浙江省德清县农田生态系统能量投入的优化

在实地调察研究的基础上,分析了1984～1994年浙江省德清县农田生态系统的能量投人和产出的动态变化趋势,根据农田生态系统的能量转化规律,建立了该县农田生态系统的能量投入产出模型,利用边际平衡理论和分析方法确定了该县农田生态系统的能量投入合理范围、最优投能量和最优投能结构.结果表明,德清县农田生态系统的平均单位面积能量投入和产出总量差异不大,但从其投能结构来看,差异却极其显著,表现为投入的有机能迅速减少,而投入的无机能大幅度增加.能量产投比虽有波动,但差异不甚明显.经优化确定,该县高产、中产和低产农田生态系统的能量投入合理范围分别为49.80～291.16×109J/hm2、34.85～221.59×109J/hm2和19.62～144.1 9×109J/hm2;最优投能量分别为166.08×109J/hm2、122.83×109J/hm2和74.08×109J/hm2;最优投能结构分别为1.9019、3.7188和6.6225.表明为提高有限资源的利用效率,对该县不同类型的农田生态系统,应采取不同的投能策略.     

红壤旱地不同种植方式物质循环与调控

利用长期定位资料研究了红壤旱地不同种植方式下水分、养分循环和平衡以及能量流动特点．研究表明,红壤地区3～6月降雨量占全年的60％,导致季节性干旱经常发生,水土流失严重;红壤旱地N、P、K配比不合理,肥料施用量大,化肥投入过多,不同种植方式间存在差异,使投产比降低．优化的种植方式提高了光能利用率和水分利用率,减缓了干旱发生频率和干旱程度;提高了养分再循环率,使N、P、K的配比较为合理．合理开发利用红壤的措施之一,是建立种养结合的复合农业生态模式。并采用节水灌溉、增加覆盖、农林间套作,提高有机肥比重、进行平衡和合理施肥;进一步优化种植结构,调整投能结构。减少外部输入能,完善种养协调机制和食物链多级利用技术．     

绿洲灌区典型种植模式的水热利用与碳排放和能值分析

合理的种植模式可以提高资源利用效率,降低农业生产的生态环境风险,实现资源节约和增产增效的目的.本文运用能值分析的理论和方法,从资源利用、碳排放、经济效益、能值自给率和净能值产出率等方面对干旱灌区典型种植模式的生产效应进行综合分析与评价,以期为建立减投、减排、高产高效、可持续农田高效生产模式提供理论与实践依据.结果表明:集成免耕秸秆覆盖还田及地膜再利用的高效间作生产模式(NTSI)具有明显的增产效应,与地方传统间作(CTI)和单作玉米(CTM)相比,分别增产13.5%～16.9%和13.8%～17.1%.NTSI较CTI模式水分利用效率和光能利用率分别提高12.4%～17.2%和6.1%～8.1%.高效NTSI模式可降低系统碳排放、提高碳排放效率,与CTI和CTM相比,碳排放总量分别降低618～895和1804～2002 kg·hm^-2,降低幅度分别为12.1%～16.4%和28.6%～31.0%;相反,碳排放效率分别提高29.3%～40.1%和58.9%～71.4%.高效NTSI模式具有明显的资源减投潜力,与CTI和CTM相比,总投入分别降低1424～1431和501～1547 元·hm^-2,减投比例分别为12.6%～13.6%和4.9%～14.6%;总产值分别提高11.2%～11.8%和24.4%～36.3%(增加4309～4603和8439～11057元·hm^-2);纯收益分别增加19.6%～22.4%和40.1%～57.7%(增多5740～6027和9544～11558元·hm^-2).因而,NTSI模式具有较高的产投比和单方水效益,与CTI和CTM相比,产投比分别提高27.9%～29.0%和40.5%～45.6%;单方水效益提高幅度分别达到19.9%～23.2%和27.7%～39.3%.高效NTSI模式能值自给率达到57.2%,较CTI和CTM生产模式分别提高4.0%和12.2%,NTSI模式净能值产出率达到0.173,较CTI高10.0%,但比CTM低11.7%.从资源利用、碳减排、经济效益、可持续发展角度综合考虑,集成免耕秸秆覆盖还田及地膜两年利用的高效小麦间作玉米模式具有较高的经济活力,农业系统整体功能较好,运转效率较高,能值回报率较高,是适用于干旱绿洲灌区的资源减投、减排、高产高效的种植模式.     

