基于AHP—PCA熵組合權(quán)重模型的三峽庫區(qū)（重慶段）農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性評價

夏興生 朱秀芳 李月臣 吳建峰 何志明

摘要：【目的】了解三峽庫區(qū)蓄水后的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境狀況，為提出有效的農(nóng)業(yè)環(huán)境治理和保護措施提供參考?！痉椒ā恳匀龒{庫區(qū)（重慶段）為研究區(qū)域，從氣候條件、承載體、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和社會經(jīng)濟4個方面建立農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境評價指標體系，在用層次分析法（AHP）和主成分分析法（PCA）分別確定各指標主觀權(quán)重和客觀權(quán)重的基礎(chǔ)上，以最小信息熵將權(quán)重組合為綜合權(quán)重，在GIS支持下建立評價模型，對庫區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境從結(jié)構(gòu)性脆弱、脅迫性脆弱及綜合性脆弱進行量化評價及等級評定?！窘Y(jié)果】三峽庫區(qū)（重慶段）農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性表現(xiàn)為（東）北部較高、中部較低、長江兩岸較高，且以長江為分界線的長江北部在較高的脅迫性脆弱和結(jié)構(gòu)性脆弱共同作用下較南部明顯偏高，區(qū)域內(nèi)70.00%以上的區(qū)（縣）農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境整體處于中強度等級以上，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境抗干擾能力不容樂觀。三峽庫區(qū)（重慶段）農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性的空間分布整體上與生態(tài)環(huán)境因子分布一致。【結(jié)論】以AHP-PCA熵組權(quán)重模型評價農(nóng)業(yè)生態(tài)脆弱性具有可行性，可為生態(tài)環(huán)境脆弱性評價提供一種新的思路與方法。

關(guān)鍵詞： 農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境；脆弱性；層次分析（AHP）；主成分分析（PCA）；最小信息熵；三峽庫區(qū)（重慶段）

中圖分類號： S181；X171.1 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1191（2016）04-0548-09

