黃土丘陵區(qū)縣南溝流域農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)-資源系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析

劉罕奇, 王繼軍,2

(1.中國科學院 水利部 水土保持研究所, 陜西 楊凌 712100; 2.西北農(nóng)林科技大學, 陜西 楊凌 712100)

黃土丘陵區(qū)縣南溝流域農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)-資源系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析

劉罕奇1, 王繼軍1,2

(1.中國科學院 水利部 水土保持研究所, 陜西 楊凌 712100; 2.西北農(nóng)林科技大學, 陜西 楊凌 712100)

針對黃土丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生重要變化的現(xiàn)實，對縣南溝流域退耕以來農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化過程以及演變路徑進行了分析。結(jié)果表明：農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化過程可以劃分為四個階段：(I)生態(tài)系統(tǒng)修復階段→(Ⅱ)經(jīng)濟系統(tǒng)(結(jié)構(gòu))適應階段→(Ⅲ)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)相悖階段→(Ⅳ)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)優(yōu)化耦合階段，系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)歷了I、Ⅱ、Ⅲ階段，現(xiàn)處于第Ⅲ階段。在這個過程中農(nóng)業(yè)資源系統(tǒng)得以恢復重建，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)逐漸調(diào)整，經(jīng)濟效益逐年上升，然而產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)與資源系統(tǒng)并未達到協(xié)調(diào)發(fā)展狀態(tài)，目前林草資源豐富且未得到合理、有效利用，因此需要進一步優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源耦合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以促進區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。同時，還可以得出：農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)可通過資源環(huán)境、農(nóng)業(yè)資源、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟效益予以表征。

農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng); 鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu); 演變路徑; 碳匯; 縣南溝流域

農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)鏈網(wǎng)是現(xiàn)實演化發(fā)展所形成的體現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)資源系統(tǒng)相關(guān)關(guān)系或耦合關(guān)系的鏈網(wǎng)，其鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)能夠充分體現(xiàn)系統(tǒng)各要素之間的發(fā)展關(guān)系，根據(jù)不同時期鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化能夠預測系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢。在黃土高原丘陵區(qū)，由于退耕還林還草工程的實施，改變了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)與資源系統(tǒng)的演變軌跡[1]，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)與資源系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化。在這過程中，區(qū)域農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)與資源(量)的一致性程度較弱，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)資源系統(tǒng)處于相悖態(tài)勢，主要表現(xiàn)在資源短缺與資源浪費并存、林草產(chǎn)業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后等[2-3]。相悖態(tài)勢的存在影響到了系統(tǒng)的功能，而系統(tǒng)的功能由系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)決定，要想提升系統(tǒng)的功能就必須優(yōu)化系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)，因此分析農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化過程對系統(tǒng)功能提升和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。從現(xiàn)有研究來看，大部分學者主要進行了產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)與資源系統(tǒng)耦合的評價等內(nèi)容分析[3-7]，對于系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化過程研究不足。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)與資源系統(tǒng)是一個有機統(tǒng)一體，在目前系統(tǒng)未能達到最優(yōu)耦合發(fā)展的情況下，探討農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)資源系統(tǒng)相關(guān)要素的互動關(guān)系，是完善系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)和尋找新的經(jīng)濟增長點的關(guān)鍵。作為本選題的主線，核心解決退耕后農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和農(nóng)業(yè)資源結(jié)構(gòu)的關(guān)系，以期為進一步調(diào)整農(nóng)業(yè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)奠定基礎(chǔ)。

縣南溝流域是黃土高原丘陵區(qū)退耕還林還草工程實施的典型代表流域，從退耕前、退耕過程、到現(xiàn)在的演變中，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)的鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，形成了新的發(fā)展格局。在此，通過對流域農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)資源系統(tǒng)的鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化過程進行分析，旨在為協(xié)調(diào)好產(chǎn)業(yè)與資源的關(guān)系，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)良性循環(huán)提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與資料來源