基于能值分析的黑龙江垦区农业生态经济系统可持续性

运用能值理论与分析方法,采用净能值产出率、环境负荷率、能值密度、人均能值用量、能值产投比及可持续性指数、系统稳定性指数及优势度指数等重要能值指标,对黑龙江垦区2002—2011年间农业生态经济系统的能值结构作了分析。结果表明:黑龙江垦区各项指标都维持在较高水平,工业辅助能投入大幅增加,农业生态系统的产能不断提高,垦区的经济发展水平和职工生活水平得到显著改善,但由此也产生了农业生态系统可持续性下降、种植结构不合理和能源利用效率低等问题,需要在今后的发展中亟待解决。     

晋东豫西旱农试验区农业生态系统能流特征

以晋东豫西旱农试验区－－山西省寿阳县宗艾镇宗艾村农业生态系统为研究对象,分析了农田、果园、林业和畜牧业等亚系统能量流动途径、人工辅助能输入、能量产出,能量结构偏差以及能量转化效率等能流特征。结果表明：（１）由于能量投入低,尽管利用效率较高,但能量产出仍处于低水平阶段。农田生态系统的有机能投入和人工辅助能总投入很低,低于１９７９年全国平均水平,但能量产投比较高,增加人工辅助能投入、提高有机能投入比例     

广西恭城月柿生态农业旅游能值分析

应用奥德姆（H.T.Odum）创立的生态经济系统能值（emergy）分析理论和方法,定量分析广西恭城瑶族自治县月柿生态农业旅游经济系统的物流和能流,以期为当地和中国欠发达地区的可持续发展提供科学依据。研究结果表明：2004年,该县红岩月柿生态“农业-旅游”经济系统经济投入为12.74×10^5$,经济产出为35.47×10^5$,实现经济净收益22.73×10^5$。与原生态农业系统相比,复合系统在经济投入增加17.2%的情况下,经济产出增加126%以上,经济净收益约为原生态农业系统的4.75倍,经济产投比由原系统的1.44变为复合系统的2.78。发展生态旅游之后,当地新的生态农业旅游系统在环境投入不变的情况下,增加对环境资源的经济反馈9.24×1017sej,使能值产出增加9.79×10^18sej,新系统净效益是原生态农业系统的4.74倍,净能值产出率为原生态农业系统的1.94倍,能值投资率比原生态农业系统提高17%。研究结果还指出：目前恭城县红岩月柿生态农业旅游经济系统正处于发展的初级阶段。     

陕西省有机肥料施用状况分析评价

根据陕西省土壤肥料工作站14年农户肥料施用调查结果,对陕西有机肥施用的历史和现状进行了剖析,有机肥在农田总养分(N+P2O5+K2O)投入中的比重逐年减少,2000年只占46．9％。比1986年下降了近23个百分点,在农田钾素主要依靠有机肥供应的情况下,有机肥投入的减少造成土壤基础肥力逐年下降,有些地区出现钾素营养不足现象,在投肥总量上尽管粮食作物依然为主体,但单位面积投肥量果树、蔬菜则高于粮食作物,特别是从20世纪90年代中期开始一些地区在苹果上的投肥量明显增加,占投肥总量的50％左右。此外,分析了有机肥投入减少的原因,并提出商品有机肥将是今后提高有机肥投入的有效途径。     

陕西省西坡村农果复合生态经济系统能量流特征

以陕西省淳化县西坡村农果复合系统为例,对比分析了2008和2010年农业、果业、畜牧业、人类子系统的能流路径、能流投入、产出结构和能量循环指数.结果表明： 2008-2010年间,研究区农果复合系统总投入下降了1.6%,总产出却增长了56.7%,产投比增加了594%.各子系统(农业子系统、果业子系统、畜牧业子系统和人类子系统)的能量产投比分别增长了36.6%、21.0%、10.0%和3.8%;西坡村仍需坚持“稳定农业、发展畜牧业和强化果业”的发展方针,以促进农果复合系统的发展和优化升级.     

