基于PSR系統(tǒng)模型的新疆于田縣農村生態(tài)環(huán)境質量評價及優(yōu)化策略

關鍵詞：農村生態(tài)環(huán)境；質量評價；評價指標體系；PSR系統(tǒng)模型；于田縣

0 引言

生態(tài)環(huán)境是人類生存和發(fā)展的基本條件[1]?！笆奈濉币詠?，我國農村社會經濟迅速發(fā)展，農業(yè)主導產業(yè)結構不斷優(yōu)化，農副產品供給能力穩(wěn)步增加，農民生活水平逐步提升。同時，人類活動與農業(yè)生產造成農村生態(tài)環(huán)境也日趨嚴峻。

生態(tài)環(huán)境質量評價是通過構建合理的環(huán)境要素指標體系，在一定時空范圍內評價其適宜人類生存的程度，以及社會經濟的可持續(xù)發(fā)展狀況[2]。20世紀60—80年代，生態(tài)環(huán)境質量評價研究進入正式開展階段。隨著農村生態(tài)環(huán)境質量評價概念的提出，科學地評價量化農村生態(tài)環(huán)境質量綜合水平逐漸成為研究人員探索的重要課題。國內農村生態(tài)環(huán)境質量評價研究，主要表現在農村生態(tài)環(huán)境質量發(fā)展趨勢及現狀、評價指標體系構建、對策優(yōu)化等方面。肖辰暢等[3]對我國農村環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境質量評價進行分析，探討農村環(huán)境質量指數的計算和綜合評價方法。傅建祥等[4]從農村生態(tài)資源、生態(tài)農業(yè)、生態(tài)宜居和生態(tài)治理4個方面選取若干指標，運用綜合指數法對山東省各地市的農村生態(tài)環(huán)境發(fā)展水平進行評價。劉姝[5]分別從生態(tài)健康驅動力、壓力、狀態(tài)和響應4個方面篩選26個指標構建四川省都江堰市農村生態(tài)環(huán)境評價指標體系。周曉旭[6]構建基于PSR-NES模型的遼寧省撫順市生態(tài)環(huán)境質量綜合評價指標體系，并進行評價分析。張麗等[7]基于層次分析法框架及分層模糊評價方法，對貴州省安順市3個行政村進行評價。王曉君等[8]運用PSR模型與GM（1，1）預測模型對我國農村生態(tài)環(huán)境質量進行動態(tài)評價。ZHANGY[9]對四川省農村生態(tài)環(huán)境評價和影響因素進行了分析研究。

國內外諸多研究人員針對農村生態(tài)環(huán)境質量評價已有較多研究，但對于我國新疆維吾爾自治區(qū)（簡稱新疆）農村生態(tài)環(huán)境質量評價相關研究較少。隨著新疆區(qū)域協(xié)同發(fā)展的深入推進，新疆于田縣農村社會經濟迅速發(fā)展。同時，于田縣農村農業(yè)生產與人類活動也造成農村生態(tài)環(huán)境污染嚴重。因此，必須加快針對新疆農村生態(tài)環(huán)境質量評價相關研究，避免農村生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化。

構建全面、有效的評價指標體系是對我國農村生態(tài)環(huán)境質量進行準確評價的關鍵和量化基礎[10]。本研究在眾多研究的基礎上，運用PSR系統(tǒng)模型，通過熵值法、綜合指數法構建于田縣農村生態(tài)環(huán)境質量評價指標體系，測算農村生態(tài)環(huán)境質量綜合指數，并對農村生態(tài)環(huán)境質量進行分等定級。通過于田縣農村生態(tài)環(huán)境質量評價相關研究，以期對農村生態(tài)環(huán)境高質量、可持續(xù)發(fā)展提供參考，并為政府部門提供優(yōu)化策略依據。

