典型農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)土地利用安全格局及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

博士學(xué)位論文爭辯報(bào)告典型農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)土地利用平安格局及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)構(gòu)造優(yōu)化研討——以內(nèi)蒙古翁牛特旗為例導(dǎo)師：張新時(shí)院士李波副教授博士生：謝花林專業(yè)：生態(tài)學(xué)2006/5/29匯報(bào)提綱1緒論2研討區(qū)概略3基于景觀構(gòu)造的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析4研討區(qū)土地利用平安格局5研討區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)構(gòu)造優(yōu)化6研討區(qū)生態(tài)——消費(fèi)范式闡明7主要結(jié)論與缺乏之處1緒論◆研討的背景◆研討目的及意義◆技術(shù)道路◆研討思緒研討的背景◆1953年趙松喬“農(nóng)牧交錯(cuò)帶〞季風(fēng)氣候大陸性氣候潮濕區(qū)干旱區(qū)農(nóng)區(qū)牧區(qū)研討的背景報(bào)道〔2000〕：◆農(nóng)牧交錯(cuò)帶57.47萬km2的草地中，八成以上出現(xiàn)不同程度的退化；◆荒漠化土地面積已占全國荒漠化土地總量的45%；◆已成為我國自然植被破壞最嚴(yán)重的區(qū)域；◆農(nóng)牧交錯(cuò)帶的消費(fèi)、生活條件非常惡劣，農(nóng)牧業(yè)消費(fèi)程度低而不穩(wěn)；◆中段的75個(gè)旗〔縣〕：61個(gè)為貧困縣，其中國家重點(diǎn)扶持貧困縣為16個(gè)。研討的背景不合理的土地利用〔濫墾、濫牧、濫伐〕草地的退化生態(tài)環(huán)境惡化水土流失、沙化生活程度低消費(fèi)條件差消費(fèi)力下降產(chǎn)業(yè)構(gòu)造的問題惡性循環(huán)表示圖研討的背景人工草地種植一方面可以提高草地消費(fèi)力，處理冬季家畜的飼草緊缺問題，減輕天然草地的承載壓力，使天然草地植被得以恢復(fù)；另一方面土壤可以積累有機(jī)質(zhì)，改善土地肥力，使土壤有機(jī)質(zhì)提高50%以上引草入田，既能穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，又可堅(jiān)持水土，減輕風(fēng)蝕沙化危害，同時(shí)作為畜牧業(yè)的根底會(huì)成為系統(tǒng)耦合的機(jī)遇。研討的背景人工草地等替代天然草原消費(fèi)功能

生態(tài)環(huán)境改善生活程度提高消費(fèi)條件改善經(jīng)濟(jì)消費(fèi)力生態(tài)消費(fèi)力植被恢復(fù)產(chǎn)業(yè)構(gòu)造調(diào)整良性循環(huán)表示圖研討的背景生態(tài)學(xué)實(shí)際問題的提出：〔2〕如何進(jìn)展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)構(gòu)造調(diào)整優(yōu)化研討，論證在農(nóng)牧交錯(cuò)帶大力開展人工草地和飼料地在生態(tài)和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性？〔1〕如何從區(qū)域的生態(tài)不平安要素出發(fā)，構(gòu)建土地利用平安格局？研討的目的與意義◆探求農(nóng)牧交錯(cuò)帶典型生態(tài)脆弱區(qū)的土地利用平安格局和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)構(gòu)造優(yōu)化的實(shí)際和方法；

◆提出該類型區(qū)的優(yōu)化生態(tài)—消費(fèi)范式，為地處這一一樣類型區(qū)生態(tài)環(huán)境建立和產(chǎn)業(yè)構(gòu)造調(diào)整起指點(diǎn)作用。