黄土塬区深剖面土壤水分垂直分布特征及其时间稳定性

研究土地利用方式对深剖面土壤水分时空动态的影响,对于了解区域水循环在变化环境下的表现特征具有重要意义.本研究基于长期定位监测数据,对2012年9月至2015年12月黄土塬区4种土地利用方式0～15 m剖面土壤水分状况进行分析.结果表明: 苜蓿草地(>7年)、休闲地、高产农田和低产农田平均土壤含水量分别为15.1%、22.0%、19.6%和21.1%(0～15 m、年度平均值);干湿交替层季节性失水和蓄水分别出现在3—6月和7—10月,其深度范围分别为0～2、0～4.6、0～3和0～4.2 m.深层土壤水分具有较好的时间稳定性,其垂直分布受土地利用方式的影响.观测年份内苜蓿产量和耗水量均呈逐年增加趋势,造成深层土壤的干燥化程度加大,2～10 m土层形成稳定土壤干层,阻断了降水补给地下水的途径.对于其他3种土地利用方式下的土壤水分平衡,冬小麦生长季农田与休闲地均表现为负平衡;玉米生长季高产农田表现为负平衡,而低产农田与休闲地表现为正平衡;在作物休闲期,农田与休闲地均表现为正平衡.通过施肥处理所形成的高产农田的作物水分利用效率是低产农田的3倍以上.     

中国四川旱坡地植物篱农作系统能流特征

关于农业生态系统能流特征的研究很多,但关于植物篱农作系统能流特征的研究很少。在四川盆地雨养丘陵农区,2/3的耕地土壤侵蚀严重,为了控制土壤侵蚀和提高耕地生产力,该区域大量栽种了植物篱。该研究通过了解作物与植物篱之间的能流交付作用,通过系统能量投入水平提高与结构优化,建立环境友好的农作系统,最终实现坡地农业的可持续。通过两年田间小区试验,详细记录所有劳力投入、化肥投入、农药投入、农事管理活动以及落叶的数量并折算为标准能量单位。作物收获后所有生物产量的能量根据其各部分的转换值折算为标准能量。系统能流特征及效率通过统计分析完成。通过研究主要获得了以下3个结论:1)“作物-植物篱”系统产出能和输入能的数量和结构变化主要受植物篱子系统类型的影响。与大面积旱坡地传统农作物生产系统比较,植物篱农作系统能有效提高系统光能利用率、人工输入能效率,耕地单位面积总产出能也会增加,坡度越大,相对增幅亦越大;由于能极显著减少无机能施入量,这有利于降低化肥农药使用量,减少对环境的污染和破坏。2)“作物-果树类植物篱”系统输入能总量和有机能输入量大幅度增加,因此有利于优化输入能结构,促进坡地生态系统良性循环和集约高效农业发展。3)“作物-草本植物篱”系统人工辅助能的输入量大幅度下降,由于它所需投入能少,有机能耗和无机能耗均低,人工输入能效率很高而生物产量也较高,并且它们提高了与其间作的其它作物的能量产投比,因此提升了整个系统能量产投比率;由于保水固土的生态功能显著,使它能在四川广大山地、丘陵区退耕还林还草工程中发挥重要作用。     