1 研究區(qū)概況

于田縣是新疆和田地區(qū)下轄縣，北鄰塔克拉瑪干沙漠，下轄13個鄉(xiāng)、2個鎮(zhèn)、200余個行政村，全縣總人口28萬多人。地勢南高北低，自南向北形成高山、戈壁、沙漠等地貌單元，并有典型的冰川、凍土、火山和沙漠等地貌類型，土地資源總面積4.032萬km2，綠洲不足6%。于田縣氣候主要特點：四季分明、晝夜溫差大、熱量資源豐富、光照充足、降水稀少、蒸發(fā)量大，以及春夏多風沙和浮塵等災害天氣。多年平均降水量47.7mm、蒸發(fā)量2432.1mm，北部沙漠地帶降水量僅12mm，屬于典型的暖溫帶內陸干旱荒漠型氣候。

于田縣由于實施傳統(tǒng)的農業(yè)生產模式，促使農藥、化肥、地膜投入過量造成農村環(huán)境污染嚴重。農村生活垃圾、生活污水隨意排放，畜禽糞污資源、秸稈綜合利用效率較低造成農村空氣質量、水體環(huán)境、土壤污染較重。森林、牧草地、濕地等生態(tài)資源自我調控能力不足，水土流失程度加劇，造成土地荒漠化、水資源短缺等農村生態(tài)環(huán)境問題。

2 數據來源和研究方法

2.1 數據來源

本研究使用的2013—2022年24個農村生態(tài)環(huán)境質量評價指標主要來源于《新疆統(tǒng)計年鑒》《和田地區(qū)統(tǒng)計年鑒》《于田縣統(tǒng)計年鑒》《和田地區(qū)國民經濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》和《于田縣國民經濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》，并通過整理歸納計算獲得。

2.2 研究方法

2.2.1 指標體系構建

壓力?狀態(tài)?響應（PSR）系統(tǒng)模型是由聯合國經濟合作開發(fā)署（OECD）和環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）于20世紀80—90年代共同開發(fā)的一種用于分析研究生態(tài)環(huán)境狀況的體系模型[11]。PSR系統(tǒng)模型體現人類活動對自然資源、生態(tài)環(huán)境產生的影響，反之，自然資源、生態(tài)環(huán)境狀態(tài)的變化也影響人類活動，進而社會通過決策、措施對于以上變化做出反應。如圖1所示，反復循環(huán)，構成人類社會與自然環(huán)境之間的壓力、狀態(tài)、響應關系。PSR系統(tǒng)模型廣泛運用于生態(tài)環(huán)境評價指標體系領域。

構建全面、有效的評價指標體系是對我國農村生態(tài)環(huán)境質量進行準確評價的關鍵和量化基礎[12]。本研究根據于田縣農村生態(tài)環(huán)境質量現狀，結合數據的可獲得性，嘗試分別從于田縣農村社會、經濟和資源環(huán)境3個方面，篩選24個評價指標，通過PSR系統(tǒng)模型構建農村生態(tài)環(huán)境質量評價指標體系。

（1）壓力指標（P）是指人類活動、社會經濟發(fā)展對生態(tài)環(huán)境的破壞和擾動。結合于田縣實際情況，反映農村生態(tài)環(huán)境質量受到負面影響的因素主要有農林牧漁業(yè)總產值、農業(yè)生產過程中農業(yè)機械能耗，以及使用的農藥、化肥、地膜等化學品，是造成農村土壤、水體、大氣污染的首要因素。逐年遞增的人口密度、畜禽年末存欄數成為農村生態(tài)環(huán)境、人居環(huán)境的重要制約因素。

（2）狀態(tài)指標（S）表征特定時間階段生態(tài)環(huán)境的變化與現狀。結合于田縣生態(tài)環(huán)境實際狀況和數據的可獲得性，充分體現農村生態(tài)環(huán)境狀態(tài)與變化的指標分別有森林覆蓋率、牧草地面積、林地面積、空氣優(yōu)良天數比率、年降水量、空氣相對濕度、PM2.5平均濃度及人均耕地面積。

（3）響應指標（R）表現社會或個體降低、減弱或阻止人類活動與社會經濟發(fā)展對生態(tài)環(huán)境產生的負面影響，以及對已經產生負面影響的生態(tài)環(huán)境而做出的補救措施、優(yōu)化策略等。結合于田縣實際情況，表征于田縣農村生態(tài)環(huán)境質量響應指標分別為農牧民人均可支配收入、當年人工造林面積、年末封沙育林面積、秸稈綜合利用率、畜禽糞污綜合利用率、水土流失綜合治理面積、農村垃圾集中處理率及年末環(huán)保污染治理投資占GDP比率。反映于田縣政府、組織和個人面對農村生態(tài)環(huán)境變化狀況做出的反饋。

