本文關(guān)鍵詞：黃土丘陵區(qū)中尺度生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康診斷方法探索，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

對(duì)遇到的正常干擾 如洪水

具有恢復(fù)力

遠(yuǎn)離區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)危機(jī)綜

能自我維持, 即在沒(méi)有外部輸入時(shí)能存在 經(jīng)濟(jì)上可行, 能夠提供合乎自然和人類需求的 維持健康的人類群體

管理和實(shí)踐生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)過(guò)程時(shí)不損害鄰近生態(tài)系 生態(tài)服務(wù)

配套政策和科技支撐體系 理順管理體制和運(yùn)行機(jī)制 保證西部生態(tài)環(huán)境建設(shè)的有序推進(jìn) 提高國(guó)家投入的 效益是十分必要和重要的 但目前對(duì)中尺度系統(tǒng)的健 康狀況不甚了解 因此 最終目的

[8]

２．１ 健康診斷指標(biāo)體系 生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康診斷主要有兩種方法 一是指 示物種診斷法 另一種是指標(biāo)體系診斷法 筆者根據(jù) 采用后者 以該中尺度示范區(qū)生 建立健康診斷指 障礙 為該區(qū)山川秀美 生態(tài)環(huán)境建設(shè)過(guò)程

阻障了對(duì)系統(tǒng)進(jìn)一步建設(shè)的決策

為了避免決策失誤 實(shí)現(xiàn)黃土高原山川秀美的 分析生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)演變規(guī)律 診斷系統(tǒng) 對(duì)于促進(jìn)生態(tài)環(huán)境建設(shè)及實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)

態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)為研究對(duì)象 以生態(tài)學(xué)研究方法為手段 取五大試驗(yàn)小流域?yàn)闃狱c(diǎn) 圖 1 標(biāo)體系 和優(yōu)勢(shì)診斷 探明病因 挖掘優(yōu)點(diǎn) 對(duì)中尺度生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康進(jìn)行時(shí)空

的健康狀況

展具有重要的理論和實(shí)踐意義

１　　研究區(qū)概況　

黃土丘陵區(qū)是中國(guó)乃至全球水土流失最為嚴(yán)重的 地區(qū)之一 地形復(fù)雜 溝壑縱橫 干旱少雨 植被稀 疏, 自然災(zāi)害頻繁,　生態(tài)環(huán)境退化嚴(yán)重 屬典型的生態(tài) 環(huán)境脆弱區(qū) 研究區(qū)位于陜北延河流域 109°04 00 109°34 25 E 36°22 40 區(qū) 內(nèi)含安塞縣 36°32 16 N 環(huán)繞延安市 寶塔區(qū)的沿河灣 高橋 河莊坪

工程建設(shè)決策提供科學(xué)依據(jù) ２．１．１ 指標(biāo)體系構(gòu)建基本原則　 黃土丘陵區(qū)生態(tài)經(jīng)

縣南溝

棗園 萬(wàn)花 柳林 川口等 7 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn) 134 個(gè)行政村 總面積 707.7 km2 地貌以黃土梁峁?fàn)钋鹆旰忘S土低山 為主, 海拔高度為 1 000 1 400 m ,河流主要有延河

高橋 河莊坪

及其一級(jí)支流杏子河 南川河 西川河 該區(qū)為暖溫 帶半濕潤(rùn)大陸性氣候向半干旱大陸性氣候的過(guò)渡帶 , 年平均氣溫 7. 8 10.6 年降水量 505.3 621.7 mm 地帶性土壤為黑壚土 現(xiàn)主要土壤為黃綿土 南部與 陜北嶗山次生林區(qū)接壤 有 227.44 km2 的天然次生林 區(qū)內(nèi)有農(nóng)業(yè)人口 4.53 萬(wàn)人 農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力 1.51 萬(wàn)人 　

飛馬河 燕溝

２　　黃土丘陵區(qū)健康診斷　

生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的復(fù)合系 統(tǒng) 是一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng) 也是一個(gè)相對(duì)異質(zhì)性的系統(tǒng) 其各子系統(tǒng)之間不斷地進(jìn)行著能量 物質(zhì)和信息流動(dòng), 其中一個(gè)子系統(tǒng)健康受損將會(huì)對(duì)流域內(nèi)其它系統(tǒng)乃至

圖 １　 黃土丘陵區(qū) ７０７�。耄恚� 中尺度系統(tǒng)各流域布局 Fig.1 Distribution of watershed in 707 km2 mesoscale in the loess hilly area

萬(wàn)方數(shù)據(jù)

992

中　 國(guó)　 農(nóng)　 業(yè)　 科　 學(xué)

38 卷

濟(jì)系統(tǒng)是一個(gè)多層次 多功能的復(fù)合系統(tǒng) 其機(jī)能 健康診斷指標(biāo)涉及多領(lǐng)域 繁多 多學(xué)科 其種類 項(xiàng)目 能夠 人為 指標(biāo)篩選必須達(dá)到 3 個(gè)目標(biāo)

[12~14]

(4)簡(jiǎn)明性和可操作性原則　 指標(biāo)概念明確 易測(cè) 易得 診斷指標(biāo)的選擇要考慮當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展水平 物力上 要符合現(xiàn)有生產(chǎn)力水平 從方法學(xué)和人力

