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

1、本文以農業(yè)系統(tǒng)優(yōu)化理論為核心，運用系統(tǒng)科學和生態(tài)工程的理論和方法，以宏觀農牧業(yè)統(tǒng)計資料、北方旱區(qū)農業(yè)研究資料和數(shù)據(jù)、內蒙古草地基礎數(shù)據(jù)、畜牧氣象觀測資料等為基礎，系統(tǒng)調查農耕區(qū)和畜牧區(qū)農戶、牧戶的農牧業(yè)生產(chǎn)方式，進行區(qū)域農業(yè)系統(tǒng)結構調整及子系統(tǒng)調整方案的測算及分析，在總結現(xiàn)有成功模式與經(jīng)驗的基礎上，建立農牧系統(tǒng)結構優(yōu)化的生產(chǎn)模式。應用多目標規(guī)劃分析方法進行農牧業(yè)綜合效益最大化的設計，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、實地

2、調查、歷史分析法以及計算機信息技術、數(shù)學模擬、模型等方法有機結合起來。主要結論有： 1 系統(tǒng)辨識：農牧交錯帶陰山北麓是我國主要生態(tài)脆弱與貧困地區(qū)之一，也是影響華北大氣環(huán)境質量的一個重要沙塵源區(qū)。當前應把生態(tài)環(huán)境建設放在首位，力爭實現(xiàn)生態(tài)和經(jīng)濟的雙贏。通過建立指標體系，對區(qū)域經(jīng)濟、社會、生態(tài)三種效益的功能進行綜合評價，權重系數(shù)分別為0.2984,0.2134和0.4882。在指標評價體系中，對各類生態(tài)、經(jīng)濟、社會影響因子按其重要性

3、排序，森林覆蓋率和土壤流失是當前必須優(yōu)先考慮的兩個指標，其權重分別為0.0718和0.0705，其次是實現(xiàn)農業(yè)總收益目標最大化，組合權重為0.0587。 2 系統(tǒng)優(yōu)化方法與結果：對區(qū)域農業(yè)大系統(tǒng)采用多目標決策手段進行系統(tǒng)優(yōu)化，其結果符合預定設計，綠當量植被覆蓋率達到38.57％，比優(yōu)化前高出15.56％；平均侵蝕模數(shù)由原來的26.9t-hm<'-2>a<'-1>減為25.7t-hm<'-2>，減少了4.7％；載畜量達到94115

4、5羊單位，可增加141％。草地面積可增長6.83％，將增加載大牲畜量1.2萬頭牛單位或羊5.8萬只；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的1:0.18:0.24調整為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、兔等食草動物在畜禽結構中所占比例提高到81.2％。農牧業(yè)總收益增加11536.36萬元，農林牧收益比由原來的1：O.12：0.23優(yōu)化

5、為1:0.12:0.67，產(chǎn)值結構趨于合理。 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林的農牧交錯帶，形成能夠控制農田風蝕沙化并顯著提高農田生產(chǎn)力的保護性優(yōu)化耕作模式；加大農牧結合的力度，發(fā)展為牧而農的種植業(yè)和自繁自育結合異地育肥的季節(jié)性養(yǎng)殖業(yè)，形成適合農牧交錯帶條件的農牧耦合模式。優(yōu)化模式是在現(xiàn)有

6、生產(chǎn)水平和技術水平的基礎上提出來的，并由此提出了該區(qū)域當今發(fā)展高產(chǎn)高效持續(xù)農業(yè)的主要途徑和措旌。 本文發(fā)現(xiàn)農牧交錯帶普遍存在種植業(yè)與畜牧業(yè)產(chǎn)值反相位年際波動的現(xiàn)象，分析了其成因。在系統(tǒng)分析的基礎上，提出了農業(yè)系統(tǒng)結構調整的概念并界定其內涵。在首先確定區(qū)域生態(tài)、社會、經(jīng)濟效益優(yōu)先序及權重的基礎上，采用多目標線性規(guī)劃，構建了區(qū)域農業(yè)結構階段性優(yōu)化模型。并針對北方農牧交錯帶的實際，把系統(tǒng)結構調整與構建防沙型農業(yè)技術體系有機結合起來，建