（人文地理学专业论文）基于能值理论的农牧复合系统效能分析.pdf

摘要 农牧交错带作为连接我国种植业和畜牧业两大食物生产系统的生态一经济界面，蕴含着 巨大的生产潜力，加强该区域农牧复合系统的研究是实现这一区域生态经济可持续发展的重要 手段。地处北方农牧交错带的宁夏盐池县，是研究农牧复合的理想区域。本文以农户调查数据 为原始资料，应用能值方法将各个样本农户的种植业、畜牧业的各项投入产出数据转换成太阳 能值，根据畜牧业( 饲草、饲料) 的能值投入来自种植业的比例，将样本按照2 5 的梯度分为 四类，在此基础上应用农业结构研究法和复合系统分析法对每类农户的种植业系统、畜牧业系 统、农牧复合系统进行对比研究，评比了各类农户农牧复合系统的产出效能，提出了提高农牧 复合系统效能的对策、建议。 研究结果表明：一二类农户发展的是现代农业，三四类农户发展的是传统农业。一二类农 户以养殖圈养的育肥羊为主，需要的饲草料较多，畜牧业子系统向种植业子系统提供的有机肥 较多，减少了化肥的使用；耕地的可持续性系数高于三四类农户；购买牲畜和购买饲料的能值 投入较多，对草地的压力小；种植结构优而简单；三四类农户耕地种植结构呈现粮、经并重的 二元结构，只有一小部分耕地产出投入到畜牧业子系统，农牧复合程度较低，长期放牧，对草 地的压力较大，投入到种植业系统中的有机肥少。 一二类农户农牧复合系统产出效能远远高于三四类农户。农牧复合系统的净能值产出率、 能值产投比、户均净产出能值、人均净产出能值和单位劳动力净产出能值都高于三四类农户。 一二类农户间也有差别，第一类农户养殖规模人于第二类农户，耕地产出远远满足不了畜 牧业的需求。第二类农户耕地可持续性系数、复合系统的人均净产出能值、单位劳动力净产出 能值高于第一类农户。三四类农户间也存在差异，第四类农户数量最多，耕地能值产投比和净 能值产出率、可持续性系数稍高丁第三类农户，耕地的环境承载率在四类农户中最高，单位羊 只投入最多、产出最少；农牧复合系统产出效能最低。 要想提高农牧复合系统产出效能并有效地保护耕地资源和草地资源，需要优化种植结构和 养殖结构、改变养殖方式、提高农牧复合系统复合度。 关键词：农牧交错带，农牧复合系统，效能，能值 a b s t r a c t a n a l y s i so nt h ee n e r g ye f f i c i e n c yo fc o m p o u n da g r i c u l t u r e h e r d i n g s y s t e mb a s e do nt h ee m e r g yt h e o r y 1 1 l ef a r m i n g g r a z i n gt r a n s i t i o n a l z o n ec o n t a i n se n o r m o u s p r o d u c t i v ec a p a c i t y 鹪t h e e c o l o g y - e c o n o m yi n t e r f a c ew h i c hl i n k st h ef a r m i n ga n dl i v e s t o c kp r o d u c t i o ns y s t e m so fo u rc o u n t r y s t r e n g t h e n i n gt h er e s e a r c ho ft h i sr e g i o n sa g r i c u l t u r ea n da n i m a lh u s b a n d r yc o m p l e xs y s t e mi st h e i m p o r t a n tm e a n st h a t w i l lr e a l i z e st h er e g i o n a le c o l o g i c a la n de c o n o m i cs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t t l l i sp a p e ri sb a s e do nt h ed a t ao ff a r m e ri n v e s t i g a t i o n u s i n gt h ee m e r g yw a y st ot r a n s f o r mt h ep l a n t a n da n i m a lh u s b a n d r y si n p u t - o u t p u td a t ao ft h es a m p l ef a r m e r st os o l a rp o w e r v a l u e ，a c c o r d i n gt ot h e i n p u tr a t i oo fa n i m a lh u s b a n d r y ( f o r a g e ，f e e d ) e m e r g yw h i c hc o m e sf r o mt h ep l a