黄山市自然保护区周边区域生态农业适宜性分析

2015-08-06唐鑫生占辉斌

黑龙江八一农垦大学学报 2015年1期

唐鑫生，占辉斌

（1.黄山学院生命与环境科学学院，黄山 245041；2.黄山学院经济管理学院；3.南京航空航天大学经济与管理学院）

黄山市位于安徽省南端，地处东经117°12′～118°53′，北纬29°24′～30°31′之间，面积9 807 平方公里，下辖屯溪区、黄山区、徽州区、祁门县、黟县、休宁县和歙县。截至2012年末，全市户籍人口147.3 万人，其中农业人口110.8 万人，全市生产总值424.9亿元，人均GDP 31 452 元，农村居民人均纯收入9 161 元。黄山市地形以山地为主，独特的地理环境加之充沛的降雨使得该区域森林茂密，全市森林覆盖率为77.4%，优越的生态环境提供了丰富的动植物栖息地，境内分布有1 800 多种高等植物和456 种脊椎动物，占中国已发现动植物物种总数的7%。其中被列为国家一级重点保护野生植物的有中华水韭、红豆杉、南方红豆杉和银缕梅4 种；被列为国家一级保护野生动物的有云豹、金钱豹、黑麂、梅花鹿、白鹳、黑鹳和白颈长尾雉7 种。是世界自然保护联盟（IUCN）确定的全球108 个生物多样性分布中心地区之一，受到国际社会的高度关注，目前已开展了一系列研究工作，黄山市生物多样性保护和可持续利用项目也获得了全球环境基金（GEF）的资助。这些研究工作对黄山市生物多样性保护起到了积极作用。全市已建立2 处国家级自然保护区、7 处省级自然保护区以及61 处县级自然保护区，保护区总面积达到72 526.9 hm2（见表1）。自然保护区是珍贵的自然遗产、优美的自然景观、丰富的自然资源、重要的生态区域，是保护生物多样性和维护生态平衡的重要载体。然而，自然保护区周边居民原有的经济来源为木材、茶叶以及其他林副产品，占其总收入的70%，他们的经济活动对保护区的动植物带来了直接或间接的影响，保护区与当地社区的矛盾也日益尖锐。为此，政府已决定给予生态补偿。然而，生态补偿只是一种被动的“输血”行为，况且不能有效到位，使得当地居民难以脱贫致富。想要解决自然保护区生态系统和社会经济系统的矛盾，就应该从生态经济学入手，充分利用自然保护区生态系统中的水生态因子——水和土壤，发展生态农业，实施积极的“造血”行为，提高自然保护区周边区域居民经济收入，使自然保护区生态系统与周边社区社会经济系统协调发展。有基于此，在对黄山市境内自然保护区周边区域实地调查的基础上，构建了相应的区域生态农业发展模式，并立足生态、经济、社会三个基本内容建立相应的适宜性评价指标体系，运用灰色评价方法对黄山市自然保护区周边区域进行了分区评价。

表1 黄山市境内自然保护区概况Table 1 Nature reserve of Huangshan city

1 文献综述

鉴于自然保护区的重要性，世界各国都在探讨如何促进自然保护区和当地社区的协调发展，常用的做法就是进行生态补偿，为此，国内外学者围绕着生态补偿的理论与实践进行了研究。国外学者Shafer D J 等[1]对弗罗里达州潮汐湿地补偿的长远发展进行了系统分析；Hough P，et al[2]对美国湿地补偿的法律依据进行了评析；国内学者钟瑜等[3]以鄱阳湖区退田还湖的生态补偿为案例，对解决生态补偿的三个基本问题作了初步研究；颜华[4]从机制、投入、立法、运作管理方面提出了建立湿地生态补偿机制的建议；但是正如杨新荣[5]所述，这种生态补偿只具有“输血”功能，难以促进补偿区人口、资源与环境的可持续发展，而充分利用保护区的生态资源，发展生态农业，是促进地方经济发展和改善生态环境的一种有效途径。

