1、第四章第四章 农业系统环境辨识与问题诊断农业系统环境辨识与问题诊断 环境辨识与系统问题诊断是系统工程开发活动中的基础性环境辨识与系统问题诊断是系统工程开发活动中的基础性工作。其中环境辨识，是对影响系统功能的各种环境因素进行工作。其中环境辨识，是对影响系统功能的各种环境因素进行定性与定量的分析，进而明确系统发展的有利条件和制约因素，定性与定量的分析，进而明确系统发展的有利条件和制约因素，为最大限度地发挥系统潜力指出方向；系统问题诊断，则是在为最大限度地发挥系统潜力指出方向；系统问题诊断，则是在环境辨识和系统结构与功能分析的基础上，对系统存在的基本环境辨识和系统结构与功能分析的基础上，对系统存在的
2、基本问题进行定性与定量的分析，进而找出主要矛盾方面，为系统问题进行定性与定量的分析，进而找出主要矛盾方面，为系统结构的调整、改善系统功能提供依据。结构的调整、改善系统功能提供依据。第四章第四章 农业系统环境辨识与问题诊断农业系统环境辨识与问题诊断第一节第一节 系统环境辨识概述系统环境辨识概述第二节第二节 自然环境辨识自然环境辨识第三节第三节 社会环境系统辨识社会环境系统辨识第四节第四节 系统诊断概述系统诊断概述第五节第五节 层次分析法在系统诊断中的应用层次分析法在系统诊断中的应用第六节第六节 结构模型解析法在系统诊断中的应用结构模型解析法在系统诊断中的应用第一节第一节 系统环境辨识概述系统环境
3、辨识概述一、环境系统及其分类一、环境系统及其分类(一一)环境的定义环境的定义 环境是一个富有弹性的相对概念，对象的主体不同，其环境是一个富有弹性的相对概念，对象的主体不同，其相对的环境也不同。按照系统论的观点，环境本身也是系统，相对的环境也不同。按照系统论的观点，环境本身也是系统，即环境系统。当所要研究的对象系统确定以后，在一个更大即环境系统。当所要研究的对象系统确定以后，在一个更大范围的系统中，所有与对象系统相关且对对象系统起着影响、范围的系统中，所有与对象系统相关且对对象系统起着影响、促进、制约等作用的其他系统或元素，称之为环境因素或环促进、制约等作用的其他系统或元素，称之为环境因素或环境
4、条件。所谓环境是指系统外部整体或包围系统的整个空间。境条件。所谓环境是指系统外部整体或包围系统的整个空间。对于环境和环境系统有如下解释：对于环境和环境系统有如下解释：1、环境必须是针对特定的对象系统而言，没有特定的、环境必须是针对特定的对象系统而言，没有特定的对象系统也就无所谓环境。对象系统也就无所谓环境。2、环境必须是客观存在的，它是现实存在的事物，虚、环境必须是客观存在的，它是现实存在的事物，虚幻想象的不可称为环境。幻想象的不可称为环境。3、环境必须与对象系统相关、联系，不对对象系统产、环境必须与对象系统相关、联系，不对对象系统产生影响或没有关系的也不能称为环境。生影响或没有关系的也不能称
5、为环境。4、环境条件和环境系统必须在对象系统以外，或并列、环境条件和环境系统必须在对象系统以外，或并列、或处于更高层次，包含在对象系统以内的不称之为环或处于更高层次，包含在对象系统以内的不称之为环境。境。(二二)环境的性质环境的性质 环境也是系统，它具有一般系统所具有的性质。环境也是系统，它具有一般系统所具有的性质。环境系统的基本构成元素有三个方面，物质、能量和环境系统的基本构成元素有三个方面，物质、能量和信息。信息。系统的边界是区分系统内、外的标志，边界之外系统的边界是区分系统内、外的标志，边界之外的有关部分就是所谓的环境，而边界以内的部分则是的有关部分就是所谓的环境，而边界以内的部分则是系
6、统。对于开放系统而言，系统与环境之间通过边界系统。对于开放系统而言，系统与环境之间通过边界而互相渗透、联系和衔接，不断进行物质、能量与信而互相渗透、联系和衔接，不断进行物质、能量与信息的交换。正是环境对系统的输入、转化、输出和接息的交换。正是环境对系统的输入、转化、输出和接受等方面的影响，构成了系统与环境的不可分割的整受等方面的影响，构成了系统与环境的不可分割的整体性。体性。从环境对于系统的作用来看，环境具有从环境对于系统的作用来看，环境具有“资源资源”、“约束约束”的两重性和动态的的两重性和动态的“可变性可变性”。1环境的资源性。环境资源构成了系统赖以正常生环境的资源性。环境资源构成了系统赖
