溫淑紅，溫學飛，安 鈺

（寧夏農(nóng)林科學院 荒漠化治理研究所，銀川750002）

我國在旱作農(nóng)業(yè)效益評價方面已經(jīng)開展了大量的工作。關于旱作農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展評價的方法主要有灰色系統(tǒng)法、模糊評價法、層次分析法等［1－3］。不管采取哪種評價方法，選取合理有效的指標體系是評價的重要前提。隨著研究的不斷深入，旱作農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展在指標體系建立上經(jīng)歷了從單因子到多因子、從簡單到復雜、從狀態(tài)到過程、從現(xiàn)象指標到綜合指標的過程。不同領域的學者提出了一些評價指標，形成了各具特色的評價指標體系［4－6］在區(qū)域環(huán)境評價和資源可持續(xù)利用等研究中，科學家設計了許多概念模型或研究框架，如 OECD （Oranization for Economic Cooperation and Develop ment）提出的PSR（pressure－stateresponse）框架、UNCSD （United Nations Commission on Sustainable Develop ment）發(fā)展的 DSR （drivingforce－state－response）模型和EEA （European Environ ment Agency）采用的 DPSIR 模型 （drivingforce－pressure－state－i mpact－response）等。這些概念模型一般都提供了明確的思路、原則、方法和框架，有助于選擇相關要素和指標，組織數(shù)據(jù)或信息，能夠保證重要的要素和信息不被忽略，以全面分析、解決環(huán)境或可持續(xù)發(fā)展問題［7－10］。DPSIR概念框架能揭示環(huán)境與人類活動的因果關系，在資源、人口、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究中得到了廣泛的應用［11］。應用DPSIR模型對項目區(qū)內(nèi)制約旱作補水農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要制約因子及其內(nèi)在有機聯(lián)系的研究，建立補水農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展評價指標體系，構建綜合節(jié)水措施條件下的社會、經(jīng)濟及其環(huán)境效益模型，提出發(fā)展補水農(nóng)業(yè)對社會、環(huán)境產(chǎn)生的綜合效益的科學評價新方法，為區(qū)域?qū)嵤┖底餮a水給社會、環(huán)境帶來的影響進行綜合評價提供科學依據(jù)，推動與促進旱作補水農(nóng)業(yè)沿著科學、健康、積極的軌道發(fā)展，保證當?shù)厝罕姷慕?jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 評價指標與方法

1．1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于同心縣東部預旺、張家垣、馬高莊、下馬關4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，總面積1 989．22 k m2，人口107 092人?；哪鹆辍羡值?、山地、川地、塬地、澗地、黃土地等地貌交錯分布，耕地252．07 k m2，多年平均降雨量270 mm左右，低于中部干旱帶，年均降雨量18%，年平均氣溫8．6℃，多年平均日照3 024 h，無霜期120～218 d，平均溫差為31．2℃［12］。

1．2 評價指標體系構建

同心縣旱作補水農(nóng)業(yè)可持續(xù)利用評價體系的框架包括三個層次。第一個是目標層，即項目區(qū)水資源可持續(xù)利用綜合評價；第二個是影響因素層，包括驅(qū)動力、壓力、狀態(tài)、影響和響應5個影響同心縣項目區(qū)旱作補水農(nóng)業(yè)可持續(xù)利用的因素；第三個是指標層，包括具體的指標項，共22項。建立的旱作補水農(nóng)業(yè)體系可持續(xù)發(fā)展綜合評價指標體系見表1。為了使指標權重更能夠符合實際情況，采取主觀賦權法（層次分析法）與客觀賦權法（改進熵值法）相結合的方法來確定指標的綜合權重［13］，即對主觀權重用修正系數(shù)（客觀權重求得）作修正，以評價影響同心縣旱作補水農(nóng)業(yè)體系可持續(xù)利用的主要影響指標，以及評價期間內(nèi)整體旱作補水農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的變化趨勢。

表1 同心縣旱作補水農(nóng)業(yè)DPSIR評價指標體系

1．3 權重計算

1．3．1 層次分析法（A HP）確定主觀權重 層次分析（Analytic Hierachy process，AHP）多目標決策方法，是20世紀70年代由美國運籌學家T·L·Satty提出的，是一種定性與定量分析相結合的多目標決策分析方法。吸收利用行為科學的特點，將決策者的經(jīng)驗判斷給予量化，對目標（因素）結構復雜而且缺乏必要的數(shù)據(jù)情況下，采用此方法較為實用，是一種系統(tǒng)科學中常用的一種系統(tǒng)分析方法，因而成為系統(tǒng)分析的數(shù)學工具之一［14］。根據(jù)指標體系的層次結構，逐層采取兩兩比較來確定因素間相對重要性的數(shù)值。通過逐步調(diào)整運算［13］，主觀權重結果見表2。