基于PSR系統(tǒng)模型的于田縣農村生態(tài)環(huán)境質量評價指標體系，主要由目標層、準則層、指標層、單位及指標屬性構成，如表1所示。

2.2.2 數據標準化處理

獲取于田縣2013—2022年農村生態(tài)環(huán)境質量評價指標原始數據，對原始數據進行標準化處理，本研究主要采用極差法，目的是提高數據處理的科學性、合理性、客觀性。

2.2.3 指標數據權重賦予

本研究主要采用熵值法進行指標權重賦予，熵值法根據信息熵的定義，對于某項指標，可以用熵值來判斷某個指標的離散程度，其信息熵值越小，指標的離散程度越大，該指標對綜合評價的影響（即權重）就越大，如果某項指標的值全部相等，則該指標在綜合評價中不起作用。因此，可利用信息熵計算出各個指標的權重，為多指標綜合評價提供依據。

2.2.4 農村生態(tài)環(huán)境質量綜合指數測算

綜合指數法基于已構建的農村生態(tài)環(huán)境質量評價指標體系、經過數據標準化處理及熵值計算后，以2013—2022年農村生態(tài)環(huán)境質量綜合指數數值的方式表現其整體水準，是一種可以綜合反映農村生態(tài)環(huán)境質量時序變化、發(fā)展水平的計算方法。

2.2.5 農村生態(tài)環(huán)境質量分等定級

為了直觀地反映農村生態(tài)環(huán)境質量時序演變規(guī)律，本研究根據2013—2022年于田縣農村生態(tài)環(huán)境發(fā)展現狀及變化趨勢，參考陳黎鵬[13]、岳思妤等[14]生態(tài)環(huán)境質量評價相關研究，將于田縣農村生態(tài)環(huán)境質量劃分為極差、較差、一般、良好和優(yōu)秀5個等級。農村生態(tài)環(huán)境質量綜合指數分級評價標準如表2所示。

3 評價結果與分析

3.1 指標權重評價結果與分析

通過極值法進行標準化處理、熵值法指標權重計算，獲得于田縣農村生態(tài)環(huán)境質量準則層各系統(tǒng)權重和指標層各指標權重。其中，為了使PSR系統(tǒng)模型綜合指數時序演變更為明顯，分別計算指標層對準則層和目標層的權重數值。于田縣農村生態(tài)環(huán)境質量評價指標權重如表3所示。

由表3可知，準則層壓力系統(tǒng)（P）指標占比最小，其中人口密度、單位面積農藥施用量和農業(yè)機械總動力的影響程度較高，分別為0.0424、0.0434和0.0405。說明隨著人口密度的上升，對自然資源消耗加大，致使農村生態(tài)環(huán)境逐漸惡化。在農業(yè)生產過程中，農藥的投入與農業(yè)機械耗能對農村土地、大氣環(huán)境污染也較為嚴重。其次是響應系統(tǒng)（R）指標，其中環(huán)境污染治理投資總額占GDP比例、農村垃圾集中處理率和當年人工造林面積指標權重為列前3位，分別為0.0451、0.0432和0.0414。說明政府制定的生態(tài)保護修復措施與環(huán)境污染治理投資對農村生態(tài)環(huán)境質量提升有重要作用。準則層中權重占比最高的是狀態(tài)系統(tǒng)（S），牧草地面積指標對于田縣農村生態(tài)環(huán)境質量影響最高，為0.0591。同時，人均耕地面積、林地面積、空氣質量優(yōu)良天數比例與PM2.5平均濃度指標對該地區(qū)農村生態(tài)環(huán)境質量影響也較為突出。

3.2 綜合指數評價結果分析

本研究運用綜合指數法，通過以上農村生態(tài)環(huán)境質量指標權重結果，計算獲得2013—2022年農村生態(tài)環(huán)境質量綜合指數分類評價結果。于田縣農村生態(tài)環(huán)境質量綜合指數如表4所示。

