節(jié)水灌溉技術下農業(yè)種植結構優(yōu)化模型探討

胡瓊娟

（新疆水利水電學校 新疆烏魯木齊 830000）

多目標優(yōu)化方法是搭建優(yōu)化模型的重要手段，將傳統(tǒng)的二維狀態(tài)變量隨機動態(tài)規(guī)劃機制和生物生長參數模擬機制結合在一起，實現了節(jié)水灌溉技術和線性規(guī)劃方法的融合，在建立優(yōu)化路徑的同時也能有效提升具體操作的實際效果，以及維持生態(tài)農業(yè)的發(fā)展機制和效果，在凸顯經濟效益的基礎上還發(fā)揮了環(huán)保規(guī)劃的優(yōu)勢。

1 節(jié)水灌溉技術下農業(yè)種植結構優(yōu)化模型建立

對于生態(tài)環(huán)境而言，差異化的灌溉技術形成的作用會存在差異，有效的節(jié)水灌溉技術能在一定程度上減少用水量。需要注意的是，地膜殘留物也會吸收土壤水分以及流通空氣等，甚至滋生次生鹽堿化問題?；诖?，應用環(huán)境保護標準生態(tài)環(huán)境狀態(tài)評價技術規(guī)范對相應情況進行分析，從而提出有效的優(yōu)化方案，借助單目標線性規(guī)劃方法完成對應參數的管理。

1.1 模型參數

為了實現模型的優(yōu)化目標，要將農業(yè)生產總值增加量作為基礎對象，確保分析優(yōu)化方案實施前和實施后的總產值數值差異，從而選取更加適宜且環(huán)保的灌溉技術，目標模型函數為其中，xi表示差異化灌溉技術作用下農作物的整體種植面積；F 表示結構調整前農作物的實際經濟產值；ai表示差異化灌溉技術體系下農作物單位面積經濟產值。

1.2 基礎模型限制條件

確定基礎模型后，要分析相應的限制條件，從而保證對比結果具有一定的說服力，能有效表述相應問題，并且為節(jié)水灌溉技術的選擇提供基本依據。

（1）對種植面積數值的約束。為了保證分析判斷內容的實效性，就要保證約束條件中的參數內容具有選取價值。一般而言，灌溉區(qū)域的農作物面積要在耕地總面積之上，且綠洲灌溉區(qū)域種植面積最好選取最大耕地面積，確保有效維護耕地脆弱的生態(tài)環(huán)境，避免產生更大的破壞。約束條件的模型函數為：其中，L 表示選取作為參考的灌溉區(qū)域的最大農業(yè)種植面積。

（2）要分析農作物的社會性需求量和參數約束管理，有效結合種植區(qū)域地理條件以及地質因素等，選取區(qū)域生產糧食，以此符合灌溉區(qū)域人口總需求數值，保證約束條件能滿足后續(xù)數值分析工作的要求，從而提升約束條件的效果。

（3）要對農業(yè)灌溉區(qū)域的實際用水量進行約束。對于農業(yè)灌溉工作而言，用水量是最重要的因素，也是水資源浪費的主要端口。因此，在保證居民日常生活實際用水的基礎上，秉持生態(tài)用水以及工業(yè)用水并行的原則，合理性約束灌溉區(qū)域的用水量。因為選取區(qū)域主要采取膜下滴灌的節(jié)水灌溉模式，并且并行一些其他技術，包括溝灌技術。

（4）從我國開始推廣膜下滴灌技術后，人為因素也會對水資源的分配和空間布局結構產生影響。因此，要結合我國環(huán)境保護標準生態(tài)環(huán)境狀況評價技術規(guī)范內容，對不同技術要點予以判定，結合整體狀態(tài)等參數和約束性指標分析模型應用的準確性。

1.3 綜合生態(tài)環(huán)境

在分析優(yōu)化模式過程中，人為因素也會對水資源的利用率以及使用空間產生影響。因此，為了保證分析結果的準確性和合理性，就要結合灌溉技術以及生態(tài)安全，有效分析差異化灌溉技術對生態(tài)環(huán)境產生的影響，從而全面選取使用的灌溉手段，優(yōu)化灌溉效果。

（1）利用（BI+HQ）/2對生物豐富度進行分析，結合選取區(qū)域采集和判斷相應數據。若是BI 數值在20 以下，則證明生物多樣性指數較差，生態(tài)系統(tǒng)存在單一脆弱的問題；若是HQ 在60 左右，說明生物狀態(tài)基本為耕地[1]。將其作為重要的參考數據，有效提升對應節(jié)水灌溉技術的選取效果。

（2）借助NDVI 對植物覆蓋率進行分析，結合相應的計量方式能判定農田制備的實際覆蓋率，從而更好地判斷相應數據。

（3）污染負荷指數，在分析膜下滴灌技術的同時，要對農業(yè)殘膜污染問題進行分析，結合實際情況判定相應參數，減少污染問題。

（4）要依據選取區(qū)域對水網密度參數進行分析。

（5）水網密度指數，結合研究區(qū)域的基本特征對河流長度和水域面積等進行分析。其中，水資源量設定為不同灌溉技術農作物灌溉水量，結合相應的分析結果針對差異化區(qū)域處理農作物種植面積。與此同時，應用膜下滴灌高效節(jié)水技術過程中，會存在白色污染以及土地次生鹽堿化等現象，這些都是較為嚴重的污染情況，要依據不同的地域要求進行技術處理。

