荒漠草原區(qū)農(nóng)林牧復(fù)合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與模式優(yōu)化研究.pdf

1、荒漠草原區(qū)位于我國北部生態(tài)屏障的最前沿，擔(dān)負(fù)著極為重要的生態(tài)服務(wù)功能;承擔(dān)一部分貧困人口的生計(jì)。該區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展長期處于旱、薄、粗、單、低、窮的惡性循環(huán)之中。最直接的表現(xiàn)是荒漠化和自然災(zāi)害嚴(yán)重，草地牧草產(chǎn)量低，草畜矛盾突出，這不僅限制了當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)發(fā)展，同時(shí)也加劇了區(qū)域貧困和生態(tài)惡化。在該區(qū)域如果不能建立起特色支柱產(chǎn)業(yè)使經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，僅靠少量的糧食和經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償并不能從根本上解決農(nóng)民的脫貧致富問題，毀林毀草開荒耕翻種植還會(huì)反復(fù)。為了使農(nóng)

2、業(yè)資源的開發(fā)利用達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)，促進(jìn)研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間的耦合生產(chǎn)，形成復(fù)合經(jīng)營系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)的多級循環(huán)和能量的擴(kuò)大流動(dòng)，增強(qiáng)各子系統(tǒng)之間的時(shí)序性、空間格局和生態(tài)過程。本文選擇我國典型荒漠草原區(qū)寧夏鹽池縣為研究區(qū)域，皖記溝行政村農(nóng)戶為研究對象，將參與式農(nóng)村評估法取得的問卷調(diào)查數(shù)據(jù)和長期監(jiān)測數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)實(shí)測數(shù)據(jù)相結(jié)合，首先，利用問卷數(shù)據(jù)分析現(xiàn)有農(nóng)戶生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)流特征;接著，采用能流分析方法研究系統(tǒng)能量的生產(chǎn)、分配和轉(zhuǎn)化效率;然

3、后，利用實(shí)驗(yàn)實(shí)測數(shù)據(jù)分析農(nóng)戶生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)、轉(zhuǎn)化與利用，并在此基礎(chǔ)上建立農(nóng)戶生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)流動(dòng)分室模型;最后，綜合以上結(jié)果找出目前農(nóng)戶復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題，進(jìn)而提出適宜研究區(qū)的農(nóng)業(yè)資源復(fù)合經(jīng)營發(fā)展優(yōu)化模式，為大幅度提高整個(gè)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)水平，取得良好的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益提供參考。
　　本文取得的主要研究結(jié)果如下:
　　(1)研究區(qū)現(xiàn)有農(nóng)林牧復(fù)合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和演化主要受到氣候、資源特征和外部干預(yù)的影響，其中外部干預(yù)中最主要

4、的就是退耕還林還草和禁牧政策的實(shí)施。在灌溉條件下，農(nóng)戶農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)相對穩(wěn)定，且完全服務(wù)于畜牧業(yè)，但羊只數(shù)量的增加加大了生態(tài)與生計(jì)的矛盾。
　　(2)通過對農(nóng)戶生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)流分析得出，目前系統(tǒng)處于盈利狀態(tài)，農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)收益主要來源于畜產(chǎn)品，自產(chǎn)作物籽粒和秸稈不能滿足畜牧業(yè)的飼草料要求，農(nóng)戶仍需購買大量的玉米。假設(shè)將羊只數(shù)量(Y)作為自變量，引入自產(chǎn)玉米量(X1)、自產(chǎn)秸稈量(X2)、天然草地生物量(X3)、購買玉米量(X4)、檸條林

5、地可食生物量(X5)五個(gè)因素為因變量，建立多元線性回歸方程，采用逐步線性回歸分析法得出結(jié)論天然林草地生物量和檸條林地可食生物量是影響農(nóng)戶羊只養(yǎng)殖數(shù)量的主要因素，天然林草地生產(chǎn)力隨季節(jié)變化明顯，利用率較低。
　　(3)農(nóng)戶農(nóng)林牧復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)是以畜牧業(yè)生產(chǎn)為主，種植業(yè)為輔的綜合經(jīng)營性農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。系統(tǒng)的初級生產(chǎn)以有機(jī)肥還田為主，機(jī)械能和化石能投入低，初級生產(chǎn)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化效率不高，部分生物能流失和浪費(fèi)。畜牧業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定主要依靠外部

6、能量的輸入。受干旱氣候影響，農(nóng)作物和林草地的水肥轉(zhuǎn)化效率低，影響了次級生產(chǎn)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化，從而影響整個(gè)典型農(nóng)戶生態(tài)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)出率。
　　(4)農(nóng)戶農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)除碳元素外，氮、磷元素的輸入輸出不平衡，但目前這種氮、磷元素的投入狀況不會(huì)破壞農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分平衡。玉米是畜牧業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)氮、磷元素的主要輸入源，營養(yǎng)輸出形式為羊肉、羊毛、羊糞，畜牧業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化效率高于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng);天然林草地的物質(zhì)輸入以牲畜自由放牧?xí)r產(chǎn)生的

7、糞便和植物枯落物為主;總的來說，人工草地的物質(zhì)轉(zhuǎn)化效率高于天然草地、檸條林地和農(nóng)耕地。
　　(5)建立農(nóng)戶農(nóng)林牧復(fù)合系統(tǒng)的物流分室模型，以農(nóng)戶調(diào)查和田塊監(jiān)測數(shù)據(jù)為依據(jù)，設(shè)定模型參數(shù)后得到以下結(jié)果:土壤有機(jī)質(zhì)分室的物質(zhì)流通率為各分室最高，牲畜放牧?xí)r產(chǎn)生的糞便對土壤有機(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)率最大，有機(jī)質(zhì)流通效率表現(xiàn)為秸稈＞籽粒＞檸條＞根茬＞牧草。畜牧分室復(fù)合系統(tǒng)的核心，有著較高的輸入及輸出率，說明研究區(qū)畜牧養(yǎng)殖較為發(fā)達(dá)，但在目前這種飼料結(jié)構(gòu)和飼養(yǎng)