基于能值理论的武汉市农田生态系统能值分析

本文运用能值理论和方法,从生产力、能值产投比、净能值产出率、环境负载力和可持续发展状况等方面对1998-2007年武汉市农田生态环境进行综合评价.研究结果表明:1998年到2007年武汉市农田生态系统生产力呈先降后升的趋势,2002年为最小值0.73 x 10～(12)sej/m～2;随着肥料、机械、能源投入的不断增加,能值产投比和净能值产出率呈先降后升趋势,但2000-2007年净能值产出率一直小于1.可见武汉市农田生态系统处在"亏损"状态;环境负载率逐年平稳上升,1998年为2.43,2007年则达到3.29,是1998年的1.35倍.武汉市农田生态系统可持续发展指数一直稳定保持在较低水平,1998年最高为0.46.     

土地整治项目对农田生态系统影响的能值分析

为在项目尺度构建土地整治农田生态系统能值分析框架,以江苏省宜兴市土地整治项目作为案例,根据设定的土地整治工程使用年限,从项目建设-使用过程和项目全生命周期2个时间维度,对土地整治工程建设对农田生态系统的影响进行了研究。结果表明:在项目建设-使用过程维度,1)项目建设期大量物料投入和电力等资源输入,导致能值投入加大,能值产出下降;2)受土地整治影响,项目建设导致农田生态系统自给能力减弱,对外界经济投入依赖度增加,净能值产出率下降,环境负载率增大,农田生态系统可持续发展能力下降;从生命全周期来看,3)由于土地整治工程的影响,各项能值指标在项目建设期出现陡增和陡降现象,随着土地整治工程竣工以及效益发挥,各项能值开始趋于平稳,并在全周期末各项指标优于土地整治前各项指标,全生命周期内预计给农田生态系统带来2.23E+19sej能值产出和60.15万美元能值-货币价值。综合而言,土地整治在项目建成后的10年内对项目区农田生态系统具有积极影响,但此后,可能将对项目区的生态环境造成了一定的压力。     

县域尺度农田生态系统土壤养分特征研究

以山西省襄汾县为研究区域,采集100个农田耕作层表土,用相关分析和主成分分析的方法,研究了县域尺度小麦—玉米轮作下,耕作层土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾含量及铁、锰、铜、锌、硼和硫这6种中、微量元素含量的变化特征。结果表明,土壤有机质与全氮、锰、硫的含量呈极显著正相关,与速效磷和锌的含量呈显著正相关;由主成分分析可知,土壤有机质、速效磷和全铜含量密切相关;全县耕作层土壤有机质均值为11.41 g/kg,全氮含量为1.01 g/kg,属中等偏上水平;速效钾含量为201.75 mg/kg,水平较高;而铁、锰、铜、锌、硼和硫的平均含量分别为4.55,6.74,1.14,1.33,0.69,71.07 mg/kg,水平偏低,说明耕作层普遍缺乏中、微量元素。     

森林生态系统能值分析研究进展

简要介绍能值分析的基本方法与理论概念,重点综述森林生态系统能值研究概况,包括森林生态系统能值分析的基本步骤、指标体系及其研究进展,阐述了研究森林生态系统综合效益的方法与要点,并指出目前森林生态系统能值分析的热点问题。     

江西省几种常见农田生态系统的能值分析——基于余江县农科所的试验

以江西省常见的3种农田生态系统为研究对象,采用能值分析的相关理论,结合生态学研究方法,分析了各农田生态系统的能值投入产出能值,并引入能值分析的能值自给率、环境负载率、能值投入率、净能值产出率、购买能值率、系统生产优势度和系统可持续能值指标相关指标对其进行评价。结果表明,绿肥—甘蔗+大豆农田生态系统能值利用率经济效益较高,但是要求具有较高的管理水平;冬闲—早稻—晚稻农田生态系统,自然资源自给能力强,需要的购买能值投入低,抗外界干扰能力较强,但是净能值产出较低,系统能值可持续性也不高,经济回报率较低;油菜—早稻—晚稻农田生态系统购买能值投入较高,环境压力较大,但是能值产出较高。     

河北省种植业生态系统能值分析

根据河北省2000到2010年种植业投入产出统计数据,动态分析了河北省种植业投入产出状况,评价了河北省种植业生态系统的可持续发展状况,认为河北省种植业生态系统已完成了从传统种植业类型向现代种植业类型的转变。     

