草地农业的循环经济特征分析

通过对四墩子乡农业系统能值分析发现:1)四墩子乡全系统能值总流量121.007 6×10¹⁷ sej,草地亚系统能值总流量为89.27×10¹⁷ sej,占全系统能值总流量的73.77%,较农田与林地亚系统比重大。2)在各亚系统中,草地亚系统的能值投资率、环境负载率很低,而且系统太阳能值转换率最高,能值可持续发展指数相对也较大。3)草地农业系统与其它系统进行系统耦合,可使农业生态系统生产潜力得到大幅度提高。从而论证草地农业在整个大农业系统中处于物质、能量循环的中心,是实现农业循环经济的原发点。实施草地农业,进行广泛的系统耦合是促进农业循环经济发展的技术保障,也是中国农业结构调整的必然之路。     

能值方法与存在问题分析

能值评价是以能量为工具分析开放系统热力学的一种环境会计方法,它用能值为统一标尺衡量不同质别的能量,是以生态-经济为中心的评价方法。笔者讨论了能值的基本概念、工作流程和草业内涵,比较了国内外研究的异同,指出国内研究需加强能值理论的研究,与国际同行一道完善、加速发展能值的方法论。从能值量化、最大功率原则、能值时间尺度、能值配置、能值与其他热力学参量间关系,以及能值与经济学关系等方面分析了能值基本特征和主要存在问题。虽然能值分析能解决很多其他评估方法不能量化产品与生态服务,但总体上方法过于简化、容易产生误导和评估结果不准确等缺陷,需要理论与方法论的协调发展。分析认为,选择合适参数,进行能值量化,能值综合评价方法,能值与其他热力学参量间关系明晰,能值形成过程时间尺度分析等,可能成为未来能值分析的主要研究方向。     

规模化牛场"肉牛-沼气-牧草"循环农业模式能值分析

应用能值分析方法对规模化牛场"肉牛-沼气-牧草"循环农业模式进行能值投入、产出分析,并依据能值投入和产出分析资源利用效率、环境压力和可持续发展指数等.结果表明,与单一的肉牛养殖业相比,"肉牛-沼气-牧草"循环农业自然资源利用从0增加至0.041%,但系统还是以购买能值投入为主;全系统净能值产出率和可持续发展指数分别为2.11和1.03,比单一养殖业提高10.5%和71.05%;环境负载率为1.08,降低了18.18%.表明通过增加产业链农业循环模式有利于降低环境压力,提高系统可持续发展指数.     

Meta分析中国不同类型草地放牧强度对土壤氮素矿化作用的影响

氮是草地生产功能的重要限制因素,氮素矿化作用为草地肥力的重要指标.草地生态系统净氮矿化速率对放牧干扰存在不同的响应特征,本研究采用Meta分析方法,通过对中国草地已开展的32个有关放牧对草地矿化作用影响的试验结果进行整合分析.结果 表明:放牧轻微增加我国草地土壤净氮矿化速率,增幅约0.68％,平均效应值为0.01±0.13(置信区间为-0.24～0.25).放牧极显著增加了高寒草甸矿化作用(P＜0.05),平均效应值约为0.38±0.10.放牧降低了温性草原、温性荒漠和沼泽湿地(P＞0.05)土壤净氮矿化速率.放牧强度对平均效应值具有极显著影响(P＜0.0001),轻度和中度放牧提高氮素矿化速率分别为13.88％和5.12％,而重度放牧降低草地氮素矿化速率约9.42％.土壤湿度和海拔对平均效应值具有显著正效应影响(P＞0.05),分别可以解释14.30％和13.61％的效应值变异.轻度和中度放牧有利于提高我国草地生态系统氮素矿化作用和供给能力,可以作为草地生产管理的重要利用方式.暖湿化气候情景有助于提升草地生态系统氮素矿化作用和供给能力.     

农牧交错带种植模式与种养模式的能值评价

应用能值分析方法对传统种植模式(模式Ⅰ)和种养耦合模式(模式Ⅱ)的资源利用、环境压力及生态经济效益进行比较研究.结果表明:与模式Ⅰ相比,模式Ⅱ的化肥投入减少一半,工业辅助能投入比例降低32%,有机能投入比例提高31%,但经济投入却降低30%;净能值产出率提高2.65倍,环境负载率降低92%,资源利用效率提高,环境压力显著减小,可持续性指数提高31.25倍;阐明了引草入田、加入次级生产,实行草地农业的生态经济效益高于以籽实生产为主的传统农业的原理.     