1.1 研究區(qū)概況

縣南溝流域位于安塞縣沿河灣鎮(zhèn)(109°12′12″—109°22′12″E，36°41′24″—36°46′12″N)，流域面積50.64 km2，屬典型暖溫帶干旱半干旱氣候，年平均氣溫8.8℃，年降水量500～550 mm，降雨年際差異大，且年內(nèi)分配不均，60%～80%降雨集中在7—9月。該流域包括5個行政村(磚窯溝、方家河、畔坡山、崖窯、寨子灣)和1個自然村(何塌)，2015年有農(nóng)戶544戶，人口2 534人。自退耕以來，流域的土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著的變化，耕地：林地：草地面積比由1998年的1∶0.38∶5.48變?yōu)?015年的1∶7.3∶11.6。農(nóng)戶收入主要來自于種植業(yè)、果業(yè)、畜牧業(yè)、工副業(yè)等，種植業(yè)主要類型包括糧食作物、經(jīng)濟作物，人均純收入總體呈上升趨勢，由1999年的1 300多元/人增長至2015年的6 645元/人，農(nóng)業(yè)總收入為858萬元。

1.2 資料來源

1999年縣南溝流域成為退耕還林還草工程試點單元，開始實施退耕還林還草工程。因此，以1998年為基礎(chǔ)年，選擇1998—2015年為研究時段，探討退耕還林還草工程實施后農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)與農(nóng)業(yè)資源系統(tǒng)的變化情況。本研究所用到的數(shù)據(jù)來源于1998—2015年課題組的調(diào)研資料以及1998—2015年《安塞縣統(tǒng)計年鑒》。文中的圖表分別用Word 2010，Sigmaplot 10.0制作。

2 退耕工程實施以來農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)及特征

黃土高原丘陵區(qū)的治理是一個循序漸進、持續(xù)不斷的過程，自1999年退耕以來，黃土高原丘陵區(qū)在滿足糧食自給半自給的前提下，林草植被得到了較大的恢復，生態(tài)環(huán)境得到了有效的改善，促進了農(nóng)民收入的增加和勞動力就業(yè)結(jié)構(gòu)的變化，同時也加速了農(nóng)村經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整[8]。然而在系統(tǒng)變化的過程中，資源沒有得到有效、充分利用，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)仍需調(diào)整，所以明確農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)內(nèi)在的發(fā)展規(guī)律和演變過程，對于區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。

在此，首先對農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)的鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行分析，以明確農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)各要素之間的相關(guān)關(guān)系。從農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)角度而言，主要涉及種植業(yè)、林果業(yè)、畜牧業(yè)；從農(nóng)業(yè)資源角度而言，研究區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)演化過程主要涉及耕地、林地、草地；從生態(tài)功能的角度而言，主要涉及食物生產(chǎn)、涵養(yǎng)水源、氣候調(diào)節(jié)、氣體調(diào)節(jié)、原材料生產(chǎn)、土壤保持、廢物處理、維持生物多樣性[9-11]。

在系統(tǒng)中，農(nóng)業(yè)資源子系統(tǒng)主要包括生產(chǎn)用地和荒山坡地，其中生產(chǎn)用地按區(qū)位和質(zhì)量劃分將其歸類為一類用地和二類用地。一類用地包括川地、壩地和近村梯田，這些用地不僅土壤肥力高、耕作面平整，而且離村落較近、交通方便，利于村民對耕地進行管理，便于發(fā)展種植業(yè)。自退耕以來，種植業(yè)的發(fā)展趨于多元化、高效化，經(jīng)濟效益顯著增加，不僅自身可滿足當?shù)貐^(qū)域發(fā)展的需求，還對養(yǎng)殖業(yè)等產(chǎn)業(yè)起到了促進作用。二類用地包括遠村梯田和山坡地，這些用地離村較遠，加之灌溉不方便，不利于農(nóng)民對其進行過于頻繁的精細管理，所以在梯田上主要選擇種植經(jīng)濟林，以滿足人們對經(jīng)濟的需求，在山坡地上不利于肥力保持和管理，選擇發(fā)展種植生態(tài)林和草地，以發(fā)揮土地的最大利用價值。荒山坡地是除生產(chǎn)用地以外的巨大資源，它不僅面積大，而且主要依賴于自然條件，對農(nóng)民沒有管理方面的要求，只需因地制宜的合理安排林草種植，以達到治理水土流失，改善生態(tài)環(huán)境的目的。

