基于能值的青藏高原边缘区域农业生态系统可持续发展分析——以四川省阿坝藏族羌族自治州为例

运用能值理论对四川省阿坝州农业生态系统进行定量分析与评估.结果表明,1952～2005年期间,阿坝州农业生态系统总能值投入从1.126×1022 sej·a-1增加到1.661×1022 sej·a-1,总能值产出从5.002×1020 sej·a-1增加到1.383×1022 sej·a-1,生态功能潜力从54.08%下降到37.02%,人口基本承载力从19.94万人增加到31.51万人,能值自给率从74.58%下降到54.13%,能值投资率从34.0%上升到85.0%,能值密度从1.34×1011 sej·m-2上升到1.97×1011 sej·m-2,能值货币比率从4.93×1014 sej·$-1降低到1.81×1013 sej·$-1,环境负荷率从0.85上升到1.70,净能值产出率从0.18上升到1.82,可持续发展指数从0.20增加到1.07.研究结果表明,阿坝州农业生态系统生产效率不断提高,而生态旅游业对阿坝州农业生态系统的活力和发展潜力至关重要;阿坝州农业生态系统的工业辅助能投入不足,系统的发展建立在对自然资源消耗的基础上,有不可持续的危险.并以此为据,提出了促进阿坝州农业生态系统可持续发展的几点建议.     

基于能值理论的唐山市农业生态系统评价

农业生态系统是人类赖以生存的基本系统。为更好地评价区域农业生态系统的运行状况和变化特点,了解区域资源、环境和经济间的关系,选取唐山农业生态系统为研究对象,基于能值分析理论与方法,通过编制能值评价指标体系,对唐山市农业生态系统能值投入和产出状况、能值自给率、净能值产出率、人均能值用量、环境负载率和可持续发展状况进行定量评价。结果表明:唐山市农业生态系统整体运行较差,农业生态系统为消费型经济系统,可持续性有待提高;以农业用电、农机动力、柴油和化肥为代表的不可更新工业辅助能值投入逐年增加,使得农业生态系统能值产出率和可持续发展指数有一定下降趋势,且增大了对生态环境的压力。研究建议唐山市发展生态农业和现代农业,应着眼于拓展农业多功能性,逐渐改变传统农业生产方式,突出农业生态内涵,进而改变农业生态系统的能值投入和产出结构,促进其可持续发展。     

绥宁县生态示范区农业生态系统能值分析

本文应用能值理论与方法,分析了2004年绥宁县生态示范区农业生态系统环境基础和经济特征.结果表明:绥宁县农业生态系统不可更新资源能值投入和化肥农药的投入能值分别占总能值投入的99.974%、99.816%,能值产出中,畜牧养殖业的能值产出占总能值产出的88.22%,该县的农业生态系统是以养殖业为主.绥宁县农业生态系统2004年总能值投入为8.339×1023 sej·a-1,总能值产出为1.989×1021 sej·a-1,能值可持续指标值为0.108,属高消费驱动型的生态系统.绥宁县农业生态系统应采取措施减少农业生态环境的压力,优化资源利用结构,增加农业生态经济系统的产出能力,提高农业生态系统生产力,以推动该县生态示范区实现可持续发展.     

湘潭农业生态系统的能值分析及其可持续性评价

为提高湘潭市农业生产力水平,促进农业生态系统可持续发展,运用能值分析理论和方法,对湘潭市2000—2008年农业生态系统的能值投入产出、运行效率、ELR进行定量分析。结果表明:湘潭市农业生态系统能值投入以可更新的有机能为主,主要依赖于人力,其所占能值比重由2000年的0.58下降到2008年的0.49,尚处于从传统农业阶段向现代农业阶段转变的过渡时期;能值产出中林业能值产出较大,而种植业和渔业所占比例较小,尤其是渔业,未达到整个能值产出的0.01%;湘潭市农业生态经济环境负载率低,资源空间利用未达到优化配置,具有较大的发展空间。湘潭农业生态系统的可持续发展指数变化较大,波动范围在0.03~0.11之间,说明湘潭农业生态系统属于消费型经济系统。应根据农业的需要合理调整农业产业结构及能值投入结构,促进农业生态经济系统的良性循环。     

