基于能值分析的高台县农田生态系统可持续发展评价

应用能值分析理论和方法,选取1997—2012年的数据,对高台县农田生态系统投入产出结构和能值指标进行了分析,并运用主成分分析法对高台农田生态系统进行了综合分析。结果表明,高台县农田生态系统能值投入呈现整体增加、局部时间段减小态势,1998年能值投入值最小,为325×10~(18)sej,2012年投入值最大,为496.89×10~(18)sej,主要原因是工业辅助能的增加最明显,从1997年的180.98×10~(18)sej增加到2012年285.14×10~(18)sej。总的能值产出波动较大,2002年最小,为240.37×10~(18)sej,2012年最大,为473.37×10~(18)sej。环境负载率总体呈上升趋势,由1997年1.11上升到2001年1.54,再降至2012年的1.39。2002年可持续指数为0.53,远低于2001全国平均水平(1.23)。总的来说,高台县绿洲农田生态系统的综合水平总体上呈现下降趋势,16年来研究区综合水平差异大,1997—1999年生态系统综合水平较高,2000—2006年环境恶化,2007—2009年生态环境有所改善,2010—2012年高台县绿洲农田生态系统的可持续发展状况恶化。因此,高台县在未来发展过程中应该合理调整种植业结构,合理开采利用水资源,保护耕地,积极引进先进机械、技术,提高农业机械化水平,促进高台县经济社会可持续发展。     

乌鲁木齐城市复合生态系统能值分析

能值分析为复合生态系统研究提供了定量方法,并在城市可持续发展评价中有重要意义。运用能值理论及其分析方法,以乌鲁木齐为研究区建立城市复合生态系统能值评价指标体系,重点选取能值自给率、输入能值、人均能值、能值密度、能值/货币比、电力能值比、环境承载力、能值可持续指数等能值综合分析指标,定量研究1990～2009年研究区复合生态系统能值的动态变化规律。研究结果表明:近20年间,乌鲁木齐市能值自给能力较强,城市发展对外界资源的需求越来越小,居民生活水平和经济发展不断提高;但是经济发展强度和工业化水平不高,随着城市不可更新资源的开采,城市规模逐渐扩大,人口量增加,城市可持续能值量的减少,本地环境负荷增大,承载力持续下降。在此基础上对该城市可持续发展提出了几点建议。     

东北地区农业生态系统的能值分析

利用能值分析方法对东北地区农业生态系统的投入产出状况、运行效率和环境负荷进行了系统分析,结果表明,该区农业生态系统能值投以人工辅助能源为主,净能值产出率相对较高;由于资源优势明显,环境压力相对较小,农业生态系统运行状况良好,黑、吉、辽三省可持续发展指数分别为1.31、0.94和0.70,可持续发展性强。三省中辽宁省能值投入率最高,环境负荷最大,农业集约化程度最高,可持续发展性能指数最小;黑龙江省能值投入率最低,环境负载率最低,可持续发展性能最强;为了获得高质量的农产品,促进农业生态系统的建设和可持续发展,东北地区应当加强高质量能值特别是科学技术的投入,同时注重自身资源优势的保护和高效利用。     

吉林西部农业生态系统能值动态分析

本文以东北农牧交错带的典型区域?吉林西部为研究区,开展农业生态系统的能值动态分析。结果表明:1985-2001年期间,吉林西部农业生态系统的能值投入呈快速的增长趋势,其中源于经济系统的反馈能值的增长尤为明显。虽然环境资源的能值投入并没有占据优势地位,但环境资源能值为农林牧经济生产力的发展提供了巨大的经济服务价值和环境能值储备,是吉林西部农业持续发展的关键性因素。16a来系统能值产出结构已经由种植业为主逐步向畜牧业和种植业并举转变,系统生产力的稳定性有所提高,但总体上看,吉林西部的农业生态系统能值产出效率和宏观经济价值转化率仍然比较低下,环境负荷率呈现波动上升趋势,农业生态系统的可持续发展能力还比较弱。     