7、以正常生存的物质基础、能量源泉。系统只有吸取了环境资源，才存的物质基础、能量源泉。系统只有吸取了环境资源，才能维持其结构的完整、功能的正常和持续发展。例如，对能维持其结构的完整、功能的正常和持续发展。例如，对于农作物系统来说，自然环境中的阳光、降水、土地、养于农作物系统来说，自然环境中的阳光、降水、土地、养分等等的环境条件，是作物生长的基础，有土才能生根，分等等的环境条件，是作物生长的基础，有土才能生根，有水才能发芽，有养分才能生长，有阳光才能进行光合作有水才能发芽，有养分才能生长，有阳光才能进行光合作用，这些环境条件正是作物获得物质和能量的来源。又比用，这些环境条件正是作物获得物质和能量的来
8、源。又比如某生产系统：有煤才能取暖，有电机器才能运转，有原如某生产系统：有煤才能取暖，有电机器才能运转，有原料才能维持生产，有资金才能保证煤、电、原材料的供应。料才能维持生产，有资金才能保证煤、电、原材料的供应。2环境的约束性。由于资源的有限性，环境对环境的约束性。由于资源的有限性，环境对系统不仅具有资源的性质，而且具有明显的约束性。系统不仅具有资源的性质，而且具有明显的约束性。很明显，如果资源取之不尽，用之不竭，也就没有必很明显，如果资源取之不尽，用之不竭，也就没有必要研究资源的优化问题了。因此，环境的约束性将决要研究资源的优化问题了。因此，环境的约束性将决定系统的发展极限。比如水资源是发展
9、水稻生产的重定系统的发展极限。比如水资源是发展水稻生产的重要条件，如果水稻面积发展超过水资源的限制，则将要条件，如果水稻面积发展超过水资源的限制，则将影响水稻的正常生长和发育，系统的最大潜能得不到影响水稻的正常生长和发育，系统的最大潜能得不到充分发挥。又比如市场对某种商品的需求也是有一定充分发挥。又比如市场对某种商品的需求也是有一定限度的，如果一味追求产品的数量，而忽视市场需求限度的，如果一味追求产品的数量，而忽视市场需求的制约机制，势必造成新产品积压，使企业效益下降，的制约机制，势必造成新产品积压，使企业效益下降，甚至出现亏损局面。甚至出现亏损局面。3环境的可变性。世界上的任何事物都不是一成
10、不变的。环境的资环境的可变性。世界上的任何事物都不是一成不变的。环境的资源性与约束性是可以在一定条件下相互转换的，即环境的资源性也可能变源性与约束性是可以在一定条件下相互转换的，即环境的资源性也可能变为约束条件，而原来的约束条件也可能变成资源。即使是同一个环境因素，为约束条件，而原来的约束条件也可能变成资源。即使是同一个环境因素，也可能同时兼有资源和约束的两重性。也可能同时兼有资源和约束的两重性。环境的可变性主要从三个方面得以体现。第一，环境因素超过一定环境的可变性主要从三个方面得以体现。第一，环境因素超过一定量值时而产生的量值时而产生的“质质”变。如降水是资源，降水过多就造成洪涝灾害，使变。
11、如降水是资源，降水过多就造成洪涝灾害，使农业系统功能受到损伤。第二，系统与环境的失调，造成环境对系统的农业系统功能受到损伤。第二，系统与环境的失调，造成环境对系统的“挤压挤压”。如市场是生产系统向外输出产品的。如市场是生产系统向外输出产品的“窗口窗口”，但产销不对路，但产销不对路，生产与市场的平衡关系被破坏，就必然是市场行情不好，造成产品积压，生产与市场的平衡关系被破坏，就必然是市场行情不好，造成产品积压，使系统处于不利的状态。第三，人的改造使环境发生变化。这里有两种可使系统处于不利的状态。第三，人的改造使环境发生变化。这里有两种可能，一是使环境优化，例如根治河道，兴修水利，开展农田基本建设，
12、可能，一是使环境优化，例如根治河道，兴修水利，开展农田基本建设，可以创造良好的农田生态环境。二是使环境恶化，例如滥垦滥伐、过载过牧，以创造良好的农田生态环境。二是使环境恶化，例如滥垦滥伐、过载过牧，造成水土流失，使生态环境恶化；排放烟尘、倾倒垃圾、扩散造成水土流失，使生态环境恶化；排放烟尘、倾倒垃圾、扩散“三废三废”，必然造成环境污染等。这些都是环境转化的实例。必然造成环境污染等。这些都是环境转化的实例。(三三)环境的分类环境的分类 环境是对于对象系统而言，是一个更为庞大的系统，环境是对于对象系统而言，是一个更为庞大的系统，它的分类一般是多层次、多目标的，按照不同的研究目的和它的分类一般是多层
13、次、多目标的，按照不同的研究目的和考察问题的方法，可以有多种划分方法和类别，但总的来看，考察问题的方法，可以有多种划分方法和类别，但总的来看，主要是两个方面。主要是两个方面。1自然环境系统，对于对象系统有着直接或间接影响自然环境系统，对于对象系统有着直接或间接影响的、以自然物态存在的环境因素的、以自然物态存在的环境因素(或环境条件或环境条件)的总体，称为的总体，称为自然环境系统。它由有机环境自然环境系统。它由有机环境(如动物、植物、微生物等如动物、植物、微生物等)和和无机环境无机环境(如土地、气候、地质等如土地、气候、地质等)组成的。组成的。2社会环境系统，对于对象系统有着明显影响和重大社会环
