基于系统动力学的广东省循环经济发展的情景分析

利用系统动力学方法的反馈作用机制, 对广东省人口、经济、环境和资源之间相互影响与制约关系进行了系统分析, 并建立了广东省循环经济的系统动力学模型.在此基础上, 对循环经济发展的3种不同情景下经济、资源、环境污染的模拟结果进行了比较.结果表明, 在废弃物的综合利用率、废气处理率、节能节水率和可再生能源利用率等参数均不断提升的情景下, 污染物的排放及能源消耗对经济所产生的不利影响均将逐渐减弱, 绿色GDP总值将会持续稳定增长.反之, 如果继续以过去"三废"处理率不高、可再生能源所占比例几乎为0, 且不采取任何节水措施的方式下发展经济, 广东省绿色GDP总值只能保持较为缓慢的增长, 并在2014年前后达到最大值, 此后随着资源消耗和环境污染, 绿色GDP总值开始下降.这一研究结果可为在资源环境约束制约条件下实现经济的可持续发展提供决策依据.     

基于系统动力学的东莞有机废弃物替代化肥潜力研究

综合考虑作物秸秆还田、禽畜养殖和农村生活有机废弃物排放这3个过程中所产生的养分资源以及农作物、果树生长需要吸纳的养分,构建系统动力学模型,探究东莞种养结合、有效利用有机废弃物养分从而替代化肥施用的潜力。结果表明,2025年农作物和果树养分的总需求量为4.6136×10~3 t,作物秸秆、禽畜养殖和农村生活有机废弃物肥料蕴含的养分为0.430 6×10~3和4.514 3×10~3 t。若这些有机粪肥资源按存储发酵、沼气处理和堆肥加工这3种方式处理,则实际可提供的总养分依次为3.913 9×10~3,4.803 7×10~3和3.055 0×10~3 t。根据有机肥氮素替代50%化肥氮的原则来估算有机废弃物养分供应量,则有机粪肥资源所提供的氮、磷、钾养分均超出当地农作物和果树生长所需,需要外运粪肥以降低对环境的影响。考虑当地作物秸秆还田方式,即全部还田、部分还田和不还田(不还田的秸杆用于焚烧或作饲料),需要移出的养分比例分别为73.2%～74.1%,53.7%～60.0%和24.1%～33.5%。     

广东省1949~2006年粮食生产的时序变化研究

利用1949～2006年广东省粮食生产的长时间序列统计数据, 分析了全省50多年来粮食生产的变化趋势, 并从粮食单产与播种面积、作物种植结构、复种指数、农业技术及农业投资等方面剖析了全省粮食生产变化的主要机制.结果表明:建国以来, 随着人口增加和产业发展, 在耕地与粮食播种面积逐年减少的情况下, 广东省粮食总产量一直在波动中增长, 主要原因在于:(1)影响粮食生产的主要因子--粮食单产的提高使全省粮食总产保持稳步增长;(2)广东省粮食作物以稻谷为主, 其种植面积的波动不大, 且单产逐年增加;(3)在耕地面积减少的情况下, 提高复种指数可提高区域的粮食生产;(4)农业机械总动力、化肥和农药的施用等农业技术的提高及农业基本建设投资的增加很大程度上促进了粮食生产的良好发展.     

稻鸭共作系统中稻纵卷叶螟种群控制的模拟

为研究系统动力学方法在害虫种群的优化管理和预测等研究中的应用,以稻纵卷叶螟第二代种群为研究对象,分析了稻鸭共作系统中捕食性天敌蜘蛛及鸭对稻纵卷叶螟生长发育的影响,构建了相应的系统动力学框架模型,并利用STELLA软件对稻纵卷叶螟种群的数量动态进行了模拟和预测。结果表明,当第二代稻纵卷叶螟初始的百穴卵量为100粒,稻田蜘蛛密度为每百穴12.623头,如果同时考虑鸭对3龄幼虫期稻纵卷叶螟卷苞60%的捕食率,稻纵卷叶螟成虫的密度可降至每百穴9.129头,鸭的捕食可使稻纵卷叶螟第三代卵期末的百穴卵量减少约6.7%     

