基于模糊多准则决策的种植系统可持续性评估:以伊朗半干旱地区为例

【字体: 时间:2025年09月20日 来源:Environmental Toxicology and Pharmacology 4.2

编辑推荐:

  本研究针对伊朗半干旱地区农业系统面临的环境压力、经济制约和社会政治动荡问题,采用混合模糊AHP-TOPSIS模型,对五种主要种植系统进行多维度可持续性评估。通过22项可持续性指标的综合分析,发现作物-园艺一体化系统(CL=0.701747)可持续性最高,而双季作和政府保障采购的单一种植系统可持续性较差。研究为脆弱生态区的农业政策制定提供了科学依据,所建立的混合方法模型可为其他半干旱地区的可持续性评估提供参考。

  

在全球化挑战日益加剧的背景下,农业系统面临着气候变化、自然资源枯竭和粮食安全等多重压力。伊朗萨尔波勒扎哈布县作为典型的半干旱地区,更是深受战争遗留影响、干旱气候、经济单一化和自然灾害频发等问题的困扰。该地区的种植系统经历了从传统多样化系统向商业化单一栽培模式的显著转变,这种转变对农村可持续发展的长期可行性提出了严峻挑战。

为了科学评估不同种植系统的可持续性,研究人员开展了一项基于混合模糊多准则决策(MCDM)方法的研究。该研究通过构建包含环境、经济和社会三个维度的22项可持续性指标体系,对五种主要种植系统进行了全面评估。研究成果发表在《Environmental Toxicology and Pharmacology》期刊上,为半干旱地区的农业政策制定提供了重要参考。

研究采用了几个关键技术方法:首先通过德尔菲法(Delphi technique)筛选和确定可持续性指标体系,组建了包含生态学、农业、农村发展等领域的9人专家小组,经过四轮咨询达成共识;其次运用模糊层次分析法(Fuzzy AHP)确定各指标的模糊权重;最后采用模糊逼近理想解排序法(Fuzzy TOPSIS)对五种种植系统进行排序评估。所有数据来源于实地观察和官方农业报告,确保了研究的实证基础。

3.1. 可持续性指标的初步分析

研究人员首先对22项可持续性指标进行了相对重要性和一致性分析。通过模糊AHP方法赋予各指标模糊权重,发现高于整体平均权重的指标包括:农业用水量(C2)、温室气体排放(C1)、农业能源效率(C4)、经济效率(C9)、机械化率(C15)、气候韧性(C7)、经济风险降低(C11)和作物多样性(C6)。这些指标权重的分布反映了专家对半干旱地区农业可持续性关键驱动因素的共识。

3.2. 种植系统的可持续性排序

混合模糊AHP-TOPSIS模型的评估结果显示,作物-园艺一体化系统(ICHS)的可持续性最高,其与负理想解的距离最大(0.548093),与正理想解的距离最小(0.232948),接近度系数(CL)达到0.701747。这表明作物-园艺一体化系统最符合该地区可持续农业和农村发展的原则。

作物-畜牧一体化系统(ICLS)和商业化单一栽培(CMC)分别以0.671197和0.607446的接近度系数位列第二和第三,显示出在生态韧性和经济可行性方面的较好平衡。相比之下,双季作(DC)和政府保障采购的单一种植(MCGP)系统可持续性最差,接近度系数分别为0.253589和0.341457,表明这些系统对可持续农村发展的贡献有限。

3.3. 模型敏感性分析

敏感性分析通过将各可持续性维度内单个指标的模糊权重在基准值基础上变化±10%来进行。在所有情景下,作物-园艺一体化系统始终保持最高排名,证实了其强劲的可持续性表现。经济和社会指标权重的微小波动对中间排名系统(商业化单一栽培和作物-畜牧一体化系统)的接近度系数产生了轻微影响,但没有显著改变它们的相对位置。

指标级别的敏感性测试采用一次一个指标(+10%)的方法进行,结果显示某些指标,特别是那些具有较高基准权重的指标,如农业用水量(C2)、温室气体排放(C1)、农业能源效率(C4)和经济效率(C9),对最终排序结果产生了较强影响。值得注意的是,作物-园艺一体化系统即使在权重条件扰动下也始终保持最高的CL值,凸显了其卓越的可持续性表现。

研究结论表明,一体化种植系统特别是作物-园艺一体化系统在半干旱地区表现出最佳的可持续性性能。这种优势主要源于其对农业生态学原则的契合和生态功能的增强。作物-园艺一体化系统通过提供多样化的生态系统服务,如碳固存、改善土壤结构和增强生物多样性,在环境维度表现突出。

从经济角度看,一体化系统通过促进资源循环和农场级经济韧性,减少了市场风险并增强了收入稳定性。作物-畜牧一体化系统特别通过粪便利用实现养分循环,减少投入依赖和多样化收入来源,为应对市场和环境波动提供了重要缓冲。

在社会维度,一体化种植系统通过支持劳动力参与(特别是妇女)和通过多样化生产增强饮食多样性,为农村发展目标做出了更重要贡献。作物-园艺一体化系统特别通过允许水果、蔬菜和主食作物的共存,支持家庭粮食安全和营养,同时培养了农业生产实践与文化认同之间更深层次的联系。

相比之下,单一栽培系统特别是政府保障采购模式,由于资源使用效率低下和对气候及市场冲击的脆弱性,表现出较差的可持续性性能。这些系统往往使农民陷入低价值供应链,议价能力最小化。

讨论部分强调,研究结果与越来越多的证据相一致,即一体化农业系统在可持续性方面优于单一栽培系统。这种与先前研究的趋同凸显了多样化带来的系统效益,特别是在气候多变性和资源稀缺性放大生产风险的半干旱地区。

该研究的政策意义在于指出需要超越短期生产力和基于采购的激励措施的政策改革。政府支持应优先考虑多样化战略,鼓励作物-畜牧一体化和农林业实践,加强促进资源使用效率的农民培训和推广服务。这些措施将增强对气候多变性的韧性,减少对不可持续单一栽培的依赖,并促进包容性农村发展。

研究的局限性在于模糊多准则决策框架虽然提供了对种植系统可持续性的稳健评估,但分析依赖于专家意见和语言判断,引入了一定主观性。未来研究应该用实证农场级数据、纵向监测和涉及农民和当地社区的参与式评估来补充这种方法。

总体而言,该研究在方法论和实证上都为半干旱地区可持续农业文献做出了贡献,为设计使粮食生产与长期生态和社会目标相一致的政策提供了基础。所建立的混合方法模型可作为其他半干旱和社会经济脆弱地区可持续性评估的可复制模型,对推动全球可持续农业实践具有重要参考价值。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号