表2 主觀權重計算結果

1．3．2 熵值法確定客觀權重 采用熵值法對該指標體系進行綜合評價。在信息論中，熵是對不確定性的一種度量。信息量越大，不確定性就越小，熵也就越??；信息量越小，不確定性越大，熵也越大。根據(jù)熵的特性，用熵值來判斷某個指標的離散程度，指標的離散程度越大，該指標對綜合評價的影響越大［15］。為使數(shù)據(jù)之間具有可比性，需要對初始數(shù)據(jù)作同度量化處理［13］。利用熵值法估算各指標的權重，其本質(zhì)是利用指標信息的價值系數(shù)來計算，其價值系數(shù)越高，對評價的重要性就越大，計算結果如表3所示。

表3 客觀權重計算結果

1．3．3 綜合權重確定 評價指標綜合權重的計算公式為

W＝（1－t）Wω＋t Wj

式中：W——綜合權重；Wω——應用層次分析法計算得到的主觀指標權重向量；Wj——應用熵值法計算得到的客觀指標權重向量；t——修正系數(shù)，t值的選取取決于熵值法確定的指標權重向量的差異程度，可按下式取值：t＝REn·n／（n－1）。根據(jù)差異程度系數(shù)的原理，可按下式計算其取值：REn＝2／n（1p1＋2p2＋…＋npn）－（n＋1）／n。式中：n——指標個數(shù)，p1，p2，…，pn；Wj——中各指標權重從小到大的重新排序［13］。根據(jù)以上公式進行運算后，得到REn＝0．0104，t＝0．0109。W＝0．9891Wω＋0．0109Wj，結果見表4。

表4 綜合權重計算結果及排序

2 結果與分析

2．1 單因子評價

從表4中可以看出，DPSIR系統(tǒng)中系統(tǒng)響應權重最大為0．444 3，依次為系統(tǒng)影響0．276 9、系統(tǒng)狀態(tài)0．132 1、系統(tǒng)壓力0．099 3，驅(qū)動力最小0．047 5。干旱區(qū)旱作補水農(nóng)業(yè)中系統(tǒng)響應是最重要的措施。在同心縣旱作補水農(nóng)業(yè)中驅(qū)動力權重最小，主要是由于當?shù)馗F困地區(qū)長期以來粗放農(nóng)業(yè)的實施，基礎薄弱，顯現(xiàn)不出來現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)所必須的驅(qū)動力因素。

總排序單個因子分析，降雨量權重最大為0．115 9，干旱區(qū)旱作補水農(nóng)業(yè)的主要水資源就是自然降水，自然降水的多少，嚴重制約著旱地農(nóng)業(yè)的總體效益。第二為勞動力權重，為0．109 7，勞動力的素質(zhì)是高效節(jié)水農(nóng)業(yè)的主要實施者，勞動力的多少與素質(zhì)的高低在同心縣旱作補水農(nóng)業(yè)中起到重要作用，因此要經(jīng)常加強群眾的技能培訓。第三為井灌面積權重，為0．090 2，井灌面積是保證旱作補水農(nóng)業(yè)旱澇保收的最基本措施，為旱作補水農(nóng)業(yè)中最有效、最普遍的農(nóng)業(yè)措施。第四為糧食單產(chǎn)權重，為0．082 1，要提高糧食單產(chǎn)，作物種植結構調(diào)整、水肥耦合、節(jié)水技術等旱作補水新技術的應用才是旱作補水農(nóng)業(yè)的關鍵措施。干旱指數(shù)在旱作補水農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中權重最低為0．010 6，長期的干旱使當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)逐漸適應氣候的變化。其次為人均耕地面積，排名21，總排序權重為0．011 4，在旱作補水農(nóng)業(yè)中，水資源的缺乏，大面積的播種，收成并不一定是最大化，有時候因干旱造成大面積絕產(chǎn)，因此在旱作補水農(nóng)業(yè)中，采取旱地節(jié)水農(nóng)業(yè)技術，精細化種好一部分旱地，遠比廣種薄收要強得多。

2．2 綜合評價

根據(jù)旱作補水農(nóng)業(yè)可持續(xù)評價指標體系的結構特點，采用加權平均法對同心縣干旱區(qū)旱作補水農(nóng)業(yè)體系可持續(xù)發(fā)展進行綜合評價。為了直觀反映旱作補水農(nóng)業(yè)的實施效果，把旱作補水農(nóng)業(yè)DPSIR總體可持續(xù)發(fā)展評級指數(shù)0．000～1．000劃分為5個等級［16］。具體劃分指標和含義見表5。對同心縣旱作補水DPSIR系統(tǒng)的各子系統(tǒng)的評價值進行計算結果見表6。