14、境系统，对于对象系统有着明显影响和重大作用的政治、经济、文化等方面环境因素的总体，称为社会作用的政治、经济、文化等方面环境因素的总体，称为社会环境系统。它的特点是以社会问题的形式而存在。它主要包环境系统。它的特点是以社会问题的形式而存在。它主要包括政治环境、经济环境、信息环境、文化环境、科技环境、括政治环境、经济环境、信息环境、文化环境、科技环境、人口环境等方面。人口环境等方面。对于特定的对象系统，其环境系统的构成则不尽相同。对于特定的对象系统，其环境系统的构成则不尽相同。就广义的农业系统而言，则构成环境系统如图就广义的农业系统而言，则构成环境系统如图4-1所示。所示。广义农业环境系统广义农业
15、环境系统自然环境自然环境社会环境社会环境有 机 环 境有 机 环 境无 机 环 境无 机 环 境人 口 环 境人 口 环 境信 息 环 境信 息 环 境科 技 环 境科 技 环 境经 济 环 境经 济 环 境政 治 环 境政 治 环 境文 化 环 境文 化 环 境植 物植 物动 物动 物微 生 物微 生 物气 候气 候土 壤土 壤水 文水 文地 理地 理地 质地 质地 形地 形交 通交 通市 场市 场生 产生 产资 金资 金能 源能 源图图 41 农业环境系统农业环境系统 二、环境辨识的概念与过程二、环境辨识的概念与过程 (一一)环境辨识的概念环境辨识的概念 农业生产系统是一个由自然、经济、生
16、态系统组成的，农业生产系统是一个由自然、经济、生态系统组成的，并在人类干预下进行有目的的生产的复合开放系统。农业并在人类干预下进行有目的的生产的复合开放系统。农业系统必须直接依赖并适应于自然的和社会的环境系统。在系统必须直接依赖并适应于自然的和社会的环境系统。在总体设计中，保持系统与环境的融合，使对象系统在整个总体设计中，保持系统与环境的融合，使对象系统在整个环境系统的作用下，趋利避害，形成最强的功能。为了保环境系统的作用下，趋利避害，形成最强的功能。为了保证总体设计的成功，进行系统的环境辨识是极为重要的。证总体设计的成功，进行系统的环境辨识是极为重要的。辨识，就是认识和区分。所谓环境辨识，是
17、指采用定辨识，就是认识和区分。所谓环境辨识，是指采用定性、定量分析相结合的方法，对环境要素的构成、数量和性、定量分析相结合的方法，对环境要素的构成、数量和空间分布、开发利用等进行全面而深入地分析，进而明确空间分布、开发利用等进行全面而深入地分析，进而明确环境的资源优势和制约问题，为系统结构调整功能改善提环境的资源优势和制约问题，为系统结构调整功能改善提供科学依据。供科学依据。(二二)环境辨识的目的和任务环境辨识的目的和任务 1环境辨识的目的。环境辨识的根本目的在于，从系环境辨识的目的。环境辨识的根本目的在于，从系统与环境的整体性出发，认识环境与系统的关系，揭示环境统与环境的整体性出发，认识环境
18、与系统的关系，揭示环境系统的构成及其内在规律，探求改善环境的途径，正确预测系统的构成及其内在规律，探求改善环境的途径，正确预测环境的发展变化趋势，为总体设计提供科学的依据。环境的发展变化趋势，为总体设计提供科学的依据。2环境辨识的任务。从开发、利用资源，保护、适应、环境辨识的任务。从开发、利用资源，保护、适应、增殖、改造环境的总体目标出发，环境辨识的主要任务有四增殖、改造环境的总体目标出发，环境辨识的主要任务有四点。点。(1)摸清环境系统所包含的资源数量、质量及其时、空分摸清环境系统所包含的资源数量、质量及其时、空分布特征；划分类型，做出定性和定量的分析、评价；确定资布特征；划分类型，做出定性
19、和定量的分析、评价；确定资源的开发利用价值和合理限度。源的开发利用价值和合理限度。(2)分析环境对系统的限制、约束的因素和程度，特分析环境对系统的限制、约束的因素和程度，特别是不利影响和障碍因子及其作用的大小；确定约束的阈别是不利影响和障碍因子及其作用的大小；确定约束的阈限或临界值、极值等，进行辨识分析，找出问题及原因。限或临界值、极值等，进行辨识分析，找出问题及原因。(3)在摸清资源和约束条件的客观规律的基础上，预在摸清资源和约束条件的客观规律的基础上，预测环境的发展变化。其中尤其应注意人类活动对于环境产测环境的发展变化。其中尤其应注意人类活动对于环境产生的积极和消极影响，如对环境污染及破坏