湖北江汉平原农田生态系统Mn的循环及平衡分析

农田生态系统中 ,营养元素循环与平衡的研究已经受到许多学者的广泛关注 ,主要集中于Ｎ ,Ｐ ,Ｋ三要素的研究[1 ,2 ] 。微量元素养分循环的研究虽有一些报道[3 ,4] ,但主要集中于Ｂ和Ｚｎ元素 ,而对Ｍｎ的研究尚未见报道。微量元素Ｍｎ具有植物营养和污染危害双重作用。在我国 ,Ｍｎ肥的应用研究 ,包括肥效、施肥技术、丰缺诊断等已取得较大进展 ,Ｍｎ对环境污染及危害影响研究也取得了一些成果。随着Ｍｎ肥应用面积日益扩大 ,研究其在土壤 植物系统中循环与平衡 ,以维持Ｍｎ肥对作物适量供应 ,促进农田生态系统Ｍｎ肥的良性循环以及控制土…     

西昌黄联耕地养分的输入输出研究

西昌黄联耕地养分的输入输出研究雷圣远（四川农业大学,雅安６２５０１４）ＩｎｐｕｔａｎｄＯｕｔｐｕｔｏｆＳｏｉｌＮｕｔｒｉｅｎｔｓａｔＨｕａｎｇｌｉａｎｏｆＸｉｃｈａｎｇ．￥ＬｅｉＳｈｅｎｇｙｕａｎ（ＳｉｃｈｕａｎＡｇｒｉｃｕｌ－ｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒ...     

黄绵土坡耕地大豆的水肥产量效应

研究了不同施肥量(N、P配施)下黄绵土坡耕地大豆的水肥产量效应．结果表明,水分利用效率(WUE)与作物产量(Y)正相关,y＝0．0017l 0.0035WUE．单施磷时,作物产量和WUE随磷的增加而增大;单施氮时,作物产量和WUE随氯的增加先增大后降低,表明施用氮应该配合施用一定量的磷．施肥能显著提高作物产量和WUE,与不施肥相比,施肥时作物产量和WUE分别提高了86．76％一470．16％和69．64％一438．47．与单施氦、磷相比,氮、磷合理配施能提高作物产量和水分利用效率,适宜的N、P(P205)配施比例为1．3：1．     

黄土高原-青藏高原过渡带农户生产系统的能值分析——以通渭-渭源-夏河样带为例

通渭-渭源-夏河样带位于黄土高原向青藏高原过渡的生态区,是我国典型农牧交错带。长期以来,不合理的农业生产结构带来生态、经济等一系列问题,制约了该地区草地农业的持续发展。为此,从能值角度分析区域农业生产结构,可为农(牧)户决策提供理论依据,为优化区域农业生产结构提供科学依据。收集研究区农户作物和家畜生产的投入-产出数据,用能值方法分析农户生产系统结构特征、农户生产决策行为及生产系统耦合作用,用结构方程模型(SEM)分析农户生产系统能量的组分间流动。研究发现,随海拔增高,农户作物生产活动减少,作物总产出能值递减;尽管作物生产主要投入和产出要素相同,但同一作物不同地点的同一要素投入、产出能值和能值收益率均存在显著差异(P0.05);同一地点不同作物的同一要素投入、产出能值和能值收益率均差异显著(P0.05);作物生产投入要素中,有机肥能值在通渭和渭源均有较高贡献;作物投入和产出能值的农户生产决策阈值自东向西递减,在能值投入初始增加时,夏河农户作物生产规模扩增最为迅速。家畜养殖规模、能值投入和产出自东向西递增;通渭和渭源,小麦秸秆和苜蓿作为中间投入,能值贡献率达到80%;夏河家畜生产投入要素中,补饲粮食能值贡献率高达90%;家畜投入和产出能值的农户生产决策阈值点自东向西递增;能值收益率随耦合度的增加呈指数上升,通渭和渭源能值收益率的增加速度,随耦合度的增加趋于缓慢,而夏河能值收益率增速随耦合度的增加而上升。调整作物生产内部粮、经、饲产品比例结构,加强作物生产与家畜生产耦合作用,优化天然草地利用方式,实现生态效益最大化;阈值点调控农户生产决策行为,实现该区域农业生产结构优化。     

