农业生态系统的稳定机制

建立高效稳定整体功能良好的农业生态系统是生态农业的主要宗旨。探讨农业生态系统的稳定机制对于生态农业的实践具有重要的理论指导意义。作为开放型的人工生态系统,农业生态系统的稳定机制包括内源稳定机制和外源调控机制两个方面。其中内源稳定机制由系     

农业生态系统和农业生态学的几个问题探讨

一、农业生态系统的概念自1935年英国植物生态学家坦斯利(Tansley,A.G.)提出生态系统这个术语以后,随着生态学的发展,它被广泛应用于生物结构的各个领域和层次。应用于农业生产领域,便产生了农业生态系统的概念。生态系统作为一个实体,是由下列三个部分组成的,即①实体内生存的所有生物体;②与这些生物     

喀左县农业生态系统能流的研究

本文根据辽宁省西部一个典型具(喀左县)农业生态系统的调查,分析该系统八十年代初期基本特征,进而提出改善该农业生态系统的措施。 整个系统由七个组分(或亚系统)组成(农田、牲畜、果园、人工林、人工草地、天然灌丛草地、当地居民)。作者根据有关统计数据和调查资料估算出该系统1981—1983年期间年平均流量,其中包括流入和流出能量以及系统内各组分之间的能流量。最后讨论了调整畜牧业结构,提高工业能量、生物质能量利用率和林分改造等问题。     

辽河平原商品粮基地农业生态系统初级生产力影响因素分析

一、引言生产力是评价农业生态系统的重要特性之一。农作物单产一般可代表农业生态系统的初级生产力,它的形成是自然、经济、技术因素综合作用的结果。作物生产力除了受品种的生理遗传特性影响外,还受环境资源(光、热、水分和养分)、集约化水平及灾害性     

京郊密云县农业生态系统蛋白人口承载力模型分析

农业生态系统蛋白人口承载力不仅是农业生态学系统生产力研究的重要方面,而且是制定我国人口政策和食物战略的重要依据。中央曾指出:要把我国人民的膳物结构问题作为战略问题来考虑。分析我国的膳食特点可概括为“一够两缺”(即热量够,蛋白质和脂肪缺)温饱型营养水平。食物蛋白质的改善是我国膳食结     

农业生态系统能量分析

农业生态系统的能量分析从能流着手进行农业生态系统的功能量化分析,是农业生态系统重要的研究方法之一。本文简要回顾讨论了农业生态系统能量分析研究的历史和进展。着重讨论了能值分析方法对传统能量分析方法的新发展,分析了农业生态系统能量分析目前存在的问题,并就其进一步发展方向进行了探讨能值分析方法用生产某种能量或物质所直接或间接耗用的太阳能值量来衡量该能量或物质的价值,不仅在概念上而且在算法上都是原有能量分析方法的新发展．发展到能值分析阶段的农业生态系统的能量分析方法亦存有自身的不足之处,如能值转换率的计算过于繁复,能值指标体系缺乏统一性及系统可持续发展的能值综合评价指标缺乏等。这些问题的解决与能值最大功率的明晰化、能值分析与能量及耗散分析的结合、与物质分析及景观结构分析的结合等研究等共同构成了农业生态系统能量分析的几大发展方向。     

山东省农业生态系统能值分析

为了更好地评价山东省农业种植业对太阳能资源的利用情况和山东省农业的可持续发展状况,用能值分析方法对山东省农业生态系统的能值投入产出状况、环境承载情况和生态系统运行效果进行了定量分析.结果表明:山东农业生态系统的能值投入中,无偿利用的环境能值贡献率、不可更新的工业辅助能值贡献率和可更新的有机能值贡献率分别为21.0%、54.5%和24.5%;净能值产出率为5.31,环境承载力为6.42,能值密度为7.22×1011sej·m-2;基于能值分析的可持续发展指数为1.52.经分析,山东省农业生态系统能值产出效率相对较高,整体运行状况处于较好水平,但仍处于石油农业发展阶段,应引起关注.为促进山东省农业的可持续发展,应调整能值投入结构,加大农业科技的研究和推广力度,逐步减少石化能源的投入比例.     

