近日，自治区农业科学院农业经济与信息研究所在国际期刊《Agriculture》（Q1）上，发表了题为“Diagnosing and Projecting Farmland Ecosystem Health in Arid Regions: An Interpretable Machine Learning and Scenario Simulation Approach Within a Novel Integrity-Based Framework”的研究论文。该研究在干旱区农田生态系统健康评估方法与驱动机制解析方面取得了创新性成果。
针对现有评估框架往往缺乏对生态系统完整性明确量化的问题，本研究以我国西北干旱区的重要粮食基地——伊犁河谷为案例区，创新性地构建了一个全新的“VOR-ES-I”多维评估框架。该框架将传统评估中的活力、组织力、恢复力、生态系统服务四个维度，与新提升为核心独立维度的生态系统完整性相结合，从而实现了对农田生态系统状态更全面、更深刻的诊断。
基于多源时空数据，该框架系统评估了2000-2024年研究区农田生态系统健康的动态变化。结果表明，复合生态系统健康指数在观测期内总体呈上升趋势，但空间上呈现出自山区向中部平原递减的显著梯度。研究进一步利用可解释的机器学习模型揭示了关键驱动因素及其复杂的非线性作用机制：潜在蒸散量和坡度是主导因子，并存在明显的协同效应与阈值效应；同时，气候因子（特别是温度）的影响力随时间增强，而社会经济因素的直接作用相对较弱。通过耦合PLUS模型进行多情景模拟预测发现，至2030年，农田保护情景最有利于提升区域生态系统健康水平，而城市发展情景则可能降低健康指数并加剧生态退化风险。
这项研究通过提出VOR-ES-I这一精炼的评估框架与方法论组合，加强了对生态系统完整性的诊断能力以及对复杂驱动机制的解释深度，为干旱区绿洲农田生态系统的综合评估、可持续管理及国土空间规划提供了重要的科学依据。
自治区农科院农业经济与信息研究所新进博士伊拉木江·托合塔洪为论文第一作者，王晓伟研究员为通讯作者。该研究得到了自治区农科院科技创新稳定支持项目的支持。