0 引言

【研究意義】生態(tài)環(huán)境是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本，是保證人類生存的先決條件（王斌和閆予昌，2008；夏興生，2014）。自20世紀40年代以來，隨著工業(yè)、化工技術(shù)的快速發(fā)展，大量的化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、石油制品、機械等投入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)業(yè)產(chǎn)量得到空前提高，但與此同時也造成過度消耗資源、破壞農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的困境，致使農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)退化、脆弱性顯著增強（夏興生，2014）。目前，有關(guān)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的研究主要集中在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境安全性評價、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康評價、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境預警及農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟能值分析等方面（孫蕾，2007；張紅紅，2008；孫國軍，2009；鄭文武等，2010；劉正佳等，2011；田亞平和常昊，2012；王成成，2012；趙曦琳，2012），針對其脆弱性的研究較少。因此，剖析農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的脆弱性問題，并進行科學評價，不僅對合理利用區(qū)域資源（劉正佳等，2011；周松秀等，2011）、保證農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、恢復和保護區(qū)域生態(tài)環(huán)境有重要意義，還對促進區(qū)域環(huán)境經(jīng)濟合理協(xié)調(diào)發(fā)展具有指導意義?！厩叭搜芯窟M展】三峽庫區(qū)85%的面積在重慶市轄區(qū)范圍內(nèi)，人口密度大，地質(zhì)地貌復雜，自然資源與土地條件相對較差，人均耕地面積少（陳聰，2009），是長江上游主要的生態(tài)脆弱區(qū)之一（李孝坤，2005；夏興生，2014）。重慶市是我國典型大城市、大農(nóng)村成長格局下的城市，農(nóng)業(yè)作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在其中扮演著重要角色，所占比重在4個直轄市（北京、天津、上海、重慶）中最高（夏興生，2014）。自1997年重慶直轄市成立以來，重慶市農(nóng)業(yè)發(fā)展較快，但水土流失、農(nóng)業(yè)面源污染、山丘墾殖過度、耕地肥力降低等農(nóng)業(yè)環(huán)境質(zhì)量問題也隨之不斷凸現(xiàn)。尤其在三峽庫區(qū)蓄水到175 m后，重慶轄區(qū)內(nèi)永久性消落帶總面積達306.28 km2，且其中占用的多是良田肥地，對以山地、丘陵地形為主的庫區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展提出了更高的要求和挑戰(zhàn)，保護好庫區(qū)生態(tài)環(huán)境的同時如何發(fā)展好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已成為庫區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展考慮的首要因素。目前，關(guān)于三峽庫區(qū)（重慶段）的研究主要集中在生態(tài)環(huán)境問題及對策、生態(tài)脆弱性評價、生態(tài)環(huán)境敏感性、水土流失時空格局演變、生態(tài)安全、土地承載力等方面（羅懷良等，2003；李孝坤，2005；黃海，2008；李月臣等，2008；陳聰，2009；李建國等，2010；劉春霞等，2011；陳渝龍，2012；馬駿，2014），具體分析了三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境存在的問題、時空演變及對生產(chǎn)生活的影響，并從資源合理利用、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和空間布局、控制污染、生態(tài)環(huán)境保護等角度，對三峽庫區(qū)的生態(tài)建設(shè)提出了建議和對策?！颈狙芯壳腥朦c】雖然上述研究也有涉及到農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境問題的探討，但針對農(nóng)業(yè)生態(tài)脆弱性的系統(tǒng)研究尚屬空缺?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以三峽庫區(qū)（重慶段）為研究區(qū)域，一方面在遵循科學性、易操作性、簡潔性、主導性原則的基礎(chǔ)上，參考黃民生（2005）、周振民（2007）、劉伯超等（2009）、周松秀等（2011）構(gòu)建農(nóng)業(yè)生態(tài)脆弱性評價指標體系的研究方法，從氣候條件、承載體、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、社會經(jīng)濟4個方面建立庫區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性評價指標體系；另一方面引入?yún)情_亞和金菊良（2008）的熵組合權(quán)重思想，基于AHP-PCA熵組合權(quán)重模型對該區(qū)域的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境進行脆弱性評價，以期進一步認識三峽庫區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的狀況，為提出有效的農(nóng)業(yè)環(huán)境治理和保護措施提供參考。

1 材料與方法

1. 1 指標體系及研究方法

針對生態(tài)環(huán)境脆弱性評價問題構(gòu)建評價指標體系，雖然國內(nèi)外學者在不同的研究領(lǐng)域及地域進行了多種形式的研究工作，并形成一定共識，但由于地球結(jié)構(gòu)的復雜性，不同區(qū)域自然條件、環(huán)境狀況等差異明顯，尚未形成通用的指標構(gòu)建原則與模式。三峽庫區(qū)（重慶段）屬典型的山區(qū)丘陵地區(qū)，地貌結(jié)構(gòu)復雜多樣（陳聰，2009；夏興生，2014），又居于重慶市典型的大城市、大農(nóng)村、大山區(qū)、大庫區(qū)發(fā)展中地區(qū)，社會經(jīng)濟系統(tǒng)也較復雜。因此，在選擇評價指標時，首先以遵循科學性、易操作性、簡潔性、主導性原則為基礎(chǔ)，排除定性指標，選取量化指標，其次力求精簡又突出農(nóng)業(yè)視角（夏興生，2014）。另外，本研究主要評價三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境的靜態(tài)脆弱性，考慮到數(shù)據(jù)的易獲取及可獲取性，以2010年為基準，在指標數(shù)據(jù)獲取時，對于缺失或難以獲得的指標數(shù)據(jù)則遵循地理學第一定律，以相同或相近年份的相同或相關(guān)指標數(shù)據(jù)換算或代替原則進行替補，使指標體系盡量完善。

