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《东北农业大学》 2012年
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桦川县农林牧复合生态系统能量流动研究

赵裕亮  
【摘要】:生态农业是以生态学理论为基础,以生态农业技术为主要手段,以处理生物之间、生物与环境之间的关系为中心,最终达到经济、生态、社会三大效益统一的农业生产及经营活动。生态农业彻底改变了传统农业生产与生物多样性的对立局面,通过以生物多样性为基础的农业生产结构,使农业生态系统的主要功能趋于良性循环。因此,生态农业是保护资源、增加效益,促进农业可持续发展的有效途径。 以生态学理论为指导,运用现代生态农业方法研究了桦川县农业的生态系统,分析该农业生态系统的能量流动和养分循环特征,旨在为合理调整农业生态系统能量流动途径、方向和养分投入提供依据,提高系统能量产出,促进农业生态系统的良性循环和创建可持续发展的农业生态系统。在当前新农村建设环境下,研究该区农业生态系统的能量交换特征和养分平衡分析,将有利于了解其农业生产中存在的问题,为各个生产部门协调、可持续发展提供参考依据,为高效、生态循环现代化农业的发展,农业生态系统稳定合理的发展提供科学依据。 本项目在研究方法上采用的是跨学科的研究方法,综合运用数学、生态学、计算机科学、地理信息系统等学科,在已经开展的大量基础研究工作之上,对桦川县生产状况分析进行理论和实践两个方面的研究。 以桦川县农业生态系统为研究对象,分析了其1990-2009年畜牧业、种植业、林业、人类和果园群体等生态系统的能量流动途径问题、人工辅助能的输入问题、能量产出以及能量转化效率等问题的能流特征。结果表明: (1)种植业生态系统的人工辅助能投入能量和能量的产出都在逐年增加,而能量投入和产出均处于较低水平,能量利用率低。农田光能平均利用率较低,仅0.2%,只相当于2001年我国农田平均光能利用率的32%。投能农田目前还处于能效迅速上升阶段,平均投能二十年只是合理投能区间上限的73%,2009年投入能量是适宜区上限的87%。发展多熟品种种植,增加人工辅助能在农田的投入,特别是有机肥料和化肥的投入上,能够明显提高能量产出和能量利用效率。 (2)果园能量流动问题上产投比较低,由于林业管理粗放,产投比较高而投入少,在林果业生态系统中薪柴能占总产出的95%,发展薪炭林,退耕还草还林,以果树为主的经济林面积扩大化,将有力的促进农业生态系统中生态环境的改善和农林牧结构的调整。 (3)畜牧业生态系统的能量投入和产出都在不断增加,能量饲料转化率和产投比较高,达到0.52和0.4759,其中动物性产出产品只占18%,有很大一部分能量为畜禽日常生活所消耗。减少耗粮型畜禽养殖,调整畜禽结构,扩大肉用型畜禽养殖和食草性的奶用型,适度发展商品养殖和规模养殖,可以提高畜牧业生态系统的有效产出。在桦川宜林草的山坡地较多,饲养用的草料来源充足,畜牧业大力发展,有望建成三江平原的一个重要畜牧业基地。 (4)桦川县农业生态系统在能量流动上是个开放的系统,每年有25054.95×1010J的特色农副产品输出到系统外,但是由于生产关系水平低,生态系统的有效能量产出不足以维持系统的正常运转,平均每年需从外界引进271219.12×1010J的煤、农药、燃气、化肥、、地膜、农业机械等等(相当于系统总产出能的29.6%),才可以促进该农业生态系统的良性运转。系统的稳定性指数为0.51。
【学位授予单位】:东北农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:S181

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