用聚类分析划分京郊农业生态系统类型

本文从农业生态系统原理出发选择57个适合于北京郊区农业生态系统分类的特征指标,以村作为类型分类的基本单元,对北京郊区有关县区的77个大队进行不重叠的、内在的等级聚合分类(系统聚类),采用了五种聚类分析方法。结果表明,离差平方和法分类效果较好。除最短距离方法外其它方法均可明显分出低集约化山区、中集约化平原、高度集约化近郊和特殊类型四大类型,阈值更小的划分出现相应的一些亚类型。研究农业生态系统类型将为不同类型的农业生态系统采取相应的控制和管理措施提供依据,从而达到扬长避短,因地制宜地分类指导生产,使农业生态系统获得较高的生态经济效益。     

黄土高原区域农业生态系统环境质量评价

在监测分析基础上,运用多级模糊综合评判模型及改进的标准赋权与层次分析相结合的权重确定方法,对黄土高原沟壑区果农型农业生态系统的单要素环境质量(包括土壤、径流水体、农副产品、社会经济环境及生态环境)和总体环境质量进行了评价,结果表明,土壤、径流水体、农副产品质量状况均为Ⅰ级;社会经济环境质量为Ⅱ级;生态环境质量为Ⅲ级;总体环境质量为Ⅰ级,单从生态效益角度来看,果农型农业生态系统并不是最佳选择,但其社会经济效益相对较好。     

陕北丘陵沟壑区大扁杏生长习性监测研究

陕北丘陵沟壑区龙王帽大扁杏根系集中分布于30～80cm的土层和距树干50～180cm的范围内,1a内有3个生长高峰,其中7月生长量最大。成龄树延长枝有2个生长高峰,结果枝有1个生长高峰。花期及幼果期不遇霜冻时的坐果率为15．49％,遭遇霜冻时为0．63％。果实发育呈“慢-快-慢-快”的“双S”曲线,无采前落果。果实出核率12．6％,出仁率为3．6％。不同海拔、坡向地块的花期差异较大,阳坡的早于阴坡,低海拔早于高海拔。花期及幼果期频繁出现的霜冻,对大扁杏的坐果影响较大。     

黄土丘陵沟壑区植被恢复演替过程中根系行为特征

根系的结构与生态功能特征称为根系行为特征,研究根系行为特征对黄土区植被恢复具有重要意义。采用非线性计算方法,采集黄土区4种典型退耕植被群落根系、土壤样品,分析根系形态特征、基于径级的根长分形维数、根系生态位指数与土壤有机碳的关系。结果显示:根长密度、根生物量、根系直径随着退耕演替的发展存在缓慢增大趋势。退耕演替发展的2—21年中,根系平均分维数由2.77显著减小至2.59(P0.05),生态位指数由3.75显著增大至9.37(P0.05)。根系的生态功能性对丰富土壤有机碳具有极显著的影响效果,根系分维数与生态位指数呈极显著负相关(P0.01),即根系的结构特征直接决定了根系综合生态功能,表现为结构越复杂,功能性越强。     

不同土壤培肥措施对华北高产农田生态系统蚯蚓种群的影响

通过在华北高产农田生态系统进行的土壤培肥试验 ,研究了不同秸秆还田方式和施肥措施对土壤大型动物——蚯蚓的影响。研究结果表明 :该区域高肥力土壤共有 7种蚯蚓 ,其中以正蚓科梯形流蚓为主 ,并同时分布巨蚓科的远盲蚓属、腔蚓属和链胃蚓科的杜拉蚓属的一些广布种。全年平均种群密度为 83.83条 /m2 ,最高种群数量出现在 1998年 8月份 ,其季节变化趋势为夏季 >春季 >秋冬季。在投入同量化肥条件下 ,有机物投入越多 ,蚯蚓越丰富 ,其生物量有以下趋势 :化肥投入 <化肥与麦秸还田 <化肥与玉米秸麦秸全还田 <化肥与玉米秸麦秸还田加施有机肥处理。在有有机物投入的条件下 ,化肥对土壤生物的负面效应不明显 ,不会对土壤中的蚯蚓有较大影响 ;而单施化肥 ,对蚯蚓负面影响较为显著。有机肥的施入可以增加蚯蚓的种群数量 ,随着时间的增加这种趋势越明显     