技術(shù)路線圖研討的思緒◆土地利用生態(tài)平安評價(jià)◆土地利用平安格局的構(gòu)建◆農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)構(gòu)造優(yōu)化◆優(yōu)化生態(tài)——消費(fèi)范式基于景觀構(gòu)造的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析2研討區(qū)概略◆研討區(qū)位置◆地質(zhì)地貌◆氣候特征◆植被概略◆土壤特征◆土地利用特征◆社會(huì)經(jīng)濟(jì)概略◆主要的生態(tài)環(huán)境問題研討區(qū)位置地質(zhì)地貌◆地質(zhì)地貌多層次性內(nèi)蒙古高原東北平原燕山山脈松遼平原渾善達(dá)克沙地科爾沁沙地地質(zhì)地貌2025m286m西部東部西部中山臺(tái)地區(qū)中部低山丘陵區(qū)東部平原沙丘區(qū)氣候?qū)儆谥袦貛О敫珊荡箨懶约撅L(fēng)氣候西部東部溫寒半濕潤區(qū)溫涼半干旱區(qū)溫和半干旱區(qū)溫暖半干旱區(qū)主要?dú)夂蛞乜臻g特征植被植被類型分布區(qū)域主要建群種森林植被西部中山山地陰坡，松樹山山楊、白樺、蒙古櫟、油松、興安落葉松草甸草原植被中山臺(tái)地及平緩臺(tái)地苔草、唐松草、地榆、大針茅、萎陵菜草甸植被沿河流域草甸地、丘間洼地波菠菜、苔原、小糠草、堿蓬、稗子沙生植被東部區(qū)坨沼沙地小葉錦雞兒、沙柳、黃柳、沙蒿、狗尾草沼澤植被草甸區(qū)低地及丘間洼地蘆葦、香蒲、苔原、稗子、水沙草人工植被農(nóng)作物、人工林、人工草地農(nóng)作物：水稻、小麥、玉米、大豆等，人工林◆主要有7土類，22個(gè)亞類，44個(gè)土屬；◆以沙土、栗鈣土為主，分別占45.6%、37.5%；◆大部分屬于全國土壤營養(yǎng)含量分級的4級和5級；土壤土地利用特征◆天然草地和沙地是研討區(qū)主要的土地利用類型；◆1985-2000年，研討區(qū)水田面積、水田斑塊平均面積和斑塊平均周長變化最為猛烈；◆景觀類型趨于聚集，景觀穩(wěn)定性在不斷添加。社會(huì)經(jīng)濟(jì)概略國內(nèi)消費(fèi)總值構(gòu)成變化圖主要的生態(tài)環(huán)境問題◆土地沙化劇烈沙化面積占幅員總面積的49%；◆水土流失嚴(yán)重水土流失面積占幅員總面積的47％；◆土壤肥力下降有機(jī)質(zhì)極缺〔有機(jī)質(zhì)<0.6%〕至較缺〔有機(jī)質(zhì)1%-2%〕的耕地面積占耕地總面積的94.1%◆土地鹽漬化3基于景觀構(gòu)造的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析◆不同土地利用方式和強(qiáng)度產(chǎn)生的生態(tài)影響具有區(qū)域性和累積性的特征，并且可以直觀地反映在生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)造和組成上；◆景觀生態(tài)學(xué)的重要假設(shè)是強(qiáng)調(diào)景觀格局影響生態(tài)學(xué)過程；◆基于景觀格局進(jìn)展生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析，可以綜合評價(jià)各種潛在生態(tài)影響類型及其累積性后果；◆景觀格局中沿某一方向的高度自相關(guān)能夠預(yù)示某種生態(tài)學(xué)過程在起著重要作用。3基于景觀構(gòu)造的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析〔1〕景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的構(gòu)建：◆景觀干擾度指數(shù)和景觀脆弱度指數(shù)，構(gòu)建景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)度；ERI為景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)度;N為景觀類型的數(shù)量;Ei為景觀類型i的干擾度指數(shù)；Fi為景觀類型i的脆弱度指數(shù)；Ski為第k個(gè)風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)i類景觀組分的面積,Sk為第k個(gè)風(fēng)險(xiǎn)小區(qū)的總面積。3.1研討方法3基于景觀構(gòu)造的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析〔2〕采樣方法◆采用5km×5km的正方形樣地對景觀綜合指數(shù)進(jìn)展空間化；◆采樣方式為等間距系統(tǒng)采樣法，共有樣區(qū)473個(gè)；◆計(jì)算每一樣地內(nèi)各類景觀的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)度，以此作為樣地中心點(diǎn)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度。3.1研討方法3基于景觀構(gòu)造的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析〔3〕空間統(tǒng)計(jì)學(xué)方法◆部分空間自相關(guān)目的〔LASI〕可以反映在整個(gè)區(qū)域中，一個(gè)部分小區(qū)域單元上的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)度與相鄰部分小區(qū)域單元上生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)度的相關(guān)程度◆半方差分析一是描畫和識別格局的空間構(gòu)造，二是用于空間部分最優(yōu)化插值3.1研討方法3基于景觀構(gòu)造的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析〔1〕區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)度的部分空間自相關(guān)分析3.2結(jié)果與分析