基于能值分析的延安市农业生态系统动态评估

运用能值分析理论和方法,选取1998~2008年的农业原始数据,对延安市农业生态系统的投入产出结构和能值指标进行了分析。结果表明:(1)延安农业生态系统能值投入以可更新和不可更新能值为主;期间能值投入整体呈上升趋势,特别是工业辅助能的增加最为显著;能值产出结构以种植业和畜牧业为主,林业和渔业所占比重较低。(2)可更新能值比较高,环境负载率较低,但呈上升趋势,表明区域环境压力增大。(3)能值投入率、人均能值利用量和人均工业辅助能都在上升,而净能值产出率和能值货币比值则在减少,整体经济发展水平较低,但随着西部大开发战略的实施以及经济技术的进步,经济发展速度较快。(4)农业生产优势度指数较低,产业优势不明显;系统稳定度指数较高,自稳定性强;农业可持续发展能值指数大幅度降低,可持续发展能力增强;表明延安市农业生态系统的发展变化趋势是高效、稳定和可持续的。     

黄土高原中南部农户农果复合生态系统的能值分析

应用生态经济系统能值分析理论与方法,以黄土高原中南部的延安市宝塔区北沟村、淳化县西坡村2村农户为研究对象,通过一系列能值指标,定量分析了农户农果复合生态系统的自然资源以及系统投入产出特征.结果表明:农户农果复生态系统的能值投入结构相似,辅助能的投入中不可更新工业能的投入比重最高,且以化肥投入为主,有机肥投入不足,应按适当比例增加有机能值的投入以提高系统的生态经济效益;农户农果复合生态系统生产优势度较高,但系统稳定性指教低,单位时间的劳动生产率较低,农果业生产水平有待提高;农户农果复合系统的能值产出率较低,能值投入率较高,对能源的利用效率较低,农果复合系统的环境资源进一步开发的潜力很大.提高农果复合系统的能值投入应当是提高资源的利用效率,加强农果业管理的科技含量和科学管理力度,使黄土高原中南部的果业生产走上健康持续发展的轨道.     

关中“猪-沼-粮”循环农业的能值评价

应用能值分析法对临潼区的“猪－沼－粮”三位一体的循环农业、秸秆还田种植以及单一养殖进行能值流、能值的投入与产出以及能值指标进行横向对比分析,结果表明：“猪－沼－粮”循环模式的能值自给率（ESR）为0．005,比单一生猪养殖业提高了0．5％;系统净能值产出率（EYR）分别增加了10．84、5．43;系统可持续发展性能指标（EISD）分别增加了 5．81、5．03;环境负载率（ELR）分别降低了10．76、0．97;能值废弃率（EWR）比单一生猪养殖业降低了8．63％,该模式具有资源利用率高、低排放、环境压力小、系统可持续发展能力强等优点,是生态经济效益最佳的生产模式,适合在关中平原大力推广,但仍需加大现代科技的投入和对系统的经济开发利用,促进“猪－沼－粮”循环模式的进一步推广。     

高寒温带干旱区农牧业生态系统的能值分析——以柴达木盆地为例

能值理论是综合分析生态经济系统的各种能量流的转换机理,并定量研究生态效益与经济效益及其相互关系的重要理论。本文以柴达木盆地(青海海西州)的农牧生态经济系统为例,通过一系列的能值指标的建立和能值的投入产出分析,定量分析海西州农牧业生态系统的特点,并发现该地区农牧业生产中存在的问题,从而为本地区和相似区域农牧业的可持续发展提供科学依据。     

