本文作者：周松秀 單位：衡陽師范學(xué)院資源環(huán)境與旅游管理系

農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性評價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

研究區(qū)概況湘中丘陵盆地為一連綿起伏的盆地，分布著許多次級的小起伏盆地，其中較大的盆地有長沙盆地、株洲盆地、攸縣盆地、衡陽盆地、邵陽盆地等。衡陽盆地為較典型的丘陵盆地，具有代表性。衡陽盆地(111°32'16″～113°16'32″E，26°07'05″～27°28'24″N)位于湖南省中南部，湘江中游，總面積為15310km2。衡陽盆地地貌類型以崗、丘為主。氣候?yàn)榇箨懶蕴卣鬏^為明顯的亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，全年雨量豐沛，但季節(jié)分配不均，4～6月降雨量占全年降水量的44%，且多暴雨;7～9月降雨較少，只占全年降水量20%，期間蒸散量均超過降雨量，常有規(guī)律性的干旱。旱澇災(zāi)害頻繁發(fā)生，往往形成前澇后旱、周期交替、危害疊加的氣象災(zāi)害。植被覆蓋較差，森林覆蓋率為43%，紫色土地區(qū)森林覆蓋率僅為10%左右，遠(yuǎn)低于湖南省森林覆蓋率55%的平均水平，土壤侵蝕嚴(yán)重，每遇暴雨易造成山洪地質(zhì)災(zāi)害。衡陽盆地人類開發(fā)歷史悠久，人口眾多。《湖南統(tǒng)計(jì)年鑒2009》數(shù)據(jù)顯示，2008年全區(qū)人均GDP為14858元，農(nóng)民人均純收入為5617元，農(nóng)村居民恩格爾系數(shù)為52．9%，農(nóng)村生活水平尚處于溫飽狀態(tài)。一方面，農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害和山洪地質(zhì)災(zāi)害給研究區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成巨大損失，影響農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和質(zhì)量，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)呈現(xiàn)出波動(dòng)性和不穩(wěn)定性。另一方面，該區(qū)農(nóng)村生活水平落后，因其生存生活需要而對土地資源進(jìn)行掠奪式開發(fā)利用，人類活動(dòng)不斷地對生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行干預(yù)，使生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)和自我恢復(fù)的能力逐漸減弱［17］，抵御自然災(zāi)害的能力減弱，農(nóng)業(yè)災(zāi)害頻繁。因而，該區(qū)是我國農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性較嚴(yán)重的地區(qū)之一。

評價(jià)指標(biāo)的選取農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性包括由自然因素引起的結(jié)構(gòu)型脆弱性和由人為因素引起的脅迫型脆弱性，兩者相互作用，彼此疊加。在遵循科學(xué)性、可操作性和簡練性等原則的基礎(chǔ)上，根據(jù)衡陽盆地農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的構(gòu)成因素，從自然、社會、經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)中選取對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性具有驅(qū)動(dòng)作用或指示作用的13個(gè)評價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建脆弱性定量評價(jià)指標(biāo)體系，分別是平均坡度X1(°)、多年平均降水量X2(mm)、7～9月干旱指數(shù)X3、暴雨日數(shù)X4、平均氣溫X5(℃)、森林覆蓋率X6(%)、水田占耕地面積比重(%)、水庫水塘密度X8(萬m3/hm2)、人均耕地面積X9(hm2/人)、人口密度X10(人/km2)、人均GDPX11(元)、農(nóng)民人均純收入X12(元)、恩格爾系數(shù)X13(%)。農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性評價(jià)指標(biāo)的選擇不僅考慮了自然環(huán)境因素的影響，而且考慮了農(nóng)村社會經(jīng)濟(jì)因素(如人均GDP、農(nóng)民人均純收入和恩格爾系數(shù)等因子)對脆弱性的影響。因?yàn)檗r(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性表現(xiàn)為種植業(yè)產(chǎn)量的波動(dòng)幅度和產(chǎn)品質(zhì)量的安全情況，這些都直接影響農(nóng)民的收入和生活水平。人均GDP、農(nóng)民人均純收入和恩格爾系數(shù)等不僅是經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)指標(biāo)，也是脆弱性結(jié)果表征指標(biāo)，一方面脆弱性表征指標(biāo)相對于其閾值的大小反映了外界壓力導(dǎo)致的脆弱性的程度，另一方面農(nóng)業(yè)脆弱性直接受經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)指標(biāo)的影響。例如，農(nóng)業(yè)旱災(zāi)災(zāi)情與農(nóng)業(yè)抗旱能力直接受到社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的影響［18］，人均GDP、農(nóng)民人均純收入越高，恩格爾系數(shù)越小，抗災(zāi)減災(zāi)能力越強(qiáng)，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境敏感性和易損性越小。

農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性評價(jià)