青海天然草地牧草能值分析

利用测定资料及西德奥斯卡凯尔纳的预测能值公式,对青海天然草地3个主要草地类15个草地型的牧草能值,消化能,代谢能进行了预测分析。结果表明:以高山嵩草为优势种的草地牧草其TDN、DE、ME均较高,山地干草原类,高寒干草原类各草地型牧草DE、ME均较低。     

Meta分析放牧对中国北方草地生态系统蒸散量的影响

草地是陆地生态系统的重要组分,放牧为草地最主要的利用方式之一,而蒸散是关系草地生态系统能量和水分平衡的核心环节。本研究采用Meta分析方法,通过对中国草地已开展的23个有关放牧对草地蒸散量影响的试验结果进行耦合分析。结果表明:放牧对中国草地生态系统蒸散量影响的平均效应值为-0.21±0.04,放牧极显著降低草地蒸散量(P <0.001)。不同类型草地平均效应值降低幅度从大到小依次为草甸草原、温性草原、高寒草地、荒漠草地;除荒漠草地外,放牧显著降低其他3种草地蒸散量(P <0.05)。不同放牧强度对平均效应值具有极显著影响(P <0.000 1)。对草地蒸散量影响顺序从高到低依次为重度、轻度和中度放牧;中度放牧下草地蒸散量降低幅度最小,有利于减少土壤水分损失。土壤有机质和全氮对平均效应值具有显著影响(P <0.05),分别可以解释50.48%和23.14%的效应值变异。未来通过对退化草地的有效恢复及草地土壤有机质和全氮含量的提高,将会有效降低平均效应值,减少土壤水分蒸散损失,进而提高水分利用效率。     

基于能值分析理论的草业生态经济系统可持续发展评价体系

简要介绍了OdumHT创立的能值分析理论、能量分析与能值分析的主要区别以及能值分析在草业系统中应用的实际意义。在现行的可持续发展度量方法中,很难有效地解决环境和资源在经济体系中的价值问题,而能值理论在此方面有了一个很好的尝试。所以,本文提出了以能值分析(EmergyAnalysis)为理论支撑的草业生态经济系统可持续发展的评价指数,为正确认识草业资源环境的重要性和草业战略决策的科学化提供理论支持。     

草地生态资产及功能价值的能值评估--以锡林郭勒羊草草地为例

运用能值理论和方法，对锡林郭勒羊草样地生态系统运行的主要驱动力、内在过程、生态资产贮量及其服务功能价值进行了评估。结果表明，1hm^2草地生态系统平均每年对区域经济贡献的宏观经济实际价值约为7285．94元，主要生态资产的宏观经济理论价值约为10580．06元，而1hm^2羊草样地生态系统的替代价值约为39724元。由此可以估算出对羊草草地在开发过程中其环境服务功能及生态资本的损失，另外，也可以根据生物量的减少及GPP的变动情况对生态系统的服务功能及生态资本变动情况进行评估。同时可以根据草地生态系统功能退化的程度进一步估算出区域生态系统损失的情况．可为毕杰粟缔补偿棚制的律寺据供科举依据．     

理解“净能”

消化能和代谢能体系高估了高纤维和蛋白饲料的能量值，又低估了高淀粉和高脂肪饲料的能量值，可以根据化学分析的结果两要当精确地预测多种饲料的净能值。净能值最贴近地区反映真正用于维持和生产目的能量数量。     

甘肃省种植业系统的能值动态

为了探讨甘肃省种植业系统可持续发展,本研究基于能值理论研究了2007-2017年甘肃省种植业系统的能值投入和产出动态变化.结果表明:甘肃省种植业系统总能值投入呈先增加后减少趋势,2015年达到峰值,为5.48×1022 sej;种植业系统总能值产出呈先增加后减少趋势,2014年达到峰值,为2.55×1022 sej.与全国种植业系统相比,甘肃省种植业系统的净能值产出率、能值投入率、环境承载率和可持续发展指数的年均值偏低,分别为0.71、1.54、1.50和0.48.由此可见,甘肃省种植业系统缺乏活力,发展潜力较低,属于不可持续的消费型经济系统.因此,甘肃省在今后发展过程中,应该提高资源利用率,减少不可更新工业辅助能的投入,注重生态环境保护,进一步促进种植业系统的可持续发展.     

甘肃河西大麦麦芽加工系统的能值分析——以中川麦芽厂为例

为评价麦芽加工对自然资源的利用效率和生态环境的负荷效应,在调查分析甘肃河西走廊麦芽加工企业现状的基础上,以中川麦芽厂为例进行了麦芽加工系统的输入与输出能值因素分析,建立了能值分析综合评价指标体系,研究结果表明麦芽干燥系统净能值产出率高,企业竞争力强;但环境负荷率高,与农业生态环境关系密切,说明能值评价指标合理可行。     