半干旱退化山区农村生态经济系统能流分析

能流是生态系统的基本功能,是系统结构和功能的综合反映。通过对半干旱退化山区彭阳县崾岘乡中庄村农村生态经济系统的能流进行分析研究,以期探讨出合理的农村生态经济系统结构。通过对中庄示范区具有代表性的5种生态模式进行分析研究,该区农业生态经济系统是以种植业为主的。有机能在系统的能投中占的比例较大,达到系统总投能的88%~94%,有机能的投入中主要以有机肥和饲料为主,有机能的投入远大于无机能,反映了该地区的农业生产水平低下、机械化程度较低。从种植业系统的能流分析来看,是一个能量低投入与高产出的系统,养殖业系统是一个能量高投入与低产出的系统。总体来看,中庄村的农业生态经济系统是一个能量投入大于产出的系统,而且,能量的投入和产出呈反比关系,说明该区农业生产的能量投入水平还很低。     

山西省不同农业生态类型区能值比较研究

应用能值分析方法,对山西省不同农业生态类型区的发展状况,生产效率和环境负荷进行比较分析与评价.结果表明:优等类型区能值投入总量较大,集约化程度较高(能值功率密度1.67E+12 sej·m-2),但人力能值投入过多(占能值投入总量的70.62%),工业辅助能值投入相对偏低,制约了人力能值的发挥,因而净能值产出率低(0.70),环境压力较大(9.33).提高该类型区生产效率的途径在于转移农业剩余劳动力,同时增加工业辅助能、特别是高科技含量的工业辅助能的投入.中等类型区工业辅助能值(占能值投入总量的23.36%)与人力能值(占能值投入总量的51.67%)配合较好,能值产出总量大,净能值产出率高(1.25),农业生产效率较高,但仍需加强科技能值的投入,以进一步提高系统效率.差等类型区环境条件恶劣,农业生产经营方式粗放,能值产出总量和生产效率都很低.如果该类型区能合理布局种植业,牧业、林业、渔业等生产功能区,注意规模化和集约化生产,则农业生产效率可能会有新的提高.     

长株潭城市群农业生态系统的能值分析及可持续发展评价

利用能值分析理论和方法对长株潭城市群农业生态系统的投入产出状况、运行效率和环境负载率进行了系统分析。分析结果表明,该城市群农业生态系统能值投入主要以不可更新工业辅助能源为主,农业生产成本过高;在能值产出中林业和畜牧业能值产出较大,而种植业和渔业所占比例较小;环境负载率低于发达国家和地区水平,具有较大的发展空间。为了获得更高的能值产出,促进该城市群农业生态系统的健康、可持续发展,长株潭城市群应当优化能值投入与产出结构,大力发展该区域的特色农业与生态农业,建立多层次、高功效、低能耗的农业生态系统。     

现代农业生态系统能值演替分析--以河北省曲周县为例

以河北省曲周县为例，研究了现代农业生态系统的能值演替情况。结果表明，曲周农业生态系统年总投入能值和总产出能值均呈增加趋势，其中农业投能以系统以外的化石能投入为主，系统环境资源投能的绝对数也在增加，主要表现在对地下水的开采利用上；总产出能值先以种植业产出能值占绝对优势后演替为农牧结合同时兼顾林业和渔业发展的能值产出形式，但农牧业系统多样性降低；农业发展在全国居于较好水平，仍有较大的发展潜力，但能值产出效率增加幅度减慢，系统连接网络不佳，优势度呈下降趋势，主要表现为林业和渔业的子系统能值产出占总产出的比例太低。     

