生态工程设计.doc

苏南地区农村工业对农业生态系统作用的 系统动力学模型 1背景调查 长江中下游平原是中国三大平原之一。位于湖北宜昌以东的长江中下游沿岸，系由两湖平原（湖北江汉平原、湖南洞庭湖平原总称）、鄱阳湖平原、苏皖沿江平原、里下河平原（皖中平原）和长江三角洲平原组成，面积约20万平方公里。 　　（1）两湖平原包括湖南的北部和湖北的南部。远古时代这里曾是个烟波浩渺的云梦泽，后来被长江及其支流冲刷下来的泥沙所填平。它的面积有5万平方公里，分为江汉平原和洞庭湖平原两部分。平原上水网密布，向称“鱼米之乡”。 　　（2）鄱阳湖平原位于江西北部至安徽西南边缘，面积达2万平方公里。地势低平，海拔在50米以下。 　　（3）皖中平原位于安徽中部的长江沿岸，以及巢湖附近，面积较小。 （4）长江三角洲位于镇江以东，运河以南，杭州湾以北，面积达5万平方公里，由长江和钱塘江冲积而成，这里的海拔只有10米左右。三角洲上，河网纵横交错，湖泊星罗棋布，素称“水乡泽国”。这里盛产稻米、鱼虾，粮食产量在全国占有重要的地位，历史上曾有“苏湖熟，天下足”的说法。 国内外发展农村工业的实践表明,发展农村工业对提高农村经济水平尤其是发展中国家的农村经济水平有着积极的作用,但农村工业的发展对农业生产、资源环境也产生一些不利影响. 为进一步弄清农村工业对农业生态系统的作用方面,探讨减少或 避免农村工业给农业生产、资源环境带来不良影响的途径,以供农村工业发达地区农村工业与农业生态系统(农业生产、资源环境) 的协调发展参考,本文以江苏南部农村工业发达地区的吴江市为研究范例,采用系统动力学模型模拟分析方法,分析农村工业的发展对农业生态系统的影 响. 2概述 以江苏南部农村工业发达地区的吴江市为研究范例,采用系统动力学模型模拟分析方法,分析农村工业发展对农业生态系统的影响. 结果表明,农村工业的发展对农业生态系统有正负两方面的影响, 正影响表现为提高农民收入、增加农业投入、转移农村劳力等;负影响表现为导致耕地减少和环境污染等. 农村工业实力增强后,若其产值利润以一定的比例用于发展农业和治理环境,将能减弱或避免农村工业给农业生态系统带来的负影响,达到农村工业与农业的协调发展. 3研究方法 3.1模型建立 苏南地区的吴江市位于江苏太湖平原的最南端,全市人口77. 48 万人,其中农业人口60. 78 万人,耕地59. 74 ×103hm2(1994 年吴江统计资料) . 近20 多年来,农村工业迅速发展,成为农村经济的主导力量. 根据研究系统的特点和研究目的,在建立模型时,将吴江市农业生态系统划分为耕地生产、牧业生产、渔业生产、农村工业、废水排放、耕地等6 个子模块. 在对各模块进行因果关系分析及确定各变量类型和参数的基础上建立了系统仿真流图(图1) ,并用DYNAMO 仿真语言编写仿真方程. 仿真模型共有253 个方程和语句,包括6 个状态变量、10个速率变量、41 个辅助变量和16 个参数变量. 参数值主要根据吴江市统计年鉴(1980～1994 年) 、江苏省环境质量报告书、吴江市社会经济发展规划等资料的数据获得,仿真步长为1 年,仿真时间为1994～2009 年. 3.2模型试验方案 　 由于模型建立的主要目的是分析农村工业发展对农业生态系统影响,因而以农村工业产值年增长率( IVR) 和农村工业利润用于农业的比率( IVA) 和用于环境治理的比率( IVP) 为调控参数,进行以下两方面的模拟分析. 1) 农村工业发展速度对农业生态系统的影响:根据对吴江市不同乡镇农村工业发展现状的分析,1990～1994 年吴江市农村工业产值年增长率( IVR)大致在15 ～ 25 %的范围. 据此设5. 0 %、7. 5 %、10. 0 %、12. 5 %、15. 0 %、17. 5 %、20. 0 %、22. 5 %、25. 0 %为农村工业产值的年增长率( IVR) ,比较这几种发展速度下农业生态系统主要因子的变化情况. 2) 农村工业产值利润用于农业和环境治理的比率对农业生态系统的影响:1990～1994 年吴江市不同乡镇的农村工业产值利润用于农业的比率( IVA) 在7. 14～16. 65 %的范围,用于环境治理的比率( IVP) 在3 . 2～13 . 80 %的范围. 据此,在农村工业发展速度不变(产值年增长率为17. 5 % ,1990～1994 年的统计值) 的情况下,农村工业产值利润用于农业比率( IVA) 和用于环境治理的比率( IVP) 方案设计为: IVA =5. 0 % , IVP = 4. 0 %; IVA = 10 % , IVP =8. 0 %; IVA = 15 % , IVP= 12 %; IVA = 20 % , IVP = 16 %. 3.3