圖4-10翁牛特旗1985年生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)度部分空間自相關(guān)圖

圖4-11翁牛特旗2000年生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)度部分空間自相關(guān)圖3基于景觀構(gòu)造的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析〔1〕區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)度的部分空間自相關(guān)分析3.2結(jié)果與分析

圖4-12翁牛特旗1985-2000年期間生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)度變化部分空間自相關(guān)圖3基于景觀構(gòu)造的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析〔2〕區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)度的時(shí)序變化3.2結(jié)果與分析圖4-131985和2000年翁牛特旗生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)對比◆1985年和2000年的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)>0.8的面積占全區(qū)面積在20%左右；◆1985年的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)<0.2的比例為3.5%，2000年減少為1.7%。3基于景觀構(gòu)造的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析〔3〕區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)度的變異函數(shù)曲線3.2結(jié)果與分析◆塊金值與基臺(tái)值的比例在1985年和2000年分別為26.38%和27.34%。闡明在所選擇的5km采樣間距以內(nèi)，還存在一些小尺度的非構(gòu)造性要素影響著該區(qū)生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量，但構(gòu)造性要素仍是該區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)空間分異的主導(dǎo)要素。3基于景觀構(gòu)造的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析〔3〕區(qū)域生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)度的空間分異3.2結(jié)果與分析圖4-15翁牛特旗1985年生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的kriging插值圖圖4-16翁牛特旗2000年生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的kriging插值圖3基于景觀構(gòu)造的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析◆基于景觀干擾度指數(shù)和景觀脆弱度指數(shù)，構(gòu)建的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，能較好地反映研討區(qū)的生態(tài)平安情況；◆研討區(qū)1985年和2000年生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)度的高值區(qū)明顯地聚集在中東部的沙地坨甸區(qū)，這些區(qū)域的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)度高，相鄰地域的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)度也較高?！趄?yàn)證了景觀生態(tài)學(xué)中景觀格局影響生態(tài)學(xué)過程的假設(shè)。3.3結(jié)論4研討區(qū)土地利用平安格局構(gòu)建區(qū)域土地利用生態(tài)平安格局是指：◆在區(qū)域的自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)背景下，◆針對區(qū)域存在的生態(tài)環(huán)境問題，進(jìn)展土地利用格局的合理優(yōu)化，◆使土地資源充分發(fā)揚(yáng)其生態(tài)和消費(fèi)功能，◆從而使系統(tǒng)處于一種不受要挾、安康的、平衡的形狀時(shí)的區(qū)域性空間格局。4研討區(qū)土地利用平安格局構(gòu)建土地利用平安格局建立的流程圖目確實(shí)定生態(tài)不平安要素土地利用的生態(tài)平安評價(jià)多目的規(guī)劃與GIS結(jié)合農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)分區(qū)土地利用平安格局各區(qū)土地利用的最大分布面積4.1土地利用生態(tài)平安評價(jià)〔1〕評價(jià)目的體系的選取原那么◆表達(dá)出研討區(qū)主要的生態(tài)環(huán)境問題；◆要為土地利用格局優(yōu)化效力；◆目的體系應(yīng)具有層次性。4.1土地利用生態(tài)平安評價(jià)〔2〕研討區(qū)評價(jià)目的體系生態(tài)平安綜合指數(shù)土地沙化平安系數(shù)土壤侵蝕平安系數(shù)土壤有機(jī)質(zhì)含量潮濕指數(shù)土壤質(zhì)地植被覆蓋度降雨侵蝕力土壤質(zhì)地地形起伏度土地利用類型4.1土地利用生態(tài)平安評價(jià)〔3〕目的的分級規(guī)范◆各單因子平安等級按平安、較平安、欠平安、不平安和極不平安分別賦值為9、7、5、3和1?！?〕綜合方法