首先指標(biāo)體

系要能完整準(zhǔn)確地反映生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康狀況 生物物理狀況和人類脅迫進(jìn)行監(jiān)測(cè) 尋求自然 統(tǒng)健康衰退的原因

也要考慮各個(gè)技術(shù)部門的技術(shù)能力 同時(shí)為保證診斷 指標(biāo)的準(zhǔn)確性和完整性 其指標(biāo)要可測(cè)量 資料便于 統(tǒng)計(jì)和計(jì)算 長(zhǎng)期性工作 統(tǒng)一和規(guī)范 比較 ２．１．２ 且有足夠的資料量 所獲取的資料和資料在時(shí)間和空間上 其所采用的指標(biāo)和方法都必須做到 不僅能對(duì)某一生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)進(jìn)行診斷 (5)規(guī)范化原則　 生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康診斷是一項(xiàng) 都應(yīng)具有可比性

提供現(xiàn)狀的代表性圖案 其次 要對(duì)各類生態(tài)系統(tǒng)的 壓力與生態(tài)系統(tǒng)健康變化之間的聯(lián)系 并探求生態(tài)系 最后要定期地為政府決策 科研 及公眾要求等提供生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康現(xiàn)狀 變化及趨 勢(shì)的統(tǒng)計(jì)總結(jié)和解釋報(bào)告 為此 其篩選指標(biāo)應(yīng)該遵 循以下原則 存在的

[12,15]

而且要適合于不同類型 不同地域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)間的 確保其具有一定的科學(xué)性 指標(biāo)體系構(gòu)造及框架　 根據(jù)黃土丘陵區(qū)生態(tài) 堅(jiān)持指標(biāo)體系的靈敏性 獨(dú)立性和協(xié)調(diào) 構(gòu)造能夠反映黃土丘陵溝壑區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系 資源 環(huán)境和人類健康協(xié)調(diào)現(xiàn)狀 包 及發(fā)展趨勢(shì)的指標(biāo) 形成如圖 2 所示的 6 個(gè)三級(jí)層次指標(biāo) 18 個(gè)具體四 圖2

(1) 整體性原則　 任何生態(tài)環(huán)境問(wèn)題都不是孤立 生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)與系統(tǒng)之間相互聯(lián) 要說(shuō)明這些問(wèn)題 必須從生物物理 系 相互影響

環(huán)境建設(shè)健康診斷目標(biāo)和指標(biāo)篩選原則 從系統(tǒng)健康 的內(nèi)涵出發(fā) 性準(zhǔn)則

[15]

社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人類健康等方面綜合考慮 (2) 空間尺度原則　 空間尺度涉及特定考慮下地 區(qū)或生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的空間大小 尤其是指標(biāo)可以發(fā)展 到全球 上 大陸 國(guó)家 區(qū)域或地方尺度 在地方尺度 中尺度 可以進(jìn)一步分解到生態(tài)系統(tǒng) 物種或遺傳水平 (3) 指標(biāo)范疇或類型原則　 人類活動(dòng)的壓力或脅 迫 環(huán)境和自然資源的質(zhì)量或狀況對(duì)壓力或環(huán)境憂慮 整體性診斷應(yīng)該考慮脅迫/壓 的反應(yīng)所采取的措施

統(tǒng)社會(huì) 經(jīng)濟(jì) 括政策導(dǎo)向

3 個(gè)二級(jí)層次指標(biāo)

診斷指標(biāo)應(yīng)該定向于合適的空間尺度

級(jí)層次指標(biāo)的黃土丘陵區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康診斷指標(biāo) 體系( eco-economy system health indicator , EHI) 中 C1 C6 層次下設(shè)的 D 層指標(biāo)具體含義如下 林草覆蓋率 D2 % mm C1 人均基本農(nóng)田 D1 ha 和年均降水量 D3

力和狀態(tài)/狀況兩個(gè)方面 強(qiáng)調(diào)生物物理和文化變量

圖２ Fig.2

黃土丘陵區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康診斷層次結(jié)構(gòu)圖

The hierarchical structure of health diagnoses of eco-economy system in mesoscalc in the loess hilly area

萬(wàn)方數(shù)據(jù)

5期

戴全厚等 黃土丘陵區(qū)中尺度生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康診斷方法探索

993

C2 治理度 D4 % 和土壤滲透性 D6 k10 C3

土壤有機(jī)質(zhì)含量 D5 g ·kg-1 牲畜人均存欄 工副業(yè)貢獻(xiàn)率 D11 九年義務(wù)教育普及 人均蘋果占

的指標(biāo)量化值

最后同理計(jì)算獲取二 三級(jí)層次指

標(biāo)的權(quán)重系數(shù) wi 和 wk ２．２．２　系統(tǒng)健康診斷模型　 運(yùn)用均方差決策法確定各 項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重 健康水平 既能反映該區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)特定時(shí)期的 又能初步判斷該區(qū)系統(tǒng)的健康協(xié)調(diào)程度 健康指數(shù) 系統(tǒng)健康指數(shù)是該區(qū)

