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农牧复合系统的结构及其物流过程的稳定性分析

王昫  
【摘要】:在农牧复合系统研究中,物流状况是一个很重要的指标,通过物流情况来了解系统中物质循环的特点,对决策者具有重要的参考价值。为了研究农牧复合系统的结构特征,通过物流情况来了解系统各部分物质循环的效率,对调控系统结构、合理开展农牧复合决策有着重要意义。本文对盐池县杨寨子村进行详细的普遍调查并建立当地农牧复合系统的物流分室模型,绘制系统模型结构图,研究农牧复合系统中有机质的输入输出量,建立系统特征线性微分方程组的模型,对各分室的物质状态和它们之间的物流关系进行分析。为了更好的论证当地农牧复合系统在现代生活中是否能够可持续发展,维护生态系统的长期稳定,本文在以构建农牧复合系统物流模型为基础进一步选择多种方法对该系统稳定性进行讨论及评价。通过分析盐池县杨寨子村民的农牧生产模式及产出来从中来展开研究,在建立该区域的生态系统分室模型绘出其物质流动框图同时通过李雅普诺夫稳定性理论、系统归还比、对分室模型的系统微分方程求其特征值探究其稳定性,多角度的挖掘系统的稳定性特征,从而为决策者提供更科学及详尽的决策方案。本文通过调查及研究后主要结论如下:杨寨子村由于气候、地力、农户的生产技术等综合因素导致农作物产量低且不均衡,农业子系统主要种植饲料作物为主,粮食类作物及经济作物比重不大,饲料饲草作物的种植较为广泛。畜牧业子系统结构主要以繁育母羊及羔羊为主,部分大养殖户通过育肥来获取经济利益。畜牧业是当地村民的主要收入来源,其在当地逐步增长,收益持续增加。该村已逐步形成了“以农促牧,以牧养农”的经济农牧复合系统。当地少数牧民开始以规模化养殖来获取更大价值,以大型养殖场代替各家各户式的分别养殖有利于降低管理以及饲料成本,并能够获取更大的效益。由于缺乏足够的资金支持、当地居民意识较保守及规模化生产本身有着一些制约因素及风险所影响,农户普遍不愿意改变原有生产方式,而选择精耕细作的传统分散繁育母羊及羔羊的养殖方法,并认为这种方法是保险及可靠的。农牧复合系统的主要指标显著性分析表示,三年中的降水量、耕地面积、草地面积、林地面积、作物总产量均未发生显著性差异。说明三年中该村没有发生能够导致系统发生显著性变化的人为因素及气候因素,为研究进展提供了便利。本文通过建立杨寨子农牧复合系统的分室模型的方法,研究农牧复合系统中各个分室的物流关系。通过绘制系统模型结构图,研究农牧复合系统中有机质的输入输出量,建立系统特征线性微分方程组的模型。根据李雅普诺夫线性系统理论,通过MATLAB软件对微分方程组求解得出:所有的特征值实部均为负数,说明系统是稳定的。根据李雅普诺夫线性系统理论,微分方程组所有的特征值实部均为负数,说明系统是稳定的。在没有剧烈的自然灾害以及人为过渡干扰条件下,只要维持农牧复合系统当前的生产格局和输入输出状况,各个分室都能最终趋于自身的平衡稳态,即系统在目前的生产策略和生态格局中能够维持稳定。通过农牧复合系统耕地面积、林地面积、草地面积等指标的变异系数的分析,当地农牧复合系统发展较不均衡,农户之间在农业子系统中无论是生产资料或生产方式差异较大,而畜牧子系统差异相对较小。通过对林地、耕地及草地对羊只数量的相关性分析显示,增加柠条林面积、减少开荒以及地力差的耕地和覆盖度低的草地能够进一步支持当地畜牧业发展。归还比分析结果显示,杨寨子农牧复合系统的农业子系统稳定性弱于畜牧子系统,无论是畜牧子系统还是农业子系统,对外界的依赖度都接近50%,可以说明杨寨子村的系统稳定性是建立在对外界的高度依赖的前提下。通过将能流框图当中转化效率和流通率低的物质如根茬进行加工后,输入到转化率高的羊只库中能够促进整个农牧复合系统的物质循环效率,进一步提高系统的整体稳定性。


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