式中，ESIj為第j個(gè)生態(tài)平安問題的生態(tài)平安指數(shù)；Cij為第j個(gè)生態(tài)平安問題中的第i個(gè)因子的生態(tài)平安等級值，n為因子數(shù)。4.1土地利用生態(tài)平安評價(jià)〔5〕綜合評價(jià)生態(tài)平安等級平安較平安欠平安不平安極不平安ESIj>86-86-44-2<2生態(tài)平安指數(shù)的分級規(guī)范圖5-4翁牛特旗1985年土地沙化平安評價(jià)結(jié)果土地沙化平安評價(jià)結(jié)果

圖5-5翁牛特旗2000年土地沙化平安評價(jià)結(jié)果土地沙化平安評價(jià)結(jié)果

1985年2000年現(xiàn)狀

面積km2百分比(%)面積km2百分比(%)生態(tài)平安區(qū)916.817.73869.567.33生態(tài)較平安區(qū)3940.2233.234299.8336.26生態(tài)欠平安區(qū)3166.5626.703198.6426.97生態(tài)不平安區(qū)1595.9413.461237.9110.44生態(tài)極不平安區(qū)2239.0018.882252.5919.00圖5-31985-2000年翁牛特旗土地沙平安等級構(gòu)成對比土壤侵蝕平安評價(jià)結(jié)果

圖5-7翁牛特旗1985年土壤侵蝕平安評價(jià)結(jié)果

圖5-8翁牛特旗2000年土壤侵蝕平安評價(jià)結(jié)果土壤侵蝕平安評價(jià)結(jié)果圖5-61985-2000年翁牛特旗土壤侵蝕平安等級構(gòu)成對比

1985年2000年

面積〔km2〕百分比(%)面積〔km2〕百分比(%)生態(tài)平安區(qū)4140.3834.844129.9434.76生態(tài)較平安區(qū)1994.3816.784058.1934.15生態(tài)欠平安區(qū)3548.6929.871800.7515.15生態(tài)不平安區(qū)2067.0017.401226.3110.32生態(tài)極不平安區(qū)131.881.11667.135.62綜合生態(tài)平安評價(jià)結(jié)果

圖5-10翁牛特旗1985年生態(tài)平安綜合評價(jià)結(jié)果圖5-11翁牛特旗2000年生態(tài)平安綜合評價(jià)結(jié)果綜合生態(tài)平安評價(jià)結(jié)果◆1985年和2000年研討區(qū)整體生態(tài)平安都處在生態(tài)不平安等級；◆1985年和2000年各等級分布面積排序?yàn)椋荷鷳B(tài)欠平安區(qū)>生態(tài)極不平安區(qū)>生態(tài)較平安區(qū)>生態(tài)不平安區(qū)>生態(tài)平安區(qū)

1985年2000年現(xiàn)狀

面積〔km2〕百分比(%)面積〔km2〕百分比(%)生態(tài)平安區(qū)71.203.7433.541.77生態(tài)較平安區(qū)339.8217.89339.4917.87生態(tài)欠平安區(qū)805.0942.38876.8346.15生態(tài)不平安區(qū)305.0816.06256.7713.52生態(tài)極不平安區(qū)378.6019.93393.1620.69全旗平均生態(tài)平安指數(shù)2.702.66與基于景觀構(gòu)造的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果相吻合4.2農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)分區(qū)◆環(huán)境自然本底的一致性原那么；◆農(nóng)業(yè)消費(fèi)構(gòu)造和開展方向的相對一致性；◆生態(tài)環(huán)境問題及其關(guān)鍵措施和主要途徑的類似性原那么；◆保證鄉(xiāng)鎮(zhèn)蘇木行政區(qū)域的完好性和地域的延續(xù)性原那么?！?〕分區(qū)原那么4.2農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)分區(qū)〔2〕分區(qū)目的農(nóng)業(yè)自然背景特征目的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)社會(huì)特征目的農(nóng)業(yè)消費(fèi)特征目的1年均溫度〔℃〕12農(nóng)牧民人均純收入〔元/人〕19糧食單產(chǎn)〔kg/hm2〕2年降雨量〔mm〕13畜牧業(yè)產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值比例〔%〕20耕地面積占幅員面積比例〔%〕3年蒸發(fā)量〔mm〕14林業(yè)產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值比例〔%〕21山坡耕地占耕地面積比例4≥10℃積溫〔℃〕15種植業(yè)產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值比例〔%〕22林地面積占幅員面積比例〔%〕5無霜期〔d〕16人口密度〔人/km2〕23草地面積占幅員面積比例〔%〕6耕地平均有機(jī)質(zhì)含量〔%〕17農(nóng)牧業(yè)人口比例〔%〕24有效灌溉面積率〔%〕7非耕地平均有機(jī)質(zhì)含量〔%〕18人均耕地面積〔hm2/人〕25人均肉類總產(chǎn)量〔kg/人〕8平原面積占幅員面積比例〔%〕