勞動(dòng)力集約度 D7 人/ha

D8 羊單位 %

和人均退耕還林(草)面積 D9 ha

C4 人均純收入 D10 元/年 和農(nóng)業(yè)產(chǎn)投比 D12 C5 人口密度 D13 人/km

2

為進(jìn)一步研究診斷該區(qū)系統(tǒng)的健康狀況 本研究構(gòu)建 了健康診斷模型 的集中體現(xiàn) 1 二級(jí)層次指標(biāo)健康指數(shù)　 依據(jù)該區(qū)系統(tǒng)指標(biāo) 體系特征 標(biāo) 運(yùn)用遞階多層次綜合評(píng)價(jià)法對(duì)二級(jí)層次指 即 (4) yij 為 Bi 進(jìn)行求解 綜合治理和生態(tài)環(huán)境建設(shè)及系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等總體水平

率 D14 % 和文盲半文盲人口占總?cè)丝诒戎?D15 % C6 人均糧食占有量 D16 kg/年 有面積 D17 費(fèi)總支出的比重 D18 ha 和恩格爾系數(shù) 食品支出占居民消

２．２ 診斷方法與模型構(gòu)建 系統(tǒng)多指標(biāo)綜合分析診斷的方法較多 其關(guān)鍵是 指標(biāo)權(quán)重的確定 一般地 根據(jù)原始數(shù)據(jù)的不同來(lái)源 確定指標(biāo)權(quán)重的方法大體上分為主觀賦權(quán)法和客觀賦 權(quán)法兩類 主觀賦權(quán)法主要是由專家根據(jù)經(jīng)驗(yàn)主觀判 客觀賦權(quán)法是根據(jù)原始 斷而獲得 如古林法 Delphi 法 AHP 法等 這種方 法較為成熟 但客觀性較差 其客觀性較強(qiáng) 等 數(shù)據(jù)運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算獲得 不依賴于人的主觀判斷 如離差法 均方差法 主成分分析法 本研究采用精度較高的均方差法確定指標(biāo)權(quán)重

w RB = ∏ [ ∑ ( y ij w j )] k 式中 標(biāo)權(quán)重 RB 為二級(jí)層次指標(biāo) Bi 健康指數(shù)

各指標(biāo)量化值 wj 為單項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重 wk 為三級(jí)層次指 2 系統(tǒng)健康指數(shù) 二級(jí)層次中每一指標(biāo)均是從 不同側(cè)面來(lái)反映該區(qū)系統(tǒng)的健康水平 總體水平必須 進(jìn)行綜合評(píng)判 故采用多目標(biāo)線性加權(quán)函數(shù)法對(duì)系統(tǒng) 即 (5)

3

健康指數(shù)進(jìn)行求解

i =1

并結(jié)合其它統(tǒng)計(jì)方法建立診斷模型 對(duì)該區(qū)中尺度生 態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康進(jìn)行綜合全面診斷 具體診斷思路方 法如下 ２．２．１ 指標(biāo)權(quán)重確定　 首先運(yùn)用極差法對(duì)診斷指標(biāo)

[16]

RH = ∑ ( RB wi ) 式中

RH 為黃土丘陵區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康指數(shù) 其它指標(biāo)含義同(4)式 故該

wi 為二級(jí)層次指標(biāo)權(quán)重 研究區(qū)毗鄰 的研究 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理 然后運(yùn)用均方差法 項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重

計(jì)算獲取各單

陜北安塞紙房溝流域是典型的黃土丘陵區(qū) 且與 其自然條件和環(huán)境特征極為相似 中尺度研究區(qū)的 RB 和 RH 具體分級(jí)意義根據(jù)劉國(guó)彬等 引用安塞紙坊溝小流域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康分

[12]

具體如下 先求出由標(biāo)準(zhǔn)化處理后的各

[16]

指標(biāo)量化值 yij 構(gòu)成的隨機(jī)變量的均方差 然后將這些 均方差歸一化 其結(jié)果即為各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù) 方法的計(jì)算步驟為 求隨機(jī)變量的均值 E 1 n E ( I j ) = ∑ yij n i =1 求 Ij 的均方差

i =1

該

表1

Ij (1)

　 表 １　　黃土丘陵區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康標(biāo)準(zhǔn)　 Table 1 Health criteria of eco-economic system in loess hills area

健康等級(jí) Healthy grade 惡性循環(huán) 脆弱 Vicious Fragility circle <0.15 0.15~0.35 相對(duì)穩(wěn)定 良好 良性循環(huán) Relative Better Benign stability cycle 0.35~0.55 0.55~0.70 >0.70

Ij (2)

n 2 0.5 σ ( I j ) = { ∑ [ yij ? E ( I j )] } 指標(biāo) Ij 的權(quán)重系數(shù) wj wj = σ (I j )

j =1

健康指數(shù) Healthy index

∑σ (I j )

m

　 　　　　　 (3) Ck ２．２．３　　健康障礙與優(yōu)勢(shì)診斷　 生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康診 斷的目的既在于對(duì)黃土丘陵區(qū)健康狀況進(jìn)行評(píng)判 更 重要的是在于探求系統(tǒng)健康發(fā)展的障礙和優(yōu)勢(shì)因素 以便有針對(duì)性的對(duì)該區(qū)進(jìn)行環(huán)境整治和政策上的調(diào) 整 因而需進(jìn)一步對(duì)黃土丘陵區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)進(jìn)行病

對(duì)于二級(jí)層次指標(biāo) 的權(quán)重系數(shù) 難

Bi 和三級(jí)層次指標(biāo)