在遵循上述原則的基礎(chǔ)上，采用特爾菲法并參考黃民生（2005）、周振民（2007）、劉伯超等（2009）、周松秀等（2011）的研究方法，從氣候條件、承載體、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、社會經(jīng)濟4個方面建立庫區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性評價指標體系（表1）。

在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件下，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境受自然和人類社會的雙重影響，其脆弱性分為結(jié)構(gòu)性脆弱和脅迫性脆弱（鄭文武等，2010；夏興生，2014），因此建立評價指標體系時，將各指標按照對結(jié)構(gòu)性脆弱和脅迫性脆弱的影響進行分類歸屬。

結(jié)構(gòu)性脆弱是指農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境在沒有人類活動影響的條件下生態(tài)環(huán)境脆弱程度，又稱為潛在脆弱度，包括氣候條件和承載體（夏興生，2014）。影響農(nóng)作物生長速度和生長情況的氣候要素為水、肥、氣、熱、光照及其配合情況，結(jié)合重慶地區(qū)的氣候特征，并考慮能夠較好地反應(yīng)研究區(qū)域的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性，故選擇7～9月降水量（X11）、年暴雨日數(shù)（X12）、7月與1月平均溫差（X13）、平均日輻射（X14）來表征，而承載體指標是高程（X21）、坡度（X22）、NDVI（X23）、土地利用程度（X24）、7月和8月平均干旱指數(shù)（X25）。這些指標是影響能否在一地發(fā)展種植業(yè)的重要條件。

脅迫性脆弱是指因人類活動影響生態(tài)環(huán)境脆弱程度，主要為生產(chǎn)過程系統(tǒng)和社會經(jīng)濟系統(tǒng)（夏興生，2014）。其中表征生產(chǎn)過程的指標主要有水土流失強度（X31）、單位耕地面積農(nóng)藥（X32）和化肥使用量（X33）、耕地比重（X34）；表征社會經(jīng)濟系統(tǒng)的指標為糧食畝產(chǎn)量（X41）、人口密度（X42）、人均GDP（X43）、農(nóng)民人均年純收入（X44）、農(nóng)村居民恩格爾系數(shù)（X45）、工業(yè)產(chǎn)值比重（X46）、人均耕地面積（X47）。這些指標描述外界壓力導致的脆弱性程度及經(jīng)濟系統(tǒng)對農(nóng)業(yè)脆弱性的影響。

在研究方法方面，目前應(yīng)用較多的是主成分分析法（Principal component analysis，PCA）和層次分析法（Analytic hierarchy process，AHP），其中，層次分析法能夠反映不同指標對農(nóng)業(yè)生態(tài)脆弱性的主觀影響，主成分分析法則能反映指標對農(nóng)業(yè)生態(tài)脆弱性的客觀影響。因此，本研究直接選用層次分析法和主成分分析法分別確定指標的權(quán)重，再以最小相對信息熵理論（吳開亞和金菊良，2008）為指導，將AHP和PCA權(quán)重綜合為組合權(quán)重，以主觀和客觀權(quán)重相結(jié)合來計算農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的脆弱性，既可增加評價結(jié)果的合理性，又可削弱兩種方法單獨使用的一些弊端。

1. 2 數(shù)據(jù)處理及指標權(quán)重計算

1. 2. 1 數(shù)據(jù)獲取及處理 本研究中各指標的原始數(shù)據(jù)主要來源于重慶市氣象局、GIS應(yīng)用研究重慶市重點實驗室及重慶市統(tǒng)計年鑒。

（1）在氣象監(jiān)測中，7～9月降水量、年暴雨日數(shù)、7月與1月平均溫差均是氣象站點的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，但需要通過插值獲取整個研究區(qū)域范圍的空間分布情況，本研究主要采用ArcGIS 10.0中ArcToolbox的Spatial Analyst模塊，選擇反距離權(quán)重法插值得到結(jié)果。年均日輻射數(shù)據(jù)直接使用何志明（2013）對重慶市太陽輻射量的插值研究結(jié)果。