n ts y s t e m s ，t h ep a p e r d i v i d e st h es a m p l e si n t of o u rt y p e si na c c o r d a n c ew i mt h e2 5 g r a d i e n t t h e nc o m p a r e sa n d r e s e a r c h e s e v e r ys a m p l e sp l a n ts y s t e m s ，a n i m a lh u s b a n d r ys y s t e m s ，a g r i c u l t u r a la n da n i m a l h u s b a n d r yc o m p l e xs y s t e m su s i n gt h es t r u c t u r eo fa g r i c u l t u r er e s e a r c hm e t h o da n dc o m p o s i t ea n a l y s i s m e t h o d ，a tl a s tc o n t r a s t sa n de v a l u a t e st h ee n e r g ye f f i c i e n c yw h i c hc o m e sf o r me a c ht y p eo fs a m p l e f a r m e r sa n dt h e np u tf o r w a r dc o u n t e r m e a s u r e sa n ds u g g e s t i o n st h a th o wt oi m p r o v et h ee f f i c a c yo f c o m p o u n da g r i c u l t u r e h e r d i n gs y s t e m t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ef n s ta n dt h es e c o n d - c l a s sh o u s e h o l d se n g a g et h em o d e ma g r i c u l t u r e a n dt h et h i r da n dt h ef o u r t h - c l a s sh o u s e h o l d se n g a g et h et r a d i t i o n a la g r i c u l t u r e t h ef i r s ta n dt h e s e c o n d - c l a s sh o u s e h o l d sa r em a i n l yb r e e d i n gc a p t i v i t ys h e e p - f a t t e n i n g t h e yr e q u i r em o r eg l a s sa n d f e e da n dt h ea n i m a lh u s b a n d r ys u b s y s t e mc a np r o v i d em o r eo r g a n i cf e r t i l i z e rt ot h ep l a n ti n d u s t r y s u b s y s t e m s ot h eu s eo ff e r t i l i z e r sc a nb er e d u c e d t h e i rs u s t a i n a b i l i t yc o e f f i c i e n to fa r a b l el a n di s h i g h e rt h a nt h et h i r da n dt h ef o u r t h - c l a s sh o u s e h o l d s m e a n w h i l e ，m e yi n v e s tm o r ee m e r g yt ob u y l i v e s t o c ka n df e e d s ，a n de x e r ts m a l l e rp r e s s u r eo nt h eg r a s s l a n d t h e i rp l a n ts t r u c t u r ei ss i m p l ea n d s u p e r i o r h o w e v e r ，t h ep l a n ts t r u c t u r eo ft h et h i r da n dt h ef o u r t h - c l a s sh o u s e h o l d ss h o w e di nad u a l s t r u c t u r ew h i c ha t t a c h e se q u a la t t e n t i o nt oa g r