表5 旱作補水農(nóng)業(yè)DPSIR可持續(xù)發(fā)展指標等級劃分

表6 同心縣旱作補水農(nóng)業(yè)DPSIR綜合評價值及可持續(xù)性

2．2．1 子系統(tǒng)評價 從表6中可以看出，驅(qū)動力2005－2008年一直呈現(xiàn)上升趨勢，可持續(xù)狀態(tài)一直良好，主要是由于人口純收入的增加，以及人均GDP增長的需要，特別是人口增長率的增加，有力地促進了旱作補水農(nóng)業(yè)發(fā)展的驅(qū)動力增加。壓力2005－2007年有上升趨勢，可持續(xù)狀態(tài)從一般升為優(yōu)秀；2007－2008年壓力逐漸下降，可持續(xù)狀態(tài)從優(yōu)秀降為良好，主要是由于持續(xù)的干旱造成旱作補水農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的困難，農(nóng)民人均擁有糧食減少，生活困難，為旱作補水農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大壓力。2007年降水為307．2 mm，從很大程度上解決了部分農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，減輕了旱作補水農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的壓力。狀態(tài)變化2005－2006年、2007－2008年有上升趨勢，2006－2007年狀態(tài)逐漸下降，可持續(xù)發(fā)展一直處于良好狀態(tài)。由于壓力的表現(xiàn)，所呈現(xiàn)出相應的狀態(tài)，2005－2007年持續(xù)的干旱造成干旱指數(shù)上升，造林成活率降低，造林面積減少，由于降水減少，對水分有效利用率增加。2007－2008年降水量的增加，有效改善了干旱指數(shù)，有利于旱作補水農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作的開展。影響變化2005－2008年一直處于上升趨勢，可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)從一般逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榱己玫絻?yōu)秀。在經(jīng)濟增長、社會積極響應的背景下，旱作補水農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的消極影響在減弱，積極影響在加強。糧食總產(chǎn)量在增加，從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的勞動力在減少，群眾素質(zhì)得到有效改善，旱作補水農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響對當?shù)厣a(chǎn)起到有效的促進影響作用。響應變化2005－2008年一直處于直線上升趨勢，可持續(xù)狀態(tài)從一般轉(zhuǎn)變?yōu)榱己玫絻?yōu)秀。在同心縣干旱少雨等自然條件下，旱作補水農(nóng)業(yè)體系如果想取得良好的成績，必須采取農(nóng)田水利建設、水肥耦合、機械作業(yè)等有效的節(jié)水等措施。在項目實施過程中，課題組與當?shù)卣块T加強旱作補水新技術培訓、推廣、應用等措施，在可持續(xù)發(fā)展方面給予更積極的響應，提高了旱作補水農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效果。

2．2．2 旱作補水農(nóng)業(yè)體系可持續(xù)發(fā)展情況 從表6中可以看出，同心縣旱作補水農(nóng)業(yè)體系2005－2008年可持續(xù)發(fā)展評價值一直上升，可持續(xù)狀態(tài)從一般轉(zhuǎn)變?yōu)榱己玫絻?yōu)秀。說明通過旱作補水項目的實施，項目總體可持續(xù)發(fā)展情況較好。評價指數(shù)依次為：2008年（0．924 5）＞2007年（0．851 9）＞2006年（0．710 3）＞2005年（0．572 4）。可持續(xù)發(fā)展趨勢數(shù)學模型為：y＝0．3458l n x＋0．4523（R2＝0．9402）。

2．2．3 旱作補水農(nóng)業(yè)體系年度發(fā)展情況分析 農(nóng)業(yè)“狀態(tài)”的變化以及未來發(fā)展趨勢不會只與某一因素有關，而應該是諸多因素共同作用的結果［13］，旱作補水可持續(xù)性在不同年度內(nèi)所面臨的變化趨勢也不一樣。2005年、2006年可持續(xù)發(fā)展中狀態(tài)因子評價值最高（分別為0．713 4和0．868 5），2005年、2006年可持續(xù)發(fā)展中響應因子評價值最低（分別為0．486 2和0．638 8），說明旱作補水農(nóng)業(yè)由于壓力和驅(qū)動力因子作用下兩年來旱作補水農(nóng)業(yè)的狀態(tài)急需得到改善，所采取有效措施不足，整體可持續(xù)發(fā)展相對一般。由于2005年、2006年的存在狀態(tài)因素給2007年的可持續(xù)發(fā)展帶來嚴重的壓力（0．963 4），2007年的驅(qū)動力也因此受到上年的影響，驅(qū)動力因子最低（0．682 3），但比2006年的驅(qū)動力有所上升。為了旱地農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效進行，2008年應該要采取有效的響應（0．986 4）措施來降低壓力，2008年發(fā)展中壓力因子評價值最低（0．693 7），說明當?shù)睾底餮a水農(nóng)業(yè)的發(fā)展總體驅(qū)動力較強，旱作補水農(nóng)業(yè)面臨的潛在壓力較小。