三江源草原生态系统生态服务价值的能值评价

三江源地区处于青藏高原腹地,考虑三江源地区草地生态系统的特殊性、复杂性、敏感性,及其所蕴含的巨大的生态服务价值,全面的评价该地区的生态服务价值对于维护该地区生态环境健康和未来该地区经济社会的可持续发展具有重要意义。本研究以草地综合顺序分类法为理论基础,以能值分析法为主要计算方法,选择合适的6项评估指标,对2001-2010年三江源区草原生态系统生态服务价值进行逐项评估。研究结果表明,在过去的10年中,三江源区草原生态系统生态服务价值总量从1375亿元/年上升到1780亿元/年,年际变化较大;从趋势上,以2006年为分界点,2006年后的年份,其生态服务价值总量基本保持上升趋势,且普遍高于2006年前的年份。对不同草原类型进行生态服务价值评价可以看出,多雨冻原高山草甸类生态服务价值占全部草原类型生态服务价值的比例最大,10年中皆超过99.5%,这主要与该草地类型所占的面积比例有关;各类型草地生态服务价值占总价值的比例年际变化不大;在6项指标中,释放O₂与固定CO₂的价值所占总价值比例最大,两者之和约占全部价值量的90%,而直接的草产量价值仅占全部价值量的1%左右,远远低于其他生态服务项目的价值。     

纤维素分解功能菌及其在草业系统界面中的利用潜势

草业系统界面论完善了草业科学的理论,为分析草业生产中系统耦合和系统相悖提供了新的方法论。本研究就国内外关于纤维素分解功能菌方面的相关报道,从纤维素分解菌的物种资源、微生物分泌的纤维素酶资源、纤维素酶基因资源3个方面总结纤维素分解功能菌的资源优势。以系统论和草业系统界面论为理论依据,从草地农业系统中的3个界面,即草丛-地境界面(A)、草地-动物界面(B) 和草畜-经营管理界面(C),分析纤维素分解功能菌资源在草业系统中的利用潜势,认为纤维素分解功能菌在土壤有机质分解、资源循环利用、环境保护、缓解草畜矛盾等方面具有一定的应用前景。并提出3个发展方向：1）继续以生态学研究为基础,研究纤维素分解菌多样性和生态功能的相互关系;2）选育对牧草及农作物秸秆具有高效降解作用的优良菌株,通过非传统的农业方法来解决家畜养殖中的饲料来源;3）促进家畜-作物系统深度耦合,维持整个草地农业生态系统有机协调地持续发展。     

奶牛场技术选择对综合效益和碳排放的影响

在碳中和发展目标与农业现代化需求的双重背景下,规模化奶牛场亟需探索绿色高效的养殖模式,以提升经济与环境效益,实现行业的可持续发展。本文引入能值分析理论,对奶牛养殖系统进行了综合效益分析,结合天津地区城郊型和农区型规模化奶牛场的技术应用、生产效率、经济效益和环境影响等,探讨了技术选择对经济和环境效益的影响程度,为奶牛场今后的综合效益提升及碳减排提供了理论支撑。     

江河源区草地生态建设构想

江河源区是青藏高原的主要组成部分,面积仅占全球陆地面积的0.24%,占全球土壤碳库的1.06%～1.20%左右,生态价值巨大.江河源区1986-2000年,土地植被盖度下降了2.252%,土壤有机碳含量下降了11.454%,土壤CO2年释放量仅下降了9.165%,表现了土壤从碳汇转化为碳源的趋势.而草地面积减少是使土壤从碳汇转化为碳源的主体因素.特别是过度放牧引起的高寒类型草地面积减少559.03 km2,致使土壤有机碳含量减少了750 070万t,占14年来(1986-2000)土壤有机碳含量下降总量的39.03%,是使土壤有机碳流失的主因.从维护全国乃至全球生态安全的角度看,江河源区草地生态建设意义重大.建议在江河源地区建立特色草地农业生态耦合系统,将江河源区分为4个功能区,即自然保护核心功能区、自然保护过渡区(狩猎采集保护区)、自然保护生态-生产功能区、常规居民区.以自然保护区为核心,把这4个功能区与草地农业系统的4个生产层理论相衔接,构建2个层次的系统耦合,即江河源区内部4个功能区之间的系统耦合;江河源区与外区的系统耦合.通过2个层次的系统耦合,将实现江河源头的生态服务功能与下游受益地区的物质与能流的合理交换,以取得经济、生态和社会的巨大效益.     

低碳农业研究进展

低碳农业是低碳经济在农业发展中的实现形式,发展低碳农业除了秉承低碳经济的内涵之外,关键在于提高农业生态系统对气候变化的适应性并降低农业发展对生态系统碳循环的影响,维持生物圈的碳平衡。本研究在阅读大量文献的基础上,对低碳农业的概念、低碳农业的特点、低碳农业的发展现状、草地生态系统中的碳循环及低碳农业发展存在的问题及对策进行了综述,以期为我国低碳农业及草业的发展提供参考。