陰山北麓生態(tài)脆弱地區(qū)的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)優(yōu)化模型研究——以武川縣為例.pdf

1、本文以農(nóng)業(yè)系統(tǒng)優(yōu)化理論為核心，運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)和生態(tài)工程的理論和方法，以宏觀農(nóng)牧業(yè)統(tǒng)計(jì)資料、北方旱區(qū)農(nóng)業(yè)研究資料和數(shù)據(jù)、內(nèi)蒙古草地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、畜牧氣象觀測(cè)資料等為基礎(chǔ)，系統(tǒng)調(diào)查農(nóng)耕區(qū)和畜牧區(qū)農(nóng)戶(hù)、牧戶(hù)的農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)方式，進(jìn)行區(qū)域農(nóng)業(yè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)整及子系統(tǒng)調(diào)整方案的測(cè)算及分析，在總結(jié)現(xiàn)有成功模式與經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，建立農(nóng)牧系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的生產(chǎn)模式。應(yīng)用多目標(biāo)規(guī)劃分析方法進(jìn)行農(nóng)牧業(yè)綜合效益最大化的設(shè)計(jì)，除采用系統(tǒng)分析方法和系統(tǒng)耦合方法外，還與田間試驗(yàn)、實(shí)地

2、調(diào)查、歷史分析法以及計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、數(shù)學(xué)模擬、模型等方法有機(jī)結(jié)合起來(lái)。主要結(jié)論有： 1 系統(tǒng)辨識(shí)：農(nóng)牧交錯(cuò)帶陰山北麓是我國(guó)主要生態(tài)脆弱與貧困地區(qū)之一，也是影響華北大氣環(huán)境質(zhì)量的一個(gè)重要沙塵源區(qū)。當(dāng)前應(yīng)把生態(tài)環(huán)境建設(shè)放在首位，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)生態(tài)和經(jīng)濟(jì)的雙贏。通過(guò)建立指標(biāo)體系，對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)三種效益的功能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，權(quán)重系數(shù)分別為0.2984,0.2134和0.4882。在指標(biāo)評(píng)價(jià)體系中，對(duì)各類(lèi)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)影響因子按其重要性

3、排序，森林覆蓋率和土壤流失是當(dāng)前必須優(yōu)先考慮的兩個(gè)指標(biāo)，其權(quán)重分別為0.0718和0.0705，其次是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)總收益目標(biāo)最大化，組合權(quán)重為0.0587。 2 系統(tǒng)優(yōu)化方法與結(jié)果：對(duì)區(qū)域農(nóng)業(yè)大系統(tǒng)采用多目標(biāo)決策手段進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，其結(jié)果符合預(yù)定設(shè)計(jì)，綠當(dāng)量植被覆蓋率達(dá)到38.57％，比優(yōu)化前高出15.56％；平均侵蝕模數(shù)由原來(lái)的26.9t-hm<'-2>a<'-1>減為25.7t-hm<'-2>，減少了4.7％；載畜量達(dá)到94115

4、5羊單位，可增加141％。草地面積可增長(zhǎng)6.83％，將增加載大牲畜量1.2萬(wàn)頭牛單位或羊5.8萬(wàn)只；耕地面積略有減少，減少量為30683.63hm<'2>，使糧、經(jīng)、草得到合理輪作，其種植面積比例由原來(lái)的1:0.18:0.24調(diào)整為1：0.27：0.61。大幅度削減了馬、驢、騾、駱駝等役畜的數(shù)量；牛、羊、兔等食草動(dòng)物在畜禽結(jié)構(gòu)中所占比例提高到81.2％。農(nóng)牧業(yè)總收益增加11536.36萬(wàn)元，農(nóng)林牧收益比由原來(lái)的1：O.12：0.23優(yōu)化

5、為1:0.12:0.67，產(chǎn)值結(jié)構(gòu)趨于合理。 3 優(yōu)化模式及意義：形成多種形式的帶狀留茬間作輪作模式，包括為牧而種的糧草或糧飼間作組合、為賣(mài)而種的油薯帶狀間作組合，以及灌木籬網(wǎng)與牧草帶狀間作組合等，在不適宜種植喬木防護(hù)林的農(nóng)牧交錯(cuò)帶，形成能夠控制農(nóng)田風(fēng)蝕沙化并顯著提高農(nóng)田生產(chǎn)力的保護(hù)性?xún)?yōu)化耕作模式；加大農(nóng)牧結(jié)合的力度，發(fā)展為牧而農(nóng)的種植業(yè)和自繁自育結(jié)合異地育肥的季節(jié)性養(yǎng)殖業(yè)，形成適合農(nóng)牧交錯(cuò)帶條件的農(nóng)牧耦合模式。優(yōu)化模式是在現(xiàn)有

6、生產(chǎn)水平和技術(shù)水平的基礎(chǔ)上提出來(lái)的，并由此提出了該區(qū)域當(dāng)今發(fā)展高產(chǎn)高效持續(xù)農(nóng)業(yè)的主要途徑和措旌。 本文發(fā)現(xiàn)農(nóng)牧交錯(cuò)帶普遍存在種植業(yè)與畜牧業(yè)產(chǎn)值反相位年際波動(dòng)的現(xiàn)象，分析了其成因。在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，提出了農(nóng)業(yè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)整的概念并界定其內(nèi)涵。在首先確定區(qū)域生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)先序及權(quán)重的基礎(chǔ)上，采用多目標(biāo)線(xiàn)性規(guī)劃，構(gòu)建了區(qū)域農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)階段性?xún)?yōu)化模型。并針對(duì)北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶的實(shí)際，把系統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)整與構(gòu)建防沙型農(nóng)業(yè)技術(shù)體系有機(jī)結(jié)合起來(lái)，建