26人均糧食總產(chǎn)量〔kg/人〕9低山丘陵面積占幅員面積比例〔%〕

27人均家畜頭數(shù)〔頭/人〕10中山面積占幅員面積比例〔%〕

11水域面積占幅員面積比例〔%〕

4.2農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)分區(qū)◆分區(qū)的過程，本質(zhì)就是一個(gè)聚類的過程，即把具有較強(qiáng)類似性的分區(qū)單位歸并為相應(yīng)的類；◆本研討采用能較好描畫農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)模糊性的數(shù)學(xué)方法——模糊聚類法來對翁牛特旗31個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)蘇木進(jìn)展分區(qū)；◆根據(jù)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)蘇木模糊聚類分析隸屬度，將31個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)分別歸為相應(yīng)的農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)?！?〕分區(qū)方法4.2農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)分區(qū)〔4〕分區(qū)結(jié)果代號生態(tài)經(jīng)濟(jì)類型區(qū)稱號I區(qū)東部沿河平原水稻、畜禽生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)II區(qū)東北部坨甸牛羊豢養(yǎng)牧林生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)III區(qū)中南部丘陵農(nóng)林牧綜合生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)Ⅳ區(qū)南部低山河川農(nóng)林牧綜合生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)Ⅴ區(qū)中部低山平川農(nóng)副貿(mào)綜合生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)Ⅵ區(qū)中北部丘陵農(nóng)林牧生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)Ⅶ區(qū)西部漫甸水源涵養(yǎng)林牧農(nóng)生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)圖5-12翁牛特旗農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)分區(qū)4.3土地利用平安格局優(yōu)化配置◆生態(tài)平安原那么◆適宜性原那么◆集中與分散相結(jié)合的原那么“大面積搞消費(fèi)，小面積搞生態(tài)〞“大面積搞生態(tài)，小面積搞消費(fèi)〞◆充分思索目前現(xiàn)實(shí)情況的原那么〔1〕優(yōu)化原那么4.3土地利用平安格局優(yōu)化配置Xi1:喬木林地面積；Xi2:灌木林地面積；Xi3:消費(fèi)型草地面積；Xi4:封育型草地面積；Xi5:耕地面積；Xi6:其他土地利用類型面積。

