑ XE， (2)
— I
式中 ，E r为各分析层次指数 ，W。为 i层次第J指标的权重 ． 为 层次所取指标个数，综合指数
定义为：
EBC一∑W．×E． (3)
式中，EBC为综合环境承载力指数 ，Wl为第 i层次权重． 为参加评价的层次个数
。以上评价公
式均建立在单 因子指数评价基础上 ，为无量纲数，表示某种评价因子相对于评价标准的判断
。
2．2 空间分异及等级划分 ’
由上式计算得出 5个地区空间分异的环境承载力综合指数 ，结果显示衡水>保定>石家
庄 >邢台> 沧卅】(见表1)。与理想值和警戒值 比较 ．各地的综合环境承载力都远未达到理想
表 1 农业环境承载力评价结果
Tab·1 T he result of asses8m ent f0r agricultural envlr0n叫 nta1 beari 增 capacny
层 次
Layers
自然生态系统
『an-ra【 c0s tem
杜会经济发展
Social economy
资源开发利用
R ce utili~tioa
环 境 质 量
陆 姗 曲taI quahty
环境圬染与戈害
PD【Jution＆ dJsaste
农 业环 境 承载 力
A自Ⅲ ⋯ 叽 mem
bearing capacity
蔓笙 墨! ! ! 墨 ! 蚕 j霎
3·1 7 2．52 O 29 】65 2 l 3 4
． 14 c 0
6-39 4-86 5．6B 5
． 04 4．27 B．33 3 l 9
5 27 5．4 5 4．51 4．73 4
． 83 6．00 3．g7
1 73 L 43 5 2l 0 64 一 1
． 12 — 0．7 6 0 36
8-85 4 }j3 6 43 一 j 33 — 7 29 4
． 35 1C 8
值 ，衡水和保定地 区评价值均>1．0，说 明环境承载力较好 ，具有可持续发展的潜力和 良好基
础。而石家庄和邢台地区均在 0．5～1．0之间 ．说明环境承载力尚可 ．沧卅】地 区的环境承载力评
价值仅为 0-1 9，说 明农业环境承载力较差 ，生态环境条件较脆弱．应引起警惕和重视
，计算结
果与实际情况非常一致 。
3 农业环境承载力的生态环境条件特征分析
3．1 生态 园案与抗灾 能力分析
河北省中南部 5地区的生态环境问题主要有气候性生态灾害
、 土壤类生态灾害、污染类生
态、生物类生态、地质环境类生态问题等 造成 目前生态环境恶化 的原因较多
， 也相当复杂，既
。 权 ¨ ¨
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66 生 态 农 业 研 究 第 8卷
衰 2 粮食 、柿花瞳农业 自然灾害减产 的定量分斩
Tab．2 Quantitative analysis ot the correlation bet~ en
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麓 区 粮食减产盐式 相美系缸 棉花峨产台式 相美系缸
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*式中 ， 为鞭食减产量 ， 为棉花减产量， 为农业
自拣 宜害 受宜 情况 ．
有不容 忽视 的 自然 因素，也 有人为作 用的因
素；既有长期积累的历史演变因素，也有近期
产生的现实障碍 ，它是自然因素和人为因素相
互交替影响的必然结果 ，也是历史 延伸与现实
相互叠加作用的客观反映。用数学方法分析该
区的抗灾能力，将各地区历年的粮食与棉花减
产 (万 t)与成灾情况 (比率)点绘在双对数纸
上 ，然后分别建立指数方程。5个地区、区域总
和与河北省情况 比较表 明，粮食减产方程的指
数在 0．87～2．63之间，平均为1．749，棉花减
产方 程的指数在一2．18～O．574之间 ，平均为
- 0．529(见表 2)，该指数代表粮食和棉花随农
业 自然灾害加重而减产 的速率 。由此可知 ，自
然灾害对粮食的危害大于棉花，从相关系数看，粮食减产与 自然灾害的相关性较高 ，而棉花减
产与 自然灾害的相关性较低，同样说明 自然灾害对粮食减产的影响较大。
3．2 农用化学物质施用强度分析
农用化学物质主要指农药、化肥和农用薄膜 。目前我国化肥利用率仅为 30 ～35 ，据测
试病虫害防治的农药利用率仅为 1o ～20 ，绝大部分农药都飘散在空气中或洒落在地面，
造成对农 田环境的污染 。1993年河北省农业厅对一些蔬菜的硝酸盐含量进行检测 ，其残 留含
量的平均值为 1328．21~2368．75mg／kg，均接近或超过参考标准的 3级。
根据耕层养分状况和需肥规律 ，N、P、K施用比例应为 12．5：5：1。1993年河北省进行土
壤耕层养分调查，与全国第 2次土壤普查相比，土壤的有机质、全N、碱解氨和速效磷含量呈上
升趋势 ，而速效钾明显 降低 。农用薄膜残 留在土壤中造成污染 ，破坏土壤 良性结构 ，减少通透
性，进而影响农作物的生长发育 。据测算 ，农用残膜回收率约为 8o％，其残留量约 21 kg／hm ，
对农业生产和生态环境的影响相当严重。对于农用化学物质造成的潜在污染(危害)，用下式计
算其施用强度：
一 耋P1，南 ⋯ 一∑ (4)10^J
式中，，为农用化学物质施用强度，P，为权重 ，G 为施用水平 ，C。o为安全施用量，，为复种指数。
本文用 1990~1997年数据及有关文献 中关于农用化学物质安全施用量的建议标准 (化肥为
500kg／hm ，农药 15kg／hm ，农用薄膜 10kg／hm。)，计算结果为石家庄、衡水、沧州、保定、邢 台
5地区分别为 0．71、0．48、0．47、0．45和 0．50，5地区平均为 0．52，河北省为 0．50，农用化学物
质施用强度不断增加 ，若不采取有效措施 ，它对农业环境的潜在污染危害将转化为直接危害。
参 考 文 献
1 胡垒友等．晋冀鲁豫接壤区生态环境现状评价．生态学报 1998，18(6)：582～588
2 唐剑武等．环境承载力的本质及其定量化研究．中国环境科学，1998，18(3)：2z7～230
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