（6）環(huán)境限制參數也是生態(tài)環(huán)境分析判斷工作中較為關鍵的參數體系，尤其是在膜下滴灌高效節(jié)水技術應用中，地膜本身就是不能降解的物質，會阻斷土壤水分的傳導，甚至造成下滲工作的失衡，直接影響農作物的生長發(fā)育水平。要依據生態(tài)環(huán)境狀態(tài)的實際情況完成分析工作，確保優(yōu)化綜合生態(tài)環(huán)境。

2 節(jié)水灌溉技術下農業(yè)種植結構優(yōu)化模型運行和結果

為了更好地判斷節(jié)水灌溉技術下農業(yè)種植結構的實際情況，要選取不同參數有效分析模型的差異，從而落實更加完整的運行管理框架，減少對環(huán)境的影響，提高應用管理效率，為種植管理工作的全面落實奠定堅實基礎。

2.1 節(jié)水灌溉技術下農業(yè)種植結構優(yōu)化模型運行

選取的灌溉區(qū)域主要采取傳統(tǒng)地膜技術和滴灌技術并行的技術體系，應用在農業(yè)種植中能有效提高農作物總產值數值。但是，技術體系需要人工配水資源管理，因此，水文循環(huán)會受到影響，植物退化以及土地次生鹽漬化等問題需要得到重視。為了避免相應技術產生不良影響，積極推廣膜下滴灌全覆蓋技術具有重要的實踐意義。借助地下水完成農業(yè)灌溉，能有效避免對生態(tài)環(huán)境造成影響。

首先，選取決策變量，選定小麥a1 和玉米b1。膜下滴灌技術開展節(jié)水灌溉技術后農產品變量為a2 和b2。

其次，應用相應的計量分析軟件對數據進行處理，代入分析模型完成對比，并且利用LINGO 優(yōu)化軟件編程環(huán)節(jié)完成數據模型的代入，分析不同種植植物膜下滴灌的占比情況，結合不同膜下滴灌占比參數對模型予以分析。需要注意的是，在分析中要對農業(yè)通水量和現狀種植結構予以系統(tǒng)化數據調研和分析，應用經濟效益增量、綜合生態(tài)環(huán)境狀況指數、用水量、主要農作物種植面積等作為參考依據，就能得出相應的結果。能在緩解人為生態(tài)破壞的基礎上，提升生態(tài)環(huán)境承載力水平。

最后，匯總相應方案。方案1：EI 數值小于20，生態(tài)環(huán)境狀態(tài)為差；方案2：膜下滴灌技術應用比例降低，其他灌溉技術應用范圍增大，經濟效益明顯降低；方案3：綜合生態(tài)狀況指數在20 ~35 之間，存在限制人類生活因素的弊端。方案4：滿足灌溉區(qū)域規(guī)劃基本要求，且生態(tài)環(huán)境質量較好[2]。

綜上所述，利用減少膜下滴灌技術灌溉面積的方式，使用其他技術取代后能減少污染問題，對于地區(qū)灌溉區(qū)域種植結構調整有較為突出的借鑒價值。例如，本文小麥種植區(qū)、玉米種植區(qū)以及棉花種植區(qū)都有所調整，保證了灌區(qū)種植結構的平衡發(fā)展，提高了生態(tài)環(huán)保的質量。

2.2 節(jié)水灌溉技術下農業(yè)種植結構優(yōu)化模型經驗總結

文章基于對差異化灌溉技術農業(yè)種植結構優(yōu)化模型的分析，將生態(tài)安全影響系數作為進一步完善模型運行效果的基本維度，相較于傳統(tǒng)僅僅關注經濟效益的種植結構模型有更加突出的價值，不僅對研究區(qū)域生產農作物管理工作有重要的指導意義，對于整個農業(yè)發(fā)展生態(tài)和經濟的平衡發(fā)展也具有突出的價值。在全面分析優(yōu)化結果以及分析數據的基礎上，能在經濟穩(wěn)定的同時減少人類活動對生態(tài)環(huán)境脆弱灌溉區(qū)域的破壞，保證節(jié)水灌溉技術下農業(yè)種植結構優(yōu)化模型更加具有實際價值。

在應用差異化節(jié)水灌溉技術對農業(yè)種植結構優(yōu)化模型進行分析處理的過程中，要結合具體因素，全面判定生態(tài)安全影響情況，結合相應的數據有效判定經濟效益最大化時的優(yōu)化條件要求，并且將生態(tài)環(huán)境保護工作作為根本目標，整合具體的節(jié)水灌溉技術，從而設置更加完整的方案。與此同時，要優(yōu)化選取不同方案的結果，依據地區(qū)地理和氣候條件確保在滿足人們生產生活需求的同時，減少人類活動對生態(tài)環(huán)境產生的破壞。優(yōu)化調整農業(yè)種植結構，發(fā)揮新型節(jié)水灌溉措施的優(yōu)勢，確保經濟效益和生態(tài)效益實現共贏。

3 小結

在節(jié)水灌溉技術推廣的過程中，要整合技術要點和技術要求，落實經濟效益與生態(tài)效益兼顧的模式，減少對生態(tài)環(huán)境的破壞，提升具體操作和技術流程的完整性。確保推動地區(qū)經濟發(fā)展，實現可持續(xù)健康發(fā)展的目標。