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盐池县干旱风沙区,多年来农牧民单纯追求牲畜存栏量,加上人为的滥垦滥挖等原因,致使草原超载、退化,生态环境日益恶化。2003年该地区实行了禁牧。禁牧对该地区农牧复合生产系统产生了怎么样的影响,如何促进干旱风沙区社会经济发展与人口、资源、环境相协调,实现农牧复合生产系统的可持续发展,是该地区亟待研究和解决的问题。
本文以盐池县四墩子为例,应用能值理论对该地农牧复合生产系统各种生态流投入、产出进行了详细的分析,并对反映系统结构功能的净能值产出率、能值投资率、环境负载率等能值特征指标及系统的可持续发展状况进行了研究,针对该地农牧复合生产系统可持续发展所存在的一系列问题,提出了建议和对策。通过对禁牧前后7年时间里该地农牧复合生产系统的能值特征分析,得出主要结论如下:
(1)农田子系统,随着时间的推移,投入能值呈上升趋势,并且大小顺序为:工业辅助能(F)>有机能(R1)>不可更新资源(N)>可更新自然资源(R)。工业辅助能平均占总投入能值的60%左右,化肥施用量较高,有机肥投入偏低。人力、农用机械投入平均占总投入能值的19%和14%。产出能值中玉米、瓜类和油料类作物占大部分,且随着时间的推移逐渐升高;薯类、蔬菜、药材所占比重较小,变化趋势不明显;小麦随着时间的推移,逐渐下降;秸秆趋于平稳。
(2)农田子系统能值自给率在18.33%-21.37%之间,呈降低的趋势。能值投资率在3.6-4.46间,波动上升。环境承载率在2.11-2.63之间,呈上升趋势。净能值产出率在1.55-2.52间,呈上升趋势。可持续发展指数总体上呈“倒N”型,指数在0.69-1.2之间,该子系统属于消费型经济系统。
(3)人工草地子系统,能值投入中工业辅助能(F)大于可更新环境资源(R)、不可更新环境资源(N)和有机能(R1);不可更新工业辅助能中以农用机械、农用电和燃油为主,化肥所占比重很小,农用机械投入呈现出波动式增加。可更新有机能中,人力占主体。产出部分为苜蓿干草和青贮玉米,二者随着时间的推移总体呈先下降后上升趋势。
(4)人工草地子系统随着年份的推移,能值投入率在1.86-2.26之间,呈下降趋势。能值自给率在30.73%-34.90%之间,呈上升趋势。环境承载率呈上升趋势,值在1.63-2.39之间波动。净能值产出率在2.17-2.77间波动式增加。可持续发展指数平均值为1.1,该子系统富有活力和发展潜力。
(5)天然草原子系统,2007年前,投入能值中不可更新环境资源(N)>有机能(R1)>可更新环境资源(R)>工业辅助能(F),2007年开始,有机能投入超过了不可更新能值。主要产出能值为牧草,随着时间的推移,呈现增加的趋势。
(6)天然草原子系统随着年份的推移能值投入率在0.65-0.96之间,呈上升趋势。能值自给率在0.51-0.61之间,呈现下降趋势。净能值产出率在0.2-0.35间,呈先上升后下降趋势。环境承载率在0.71-1.30之间,先上升后下降。可持续发展指数在0.5以下,该子系统属于消费型经济系统。
(7)家畜子系统,工业辅助能值的投入一直大于有机能。工业辅助能中农业机械占99%以上;有机能投入中,饲料占98%左右。产出能值主要是羊肉、羊毛,平均计算,羊肉占56%左右,毛占44%左右。
(8)四墩子农牧复合生产系统能值投入主要是工业辅助能和有机能,占能值总投入的57%-71%,并且二者所占比例随着时间的推移逐渐增加。其次是不可更新资源,占总投入能值的24%左右,且所占比例随着时间的推移逐渐下降。可更新自然资源约占总能值投入的9%,且随时间的推移逐渐下降。
(9)随着时间的推移,四墩子农牧复合生产系统总产出能值在逐渐增加,2009年总产出能值是2002年的1.85倍。各子系统中,农田、天然草原和家畜子系统的产出能值逐渐增加,而人工草地的产出能值则趋于平稳。总产出能值中,农田子系统的产出能值平均占63%,人工草地占21%,天然草原占7%,家畜子系统占9%。
(10)四墩子农牧复合生产系统能值投入率一直处于上升趋势,值在1.32-2.38之间;能值自给率在0.29-0.43之间,呈现下降趋势;净能产出率在1左右;环境承载率随着时间的推移,呈现先升高后下降的趋势,其值在1.12-1.56;可持续发展指数平均值在0.73左右,属于消费型经济系统。