草地农业生态系统中的能值分析方法评介

草地农业生态系统的能量分析从能流着手进行草地农业生态系统的功能量化分析,是草地农业生态系统重要的研究方法之一.分析了草地农业生态系统能量分析目前存在的问题,介绍了Odum的能值分析理论对传统能量分析方法的新发展,将能值分析的方法、基本步骤和评价指标引入草地农业生态系统中,提出了草地农业生态系统能值分析方法推广中亟待解决的难点和应用中的一些设想.     

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。     

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。     

基于能值生态足迹的西安市生态承载力现状研究

生态足迹模型是一种较为实用的评价可持续发展与利用的方法,而能值生态足迹模型在一定程度上弥补了传统生态足迹模型的缺点。该研究利用能值足迹模型对西安市2010年的可持续发展状况进行评价,结果显示:西安市2010年实际可利用的人均能值生态承载力为0.228204hm2/cap,人均能值生态足迹为7.0918hm2/cap,生态赤字为6.8636hm2/cap。     

猪的能量体系：新概念

饲料能值可用不同的能量体系来表达，根据能量被消化利用的途径可分为消化能、代谢能和净能。这篇综述考虑了日粮和动物因素，因为它们会影响猪对能量的消化和代谢过程。结果表明，饲料粗纤维的含量增加，会导致饲料能量的消化率下降，但是这种下降会随着动物体重的增加而减弱。因此，饲料的能值应根据猪体重来确定。事实上，至少应该有2组消化能数据，一组用于生长育肥猪，一组用于成年猪。代谢能的利用取决于饲料的化学组成，因为脂肪的能量转化效率为90％，淀粉为82％，蛋白质和粗纤维为60％。由于饲料组分的能量转化效率不同，采用消化能或代谢能体系评估日粮的能值，使得高蛋白质日粮的能值估计过高，而高淀粉或高脂肪的日粮能值估计过低。例如。玉米、豆粕和动物油的相对消化能分别为100、104和235，相对代谢能为102、99和244，而相对净能为107、79和289。INRA建议使用净能体系，因为与消化能、代谢能相比，净能值能更准确地预测动物的生长性能。先进的能量体系加上准确的蛋白评估体系（标准化的回肠消化率）使得新的饲喂方案（低蛋白或高脂肪日粮）能够放心的执行。本综述也给出了饲料原料的实际能值和猪对能量的推荐需要量。     

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5.48×10~(22) 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2.55×10~(22) 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。     

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。     

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.     

估测稻谷消化能值的回归方程

通过对三十个稻谷样品常规营养成分、总能、离体消化能值的测定,并用相关、通径和多元回归等统计方法,求得一个用常规营养成分估测稻谷消化能值的最优回归方程:Y=158X_2 84.3X_4-3172.8(R=0.956,N=30,RSD=0.0861)式中:Y 代表稻谷消化能估测值X_2为稻谷中粗脂肪含量,X_4为稻谷无氮浸出物含量.近二十年来,不少学者通过饲料中的化学成分及其可利用能值的关系从不同角度建立过各种数学模型,并报道了各种用以估测饲料消化能(DE)、代谢能(ME)的经验公式.Drennan(1970),Morgan(1975)等先后论证了消化能与粗纤维(CF)之间的相关,并推导出一些回归公式,张子仪(1979)也曾论证了饲料中非营养物质(NNM),如粗纤维或酸性洗涤纤维与其消化能之间的关系;Schcider 及 Harrise(1950,1951)曾通过用饲料中粗蛋白(CP),粗脂肪(EE)、粗纤维和无氮浸出物(NFE)等成分的测定值与各成分的消化率与可消化总氧分(TDN)的关系,求得一多元回归方程以估测猪饲料的消化能,并指出用估测的方法比借用消化率值更为可靠。张子仪等(1983)应用通径方法,通过饲料中粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和无氮浸出物等化学成分估测猪饲料的数学模型,并建立了估测能量饲料、蜇白质饲料、粗饲料和青绿饲料的多元回规方程.稻谷是我国主要粮食作物,其产量居世界第一位,1985年稻谷产量达16356.9万吨。据估计1986年约有1685.6万吨稻谷用作饲料,而简易地估测稻谷有效能值是生产中迫切需要的技术之一.本试验试图用离体法测试稻谷中的消化能,即由离体法测值与全粪法消化能测值的相关以及消化能与常规成分之间的相关,求得一个由常规营养成分估测稻谷消化能的最优回归方程.     