農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)中，各產(chǎn)業(yè)之間關(guān)系非常密切，種植業(yè)中的糧食、秸稈和草地中的牧草為養(yǎng)殖業(yè)直接提供食物來源，并可以通過加工業(yè)對其進行加工，生產(chǎn)出可以長期貯存、營養(yǎng)價值豐富的飼料，為養(yǎng)殖業(yè)的長期發(fā)展奠定基礎(chǔ)。同時，養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)家肥又反饋給種植業(yè)和林果業(yè)，農(nóng)家肥所含營養(yǎng)物質(zhì)較全面，養(yǎng)分釋放緩慢且穩(wěn)定，有效改良土壤結(jié)構(gòu)、提升土壤肥力，利于植物生長。各產(chǎn)業(yè)不僅在經(jīng)濟發(fā)展上起到相互促進的作用，在物質(zhì)流動上也形成了循環(huán)結(jié)構(gòu)，從而形成產(chǎn)業(yè)間相互支撐的良性循環(huán)結(jié)構(gòu)。

2.1 系統(tǒng)鏈網(wǎng)循環(huán)路徑演變分析

退耕還林還草工程實施以來，縣南溝流域資源分配發(fā)生顯著變化，各產(chǎn)業(yè)間的關(guān)系和產(chǎn)業(yè)的規(guī)模也隨之發(fā)生了變化。退耕政策實施后，政府通過糧食補貼促使陡坡地退耕還林還草，耕地面積急劇下降，2015年縣南溝流域擁有耕地228.4 hm2；2015年造林、種草面積達1 807.2 hm2，其中經(jīng)濟林面積為527.3 hm2，主要以蘋果樹為主；流域林草面積的增加使得生態(tài)環(huán)境得到了極大的改善(圖1)。

圖1 耕地、林地、草地結(jié)構(gòu)變化

在新的政策環(huán)境下，農(nóng)民要想滿足對糧食和經(jīng)濟的需求，就必須改變舊的發(fā)展模式，尋求新的出路，十幾年來這個過程由政府引導和農(nóng)民自主調(diào)節(jié)共同完成。退耕工程實施后，政府起到了關(guān)鍵性的作用，政府推出了一系列相關(guān)政策，逐漸約束農(nóng)戶行為，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支撐。在政府的幫助下，農(nóng)業(yè)技術(shù)措施提高，興修基本農(nóng)田，增加適耕面積，農(nóng)民也加大了對種植業(yè)的投入，糧食單產(chǎn)較退耕前顯著提高，不僅滿足了農(nóng)民對糧食的需求，同時也促進了生態(tài)環(huán)境的恢復。在糧食產(chǎn)量滿足人們需求的基礎(chǔ)上，大量的川地、壩地被用來發(fā)展高效設(shè)施農(nóng)業(yè)，2015年方家河和磚窯溝的大棚蔬菜種植面積達11.13 hm2，與退耕初相比增幅達111.39%，每個大棚菜的年純收入為22 245元/棚，弓棚的年純收入為8 625元/棚。退耕促使耕地轉(zhuǎn)化成林果地，由于黃土高原丘陵區(qū)特有的地理優(yōu)越性，使得林果業(yè)得到大力推廣，截至2015年經(jīng)濟林面積發(fā)展為1999年的23倍，達到509.3 hm2，其中主要為蘋果，林果業(yè)純收入達到379萬元，占流域純收入的19%，大力帶動了流域經(jīng)濟發(fā)展。由于政策要求，畜牧業(yè)由退耕前的放牧轉(zhuǎn)變成退耕后的舍飼養(yǎng)殖，政府技術(shù)人員對養(yǎng)殖業(yè)進行長期跟蹤技術(shù)指導，糧食產(chǎn)量的提升滿足了養(yǎng)殖業(yè)對飼料的需求，使得養(yǎng)殖業(yè)成為流域經(jīng)濟收入的重要組成。同時，大量的荒山坡地為生態(tài)建設(shè)提供了優(yōu)良條件，在既不影響經(jīng)濟發(fā)展，又能改善生態(tài)環(huán)境的前提下，充分利用荒山坡地，根據(jù)水分供給情況廣泛種植生態(tài)林和人工草地，這不僅能夠涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)大氣，還有效治理了水土流失。