i c u l t u r ea n de c o n o m y a g r i c u l t u r ea n da n i m a l h u s b a n d r yc o m p o u n di nal o wl e v e lw i t ho n l yas m a l lf r a c t i o no fc r o pf a n n i n gp r o d u c t i o np u ti n t o a n i m a lh u s b a n d r ys u b s y s t e ma n di m p o s em o r ep r e s s u r eo nt h eg r a s s l a n d t h e yi n p u tl e s so r g a n i c f e r t i l i z e ri n t ot h ec r o pf a n n i n gs y s t e m t h ea g r i c u l t u r ea n da n i m a lh u s b a n d r yc o m p o u n ds y s t e mo ft h ef i r s ta n dt h es e c o n d - c l a s s h o u s e h o l d ss h a r em u c hh i g h e ro u t p u te f f i c i e n c y i ta l s op o s s e sah i g h e rl e v e li nt h ef o l l o w i n gi t e m s ： t h en e te m e r g yy i e l dr a t i o ( e y r ) ，t h er a t i oo fe m e r g yv a l u eo u t p u ta n di n p u t ；p e rc a p i t an e te m e r g y y i e l da n dt h en e te m e r g yy i e l do f u n i tl a b o r t h e r ea l s oe x i s ts o m ed i f f e r e n c e sb e t w e e nt h ef i r s ta n dt h es e c o n d - c l a s sh o u s e h o l d s 1 1 圮 f i r s t - c l a s sh o u s e h o l d sh a v eal a r g e rb r e e d i n gs c a l et h a nt h es e c o n d - c l a s sh o u s e h o l d s a n dt h e i r a g r i c u l t u r eo u t p u tc a nn o tm e e tt h ed e m a n do fa n i m a lh u s b a n d r y t h ef o l l o w i n gi t e m so ft h e s e c o n d - c l a s sh o u s e h o l d sa l eh i 曲e rt h a nt h ef i r s t - c l a s sh o u s e h o l d s ：t h ea r a b l el a n ds u s t a i n a b i l i t y c o e f f i c i e n t ；t h ep e rc a p i t ae m e r g yy i e l dr a t i oo ft h ec o m p o u n ds y s t e ma n dt h ee m e r g yy i e l dr a t i o o fu n i tl a b o r t h e r ea r ea l s os o m ed i f f e r e n c e sb e t w e e nt h et h i r da n dt h ef o u r t h - c l a s sh o u s e h o l d s t h e f o u r t h - c l a s sp o s s e st h em o s ta m o u n to fh o u s e h o l d sa n ds h a r es l i g h th i g h e rt h a nt h et h i r d - c l a s s h o u s e h o l d si nt h ef o l l o w i n gi t e m s ：t h er a t i oo fa r a b l el a n de m e r g yo u t p u ta n di n p u t ；t h en e te n e r g y o u t p u tr a t ea n dt h es u s t a i n a