基于熵權(quán)法-TOPSIS模型法的和田地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價

摘 要 采用熵權(quán)法-TOPSIS模型法，從農(nóng)業(yè)生態(tài)資源狀況、農(nóng)業(yè)環(huán)境污染與破壞程度、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)力度和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平４個層次對2008—2020年新疆和田地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價。結(jié)果表明，2008—2020年，和田地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量總體向好，由差等水平轉(zhuǎn)變?yōu)橹械人?。和田地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面的工作取得了一定成效，但仍存在一些問題和挑戰(zhàn)，需要根據(jù)各指標(biāo)反映的情況采取相應(yīng)的改進(jìn)措施，以提高當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè)生態(tài)；質(zhì)量評價；新疆和田地區(qū)

中圖分類號：X826 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.02.036

和田地區(qū)位于新疆南端，地處東經(jīng)79°49′48″～84°35′24″、北緯35°13′12″～39°9′，東西長約670 km，南北寬約570 km，總面積24.81萬km2，其中山地面積占1/3左右，沙漠戈壁面積占3/5左右，綠洲面積僅不到4%，且分布比較分散，被分割成大小不等的地塊，適宜進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的土地資源十分珍稀[1-2]。和田地區(qū)屬干旱荒漠性氣候，年均降水量僅35 mm，年均蒸發(fā)量則高達(dá)2 480 mm，主要氣候特點是降水稀少、多風(fēng)沙、光照充足、熱量豐富、晝夜溫差大、四季分明。

農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境是指直接或者間接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的各種要素的總稱，主要包括土地資源、水資源、氣候資源和生物資源等，其是農(nóng)業(yè)發(fā)展的前提[3]。農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價是評估農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境狀況的重要手段，需要對生物賴以生存和繁衍的環(huán)境因素，如土地資源、水資源、氣候條件等進(jìn)行綜合考量。

農(nóng)業(yè)生態(tài)質(zhì)量評價對政策制定者和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者具有重要意義。它可以幫助政策制定者識別和量化農(nóng)業(yè)活動對生態(tài)環(huán)境的影響，為制定農(nóng)業(yè)政策提供科學(xué)依據(jù)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者則可以通過評價結(jié)果調(diào)整生產(chǎn)方式，減少對環(huán)境的負(fù)面影響，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性。

1 數(shù)據(jù)來源與數(shù)據(jù)處理

1.1 數(shù)據(jù)來源

全部指標(biāo)數(shù)據(jù)來源于2009—2021年的《和田地區(qū)統(tǒng)計年鑒》《和田年鑒》和《和田地區(qū)國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》。

1.2 數(shù)據(jù)處理

共設(shè)置農(nóng)業(yè)生態(tài)資源狀況、農(nóng)業(yè)環(huán)境污染與破壞程度、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)力度和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平4個一級指標(biāo)，一級指標(biāo)下設(shè)置共計23個二級指標(biāo)。具體指標(biāo)見表1[4-6]。為了分析不同指標(biāo)對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的影響，先對23個二級指標(biāo)進(jìn)行處理。

1）根據(jù)各項指標(biāo)對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的影響，將各項指標(biāo)分成極大型指標(biāo)和極小型指標(biāo)兩類[4]。極大型指標(biāo)是指該指標(biāo)的數(shù)值越大，對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量影響越??；極小型指標(biāo)是指該指標(biāo)的數(shù)值越小，對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量影響越小。

2）對二級指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，處理方法為

式中：Xij為經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理后的二級指標(biāo)數(shù)據(jù)值；xij為第i年第j個二級指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)值；MAX（xij）和MIN（xij）分別為二級指標(biāo)原始數(shù)據(jù)值中的最大值和最小值。式（1）為極大型指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化方法，式（2）為極小型指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化方法。

3）確定各二級指標(biāo)的權(quán)重。采用熵值法確定各二級指標(biāo)的權(quán)重，因為熵值法最具客觀性。各二級指標(biāo)權(quán)重的計算方法為

式中：Pij為第j項指標(biāo)下第i個樣本值占該指標(biāo)所有樣本值之和的比重；Hj為第j項指標(biāo)的熵值；n為樣本數(shù)，n=13；m為二級指標(biāo)個數(shù)，m=23；ω為各二級指標(biāo)的權(quán)重。

在計算過程中，標(biāo)準(zhǔn)化處理后的二級指標(biāo)數(shù)據(jù)會存在Xij=0的情況，進(jìn)而導(dǎo)致Pij=0。對于這種情況，可以直接認(rèn)定其Hj=0。