农地流转对农业生态系统的影响

为评价农业经营方式转变带来的生态环境效应,本研究选取重庆市荣昌县农地流转典型区域,结合实地调查和能值分析方法,分别以普通农户和经营大户的投入和产出表征农地流转前后的农业生态系统投入和产出,对研究区农地流转前后农业生态系统能值变化进行了对比分析。结果表明,农地流转后研究区农业生态系统的购买能值投入较流转前减少70.48%,能值产出增加2.15%。这使得农业生态系统的净能值产出率由农地流转前的0.01增加到流转后的0.04,提高了300%。农业机械对人工的替代是单位投入减少的最主要因素,从而使得农业生产效率得到大幅度提升。对于可更新系数小于系统可更新系数的单项投入来讲,减少其投入量能够使系统的环境负载率降低;对于可更新系数大于系统可更新系数的单项投入来讲,增加其投入量能够使系统的环境负载率降低。但是研究区农业生态系统单项投入的变化均使得环境压力有所增大。其中,人力投入大幅度减少,电力柴油等投入有不同程度地增加。因此,研究区农业生态系统的环境负载率由农地流转前的0.12增加到流转后的0.65,提高441.67%;可持续性指标由流转前的0.08降低到流转后的0.06,生态可持续性降低25.00%。研究发现,适度规模经营能够有效降低生产成本,增强产品的市场竞争力;不过,种植结构调整高附加值化和高产量追求,导致农药化肥等购买资源大幅度地增加,加剧了农业生态系统潜在的生态环境风险。研究认为,农业生态系统可持续发展的关键在于对农业集约化发展方式的选择。为此,国家在引导农地流转和发展适度规模经营的政策体系中需对此给予指导并施以规范。     

考虑面源污染的河南省农业生态系统能值评价

采用生态经济学能值分析方法,基于2011—2016年社会经济统计数据,对河南省农业生态系统进行了动态评价。鉴于河南省农业化程度高、农业面源污染问题突出的特点,在常规环境负载率、净能值产出率和可持续发展指数三个农业生态系统能值评价指标的基础上,考虑农业面源污染的负产出,提出内部损耗率指标,对农业生态系统的污染状况进行定量评价。结果表明,2011—2016年河南省农业生态系统整体可持续发展状态保持良好,但系统发展对不可更新资源的依赖性较强,内部损耗率指标虽呈下降趋势,但仍超过0.40。因此,河南省应继续实行化肥农药的减施增效措施,保障农业生态系统的稳步可持续发展。     

生态文明视角下四川省资源环境压力的时空变化特征

基于足迹家族原理,构建了由生态压力、温室气体(GHGs)排放、水资源压力构成的资源环境压力评价指标体系,并应用于四川省的资源环境压力评价。结果表明,1990—2013年四川省人均生态足迹增加109.57%,生物承载力变化不大,生态压力由中下(Ⅱ_a)升至很高(Ⅲ_b)等级;林业碳汇提高32.01%,GHGs排放虽保持较低(Ⅰ_b)等级,但其排放指数增高了234.97%;水足迹增速很小,水资源压力很低(Ⅰ_a);全省资源环境压力由很低(Ⅰ_a)升为中下(Ⅱ_a)。空间上,生态压力很低(Ⅰ_a)的是甘孜和阿坝,广元为中上(Ⅱ_b),成都、自贡和攀枝花等其余19市(州)很高(Ⅲ_b);GHGs排放状况,攀枝花很高(Ⅲ_b),内江较高(Ⅲ_a),乐山中上(Ⅱ_b),眉山中下(Ⅱ_a),甘孜、雅安和阿坝为碳汇(Ⅰ_a),成都、自贡和泸州等其余14市(州)均属较低(Ⅰ_b)等级;水资源压力方面,自贡、遂宁、眉山、内江和资阳很高(Ⅲ_b),成都较高(Ⅲ_a),泸州和达州为中上(Ⅱ_b),德阳为中下(Ⅱ_a),宜宾和攀枝花较低(Ⅰ_b),甘孜、阿坝和广安等其余10州(市)很低(Ⅰ_a);资源环境压力状况,阿坝、甘孜、雅安和广元很低(Ⅰ_a),凉山和绵阳较低(Ⅰ_b),广安、巴中和南充为中下(Ⅱ_a),宜宾、德阳、乐山和达州为中上(Ⅱ_b),泸州、资阳和成都较高(Ⅲ_a),遂宁、攀枝花、眉山、自贡和内江很高(Ⅲ_b)。研究表明,四川省的资源环境压力主要归因于较高的生态压力。今后的生态文明建设中,除了严守耕地生态红线以确保耕地生产力外,还要通过大力发展水电以优化能源消费结构,以及加强森林保育以提高碳汇潜力。     