（2）高程數(shù)據(jù)從GIS應(yīng)用研究重慶市重點實驗室獲取70 mDEM柵格數(shù)據(jù)，而坡度數(shù)據(jù)同樣在ArcGIS 10.0支持下利用DEM數(shù)據(jù)直接生成。

（3）植被覆蓋率、7月和8月干旱指數(shù)、土地利用程度使用《重慶市生態(tài)系統(tǒng)格局、服務(wù)功能與問題十年變化遙感評估》項目的遙感及其解譯數(shù)據(jù)。其中，植被覆蓋率、7月和8月干旱指數(shù)是通過MODIS遙感數(shù)據(jù)反演得到的NDVI和AVI指數(shù)來反映；土地利用程度是在TM遙感影像解譯的土地利用分類基礎(chǔ)上，以ArcGIS重分類模塊進行重新分類編號，編號越大表明生態(tài)環(huán)境脆弱性越高；水土流失強度采用重慶市水土流失強度劃分結(jié)果來反映，同樣用分類編號來反映對生態(tài)環(huán)境的脆弱性高低，編號越大表明生態(tài)環(huán)境脆弱性越高。

（4）對于社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)，首先從統(tǒng)計年鑒中以重慶市區(qū)（縣）為最小單元提取已有指標，對于缺失的數(shù)據(jù)，則分解其計算過程和方法，通過統(tǒng)計年鑒中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算獲得。由于統(tǒng)計年鑒中沒有耕地面積數(shù)據(jù)，本研究是通過《重慶市生態(tài)系統(tǒng)格局、服務(wù)功能與問題十年變化遙感評估》項目中TM遙感影像解譯的土地利用類型數(shù)據(jù)進行提取統(tǒng)計。然后將統(tǒng)計或計算好的指標數(shù)據(jù)對應(yīng)行政區(qū)劃，整合為Excel表格，在ArcGIS支持下，通過屬性表連接功能將各指標字段屬性連接到重慶市行政區(qū)劃圖上。最后通過ArcGIS中的轉(zhuǎn)換工具，將各指標字段屬性轉(zhuǎn)換為以區(qū)（縣）為單元的柵格類型空間分布予以表現(xiàn)。

此外，為了消除量綱和數(shù)據(jù)差異過大帶來的計算困難，本研究對所有指標數(shù)據(jù)進行標準化處理。在標準化處理的過程中，通過對各項指標數(shù)據(jù)的變化與農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性間的關(guān)系進行考察，以及對理想條件下的單指標與農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性關(guān)系進行專家咨詢分析，發(fā)現(xiàn)部分指標的數(shù)值變化與脆弱性呈正比，包括坡度、地形起伏度、農(nóng)業(yè)人口比重、土壤侵蝕度等，而另有一部分指標的數(shù)值變化與脆弱性呈反比（表2）。

以三峽庫區(qū)（重慶段）的矢量邊界在ArcGIS中裁剪提取得到庫區(qū)的各指標標準化值，同時根據(jù)各類型數(shù)據(jù)的特點，將最終疊加分析計算脆弱性的數(shù)據(jù)運用ArcGIS重采樣為統(tǒng)一的250 m×250 m空間分辨率柵格數(shù)據(jù)，以便采用柵格疊加分析來得到最終的評價結(jié)果。