2.2 系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化過程分析

退耕以來，系統(tǒng)的發(fā)展過程最明顯的三大變化是：大量耕地轉(zhuǎn)化為林草地、畜牧業(yè)由放牧轉(zhuǎn)化為舍飼養(yǎng)殖、林果業(yè)和工副業(yè)占經(jīng)濟收入比重越來越大，這不僅是退耕還林還草工程實施單方面引起的，也是社會經(jīng)濟發(fā)展導向的結(jié)果。伴隨著系統(tǒng)的變化過程，系統(tǒng)發(fā)展經(jīng)歷了對原有生態(tài)系統(tǒng)修復的過程，與此相適應，原有的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)被調(diào)整，然而農(nóng)業(yè)資源未得到有效利用。因此，系統(tǒng)的變化過程經(jīng)歷了三個階段：生態(tài)系統(tǒng)修復階段、經(jīng)濟系統(tǒng)(結(jié)構(gòu))適應階段、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)相悖階段，近20 a來縣南溝流域的變化過程(圖1，圖2)及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)的耦合態(tài)勢(表1)可以說明這一點。

圖2 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程

1999—2003年生態(tài)系統(tǒng)修復階段：隨著1999年退耕還林還草工程的實施，大面積的耕地和荒地轉(zhuǎn)變成林地、草地，2000年退耕造林514.9 hm2，其中生態(tài)林面積為415.3 hm2，經(jīng)濟林面積為99.5 hm2，荒山造林104.9 hm2，基本完成退耕任務。隨后幾年根據(jù)流域發(fā)展對少量耕地進一步退耕，農(nóng)業(yè)資源儲量顯著增加，生態(tài)系統(tǒng)在涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候、保持土壤等方面的能力越來越強，生態(tài)環(huán)境得到極大改善，2003年基本完成對生態(tài)系統(tǒng)的修復建設(shè)，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