其中，i為不同的農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)，i=1,2,3,4,5,6,7，分別與本文中所劃分的7個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)相對應(yīng)?！?〕決策變量4.3土地利用平安格局優(yōu)化配置◆喬木林地配置原那么①現(xiàn)狀堅(jiān)持；②多年平均降水量>450mm或地下水位<5m的東部地域甸子地和河灘地；③土壤具有用作人工速生豐產(chǎn)林的潛在能夠性，包括淡色草甸土、草甸栗鈣土、典型栗鈣土、草甸棕壤土；④土壤具有用作天然喬木林地的潛在能夠性，包括典型灰色森林土?！?〕各區(qū)耕地、草地、林地最大能夠分布面積4.3土地利用平安格局優(yōu)化配置◆消費(fèi)型草地配置原那么①現(xiàn)狀土地利用生態(tài)平安評價(jià)結(jié)果為“極不平安〞和“不平安〞的高覆蓋度草地和中覆蓋度草地，全部作為封育型草地；②坡度<15°，15°以上的草地全部作為封育型草地?！?〕各區(qū)耕地、草地、林地最大能夠分布面積4.3土地利用平安格局優(yōu)化配置◆耕地配置原那么①坡度<10°，10°以上的耕地全部退耕還林/草；②現(xiàn)狀土地利用生態(tài)平安評價(jià)結(jié)果為“極不平安〞和“不平安〞的耕地全部退耕還林/草；③土壤具有用作耕地的潛在能夠性，包括草甸棕壤土、暗栗鈣土、典型栗鈣土、草甸栗鈣土、淡色草甸土和鹽化草甸土?！?〕各區(qū)耕地、草地、林地最大能夠分布面積4.3土地利用平安格局優(yōu)化配置◆根據(jù)上述原那么，基于2000年土地利用分類圖、年均降水量分布圖、坡度圖、土壤類型圖等相關(guān)地學(xué)信息圖譜，經(jīng)過MatLab言語編程求得結(jié)果：〔3〕各區(qū)耕地、草地、林地最大能夠分布面積分區(qū)類型I區(qū)〔km2〕II區(qū)〔km2〕III區(qū)〔km2〕IV區(qū)〔km2〕V區(qū)〔km2〕VI區(qū)〔km2〕VII區(qū)〔km2〕喬木林地86.58337.5887.8194.0861.7886.55261.26消費(fèi)型草地269.447.24280.75617.94307.47803.15377.02耕地276.14259.14234.25565.89313.1229.6674.97各區(qū)總面積1145.264861.79684.211651.74821.461480.971213.074.3土地利用平安格局優(yōu)化配置◆生態(tài)平安目的即控制土壤侵蝕和防止土地沙化；◆生態(tài)經(jīng)濟(jì)目的土地利用的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值獲得最大，本研討中用生態(tài)系統(tǒng)效力功能價(jià)值最大表示?！?〕土地利用格局優(yōu)化目的4.3土地利用平安格局優(yōu)化配置◆土地總面積約束◆喬木林地面積約束◆消費(fèi)型草地面積約束◆耕地面積約束◆其它土地利用類型面積約束〔5〕土地利用格局多目的優(yōu)化的約束條件4.3土地利用平安格局優(yōu)化配置〔6〕優(yōu)化結(jié)果土地利用類型百分比〔%〕現(xiàn)狀百分比〔%〕喬木林地6.993.99灌木林地3.771.76消費(fèi)型草地33.8435.08封育型草地31.7113.3耕地18.0420.27難利用地*0.0019.95其他類型*5.655.65注：表中難利用地包括沙地、鹽堿地、裸土地和石礫地；其它類型包括水域、居民點(diǎn)及工交用地和沼澤。土地利用優(yōu)化構(gòu)造特征表4.3土地利用平安格局優(yōu)化配置〔6〕優(yōu)化結(jié)果

圖5-13翁牛特旗土地利用生態(tài)平安格局圖

圖5-14翁牛特旗土地利用優(yōu)化格局的生態(tài)平安評價(jià)圖4.3土地利用平安格局優(yōu)化配置〔7〕優(yōu)化后的生態(tài)平安評價(jià)

平安格局2000年現(xiàn)狀

面積〔km2〕百分比(%)面積〔km2〕百分比(%)生態(tài)平安區(qū)1157.179.7633.541.77生態(tài)較平安區(qū)7555.2463.71339.4917.87生態(tài)欠平安區(qū)3146.0926.53876.8346.15生態(tài)不平安區(qū)0.000.00256.7713.52生態(tài)極不平安區(qū)0.000.00393.1620.69全旗平均生態(tài)平安指數(shù)4.132.664.3土地利用平安格局優(yōu)化配置〔8〕結(jié)論◆優(yōu)化后的土地利用類型以消費(fèi)型草地、封育型草地、耕地為主，所占比例分別為33.84%、31.71%、18.04%?！魞?yōu)化后研討區(qū)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值從現(xiàn)狀的6.2億美圓/年，添加到6.3億美圓/年?！粼谕恋乩闷桨哺窬窒?，平均生態(tài)平安指數(shù)為4.13，處于生態(tài)較平安等級。5農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)構(gòu)造優(yōu)化◆維護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長，以及穩(wěn)定社會(huì)就業(yè)是研討區(qū)21世紀(jì)面臨的三重挑戰(zhàn)，能否勝利，這不僅取決于生態(tài)環(huán)境建立的進(jìn)一步深化，還取決于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)構(gòu)造的優(yōu)化與晉級；◆由于傳統(tǒng)的農(nóng)牧業(yè)消費(fèi)運(yùn)營方式、人類對資源的不合理利用對區(qū)域生態(tài)環(huán)境建立呵斥重要影響；◆因此必需結(jié)合當(dāng)前的生態(tài)環(huán)境建立,調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)構(gòu)造,培育好區(qū)域的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),添加農(nóng)民收入,從而實(shí)現(xiàn)生態(tài)——消費(fèi)的良性循環(huán)。5農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)構(gòu)造優(yōu)化〔1〕優(yōu)化的原那么◆生態(tài)平安原那么◆系統(tǒng)耦合原那么◆繼續(xù)性原那么◆因地制宜原那么確定優(yōu)化目的構(gòu)造各種輔助模型主要消費(fèi)工程投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)土壤營養(yǎng)循環(huán)平衡模型人口增長預(yù)測模型糧食需求預(yù)測模型選定各主要參數(shù)水資源總量約束土地利用平安格局約束糧食需求滿足約束農(nóng)田土壤營養(yǎng)平衡約束構(gòu)造相關(guān)約束條件多目的優(yōu)化模型模型有效性檢驗(yàn)優(yōu)化調(diào)整方案農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)構(gòu)造調(diào)整優(yōu)化流程圖5農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)構(gòu)造優(yōu)化〔2〕決策變量的選擇