與脆弱度正相關(guān)的指標標準化公式：

與脆弱度負相關(guān)的指標標準化公式：

式中，Ti為各指標的標準化值；Xi為各指標的原始值，E（i）為各指標的平均值，D（i）為各指標的方差。

1. 2. 2 權(quán)重及評價模型 首先，使用AHP和PCA分別計算各指標的主觀權(quán)重W1i和客觀權(quán)重W2i，i=1～20（表2）。AHP基本步驟為層次模型構(gòu)建、判斷矩陣構(gòu)建（專家打分）及權(quán)重計算。判斷矩陣構(gòu)建采用Santy的1～9標度法（郭亞軍，2002），其目的是減少判斷矩陣的一致性檢驗與修正的運算量，本研究使用AHP軟件Yaahp自動實現(xiàn)其檢驗與修正。PCA權(quán)重確定方面，因研究數(shù)據(jù)在處理時均進行統(tǒng)一尺度的空間化處理，所以采用ArcGIS空間分析功能導入所有指標參與計算，并設(shè)置主成分數(shù)量為20，保證每個主成分都包含所有指標，從而實現(xiàn)基本分析，然后利用公式（3）、公式（4）計算各主成分貢獻率及累計貢獻率，保留累計貢獻率大于85%的主成分作為研究區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性的主導因素，并確定影響因子權(quán)重。

式中，方差貢獻率α，表示第l個主成分提取原始p個指標的信息量，累計方差貢獻率a（l）表示前l(fā)個主成分保留的原始信息量。

其次，綜合各指標的AHP權(quán)重W1i和PCA權(quán)重W2i可得對應(yīng)的組合權(quán)重Wi，i=1～20（表2），即AHP權(quán)重和PCA權(quán)重越接近越好。依據(jù)最小相對信息熵原理：

用拉格朗日乘子法解得：

最后，將各指標組合權(quán)重結(jié)果與各指標的標準化結(jié)果在ArcGIS下進行加權(quán)求和，得到三峽庫區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的脆弱性評價結(jié)果：

式中，C為脆弱性評價綜合值，Xi為各指標標準化柵格圖層，Wi為指標的組合權(quán)重。

2 結(jié)果與分析

2. 1 結(jié)構(gòu)性脆弱

結(jié)構(gòu)性脆弱是以現(xiàn)有農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境為背景，排除人類活動影響的生態(tài)環(huán)境脆弱程度，主要描述自然過程給環(huán)境所帶來的影響，從側(cè)面反映某一時段研究區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境所能夠承受的壓力及各種抗干擾程度，即自然承載能力。從結(jié)構(gòu)性脆弱指數(shù)圖（圖1）可以看出，整個研究區(qū)以氣候因子為主導，存在明顯的地區(qū)差異，其分布特征與氣候因子特別是暴雨日數(shù)的空間分布相關(guān)性最明顯，呈以高（低）值為中心向外擴散的分布特點，高值區(qū)出現(xiàn)在重慶主城的南部和江津區(qū)北部，其次為云陽縣、開縣北部和巫溪縣西部區(qū)域，低值區(qū)主要為巫溪縣中東部、忠縣和石柱縣，說明結(jié)構(gòu)性脆弱指數(shù)受暴雨日數(shù)的影響最明顯。從指標構(gòu)成來看，結(jié)構(gòu)性脆弱主要為氣候條件和地形、地貌等承載體條件，三峽庫區(qū)屬西南山區(qū)，在西南季風影響為主形成的大氣候背景條件下，復雜的地形地貌條件及城市化發(fā)展的熱島效應(yīng)造就了復雜多變的山地小氣候，應(yīng)該是結(jié)構(gòu)性脆弱區(qū)域差異的主要原因。