采用主觀求解較容易 但客觀求解卻較

且目前還未見(jiàn)有這方面的文獻(xiàn) 該文采用多目標(biāo)

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線性加權(quán)函數(shù)法確定各層次指標(biāo)的屬性值 即各層次

萬(wàn)方數(shù)據(jù)

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中　 國(guó)　 農(nóng)　 業(yè)　 科　 學(xué)

38 卷

理和優(yōu)勢(shì)診斷 系統(tǒng)健康障礙和優(yōu)勢(shì)診斷是一項(xiàng)極為復(fù)雜的工 作 為簡(jiǎn)化問(wèn)題的表達(dá) 本研究引入了 因子貢獻(xiàn)率 指標(biāo)偏離度 障礙度 和 優(yōu)勢(shì)度 的概念 因子貢獻(xiàn)率 Cj 是單項(xiàng)因素對(duì)總體目標(biāo)的影響程度 即 單項(xiàng)因素對(duì)總體目標(biāo)的權(quán)重 指標(biāo)偏離度 Ij 是單項(xiàng)指 標(biāo)與系統(tǒng)健康現(xiàn)實(shí)最佳水平 目標(biāo) 之間的差距 即 單項(xiàng)指標(biāo)因素與 100% 之差 障礙度 Lj 是單項(xiàng)因素對(duì) 該區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康水平的負(fù)面影響值 是障礙診 斷的目標(biāo)和結(jié)果 優(yōu)勢(shì)度 Aj 是單項(xiàng)因素對(duì)該區(qū)系統(tǒng)健 康水平的正面影響值 是優(yōu)勢(shì)診斷的目標(biāo)和結(jié)果 且 有 Cj=WjWi　　　　　 　　　　　 6

i 是第

３　 結(jié)果與分析　

３．１　 指標(biāo)狀態(tài)值獲取與權(quán)重確定 在前文設(shè)置的指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上 結(jié)合指標(biāo)涵義 根據(jù)多年試驗(yàn) 狀態(tài)值 表3 從表 3 中可以初步看出 黃土丘陵區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系 統(tǒng)各指標(biāo)間的協(xié)調(diào)性較好 其健康狀況較為穩(wěn)定 主 要體現(xiàn)在各指標(biāo)的權(quán)重差異不大 如二級(jí)層次指標(biāo)資 源環(huán)境支持 0.3406 經(jīng)濟(jì)支撐和社會(huì)人文影響的權(quán)重分別為 表2 觀測(cè)及調(diào)查資料進(jìn)行分析計(jì)算取得了 各單項(xiàng)指標(biāo) 并運(yùn)用上述方法對(duì)表 2 中的原始數(shù) 然后計(jì)算獲得了各指標(biāo)權(quán)重系數(shù) 黃土丘陵區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)各樣點(diǎn) 試區(qū) 據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理

式中 wj 是第 j 個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重 單項(xiàng)因素所屬的第 i 個(gè)子目標(biāo)的權(quán)重 Ij=1-áj　　　　　　　　 　　　

j項(xiàng) 7

0.3305 和 0.3289

３．２ 系統(tǒng)健康空間動(dòng)態(tài)診斷 ３．２．１ 資源環(huán)境支持 經(jīng)濟(jì)支撐和社會(huì)人文影響健康 診斷　 基于上述方法 模型及權(quán)重等 對(duì)黃土丘陵區(qū) 生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康診斷二級(jí)層次各指標(biāo) 資源環(huán)境支

式中 áj 為單項(xiàng)指標(biāo)占現(xiàn)實(shí)最佳百分比 即

α

j

當(dāng) áj 為效益型 ? x ij x j max 即 當(dāng) áj 為成本型 = ? ? x j min x ij

持 經(jīng)濟(jì)支撐和社會(huì)人文影響 健康指數(shù)利用 4 式 8 分別進(jìn)行計(jì)算 間態(tài)勢(shì)柱狀圖 (9) 并繪制 3 個(gè)二級(jí)層次指標(biāo)健康指數(shù)空 圖3

Lj = C jI j

∑ ( C j I J ) × 100% ( j = 1, 2,3 L ,18)

j =1

n

據(jù)圖 3 可知 研究區(qū)內(nèi)的高橋 縣南溝 河莊坪 燕溝和飛馬河五大試區(qū)中 除高橋的經(jīng)濟(jì)支撐健康指 數(shù)小于 0.35 尚處于健康脆弱階段外 其余均大于 0.35, 處于健康的相對(duì)穩(wěn)定階段 特別是飛馬河社會(huì)人文影 (10) 響健康指數(shù)超過(guò)了 0.55 者認(rèn)為 展后勁 特別是飛馬河 達(dá)到了健康的良好階段 筆 該區(qū)的健康狀況相對(duì)穩(wěn)定 且又有較大的發(fā) 縣南溝和河莊坪 3 個(gè)試區(qū)

A j = C jα j

j =1

∑ ( C jα j ) × 100% ( j = 1, 2, L ,18)

n

由 Lj 大小排序即可確定該區(qū)系統(tǒng)的障礙因素主次 關(guān)系和各障礙因素對(duì)黃土丘陵區(qū)系統(tǒng)健康的負(fù)面影響 程度 Aj 大小排序確定其優(yōu)勢(shì)因素主次關(guān)系及其對(duì)該 區(qū)系統(tǒng)健康的正面影響程度