渭北黄土高原不同类型人工林的生态效益评价

[目的]构建适应渭北黄土高原人工林资源与生态服务功能特点的人工林生态效益评价方法,阐明不同类型人工林建设对该地区东部、中部、西部生态环境的影响,为准确量化与科学评估不同类型、不同区域人工林的生态服务功能,优化林分结构、制定人工林生态补偿强度标准及准确计量评估人工林碳汇,将“绿色颜值”转化为“生态价值”提供理论依据。[方法]在构建渭北黄土高原生态林、生态经济林、经济林有效面积计算模型的基础上,采用典型区域调查、测定与森林二类调查资料和计量参数等收集相结合的方法,计算分析了3种不同类型,东部、中部、西部不同区域人工林涵养水源、固碳释氧、保育土壤和净化大气的生态效益。[结果](1)渭北黄土高原不同类型人工林的生态效益为生态林>经济林>生态经济林;生态效益中涵养水源价值量最高,保育土壤与固碳释氧效益次之,净化大气的价值量最低。(2)人工林单位面积生态效益为经济林>生态林>生态经济林。(3)不同区域人工林生态效益为中部>东部>西部。[结论]生态林和经济林在生态效益中发挥着重要作用,提高它们所占比重能显著提高人工林的生态效益。为提高西部人工林生态效益,生态林应加...     

川西北生态脆弱区居民点时空演变特征及影响因素研究

  目的  对四川省阿坝藏族羌族自治州近30年居民点时空演变特征及影响因素的研究，为川西北生态脆弱区居民点的优化调整、生态环境保护以及区域可持续发展提供科学参考。  方法  基于1990 ~ 2020年的4期Landsat系列影像，借助Google Earth Engine云平台，采用随机森林算法、核密度分析、空间热点探测、地理探测器等方法开展研究。  结果  1990 ~ 2020年期间阿坝州居民点的规模不断扩大，且“冷”、“热”区分异明显，总体呈现“局部聚集－沿河分布”的特征；东南部峡谷区是全州居民点高密度聚集区和主要“热点区”，扩张速度最快；年平均气温、海拔以及人口数量是影响阿坝州居民点规模的最重要因素。  结论  自然地理条件对川西北生态脆弱区居民点分布的约束作用在逐步减弱。     

浑河流域森林生态补偿标准测算

[目的]测算浑河流域森林生态补偿标准,为建立流域森林生态补偿机制提供科学依据。[方法]以浑河流域森林生态补偿为研究对象,在应用ArcGIS 9.3计算流域上游向下游空间转移的森林生态服务价值基础上,利用主成分分析法得到浑河流域下游各市县社会经济发展水平测算出来的补偿系数,最终确定浑河流域森林生态补偿标准。[结果]沈阳市森林生态补偿标准最高为4.12亿元/a,大洼县森林生态补偿标准最低为0.07亿元/a。[结论]森林生态服务价值转移量随着距离上游地区空间距离增加而减少。得到森林生态服务价值转移量越多,补偿系数越大,补偿标准越高。     

川西北生态环境恶化综合治理能化害为利

通过川西北12县调查,由于森林严重破坏,与日俱增的工业污染,进一步加剧了长江上游生态环境恶化。建议:1.把恢复长江上游生态平衡提到国家总体战略高度,予以重视,2.提高该地区森林覆盖度,是恢复长江上游生态平衡的基础;3.加速开发水力资源,以电护林,以林涵水,是恢复生态平衡的根本大计;4.加强综合治理和综合利用,化害为利。     

植树造林在黄河三角洲生态与环境建设中的作用

通过认真分析黄河三角洲生态环境的现状和存在的问题，探讨了林业在黄河三角洲生态环境建设中的作用，并结合黄河三角洲的实际情况，从森林生态体系建设的角度，提出了黄河三角洲生态环境建设的对策，为黄河三角洲生态建设和可持续发展提供科学依据。     