4）計算綜合得分，公式為

式中：Ei為和田地區(qū)調(diào)查范圍內(nèi)每年的農(nóng)業(yè)生態(tài)質(zhì)量水平的綜合得分，該數(shù)值越大，說明當(dāng)年的農(nóng)業(yè)生態(tài)質(zhì)量水平越高，反之則說明當(dāng)年的農(nóng)業(yè)生態(tài)質(zhì)量水平越低。

5）質(zhì)量等級劃分原則。參照《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》，根據(jù)綜合指數(shù)和相關(guān)研究，將和田地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和各子系統(tǒng)劃分5級［4-5］。具體的等級劃分方法見表2[7]。

1.3 TOPISS模型評估

為了進(jìn)一步驗證農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價結(jié)果的準(zhǔn)確性，采用基于熵權(quán)法的TOPISS模型對2008—2020年

和田地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價指標(biāo)的變化進(jìn)行評估。TOPSIS模型又稱為“優(yōu)劣解距離法”，筆者利用SPSSPRO在線分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 各指標(biāo)權(quán)重計算結(jié)果

由表3可知，一級指標(biāo)中，農(nóng)業(yè)生態(tài)資源狀況權(quán)重和農(nóng)業(yè)環(huán)境污染與破壞程度權(quán)重比較大且結(jié)果比較接近。農(nóng)業(yè)生態(tài)資源狀況的二級指標(biāo)中，牧草地面積、年平均氣溫、年降水量權(quán)重較大。農(nóng)業(yè)環(huán)境污染與破壞程度的二級指標(biāo)中，污水年排放量、化學(xué)需氧量排放量和氨氮排放量權(quán)重較大。農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)力度的二級指標(biāo)中，造林總面積權(quán)重最大，為0.045 6。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的二級指標(biāo)中，糧食單位面積產(chǎn)量權(quán)重較大。

整體來看，各二級指標(biāo)的權(quán)重相差不大，范圍基本在0.04～0.05，部分指標(biāo)如污水年排放量、化學(xué)需氧量排放量、氨氮排放量、二氧化硫排放量和糧食單位面積產(chǎn)量的權(quán)重略高于0.05。此外，單位面積農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、年日照時間權(quán)重較低，低于0.02。

2.2 綜合得分情況

由表4可知，2008—2020年，和田地區(qū)的農(nóng)業(yè)生態(tài)質(zhì)量綜合得分整體呈現(xiàn)增長趨勢，農(nóng)業(yè)生態(tài)質(zhì)量綜合得分提高了69%。2008—2016年，和田地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)質(zhì)量綜合等級為差，2017—2020年和田地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)質(zhì)量綜合等級為中。整體來看，2019年的綜合得分最高，為0.65。

由表5可知，2008—2020年，和田地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)資源狀況整體向好。其中，2014年農(nóng)業(yè)生態(tài)資源狀況較差，原因是2014年有效灌溉率與其他年份相比稍低，年降水量和年均氣溫與其他年份相比也較低。

2008—2020年，和田地區(qū)農(nóng)業(yè)環(huán)境污染與破壞程度得分波動較大。2008—2015年，農(nóng)業(yè)環(huán)境污染與破壞呈現(xiàn)出越來越嚴(yán)重的趨勢；而自2016年開始，農(nóng)業(yè)環(huán)境污染與破壞程度得到改善。2020年得分異常降低，原因是2020年和田地區(qū)的污水年排放量、化學(xué)需氧量排放量和氨氮排放量異常高，污水年排放量是2008年的5.7倍，化學(xué)需氧量是2008年的7.5倍，氨氮排放量是2008年的4.1倍，導(dǎo)致綜合評價得分較低。

農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)力度方面，和田地區(qū)2008—2020年整體越來越好。其中，2014年得分突高，是因為2014年和田地區(qū)造林總面積和開荒面積較大。

2008—2020年，和田地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平整體呈現(xiàn)向好趨勢，2008年，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平最低，2019年農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平最高。2020年，和田地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平得分排名第4，原因是該年度和田地區(qū)糧食單位面積產(chǎn)量較低。

2.3 基于熵權(quán)法的TOPISS模型評估結(jié)果

由表6可知，采用TOPISS模型的結(jié)果與熵權(quán)法的結(jié)果相似。總體來看，和田地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)質(zhì)量呈現(xiàn)上升發(fā)展的趨勢，農(nóng)業(yè)生態(tài)質(zhì)量較差的是2008—2010年，質(zhì)量較好的是2018—2019年，質(zhì)量最好的年份是2019年。

