荒漠草原區(qū)農林牧復合系統(tǒng)結構與模式優(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，擔負著極為重要的生態(tài)服務功能;承擔一部分貧困人口的生計。該區(qū)農業(yè)生態(tài)經(jīng)濟發(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)是荒漠化和自然災害嚴重，草地牧草產(chǎn)量低，草畜矛盾突出，這不僅限制了當?shù)匦竽翗I(yè)發(fā)展，同時也加劇了區(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)濟可持續(xù)發(fā)展，僅靠少量的糧食和經(jīng)濟補償并不能從根本上解決農民的脫貧致富問題，毀林毀草開荒耕翻種植還會反復。為了使農

2、業(yè)資源的開發(fā)利用達到最佳運行狀態(tài)，促進研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間的耦合生產(chǎn)，形成復合經(jīng)營系統(tǒng)內物質的多級循環(huán)和能量的擴大流動，增強各子系統(tǒng)之間的時序性、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，皖記溝行政村農戶為研究對象，將參與式農村評估法取得的問卷調查數(shù)據(jù)和長期監(jiān)測數(shù)據(jù)、實驗實測數(shù)據(jù)相結合，首先，利用問卷數(shù)據(jù)分析現(xiàn)有農戶生態(tài)系統(tǒng)的結構、經(jīng)濟流特征;接著，采用能流分析方法研究系統(tǒng)能量的生產(chǎn)、分配和轉化效率;然

3、后，利用實驗實測數(shù)據(jù)分析農戶生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)、轉化與利用，并在此基礎上建立農戶生態(tài)系統(tǒng)物質流動分室模型;最后，綜合以上結果找出目前農戶復合生態(tài)系統(tǒng)運行中存在的問題，進而提出適宜研究區(qū)的農業(yè)資源復合經(jīng)營發(fā)展優(yōu)化模式，為大幅度提高整個農業(yè)的生產(chǎn)水平，取得良好的生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益提供參考。
　　本文取得的主要研究結果如下:
　　(1)研究區(qū)現(xiàn)有農林牧復合系統(tǒng)結構和演化主要受到氣候、資源特征和外部干預的影響，其中外部干預中最主要

4、的就是退耕還林還草和禁牧政策的實施。在灌溉條件下，農戶農業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)相對穩(wěn)定，且完全服務于畜牧業(yè)，但羊只數(shù)量的增加加大了生態(tài)與生計的矛盾。
　　(2)通過對農戶生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟流分析得出，目前系統(tǒng)處于盈利狀態(tài)，農戶的經(jīng)濟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，農戶仍需購買大量的玉米。假設將羊只數(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論天然林草地生物量和檸條林地可食生物量是影響農戶羊只養(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)農戶農林牧復合生態(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)營性農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。系統(tǒng)的初級生產(chǎn)以有機肥還田為主，機械能和化石能投入低，初級生產(chǎn)系統(tǒng)的能量轉化效率不高，部分生物能流失和浪費。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，農作物和林草地的水肥轉化效率低，影響了次級生產(chǎn)系統(tǒng)的能量轉化，從而影響整個典型農戶生態(tài)系統(tǒng)的能量轉化率和產(chǎn)出率。
　　(4)農戶農田生態(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破壞農田生態(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)的物質轉化效率高于農田生態(tài)系統(tǒng);天然林草地的物質輸入以牲畜自由放牧時產(chǎn)生的

7、糞便和植物枯落物為主;總的來說，人工草地的物質轉化效率高于天然草地、檸條林地和農耕地。
　　(5)建立農戶農林牧復合系統(tǒng)的物流分室模型，以農戶調查和田塊監(jiān)測數(shù)據(jù)為依據(jù)，設定模型參數(shù)后得到以下結果:土壤有機質分室的物質流通率為各分室最高，牲畜放牧時產(chǎn)生的糞便對土壤有機質的貢獻率最大，有機質流通效率表現(xiàn)為秸稈＞籽粒＞檸條＞根茬＞牧草。畜牧分室復合系統(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，但在目前這種飼料結構和飼養(yǎng)