　 表 ２　　黃土丘陵區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康診斷單項(xiàng)指標(biāo)值　 Table 2

指標(biāo) Indicator D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9

目前它們的資源環(huán)境支持 經(jīng)濟(jì)支撐和社會(huì)人文影響 的健康指數(shù)都不是很高 但其三者彼此均衡發(fā)展 協(xié) 調(diào)性較好 潛力較大 反應(yīng)了生態(tài)環(huán)境建設(shè)的長(zhǎng)期性

Indicator values for health diagnosis of eco-economic system in loess hilly area

高橋 Gaoqiao 0.120 76.920 510.800 72.210 7.990 0.590 0.540 1.300 0.045 指標(biāo)值 Indicators value 縣南溝 河莊坪 燕溝 Xiannangou Kezhuangping Yangou 0.110 77.240 426.380 73.160 8.530 0.630 1.070 1.270 0.115 0.010 62.590 585.700 77.000 8.270 0.590 3.820 0.580 0.011 0.170 59.530 608.600 71.400 8.930 0.680 1.590 1.440 0.265 飛馬河 Feimahe 0.150 35.620 608.600 54.650 8.060 0.600 1.360 1.540 0.084 指標(biāo) Indicator D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16 D17 D18 高橋 Gaoqiao 1882.310 20.730 1.650 60.230 95.120 33.000 380.540 0.050 0.613 指標(biāo)值 Indicators value 縣南溝 河莊坪 燕溝 Xiannangou Kezhuangping Yangou 1953.600 43.08 5.960 45.900 95.610 25.140 405.430 0.060 0.541 2155.000 19.730 3.010 388.670 93.750 20.650 428.500 0.020 0.552 1851.230 28.230 1.600 67.000 96.750 28.400 498.210 0.120 0.631 飛馬河 Feimahe 2302.000 54.680 1.080 32.980 99.200 24.250 450.500 0.100 0.525

萬(wàn)方數(shù)據(jù)

5期

戴全厚等 黃土丘陵區(qū)中尺度生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康診斷方法探索

995

表 ３　　黃土丘陵區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康診斷指標(biāo)權(quán)重　 Table 3 Weighing indicators for the health diagnoses of eco-economic system in loess hilly area

診斷指標(biāo)層次 Diagnosing indicators hiberarchy 診斷指數(shù) H 資源環(huán)境支持 B1 Health Source environment indicator B1 (0.3406) 生態(tài)指數(shù) C1 Ecology C1 0.1734 協(xié)調(diào)性指數(shù) C2 Coordinating C2 0.1671 集約化指數(shù) C3 Intensive C3 0.1580 效益指數(shù) C4 Benefits C4 0.1724 人口指數(shù) C5 Population C5 0.1610 發(fā)展指數(shù) C6 Development C6 0.1679 指標(biāo) Indicator D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16 D17 D18 權(quán)重 Weighing 0.0567 0.0556 0.0611 0.0528 0.0556 0.0587 0.0523 0.0531 0.0526 0.0583 0.0589 0.0552 0.0579 0.0517 0.0514 0.0520 0.0559 0.0600

３．２．２ 　 系統(tǒng)綜合診斷

根據(jù)計(jì)算獲得的二級(jí)層次指

標(biāo) Bi 的健康指數(shù)和表 3 中的權(quán)重 利用 5 式計(jì) 算各試區(qū)綜合健康指數(shù) 并繪制黃土丘陵區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì) 系統(tǒng)健康水平態(tài)勢(shì)柱狀圖 據(jù)圖 4 知 為 0.341 外 溝 0.438 其余均在 0.35 縣南溝 0.434 圖4 0.50 范圍內(nèi) 河莊坪 處于相對(duì) 燕 0.403 研究區(qū)內(nèi)健康水平較為均衡 除高橋

穩(wěn)定健康階段 其健康排序?yàn)?飛馬河 0.473 最后為高橋

經(jīng)濟(jì)支撐 B 2 Economy B2 (0.3305)

該區(qū)的健康程度雖然不是很高 但各試 加速生態(tài)恢復(fù)重建步伐 將很快進(jìn)

區(qū)只要發(fā)揮優(yōu)勢(shì)

入系統(tǒng)健康的高級(jí)階段 ３．３　 系統(tǒng)健康時(shí)間動(dòng)態(tài)診斷 生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化是系統(tǒng)健康 時(shí)空變化的重要組成部分 也是健康診斷時(shí)空變化的 基礎(chǔ)和保證 顯示 支持 筆者根據(jù)上述方法計(jì)算了五大試區(qū) 圖6 2001 2004 年期間的健康指數(shù) 結(jié)果 圖 5 經(jīng)濟(jì)支撐

社會(huì)人文影響 B3 Social effect B3 0.3289

黃土丘陵區(qū)五大不同建設(shè)模式試區(qū)的資源環(huán)境 社會(huì)人文影響和系統(tǒng)綜合健康指數(shù) 據(jù)此知該區(qū)在退化生態(tài)

均隨時(shí)間呈波動(dòng)式上升趨勢(shì)