区域生态经济系统的物质输入与输出分析——以常州市武进区为例

运用物质流分析（MFA）方法,对江苏省常州市武进区生态经济系统中物质输入与输出进行了系统的分析,结果表明：（1）随着社会经济发展和人口增长,武进区物质输入总量及人均物质输入量也在增加,但递增速率均远小于GDP增长速率,而物质输出总量及人均物质输出量则呈现递减趋势;（2）在不考虑水的因素情况下,武进区物质输入量保持较快的上升速度,其中固体物质的增长速率远远大于气体物质的增长速率;物质输出量则呈总体下降趋势,其中以气体物质输出量的贡献最大,对环境造成污染的物质以气体特别是以化石燃料燃烧排放的废气和工业废气为主;（3）排除占大部分比例农业用水的上升,工业用水、城镇生活用水和地下水总量及人均利用强度都在减少;同时,总的废水排放量及人均排放量在减少,其中又以生活废水排放量的减少最快,其次是工业废水;（4）单位GDP物质输入量的变化处于波动状态,同期的单位GDP物质输出量则呈递减趋势,单位GDP用水量和单位GDP废水排放量则有相同的递减趋势,表征了武进区资源利用效率的稳步提高,区域经济增长和环境压力也在逐步脱钩。上述结果体现了武进区近年来循环经济发展模式的优势,但还存在较多问题,说明武进区在调整物质利用强度和提高资源利用效率方面还需下更大的功夫,并采取相关措施,以期提高实施循环经济战略与建设节约型社会的地位和意义。文章最后结合研究区实际情况就区域环境一经济的协调发展进行了展望,指出了物质流分析方法在应用中的一些缺陷,为今后该领域的进一步研究提供了借鉴。     

An examination of current Hg deposition and export in Fenno-Scandian catchments

The input and output flux data of total Hg (THg) and methylmercury (MeHg) from three catchments located in different geographical regions in Sweden and one catchment in southern Finland were compared to elucidate the role of current atmospheric Hg/MeHg deposition with regard to waterborne Hg/MeHg output.There was a negative co-variaton between the open field THg inputs and the ratio of THg output to open field input. The highest ratio (and lowest input) occurring in N. Sweden and S. Finland, while the lowest output ratio (and highest inputs) occurred in southwest Sweden. A much larger variation was found in the ratio of output to open field input for MeHg (14 to 160%). Examinations of MeHg input/output data in relation to catchment charateristics suggest that riparian peat, mires and wet organic soil contributed to the large MeHg output from certain catchments, probably due to in situ production of MeHg. This finding is consistent with other studies which have found that catchment characteristics such as wetland area, flow pathways, seasonal temperature and water flow are important in controlling the output of MeHg. These catchment characteristics govern the fate of the contemporary input of Hg and MeHg as well as the mobilization of the soil pools.     

氮磷钾配比与用量对湘杂油763产量和经济效益的影响

为了筛选出冬油菜新品种"湘杂油763"在湖南油菜主产区推广的适宜氮磷钾配比及用量,于2008—2010年连续进行了2次该品种的氮磷钾配比及用量的大田小区试验,研究了不同氮磷钾配比及用量对其生物产量、籽粒产量、油分产量和经济效益的影响。结果表明:氮磷钾配比(N:P2O5:K2O)为1:0.50:0.50(处理B)和氮磷钾配比(N:P2O5:K2O)为1:0.43:0.57(处理G)的处理籽粒产量较高,分别达到2231和2065kg.hm-2,处理B显著高于除G外的其他处理;氮磷钾3种养分中,以氮肥对提高油菜籽粒产量的作用最大,其次为磷肥,作用最小者为钾肥;油分产量及植株生物产量变化规律与籽粒产量基本一致;按照处理B配比,籽粒产值为9816.97元.hm-2、施肥仅1641.23元.hm-2、施肥效益为6741.34元.hm-2,产投比达4.11;研究区域内N:P2O5:K2O=1:0.50:0.50,用量分别180(N)、90(P2O5)和90kg.hm-2(K2O)为较适宜施肥比例及用量。