2004—2010年經(jīng)濟系統(tǒng)(結(jié)構(gòu))適應階段：隨著退耕的實施，經(jīng)濟系統(tǒng)受生態(tài)系統(tǒng)影響，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進行了相應的調(diào)整。由于耕地面積的減少，種植業(yè)的結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)生了變化，種植的規(guī)模減小，種植的種類減少。與此同時，政府加大對種植技術(shù)的推廣，種植業(yè)的產(chǎn)量明顯提高，糧食單產(chǎn)由退耕前的1 826 kg/hm2[12]提高到退耕后的2 873.6 kg/hm2，滿足了人們對糧食的需求。退耕前有少數(shù)農(nóng)民家庭經(jīng)濟狀況較好，種植大棚，發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，但是由于技術(shù)落后，經(jīng)濟效益低下。隨著退耕還林政策的實施，政府為農(nóng)民尋求致富道路，加大對高效設(shè)施農(nóng)業(yè)的投入和扶植，同時經(jīng)濟發(fā)展也帶動了農(nóng)民創(chuàng)收熱情，2010年每個大棚菜的年純收入為18 072元/棚，種植的作物主要有蔬菜、水果等。同時，高效設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展帶動了其他工副業(yè)的發(fā)展，在大棚建設(shè)與生產(chǎn)過程中，對人工、化肥、農(nóng)藥、草簾子、水泥桿、挖掘機、運輸車輛等的生產(chǎn)與應用有促進作用。林果業(yè)受政府推廣種植與管理技術(shù)的影響，林果業(yè)得到全面發(fā)展，2010年擁有蘋果面積156.1 hm2，山楂、核桃、棗57.3 hm2，蘋果產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為縣南溝流域一大經(jīng)濟支柱。畜牧業(yè)在退耕前后發(fā)生了質(zhì)的轉(zhuǎn)變，1999年以前人們主要以放牧為主，基本不需要購買飼料或者少量購買。退耕后國家禁止放牧，所有畜牧業(yè)都改成了舍飼圈養(yǎng)，更多地依賴購買牧草、糧食、飼料來滿足養(yǎng)殖的需求，增加了養(yǎng)殖的成本。此外，退耕前耕地主要依賴大型牲畜耕作，退耕后由于耕地面積的減少和勞動力的轉(zhuǎn)移，基本被機械化耕作替代。養(yǎng)殖業(yè)在此階段經(jīng)濟效益提升并不明顯，從整體來看其發(fā)展處于較低水平的持續(xù)發(fā)展狀態(tài)。由于資源利用的方向和強度的變化，及其與產(chǎn)業(yè)的對應關(guān)系的變化導致農(nóng)業(yè)勞動力的剩余，剩余勞動力轉(zhuǎn)向收入較高的工副業(yè)，截至2010年工副業(yè)純收入520.9萬元，占流域純收入的40.4%，成為流域經(jīng)濟發(fā)展不可或缺的一部分。

2011—2015年農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)相悖階段：經(jīng)過前兩個階段的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有所調(diào)整，各產(chǎn)業(yè)在2011—2013年迅猛發(fā)展，經(jīng)濟效益幾乎翻倍，例如2012年林果業(yè)純收入達到695.8萬元，是2010年的1.76倍。造成此階段林果業(yè)迅猛發(fā)展的原因：一是果樹面積經(jīng)過不斷擴張已經(jīng)形成較大規(guī)模，同時多年來栽植的果樹進入盛果期，在此階段果樹生產(chǎn)能力強、產(chǎn)量大；二是全國經(jīng)濟大環(huán)境帶動蘋果價格逐年上升，經(jīng)濟效益較高。2013年在市場調(diào)控的作用下，各產(chǎn)業(yè)失去效益上升態(tài)勢，逐漸恢復平穩(wěn)。在此階段，盡管產(chǎn)業(yè)得到了很大程度的發(fā)展，經(jīng)濟收入增加很快，但此發(fā)展并沒有完全建立在對資源的有效利用上，各產(chǎn)業(yè)很快受外界影響失去上升發(fā)展態(tài)勢，從農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)與農(nóng)業(yè)資源的角度而言，系統(tǒng)處于相悖態(tài)勢。

表1 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)耦合態(tài)勢

從理論分析來看，為改變當前系統(tǒng)相悖的狀況，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)勢必進行優(yōu)化調(diào)整，與資源系統(tǒng)相適應，使得農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)資源系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展，因而系統(tǒng)發(fā)展必將進入第四階段——農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)優(yōu)化耦合階段。在此階段，應結(jié)合系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化過程和演變路徑，把握系統(tǒng)發(fā)展規(guī)律，改變流域在生態(tài)修復階段所累積的林草資源的閑置狀態(tài)，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)，使得資源得到合理、有效利用，使系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展。

綜上，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化過程在退耕后要經(jīng)歷四個階段：I生態(tài)系統(tǒng)修復階段→Ⅱ經(jīng)濟系統(tǒng)(結(jié)構(gòu))適應階段→Ⅲ農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)相悖階段→Ⅳ農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)優(yōu)化耦合階段，目前系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)歷了I、Ⅱ、Ⅲ階段，現(xiàn)處于第Ⅲ階段。