20、的分析和趋势生的积极和消极影响，如对环境污染及破坏的分析和趋势预测。预测。(4)在科学分析、评价、预测的基础上，寻求趋利避在科学分析、评价、预测的基础上，寻求趋利避害、利用和保护相结合、适应与改造相结合的环境政策、害、利用和保护相结合、适应与改造相结合的环境政策、对策。为设计汁出使环境与系统的融合性最好、整体功能对策。为设计汁出使环境与系统的融合性最好、整体功能最佳的方案提供科学依据。最佳的方案提供科学依据。（三）环境辨识的程序（三）环境辨识的程序 环境辨识是站在所研究的对象系统的角度，对所有环环境辨识是站在所研究的对象系统的角度，对所有环境因素和环境条件的客观认识和正确评价的过程。因此，在境
21、因素和环境条件的客观认识和正确评价的过程。因此，在环境辨识中，要特别强调环境与系统之间的整体性。既要注环境辨识中，要特别强调环境与系统之间的整体性。既要注意环境对系统的作用，也要注意系统对环境的反作用。所谓意环境对系统的作用，也要注意系统对环境的反作用。所谓使系统与环境的融合，正是建立在二者相互作用、不可分割使系统与环境的融合，正是建立在二者相互作用、不可分割的机制上。进行环境辨识必须从确定对象系统开始，层层深的机制上。进行环境辨识必须从确定对象系统开始，层层深入，认真分析，对众多的环境因素做出客观评价。入，认真分析，对众多的环境因素做出客观评价。1确定对象系统，划定系统边界。当接受研究任务，
22、确定对象系统，划定系统边界。当接受研究任务，确定所要设计的具体系统时，环境辨识的对象系统就已经具确定所要设计的具体系统时，环境辨识的对象系统就已经具体化，根据所要研究的问题，划定系统的边界，使系统元素体化，根据所要研究的问题，划定系统的边界，使系统元素与环境因素有一条比较明显的区分界限，以防混淆。与环境因素有一条比较明显的区分界限，以防混淆。2挑选环境因子，作好分类标记。对于对象系统，可以挑选环境因子，作好分类标记。对于对象系统，可以列举出大量的环境因子，根据各环境因子之间及与对象系统的列举出大量的环境因子，根据各环境因子之间及与对象系统的关系，可以制作环境关系，可以制作环境系统关系图，进而从
23、中剔除影响极小系统关系图，进而从中剔除影响极小或很不重要的环境因子，选择影响大的重要因子，特别是那些或很不重要的环境因子，选择影响大的重要因子，特别是那些具有决定性作用的可控环境因子，作为环境辨识的主要对象。具有决定性作用的可控环境因子，作为环境辨识的主要对象。同时，将环境因子划分为自然环境因子和社会环境因子两大类，同时，将环境因子划分为自然环境因子和社会环境因子两大类，并注以标记。并注以标记。3建立辨识模型，进行定量分析。环境辨识实际上是定建立辨识模型，进行定量分析。环境辨识实际上是定性分析的思维模型，是对环境因子作出逻辑判别，并做出评价性分析的思维模型，是对环境因子作出逻辑判别，并做出评价
24、的分析方法，直接建立数学模型是不可能的。因此可以采取思的分析方法，直接建立数学模型是不可能的。因此可以采取思维定量化的方法，使定性分析定量化，即根据环境因子的重要维定量化的方法，使定性分析定量化，即根据环境因子的重要程度、利弊程度等不同，分别赋以相应的程度、利弊程度等不同，分别赋以相应的“量量”值。然后通过值。然后通过德尔菲法进行德尔菲法进行“专家专家”评审，再通过计算机汇总、分析，综合评审，再通过计算机汇总、分析，综合各位专家的意见，对每个环境因子做出综合评价。各位专家的意见，对每个环境因子做出综合评价。4根据模型结果，编写辨识报告。从定量再回到根据模型结果，编写辨识报告。从定量再回到定性，
25、对不同等级的环境因子予以详细的分析，对各定性，对不同等级的环境因子予以详细的分析，对各因子的影响、利弊、特点、数量因子的影响、利弊、特点、数量(指可定量的因子指可定量的因子)、开、开发潜力和设想发潜力和设想(指可开发的资源型因子指可开发的资源型因子)、改造和控制途、改造和控制途径径(指可控因子指可控因子)等作以阐述，并写成系统环境辨识报等作以阐述，并写成系统环境辨识报告，提交决策者和总体设计者参考。告，提交决策者和总体设计者参考。在上述的四个步骤中往往要经过若干次的反馈过在上述的四个步骤中往往要经过若干次的反馈过程，直到取得比较理想的辨识结果为止。程，直到取得比较理想的辨识结果为止。第二节第二