種植業(yè)糧食作物〔hm2〕經(jīng)濟(jì)作物〔hm2〕飼料作物〔hm2〕X11玉米、X12谷子X13大豆、X14蕎麥X15水稻、X16小麥、X17高粱、X18薯類X19油料、X110烤煙、X111甜菜、X112蔬菜X113人工苜蓿、X114飼用玉米

畜牧業(yè)節(jié)糧型〔t〕耗糧型〔t〕X21牛奶、X22牛肉、X23羊肉X24豬肉、X25蛋、X26禽肉

林業(yè)消費(fèi)型〔hm2〕生態(tài)型〔hm2〕X31消費(fèi)型喬木林地面積、X32消費(fèi)型灌木林地面積X33生態(tài)型喬木林地面積、X34生態(tài)型灌木林地面積漁業(yè)X41水產(chǎn)養(yǎng)殖面積〔hm2〕注：表中Xij表示第i個(gè)產(chǎn)業(yè)部門中第j個(gè)決策變量5農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)構(gòu)造優(yōu)化〔3〕主要參數(shù)的獲取途徑◆進(jìn)展農(nóng)戶和相關(guān)企業(yè)投入產(chǎn)出的調(diào)查◆根據(jù)以往的相關(guān)研討成果◆有關(guān)的統(tǒng)計(jì)資料5農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)構(gòu)造優(yōu)化〔4〕農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)構(gòu)造調(diào)整的優(yōu)化目的◆種、林、牧、漁總產(chǎn)值目的最大◆各產(chǎn)業(yè)總的純收益目的最大5農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)構(gòu)造優(yōu)化〔5〕約束條件◆土地利用平安格局◆社會(huì)需求滿足◆農(nóng)田營養(yǎng)平衡◆水資源總量5農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)構(gòu)造優(yōu)化〔6〕優(yōu)化方案的選擇◆糧食平安型〔方案1〕：在保證一定糧食產(chǎn)量的根底上，適當(dāng)調(diào)整糧、經(jīng)、飼種植面積，同時(shí)經(jīng)濟(jì)作物和畜禽產(chǎn)品產(chǎn)量應(yīng)在現(xiàn)狀根底上有一定增長?！粜竽翗I(yè)型〔方案2〕：重點(diǎn)開展畜牧業(yè)，在滿足畜牧業(yè)開展需求根底上，調(diào)整種植業(yè)內(nèi)部構(gòu)造?！糁虚g型〔方案3〕：基于方案1和方案2之間，強(qiáng)調(diào)各產(chǎn)業(yè)平衡開展。5農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)構(gòu)造優(yōu)化〔7〕優(yōu)化結(jié)果主要目的