數(shù)據(jù)來源省轄市衡陽市城市化較突出，不以種植業(yè)為主，因此該研究選擇的樣本數(shù)據(jù)是研究區(qū)內(nèi)各縣域的數(shù)據(jù)?？h域處于行政區(qū)劃中承上啟下的特殊位置，也是目前統(tǒng)計(jì)資料上經(jīng)常采用的單元。衡陽盆地共有7個(gè)縣域，其中常寧和耒陽屬于縣級市，其他5個(gè)都是縣。為了方便起見，把它們統(tǒng)稱為縣域。通過對研究區(qū)內(nèi)7個(gè)縣域的91個(gè)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，定量評價(jià)研究區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性及其空間分布規(guī)律。平均坡度、多年平均降水量、7～9月干旱指數(shù)、暴雨日數(shù)和平均氣溫等氣象數(shù)據(jù)來源于《衡陽市農(nóng)業(yè)區(qū)劃報(bào)告數(shù)據(jù)集》和衡陽市氣象局資料;森林覆蓋率數(shù)據(jù)來源于湖南省國土資源廳;水田占耕地面積比重、水庫水塘密度、人均耕地面積、人口密度、人均GDP、農(nóng)民人均純收入和恩格爾系數(shù)等社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來源于《衡陽市志》和《湖南統(tǒng)計(jì)年鑒2009》。在這13項(xiàng)指標(biāo)中，X1、X3、X4、X7、X10和X13等6項(xiàng)為正向指標(biāo)，即其數(shù)值越大，脆弱性越大;X2、X5、X6、X8、X9、X11和X12等7項(xiàng)為逆向指標(biāo)，即數(shù)值越大，脆弱性越小。

在數(shù)據(jù)處理時(shí)，對逆向指標(biāo)先采取倒數(shù)法將其正向化，使其數(shù)值方向一致。評價(jià)方法生態(tài)環(huán)境脆弱性的定量評價(jià)常用的方法主要有專家打分法、統(tǒng)計(jì)平均值法、模糊逆方程法、層次分析(AHP)法、模糊綜合評判法、綜合指數(shù)法、主成分分析法、灰色關(guān)聯(lián)法等諸多方法。由于生態(tài)環(huán)境脆弱性評價(jià)指標(biāo)涉及脆弱生態(tài)環(huán)境成因和表現(xiàn)特征等方面［19］，因而評價(jià)指標(biāo)數(shù)量較多且相關(guān)性較大。主成分分析法能夠?qū)⒃瓉淼闹笜?biāo)重新組合成一組新的互不相關(guān)的較少的綜合指標(biāo)，盡可能多地反映原來指標(biāo)的信息，并且能夠客觀地確定評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，從而避免主觀隨意性［20］。因此，筆者選擇主成分分析法對研究區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性進(jìn)行定量評價(jià)。主成分分析是多元統(tǒng)計(jì)分析中的一種重要方法［21－22］，首先通過主成分貢獻(xiàn)率的計(jì)算，得出主成分個(gè)數(shù)，然后計(jì)算主成分載荷值，求出各評價(jià)因子的權(quán)重值，進(jìn)而計(jì)算各縣域的脆弱度。由于各評價(jià)指標(biāo)的量綱不一樣，需對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，使其具有良好的可比性。主成分分析利用Matlab7．0計(jì)算得出相關(guān)系數(shù)矩陣、特征根、主成分貢獻(xiàn)率、累計(jì)貢獻(xiàn)率及主成分載荷(表1和2)。表1表明，根據(jù)累計(jì)貢獻(xiàn)率大于80%的最小維數(shù)確定主成分個(gè)數(shù)。指標(biāo)權(quán)重計(jì)算公式(7)中各指標(biāo)的得分值除以指標(biāo)的總得分值，即為各評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重［7］。

農(nóng)民人均純收入的權(quán)重值最大，為0．140;森林覆蓋率第二，為0．137;多年平均降雨量第三，為0．125。這說明研究區(qū)的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性是結(jié)構(gòu)型脆弱性和脅迫型脆弱性共同影響的結(jié)果，尤其是人類活動(dòng)的脅迫型脆弱性因子起著重要作用。因而提高農(nóng)民人均純收入是恢復(fù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵。脆弱度計(jì)算農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱度的計(jì)算公式為:Pi=∑13j=1WijX*ij(i=1，2，…，7;j=1，2，…，13)(8)式中，Pi為第i個(gè)縣域的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱度;Wij為第i個(gè)縣域第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。根據(jù)等距劃分的原則［7］，將衡陽盆地各縣域農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的脆弱性情況劃分為5類，即0．58＜P＜1．00為強(qiáng)度脆弱區(qū)，0．16＜P＜0．58為高度脆弱區(qū)，－0．26＜P＜0．16為中度脆弱區(qū)，－0．68＜P＜－0．26為輕度脆弱區(qū)，－1．10＜P＜－0．68為微度脆弱區(qū)。衡陽盆地農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境以中度脆弱為主，強(qiáng)度脆弱區(qū)分布次之，輕度脆弱區(qū)和微度脆弱區(qū)也都有分布。另外，生態(tài)脆弱性外圍低，中間高。中部的衡南縣脆弱度最大，衡陽縣次之，屬于強(qiáng)度脆弱區(qū)，成為衡陽市各縣域農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的脆弱中心;東南部耒陽市的脆弱度最小，為微度脆弱區(qū)。衡南縣位于研究區(qū)的中心部位，脆弱度值最大。該縣耕地中水田的比重高達(dá)90．7%，為研究區(qū)中的最大值，人均GDP僅為12351元，排名第六，說明衡南縣農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境受人類活動(dòng)影響深刻，脅迫型脆弱性的疊加作用強(qiáng)，因而農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性最強(qiáng)。