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A study on the comprehensive assessment of agro—ecosystem in the Three Gorges Reservoir Area

三峡库区农业生态系统综合评价研究



全 文 :第 13卷第 3期
2 0 0 5年 7月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
Vo1.13 No.3
July, 2005
三峡库区农业生态系统综合评价研究*
郑钦玉 卢 坤 薛华清 何 艺 刘永文
(西南农业大学农学与生命科学学院 重庆 400716)(重庆市种子管理站 重庆 400060)
摘 要 采用 Delphi法与A 法相结合方法,研究建立了三峡库区农业生态系统综合评价指标体系;并通过建立模
糊隶属函数模型和确定评价指标标准值,对重庆市丰都县包鸾农业综合开发 区农业生态系统进行模糊综合评判,结
果表明该区农业生态系统综合效益较差,亟待改进;其 3大效益社会效益>生态效益>经济效益,这与实际情况相符。
关键词 三峡库区 农业生态系统 综合评价 指标体系
A study on the comprehensive assessment of agro—ecosystem in the Three Gorges Reservoir Area.ZHENG Qin—Yu.LU
Kun,XUE Hua—Qing,HE Yi(College of Agronomy and Life Sciences,Southwest Ag ricultural University,Chongqing
400716,China),LIU Yong-Wen(seed Management Station ofChongqingCity,Chongqing 400060,China),CJEA,2005,
13(3):29~3l
Abstract Using the Delphi process and analytical hierarchy process,the comprehensive assessment index system of agro—
ecosystem was established in the Three Gorges Reservoir Area.And the agro-ec~ystem of the Baoluan Agricultural Inte—
grated Development Ar ea in Fengdu Co unty was studied through the construction of the fuzzy function model and the de—
termination of the index standard values.The results indicate that the integrated benefits of agro—ecOSystem in the area is
not good,and should be improved immediately.In the three benefits of agro-ec~ystem ,the social benefit is the best and the
economic benefit is the worst.And the results are quite close to the reality.
Key words The Three Go rges Reservoir Ar ea ,Agr0一ecosystem ,Co mprehensive assessment,Index system
(Received March 31,2004;revised May 8,2004)
1 三峡库区农业生态系统综合评价
评价原则。本研究在总结前人成果基础上 ,以生态学、经济学原理为依据 ,以综合评价服务于综合调控
为目的 ,提出建立三峡库区农业生态系统综合评价指标体系应遵循 的原则一是地域性原则,必须 因地制宜
地选择评价指标体系和评价方法 ;二是科学性原则,评价指标的选取必须全面、准确 、真实、客观地反映系统
的本质和特点 ,去除概念模糊和重复设置的指标 ;三是先进性 与可行性相结合原则 ,选取评价指标时应考虑