b i l i t yt o e 伍c i c n t t h ef o u r t h c l a s sh o u s e h o l d sa l s oh a v et h eh i g h e s ta r a b l e l a n de n v i r o n m e n tc a r r y i n gr a t e u n i ts h e e pi n p u tm o s ty e to u t p u tf e w e s tf o rt h ef o u r t h c l a s s h o u s e h o l d s b e s i d e s ，t h eo u t p u te f f i c i e n c yo ft h ea g r i c u l t u r ea n dt h ea n i m a lh u s b a n d r yc o m p o u n d s y s t e mi st h el o w e s tf o rt h ef o u r t h - c l a s sh o u s e h o l d s i no r d e rt oi m p r o v et h eo u t p u te f f i c i e n c yo ft h ea g r i c u l t u r ea n dt h ea n i m a lh u s b a n d r yc o m p o u n d s y s t e m ，a n dt op r o t e c tt h ea r a b l el a n da n dt h eg r a s s l a n dr e s o u r c ee f f i c i e n t l y , t h ep l a n t i n ga n db r e e d i n g s t r u c t u r en e e dt ob ei m p r o v e d ，a n dt h e r ea l s on e e dac h a n g et ot h eb r e e d i n gw a ya n da l li m p r o v e m e n t o ft h ec o m p o u n dd e g r e eo ft h ec o m p o u n da g r i c u l t u r e - h e r d i n gs y s t e m k e yw o r d s ：t h ef a n n i n g g r a z i n gt r a n s i t i o n a lz o n e ，t h ec o m p o u n da g r i c u l t u r e h e r d i n gs y s t e m ， e f f i c i e n c y ，e m e r g yt h e o r y 插图与表索引 图1 1 研究技术路线图6 图3 ，1 盐池县区位图1 2 表3 1 盐池县各乡镇土地资源等级，1 3 表3 2 盐池县2 0 0 3 年土地利用结构1 4 表3 3 盐池县各乡镇2 0 0 3 年耕地面积、人均耕地面积、播种面积、复种指数1 5 图3 2 近五十年盐池县种植业、牧产业各自比重1 6 图3 3 盐池县2 0 0 1 年和2 0 0 4 年的各等草场的种植结构1 7 图3 42 0 0 6 年马尔庄行政村土地利用图1 8 图3 52 0 0 7 年5 4 个农户耕地种植结构l8 图3 - 6 近五十年农牧业人口数量及羊只数量1 9 表3 42 0 0 5 年与2 0 0 7 年的羊只养殖与育肥情况2 0 表4 i 四类农户饲草料投入结构2 l 表4 2 四类农户农牧业主要指标方差对比2 2 表4 3 四类农户家庭基本信息2 4 图5 - 1 种植业系统能流图一2 5 表5 1 四类农户种植业系统能值投产2 6 图5 2 四类农户单位面积耕地能值投入结构2 8 表5 2 四类农户每公顷耕地机械耗油能值投入百分比2 8 表5 3 四类农户种植业系统能值指标体系对比2 9 表5 4 研究区种植业系统主要能值指标与其它地区的比较2 9 表6 1 四类农户畜牧业系统能值投入3 2 图6 1 四类农户单位羊只与总羊只各项能值投入3 3 表6 2 四类农户草地面积与羊只数最情况3 3 图6 2 四类农户畜牧业系统各项能值投入比例3 4 表6 3 四类农户畜牧业系统主要能值投入比例3 4 图6 - 3 四类农户畜牧业饲草料能值投入结构3 5 表6 _ 4 四类农户畜牧业系统产出能值对比3 5 图7 1 农牧复合系统能流图3 7 表7 1 四类农户农牧复合系统能值投产对比。3 8 图7 2 四类农户农牧复合系统能值投入结构4 0 表7 - 2 四类农户农牧复合系统劳务投入对比4 l 表7 - 3 四类农户农牧复合系统耗油投入对比4 1 表7 _ 4 四类农户农牧复合系统购买牲畜与购买饲草料对比4 2 表7 - 5 四类农户能值投产典型指标对比4 3 v 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得宁夏大学或其它教育机构的学位或证书而使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示了谢意。 