沛县蔬菜生态系统能值分析

能值分析理论是基于“任何形式的能量都来源于太阳”这一前提, 因此可将不同种类、不可比较的能量转换为同一标准, 即太阳能焦耳来进行比较。本研究应用生态系统能值分析理论与方法, 以江苏省蔬菜主产区之一的沛县为例, 采用一系列能值指标, 定量分析了该县蔬菜生态系统的环境资源基础和经济特征, 为合理开发沛县蔬菜资源, 实现沛县蔬菜可持续发展提供科学依据。结果表明: 2007 年沛县蔬菜生态系统能值投入为1.22×10²¹ sej, 其中工业辅助能为7.18×10²⁰ sej, 占58.85%, 说明沛县蔬菜产业发展主要依靠工业辅助能,已走出传统农业靠自然条件发展的阶段。沛县蔬菜生态系统能值产出为3.20×1021 sej, 占农业总产出能值的39.65%, 说明蔬菜产业已成为沛县农业的重要支柱产业之一;其中, 茄果类和根茎类蔬菜能值产出较高, 分别占蔬菜能值产出的35.63%和23.63%, 而特种创汇蔬菜牛蒡和山药为蔬菜能值总产出的18.61%。沛县蔬菜生态系统能值自给率为2.67%, 低于江苏省耕地生态系统(10.12%), 说明环境资源已不是蔬菜发展的主要决定因素, 沛县蔬菜生态系统抵抗自然灾害的能力较强; 沛县蔬菜生态系统的工业辅助能值比率为58.85%, 低于江苏省耕地生态系统工业辅助能比率(73.16%); 沛县蔬菜生产的化肥使用量较高, 占工业辅助能的69.42%, 不利于蔬菜产业的可持续发展; 不过沛县生态系统的有机辅助能比率为38.61%, 高于江苏省耕地生态系统有机辅助能比率(16.72%); 沛县蔬菜生态系统的购买能值比率为97.54%, 高于江苏省耕地生态系统购买能值比率(89.88%), 表明沛县蔬菜产业发展几乎完全依赖于来自社会经济系统的购买能值, 而较高的购买能值促进了沛县蔬菜产业的迅速发展;沛县蔬菜生态系统的能值投入率为36.61, 高于江苏省耕地生态系统能值投入率(8.88), 说明沛县蔬菜产业发展迅速; 但净能值产出率仅略高于江苏省耕地生态系统净能值产出率, 可能由于能值产出较高的先进技术推广不够; 沛县蔬菜生态系统环境负荷率为1.43, 低于江苏省耕地生态系统环境负荷率(2.83), 且农药能值投入仅占0.21%, 说明沛县蔬菜产业有较强的可持续发展能力和较大的发展潜力。为促进沛县蔬菜产业综合效益的提高和可持续发展, 应进一步加强蔬菜产业基础设施及蔬菜产品加工业的建设,加大蔬菜产业的科学技术推广力度, 增强沛县蔬菜生态经济系统的产出能力。     

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。     

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。     

宁夏移民区种植业生态系统的能值分析——以红寺堡移民开发区为例

从能值的角度出发,以宁夏移民区代表区域红寺堡移民开发区2007年统计数据与调查数据为基础,对该区种植业生态系统的能值投入与产出进行首次分析.建立了由环境承载率、净能值产出率、能值投入率和可持续发展指数等构成的评价指标体系,并与同类地区和一些发达地区进行了对比分析,结果表明:该区种植业生态系统能值投入以不可更新的工业辅助能为主,尤其以化肥为主,能值投入率、净能值产出率相对较低,环境承载率较高,对环境的压力很大;可持续性发展指数很低,属于消费型经济系统.基于红寺堡移民开发区种植业系统能值分析的特点,提出了促进系统可持续发展的对策建议.     

贵州农业生态系统能值时空分异研究

运用能值理论与分析方法,采用能值投资率、能值产出率、环境承载力、可持续发展等重要能值指标对贵州省1990—2010年间农业生态系统的能值时空分异进行了分析。结果表明:贵州省农业生态系统能值投入产出呈递增趋势,投入以可更新资源能值和可更新的有机能为主,工业辅助能的增加最为显著,能值产出结构以种植业主,并呈下降趋势;能值投资率和环境承载力高值区主要分布在贵州中西部地区,低值区分布在贵州东南地区;净能值产出率高值分布在贵州东北、西南地区,低值分布在西北;可持续发展指数高值分布在遵义、黔东南和黔西南,低值分布在中西部,能值指标的空间格局分布差异,主要受到经济发展水平、工业能值投入量、人口、农业基础设施的影响。     