辽宁省庄河市农业生态系统能值分析

运用能值分析理论和方法,对庄河市农业生态系统进行能值综合研究。结果表明：与其它地区比较,该农业系统能值利用强度和人均能值利用量较高,环境承载力较高,能值投入率较高,净能值产出率较低,可更新能值比较低。农业生态系统投入水平较高,生态环境所受压力较大,自然环境资源利用率较低。因此,在庄河市农业发展中要重视可更新资源,加强资源保护,提高系统净能值产出率,以利于农业生态系统功能完善和农业可持续发展。     

宿州市农业生态系统可持续性能值分析

在介绍研究区域概况的基础上,应用生态能值分析方法对宿州市农业生态系统的投入产出状况、可持续发展状况进行了定量分析。结果表明,与周边省市相比较,宿州市农业生态可持续发展能力居于中游水平。依据能值分析的结果,提出了减少不可更新资源的投入、提高不可更新资源的利用效率、发展生态农业等提高宿州市农业生态系统可持续发展能力的对策。     

生态系统能值理论研究进展及若干问题思考

能值分析理论是美国著名的系统生态学家Odum为首创立的,该理论的问世首次使生态系统的物质、能量和货币流通过能值转化率转化成太阳能值进行对比,为自然资源价值的评价、生态系统结构和功能的分析及可持续发展评估提供了崭新的思路和方法。本文试就生态系统能值理论的应用研究和理论研究现状作一概述,通过与其他几种方法对比,从能值理论的产生、难点和发展趋势进行分析,以期为能值理论的进一步完善提供借鉴与参考。     

基于能值分析的聊城市农业生态系统可持续性研究

根据2003—2012年聊城市农业生态系统数据,运用能值理论方法,分析该市生态农业的投入与产出,采用可更新资源能值比率、能值自给率、净能值产出率、能值投资率、环境负载率和可持续发展指数等指标,对聊城市农业生态系统进行全面评价。结果表明:在能值投入上,主要依赖于后期的工业辅助能,而对当地环境资源的依赖程度较低;在能值产出上,畜牧业取得长足发展,已超过种植业,成为优势产业;研究区农业生态系统属于消费型,可持续发展指数逐年降低,仅维持在0.1以下,环境负荷率逐年升高,最高达15.5,区域环境压力大,生态状况难以改善。聊城市今后应大力发展节水灌溉农业,积极引进先进技术,调整工业辅助能投入,提高能值受益率,探索建立多层次、高功能的生态农业模式。     

GIS技术在定西市农用地定级中的应用

以甘肃省定西市城市规划区为例,选择自然因素、社会因素和区域因素为定级因素,借助MapGIS软件将研究区农用地划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4个级别,并得到了定西市农用地级别成果图.研究表明:定西市农用地整体上呈中心分布,且明显受交通条件和阻碍物的影响;Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ级农用地质量在未来一定时期内会保持相对稳定,而Ⅱ级农用地质量会随区域经济发展有较大提高.     

克拉玛依市玛依湖区土壤有机质空间异质性分析

目的 研究克拉玛依市东部生态屏障的水源地玛依湖区土壤有机质的空间分布规律, 为湖区的生态环境保护提供科学依据和数据支撑。方法 以玛依湖区为研究对象,通过野外采样和室内分析,利用趋势分析法、反距离权重插值法、空间自相关法和半变异函数法分析玛依湖区不同土层深度土壤有机质的空间分布规律。结果 趋势法分析表明,玛依湖区土壤有机质含量在0~20、20~40、40~60和60~80 cm土层的变化速率存在差异,整体趋势为土壤有机质含量南北方向呈增加趋势、东西方向呈减少趋势。反距离权重插值法(IDW)研究表明,玛依湖区不同土层土壤有机质水平分布差异较大,局部地区土壤有机质含量存在明显的垂直分布特征,土壤有机质含量变化趋势同趋势法分析结果高度一致,整体表现为土壤有机质含量南北方向呈增加趋势、东西方向呈减少趋势。空间自相关法研究表明,0~20、20~40、40~60和60~80 cm土层的Moran指数分别为0.1643、0.1236、0.1955和0.2461,均在空间上呈现出显著正相关;4个土层的Z值分别为3.1510、2.5934、3.5903和4.6355,底层(40~60和60~80 cm)的土壤有机质空间正相关较显著、空间聚集程度最高,表层(0~20和20~40 cm)空间相关性不显著、空间聚集程度较低。半变异函数分析法表明,底层(40~60和60~80 cm)土层的块金效应分别为0.427和0.420,说明土壤有机质具有一定的空间相关性;表层(0~20和20~40 cm)土层的块金效应分别为0.033和0.045,土壤有机质的空间相关性较弱。结论 不同土层土壤有机质含量水平差异较大,南北方向呈增加趋势,东西方向呈减少趋势,局部地区存在明显的垂直分布特征。土壤有机质在表层(0~20和20~40 cm)空间相关性不显著,空间聚集程度较低;在底层(40~60和60~80 cm)空间相关性较显著,空间聚集程度较高。土壤有机质空间异质性受土壤类型、土壤质地、外围植被类型以及湖区面积变化的影响较大;在湖区外围生态屏障建设时,防护林树种、种植深度、种植密度的选择应当结合土壤有机质含量的空间分布状况进行。     