方案1〔糧食平安型〕方案2〔畜牧業(yè)型〕方案3〔中間型〕2003年現(xiàn)狀飼草、飼糧面積占耕地總面積的百分比(%)18.0022.3420.007.02糧食作物面積占耕地總面積的百分比(%)69.5063.6662.0075.18經(jīng)濟(jì)作物面積占耕地總面積的百分比(%)12.5014.0018.0017.80糧、經(jīng)、飼面積比例3.86：0.69：12.85：0.63：13.1：0.9：110.71：2.54：1糧食總產(chǎn)量(×104t)29.7722.6823.1533.31農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值(×108￥)17.78118.35718.0659.430農(nóng)業(yè)總收益(×108￥)9.1159.1189.117——耗水量占可用水資源總量的百分比〔%〕72.0372.3572.14——農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)含量〔%〕1.111.231.15——5農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)構(gòu)造優(yōu)化〔8〕主要結(jié)論◆三種方案優(yōu)化后的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益明顯好于現(xiàn)狀值?！羧齻€(gè)優(yōu)化方案中，在生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益方面，均是畜牧業(yè)型方案優(yōu)于其它方案?！粜竽翗I(yè)型方案為最正確方案，其糧、經(jīng)、飼面積比例為2.85：0.63：1。◆研討區(qū)該當(dāng)優(yōu)先開展畜牧業(yè)，秸稈過腹還田，提高人工草地和飼料作物在耕地中的種植面積。6研討區(qū)優(yōu)化生態(tài)——消費(fèi)范式闡明◆優(yōu)化生態(tài)-消費(fèi)范式是指根據(jù)區(qū)域景觀的有規(guī)律反復(fù)出現(xiàn)的復(fù)合體及其能流與物流的運(yùn)轉(zhuǎn)途徑，合理地配置土地利用類型與管理方式，以發(fā)揚(yáng)其最大或最正確的生態(tài)功能、消費(fèi)潛力與經(jīng)濟(jì)效益。◆范式是生態(tài)管理系統(tǒng)、區(qū)域性景觀格局以及功能組合配置的范例。張新時(shí)先生〔2000〕6研討區(qū)優(yōu)化生態(tài)——消費(fèi)范式闡明◆西部中山臺(tái)地生態(tài)圈中山臺(tái)地林灌草生態(tài)保育帶◆中部低山丘陵生態(tài)圈低山丘陵舍豢養(yǎng)畜和林灌草帶◆東部平原沙地生態(tài)圈沙地坨甸林灌草生態(tài)保育帶、河川平原高效農(nóng)業(yè)帶翁牛特旗生態(tài)—消費(fèi)范式功能帶配置3“圈〞4“帶〞

圖7-1翁牛特旗生態(tài)—消費(fèi)范式功能帶沙地坨甸林灌草生態(tài)保育帶◆主要功能防風(fēng)固沙、提供一定量的畜林產(chǎn)品◆目前存在的問題土地沙化、草場超載過牧◆開展方向建立綜合防風(fēng)固沙林體系、建立人工飼草料基地圖7-4翁牛特旗沙地坨甸功能帶優(yōu)化后的土地利用格局◆優(yōu)化后主要的土地利用類型封育型草地，占50.3%河川平原高效農(nóng)業(yè)帶◆優(yōu)化后主要的土地利用類型封育型草地，占32.68%；耕地，占24.32%；消費(fèi)型草地，占23.67%◆主要功能提供豐富的農(nóng)牧產(chǎn)品◆目前存在的問題農(nóng)牧脫節(jié)、耕地肥力缺乏◆開展方向農(nóng)、林、牧、加合理配置，大力開展水澆地種草業(yè)圖7-6翁牛特旗河川平原功能帶優(yōu)化后的土地利用格局低山丘陵舍豢養(yǎng)畜和林灌草帶◆主要功能水土堅(jiān)持、飼草料加工、舍飼育肥基地◆目前存在的問題水土流失、土地貧瘠◆開展方向農(nóng)林牧結(jié)合旱作生態(tài)農(nóng)業(yè)、舍飼畜牧業(yè)圖7-8翁牛特旗低山丘陵功能帶優(yōu)化后的土地利用格局◆優(yōu)化后主要的土地利用類型封育型草地，占34.16%；消費(fèi)型草地，占27.73%中山臺(tái)地林灌草生態(tài)保育帶◆主要功能水源涵養(yǎng)、水土堅(jiān)持◆目前存在的問題土地貧瘠、水土流失◆開展方向植樹種草、林牧結(jié)合圖7-10翁牛特旗中山臺(tái)地功能帶優(yōu)化后的土地利用格局◆優(yōu)化后主要的土地利用類型消費(fèi)型草地，占4