基于灰色关联分析的文安村农业生态系统研究

基于灰色关联分析的文安村农业生态系统研究

文安村位于甘肃省西峰市。自20世纪90年代生态农业试点以来，根据该村的自然环境、自然资源、社会经济特点，重新调整和分配农业生态系统的各个方面，建立了集中化合的综合生态景观、农业规划法、农业林牧协调发展的立体生态系统、多功能有机废物和有机废物的复合生态模型。建立一个基于有机废物和环境的封闭循环模型。这个生态系统初步形成了良好的循环。本研究以文安村为一个典型的灰色关联系统,对其内部各层次间的灰色关联进行分析,为完善系统结构,增强系统功能,建立稳定、高效的农业生态系统提供依据.1研究领域的总结和研究方法1.1土壤条件及地形特征文安村位于西峰市东南部,属黄土台塬中产区,海拔1422m,土地总面积1427hm2,耕地面积占总面积的36%,人口2931人,人均土地0.55hm2,其中耕地0.19hm2.日照2449h/a.降水量561.5mm/a,主要集中在7-9月,大多以径流形式流失,利用率不高.年均温度8.3℃,≥0℃的积温为3446℃.日照时间长,且雨热同季,为半湿润偏旱雨养农业区,地形具有原、山、川皆有特征,地表多为黄土覆盖,厚度为150-200m,农业土壤为黑垆土和黄绵土.1.2农业生态系统构建及其层次文安村农业生态系统结构分为4个层次(图1)每一层次视为一个总体进行关联分析.农业生态系统[农业[种植业∶小麦、玉米、烤烟、油料养殖业∶猪、牛、马、鸡林果业∶经济林、用柴林渔业⌶副业图1文安村农业生态系统结构层次1.3计算比较差值的关联系数灰色关联度分析是以分析灰色系统主行为与相关行为因子的关系密切程度,从而判断该系统发展的主要因素和次要因素,以关联度作为其关系密切程度及相互比较的相对标志.分析方法及步骤如下:(1)对原始数据进行均值化,即无量纲化处理:X′i(k)=Xi(k)/ˉXi(2)计算参数数列与比较数列的绝对差值△i(k)=|X′0(k)—X′i(k)|.(3)计算关联系数:Ei(k)=[minmin(△i(k))+p·maxmax(△i(k))]/[△i(k)+p·maxmax(△i(k))].式中:p[0,1]为分辩系数,取0.5,i=1,2.3,…,minmin(△i(k))为二级最小差值;maxmax(△i(k))为二级最大差值.(4)计算关联度:ri=n-1·∑Ei(k)2结果与分析2.1农业、工副业相协调的原则农村经济收入与农业、工副业收入的灰色关联分析(表1)表明,文安村农村经济收入主要来源于第一产业,农业仍然是该生态系统的主要部分.同时,由于农业产业结构的调整,工副业也得到较快的发展,整个系统正向农业、工副业相协调的方向发展.2.2农、林、牧立体生态模式的建立,为农业生态保护和发展提供了重要基础农业收入与各因素的关联度和关联序的大小次序为:种植业>养殖业>林果业>渔业(表2).种植业对整个系统仍然具有最大的影响,是农村经济的主要支柱.畜牧业位居第二,随着生态农业建设,养殖业(特别是牛、猪、鸡)得到了迅速发展,且取得了明显的经济效益.通过退耕还林还草,植树造林,发展果业生产,已经形成了稳定的林果业.农、林、牧立体生态模式的建立及多级循环利用,使该农业生态系统趋于协调、为该生态系统的进一步完善和发展奠定了良好的基础.渔业对农业的贡献最小.2.3玉米、油脂、贝类、糜谷在种植业中,各因素的关联度和关联序的大小次序为:小麦>西瓜>烤烟>玉米>油料>豆类>糜谷(表3).小麦依然是主导作物;西瓜、烤烟等经济作物有较好的效益,有利于增加农民的收入,但比较单一,应力求发展多种经营,以提高抗逆力.豆类等养地作物面积过少,不利于培肥地力.2.4养牛业:四高值,低价,投资少,投资小,投资少,投资小,投资小,投资少,投资小,投资小.养殖业收入的关联度为猪>羊>牛>禽>兔>马(表4).猪饲养量对养殖业收入的影响最大,是养殖业的主要收入,具有较好的效益,但其关联度仅属于中等水平,应进一步挖掘潜力,提高饲养量和出栏率.另外,由于退耕还草,有较好的条件发展养羊和养牛业,但应改善品种结构,如降低役用牛的量,增加肉牛和奶牛饲养量,以进一步提高其效益.鸡和鸭的养殖已具有一定的规模,但其关联度仅位于第4,进一步加快发展鸡和鸭的养殖,有利于该生态系统的稳定持续发展.2.5粮食资源的供给和复种指数p.粮食在农业影响粮食总产量的外部因子主要包括自然资源和人工辅助因子,选择各主要因子计算关联度(表5).对粮食总产量影响最大的自然因子是降雨量,这是雨养农业的特点.在人工辅助因子方面主要是劳力、畜力、有机肥、农业投资.目前,有机肥以人畜粪尿为主,畜牧业的发展为农业提供了较多肥源,但仍然比较单一,而且不能满足需要,应广开肥源,培肥地力.农业投资主要用于购买化肥、农药.耕地、复种指数对粮食总产量也有较大影响.应稳定耕地面积,提高复种指数.对农业机械的投入和先进技术的投入仍然很低.农用电、农业人口对粮食总产量的影响最小.3大力推进节资农业和农村科技农业通过生态农业建设,文安村农业生态系统的内部结构趋于合理,为进一步持续发展奠定了基础,但仍不尽完善.为此,提出以下对策:3.1以市场为导向,加快农业产业化该区资源丰富,农产品种类繁多,但是大量具有增值潜力的资源产品和农畜产品都以初级形式流往系统外,主要原因是缺乏产后加工利用条件.应集中部分劳动力发展以农产品加工为主的乡镇企业和副业,并疏通销售渠道,形成产、供、销一条龙,以提高农产品价格,增加农民经济收入.3.2走农、牧、经并举,种、养、加结合,少投资多投劳的节资农业之路即稳定并优化以种植业为主的农业,利用剩余精、粗饲料大力发展节粮型高效畜牧业,按照畜牧业以草食畜为主,草食畜以牛羊为主,牛羊以肉食为主的调整原则,使畜牧业由低效“精粮型”向高效“节粮型”发展.扩大经济价值高而市场急需的各种经济作物、经济林果的生产.实行集约化经营,以投入劳动力为主,节约资金,提高效益.3.3增加科技投入,加强文化和技术培训,