广安市农业生态系统能量转化和物质循环特征分析

摘要

能量流动和物质循环是农业生态系统功能的重要体现。本研究以广安市：区为研究对象，利用流域1993-2005年的土地利用及社会经济动态数据，结合农户调查，利用生态学理论及地理信息系统辅助对广安市近十几年来农田子系统、林业子系统、畜牧子系统、渔业子系统和农户子系统以及区域生态系统能流特征和农田养分平衡进行了分析。主要结果如下： 1.广安市农田子系统的投能结构在10多年中发生了很大转变。在总投能量逐年增加的过程中，工业辅助能的投入量所占比例在不断增加。其中化肥和机械的使用率提高很快。随着工业辅助能的增加，农田系统对外界的依赖性越来越强。10多年来总产投比和经济产投比的变化呈上升趋势。无机辅助能在提高农田生产力方面发挥着主要作用，而有机辅助能的影响不断增强。农田能量的输出方向和流动量随种植结构和农民的消费结构的变化而变化。输出到农户的能量所占比例在逐年下降，输出到流域外界的能量比例在逐年上升，而输出到畜牧业的能量和留在农田系统内部的能量所占比例较稳定。 2.林地具有较高的光能利用率，使得流域内固定的太阳能增加，增强了流域的稳定性。林地作为薪材的主要输出者，林地输出到流域外的能量主要是经济林的产出。由于经济林的产量近年来逐渐减少，使得输出到流域外的潜在能量也随之下降。林地可输出能量与林地面积关系密切。从年生长量分析，林地子系统积累的能量较多，但这部分能量中只有平均11％的能量输出到子系统外部，大部分能量积累在系统内。 3.(1)畜牧业产投比在逐渐提高，到2001年己达到0.57。投入到畜牧业的能量随畜牧业的规模的变化而变化，近年来投入到畜牧业的能量在逐渐增加。但畜牧业子系统能量转化率较低。牲畜组成结构直接影响着畜牧业的能量转化效率，调整牲畜结构是提高畜牧业能量产投比的一个重要手段。(2)渔业同样是广安市农业系统的次级生产系统，但由于技术和环境的制约，渔业的发展比较缓慢，渔业的系统能量转化率较畜牧业低，应加入更加合理的管理和饲料的投入。提高能量转化率，增加渔业的经济效益。 4.农户子系统中，来自农田的粮食消费能量近年来在逐渐下降，相应的从流域外部输入的粮食能量增加。对畜牧业子系统的能量消费呈缓慢上升趋势。劳力的输出结构分析表明输出到农田的能量所占比例较大，平均为43％。输出到畜牧业的能量变化趋势与畜牧业的能量变化相同，占总输出能的13％。输出到林地的劳力变化幅度很小。在lO多年中劳动力的输出结构发生了改变，部分劳力逐渐从农田中释放出来，转移到流域外。 5.随着流域人工辅助能的投入不断增加，流域的光能利用率由0.35％上升到0.43％，流域经济结构分析表明，在治理的前几年，产业处于调整过程中，流域结构变异性指数变化幅度较大。近年间结构变异性指数年际变化幅度减小，反映流域的生产结构调整趋于合理，且具有一定的可持续性和较强的抗逆能力，流域生态系统向良性循环发展。 6.在近十年中，有机肥和化肥的养分在农田子系统中的输入量一直在增加，肥料养分N、P、K的输入量平均达到567.05kg/hm2、205.12kg/hm2、215.75kg/hm2。而同期农田子系统的养分N、P、K输入量平均是231.67kg/hm2、105.40kg/hm2、296.72kg/hm2。N素的盈余量很大，P素次之，K素出现了亏损。大量盈余的养分，就会在生产过程中通过各种途径进入到环境当中。

目录

文摘

英文文摘

声明

前言

1研究背景及现状

1.1生态农业的内涵及重要性

1.2农业生态系统的功能-能流流动

1.2.1能量分析方法

1.3农业生态系统的功能-物质循环

1.3.1 生态系统养分循环研究的模型与方法

1.4国内外研究现状

1.4.1国内研究现状

1.4.2国外研究现状

2 目的与意义

3研究内容及方法

3.1结构的辨识

3.2研究的内容

3.2.1研究对象概况

3.2.2广安市各子系统能量特征

3.2.3广安市生态系统的物质循环特征

3.3研究方法

3.3.1收集资料

3.3.2数据的整理与分析

3.3.3能量参数的确定

3.3.4物质循环参数的确定

3.3.5农业系统结构评价体系

4结果与分析

4.1广安地区能流特征分析

4.1.1 1994-2005年广安市农业系统及子系统的分析

5.1.2广安市各区(市)县农业生态系统能流特征分析

4.2广安市农田子系统养分循环特征分析

4.2.1 1994-2006年广安市农田子系统的养分循环分析

4.2.2 1993-2006广安市各区(市)县养分循环特征分析

4.3广安市产业结构分析

4.3.1 广安市农业生态系统产业结构评价

4.3.2讨论

5讨论

5.1广安市各子系统能流特征

5.1.1农田子系统

5.1.2林地子系统

5.1.3畜牧业子系统和渔业子系统

5.1.4农户能流通量分析

5.2广安市物质循环特征分析

5.2.1广安市农田子系统物质循环特征分析

5.2.2广安市各区市县农田子系统物质循环特征分析

5.3系统能流结构分析

参考文献

致谢