基于能值生态足迹模型的青海地区 可持续发展评估

生态足迹分析方法是生态经济学中测度人类社会资源消耗的经典方法之一,基于能值的生态足迹模型是该领域研究的最新发展和改进。本研究采用区域标准计算生态承载力和生态足迹,能够更好地体现区域的真实供给能力和人类对资源的实际消耗,其方法和数据优于普遍采用的全球标准。研究基于能值生态足迹模型,定量地分析了2005–2014年青海省的可持续发展状态;结合万元GDP生态足迹、生态足迹多样性指数以及发展能力指数,分析了青海省的总体经济发展状况;同时利用GIS空间分析技术,分析研究区可持续发展状态的空间分布差异。结果表明:1)2005–2014年青海省区域生态足迹超出了生态承载力,生态足迹指数小于0且不断下降。2)青海省不可持续发展的区域在不断扩大,主要集中在东部的市区及其周边的县域,2011年之后呈现由北向东的带状分布。3)结合能值生态足迹和多因子耦合分析表明,虽然青海省的资源利用效率有所提高,发展能力也有较大的提升,但主要是以大量的资源消耗为代价,水土流失、生态功能恶化、地区承载力下降、自我调节能力降低等生态环境恶化问题依然严峻。该研究结果可为相关青藏高原地区的可持续发展提供有益的参考。     

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。     

Energy partitioning in growing pigs: the use of a multivariate model as an alternative for the factorial analysis.

To quantify the utilization of ME by growing pigs, a factorial analysis method is often used in which the ME intake is regressed on protein (PD) and lipid deposition (LD) rates. The approach has been criticized because there often is a strong correlation between PD and LD, which makes accurate estimation of model parameters difficult. The current study describes a nonlinear multivariate analysis procedure in which PD and LD are the result of variation in ME intake. The approach requires a hypothesis concerning the partitioning of ME intake above maintenance between PD and LD. The method was evaluated using data for growing pigs of different genotypes and sex and weighing between 20 and 107 kg that were offered a diet close to ad libitum. Energy, nitrogen, and fat balances were determined at regular intervals over the growing period. The maintenance energy requirement was expressed as a function of BW (with group-specific parameters) or as a function of muscle and visceral mass. The maintenance energy requirements ranged from 913 to 1,070 kJ ME/((kg BW).60.d) for obese castrates and boars of a synthetic line, respectively. Viscera contributed 1,558 kJ ME/ ((kg tissue).70.d) to the maintenance energy requirement, whereas muscle contributed only 555 kJ ME/ ((kg tissue).70.d). It was assumed that the proportion of ME intake (above maintenance) designated for PD declined linearly with increasing BW. At 20 kg of BW, 49% of ME intake above maintenance was designated for PD in lean genotypes, whereas this was only 34% in obese genotypes. In general, with increasing BW, less energy was designated for PD, but this relationship depended on genotype and sex. Extremely lean male genotypes maintained a constant partitioning of energy between PD and LD for all BW. The energetic efficiencies varied (depending on the model used to express the maintenance requirement) between .58 and .60 for PD and .77 and .82 for LD. Extrapolation of results suggested that animals fed at maintenance energy level would still deposit protein at the expense of body lipid. It is argued that this finding requires nonbiological efficiencies of lipid catabolism and protein synthesis and illustrates the limitation of the maintenance concept for growing animals. The multivariate analysis method proposed here circumvents many of the problems associated with the factorial regression analysis of ME intake on PD and LD. The method can be used to further refine nutritional models describing growth in pigs.     

Comparisons of heat loss from young cockerels by direct measurement and by indirect assessment involving body analysis

Young cockerels were fed diets containing normal or relatively low concentrations of protein, and heat loss was measured either directly in a gradient layer calorimeter or indirectly by subtracting the gain in body energy from the metabolisable energy eaten. Direct measurement of heat loss daily yielded information not easily obtainable by body analysis techniques.

Expected differences in energy lost as heat, complementary to differences found in tissue energy gain between birds on control and low‐protein diets, could be demonstrated on occasion by the indirect body analysis technique but not by the direct method. The latter method of estimating total heat loss tended to give lower values than the indirect method, by about 3 per cent in one experiment and 12 per cent in another.

Although fast‐growing Chunky Chick hybrids consistently ate more food energy per unit weight than slower‐growing White Link hybrids, daily heat loss from the Chunky Chick appeared to be no greater than from the White Link and so energy utilisation was more efficient and growth rate greater in the case of the Chunky Chicks.     