根據于田縣農村生態(tài)環(huán)境質量綜合指數及壓力、狀態(tài)、響應各系統(tǒng)指數，構建于田縣農村生態(tài)環(huán)境質量綜合指數分類評價演變趨勢，如圖2所示。

3.2.1 壓力指數評價結果分析

通過于田縣農村生態(tài)環(huán)境質量綜合指數分類評價演變趨勢可以看出，壓力指數變化總體趨勢呈M型，主要分為3個階段。第1階段，2013—2016年，壓力指數總體呈現上升趨勢，從2013年的0.555上升至2016年的0.674，年均增長率21.1%。主要因素是人口密度、農業(yè)機械總動力和農林牧漁業(yè)產值指標逐年遞增，并且以上指標均為負向指標。第2階段，2016—2018年，壓力指數呈現波動趨勢，2017年先下降至0.524，在2018年又上升到0.699。主要體現在鄉(xiāng)村人口數的增加及年末牲畜年末存欄數數量上升造成的農村環(huán)境壓力影響。第3階段，2018—2022年，壓力指數存在小幅波動，但整體呈現下降趨勢。首先自2018年的0.699下降至2020年的0.489，2020—2021年壓力指數有小幅上升，2021年壓力指數值0.558，2021—2022年壓力指數呈下降趨勢，最終下降至0.427，主要因素為2018—2020年農業(yè)生產過程中的農藥、化肥、地膜等生產要素投入減少，對農村土地環(huán)境污染降低；2020—2022年壓力指數呈現波動趨勢，也是因為農藥、年末牲畜存欄量、農業(yè)機械動力、農村人口和農林牧漁業(yè)產值呈現先增后減的態(tài)勢，造成農村生態(tài)環(huán)境壓力指數先上升后下降。其中，單位面積農藥施用量、人口密度及農業(yè)機械總動力占比權重較高，說明農村生態(tài)環(huán)境質量受其影響較大，在今后的農村生態(tài)保護中應進一步減少農藥要素投入，以及高耗能、高污染農業(yè)機械的使用。

3.2.2 狀態(tài)指數評價結果分析

狀態(tài)指數趨勢變化總體呈為N型，主要分為3個階段。第1階段，2013—2015年呈上升趨勢，從2013年的0.268上升至2015年的0.495，主要因素是該地區(qū)正向指標森林覆蓋率呈逐年上升趨勢，負向指標PM2.5平均濃度呈現下降趨勢，致使農村生態(tài)環(huán)境狀態(tài)轉好。第2階段，2015—2017年，狀態(tài)指數從0.495下降至0.271。造成狀態(tài)指數下降的原因主要有，該地區(qū)牧草地、林地和人均耕地面積減少，致使農村水土流失加劇，土地荒漠化程度提高，進而影響農村自然生態(tài)環(huán)境狀態(tài)系統(tǒng)。第3階段，2017—2022年整體呈現上升趨勢，狀態(tài)指數從0.271上升至0.795，年均增長率38.8%。說明農村生態(tài)系統(tǒng)自我調節(jié)能力提升，農村生態(tài)環(huán)境質量狀況逐漸好轉。

3.2.3 響應指數評價結果分析

響應指數變化趨勢總體呈現上升趨勢。從2013年的0.027上升至2022年的0.883，主要因素為農牧民人均可支配收入、畜禽糞污與秸稈綜合利用率，年末封沙育林與人工造林面積、農村垃圾集中處理率和環(huán)境污染治理投資額占GDP比例。以上響應指標總體呈現逐年上升趨勢，并且響應系統(tǒng)中指標均為正向。因此響應指數變化趨勢自2013—2022年逐年遞增。說明近年來政府、農民綠色發(fā)展理念意識增強，實施的生態(tài)環(huán)境保護政策、措施行之有效，促使農村生態(tài)環(huán)境質量狀況趨好發(fā)展。