未来农业发展的要求,适当设置一些反映未来农业发展方向的指标 ,同时考虑指标的量化、数据的收集等问
题,使其具有可操作性 ;四是整体性与重点性相结合原则 ,指标体 系的建立应能反映系统的总体特征,反映
系统的结构、功能、效益、运行过程 、影响及其动态变化,但指标体 系的建立不能做到面面俱到,应选取与系
统联系最紧密、最能反映系统运行过程及其效果的指标 ;五是可比性原则 ,指标体系的建立要有利于同一系
统不同时间以及同一时间不同系统间的比较研究 ,使评价结果具有不同时段的纵向可比性和相同层次不同
系统在同一时间的横向可比性 ;六是反馈性原则 ,农业生态系统评价的最终 目的是要根据评价结果改进系
统内的不合理因素 ,使农业生态系统实现可持续发展。
综合评价指标体系。通过对三峡库区农业和 自然气候条件统计资料分析 ,将库区农业生态系统综合效
益分为经济效益、生态效益和社会效益 3个方面,并将各方面细分为若干具体指标,形成 1个具有 3个层次、
20个具体指标的农业生态系统综合评价指标体系(见图 1)。
评价指标权重的确定。评价指标体系中每项指标的权重实质上反映了该指标对 系统综合效益的影响
程度 。目前确定指标权重的方法主要是根据实践经验和主观判断,带有一定主观随意性。本研究采用 Del—
phi法(专家咨询法)与AHP法(层次分析法 )相结合方法 ,较好地解决 了权重指标的主观随意性 问题,取得
*重庆市农业综合开发办项 目“三峡库区生态农业模式及其评价研究”部分研究内容
收穑 日期 :2004-03—31 改回日期 :2004-05-08
中 国 生 态 农 业 学 报 第 l3卷
匡 匹巫
林 草 覆 盖 率 C
系 统 能 量 产 投 比 c
土 壤 有 机 质 含 量 c
光 能 利 用 率 C。
水 土 流 失 面 积 C
农村生活废物利用率 C 。
土 地 利 用 率 C12
水 资 源 潜 力 c
环 境 满 意 程 度 c1
农副产品商品率 C1
人均粮食占有量 C。6
全 民文 化 程 度 C。
人 口 增 长 率 C-8
发 病 率 C19
劳动力转移指数 c 。
图 1 三峡库区农业生态 系统综合评价指标体系
较满意结果。首先以 A 层指标 为基准 ,通
过专家咨询判断每 2个对比指标 的相对重
要性 ,构造 1级判断矩阵。为定量化 B层
各指标的相对重要性 ,美国运筹学家 Saaty
T.L.提出用 1~9进行标度的方法l1 J,标度
1含义为 2个指标同等重要;标度 3含义为
2指标相比,1指标 比另 1指标稍微重要;标
度 5含义为 2指标相比,1指标 比另 1指标
明显重要;标度 7含义为 2指标相 比,1指
标 比另 1指标强烈重要 ;标度 9含义为 2指
№.1 Index system of comprehensive ase~nent of agro-ecosystemintheThreGorgesReservoirArea 标相 比 ,1指标 比另1指标绝对 重要 ;标度
2、4、6和 8含义为两相邻判断的中值。三峡库区农业生态系统综合评价应强调经济效益 ,同时兼顾生态和
社会效益,据此构造 出 1级判断矩阵(见表 表1 1级判断矩阵
1)。对结果进行一致性检验: Tab.1 Determination matrix of first stage
CI= (1)
CR = CI/RI (2)
式中,CJ为一致性指标 ,.=I 为判断矩 阵的
最大特征根, 为判断矩阵的阶数,C尺 为一
致性比例 ,RI为随机一致性指标(当 由 1到 10时 ,RI取值依次为 0、0、0.52、0.89、1.12、1.26、1.36、
表2 指标层c对于目标层A的组合权重 1.41、1.46和1.49)。当 CR<0.1时判断矩阵的
Tab.2 The integrated weight of index level C related to general goal level A
指标 权重 指标 权重 指标 权重 指标 权重
Index W eight Index Weight Index W eight Index Weight
Cl 0.2288 C6 0.0856 Cll 0.0241 Cl6 0.0362
C2 0.1466 C7 0.0584 C12 0.0107 C17 0.0233
C3 0.0955 Cs 0.0379 C13 0.0107 Cl8 0.0143
C 0.0451 C9 0.0390 Cl4 0.0074 Cl9 0.0143