枣粮间作生态系统土壤磷的空间分布特性

基于枣粮间作复合生态系统内部异质性,通过在不同位置采样测定,探讨了枣粮间作系统内土壤磷素空间分布特性.结果表明,枣粮间作生态系统中,在小麦收获期和玉米收获期2个时期,土壤全磷和速效磷含量均存在明显的空间变异性.垂直方向上,0～20 cm土层全磷和速效磷含量显著高于下部土层.水平方向上,0～20 cm土层全磷空间差异性较大,而0～20 cm土层速效磷水平分布特性在不同时期有较大差别.小麦收获期土壤速效磷含量随着距枣树种植行距离的增加呈单峰曲线变化趋势,峰值出现在1 m样点处.而玉米收获期速效磷水平方向上空间差异性变小.     

湖北省农田生态系统温室气体排放特征与源/汇分析

为了深入了解湖北省农田生态系统的源/汇变化特征,采用《省级温室气体清单编制指南》和IPCC（政府间气候变化专门委员会）2014年推荐的温室气体计算方法,利用2007-2017年湖北省农作物产量、耕地面积等相关统计数据及土壤检测数据,对湖北省农田生态系统的源/汇特征进行分析。结果表明：湖北省农田生态系统的温室气体排放呈先增后降趋势,总体分为较快增长阶段（2007-2010年）、缓慢增长阶段（2011-2014年）和缓慢下降阶段（2015-2017年）三个阶段;农作物碳吸收量波动较大,不同农作物的碳吸收量不同,其中水稻、小麦、油菜籽、玉米的碳吸收量较高,分别占农田生态系统碳吸收总量的44.01%、14.11%、10.66%、9.24%;单位年内,农作物碳吸收量高于温室气体排放量,湖北省农田生态系统具有较强的"汇"功能,然而农作物碳吸收量并不稳定,容易受到微生物分解和秸秆燃烧的影响而减少;2007-2017年农田耕地土壤有机碳增量为13.52 Tg,耕地土壤呈现"汇"的特征。研究表明,湖北省农田生态系统整体呈现"汇"的状态,农作物碳吸收量对农田生态系统源/汇特征变化具有较大影响。适当增加水稻、玉米、芝麻等碳吸收强度较高的农作物种植量,减少秸秆燃烧量,有利于维持农田生态系统"汇"特征,减少向系统外排放温室气体。     

定西市马铃薯中小企业融资问题分析

中小企业为推进定西市马铃薯产业的发展做出了巨大贡献,金融支持不足成为制约马铃薯中小企业进一步发展的“瓶颈”。融资难有中小企业的内部因素,也有外部因素,要解决马铃薯中小企业融资难的问题,必须加强金融监管,规范民间金融,建立能够评价中小企业信用的指标体系,建立贴近马铃薯中小企业的金融服务组织,构建农业中小企业的法人治理结构,扩大抵押担保范围,增强企业受信能力。     

稀土元素对农田生态系统的影响研究进展

稀土矿的开采和冶炼、稀土农用等导致农田土壤稀土元素含量不断积累,对农田生态系统结构和功能稳定产生严重的影响。综述了近20年来国内外农田生态系统稀土元素的主要来源、分配和输出,土壤和植物中稀土元素的测定方法,稀土元素对农田生态系统中植物、微生物、动物以及人类健康影响的研究进展。探讨了农田生态系统稀土元素的毒性评价和稀土污染土壤的修复措施。最后提出开展稀土元素对农田生态系统影响研究还需要加强的一些问题。     