多情景退耕还林对林地生物多样性保护价值的潜在影响

退耕还林对生物多样性保护具有显著的正向影响,评估其生物多样性保护生态服务价值意义重大。现有研究多采用当量法计算生物多样性保护的生态服务价值,但该方法未考虑不同林地类型的差异化生物多样性价值,因而难以实现空间精细化评估。该研究从生态连通视角切入,以云南省保山市施甸县为例,根据坡度和相关政策设定1种现状情景(情景I)与3种退耕情景(情景Ⅱ、情景Ⅲ与情景Ⅳ),采用形态空间模式识别生态源地、指数法分析生态连通性和斑块重要性,进而计算各情景下的生物多样性保护的生态服务价值。在此框架中,该研究通过空间精细化手段修正各类林地的当量因子系数。结果表明：随着物种扩散距离的增加,生态连通性增加,情景Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的森林的生物多样性保护的生态服务价值均呈现增加趋势,依次增加了3.02×10⁷、4.7×10⁶和1.57×10⁷元,更有助于增加生物多样性保护生态服务价值的退耕方式是情景Ⅱ;从修正当量角度看,情景Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的修正当量系数分别为1.51、1.46和1.47,最有利的退耕情景为退耕程度最小的情景Ⅱ,而退耕程度最大的情景Ⅲ却没有取得相应的成效...     

东北和内蒙古重点国有林区天然林保护工程生态效益分析

依据LY/T1721-2008《森林生态服务功能评估规范》,应用分布式测算方法,从涵养水源、保育土壤、固碳释氧、林木积累营养物质、净化大气环境和生物多样性保护等6个方面,对东北和内蒙古重点国有林区天然林保护工程实施带来的生态效益及价值进行分析.结果表明:1)天保工程实施期间,调节水量和固土量分别增加157.57亿和2.38亿t,保肥物质量、固碳量、释氧量及林木积累营养物质量分别增加1 717.74万、1 573.03万、3 808.19万和127.83万t,提供负离子增加6.70×1025个,吸收污染物(SO2、HF、NOx)增加4.29亿kg,吸滞TSP增加1 473.32亿kg;2)每年天保工程生态效益总价值增加6 366.45亿元,相当于天保工程总投资的3.53倍.东北和内蒙古重点国有林区天保工程的实施,显现出巨大的生态效益和可持续发展的潜力,以期为后续天保工程的实施提供科学参考.     

大兴安岭林区湿地生态水环境失调机理探析

阐述了大兴安岭林区湿地特征和生态水环境失调机理,指出该区大气转暖期的温室效应增加,原始森林被砍伐,湿地排水造林,三者相互制约,促使降水径流加速,冻结滞水层融深和融水量加大,地面蒸发作用增强,并人为加大湿地及其流域内地表积水和地下径流向山地河谷排泄,导致湿地生态水环境失调,由此造成大兴安岭针叶森林、冻结滞水层分布区向北和高海拔退缩,森林生态水环境随之失调恶化。     

天保工程对东北和内蒙古重点国有林区保育土壤生态效益的影响

为了直观地反映天然林资源保护工程所带来的生态效益,体现重大生态工程的巨大作用,实现林业及生态的可持续发展,依据LY/T1721-2008《森林生态服务功能评估规范》,应用分布式测算方法,对东北和内蒙古重点国有林区天保工程保育土壤物质量及价值量进行评估.结果表明:1)截至2015年,9个优势树种固土和保肥总量分别为13.17亿t/a和8 203.72万t/a,比天保工程实施前分别增加2.36亿t/a和1 738.23万t/a;2)9个优势树种固土和保肥总价值分别为905.29和2 408.92亿元/a,比天保工程实施前分别增加455.44和699.69亿元/a;3)桦木林和阔叶混交林固土效益突出,而红松林和樟子松林固土效益不显著;落叶松林和阔叶混交林保肥效益均最好,樟子松林保肥效益较差;4)对森林实施保护,能有效改善其生态系统服务功能,使森林保育土壤生态效益得到相应的提升.研究为评估天保工程区森林的其他生态服务功能,以及后续天保工程的实施提供科学依据.