系统动力学模拟软件在种群生态学中的应用

将系统动态模拟软件STELLA引入到种群生态学研究中,分别以经典的描述与密度有关的种群连续增长模型(Logistic模型)和描述捕食者-猎物关系的模型(Lotka-Volterra模型)为例,详细介绍了该软件的特点并阐述了建立模型的过程与步骤,同时将模型的运行结果以图形的形式直观地表达出来并进行了分析。研究表明,STELLA系统动态模拟软件不仅是一个构造系统模型和模拟复杂系统动态关系或过程的得力工具,还可用于预测某特定的生态系统在不同条件下的变化行为和趋势,值得在生态学研究领域大力推广应用。     

近20多年来广东省农业经济效益的因子分析与评价

建立了农业经济效益的评价指标体系,并采用因子分析方法,建立了广东省农业经济效益评价的线性模型。利用该模型计算了广东省1980~2005年的农业技术经济效益水平。结果表明,近20年多年以来,广东省的农业效益呈现不断上升的发展趋势,尤其是自2003年以后,随着农业投入的稳定增长和投入结构的逐步完善,农业经济效益得到了进一步的提升,步入了低耗高效的现代农业发展之路。     

福寿螺实验种群繁殖特征生命表研究

为更深入了解福寿螺暴发的生态学机制,研究了温度(白天30℃、夜晚28℃)、相对湿度为70%～80%的条件下福寿螺(Pomacea canaliculata)实验种群的繁殖情况,组建了相应的生殖力生命表,并计算了种群动态的相关参数。结果表明,在排除外界作用因子的条件下,福寿螺实验种群的内禀增长率(rm)为0.0617,周限增长率(λ)为1.0566,净增殖率(R0)237.5302,世代平均历期(T)为99.4190d,种群倍增的时间(t)为12.5975d。在种群的理论年龄组配中,未成熟期(卵、幼螺)占84.6739%,成熟期(成螺)占15.3261%。研究结果对组建福寿螺种群增长的数学模型以及预测种群的发展趋势等具有重要意义。     

福寿螺实验种群生殖力生命表研究

为更深入了解福寿螺暴发的生态学机制,研究了温度(白天30°C、夜晚28°C)、相对湿度为70%～80%的条件下福寿螺(Pomacea canalicuclata)实验种群的繁殖情况,组建了相应的生殖力生命表,并计算了种群动态的相关参数.结果表明,在排除外界作用因子的条件下,福寿螺实验种群的内禀增长率(rm)为0.0617,周限增长率(λ)为1.0566,净增殖率(R0)237.5302,世代平均历期(T)为99.4190 d,种群倍增的时间(t)为12.5975 d.在种群的理论年龄组配中,未成熟期(卵、幼螺)占84.6739%,成熟期(成螺)占15.3261%.研究结果对组建福寿螺种群增长的数学模型以及预测种群的发展趋势等具有重要意义.     