基于水足迹的漯河市农业水资源空间特征分析

以河南省漯河市为研究区域,从农业生产水足迹角度出发,借助CROPWAT软件计算主要作物小麦、玉米生长期的绿水、蓝水足迹,并基于氮肥、磷肥施用量计算作物灰水足迹,全面评价农业生产水足迹,分析漯河市农业水足迹组成及其空间分布特征。结果表明,漯河市作物生长绿水和蓝水足迹最大的区域均为源汇区,灰水足迹最大的区域为临颍县;农业绿水足迹占总水足迹比重在空间上呈现出从南到北比重逐渐降低的特征,各县（区）农业蓝水足迹占总水足迹的比重约为30%,临颍县灰水足迹占比远高于其他县（区）,需重点关注化肥的合理施用;漯河市农业水足迹较高,可通过完善水资源消耗核算体系、加快技术革新以降低农产品生产耗水、调整水资源消耗结构、合理施用化肥农药等措施降低农业耗水。     

渭河平原县域农田土壤速效养分空间特征

土壤速效养分对评价土壤肥力水平具有很好的表征作用,对其充分了解是土壤养分管理和合理施肥的基础。本研究以兴平市为例,综合运用传统统计学、地统计学和GIS技术,结合“3414”田间肥效方案,研究渭河平原农田土壤速效氮、磷和钾的空间特征及其变化规律,为区域平衡施肥、农田保养和农业生产提供科学指导和理论基础。结果表明,兴平市农田土壤速效氮、磷和钾平均含量分别为38.38 mg·kg^-1,27.13 mg·kg^-1,202.07 mg·kg^-1,速效氮磷比值平均为1.99。在约400 m采样尺度下,3项土壤养分均表现出弱的空间相关性,主要受施肥管理、种植模式等人为活动影响。整体上,土壤速效钾含量丰富;速效磷整体较丰富,7.43%的农田缺乏;速效氮普遍不高,67.98%农田缺乏;速效氮磷比值偏低,92.27%农田比值小于2。30 a来,农田土壤速效氮普遍下降,降幅西高东低、北高南低;速效磷普遍增加,增速北高南低;速效钾北增南减,整体在增加;土壤氮磷比值分布格局逆转,变化上南增北减,整体在下降。盲目施肥和肥料利用率低是兴平市农业生产的主要障碍因素。今后的生产实践中应密切关注土壤氮素的有效补充,磷肥的控制及渭河阶地区土壤钾素的消耗,平衡土壤养分, 以提升区域经济和生态效益。     

山东省农田生态系统碳源、碳汇及其碳足迹变化分析

依据2002—2013年山东省17地市农业投入、播种面积以及作物产量等统计数据,对全省各地市农田生态系统进行碳源、碳汇估算,从中分析其变化规律,并探讨造成碳源、碳汇时空变化的影响因素。结果表明:山东省农田系统具备较强的碳汇能力,碳吸收量明显高于碳排放量,两者的总量之比为4.32∶1;碳吸收量和碳汇量呈增加趋势,碳排放量和碳足迹呈降低趋势;农田生态系统表现出较大的碳生态盈余,碳足迹占同期耕地面积的比值呈现降低趋势,2002年为27.71%,2013年为20.96%;17地市之间单位面积碳汇量和单位面积碳足迹存在明显差异,2013年单位面积碳汇量最高的为德州市(6.20t/hm~2)、最低为威海市(3.02t/hm~2),单位面积碳足迹最高的威海市为0.26hm~2/hm~2、最低的泰安市为0.08hm~2/hm~2。     

农田生态系统健康评价指标体系的探讨

生态系统健康是近十余年来新出现的极具潜力的研究领域，它是生态系统服务的基础，是环境管理的新目标和新手段。农田生态系统是典型人工生态系统，其健康状态要求达到管理科学、结构合理、环境有利、具有高生产力和强持续力，融入自然生态系统的物质、能量循环，为人类社会提供健康、安全、优质、多样的食物原料．恰当、有效地现实其服务功能。评价农田生态系统的健康，要求根据设定的管理目标进行微观与宏观相结合的综合评价。指标的选择需要全面考虑生态环境、社会经济和人类健康等因素。评价指标标准的划分应采用国际标准和通用方法。笔者在探讨了以上农田生态系统健康概念架构与基本属性的基础上，寻求对其进行整体性评价的适宜指标。利用层次分析法，将评价目的设定为实现可持续的健康高效农田生态系统，以结构指标、环境指标、生产力指标、持续力指标和管理指标建立起农田生态系统健康评价指标体系．并给出了评价指标标准。