26、节 自然环境辨识自然环境辨识 一、自然环境的结构一、自然环境的结构 自然环境与自然条件从本质上讲是一致的，自然环境与自然条件从本质上讲是一致的，它包括对农业生产对象及其全过程它包括对农业生产对象及其全过程(种植、养种植、养殖、加工、流通等殖、加工、流通等)发生一定影响的所有自然发生一定影响的所有自然因素和条件。按照生命系统和非生命系统的界因素和条件。按照生命系统和非生命系统的界限可把自然环境分为有机环境和无机环境两大限可把自然环境分为有机环境和无机环境两大类。类。(一一)有机环境有机环境 所有植物、动物所有植物、动物(包括人类包括人类)、微生物都是有机环境的、微生物都是有机环境的成分。这三种生
27、物成分是生态环境的主体，也是最富有活成分。这三种生物成分是生态环境的主体，也是最富有活力的环境因素。三者之间存在着密切的关系。从自然生产力的环境因素。三者之间存在着密切的关系。从自然生产力来看，植物是独具初级生产力的生产者，是动物力来看，植物是独具初级生产力的生产者，是动物(消费消费者者)、微生物、微生物(分解者分解者)和人类本身赖以生存的物质基础。而和人类本身赖以生存的物质基础。而动物、微生物在推动物质循环、能量转换和维持生态平衡动物、微生物在推动物质循环、能量转换和维持生态平衡中，又起着不可缺少的重要作用。可见有机环境的三种生中，又起着不可缺少的重要作用。可见有机环境的三种生命成分又构成了
28、一个不可分割、相互依赖的整体。命成分又构成了一个不可分割、相互依赖的整体。农业生物中的三种生物之间的关系，也同样符合上述农业生物中的三种生物之间的关系，也同样符合上述生态学规律。因此，当以某一种农业生物为对象时，不但生态学规律。因此，当以某一种农业生物为对象时，不但有关的野生生物是其生态环境，而且其余的农业生物也是有关的野生生物是其生态环境，而且其余的农业生物也是它的生态环境。所以农业生物的不同物种、种群、群落之它的生态环境。所以农业生物的不同物种、种群、群落之间也是互为生物环境的。间也是互为生物环境的。(二二)无机环境无机环境 气候、土壤、水文、地质、地形、地理位置、海拔高度气候、土壤、水文
29、、地质、地形、地理位置、海拔高度等各种因素构成了农业生产系统的无机环境，它们与农业生产等各种因素构成了农业生产系统的无机环境，它们与农业生产系统的关系也是很密切的。系统的关系也是很密切的。1气候环境因素。太阳辐射能是供给整个生命系统活动气候环境因素。太阳辐射能是供给整个生命系统活动能量的唯一源泉，也是唯一可以永续不断的能量的唯一源泉，也是唯一可以永续不断的“不可枯竭不可枯竭”的能的能源。植物通过光合作用形成了地球的第一性生产力。源。植物通过光合作用形成了地球的第一性生产力。光照、温度、湿度、降水、风等是气候环境的主要因素。光照、温度、湿度、降水、风等是气候环境的主要因素。光、热、水、气、风是五
30、大气候资源，其中光、热、水、气、风是五大气候资源，其中“气气”是指大气的是指大气的气体成分。大气中许多天气、气候现象可以形成气象灾害，如气体成分。大气中许多天气、气候现象可以形成气象灾害，如暴雨、洪水、冰雹、干旱、阴雨、低温、霜冻等等，都会给农暴雨、洪水、冰雹、干旱、阴雨、低温、霜冻等等，都会给农业生产造成巨大损失。因此在农业系统工程活动中，一个很重业生产造成巨大损失。因此在农业系统工程活动中，一个很重要的课题就是如何因地制宜地适应大气候，改善小气候，对付要的课题就是如何因地制宜地适应大气候，改善小气候，对付多样、多变、多灾的气候条件，去争取农业的稳定增产、增收。多样、多变、多灾的气候条件，去
31、争取农业的稳定增产、增收。2土地环境因素。土地资源是农业生产的物质基础，土地环境因素。土地资源是农业生产的物质基础，土地资源的数量、类型、利用价值、基础肥力及生产潜力土地资源的数量、类型、利用价值、基础肥力及生产潜力等，是决定一个地区农业生产方式、布局及生产能力的最等，是决定一个地区农业生产方式、布局及生产能力的最基本因素。土壤的类型、质地、物理结构、营养元素含量、基本因素。土壤的类型、质地、物理结构、营养元素含量、有机质含量、酸碱化学性质等，又是影响植物初级生产力有机质含量、酸碱化学性质等，又是影响植物初级生产力的决定性因素。的决定性因素。我国素称我国素称“地大物博地大物博”，土地资源的总量