3 結(jié)論與建議

3.1 整體情況

2020年，和田地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量處于中等水平。2008—2016年，和田地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量比較差，農(nóng)業(yè)發(fā)展相對落后，農(nóng)業(yè)生態(tài)的服務(wù)功能不全。2017年以后，隨著保護(hù)政策的實施，和田地區(qū)的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得到改善，處于中等水平。這一階段，和田地區(qū)的農(nóng)業(yè)生態(tài)服務(wù)功能雖不完善，但是可以基本運(yùn)行。農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量處于中等水平意味著當(dāng)前的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境狀況既不是最佳狀態(tài)，也沒有達(dá)到嚴(yán)重的惡化程度。這種狀況表明，和田地區(qū)近幾年來雖然在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面取得了一定的成效，但仍存在一些問題和挑戰(zhàn)，需要進(jìn)一步努力提升生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

3.2 農(nóng)業(yè)生態(tài)資源情況

農(nóng)業(yè)生態(tài)資源狀況的二級指標(biāo)中，牧草地面積的權(quán)重最大，其次是年平均氣溫和年降水量。根據(jù)和田地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)資源狀況，可得出以下結(jié)論。

牧草地面積權(quán)重最大，表明在評估農(nóng)業(yè)生態(tài)資源狀況時，牧草地至關(guān)重要。牧草地為畜牧業(yè)提供了基本的生產(chǎn)資料，直接影響畜牧產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，牧草地的保護(hù)和合理利用對于維持農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡和促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

年平均氣溫和年降水量權(quán)重較大，說明氣候條件對農(nóng)業(yè)生態(tài)資源的影響非常顯著。氣候條件直接影響作物生長周期、產(chǎn)量和品質(zhì)，同時影響水資源的可用性和分布。適宜的氣候條件可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，而極端或不穩(wěn)定的氣候條件可能導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量下降甚至絕收。

牧草地面積、氣候條件等指標(biāo)的高權(quán)重可能還暗示了當(dāng)前農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性。牧草地、氣候條件等自然資源的任何不利變化都可能對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成重大影響，從而影響農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和農(nóng)民收入。因此，需要對這些關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行密切監(jiān)測和管理，以減少潛在的負(fù)面影響。

綜上所述，和田地區(qū)政府和農(nóng)業(yè)部門需要更加重視對牧草地資源的保護(hù)和合理利用；加強(qiáng)推廣抗旱作物品種并重視水資源的合理利用，如建立有效的灌溉系統(tǒng)等，以確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的韌性。

3.3 農(nóng)業(yè)環(huán)境破壞與污染情況

工業(yè)污水和生活污水年排放量、化學(xué)需氧量排放量和氨氮排放量在農(nóng)業(yè)環(huán)境破壞與污染程度二級指標(biāo)中的權(quán)重排名前三位。這些指標(biāo)的高權(quán)重表明和田地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中水環(huán)境污染問題較嚴(yán)重。工業(yè)和生活污水的排放量直接影響水體的水質(zhì)狀況；而化學(xué)需氧量和氨氮是評價水體污染程度的重要指標(biāo)，兩者的高排放量意味著水體中有機(jī)物和氮類污染物含量較高，可能導(dǎo)致水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化、缺氧等問題，對水生態(tài)系統(tǒng)造成破壞，進(jìn)而對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成不利影響。和田地區(qū)需要采取加強(qiáng)污染治理、改善環(huán)境質(zhì)量等措施，減少這些影響，保障農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[8]。

3.4 農(nóng)業(yè)生態(tài)資源保護(hù)情況

農(nóng)業(yè)生態(tài)資源保護(hù)力度的二級指標(biāo)中，造林總面積權(quán)重最大，其次是治理水土流失面積。這表明在生態(tài)資源保護(hù)中，植樹造林和水土流失治理是最為重要的兩個方面。因此，和田地區(qū)需要重視植樹造林和水土流失治理，在保護(hù)優(yōu)質(zhì)土地資源和生物多樣性、維持生態(tài)平衡的前提下，才能實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

3.5 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況

農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的二級指標(biāo)中，糧食單位面積產(chǎn)量權(quán)重最大，其次是農(nóng)業(yè)機(jī)械化率。提高糧食單位面積產(chǎn)量需要采用先進(jìn)的種植技術(shù)和管理方法，包括良種選育、土壤改良、病蟲害防治等，以滿足人口增長帶來的需求。農(nóng)業(yè)機(jī)械化率的高權(quán)重表明機(jī)械化是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和降低勞動強(qiáng)度的關(guān)鍵因素，因此要加大農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣力度，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)增長和社會穩(wěn)定提供支持。

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（責(zé)任編輯：劉寧寧）