3 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)-資源系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)表征

3.1 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)-資源系統(tǒng)外界環(huán)境分析

農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)的演變過程直接受制于驅(qū)動要素，各要素不同組合方式和作用強度或不同的耦合模式將導致系統(tǒng)發(fā)展的不同結(jié)果，這個過程同時受到相關(guān)環(huán)境條件的影響。

從系統(tǒng)發(fā)展的四個階段來看，每個階段的驅(qū)動要素組成都不盡相同。在生態(tài)系統(tǒng)修復階段，退耕政策的實施改變了農(nóng)民的生產(chǎn)行為，大量耕地轉(zhuǎn)化為林草地，改變了流域土地利用結(jié)構(gòu)，流域資源總量增加，而可利用的農(nóng)業(yè)資源卻減少，產(chǎn)業(yè)發(fā)展進程緩慢。在經(jīng)濟系統(tǒng)(結(jié)構(gòu))適應發(fā)展的第二階段，一是國家政策的約束，二是市場經(jīng)濟、城市化的發(fā)展，帶動當?shù)亟?jīng)濟。人們對資源的利用發(fā)生了變化，產(chǎn)業(yè)也相應地進行調(diào)整得以逐漸恢復上升發(fā)展態(tài)勢，期間為獲取更高的效益不斷的擴展產(chǎn)業(yè)規(guī)模，建立新的產(chǎn)業(yè)鏈。在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)相悖發(fā)展的第三階段，此時全國經(jīng)濟發(fā)展階段處于工業(yè)化中期[13]，為各產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了良好的環(huán)境，在第一、二階段條件累積的基礎(chǔ)上，各產(chǎn)業(yè)得到迅猛發(fā)展，然而這種發(fā)展沒有建立在對農(nóng)業(yè)資源的充分利用上，不利于農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)耦合發(fā)展的第四階段，產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)將得到調(diào)整，并尋找新的路徑使農(nóng)業(yè)資源得到合理、有效利用，產(chǎn)業(yè)發(fā)展與資源利用相協(xié)調(diào)，系統(tǒng)處于高效發(fā)展態(tài)勢。

3.2 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)-資源系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)的表征

從現(xiàn)階段來看，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)現(xiàn)處于第三階段，此階段大面積的耕地轉(zhuǎn)化成生態(tài)林、草地，而林草資源無法直接轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟收益，林草資源系統(tǒng)的利用未能達到與產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)相適應的格局，迫切需要尋找新的出路來對系統(tǒng)鏈網(wǎng)進行合理調(diào)整，使系統(tǒng)發(fā)展進入第四階段?？紤]到碳匯是目前生態(tài)系統(tǒng)服務功能中唯一能夠進行市場交易的“產(chǎn)品”[14]，且退耕還林還草工程實施以來，流域林草植被生物量大量增加，加之京都議定書提出清潔發(fā)展機制(CDM)，碳匯產(chǎn)業(yè)可能會成為新的經(jīng)濟增長點。退耕期間，流域新增林地面積為退耕前總林地面積的8.16倍，2014年林地年固碳量約為退耕前的19倍，2 014相比1998年，碳匯年產(chǎn)量的增幅達80.8%，縣南溝流域年碳匯產(chǎn)量從2 523.17 Mg增加至4 562.06 Mg[14]，碳匯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的潛力非常巨大。

農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)與農(nóng)業(yè)資源系統(tǒng)是一個綜合體，存在眾多要素間的作用和過程，通過對各關(guān)鍵要素進行表征，能實現(xiàn)對系統(tǒng)發(fā)展狀態(tài)的定量研究和評價，滿足農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的要求。本文在借鑒有關(guān)農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上[7,15-18]，結(jié)合縣南溝流域鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化過程及鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)的組成，遵循綜合性、主導因素原則，對農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)資源系統(tǒng)進行表征，形成了系統(tǒng)的表征體系(表2)。