陕北黄土丘陵区撂荒草地群落生物量及植被土壤养分效应

为了明确植被演替过程中植被与土壤的互动效应,为植被恢复提供依据。根据陕北黄土丘陵区36块不同年限（时间尺度为2—45a）的撂荒样地地上生物量、土壤养分和水分的测定结果,及4块典型撂荒群落样地地上／地下生物量,7种撂荒群落主要植物生长特性的测定,分析了撂荒演替过程中群落生物量与土壤养分的变化过程、趋势及其相互关系,进而探讨了撂荒演替过程中群落生物量对土壤养分的作用效应,并利用多元回归和通径分析法分析了土壤养分对群落生物量的作用。结果表明：（1）除速效磷外,撂荒演替过程中群落地上生物量和土壤有机质、全氮、全磷、全钾、NO3-N、NH4-N和速效钾都呈先减少后增加的趋势,步调基本一致。（2）从撂荒年限与土壤养分的相关性来看,0—20cm土壤有机质含量、速效磷含量和0—20、20—40cm土壤层NO3-N含量与撂荒年限相关显著,说明演替过程中有机质、速效磷和NO3-N有较为明显的植被土壤效应,而其它土壤养分与撂荒年限相关不显著,不能排除演替初始条件和植物暂时固定的影响;从群落生物量与土壤养分的相关性来看,群落生物量对土壤有机质、全氮、磷、钾、NO3-N、速效钾和速效磷含量具有正效应,而对NH4-N具有负效应,但都不显著。（3）通径分析说明撂荒年限、土壤全氮、全钾、速效钾和土壤水分变异量对生物量表现为正的直接作用,其中以撂荒年限和土壤水分波动量作用较大,土壤养分对群落地上生物量的作用以土壤全氮最大,全钾和速效钾影响较小;演替过程中群落地上生物量的变化主要是由于植被盖度和群落组成种的生态学特性造成的（撂荒年限较大的直接作用）,其次是由于撂荒演替过程中土壤水分的波动造成的（撂荒年限通过土壤水分的间接负作用）。（4）随着土层深度的加深植物根系生物量呈幂函数递减过程,演替后期群落根冠比有增加的趋势,演替后期序列种根冠比和根长也有增加的趋势,这些在一定程度上会影响到生物量积累和有机质分解等,进而会影响到植被土壤效应。     

湖南省农业生态系统能值演变与趋势

应用能值分析方法,对1999-2008年湖南省农业生态系统的能值总量、投入和产出结构以及各能值指标的变化进行趋势分析.结果表明： 研究期间,湖南省农业生态系统总能值使用投入量基本保持平稳,但能值投入结构有变化,其中,不可更新工业辅助能值投入量由400E+22 sej增至5.53E+22 sej,可更新有机能值投入量由1.32E+23 sej降至1.20E+23 sej;系统能值产出总量和产出效率均有较大幅度的提高,2008年总能值产出达1.69E+23 sej,比1999年提高23.8%,净能值产出率由0.79升至0.96;由于环境负载率也呈不断上升的趋势（由1.12上升到1.79）,可持续发展指数呈缓慢下降趋势,由0.71降至0.54,说明湖南省农业总体属于高消费驱动型生态系统,具有较明显的粗放式发展特征.     

黄土丘陵区生物结皮坡面产流产沙与其分布格局的关联

生物结皮在黄土丘陵区退耕地广泛发育,并在干扰等因素下形成不同分布格局。为明确生物结皮分布格局对坡面产流产沙的影响,采用模拟降雨试验研究了生物结皮条带状、棋盘状和随机3种分布格局对坡面产流产沙的影响,借助景观生态学方法,计算了生物结皮斑块的分布格局指数,解析了生物结皮分布格局与坡面产流产沙的关联。结果表明,（1）生物结皮分布格局显著影响坡面初始产流时间、径流率和土壤侵蚀速率。相同盖度条件下,生物结皮坡面的随机分布格局较带状和棋盘式分布格局显著降低了坡面径流量和产沙量,其径流率与土壤侵蚀速率分别是带状格局的71.7%、12.9%,是棋盘格局的89.6%、31.8%。（2）坡面径流率与生物结皮斑块最大斑块指数、斑块连结度呈极显著负相关,与分离度呈极显著正相关,与景观分裂指数呈显著正相关。（3）土壤侵蚀速率与生物结皮斑块最大斑块指数、斑块连结度呈显著负相关,与景观分裂指数、分离度呈显著正相关。（4）坡面径流率（Y₁）和土壤侵蚀速率（Y₂）与分离度（SPLIT,Splitting Index）的关系式为：Y₁=1.116+0.017SPLIT,R²：0.957;Y₂=22.767+17.936SPLIT,R²：0.801。（5）以上结果表明分布格局主要是通过影响生物结皮在坡面的分离度进而影响坡面产流产沙,随着生物结皮斑块分离度增大,生物结皮斑块破碎度增大,坡面产流产沙增多。从分布格局的角度解析了生物结皮对产流、产沙的影响,量化了生物结皮坡面径流率与侵蚀率与格局指数之间的关系,为量化认识生物结皮的水土保持功能提供了科学依据。     

