节水灌溉技术下农业种植结构优化模型探讨

2020-12-16胡琼娟

广东蚕业 2020年7期

胡琼娟

（新疆水利水电学校新疆乌鲁木齐 830000）

多目标优化方法是搭建优化模型的重要手段，将传统的二维状态变量随机动态规划机制和生物生长参数模拟机制结合在一起，实现了节水灌溉技术和线性规划方法的融合，在建立优化路径的同时也能有效提升具体操作的实际效果，以及维持生态农业的发展机制和效果，在凸显经济效益的基础上还发挥了环保规划的优势。

1 节水灌溉技术下农业种植结构优化模型建立

对于生态环境而言，差异化的灌溉技术形成的作用会存在差异，有效的节水灌溉技术能在一定程度上减少用水量。需要注意的是，地膜残留物也会吸收土壤水分以及流通空气等，甚至滋生次生盐碱化问题。基于此，应用环境保护标准生态环境状态评价技术规范对相应情况进行分析，从而提出有效的优化方案，借助单目标线性规划方法完成对应参数的管理。

1.1 模型参数

为了实现模型的优化目标，要将农业生产总值增加量作为基础对象，确保分析优化方案实施前和实施后的总产值数值差异，从而选取更加适宜且环保的灌溉技术，目标模型函数为其中，xi表示差异化灌溉技术作用下农作物的整体种植面积；F 表示结构调整前农作物的实际经济产值；ai表示差异化灌溉技术体系下农作物单位面积经济产值。

1.2 基础模型限制条件

确定基础模型后，要分析相应的限制条件，从而保证对比结果具有一定的说服力，能有效表述相应问题，并且为节水灌溉技术的选择提供基本依据。

（1）对种植面积数值的约束。为了保证分析判断内容的实效性，就要保证约束条件中的参数内容具有选取价值。一般而言，灌溉区域的农作物面积要在耕地总面积之上，且绿洲灌溉区域种植面积最好选取最大耕地面积，确保有效维护耕地脆弱的生态环境，避免产生更大的破坏。约束条件的模型函数为：其中，L 表示选取作为参考的灌溉区域的最大农业种植面积。

（2）要分析农作物的社会性需求量和参数约束管理，有效结合种植区域地理条件以及地质因素等，选取区域生产粮食，以此符合灌溉区域人口总需求数值，保证约束条件能满足后续数值分析工作的要求，从而提升约束条件的效果。

（3）要对农业灌溉区域的实际用水量进行约束。对于农业灌溉工作而言，用水量是最重要的因素，也是水资源浪费的主要端口。因此，在保证居民日常生活实际用水的基础上，秉持生态用水以及工业用水并行的原则，合理性约束灌溉区域的用水量。因为选取区域主要采取膜下滴灌的节水灌溉模式，并且并行一些其他技术，包括沟灌技术。

（4）从我国开始推广膜下滴灌技术后，人为因素也会对水资源的分配和空间布局结构产生影响。因此，要结合我国环境保护标准生态环境状况评价技术规范内容，对不同技术要点予以判定，结合整体状态等参数和约束性指标分析模型应用的准确性。

1.3 综合生态环境

在分析优化模式过程中，人为因素也会对水资源的利用率以及使用空间产生影响。因此，为了保证分析结果的准确性和合理性，就要结合灌溉技术以及生态安全，有效分析差异化灌溉技术对生态环境产生的影响，从而全面选取使用的灌溉手段，优化灌溉效果。

（1）利用（BI+HQ）/2对生物丰富度进行分析，结合选取区域采集和判断相应数据。若是BI 数值在20 以下，则证明生物多样性指数较差，生态系统存在单一脆弱的问题；若是HQ 在60 左右，说明生物状态基本为耕地[1]。将其作为重要的参考数据，有效提升对应节水灌溉技术的选取效果。

（2）借助NDVI 对植物覆盖率进行分析，结合相应的计量方式能判定农田制备的实际覆盖率，从而更好地判断相应数据。

（3）污染负荷指数，在分析膜下滴灌技术的同时，要对农业残膜污染问题进行分析，结合实际情况判定相应参数，减少污染问题。

（4）要依据选取区域对水网密度参数进行分析。

（5）水网密度指数，结合研究区域的基本特征对河流长度和水域面积等进行分析。其中，水资源量设定为不同灌溉技术农作物灌溉水量，结合相应的分析结果针对差异化区域处理农作物种植面积。与此同时，应用膜下滴灌高效节水技术过程中，会存在白色污染以及土地次生盐碱化等现象，这些都是较为严重的污染情况，要依据不同的地域要求进行技术处理。