系統(tǒng)恢復(fù)重建中的措施比較得當(dāng) 布局也較為合理 在 以后的建設(shè)中應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng) 同時(shí) 圖 6 表明飛馬河試 區(qū)的健康程度最好 增大趨勢(shì)明顯 高橋較差 和空 間診斷結(jié)果相一致 圖 5 表明各試區(qū)資源環(huán)境支持 經(jīng)濟(jì)支撐和社會(huì)人文影響健康發(fā)展不均衡 影響了系 統(tǒng)健康的綜合水平 為此 在以后的恢復(fù)重建中 應(yīng) 抓住重點(diǎn) 使三者均衡發(fā)展 使其具有良好的協(xié)調(diào)性 保證整個(gè)系統(tǒng)的健康穩(wěn)定發(fā)展

圖 ３　 黃土丘陵區(qū)資源環(huán)境支持 經(jīng)濟(jì)支撐和社會(huì)人文影響 健康指數(shù)空間動(dòng)態(tài) Fig.3 Spatial variance of health index for Resourceenvironment and economic support, social-human effect in loess hilly area

３．４ 健康障礙與優(yōu)勢(shì)診斷 ３．４．１ 障礙診斷 為了改善黃土丘區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng) 健康狀況 果排序 必須進(jìn)行健康障礙診斷 根據(jù)上述方法采 其結(jié)果表明 黃土丘陵區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)各試 表4 依

用 9 式對(duì)各單項(xiàng)指標(biāo)因素進(jìn)行障礙度計(jì)算 并對(duì)結(jié) 區(qū)的健康障礙性因素主要有 高橋 5 項(xiàng) 農(nóng)業(yè)產(chǎn)投比不高 獻(xiàn)率低 高橋是 勞動(dòng)力不足

次為勞動(dòng)力集約度偏低 人均退耕還林 草 面積少 人均蘋果占有面積不夠和工副業(yè)貢 農(nóng) 畜牧型 試區(qū) 關(guān)鍵是要解決 同時(shí)

退耕還草面積和農(nóng)業(yè)產(chǎn)投比問(wèn)題 以改善其經(jīng)濟(jì)支撐狀況 表5

適當(dāng)提高工副業(yè)收入 縣南溝 5 項(xiàng)

圖４ 黃土丘陵區(qū)綜合健康指數(shù)空間動(dòng)態(tài) hilly area

依次為勞動(dòng)力集約度低 草 山杏 面積少 人均基本 經(jīng)濟(jì)林果型 試 葡萄等雜果 導(dǎo)

蘋果面積小 區(qū)

人均退耕還林

Fig.4 Spatial variance of integrated health index in loess

農(nóng)田不夠 降水稀少 縣南溝是 農(nóng) 其經(jīng)濟(jì)林果主要是山桃 致蘋果面積小

萬(wàn)方數(shù)據(jù)

996

中　 國(guó)　 農(nóng)　 業(yè)　 科　 學(xué)

38 卷

圖 ５　 黃土丘陵區(qū)資源環(huán)境支持 Fig.5

經(jīng)濟(jì)支撐和社會(huì)人文影響健康指數(shù)動(dòng)態(tài)變化

Temporal variance of health index for resource-environment and economic support, social-human effect in loess hilly area 表 ５　　黃土丘陵縣南溝試區(qū)障礙診斷與排序　 Table 5 Diagnostic result of limiting factors and its order in Xiannangou loess hilly area

次序 Order 1 2 D17 15.03 3 D9 13.42 4 D1 9.28 5 D3 7.31 6~18 共 13 項(xiàng) Total 13 item 7.00 障礙因素 D7 Limiting factor 障礙度 16.97 Limiting degree

表 ６　　黃土丘陵河莊坪試區(qū)障礙診斷與排序　 Table 6 Diagnostic result of limiting factors and its order in Hezhuangping loess hilly area

　 　

1 次序 Order 障礙因素 D13 Limiting factor 障礙度 16.79 Limiting degree 2 D9 3 D17 4 D11 5 D8 6 D1 7~18 共 12 項(xiàng) Total 12 item 7.00

圖６ Fig.6

黃土丘陵區(qū)系統(tǒng)綜合健康指數(shù)動(dòng)態(tài)變化 Temporal variance of integrated health index in loess hilly area

16.09 15.35

11.97

10.54

7.67

表 ４　　黃土丘陵高橋試區(qū)障礙診斷與排序　 Table 4

次序

Diagnostic result of limiting factors and its order in Gaoqiao loess hilly area

1 2 D9 12.96 3 D12 11.84 4 D17 11.00 5 D11 10.84 6~18 共 13 項(xiàng) Total 13 item 7.00

農(nóng)業(yè)試區(qū) 棚 題

高效設(shè)施農(nóng)業(yè)是勞動(dòng)力高度集約化生產(chǎn)

且占地面積小 該試區(qū)有 900 戶人家 設(shè)施大棚 1 050 這樣就解決了人均基本農(nóng)田少和人口密度大的問(wèn) 燕溝 5 項(xiàng) 業(yè)產(chǎn)投比過(guò)小 格爾系數(shù)偏大 用綜合農(nóng)業(yè)試區(qū) 的問(wèn)題 表7 依次為土壤有機(jī)質(zhì)偏低 農(nóng)

Order

障礙因素 D7 Limiting factor 障礙度 13.33 Limiting degree

工副業(yè)貢獻(xiàn)率較低 牲畜存欄少 恩 即生活水平低 燕溝是水資源高效利 關(guān)鍵要解決農(nóng)業(yè)產(chǎn)投比和土壤肥力