32、在全世界居，土地资源的总量在全世界居于前列，但人均占有量却远远低于世界的平均水平。因此，于前列，但人均占有量却远远低于世界的平均水平。因此，在实际上我国是一个土地资源贫乏的国家。在进行农业系在实际上我国是一个土地资源贫乏的国家。在进行农业系统环境辨识时，不能离开立足之本，要从爱惜每一寸土地，统环境辨识时，不能离开立足之本，要从爱惜每一寸土地，充分开发全部的国土资源，对整个土地环境的每一个因素充分开发全部的国土资源，对整个土地环境的每一个因素都作认真的分析和辨识。都作认真的分析和辨识。3水环境因素。水资源是农业生产的命脉，没水环境因素。水资源是农业生产的命脉，没有水就没有生命系统的存在，当然就不
33、可能有农业的有水就没有生命系统的存在，当然就不可能有农业的存在与发展。现在可以生产存在与发展。现在可以生产“无土蔬菜无土蔬菜”，但决不会，但决不会生产生产“无水蔬菜无水蔬菜”。水资源按其来源可分为降水、径。水资源按其来源可分为降水、径流、地下水等三种基本形式；按水质可分为淡水、咸流、地下水等三种基本形式；按水质可分为淡水、咸水、苦水等水、苦水等(由于人类对水资源的污染日益增加，现在由于人类对水资源的污染日益增加，现在又存在着大量的又存在着大量的“污水污水”)；按水体的形态还可分为海；按水体的形态还可分为海水、湖水、河水、水库水、池塘水等等。各种水体不水、湖水、河水、水库水、池塘水等等。各种水体
34、不仅贮存着宝贵的水资源，而且是水生生物繁衍的场所，仅贮存着宝贵的水资源，而且是水生生物繁衍的场所，因此对水域的保护和经营是一项大有潜力可挖的产业，因此对水域的保护和经营是一项大有潜力可挖的产业，所以应进行认真分析。所以应进行认真分析。4地理、地质环境因素。地理环境的内容很广，地理、地质环境因素。地理环境的内容很广，气候、土壤、地形、地貌、经纬度、海陆分布、海拔气候、土壤、地形、地貌、经纬度、海陆分布、海拔高度等都属于地理环境；地质环境主要指岩石图。地高度等都属于地理环境；地质环境主要指岩石图。地理环境是在地质环境基础上发展的，而地质环境又是理环境是在地质环境基础上发展的，而地质环境又是在地理环
35、境作用下，形成了地球化学的物质循环。地在地理环境作用下，形成了地球化学的物质循环。地质环境既包括了地球岩石圈的物理结构，也包含了岩质环境既包括了地球岩石圈的物理结构，也包含了岩石圈的化学结构，因此，土壤母质含有的各种无机物，石圈的化学结构，因此，土壤母质含有的各种无机物，包括微量元素对于植物、动物以及人类的生命活动都包括微量元素对于植物、动物以及人类的生命活动都有重要作用。地理、地质环境不但影响气候、土壤、有重要作用。地理、地质环境不但影响气候、土壤、水资源和生物资源的空间分布、地域特点，而且也使水资源和生物资源的空间分布、地域特点，而且也使农业生产方式、产品、生产力等具有浓厚的地方色彩。农业
36、生产方式、产品、生产力等具有浓厚的地方色彩。当然，有些不利的地理、地质环境也会给农业造成巨当然，有些不利的地理、地质环境也会给农业造成巨大危害或限制。大危害或限制。总之，从系统与环境的整体性看，整个地总之，从系统与环境的整体性看，整个地球的大气圈、水圈、岩石圈、生物圈都不是相球的大气圈、水圈、岩石圈、生物圈都不是相互孤立的，而是通过相互之间的物质循环、能互孤立的，而是通过相互之间的物质循环、能量转换组成的有机整体。人类给这个地球环境量转换组成的有机整体。人类给这个地球环境的影响日益增加，但不论是改善了环境，还是的影响日益增加，但不论是改善了环境，还是恶化了环境，人类最终摆脱不了自然规律的约恶化
37、了环境，人类最终摆脱不了自然规律的约束。束。二、自然环境的分析和评价二、自然环境的分析和评价 对环境客观、科学的分析和评价是环境辨识的科对环境客观、科学的分析和评价是环境辨识的科学依据。对于不同的农业生态环境可以用含意不同的学依据。对于不同的农业生态环境可以用含意不同的物理、化学、生物学分析评价指标。物理、化学、生物学分析评价指标。(一一)资源分析评价指标资源分析评价指标 这一类指标主要包括一个地区自然资源的种类、这一类指标主要包括一个地区自然资源的种类、类型、分区类型、分区(区划区划)、结构，还包括资源的数量、质量、结构，还包括资源的数量、质量、密度、丰度及稳定度等。此外还应考虑各种自然资源
38、密度、丰度及稳定度等。此外还应考虑各种自然资源的整体性，即不同种类资源之间的比例、平衡关系。的整体性，即不同种类资源之间的比例、平衡关系。在考虑资源绝对拥有量的同时，还应考虑相对的占有在考虑资源绝对拥有量的同时，还应考虑相对的占有量或资源的载荷量。如人均占有耕地面积，单位草场量或资源的载荷量。如人均占有耕地面积，单位草场面积的载畜量，森林的最佳采伐量等等。面积的载畜量，森林的最佳采伐量等等。资源的空间分布资源的空间分布(立体结构立体结构)特征，一般是以现实或历史特征，一般是以现实或历史的平均状态为指标，这属于资源的的平均状态为指标，这属于资源的“静态静态”分析。但从对资分析。但从对资源的开发利