（6）环境限制参数也是生态环境分析判断工作中较为关键的参数体系，尤其是在膜下滴灌高效节水技术应用中，地膜本身就是不能降解的物质，会阻断土壤水分的传导，甚至造成下渗工作的失衡，直接影响农作物的生长发育水平。要依据生态环境状态的实际情况完成分析工作，确保优化综合生态环境。

2 节水灌溉技术下农业种植结构优化模型运行和结果

为了更好地判断节水灌溉技术下农业种植结构的实际情况，要选取不同参数有效分析模型的差异，从而落实更加完整的运行管理框架，减少对环境的影响，提高应用管理效率，为种植管理工作的全面落实奠定坚实基础。

2.1 节水灌溉技术下农业种植结构优化模型运行

选取的灌溉区域主要采取传统地膜技术和滴灌技术并行的技术体系，应用在农业种植中能有效提高农作物总产值数值。但是，技术体系需要人工配水资源管理，因此，水文循环会受到影响，植物退化以及土地次生盐渍化等问题需要得到重视。为了避免相应技术产生不良影响，积极推广膜下滴灌全覆盖技术具有重要的实践意义。借助地下水完成农业灌溉，能有效避免对生态环境造成影响。

首先，选取决策变量，选定小麦a1 和玉米b1。膜下滴灌技术开展节水灌溉技术后农产品变量为a2 和b2。

其次，应用相应的计量分析软件对数据进行处理，代入分析模型完成对比，并且利用LINGO 优化软件编程环节完成数据模型的代入，分析不同种植植物膜下滴灌的占比情况，结合不同膜下滴灌占比参数对模型予以分析。需要注意的是，在分析中要对农业通水量和现状种植结构予以系统化数据调研和分析，应用经济效益增量、综合生态环境状况指数、用水量、主要农作物种植面积等作为参考依据，就能得出相应的结果。能在缓解人为生态破坏的基础上，提升生态环境承载力水平。

最后，汇总相应方案。方案1：EI 数值小于20，生态环境状态为差；方案2：膜下滴灌技术应用比例降低，其他灌溉技术应用范围增大，经济效益明显降低；方案3：综合生态状况指数在20 ~35 之间，存在限制人类生活因素的弊端。方案4：满足灌溉区域规划基本要求，且生态环境质量较好[2]。

综上所述，利用减少膜下滴灌技术灌溉面积的方式，使用其他技术取代后能减少污染问题，对于地区灌溉区域种植结构调整有较为突出的借鉴价值。例如，本文小麦种植区、玉米种植区以及棉花种植区都有所调整，保证了灌区种植结构的平衡发展，提高了生态环保的质量。

2.2 节水灌溉技术下农业种植结构优化模型经验总结

文章基于对差异化灌溉技术农业种植结构优化模型的分析，将生态安全影响系数作为进一步完善模型运行效果的基本维度，相较于传统仅仅关注经济效益的种植结构模型有更加突出的价值，不仅对研究区域生产农作物管理工作有重要的指导意义，对于整个农业发展生态和经济的平衡发展也具有突出的价值。在全面分析优化结果以及分析数据的基础上，能在经济稳定的同时减少人类活动对生态环境脆弱灌溉区域的破坏，保证节水灌溉技术下农业种植结构优化模型更加具有实际价值。

在应用差异化节水灌溉技术对农业种植结构优化模型进行分析处理的过程中，要结合具体因素，全面判定生态安全影响情况，结合相应的数据有效判定经济效益最大化时的优化条件要求，并且将生态环境保护工作作为根本目标，整合具体的节水灌溉技术，从而设置更加完整的方案。与此同时，要优化选取不同方案的结果，依据地区地理和气候条件确保在满足人们生产生活需求的同时，减少人类活动对生态环境产生的破坏。优化调整农业种植结构，发挥新型节水灌溉措施的优势，确保经济效益和生态效益实现共赢。