河莊坪 6 項(xiàng) 牲畜存欄少

表6

依次為人口密度大 九年

義務(wù)教育普及率低 蘋果面積小 工副業(yè)貢獻(xiàn)率偏低 人均基本農(nóng)田不夠 河莊坪是高效設(shè)施

萬(wàn)方數(shù)據(jù)

5期

戴全厚等 黃土丘陵區(qū)中尺度生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康診斷方法探索

997

飛馬河 5 項(xiàng) 表 8 退耕還林 草

依次為農(nóng)業(yè)產(chǎn)投比過(guò)小 林草 勞動(dòng)

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縣南溝應(yīng)進(jìn)一步發(fā)展農(nóng)業(yè) 勞動(dòng)力 教育普及率 豐富的優(yōu)勢(shì) 殖 進(jìn)程

加速基本農(nóng)田建設(shè) 鞏 草 解放

面積不夠 勞動(dòng)力集約度過(guò)低 其關(guān)鍵還是解決農(nóng)業(yè)產(chǎn)投比

固農(nóng)業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)地位 加快退耕還林 解決基本農(nóng)田少和人口密度大的問(wèn)題 改善人口素質(zhì)

覆蓋率偏小 飛馬河是 農(nóng) 蘋果型 試區(qū) 其障礙 因素都非常明顯 力和林草覆蓋率問(wèn)題

表 ７　　黃土丘陵燕溝試區(qū)障礙診斷與排序　 Table 7 Diagnostic result of limiting factors and its order in Yangou loess hilly area

次序 1 2 3 4 5 6 7~18 Order　 障礙因素 D5　 D14　 D11　 D8　 D12　 D13　 共 12 項(xiàng) Limiting factor Total 12 item 障礙度 14.13 12.76 11.97 11.31 10.43 7.56 7.00 Limiting degree　

河莊坪應(yīng)進(jìn)一步加大設(shè)施農(nóng)業(yè)大棚建設(shè) 提高九年義務(wù) 燕溝應(yīng)抓住降水較為 飛馬河應(yīng)進(jìn)一步發(fā)展工副 解決農(nóng)業(yè)產(chǎn)

提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)投比 發(fā)展工副業(yè)和畜牧養(yǎng)

改善村民生活質(zhì)量

業(yè) 增加收入 提高生活質(zhì)量 同時(shí)加速退耕還林 草 提高林草覆蓋率 加大農(nóng)業(yè)投入 投比低的問(wèn)題

４　 討論　

生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康是新興的生態(tài)系統(tǒng)管理學(xué)科 研究剛剛起步 還很不深入 其方法定性的多 定量

表 ８　　黃土丘陵飛馬河試區(qū)障礙診斷與排序　 Table 8 Diagnostic result of limiting factors and its order in Feimahe loess hilly area

1 D12 28.65 2 D9 22.79 3 D7 21.37 4 D2 7.51 5~18 共 14 項(xiàng) Total 13 item 7.00

化的少 中尺度生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康研究還是一片空白 本文主要針對(duì)黃土丘陵區(qū)進(jìn)行實(shí)例研究 指標(biāo)的相關(guān) 性 科 獨(dú)立性及敏感性分析的篇幅較少 同時(shí)發(fā)現(xiàn)指標(biāo) 獨(dú)立性分析及敏感性分析是一個(gè)涉及多學(xué) 有的學(xué)者認(rèn)為生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康分 多專業(yè)的系統(tǒng)工程 能量流是影響生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng) 的相關(guān)性

次序 Order 障礙因素 Limiting factor 障礙度 Limiting degree

健康的重要因素 ３．４．２　 優(yōu)勢(shì)診斷　 為了更好的發(fā)揮各試區(qū)的主觀能 動(dòng)性 充分體現(xiàn)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)作用 利用 10 式對(duì)各單 項(xiàng)指標(biāo)因素進(jìn)行優(yōu)勢(shì)度計(jì)算 導(dǎo)產(chǎn)業(yè)作用 8.92 恩格爾系數(shù)小 勢(shì)度 8.65 結(jié)果表明 黃土丘陵區(qū) 優(yōu)勢(shì)度 河莊坪 生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)各試區(qū)優(yōu)勢(shì)明顯 并在發(fā)揮著應(yīng)有的主 高橋的優(yōu)勢(shì)是牲畜存欄數(shù)高 生活水平高 優(yōu)勢(shì)度 8.57 縣南溝的優(yōu)勢(shì)是農(nóng)業(yè)產(chǎn)投比高 優(yōu)勢(shì)度 8.91 治理度大 優(yōu) 飛馬河人均純收

析評(píng)價(jià)應(yīng)將能量消耗指標(biāo)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)之一 但生態(tài) 經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的能量流和經(jīng)濟(jì)支撐指標(biāo)有關(guān) 良好的經(jīng) 濟(jì)支撐體系 的能耗也較低 標(biāo)很難取得 其能源利用效率也較高 萬(wàn)元生產(chǎn)總值 另外 中尺度生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的能耗指 所以在中尺度生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康診斷指