39、用和保护角度来看，还应对环境资源进行源的开发利用和保护角度来看，还应对环境资源进行“动态动态平衡平衡”分析，即研究和预见在某种条件或政策下，环境资源分析，即研究和预见在某种条件或政策下，环境资源的未来发展变化有什么趋势。通过对资源的动态平衡分析，的未来发展变化有什么趋势。通过对资源的动态平衡分析，可以发现新问题。例如原来是比较丰富的某种资源，可能会可以发现新问题。例如原来是比较丰富的某种资源，可能会变成贫乏的甚至是枯竭的资源。对于不可再生的、终将会枯变成贫乏的甚至是枯竭的资源。对于不可再生的、终将会枯竭的资源竭的资源(如矿藏如矿藏)，应当合理、有限度地开发，以保证生产，应当合理、有限度地开发，
40、以保证生产和经济发展的持久性；即使对于可再生的资源，如生物资源、和经济发展的持久性；即使对于可再生的资源，如生物资源、水资源等，也不能盲目滥用，否则会走向反面。例如，草原水资源等，也不能盲目滥用，否则会走向反面。例如，草原载畜量过大，挖甘草量超过增长速度等，就会造成草原的沙载畜量过大，挖甘草量超过增长速度等，就会造成草原的沙化、荒芜；对地下水过量开采就会引起化、荒芜；对地下水过量开采就会引起“漏斗漏斗”式的地下水式的地下水位下降、地面下沉等危害；过量灌溉会造成土壤次生盐渍化位下降、地面下沉等危害；过量灌溉会造成土壤次生盐渍化等。等。凡是参与农业生产物质循环、能量转化过程的自凡是参与农业生产物质
41、循环、能量转化过程的自然资源，如气候、水分、土壤养分等都是处于动态平然资源，如气候、水分、土壤养分等都是处于动态平衡的变化中，其数量的收入、支出关系，资源因素之衡的变化中，其数量的收入、支出关系，资源因素之间的相互制约的比例组合关系，都保持一定的稳态平间的相互制约的比例组合关系，都保持一定的稳态平衡。如果这种稳态平衡遭到破坏，就会引起生态平衡衡。如果这种稳态平衡遭到破坏，就会引起生态平衡失调，乃至恶性循环。由此可见，不但要分析单项自失调，乃至恶性循环。由此可见，不但要分析单项自然资源的数量、质量、时空分布，而且还要分析各项然资源的数量、质量、时空分布，而且还要分析各项自然资源因素之间的比例组合
42、、匹配关系，以及动态自然资源因素之间的比例组合、匹配关系，以及动态平衡关系。如果说单项自然资源因素分析、评价是各平衡关系。如果说单项自然资源因素分析、评价是各有关专业学科的任务，那么资源因素相互之间的组合有关专业学科的任务，那么资源因素相互之间的组合匹配、综合平衡关系，则是农业系统工程环境辨识的匹配、综合平衡关系，则是农业系统工程环境辨识的重要任务。重要任务。(二二)约束条件分析评价指标约束条件分析评价指标 这一类指标主要包括对农业生产全过程有这一类指标主要包括对农业生产全过程有不利影响或限制性的环境因素，以及这些因素不利影响或限制性的环境因素，以及这些因素在数量或质量上的界限、临界值、阈限，
43、时间在数量或质量上的界限、临界值、阈限，时间分布分布(发生机率、年季变化、周期性等发生机率、年季变化、周期性等)，空间，空间分布分布(水平和垂直分布、区划等水平和垂直分布、区划等)，对农业的影，对农业的影响程度、范围、强度或损失率等等。当然还应响程度、范围、强度或损失率等等。当然还应包括不同约束条件或限制因子之间的关联性、包括不同约束条件或限制因子之间的关联性、交互作用等。交互作用等。约束条件不仅包括自然灾害或不利的自然条件，还约束条件不仅包括自然灾害或不利的自然条件，还包括自然资源的亏缺、生态平衡失调、资源匹配不良等限包括自然资源的亏缺、生态平衡失调、资源匹配不良等限制性因素。此外，由于人类
44、对环境的污染和过度开发利用制性因素。此外，由于人类对环境的污染和过度开发利用所造成的生态危机，也是极为重要的限制因素。但是这种所造成的生态危机，也是极为重要的限制因素。但是这种人为的污染和危机却往往被人类忽视，如象水土流失、土人为的污染和危机却往往被人类忽视，如象水土流失、土地侵蚀及沙漠化、森林破坏、湖面退缩、水域污染、生物地侵蚀及沙漠化、森林破坏、湖面退缩、水域污染、生物物种灭绝等等。但是随着人口增加、时间的推移，人类将物种灭绝等等。但是随着人口增加、时间的推移，人类将会付出越来越多的代价。当这些潜在的生态危机越积越多、会付出越来越多的代价。当这些潜在的生态危机越积越多、越演越烈的时候，就会