研究生签名：时问：年月日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解宁夏大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交 论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手 段保存、汇编学位论文。同意宁夏大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位 论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名： 导师签名： 时间：年月日 时间：年月日 宁夏人学顺j 学f ? i 玲乏第帝绪论 1 1 选题背景 1 1 1 国外背景 第一章绪论 2 0 世纪以来，随着农用工业的发展，化肥、农药的人量使用，对提高农产品产量起到了显 著的作用。但由此造成的土壤板结，生态环境恶化等问题也引起人们的酱遍关注。所以，一些 发达国家的农学家开始探索种植业如何走出“化学农业”的圈子，克服单纯依赖化肥的片面作 法，并明确提出把“持续农业”作为今后农业发展的方向。2 0 世纪9 0 年代开始，农业可持续 发展战略已成为世界各国的行动纲领。 “复合农业”尤其是农牧复合及农林复合，能充分利用时空资源，挖掘生物资源潜力，是 实现农业可持续发展的有效方式，因此日益成为世界各国普遍关注的热点。发达国家的发达无 不与眚牧业的发达直接相关。如：英、法、美、加拿大等国家眚牧业产值占农业总产值的比重 都在6 0 以上，丹麦达9 0 以上，因葺牧业的发展而带动起米的相关产业已成为国民经济的重 要支柱，其产值远远大于畜牧业本身。印度是一个缺粮国家，人均占有粮食只有我国的一半， 但他们走农牧结合之路在全国推行“白色革命”，养牛业获得了很大发展。荷兰从人多地少的国 情出发，利用周边国家粮食资源丰富和交通便利的优势，廉价进口粮食，减少人田谷物生产， 将有限的耕地资源片j 于种草养牛，发展畜牧和花卉、蔬菜等高价值产业，畜牧业产值占农业总 产值的比重达8 0 以上。近些年来，我国山东、河南、河j 七、安徽等省成功地实现了农牧结合， 一跃成为畜牧业人省，带动了农村经济的快速发展。 在农业生态系统中，实行农牧复合是生态系统稳定机制的组成部分，是农作物稳定高产最 经济有效、最可靠的途径，也是畜牧业发展的可靠保证。农牧复合，能促进农业生态系统的物 质能量的动态平衡，可以促使农产品的就地转化，使动物将人类不能直接利川的农副产品转化 为各种畜产品，或者作为动力，或生产肥料，产生比较复杂的能昔流和物质流，从而可以综合 利用农业资源，使饲料资源的种类和数簧增多，有利于畜牧业利用各种饲料资源，有效缓解草 畜矛盾，饲料、肥料、燃料矛盾，培肥土壤，提高土地生产力。另外，农牧复合还能促进农业 产业结构的调整，提高农牧民的收入，使农牧相互促进，实现农牧双丰收，实现生态效益、经 济效益和社会效益的和谐统一，最终实现农业生态系统的良性循环。 1 1 2 国内背景 ( 1 ) 保障食物安全的需要 我国是人口众多、资源相对不足的国家，农业发展面临极为严峻的人口、资源和环境问题， 中国农业的可持续发展问题也已成为我国乃至国际社会关注的焦点【l 】【甜。农牧复合经营适应我 国人口多、人均耕地少、人均资源相对贫乏的国情，是实现我国农业可持续发展的有效途径。 长期以来，我国的传统农业总是认为种植业就是谷物生产，以粮食人均占有量作为可供养人口 宁疆 i 学硕f 学f ? ，沦迦第。节绪论 的指标，单纯依靠增加粮食解决食物问题，造成人畜共粮，粮饲不分，饲草料不足，不仅使眚 产品成本增加，也使粮食问题更趋紧张。实行农牧复合经营可在原生产饲料粮的耕地中划出一 部分面积用来专门生产绿色饲料，是解决饲料问题的有效途径，实际上也解决了我国的粮食问 题。 ( 2 ) 促进农村产业结构调整的需要 当前，世界上有两种农业产业结构：一种是以种植业为主，大多数欠发达国家属此类；另 一种是以牧为主或农( 种植业) 牧兼营，大多发达国家属于此类。农业产业结构发展的规律是， 随着经济的发展，畜牧业在农业中的比重将不断上升。显然，农牧复合经营模式的实施，必将 使畜牧业在大农业中占到绝对优势。这种变化遵循了农业产业结构的发展规律，有利于各项自 然资源得到更加合理、科学的配置，促进当地农业产业结构的重人调整，提高农业的整体效益。 同时还能与国家退耕还林还草工程形成呼应，促进种植结构的变化，加大饲草的种植比例，延 伸种植业的产业链条，提高产品附加值，更好地发挥产业结构的相关性。 ( 3 ) 进一步挖掘农田生产潜力，稳定并提高地力的需要 众所周知，作物植株在全生育期中的光能利用率表现为“前期低一中期高一后期低”的生 育特点，因此，种植作物若以籽粒为收获目标，则作物的生育前期和后期的光能利用率均低； 而若以营养体为收获目标生产绿色饲料，则可以在植株光能利用率高的生育中期结束时收获。 