塔里木河下游农业生态系统的能值分析——以尉犁绿洲为例

采用能值分析的理论和方法,通过典型能值分析指标的计算,研究了尉犁绿洲1995-2006年间农业生态系统能值的动态变化,评价该绿洲农业生态系统的发展现状。结果表明:塔里木河中下游典型绿洲尉犁的能值总投入明显上升,其中购买能值比重较高,且增长迅速;尉犁绿洲能值总产出12年来稳步上升,种植业处于其主导地位,且上升趋势明显;尉犁绿洲农业经济和农牧民生活水平稳步提高,但系统产业结构过于单一,环境负荷率逐年增加,农业生态系统的可持续性不断降低。     

粮食生产系统的能值分析--以安塞县为例

应用OdumH.T创立的能值理论分析了安塞县粮食生产系统后认为:该县粮食生产系统能值投入率与产出率"双低",应增加系统投入以提高产出水平;系统环境负荷率不高,不可更新环境资源破坏严重,应提高可更新环境资源利用效率、加强水土保持工作;辅助能值投入中有机能值略高于无机能值,应按适当比例增加辅助能值投入以提高系统生态经济效益;粮食产出能值中玉米、豆类所占比重高,系统结构调整应遵循生态经济原则,保持或压缩口粮作物、提高粮饲两用作物播种面积,同时发展舍养畜牧业和粮食加工业。     

干旱对关中地区不同年代小麦品种旗叶光合特性的影响

以陕西关中地区70年间大面积推广的冬小麦品种为材料,研究了干旱胁迫对冬小麦花后旗叶光合特性和产量的影响。结果表明,随着小麦品种的更替,抗旱性逐步增强,干旱胁迫下20世纪50年代以前品种五指麦、碧蚂1号比适宜水分条件下分别减产18.2%、38.3%,而90年代后品种小偃22仅减产2.3%。不同品种小麦收获前期旗叶净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度受干旱影响均有所下降,但旗叶胞间CO2浓度则表现为增加趋势,碧蚂1号、小偃22号花后各阶段旗叶气孔导度平均降低了5%、18%,旗叶胞间CO2浓度则提高了9%、8%,说明干旱胁迫下花后旗叶净光合速率的降低并非是由气孔导度降低引起的。     

泾河流域农业生态经济系统的能值研究

应用能值分析的理论与方法,对黄土高原泾河流域农业生态经济系统的能值流进行了分析。结果表明:投入量太阳能值为3.36×1019sej,产出量太阳能值为3.07×1020sej,初级生产力为5.04×1019sej,不可再生能值为6.35×1019sej。该区处在以传统农业为主向现代化农业转型的阶段。系统能值投入水平和转化效率低,环境负荷不断增大,产品经济成本增加,能值持续性指数下降等。应采取措施增加农业生态经济系统的产出能力,减少农业生态环境的压力。     

氮肥与秸秆还田对陕西关中灌区冬小麦 农田CO2排放的影响

利用静态暗箱-气相色谱法对陕西关中灌区不同氮素用量及秸秆还田处理(190 kg N·hm-2,N190;150 kgN·hm-2,N150; 75 kg N·hm-2,N75; 150 kg N·hm-2+ 5000 kg· hm-2秸秆,N150+S)下冬小麦农田CO2排放及其影响因素进行研究.结果表明:农田CO2排放通量呈明显的季节变化规律,且与温度的动态变化趋势相一致;各处理CO2排放通量与大气温度和土壤温度均具有极显著的指数相关关系,且与大气温度相关性最好;全生长季各处理累积CO2排放量顺序为:N1S0+ S＞ N150≈N190＞ N75,在中低氮水平范围内CO2排放量随施氮量增加而增加,秸秆还田增加了农田CO2排放,排放量较不还田增加18％.     

