黄土高原-青藏高原过渡带农户生产系统的能量平衡分析——以“通渭-渭源-夏河”样带为例

黄土高原-青藏高原过渡带是全球生态环境最脆弱、变化最剧烈、对气候变化响应最敏感的区域之一。能量是维持生态系统结构与功能可持续性的动力,是衡量农业系统生态与生产效益的重要指标。本研究在黄土高原-青藏高原过渡带东西方向上建立通渭(TW)-渭源(WY)-夏河(XH)样带,分析农户生产系统的能量平衡特征及其沿海拔的变化规律和影响因素。结果表明:1)作物生产系统,户均能量投入、能量产出、能量收益、能量效率从黄土高原向青藏高原逐渐减少。农户占比50%时,通渭和渭源的户均能量净收益分别为104.80和44.59 GJ。2)家畜生产系统,渭源的户均能量投入最高,夏河最低;农户占比为50%时,夏河、通渭和渭源的户均能量净收益为分别为160.42、-47.43和-55.25 GJ;能量产出、能量收益和能量效率均随海拔升高而逐渐增加。3)作物-家畜综合系统,能量投入依次为渭源>通渭>夏河,能量产出、能量收益和能量效率依次为夏河>通渭>渭源;农户占比为50%时,户均能量收益阈值夏河、渭源和通渭地区分别为91.54、16.50和76.98 GJ,此时,农户占比对能量变化最敏感,调控农户的能量投入能够最大化收益。4)农户生产系统的Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数与能量效率间均呈显著相关(P<0.05);结构方程模型(SEM)显示,海拔是影响作物-家畜生产系统能量效率的关键因素(P<0.05)。研究结果可对青藏高原-黄土高原过渡区农业可持续发展和政策制订提供科学依据。