这样便可避开作物光能利用率低的生育后期，同时可以提高全年复种指数，因而可以大幅度提 高光能利用率，增加单位耕地面积的营养物质产量。通过农牧复合，将畜牧业生产的有机肥返 还农田，培育和熟化土壤，可以提高土壤保水、保肥、抗旱防涝性能，提高土地的生产力。有 研究表明，施有机肥的土壤饱和含水量和田间持水量，比施化肥的对照分别高3 7 和2 l ，最 大有效水含量提高2 2 6 。有利于作物的生长【3 j 。有机肥培肥熟化的十壤，生物活性大大增强， 土壤增产潜力也随之提高；由于施用有机肥，土壤有机质含量提高，微生物数量和活性也相应 提高；有机肥的施用，还能增加土壤中碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶、蛋白酶等酶类的活性，改 善作物生长的土壤生态环境。这样不仅有利于土壤团粒结构的生成，增强十壤调节水、肥、气、 热的功能，同时还可以有效地补充作物每年从土壤中摄取的大量氮、磷、钾及各种微量元素， 提高农业生态系统转化率。 ( 4 ) 我国北方农牧交错带人多属于中温带季风环流控制的范围，干旱、风沙火、水资源短 缺，农业资源开发利用方式粗放、综合利用水平低、浪费较为严重。由于农业技术投入不足， 科技对农业增长的贡献率较低，农业内部结构调整缓慢，农业产业结构不合理，导致多年来提 倡的“粮一经一饲”三元种植结构未得到较好的施行，生态环境局部改善、总体恶化的趋势依 然没有得到有效的遏制，可利用草原不同程度地退化，草原超载过牧现象严重。同时随着人民 生活水平的不断提高，对动物产品需求量与日俱增，推动了养殖业的快速发展，导致饲料生产 的增长与养殖业生产的发展不协调，使资源短缺的矛盾日趋加剧，使我国养殖业发展面临饲料 资源短缺，尤其是蛋白质饲料和优质高产专用饲料玉米短缺的局面。如果继续沿袭“资源一产 品一废弃物”的单向式传统增长模式，以资源的大量消耗为代价实现农业的大发展，将难以为 继。所以，采取资源开发、节约使用并举的措施，强化物质循环和能量转化的综合利用，走节 流与开源并重的路子，大力发展农业循环经济，以资源利用的减量化拓宽农业可持续发展的路 子，对于保障我国的粮食安全、食物安全具有重要作用，也是缓解农业资源约束矛盾的根本出 2 宁疆，i 。预卜? ：f ? ，论上筇一节绍论 路，压缩粮食种植面积、建植优质人工草地、推进以草食动物为主的发展，恢复草地眚牧业的 主产业地位。实现农牧复合，是农牧交错带调整产业结构、发展农业循环经济的重要途径。 盐池县具有发展草地畜牧业和农区畜牧业的双重优势，农牧结合的潜力和前景都十分广阔， 应借鉴发达国家和地区的先进经验，积极探讨适合该区民族特点和资源特点的农牧结合的路子， 促进农业和农村经济持续发展。 1 2 研究目的及意义 ( i ) 理论意义、学科意义 能值方法与理论的应用，注重了环境资源的投入，比传统的能量、货币方法更准确。系统 复合分析很重要的一点是度量单位的统一，基于货币流的价值分析与基于能流的能量分析方法 是当前农业生态经济系统常见的分析方法。但二者都存在不足，价值分析的不足【1 ：1 ) 忽视了 农业环境资源的作用；2 ) 结论的不可比性。当农业产品价格体系不完善时，在不同区域、不同 作物间所作的经济效益分析明显具有不可比性。较之价值分析，能量分析是一大进步，为农业 生态经济系统的分析诊断提供了新的分析方法，也为发展现代生态农业奠定了理论与实践基础， 但同样存在不足 7 - 9 ：1 ) 不能涵括所有环境资源对农业生态系统的贡献；2 ) 混淆能量品质特性差 异。以相同能量单位( j ) 表示不同类别、不同性质和来源、具有不同能质而存在根本差异的能量 并进行数量加减和比较，势必因为能质的差异而造成结果的放火或缩小，进而使分析发生较大 偏差。与货币和能量分析对比，能值分析无论在理论和方法上都是一次飞跃【7 州：( 1 ) 能值分析 将农业生态系统的自然再生产过程与经济再生产过程有机结合了起来，重视了农业生态经济系 统的自然属性和经济系统特征及相互间关系，对投入农业生态经济系统的所有自然资源或经济 产品以及产出物均进行价值评价和相互比较：( 2 ) 能值分析以同一客观的太同l 能值衡量不同类 别、不同能质能量的真实价值和数量关系。各种形式的能量在转换为同一标准能值后可以进行 加减或比较研究，克服了能量分析在数量研究上的困难；( 3 ) 多指标体系的建立方便了评价的进 行。不同丁价值分析与能量分析的单一评价指标( 产投比) ，能值分析可以根据研究目的需要， 灵活设置一系列反映农业生态与经济效率的指标体系，解决了其它分析方法得出指标的人为主 观性强、不能客观说明问题的缺陷，较好地解释了系统结构的功熊特征。 本研究为调整和优化生态系统的结构和功能，以较少的投入，得剑最人的产出，取得良好 的经济效益、社会效益和生态效益，建立一个合理、高效、稳定的农业生态系统提供参考。