Maintenance energy requirements of laying hens: a comparison of measurements made by two methods based on indirect calorimetry

1. The aims of this study were to compare maintenance metabolisable energy requirement estimates obtained in laying hens by two methods of respiration calorimetry, to investigate the changes in the heat production and energy retention of laying hens associated with temporarily reduced energy intake and to demonstrate the errors caused by using inappropriate values of net efficiency of energy utilisation (k) when extrapolating to maintenance energy requirement from a range of energy retention values. 2. One of the methods used regression of a range of energy retentions on energy intakes, followed by interpolation of zero energy retention; the other method employed extrapolation to zero energy retention from a single level of energy intake and retention. 3. Maintenance energy requirements derived from the two methods were similar. There was no indication that repeated temporary reduction of energy intake for the regression method gave a reduced value for maintenance energy requirement. The main potential advantage of the single-point method is therefore rapidity. 4. The single-point method relies for accuracy either on fixing an energy intake near the expected maintenance or on having a very accurate value for k. For example, the error attributable to using an assumed net efficiency (k) value of 0.7 when the true value was 0.8 was shown to vary between 0 if energy retention was measured at the equilibrium point and about 70 kJ/kgW0.75 d, or +15%, if energy retention was measured in the fasted state. 5. Stability of heat production and energy intake was approached after 2 d of reduced energy intake.     

蛋公鸡强饲法评估非淀粉多糖酶对肉仔鸡日粮表观代谢能值的作用效果

以 2 4 0只艾维茵肉仔鸡和 2 4只海兰褐成年蛋公鸡为试验动物 ,通过代谢试验研究非淀粉多糖酶对肉仔鸡和成年蛋公鸡能量利用的作用效果。试验结果表明 :在含有 1.8%小麦总戊聚糖、0 .2 %可溶性小麦戊聚糖的日粮中添加酶制剂对肉仔鸡的生产性能影响不显著 (P >0 .0 5 )。三种饲用酶制剂显著影响 3周龄肉仔鸡的能量利用 ,分别提高日粮表观代谢能值 (AME) 3.5 % ,4 .9% ,3.5 % (P =0 .0 2 9,0 .0 0 4 ,0 .0 2 3)。通过回归方程 (AME3周龄肉仔鸡 =1.16 0×AME蛋公鸡 - 1.30 9,R2 =0 .989,P =0 .0 0 6 ) ,可以成年蛋公鸡为模型 ,采用排空强饲法快速评估酶制剂对 3周龄肉仔鸡日粮表观代谢能值的影响。     

基于能值生态足迹模型的青藏高原东部高寒牧区可持续发展研究

可持续发展已经成为世界各国普遍追求的目标,区域可持续性的评估也逐渐成为制定区域发展政策的重要理论依据。甘南藏族自治州是我国典型的高寒牧区之一,其可持续发展问题已成为当前发展畜牧业的关键。本研究基于能值理论,运用改进的能值生态足迹模型,对2005-2013年甘南藏族自治州(简称甘南州)各县、市可持续发展状态进行了定量研究。改进模型的关键在于采用区域能值密度计算生态承载力和生态足迹,能够更真实地反映研究区生态系统的供给能力和人类对资源的消耗状况。结果表明,1) 研究区生态足迹组成中,畜牧业产品所占比重最大,并保持稳定;电力和燃料煤比重逐年上升,而种植业产品和野柴草比重有所降低。2) 甘南州人均生态足迹不断增大,由2005年的4.77 hm²/人增加到2013年的7.09 hm²/人;人均生态承载力呈波动变化,保持在4.64~5.65 hm²/人之间。3) 甘南州生态足迹指数总体呈下降趋势,9年间整体处于不可持续发展状态。4) 甘南州万元GDP生态足迹由2005年的12.60 hm²/万元下降到2013年的4.86 hm²/万元,资源利用效率不断提高,其中合作市最高,迭部县次之,其他各县无明显区别。5) 甘南州以畜牧业为主的玛曲县、碌曲县、夏河县和合作市人均生态足迹和人均生态承载力总体均大于农牧交错区的临潭县、卓尼县、舟曲县和迭部县。9年间,迭部县、玛曲县和碌曲县处于可持续发展状态;夏河县、卓尼县和舟曲县处于不可持续发展状态;合作市和临潭县处于严重不可持续发展状态。基于以上研究结果,对研究区未来可持续发展进行了有益探讨。