深翻和秸秆还田对土壤微生物群落功能多样性的影响

为探究深翻及秸秆还田对土壤微生物群落功能多样性的影响,本研究主要采用Biolog-Eco微平板法,分析了常规耕作(CT)、秸秆浅混(SCT,耕作深度15 cm)、深翻(ST,耕作深度35 cm)、秸秆深混(SST,耕作深度35 cm)4个处理0～15 cm和15～35 cm土层的土壤微生物群落功能多样性变化。结果表明：在0～15 cm和15～35 cm土层,与CT相比,SCT和SST处理可以显著提高土壤微生物对碳源的利用,不同处理下微生物对碳源利用程度随时间的延长而增加,并且糖类、氨基酸类、多聚物类和羧酸类碳源依次为微生物代谢最主要的碳源。不同处理对Shannon指数与Simpson指数没有显著影响,但与CT相比,ST显著增加了0～15 cm的Mclntosh指数。主成分分析表明,各处理的微生物群落代谢功能在有秸秆还田和无秸秆还田之间存在差异。与CT相比,15～35 cm土层DOC、MBC和MBN含量在SST处理下分别显著增加了17.25%、50.00%和168.10%。另外SEM模型显示,深翻处理可以通过土壤DOC含量的变化影响土壤Mclntosh指数。     

深松和秸秆还田对灌耕灰钙土团聚体特征的影响

2015—2017年设置传统旋耕秸秆不还田(RT)、深松35 cm秸秆不还田(ST)及深松35 cm秸秆还田(STS)3个处理,应用干筛法和湿筛法对0～40 cm土层团聚体数量、组成和稳定性进行研究。结果表明,STS能促进土壤大团聚体的形成并促进团聚体的稳定,深松和秸秆还田均可显著影响团聚体数量和大小(P<0.05)、促进不同粒级团聚体更新转化。干筛法下,0～40 cm土层,STS处理最佳,>0.25 mm机械稳定性团聚体含量(DR_0.25)、平均质量直径(MWD)、平均几何直径(GMD)较RT分别增加3.0%、9.5%和15.5%,分形维数(D)降低4.5%。湿筛法下,STS处理的WR_0.25(>0.25 mm水稳性团聚体含量)、MWD、GMD较RT分别增加45.2%、12.0%和9.1%,D值降低1.1%。干筛法和湿筛法下,不同土层均以0～10 cm土层R_0.25(直径>0.25 mm团聚体含量)、MWD、GMD值STS较RT的增幅最大,干筛法下,分别增加8.6%、18.0%、25.3%,湿筛...     

能值分析法在松嫩平原生态足迹模型研究中的应用

在简要分析传统生态足迹模型的基础上,提出了基于能值分析法的生态足迹模型。引入能值密度,将生态经济系统的各种能量流转换为生物生产性土地面积,进行生态足迹的定量计算。以松嫩平原为例,进行2004年松嫩平原生态足迹量化研究。结果表明:松嫩平原的能值密度为8.713×1014sej/hm2,人均生态足迹为4.871hm2/人,人均生态承载力为2.034hm2/人,人均生态赤字为2.837hm2/人,处于不可持续发展状态,这一结果与采用传统生态足迹模型计算结果保持一致。与传统模型相比,能值分析-生态足迹复合模型克服了传统生态足迹模型评价标准不统一,研究结果可比性差等缺陷,评价结果更具有客观性和真实性。     

秸秆深还田对东北半干旱区土壤结构及水分特征影响

采用定位田间小区试验方法,研究秸秆深还田对东北半干旱区农田土壤结构和土壤水分特征的影响。结果表明,秸秆深还田能够有效地改良土壤结构和土壤水分分布状况。秸秆深还田第3年土壤0～50 cm层对照处理容重为1.45 g·cm^-3,各处理的平均容重为1.34 g·cm^-3,土壤容重显著减小;干筛团聚体以＞5 mm团聚体增加为主占18.69%～27.20%,抵抗外力破坏而保持原有形态的能力增强;平均重量直径及几何平均直径均较对照和深耕有所提高;施入秸秆量800 kg·667m^-2处理的水稳性团聚体稳定率和土壤结构体破碎率降低最为明显。不同处理之间表现出秸秆深还田处理的持水量要高于对照处理。     