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。     

基于能值理论的盐城市农业生态系统动态分析

农业生态系统是人类生存的最基本系统,对其结构和功能进行分析是解决农业生态环境问题的关键。应用能值分析理论与方法,对盐城市1995—2010年的农业生态系统能值结构进行了动态分析,采用净能值产出率、能值投入率、环境承载力、能值密度、人均能值用量及可持续性指数对该地区的能值结构进行了详细研究。结果表明:系统能值总投入呈上升趋势,在能值投入中,风能资源投入逐渐增加,但总体比重不高,劳力能值投入受乡镇企业发展和进城务工因素影响逐年下降,以劳力和畜力等有机辅助能为主的传统农业正逐渐被以农机、化肥等工业辅助能为主的现代农业所替代。系统能值总产出呈上升趋势,农业产业结构由以种植业、畜牧业为主向高附加值的畜牧业、水产业的多样化方向转化。系统能值可持续发展指标为0.97,是典型的消费型生态系统,产出的能值是消耗较多的资源获得。系统对于环境的压力较大,可持续性较低,应进一步调整农业产业结构,依靠科学技术,大力发展绿色和生态农业,保护环境资源,实现盐城城市农业生态系统的可持续发展。     

基于能值分析的稻蛙生态种养模式效益评价

稻蛙生态种养模式将蛙类引入稻田,提高水稻生产系统的生产效率与可持续发展能力,是我国现代农业发展中重要的生态农业产业之一。为评价稻蛙生态种养模式的经营效益,本研究运用能值分析法,综合分析2015—2019年上海市青浦区稻蛙生态种养模式生产系统的能值投入和能值产出,并选用能值自给率、能值投资率、净能值产出率、环境负载率、可持续发展指数5项指标评价其能值效率。分析结果表明:2015—2019年青浦区稻蛙生态种养模式生产系统中,农田灌溉水、雨水化学能、复合肥、有机肥、基础设施等是主要的能值投入内容;稻谷、秸秆、成蛙以及政策性收入为主要产出能值内容。稻蛙生态种养模式生产系统能值自给率与能值投资率均值分别为0.18和4.86, 5年中无明显变化趋势;净能值产出率均值为3.65,呈逐年上升趋势;环境负载率均值为0.46,总体呈下降趋势;可持续发展指数均值为8.52,总体呈上升趋势。由于研究区域与经营模式的差异,与其他系统相比,稻蛙生态种养模式生产系统承受环境压力较小,能值可持续指标表现良好,可持续发展潜力大,是值得拓展推广的绿色生产模式;但系统自我维持力弱,受经济社会影响波动较大,农业生态系统经济发展程度与生产效率仍有提升空间,应充分利用当地资源,适当增加能值投入,开拓多元化产品,提高系统产出率。本研究为稻蛙生态种养模式进一步健康稳定发展和推广提供了参考依据与方法借鉴。     

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.     

长汀县循环农业产业联盟模式能值分析

实施种养结合,将农牧生产废弃物利用并回流坡耕地和开展地力恢复是长汀县水土保持的重要内容.应用能值分析法分析2014年长汀县循环农业产业联盟和长汀县农业生态系统(对照)的净能值产出率、能值投资率、环境负载率和可持续发展指数,以及循环农业模式能量流动特征.结果表明:2014年循环农业产业联盟的净能值产出率、能值投资率、环境负载率和可持续发展指数分别为7.12、49.35、0.44和16.26.同期长汀县农业生态系统的净能值产出率、能值投资率、环境负载率和可持续发展指数分别为1.20、3.29、0.23和5.17.循环农业产业联盟净能值产出率和可持续发展指数分别高于当地农业生态系统5.92和11.09个单位,对当地农业发展具明显带动作用.提出了有关优化循环农业产业联盟的建议:1)控制牧业生产规模;2)扩大有机肥厂生产规模;3)引进更多的种植企业,参与循环产业联盟,利用沼液;4)增加科技投入,提高沼气和沼液利用率.通过项目引导构建循环农业产业联盟模式,分析循环农业模式能量流动特征,不仅有助于说明循环农业模式实施效果,也可为循环农业模式自身优化提供理论依据.     

基于能值分析的永定河流域农业生态补偿标准

实施农业生态补偿是消除当前农业生产中的负面影响,保证环境友好型农业生产顺利进行的前提。针对当前的农业生态补偿标准计算中,价值受时空动态变化影响较大、投入成本难以准确计量的弊端,借助能值与价值之间的可转化性,给出基于农业可持续发展的生态补偿标准计算体系。选择永定河官厅水库以上流域为研究区,从可更新资源(R)、不可更新资源(N)、物质投入(M)、服务成本(S)的能值计算出发,计算得出永定河流域的农业生产的总能值为3.80×1016Sej/hm2,其中可更新的能值为1.59×1016Sej/hm2,不可更新能值2.21×1016Sej/hm2。研究区农业生产的环境可持续指数(ESI)为0.1056,流域农业处于严重不可持续状态,应实施农业生态补偿进行调整。借鉴能值与生态服务价值之间的可转化性,为实现流域农业生产的可持续,下游区域政府或受益部门应对上游农业水土流失防护补偿约4亿元。该文研究结果的应用表明,基于能值的农业生态补偿标准计算方法具有一定的适用性。     