3 討論與對策

旱作補水農(nóng)業(yè)是介于自然、生態(tài)和社會經(jīng)濟之間的復合系統(tǒng)，系統(tǒng)中各因素之間的相互作用相當復雜，借助于DPSIR概念模型有助于簡化這一過程［9，17］。通過全面分析同心縣旱作補水農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的“驅(qū)動力”、“壓力”、“狀態(tài)”、“影響”和“響應”，有助于理解影響旱作補水農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中各因素的作用過程以及彼此之間的因果關系，從而為建立旱作補水農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展指標體系，實現(xiàn)資源優(yōu)化配置奠定基礎。因此，首先要以評估旱作補水農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其變化為基礎，分析造成旱作補水農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的現(xiàn)狀和變化的原因以及對系統(tǒng)的壓力，然后確定旱作補水農(nóng)業(yè)系統(tǒng)現(xiàn)狀對當?shù)厝罕娚?、生產(chǎn)和環(huán)境的影響，據(jù)此調(diào)整當前旱作補水措施并實現(xiàn)旱地農(nóng)業(yè)資源優(yōu)化配置和農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展。根據(jù)以上分析過程和評價結果，由DPSIR模型中“響應”模塊的功能，提出以下旱作補水農(nóng)業(yè)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展過程中改善“驅(qū)動力”、降低“壓力”、恢復“狀態(tài)”和消除“影響”的農(nóng)業(yè)可持續(xù)策略。

3．1 開源與節(jié)流

結合保障人畜安全和生態(tài)移民水利工程配套建設的水源供給利用，制定出旱作補水農(nóng)業(yè)發(fā)展方案，確?？购狄こ?，發(fā)揮最大效益［18］。利用流經(jīng)本縣的固海揚黃水利及其引伸擴灌的各類引水工程、塘、壩、庫、機井等現(xiàn)有水源，采用管管及機井、移動機泵和固定揚水站等相結合的辦法，建立抗旱供水應急體系。加強井窖建設，建立集雨補灌可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)技術新體系［19］。

3．2 調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構

旱作補水農(nóng)業(yè)以發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟、增加農(nóng)民收入為中心，以市場為導向，以農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收為核心，不斷調(diào)整優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構，推進農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟向質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變。大力調(diào)整種植結構，改善大面積單一的種植結構，采用壓夏增秋，壓糧增經(jīng)措施，建立由單作重茬向科學輪作過渡的用地新體系［20］。擴大馬鈴薯、西甜瓜、葵花、紅棗、紅蔥等特色作物種植比例，合理安排地膜玉米種植倒茬，避免過多補灌用水增投不增收或效益低等問題。在確保糧食總產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品總量平衡的基礎上，擴大種植一批農(nóng)特優(yōu)農(nóng)副產(chǎn)品。

3．3 建立以蓄水保墑為核心的保護性耕作技術體系

建立以秋深耕施肥整地蓄水保墑為主的保護性耕作制度，建立適期秋覆膜、早春頂凌覆膜、機械全壟覆膜溝植集降雨補灌技術體系，推廣“一膜兩季”利用、田間微地面集雨節(jié)水補灌、根區(qū)注水補灌和移動式滴灌等技術和模式［21］，增強抗旱避災能力，提高穩(wěn)產(chǎn)增收潛力。

3．4 合理施肥，引進新品種

通過增加無機肥料投入，以無機換有機，并改革施肥制度，促進以種肥為主向重施基肥、種肥、適期適量追肥結合三次施肥過渡，合理增施氮磷鉀化肥，建立以肥調(diào)水、“水肥一體化”用養(yǎng)地技術體系，以提高土壤肥力水平，達到抗旱穩(wěn)產(chǎn)的目標。引進、推廣、選育高產(chǎn)抗旱作物新品種［22－23］，進行科學的營養(yǎng)液浸種和藥物拌種措施，建立耐旱作物品種培養(yǎng)的新體系。

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