番茄秸秆原位还田配施腐解菌剂对番茄生产的影响

为探索茄果类蔬菜秸秆废弃物肥料化利用途径,于2019年设定番茄秸秆全量原位还田及腐解菌剂的配施试验：C,无番茄秸秆+无腐解菌剂;T1,番茄秸秆+无腐解菌剂;T2,番茄秸秆+菌剂1‘源动力’(1 kg·666.7m^-2);T3,番茄秸秆+菌剂2‘有纯’(3 kg·666.7m^-2);T4,番茄秸秆+菌剂3‘沃宝’(2 kg·666.7m^-2),分析其对土壤特性和下茬番茄长势和产量的影响。结果表明：与对照相比,番茄秸秆原位还田降低土壤pH,显著增加土壤有机质、速效磷和速效钾含量（P<0.05）,其中成熟期T2处理有机质含量分别比T1、T3、T4和C显著高7.3%、8.1%、14.2%和26.9%;番茄秸秆腐熟后T2处理速效磷含量分别比C、T1、T3、T4处理高24%、11.3%、4.4%和8.7%。番茄秸秆还田+腐解菌剂显著提高细菌和放线菌数量,其中放线菌数量远高于细菌和真菌数量。番茄秸秆还田对番茄的生长势和产量影响显著,增产的主要原因是番茄秸秆还田提高了单株坐果数,其中菌剂‘源动力’的增产效果优于‘有纯’和‘沃宝’。...     

秸秆还田配施腐熟剂对银北盐碱地改良效果研究

采用田间试验方法,设置水稻秸秆不施腐熟剂为对照和水稻秸秆配施"沃土天地"、"鸿生源"、"谷霖"、"君德"、"农富康"等品牌秸秆腐熟剂为处理,分析了不同处理水稻生育进程及群体结构、产量及其构成、水稻品质以及土壤物理和化学性质。结果显示:(1)秸秆还田配施不同秸秆腐熟剂在不同程度上提高水稻的出苗率和保苗率,以"君德"牌秸秆腐熟剂出苗率和保苗率最高;(2)"君德"牌秸秆腐熟剂处理结实率最高,达到77.3%;(3)还田秸秆腐熟配施秸秆腐熟剂可不同程度的增加土壤养分,土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量在秸秆还田+"君德"牌秸秆腐熟剂处理中明显高于对照。(4)施用秸秆腐熟剂后土壤0.25 mm团聚体含量显著增加,含量均达46.18%以上;以秸秆还田+"沃土天地"牌有机物料处理容重最低,为1.46 g·cm~(-3),比对照下降了7.6%;并提高了土壤含水量1.88%~10.8%;(5)施用不同秸秆腐熟剂不同程度的增加了水稻产量,最高增幅为4.64%;(6)不同处理的出糙率、精米率、整精米率都有所提高,而垩白率、垩白度都有所降低,但不同腐熟剂处理对稻米品质等级的影响差异不显著。综合评价盐碱地水稻秸秆还田及配施不同品牌秸秆腐熟剂对盐碱地种植水稻的影响,以"君德"牌秸秆腐熟剂效果最佳。     

秸秆还田对半干旱区农田土壤养分含量及玉米光合作用的影响

为了提升和保育辽西半干旱区农田土壤质量,采用盆栽试验的方式探讨了不同处理方式、不同用量玉米秸秆还田对土壤养分含量的影响。结果表明,秸秆还田后,其土壤含水量比对照组提高了3%~7%;有机质含量比对照组提高幅度为1.9%~19%;全氮含量比对照组提高幅度为0.7%~14.4%;速效磷含量比对照组提高了2.51~14.75 mg/kg;速效钾含量比对照组提高了7.33~188.07 mg/kg;碱解氮含量比对照组提高了8.46mg/kg;净光合速率比对照组提高了3~11.03 CO2μmol/(m2.s);秸秆还田可以缓解土壤碱化。