表2 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)-資源系統(tǒng)表征體系

4 結(jié) 論

退耕后，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化，系統(tǒng)的發(fā)展過程可以劃分為四個階段：1999—2003年為(I)生態(tài)系統(tǒng)修復階段→2004—2010年為(Ⅱ)經(jīng)濟系統(tǒng)(結(jié)構(gòu))適應階段→2011—2015年為(Ⅲ)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)相悖階段→未來為(Ⅳ)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)優(yōu)化耦合階段，目前系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)歷了I、Ⅱ、Ⅲ階段，現(xiàn)處于第Ⅲ階段。

目前，生態(tài)林、草地等資源沒有得到充分的開發(fā)利用，各產(chǎn)業(yè)仍有發(fā)展空間。退耕后，流域土地利用結(jié)構(gòu)的調(diào)整，耕地面積減少、林草面積增加，流域內(nèi)大力發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)、蘋果產(chǎn)業(yè)等，提高了農(nóng)林收入，加之工副業(yè)收入增加，使耕地的壓力減小，進而促進和穩(wěn)固已有的土地利用結(jié)構(gòu)。在林草資源豐富狀況下，發(fā)揮碳匯產(chǎn)業(yè)在黃土丘陵區(qū)有巨大潛力，發(fā)展碳匯產(chǎn)業(yè)，優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)與資源系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)與農(nóng)業(yè)資源良性互動。

通過對縣南溝流域農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化過程及組成的分析，可以明確農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)的表征體系，即通過資源環(huán)境、農(nóng)業(yè)資源、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟效益表征農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)—資源系統(tǒng)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)，為實現(xiàn)對系統(tǒng)發(fā)展狀態(tài)的定量研究和評價奠定基礎(chǔ)。

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AgriculturalIndustry-ResourceSystemChainNetworkStructureofXiannangouWatershedinLoessHillyRegion

LIU Hanqi1, WANG Jijun1,2

(1.InstituteofSoilandWaterConversation,ChineseAcademyofSciencesandMinistryofWaterResources,Yangling,Shaanxi712100,China; 2.NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China)

Based on changes in chain network structure of agriculture industry-resources system in the Loess Hilly area, we analyzed the agricultural industry-resources system chain network structure change process and its evolution path in Xiannangou watershed. The results showed that the change process of agricultural industry-resources system chain network structure could be divided into four stages: ecosystem restoration, economic system architecture adaptation, contrary development and optimization coupling. The system had experienced the first three stages. In this process, the agricultural resources system had been reconstructed and the structure of agricultural industry system gradually had been adjusted, the economic benefits increased year after year. However, industrial systems and resource systems did not achieve the coordinated development by rationally and efficiently exploiting the abundant grass resources. Therefore, the structure of agricultural industry-resource coupling system must be optimized in order to promote regional sustainable development. At the same time, it can also be drawn that agricultural industry-resources system chain network structure can be characterized by environmental resources, agricultural resources, agricultural industrialization and economic table.

agricultural industry-resources system; chain network structure; evolution path; carbon sequestration; Xiannangou watershed

2016-06-29

：2016-09-02

國家自然科學基金(41571515);國家重點研發(fā)計劃課題(2016YFC0503702);“十三五”國家重點研發(fā)計劃課題(2016YFC0501707)；“十二五”國家科技支撐計劃項目(2011BAD31B05)

劉罕奇(1990—),男,山東淄博人,碩士研究生,研究方向:水土保持監(jiān)測與評價。E-mail:liuhq@nwsuaf.edu.cn

王繼軍(1964—),男,陜西渭南人,研究員,研究方向:生態(tài)經(jīng)濟。E-mail:jjwang@ms.iswc.ac.cn

F062.2

：A

：1005-3409(2017)02-0207-06