发展生态农业是一个系统性工程。首先要解决的问题就是生态农业模式的选择，对此国内学者作了大量的研究工作。邱凌[6]提出了以沼气为纽带的生态农业模式；白义奎等[7]提出了集种植业、养殖业、新能源综合利用，生产、生活于一体的综合生态农业模式。然而，如何选择适宜的生态农业模式，关键是建立起一套科学的评价指标体系，为此，诸多学者依据所研究的区域及学科领域探讨了生态农业模式适宜性的评价指标体系构建。孙鸿良[8]从系统结构、功能和效益三方面提出了22 个具体指标；卞有生等[9]从经济指标、生态环境指标和社会效益指标三大方面构建了20 个具体指标；陈豫[10]从气候、能源、社会经济和水文4 个方面构建了相关评价指标；安钧鉴[11]构建了广西岩溶峰丛洼地生态农业发展评价指标体系；马丽亚等[12]从农村居民人均纯收入等9 个指标对大庆市现代农业发展进行了评价。具体到生态农业发展的评价方法上，早期主要以定性为主，随着数理统计、数学模型的发展，定量分析越来越受到重视，目前已经初步形成了比较完善评价的方法体系，主要包括人工神经网络、物元模型、层次分析法、模糊数学等理论方法。生态农业系统是一个多因素的复杂系统，具有明显的模糊性、随机性和信息不完全性，因此是一个典型的灰色系统。灰色系统由我国著名控制论学者邓聚龙[13]教授于1982年3月正式提出，是一种研究少数据、贫信息、不确定性问题的新方法，广泛运用于社会、经济、农业、生态等领域，在国内外影响巨大，现首次运用灰色系统相关理论知识，对黄山市自然保护区周边区域生态农业适宜性进行分区评价。

2 黄山市自然保护区周边区域生态农业适宜性分析

2.1 黄山市自然保护区周边区域生态农业模式构建

由于必须兼顾资源和生态环境的有效保护，实现生态、经济和社会效益相统一，因此，黄山市自然保护区周边区域生态农业的开发及发展模型应与其他地区有所不同，应根据自然保护区丰富的水源和土地等资源，选取适宜的农业生产方式，在保护好生态环境的前提下，发展现代农业，不断提高自然保护区周边居民的生活水平。根据近年来在多家养殖场试验成功的“种植+养殖”模式，以此为基础，增加绿色食品加工环节和观光休闲旅游项目，形成“种植、养殖、加工、观光休闲旅游”的现代生态农业模式（如图1 所示）。

图1 黄山市自然保护区周边区域生态农业模式Fig.1 Ecological agriculture model of nature reserve in nature reserve of Huangshan city

2.2 黄山市自然保护区周边区域生态农业适宜性指标构建

黄山市自然保护区周边区域生态农业模式适宜性评价指标的设计必须具有可测性、可比性、易于量化及在实际调查中获取容易等特点。根据生态农业的内涵，参考相关学者的研究成果，结合黄山市自然保护区周边区域的的实际条件，最终确定了一个具有三级结构的评价指标体系。

图2 黄山市自然保护区周边区域生态农业适宜性评价指标体系结构图Fig.2 Structure of evaluation index system of the ecological agriculture suitability in nature reserve of Huangshan city

表2 黄山市自然保护区周边区域生态农业模式适宜性评价指标体系Table 2 Evaluation index system of ecological agriculture suitability in nature reserve of Huangshan city

2.3 黄山市自然保护区周边区域生态农业适宜性评价方法

根据郭三党等[14]提出的基于最大灰色关联度的聚类方法，对黄山市自然保护区周边区域生态农业模式适宜性进行评价，方法如下：

1.样本间关联度的计算：设有n 个观测对象，每个观测对象观测m 个特征数据，得到序列Xi=（xi（1），xi（2），……，xi（n）），i=1，2，……m，对于所有i≤j，i，j=1，2，……m，计算出Xi与Xj的灰色绝对关联度εij；

2.利用最大关联度对样品进行聚类：用εij表示样品Xi与Xj之间的关联度，用Gi表示类别，用Eij表示Gi与Gj之间的关联度，，设Gp与Gq合并成一个新类Gr，则另一个Gk与Gr的关联度是

具体步骤：

步骤1 计算样品（指标）之间的灰色关联度，得关联矩阵记为E(0)，开始每个样品自成一类，显然这时Eij=εij；

步骤2 找出E(0)非对角线最大元素，设为Epq，则将Gp与Gq合并成一个新类，计为Gr，Gr={Gp，Gq}；

步骤3 给出计算新类与其他类的关联度公式Ekr=max{Ekp，Ekq}，将E(0)中的p、q 行及p、p 列利用上面公式合并成一个新行新列，新行新列对应Gr，所得到的矩阵计为E(1)；

步骤4 对E(1)重复上述对E(0)的（2）、（3）步，得到E(2)，如此下去，直到所有的元素合并成一类为止，如果每一步E(1)中非对角线元素最大的不止一个，则将这些最大元素的类同时各自合并；