3.2.4 綜合系統(tǒng)評價結果分析

2013—2022年于田縣農村生態(tài)環(huán)境質量綜合指數評價結果如圖3所示。農村生態(tài)環(huán)境質量綜合指數總體呈上升趨勢，綜合指數從2013年的0.279上升至2022年的0.708，農村生態(tài)環(huán)境質量等級從2013年的較差上升至2022年的良好，說明于田縣農村生態(tài)環(huán)境質量狀況有所改善，應當進一步完善針對農村生態(tài)環(huán)境質量保護的相關政策、措施，提升農村生態(tài)環(huán)境質量綜合水平。參考農村生態(tài)環(huán)境質量分級評價標準，于田縣農村生態(tài)環(huán)境質量變化趨勢主要分為3個階段。第1階段，2013—2014年，區(qū)間為0.279～0.392，生態(tài)環(huán)境質量等級為較差；說明第1階段農村生態(tài)環(huán)境質量較差，污染狀況相對嚴重，經濟發(fā)展相對落后，服務功能混亂，自然經濟社會協(xié)調發(fā)展相對不平衡。第2階段，2015—2020年，區(qū)間為0.473～0.519，生態(tài)環(huán)境質量等級為一般；說明第2階段農村生態(tài)環(huán)境質量一般，污染狀況一般，經濟發(fā)展一般，服務功能一般，自然經濟社會協(xié)調發(fā)展一般平衡。第3階段，2021—2022年，區(qū)間為0.703～0.708，生態(tài)環(huán)境質量等級為較好；說明農村生態(tài)環(huán)境質量良好，污染狀況較小，經濟發(fā)展良好，服務功能良好，自然經濟社會協(xié)調發(fā)展相對平衡。

4 發(fā)展建議

于田縣農村生態(tài)環(huán)境質量相比于過去已有較大改觀，但仍存在諸多問題，影響農村環(huán)境污染的因素繁多并復雜。因此，政府層面、社會層面應積極配合，高效推動于田縣農村生態(tài)環(huán)境可持續(xù)、高質量發(fā)展。基于生態(tài)環(huán)境質量評價結果，提出以下優(yōu)化建議[15]。

（1）增強生態(tài)環(huán)境責任意識。明確環(huán)境保護各部門各單位的職責、責任。積極創(chuàng)新宣傳活動載體、突出生態(tài)保護重點，扎實開展形式多樣、內容豐富且群眾喜聞樂見的生態(tài)保護宣傳教育，進一步增強全民生態(tài)意識。牢固樹立綠水青山就是金山銀山的理念，樹立愛綠護綠植綠的綠色文明理念，建設良好生態(tài)環(huán)境，打牢“生態(tài)立縣”基礎。

（2）深入推進農田廢舊殘膜污染綜合治理工作。進一步推進禽畜糞便資源化利用，有效解決糞便的環(huán)境污染問題。積極推廣測土配方施肥技術，扎實開展化肥零增長工作。大力開展天然草場保護、牧場和高標準人工草地建設工作，進一步實施草原生態(tài)保護補助獎勵機制政策，保護和改善草原生態(tài)環(huán)境。

（3）加大推進農村綠色生態(tài)環(huán)保工作。于田縣應積極倡導綠色環(huán)保的生產理念，大力發(fā)展無公害農產品、綠色食品和有機食品，加大土壤污染的環(huán)保執(zhí)法，積極防治農業(yè)面源污染，維護農田生態(tài)系統(tǒng)平衡。

5 結束語

2013—2022年于田縣農村生態(tài)環(huán)境質量綜合水平總體呈上升趨勢，農村生態(tài)環(huán)境質量等級變化趨勢由較差→一般→良好。于田縣農村生態(tài)環(huán)境質量優(yōu)化改善的主要因素有3個方面。

（1）壓力系統(tǒng)中負向指標單位面積農藥、化肥、地膜等生產要素投入大幅降低，農村生態(tài)環(huán)境污染降低，生態(tài)環(huán)境質量狀況改善。

（2）狀態(tài)系統(tǒng)中正向指標森林覆蓋率、牧草地面積、林地面積和人均耕地面積總體呈現上升趨勢，負向指標PM2.5平均污染濃度總體也呈現下降趨勢，推動于田縣農村生態(tài)環(huán)境質量狀態(tài)持續(xù)好轉。

（3）響應系統(tǒng)中各指標正向影響表現顯著，其中環(huán)境污染治理投資額占GDP比例、人工造林和農村垃圾集中處理率較為突出，是于田縣農村生態(tài)環(huán)境質量狀況優(yōu)化好轉的重要因素。