黄土峁状丘陵区牧草引种及立地水分动态研究

为丰富黄土高原峁状丘陵区牧草种质资源,为退耕还林还草提供科技支撑,自1998年起从国内外陆续引进牧草品种4科、14属、36种100余份,经5年的适应性驯化,鉴选出了适宜该区生态条件的优质牧草4科9属21种.鉴选出的良种牧草抗旱、耐瘠薄、优质、高产,在坡地退耕还草中有重要意义.同时对其立地条件进行了研究,结果表明不同牧草对立地土壤水分利用强度及空间分布有很大的差异,提出了不同牧草混播比例及立地范围.     

半干旱黄土丘陵区撂荒坡地土壤水分循环特征

为深入了解半干旱黄土丘陵区土壤水分循环特征和为开展荒地造林工作提供背景数据,在宁南上黄生态试验站,选取典型多年撂荒坡地,进行土壤水分的长期定位观测,分析其土壤水分补给、消耗特征与时空变异性。结果表明:研究区降雨入渗量和入渗深度随降雨量增加而增加,入渗补给系数约为0.44,雨水资源化率有待提高。定义全年一半以上的次降水事件中能被有效补给的土层深度为降水普遍入渗深度,则研究区降水普遍入渗深度为0—40 cm,观测期内最大入渗深度不超过300 cm。同时,土壤水分的蒸散发量在丰水年平水年干旱年,主要蒸散发作用层位于0—200 cm土层范围内,最大蒸散发深度达到300 cm以下。该区土壤储水量的季节变化为"V"型,剖面土壤平均含水量的垂直变异则呈现反"S"型。土壤水分的变异系数随土层深度的增加表现出幂函数递减趋势,结合有序聚类法的分层结果,可采用0.20和0.05两个CV值将撂荒地土壤剖面划分为水分活跃层(0—40 cm)、次活跃层(40—200 cm)和相对稳定层(200 cm以下)3个层次。     

基于土地多功能的黄土丘陵沟壑区生态保护与发展情景评估及多主体模拟

黄土高原丘陵沟壑区生态环境脆弱,近几十年生态保护工程的实施带来显著的生态恢复效果,也对农户的生计策略与区域粮食安全产生了影响。刻画生态脆弱区人-地系统复杂响应过程,可以为区域可持续的土地利用管理模式提供依据。研究从土地多功能出发,着眼于黄土丘陵沟壑区河谷川地、梁峁区域、黄土塬地、土石山地以及城郊区域等不同的典型地貌类型与代表区域,采用多层次利益相关者参与式的评估框架,以农户的耕地利用行为及生态工程影响与未来发展为切入点,设置惯性发展情景、发展优先兼顾生态情景、农业优先兼顾生态情景以及生态优先兼顾发展情景,构建多智能体模型对区域土地利用与土地多功能的时空变化开展模拟。主要结果表明：(1)生态优先兼顾发展情景综合影响最高且对各维度影响相对均衡,而农业优先兼顾生态情景对区域土地的经济维度的功能和社会维度具有更为明显的提升效应;(2)根据土地多功能空间变化模拟结果,区域土地利用破碎化明显且耕地的撂荒对全域土地多功能均表现出明显的限制作用,农业优先兼顾生态情景中土地功能发生下降的面积最少;(3)发生土地功能下降的区域主要分布在土地质量较差、坡度处于5—15°范围内、地形起伏度较大以及距离道路较远...