45、产生越演越烈的时候，就会产生“灾变灾变”，给人类以严重惩罚。，给人类以严重惩罚。由此可见，在约束条件中，人口的发展以及人类给环境造由此可见，在约束条件中，人口的发展以及人类给环境造成的污染和危机，同样是不容忽视的因素，应列入分析评成的污染和危机，同样是不容忽视的因素，应列入分析评价指标之中。价指标之中。(三三)综合分析评价指标综合分析评价指标 除了对资源和约束两个侧面分别进行分析评价外，除了对资源和约束两个侧面分别进行分析评价外，还应从权衡利弊、整体功能、结构优劣、组合匹配、收还应从权衡利弊、整体功能、结构优劣、组合匹配、收支平衡等多方面进行综合分析评价。为此必须把环境的支平衡等多方面进行综合
46、分析评价。为此必须把环境的各种成分、因素作为一个系统整体统盘考虑，既要摸清各种成分、因素作为一个系统整体统盘考虑，既要摸清环境因素之间的相互关系，更应搞清环境与对象系统之环境因素之间的相互关系，更应搞清环境与对象系统之间的输入、输出关系。综合指标可以用生态学、经济学间的输入、输出关系。综合指标可以用生态学、经济学指标表示，还可用能量转换指标及物质平衡指标等表示。指标表示，还可用能量转换指标及物质平衡指标等表示。总之，综合指标的确定，要灵活运用自然、经济、社会总之，综合指标的确定，要灵活运用自然、经济、社会科学等多学科的综合方法。科学等多学科的综合方法。第三节第三节 社会环境系统辨识社会环境系统
47、辨识 一、社会环境系统的构成一、社会环境系统的构成 社会环境辨识的基本任务就是弄清楚社会环境因素以及它社会环境辨识的基本任务就是弄清楚社会环境因素以及它对农业系统的作用和影响，为总体设计提供社会环境方面的利对农业系统的作用和影响，为总体设计提供社会环境方面的利弊情况与控制策略。因此必须先弄清社会环境系统的构成。弊情况与控制策略。因此必须先弄清社会环境系统的构成。(一一)政治环境政治环境 政治环境主要分为国内和国际两方面。国际上大的政治势政治环境主要分为国内和国际两方面。国际上大的政治势态必然对农业系统发生极大的影响。国内局势动荡或稳定，安态必然对农业系统发生极大的影响。国内局势动荡或稳定，安定
48、团结的局面和民主宽松的气氛是否形成，也必然影响农业系定团结的局面和民主宽松的气氛是否形成，也必然影响农业系统的设计与开发。对农业系统有着经常、直接的重大影响的是统的设计与开发。对农业系统有着经常、直接的重大影响的是一个国家的政治体制、政治路线和方针政策，完备的法律体系一个国家的政治体制、政治路线和方针政策，完备的法律体系和严格的法制管理则是农业健康发展的有力保证。和严格的法制管理则是农业健康发展的有力保证。(二二)经济环境经济环境 经济环境是一个复杂的体系。可以从不同的角度来识别经济环境是一个复杂的体系。可以从不同的角度来识别它的结构和功能。按社会生产方式，可以划分为生产力和生它的结构和功能。
49、按社会生产方式，可以划分为生产力和生产关系。按再生产环节，可以划分为生产、分配、交换和消产关系。按再生产环节，可以划分为生产、分配、交换和消费。按产业部门，有工业、能源、交通、建筑、商业、服务费。按产业部门，有工业、能源、交通、建筑、商业、服务业等。对特定的农业系统来说，其它的农业系统也是它的环业等。对特定的农业系统来说，其它的农业系统也是它的环境；也可以按生产链的层次，将第二、第三产业作为农业系境；也可以按生产链的层次，将第二、第三产业作为农业系统统(第一产业第一产业)的经济环境。要指出的是，由于通常所设计的的经济环境。要指出的是，由于通常所设计的“农业系统农业系统”是以农业为主体的包括多种
50、产业的区域性的综是以农业为主体的包括多种产业的区域性的综合体，边界模糊，这就给经济环境的辨识带来一定的困难。合体，边界模糊，这就给经济环境的辨识带来一定的困难。(三三)文化环境文化环境 文化建设是精神文明的重要内容，也是农文化建设是精神文明的重要内容，也是农业系统的重要环境条件。广义的文化环境包括业系统的重要环境条件。广义的文化环境包括社会的文化教育水平、医疗卫生状况、社会成社会的文化教育水平、医疗卫生状况、社会成员的职业构成、民族成分、宗教信仰、风俗习员的职业构成、民族成分、宗教信仰、风俗习惯、精神风貌等。对一个地区的文化环境应该惯、精神风貌等。对一个地区的文化环境应该有分门别类的较为深入的