標(biāo)體系中未選取能量方面的指標(biāo) 本文首次對(duì)生態(tài)經(jīng) 濟(jì)系統(tǒng)健康診斷尤其是黃土丘陵區(qū)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健 康診斷進(jìn)行了探索研究 并將比較生態(tài)學(xué)方法引入中 尺度生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康診斷 感到還有所不足 但在指標(biāo)選取方面筆者 還可 權(quán)重確定還可以進(jìn)一步改進(jìn)

的優(yōu)勢(shì)是人均純收入高 優(yōu)勢(shì)度 8.79 人均基本農(nóng)田較多 優(yōu)勢(shì)度 8.30 入高 優(yōu)勢(shì)度 8.97 勢(shì)度 8.75

燕溝的優(yōu)勢(shì)是降水豐富 優(yōu)勢(shì)度 8.94 恩格爾系數(shù)小 生活質(zhì)量高 優(yōu)

以引入人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法

工副業(yè)貢獻(xiàn)明顯 優(yōu)勢(shì)度 8.61

３．５ 黃土丘陵區(qū)不同模式建設(shè)的對(duì)策與建議 黃土丘陵區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康的時(shí)空布局不同 其障礙 是 農(nóng) 優(yōu)勢(shì)因素差異較大 高橋是 經(jīng)濟(jì)林果型 試區(qū) 決定了系統(tǒng)內(nèi)各試區(qū)的 農(nóng) 畜牧型 縣南溝 農(nóng) 恢復(fù)重建模式不同

５　 結(jié)論　

運(yùn)用比較生態(tài)學(xué)方法 以流域?yàn)閱卧?分析研究 運(yùn)用 了黃土丘陵區(qū)中尺度生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康問(wèn)題 為中尺 度生態(tài)系統(tǒng)健康診斷評(píng)價(jià)提供了新的研究思路 精度較高的均方差決策法確定權(quán)重 以系統(tǒng)所達(dá)到的 最佳現(xiàn)實(shí)狀態(tài)值為目標(biāo) 引入障礙度和優(yōu)勢(shì)度等概念 進(jìn)行健康障礙 優(yōu)勢(shì)診斷 為山川秀美工程建設(shè)決策 提供科學(xué)方法 黃土丘陵區(qū)是國(guó)家進(jìn)行退耕還林 草 和山川秀美工程建設(shè)最重要的地區(qū)之一 運(yùn)用該方法 對(duì)黃土丘陵區(qū)中尺度生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康進(jìn)行了時(shí)空變 異性和障礙 優(yōu)勢(shì)診斷研究 結(jié)果表明 該區(qū)生態(tài)經(jīng)

河莊坪是高效設(shè)施農(nóng)業(yè)型

燕溝是水資源高效利用綜合農(nóng)業(yè)型 飛馬河是 蘋果型 勢(shì)診斷結(jié)果 應(yīng)揚(yáng)長(zhǎng)避短 策和建議 還林 草 優(yōu)勢(shì)明顯 障礙突出

據(jù)此 結(jié)合系統(tǒng)健康時(shí)空 障礙和優(yōu) 該區(qū)在建設(shè)中

消除障礙 發(fā)揮優(yōu)勢(shì) 為此提出以下對(duì) 高橋應(yīng)加大畜牧業(yè)發(fā)展力度 加速退耕 進(jìn)程 提高勞動(dòng)力集約度和工副業(yè)產(chǎn)值

萬(wàn)方數(shù)據(jù)

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中　 國(guó)　 農(nóng)　 業(yè)　 科　 學(xué)

38 卷

濟(jì)系統(tǒng)健康狀況相對(duì)穩(wěn)定 潛力較大 其健康水平呈 逐年波動(dòng)式上升趨勢(shì) 相一致 為此 展

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且健康障礙明顯 優(yōu)勢(shì)突出

幾年的運(yùn)行實(shí)踐證明 該方法診斷的結(jié)果與建設(shè)實(shí)際 且操作性強(qiáng) 是一種合理可行的有效方法 據(jù)診斷結(jié)果提出了針對(duì)性對(duì)策 以促進(jìn)提高該

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區(qū)中尺度生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的健康水平 實(shí)現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)

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(責(zé)任編輯

李云霞)

萬(wàn)方數(shù)據(jù)

黃土丘陵區(qū)中尺度生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康診斷方法探索

作者： 作者單位： 戴全厚， 劉國(guó)彬， 劉普靈， 梁銀麗， 吳發(fā)啟， 梁宗鎖， 王繼軍， DAI Quan-hou， LIU Guo-bin， LIU Pu-ling， LIANG Yin-Li， WU Fa-qi， LIANG Zong-suo， WANG Ji-jun 戴全厚,DAI Quan-hou(中國(guó)科學(xué)院水利部水土保持研究所/西北農(nóng)林科技大學(xué),楊凌,712100;吉林省水土保持 科學(xué)研究院,長(zhǎng)春,130033;中國(guó)科學(xué)院研究生院,北京,100039)， 劉國(guó)彬,劉普靈,梁銀麗,吳發(fā)啟,梁宗鎖,王 繼軍,LIU Guo-bin,LIU Pu-ling,LIANG Yin-Li,WU Fa-qi,LIANG Zong-suo,WANG Ji-jun(中國(guó)科學(xué)院水利部 水土保持研究所/西北農(nóng)林科技大學(xué),楊凌,712100) 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué) SCIENTIA AGRICULTURA SINICA 2005,38(5) 14次

刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次數(shù)：

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本文編號(hào)：197457