C5 0.0226 Clo 0.0241 Cl5 0.0718 C2o 0.0065
一 致性可以接受,反之则应对判断矩阵作适 当修
改。上述矩阵一致性检验结果为 .=I =3.0092,
CI=0.0046,CR=0.0079,故矩阵的一致性可以
接受 。其次根据构造 1级判断矩阵的方法建立 2
级判断矩阵,求 出 C层 每项指标对 B 层的权重
值 ,其 结果 均通 过 了一致 性检 验 (计 算步骤 省
略)。最后进行层次总排序 (见表 2)并进行一致
性检验。由结果可知 C尺=0.0243<0.1,表明指
标层 C对于目标层A 的层次总排序具有满意的一致性 ,可用于农业生态系统综合评价。
模糊综合评判。通过调查三峡库区农业生态系统现状 ,确定各项指标的最差值 a 和最优值 bi,以此作
为农业生态系统评价的客观标准,并建立模糊隶属函数模型 工、Ⅱ和m[ ]:
f0 (0≤ ≤ a )
I
工.R( )= (口 ≤ xi≤ bi) (3)
。Oi—— ai
【1 ( ≥ bf)
Ⅱ.R
f1 (0≤ ≤ 6f)
)=.{ ≤ ≤ 【
0 ( ≥ 口 )
(4)
f (口 ≤ ≤ ) I1 ■ 丁
Ⅲ_R( ={ ( ≤ ≤ (5)2 、
第 3期 郑钦玉等:三峡库区农业生态系统综合评价研究 31
型工计算;当指标值越小系统越优时,利用模型Ⅱ计算;当指标值适中系统最优时,利用模型Ⅲ计算。根据
各指标性质求出所有指标的评价向量 ,得出评价矩阵 R:(u ):
_尺1( )]
尺=Rj( ):I尺2( )l=( ) (6)
l尺,㈩J
利用权重矩阵(w )和评价矩阵 R,分别求出农业生态系统中经济 、社会和生态效益的评价矩阵( ):
ru1]
∑U1 W1
i=l
9
∑ U2 W2
i= l
∑ U3 W3
i: 1
(7)
最后通过权重矩阵 w,和评价矩阵 u,求出整个农业生态系统的综合评价值(U):
3
U:[∑ ] (8)
i= l
为评价农业生态系统的水平,本研究将农业生态系统综合评价值分为 5个等级,即评价值<0.5000时
认为农业生态系统综合效益极差 ,评价值 为 0.5000~0.6000时农业生 态系统综合效 益较差,评价值为
0.6000~0.7000时农业生态系统综合效益一般,评价值为0.7000~0.8000时农业生态系统综合效益较佳 ,
评价值 >0.8000时农业生态系统综合效益极佳。
2 案例分析
包鸾农业综合开发区位于重庆市丰都县包鸾镇,距丰都新县城 20kin,辖 5个行政村 ,26个村 民小组 ,现
有耕地 797.53hm ,属亚热带季风气候 ,具有三峡库区典型的地形、地貌特点。对该区农业生态系统进行综
合评价其结果见图2。由图 2可知 目前重庆市丰都县包鸾农业综合开发区农业生态系统综合评价值 U=
0.5468,其农业生态系统综合效益较差 ,亟待改进。其3大效益以社会效益最佳(U3=0.6283),其次为生态
效益 (U2=0.6044),经济效 益
最差(U,:0.4937)。目前该开
发区急待发展农业经济以提高
农业生态系统的经济效益并兼
顾生态和社会效益。农业生态
系统综合评价是一项复杂的系
统工程 ,目前其研究难点在于
评价指标体系的建立和指标权
重的确定。本研究建立的三峡
库区农业生态系统综合评价指
标体系具有较强的针对性、实
用性和科 学性 ,能较客观地反
丰都县包鸾农业综合开发区农业生态系统(u
生态效益
w ,:0.2972.u,=0.6044
w 2, U,,
C‘:0.2880 0.5946
C,:0.1965 0.4751
CR:0.1275 0.5789
C。:0.1275 0.6479
C1n:0.0812 1.0000
C,,:0.0812 0.4063
C.,:0.0361 0.7351
Cn:0.0361 0.8158
C14:0.0248 0.5313
图2 丰都县包鸾农业综合开发区农业生态系统综合评价
Fig.2 Comprehensive assessment of agro-ecosystem of the Baoluan
Agricultural Integrated Development Area in Fengdu Co unty
映系统当前状况及其存在问题 ,达到生态关系和谐 、结构合理 、功能高效和经济效益显著的目的。
参 考 文 献
1 骆世明 ,彭少膀.农业生态系统分析.广州:广东科技出版社,1996.694~707
2 吴 钢,魏 晶,张 萍等.三峡库区农林复合生态系统的效益评价.生态学报,2002,22(2):233