农 业生产是一个能量与物质流通过程，无论能量与物质提供者的环境条件或者是生产者的生物体， 在一定时空条件下，它们的生产能力都是有一定限度的，超过其极限，就会造成生态平衡的破 坏，使自然资源衰退，农业生产下降。例如，在耕地利用上，忽视养用结合，以致土壤肥力严 重衰退，引起士壤退化。在大量的物质和能量随着商品流出农业生态系统之后，就必须从外界 投入足够的物质和能量，才能保持其平衡。因此，对农业资源不能只顾利用，不断索取，必须 加以保护，使之休养生息，才能促进资源增殖，提高农业产量。农业生态系统就其生产力来说 应当比自然生态系统更高，因此除太阳辐射外，还必须加入辅助能，如农机、化肥、农药、排 灌、收获、运输、加工等，还要投入人类的劳动和管理。只有不断地调整和优化生态系统的结 构和功能，才能以较少的投入，得到最大的产出，取得良好的经济效益、社会效益和生态效益， 三l 宁砭人；：硕l f 论丈筇一市绪论 建立一个合理、高效、稳定的农业生态系统。 ( 2 ) 实践意义。 北方农牧交错带作为农耕区与草原牧区相连接的干旱半干旱生态过渡区，属于一个相对独 立的自然社会经济复合生态系统类型，既是我国主要大江( 河) 的水源涵养地，也是 遏制荒漠化、沙化东移和南下的生态屏障。农牧交错带作为连接我国种植业和畜牧业两大食物 生产系统的生态一经济界面，蕴含着巨大的生产潜力。加强该区域农牧系统的耦合机理及效 应的研究是实现这一区域生态经济可持续发展的重要手段 i o l 。地处北方农牧交错带的宁夏盐池 县，具有很强的典型性，是研究农牧复合的理想区域。本文针对其农牧复合系统发展中存在的 一些问题，应用能值理论与方法、复合生态系统分析法及农业结构研究法来研究其农牧复合系 统的现状、能流过程等，评价农牧复合系统的结构并分析其效能，进而进行合理地调控，提高 系统生产效能。本文以农户调查资料为基础，从农户的尺度应用能值理论与方法研究农牧复合 系统，对研究区的实践意义如下：1 ) 从农户尺度上进行研究进而能够统一到土地经营尺度，使 得到的成果更可靠；2 ) 分析农牧复合系统能值流动过程、系统复合现状、问题等，有利于认识 研究区农、牧子系统及复合系统的能流、物流、信息流及价值流的相互关系和定量转化关系， 从而可以对原有结构进行合理的调控；3 ) 有利于实现种植业和畜牧业的有机结合，优化土地利 用结构，提高农业资源利用效率，在现有资源使用量的基础上提高农牧民的收入，在一定程度 上遏止该区域日趋严重的土地退化、生态恶化态势，促进经济与生态环境的可持续发展；4 ) 为 研究区农牧复合系统自然资源的科学评价与合理利用、经济发展方针的制定及农业系统环 境资源系统的协同发展和良性循环提供帮助，为农牧交错带可持续发展的综合研究提供一种新 思路。 1 3 数据来源与研究方法 1 3 1 数据来源 本文原始数据以农户调查资料为主，在2 0 0 6 、2 0 0 7 年对黎明、叶几庄两个自然村调查的基 础上，根据农户种植业、养殖业、人均收入等主要指标的方差等，确定抽样户数。于2 0 0 8 年5 月与l o 月对盐池县马儿庄村的5 个自然村采用典型抽样进行农户调查，分别抽取一定量的各类 生产农户以及收入程度不同的农户，采用半结构访谈方式进行。调查范围包括马儿庄村、龚儿 庄村、叶儿庄村、黑土坑村和黎明村五个自然村，每个村随机选取卜1 0 户农户，共获得有效 样本5 4 份。考虑到农户调查的可靠性问题，实际调查时多调查了1 0 的样本。调查内容包括2 0 0 7 年家庭人口情况、耕地投入产出、畜牧业投入产出、草地利用情况和家庭消费信息。将所调查 的数据输入到e x c e l 进行整理、校正，再经过能量、能值两步计算，得到每个样本户的种植业 系统和畜牧业系统的能值投入、产出表。从调查实际来看，所调查的5 4 个有效样本户中从事种 植业生产的有5 0 户，从事养殖业生产的有5 1 户，既从事种植业生产又从事养殖业生产的为5 0 户，发展农牧复合经营的农户养殖规模与耕地面积晕现一定的相关性。本研究以从事种养结合 的4 9 个有效样本为具体研究对象米对比分析不同复合程度的农户系统产出效能。能量折算系数 来自农业技术经济手册【川和农业数据手册1 1 2 1 ，太阳能值转换率来自o d u m 和蓝盛芳生 4 j 2 疆人学硕l 7 f ? ，沦文第一章绪沦 态经济系统能值分析 1 3 j 等人的研究；土壤侵蚀率、有机质、降水量、太1 5 l i 辐射等数据来自盐 池县气象局、水利局等相关单位。 1 3 2 研究方法 本文的研究方法主要有三类：能值理论与方法、复合生态系统分析法、农业结构研究法。 能值方法贯穿始终，将各个样本农户的2 0 0 7 年种植业、畜牧业的各项投入产出数据转换成太阳 能值，根据畜牧业( 饲草、饲料) 的能值投入来自种植业的比例，将样本按照2 5 的梯度分为 四类：0 2 5 、2 6 - - - 5 0 、5 l 7 5 、7 6 1 0 0 ，在此基础上应用农业结构研究法和复合系统分 析法对每类农户的种植业系统、畜牧业系统、农牧复合系统进行对比研究。 