步骤5 归纳上述聚类的过程，列出一个聚类顺序表；

步骤6 根据上述并类过程，画出聚类图，决定类的个数和类。

2.4 黄山市自然保护区周边区域生态农业模式适宜性评价实证分析

（1）原始数据收集

本研究选取黄山市自然保护区周边区域黄山区、徽州区、歙县、休宁、黟县、祁门县，运用灰色评价模型，对黄山市二区四县发展生态农业的区域适宜性进行分区评价，原始数据见表2。

（2）黄山市自然保护区周边区域生态农业模式适宜性的灰色评价

根据灰色绝对关联的计算公式（具体过程略），直接给出黄山市自然保护区周边区域二区四县之间的关联度，如表3 所示。

表3 黄山市自然保护区周边区域二区四县之间的关联度E(0)Table 3 E(0) correlation between four county and two district in nature reserve of Huangshan city

找出E(0)中非对角线最大元素为max{εij}=ε46=0.963 8，因此将休宁县G4和祁门县G6合并成一个新类，计为G7={休宁县，祁门县}。

将新类G7与剩下的类G1，G2，G3，G5的关联度：E7，1=max {ε4，1，ε6，1}=max {0.924 7，0.893 9}=0.924 7 E7，2=max{ε4，2，ε6，2}=max{0.700 8，0.686 2}=0.700 E7，3=max {ε4，3，ε6，3}=max {0.959 9，0.926 6}=0.959 9 E7，5=max{ε4，5，ε6，5}=max{0.768 0，0.748 5}=0.768 0

在E(0)消去休宁县G4和祁门县G6所在的行列后，加上G7与G1，G2，G3，G5的关联度所对应的行与列得E(1)，如表4 所示：

表4 一次合并后的E(1)Table 4 E(1) of the first merger

重复上述过程并进行归纳，列成一个聚类顺序表，如表5 所示。

表5 黄山市自然保护区周边区域发展生态农业适宜性最大关联度法归并顺序表Table 5 Merge order of the maximum correlation method of ecological agriculture suitability in nature reserve of Huangshan city

画出相应的谱系图，如图3 所示，虚线指示的刻度是并类的关联度。

图3 黄山市自然保护区周边区域生态农业发展适宜性的聚类谱系图Fig.3 Hierarchical graph of ecological agriculture suitability in nature reserve of Huangshan city

通过以上分析，结合实际的研究需要，同时保持分区既具有内部生态、经济、社会条件等因素的相似性，又有分区之间明显的差异性，在这里选择关联度εij=0.874 7 进行分类，分类结果共为两类：｛休宁县、祁门县、黄山区、歙县｝和｛徽州区、黟县｝。根据生态农业模式特点，主要是充分利用自然保护区生态系统中的“水”生态因子和土地等资源形成的“种植、养殖、加工、休闲旅游”现代生态农业模式，因此，自然保护区周边区域水资源和土地资源丰富程度是该区域生态农业发展的关键，结合表1 和表2 的分析发现，徽州区、黟县境内自然保护区总体规模偏小，土地资源相对贫乏，尤其水资源相对较为欠缺，多年平均地表水资源、多年平均地下水资源和多年平均水资源总量远远低于其他地区，因此，生态农业的发展条件次之。目前，黄山市生态农业发展更应重点关注的区域是休宁县、祁门县、黄山区、歙县自然保护区周边区域，这些区域自然保护区形成了一定的规模，生态环境优越及丰富的水资源为发展生态农业提供了理想的条件。

3 结束语

自然保护区在涵养水源、保持水土、净化大气和水体等方面发挥着重要的作用。但是正如吴伟光等[15]发现，自然保护区周边社区农户生产生活对自然资源依赖程度很高，这使得自然保护区与当地社区的矛盾日益尖锐，而发展基于自然保护区的生态农业是解决这一矛盾的有效措施之一。为了更好地发展自然保护区周边生态农业，提出如下对策建议：第一，建立健全自然保护区生态农业发展的法律法规体系与政策支持体系。第二，加大宣传力度，积极探索有效的自然保护区生态农业产业经营模式。第三，完善资金投入体系。第四，强化组织管理与服务体系构建。第五，构建科技支撑体系，加强相关农业人才的培养。

［1］Shafer D J，Roberts T H.Long-term development of tidal mitigation wetlandsin Florida［J］.Wetlands Ecol Manage，2008，16（7）：23-31.

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