2. 2 脅迫性脆弱

農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脅迫性脆弱反映了由于人類生產(chǎn)過程和社會經(jīng)濟活動對生態(tài)環(huán)境干擾帶來的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱程度，其干擾主要體現(xiàn)生產(chǎn)過程和社會經(jīng)濟行為對環(huán)境的影響，同時在一定程度上表現(xiàn)研究區(qū)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的恢復能力。由圖2可以看出，脅迫性脆弱指數(shù)因生產(chǎn)條件和社會經(jīng)濟發(fā)展的區(qū)域不平衡性，呈明顯西南至東北向的變化分布，與三峽庫區(qū)（重慶段）區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展程度的空間分布基本一致，說明社會經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)，雖然人類活動強度大、人口分布集中、產(chǎn)業(yè)開發(fā)強度高，但對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)壞境保護的投入也較多（鄭文武等，2010），對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的脅迫性較??；社會經(jīng)濟較落后的地方則相反，甚至可能為發(fā)展經(jīng)濟不惜犧牲環(huán)境，對生態(tài)環(huán)境形成嚴重威脅。另外，重慶主城的渝中區(qū)和大渡口區(qū)表現(xiàn)為相對異常的高值區(qū)，但渝中區(qū)因基本屬100%城市化的中心城區(qū)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟統(tǒng)計指標近年已經(jīng)連續(xù)為0，故出現(xiàn)異常高值區(qū)，本研究不予考慮，而大渡口出現(xiàn)異常的原因有待進一步研究考證。

2. 3 綜合性脆弱

綜合性脆弱是結(jié)構(gòu)性脆弱和脅迫性脆弱共同作用疊加的結(jié)果。從結(jié)構(gòu)性脆弱（圖1）和脅迫性脆弱（圖2）的空間分布可知，二者并非一致，相對結(jié)構(gòu)性脆弱指數(shù)，脆弱性綜合指數(shù)（圖3）在庫區(qū)（西）南部以主城區(qū)為中心的都市圈得到削弱，中部（忠縣、石柱縣）略有加強，而在（東）北部以云陽、奉節(jié)為中心的高山生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)顯著加強。渝中區(qū)和大渡口區(qū)因結(jié)構(gòu)性脆弱和脅迫性脆弱的雙重作用在主城都市圈仍表現(xiàn)為異常高值區(qū)。這一變化特征進一步說明社會發(fā)展既可減小生態(tài)環(huán)境的脆弱性，也會加劇生態(tài)環(huán)境的脆弱性?？梢姡龒{庫區(qū)（重慶段）農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性表現(xiàn)為（東）北部較高、中部較低、長江兩岸較高，且以長江為分界線的長江北部在較高的脅迫性脆弱和結(jié)構(gòu)性脆弱共同作用下較南部明顯偏高。

綜上所述，雖然自然地理環(huán)境決定了某一地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性的背景，但人類活動能夠改變其脆弱性的強弱，因此，在發(fā)展自身社會經(jīng)濟的過程中必須調(diào)整人類行為，有效地利用自然條件削弱生態(tài)環(huán)境的結(jié)構(gòu)性脆弱，促進自然環(huán)境和人類社會的可持續(xù)發(fā)展。

2. 4 脆弱性等級評定

三峽庫區(qū)（重慶段）農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性綜合指數(shù)范圍在-50.0～2.3，集中分布于-0.5～0.5。按照等間距分類的方法將農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性綜合指數(shù)的集中分布范圍由低到高分為5級，分別代表微脆弱性、輕脆弱性、中脆弱性、強脆弱性和極脆弱性等5個等級，同時將集中分布范圍外的散點歸并至兩端的范圍內(nèi)（表3）。

由表3可知，三峽庫區(qū)（重慶段）農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境微脆弱性地區(qū)占0.99%，輕脆弱性地區(qū)占17.73%，中脆弱性地區(qū)占44.04%，強脆弱性地區(qū)占28.96%，極脆弱性地區(qū)占8.27%，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性形勢嚴峻。由圖4可以看出，渝中區(qū)、大渡口區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境最差，極脆弱性區(qū)域分別占各自行政面積的96.08%和77.61%（表4）。但由于渝中區(qū)屬于都市圈的核心區(qū)域且基本實現(xiàn)100%城市化，第一產(chǎn)業(yè)削減接近于0，不予以考慮，因此，只有大渡口區(qū)未來的農(nóng)業(yè)發(fā)展環(huán)境不容樂觀。其次是東北部的開縣、云陽縣、奉節(jié)縣、巫山縣、巫溪縣，因山高坡陡，自然條件較差，且社會經(jīng)濟發(fā)展較落后，正值資源開發(fā)、經(jīng)濟迅速增長的發(fā)展期，對環(huán)境構(gòu)成的威脅較大，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境處于強度以上脆弱的狀態(tài)，中脆弱等級以上的面積均超過各自行政面積的90.00%以上，在未來發(fā)展中需加大對農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境的反哺投入，降低生態(tài)脆弱性強度。綜上所述，三峽庫區(qū)重慶段有70.00%以上的區(qū)（縣）農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性處于中強度以上的等級，未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境條件堪憂，三峽庫區(qū)的糧食安全問題值得思考，生態(tài)保護任務(wù)仍然繁重。