五爪金龙、 南美蟛蜞菊入侵对土壤化学和微生物学性质的影响

【目的】五爪金龙(Ipomoea cairica)、 南美蟛蜞菊(Wedelia trilobata)已入侵我国华南地区并造成严重危害。本文研究了五爪金龙入侵群落、 南美蟛蜞菊入侵群落与土著植物类芦(Neyraudia reynaudiana)群落内的土壤养分、 土壤微生物量、 土壤酶活性以及微生物群落代谢活性、 碳源利用特征与功能多样性的变化规律,探讨两种外来植物入侵对土壤生态系统的影响,为揭示其野外入侵机制提供科学依据。【方法】采用野外样方法于2010年1月在广州市东郊的火炉山森林公园设置五爪金龙入侵区、 南美蟛蜞菊入侵区和土著植物类芦区3类样地,测定土壤养分、 土壤酶活性、 土壤微生物量与微生物功能多样性。【结果】1)与土著植物区相比,五爪金龙入侵区土壤有机碳、 全氮、 全磷以及速效氮、 速效磷、 速效钾含量显著提高,增幅达到60.38%~230.01%; 南美蟛蜞菊入侵区土壤有机碳、 全氮、 速效氮、 速效磷含量亦显著提高,增幅达到50.54%~145.52%; 两种外来植物入侵区土壤C/N比显著降低,但对全钾含量的影响不明显。2)两种外来植物能够显著提高入侵地的土壤微生物量,其中五爪金龙、 南美蟛蜞菊入侵区的土壤微生物量碳(Cmic)、 氮(Nmic)、 磷(Pmic)含量分别比土著植物区增加105.00%~152.15%和61.51%~138.27%,但土壤微生物量在两个入侵区之间的差异不明显; 对于土壤微生物熵,南美蟛蜞菊入侵区的Cmic/Corg值显著高于土著植物区,但Nmic/Nt、 Pmic/Pt值3类样地之间差异不显著。3)两种外来植物入侵显著提高土壤脲酶、 蛋白酶、 蔗糖酶和纤维素酶的活性,其中南美蟛蜞菊入侵区的土壤脲酶、 蛋白酶和纤维素酶活性最高,分别比土著植物区增加70.35%、 21.51%和227.86%; 对于蔗糖酶活性,五爪金龙、 南美蟛蜞菊入侵区的增幅则分别达到322.58%和157.14%; 过氧化氢酶活性各处理间的差异较小,差异均不显著。4)两种外来植物入侵能够提高土壤微生物群落的代谢活性,平均孔颜色变化率(AWCD)在整个培育周期内均表现为五爪金龙入侵区＞南美蟛蜞菊入侵区＞土著植物区,其中72 h的AWCD值分别为1.18、 0.88和0.56,差异显著。与土著植物区相比,五爪金龙入侵区6种类型碳源的利用效率显著提高,其增幅高达75.00%~162.86%; 南美蟛蜞菊入侵区碳水化合物类、 羧酸类和聚合物类碳源的利用率亦显著提高,其增幅分别为87.72%、 41.18%和83.72%; 两种入侵植物对不同类型碳源的利用程度存在一定差异,五爪金龙对羧酸类、 胺类碳源的利用率显著高于南美蟛蜞菊。主成分分析显示,PC1与PC2能够解释不同入侵区土壤微生物群落碳源利用数据71.89%的总体变异,其中PC1主要受碳水化合物类、 氨基酸类与聚合物类碳源的影响,PC2则主要受碳水化合物类与羧酸类碳源的制约。两种外来植物入侵对土壤微生物群落的功能多样性产生重要影响,其中入侵地土壤微生物群落的Shannon-Wiener指数(H)、 Mc Intosh指数(U)、 丰富度指数(S)和Simpson优势度指数(Ds)显著高于土著植物区,但两个入侵区之间的差异较小; 三个处理区的Pielou均匀度指数(E)差异不明显。【结论】五爪金龙、 南美蟛蜞菊两种外来植物能够改善入侵地的土壤营养环境,提高土壤肥力水平,形成对自身生长、 竞争有利的微环境,从而加快入侵扩散。     

广东省水稻产业发展规划探讨

为更好地指导广东省现代水稻产业的发展与布局,在简要分析广东省水稻产业发展现状的基础上,确定了广东省水稻产业发展规划的指导思想、规划原则及规划目标,并对全省水稻产业布局进行了区域划分,即将全省划分为珠江三角洲“水稻—经济作物高效轮作”优质稻生产区、粤北“单季稻水旱轮作或双季有机稻”生产区、粤东“双季稻高产”绿色稻米生产区、粤西“双季稻—冬种”绿色稻米生产区四大区域,并明确了各区水稻产业的发展优势与目标定位等,最后提出了有效实施广东省水稻产业规划的对策措施.