能值分析方法在农业生态系统中的研究已经有相当丰富的成果，理论基础也更加成熟，但 多数研究都是在整个国家、地区、县域尺度进行研究，所用资料都是相对宽泛的统计资料，从 宏观层面来讲可以解释、解决一些直观的问题，但从微观层面来讲许多问题仍然无法得到解决。 以农户调查为基础的研究能够补充以上缺憾，占有资料更加完整和接近实际。本文应用能值理 论，以位于农牧交错带上且农牧业占有极其重要地位的宁夏盐池县为例来研究农户农牧复合系 统投产情况。 能值理论由美国著名生态学家o d u m 提出，用以研究生态系统与人类社会经济系统，定量 分析资源环境与经济活动的真实价值以及它们之间的关系。o d u m 把能值定义为：产品或服务 形成过程中直接和间接消耗的一种类型的能量的总和 z 4 1 。其理论依据是：生态经济系统是一个 自组织，其中所有的任何形式的能都来自太辟l 能，随着能在系统中的流动，一部分能敬欠掉( 熵) ， 而同时形成具有较高能量等级的新形式的能。通过追溯研究，任何一种形式的能都可以用同一 种形式的能来表示i l5 l 。由此可知，不同类型的能鼙具有不同的能级和能质，随着能量从低等级 的太阳能转化为较高质量的绿色植物的潜能，再传递和转化为更高质量和更为密集的各级消费 者的能量，能量数量的递减伴随着能质和能级的升高：各类能量之间具有特定的转换关系，即 能值转换率( e m c r g yt r a n s f o r m i t ) ，) ，通过能值转换率就可以把不同类型的能量转化为同一量纲的 能值，如太阳能能值( s o l a rc m c r g y ，简写为s 白) ，在此基础上就能对研究对象进行更为全面和 科学的分析。 5 宁砭，j 学硕 学f i ：，论之第帝绪论 1 4 技术路线 各类农户系统农牧复合结构特征对比分析、复合状况评价、效能分析 图1 - 1 研究技术路线图 f i g 1 lt h es t u d yc o u 斑站 6 宁疆人，# 硕t 学f 一论殳 第一：辛农牧复合同i 勺6 y w i i i “, b ”：, j ；述 2 1 农牧复合基本概念 第二章文献综述 1 9 8 4 年由马世骏先生首次提出的“复合农业”，是生态农业建设的一个重要方面，其核心 是讲究多样化、多成分的有机结合，这种结合广义而言包括宏观方面诸领域如社会、经济、生 态等的结合，狭义而言则指通过农业经营中多部门、多产业、多种群的结合，以充分利用时空 资源【1 6 1 。其中，将大农业中两个或两个以上生产部门结合在一起而构成的复合型农业生态系统， 如将农业( 种植业) 、林业结合的农林复合生态系统，将农业( 种植业) 和畜牧业结合的农牧复 合生态系统，及将农业( 种植业) 、牧业和林业有机结合而构成的农林牧复合生态系统，以其在 充分利用生态空间、挖掘生物资源潜力等方面表现出的强大生命力而受到世界众多国家尤其是 发展中国家的普遍关注和日益重视，并逐渐成为世界各国现代农业、牧业研究的新领域。 农牧复合，在我国又可称为农牧结合或者种养结合，国际上则称为农牧系统科学( s c i e n c eo f c r o p - l i v e s t o c ks y s t e m ) 【1 卜1 9 】，是由我国传统农业逐渐发展起来的具有“五大特征”和“六大结 合”特点的一种良好的农业持续发展模式。“五大特征”是指：资源的高效利用性；生态经济发 展的可持续性；系统效益提高的整体性；系统生物的多样性；系统发展的协调性与和谐性。“六 大结合”包括：土壤培肥的有机与无机相结合；第一性生物生产与第二性生物生产的有机结合； 高产、高效、优质的有机结合；农工贸一体化的有机结合；资源高效利用与环境保护的有机结 合；生态经济与社会效益的有机结合。这些特征与结合充分体现了农牧复合型农业发展的可持 续性，极好的适应了我国农业可持续发展的要求，在我国得剑了广泛的应用，对其结构、模式 及效益的研究在我国得到了长足的发展。 对农牧复合的基本概念，不同的学者有不同的理解，目前较为大家接受的观点是：农牧结 合乃是新型种植业与现代养殖业之间的一种对立统一的联系。种植业为养殖业提供物质基础( 饲 料) ，而后者又为前者提供有机肥( 养分) ，彼此互为供求关系( 2 0 l 。分为农区农牧复合和牧区农 牧复合，本论文研究的是牧区农牧复合。 2 2 国内外农牧复合研究现状和趋势 2 2 1 国外农牧复合研究状况 国外关于复合农业的研究重点在农林复合系统和农林牧复合系统，如n a i r 于1 9 8 2 - - 1 9 8 6 年间通过收集大量非洲、南中美洲有关农林牧复合系统类型和模式的资料，建立了相关的数据 库，提出农林牧复合系统可分为多年生木本植物、一年生农作物( 或经济作物) 和畜禽3 个组 分，并以系统组分的产业组合、系统组分的时空结构、功能( 作用或输出) 、社会一经济经营规 模以及生态适宜区5 个方面为指标，建立农林牧复合系统的分类体系1 2 。 国外对农牧复合的研究主要集中在农牧复合对土壤的改良上【2 2 国j ，如在澳大利哑，通过农 牧复合改良和培肥地力已是农业生产的一项基本措施。豆科牧草，绿肥与饲料作物间、套、轮 7 宁鼋人学硕1 。 f ? ，论f z第一：帚农牧复合l i j 内外硎究综述 作4 5