基于能值分析的农业园区循环经济发展评价研究

为促进农业循环园区降低资源消耗和减少污染,实现农业现代化的新要求,该文构建了农业园区循环经济系统能值评价指标体系,以西北某农业科技园区为例进行评价。结果表明:该园区经济发展程度整体较好,但二三产业发展较为薄弱;园区能值投资率为8.06,能值产出率为1.12,能值再利用率为29.27%,整体资源再利用程度偏低;园区环境负荷率为8.11,废弃物能值比为11.57%,废弃物利用率为69.61%,废弃物资源化利用程度有限;可持续发展指数为1.61,改进的可持续发展指数为3.42,生态效率指数为0.88,产业结构较为单一且不均衡。建议园区改善资源利用,优化产业结构,增加系统强度和生产效率。该研究对国内其他农业园区循环经济的发展评价也有借鉴意义。     

基于能值方法的成都平原农田生态系统秸秆循环利用模式研究

本文采用能值分析方法与理论,以成都平原"稻-麦"轮作农田生态系统不同秸秆循环利用模式为研究对象,通过系统定位试验与随机抽样调查,对农田生态系统常规施肥生产模式(CF)、秸秆直接还田生产模式(CFS)和食用菌菌废料还田生产模式(按物质投入量不同分为FR1、FR2和FR3)的能值投入产出进行比较。研究表明:CF和CFS模式不可更新能值投入比例较大,主要依附工业辅助能的投入;不同模式系统的总能值产出量依次为CFFR2CFSFR1FR3,与CF和CFS模式相比,FR1、FR2、FR3模式的产投比相对较大,FR2模式最大,其产投比为2.35。菌废料还田生产模式下农田生态系统有机能值占系统总能值比例较高,系统净能值产出率高,环境负载率较低,环境压力小,可持续发展性能较强,FR2菌废料还田生产模式是最适合成都平原的秸秆循环利用生产模式。     

基于能值分析的蜜柚园生草模式生态经济效益评价

蜜柚是福建省平和县优势特色产业,目前面临发展困境。生草栽培是推动蜜柚绿色发展的重要途径,为科学评价蜜柚园生草模式的生态经济效益,本文应用能值分析法测评平和县五寨镇前岭村蜜柚园生草模式和蜜柚园清耕模式的能值自给率、能值投资率、净能值产出率、环境负载率、有效能产出率和能值反馈率。结果表明：2017-2018年蜜柚园生草模式、蜜柚园清耕模式的能值自给率均为0.003,能值投资率分别为339.291、295.763,净能值产出率均为1.003,环境负载率分别为0.348、0.321,有效能产出率为4.57E-7 J·sej^-1、2.90E-7 J·sej^-1,能值反馈率为0.002、0.000。与清耕模式相比,生草模式能值总投入下降9.21%,不可更新环境资源下降76.71%,购买能值比重大,显示更高的能值投资率;同时商品果能值提高1.00E+17 sej·hm^-2,能量产出提高4.60E+10 J·hm^-2,表现出更强的经济活力。劳动力能值投入占能值总投入70.45%~72.90%,其中采摘、日常管理、水肥施用比重大。生草模式在除草环节增加劳动力投入1.31E+16 sej·hm^-2,但通过减少农药施用、水肥施用和有机肥搬运节约劳动力,同时优化日常管理,生草模式总劳动力投入降低了3.30E+16 sej·hm^-2,基于能值的劳动生产率提高17.50%。生草模式使有机肥、劳动力等可更新资源购买量减少,环境负载率增加0.027。蜜柚园生草模式实现了柚树增产、柚农增收、蜜柚园增绿,为蜜柚产业供给侧结构性改革提供赋能路径。     

广东惠阳水稻种植中耕牛与小型拖拉机使用的能值比较

以能值理论方法为手段,从资源的投入和输出结构角度,对广东省惠州市惠阳区典型水稻种植户的耕牛和小型拖拉机这两种典型的农业驱动力产出系统的转化与生产效率,环境负载和可持续性进行比较分析与评价。研究表明：耕牛系统在单位面积水稻田上消耗的不可更新资源量是拖拉机系统的4.57倍;人力能值消耗是拖拉机系统的6.14倍。相对于拖拉机动力,耕牛产出动力处于较低的能量等级,其环境负载率(ELR)仅是拖拉机系统的24%,可持续能值指标(ESI)是拖拉机系统的4.25倍,但有巨大的优化空间和可能。而广东小型拖拉机系统产出驱动力的使用效率则稍高于典型65 kW拖拉机系统。从提高能值效率角度分析,减少耕牛系统生产过程中过多的人力投入,着力提高耕牛系统产出驱动力的利用效率比发展小型拖拉机系统更有潜力。生产过程中的人力投入和使用过程中的维护投入是农机驱动力产出系统不可忽视的能值投入项。     

基于能值分析的黄河流域粮食生产系统蓝绿水资源利用评价

明晰水资源紧缺地区粮食生产系统中水资源的贡献和利用效率,是落实最严格水资源管理制度的基础.该研究结合水足迹计算和能值分析方法,构建粮食生产系统水资源能值评价指标体系,应用于2001-2016年黄河流域沿线小麦和玉米生产系统,解析沿线各省粮食生产系统中水资源能值投入、能值贡献与能值利用效率.结果表明:水资源能值投入增加,...