3 討論

生態(tài)脆弱性評價涉及面廣、類型復雜，且評價方法多樣，在眾多評價方法中指標與權(quán)重各不相同，相同地區(qū)采用不同評價方法所得到的評價結(jié)果也會不同（荊玉平等，2008），因此，脆弱性評價研究結(jié)果的可靠性、準確性驗證已成為該領(lǐng)域的缺陷，至今國內(nèi)外尚無相應(yīng)的資料和經(jīng)驗可供參考（黃民生，2005）。本研究結(jié)果表明，三峽庫區(qū)（重慶段）農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性作為生態(tài)脆弱性的一方面，其農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性表現(xiàn)為（東）北部較高、中部較低、長江兩岸較高，且以長江為分界線的長江北部在較高的脅迫性脆弱和結(jié)構(gòu)性脆弱共同作用下較南部明顯偏高，區(qū)域內(nèi)70.00%以上的區(qū)（縣）農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境整體處于中強度等級以上，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境抗干擾能力不容樂觀。對比2008年重慶市人民政府頒布的《重慶市生態(tài)功能區(qū)劃（修編）》中的土壤侵蝕現(xiàn)狀及敏感性評價圖、酸雨狀況評價圖、地質(zhì)災害頻率分布圖、洪澇災害頻率分布圖、伏旱頻率分布圖、石漠化現(xiàn)狀及敏感性評價圖、生境敏感性評價圖、酸雨敏感性評價圖等生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀和敏感性的空間分布，發(fā)現(xiàn)三峽庫區(qū)（重慶段）農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性的空間分布整體上與生態(tài)環(huán)境因子分布一致，說明在宏觀趨勢上本研究評價結(jié)果具有一定的可靠性，能夠表現(xiàn)庫區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的脆弱狀態(tài)和空間分布特點，對農(nóng)業(yè)區(qū)劃和發(fā)展具有一定的參考價值。

由于生態(tài)環(huán)境脆弱性評價的最終精度檢驗工作在國內(nèi)外的相關(guān)研究中尚無定論，本研究只是基于生態(tài)環(huán)境因子進行簡單對比，而未進行相對準確的精度評價。此外，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性的不同因子間通常存在一些非線性關(guān)系，因此如何建立更詳盡客觀的評價模型進行脆弱性研究并對結(jié)果進行合理性檢驗，將是該領(lǐng)域研究亟需解決的難題之一。從研究時間尺度來看，本研究探析了三峽庫區(qū)（重慶段）靜態(tài)的農(nóng)業(yè)環(huán)境脆弱性情況，但這只是農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性評價的一部分，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性的動態(tài)變化研究及其發(fā)展的趨勢等均未涉及，因此，開展農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱性變化的動態(tài)研究及據(jù)此對農(nóng)業(yè)發(fā)展提出合理的規(guī)劃和建議將是未來工作的重點與方向。

4 結(jié)論

以AHP-PCA熵組權(quán)重模型評價農(nóng)業(yè)生態(tài)脆弱性具有可行性，可為生態(tài)環(huán)境脆弱性評價提供一種新的思路與方法。

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（責任編輯 蘭宗寶）