2021-4-10 | 農業
商洛作為陜西省山區農業市,農業生態系統發展狀況的好壞,在很大程度上決定了該區域經濟發展的態勢,因此,對商洛市農業生態系統的結構、功能和效益等進行分析和評價具有非常重要的意義。20世紀80年代末,美國著名生態學家HTOdum在系統生態、能量生態、生態經濟理論基礎上提出了能值分析理論[1],該理論把社會、經濟、自然3個亞系統有機統一起來,定量分析了自然和人類社會經濟的真實價值,從根本上克服了傳統的單純著眼于生態或經濟分析面臨的難題,為生態系統和生態經濟系統的定量分析開拓了新途徑。20世紀90年代以來,國內外相關專家學者針對能值的研究越來越多[2-7],大大豐富了能值理論的實證分析,尤其是在農業生態經濟系統中的研究。我國學者對省[7-9]、市(地區、自治州)[10-18]、區(縣、旗)[19-21]各級區域以及各流域[6,22]作為邊界的農業生態經濟系統做了相當的研究,然而,當前對山間盆地農業生態經濟系統的研究還很較為有限。本文以秦嶺山間盆地———商洛市為例,應用能值理論方法,借鑒前述學者的研究對商洛市農業生態經濟系統進行能值分析和對比,分析解釋其農業生態系統的運行特征和可持續發展中的問題,從而為區域可持續發展決策提供了依據。
1研究區概況和與研究方法
1.1研究區概況
商洛市位于陜西省東南部,鄂、豫、陜3省交界處,在東經108°34'20″~111°1'25″,北緯33°5'30″~34°25'40″之間,土地總面積1.93萬km2,占陜西省總面積的9.4%。東西長229km,南北寬133km,耕地面積12.98萬hm2。商洛地處秦嶺東段南麓,地貌總體以中低山為主,地勢呈西北高、東南低,是“八山一水一分田”的山區。商洛屬我國東部季風氣候,位于北亞熱帶和暖溫帶的交界地域,有“跨兩帶”之稱。年平均氣溫7.8~13.9℃,平均年較差為23.1~25.5℃,年日照時數為1860~2130h,全年無霜期為210d,年太陽總輻射量為462~567kJ/cm2,≥10℃積溫為2500~4500℃•d,年平均降水量在710~930mm之間。受地形影響,以東風、東南風為主,年平均風速為1.3~2.7m/s。商洛山多、樹多,宜林面積134.13萬hm2,有林地82.47萬hm2,是陜西省木材高產區之一,經濟林木眾多。林特產品主要有核桃、板栗、獼猴桃、木耳等。全市農業人口205.83萬,占總人口的84.8%。受地形地勢制約,商洛市耕地少,人均不足0.667hm2。加之農業和農村基礎設施差,目前仍采用傳統農業的經營方式和資源粗放型開發利用的方式。另外,由于商洛幾乎每年都有旱、澇、冰雹等自然災害發生,因此,如何解決生態惡化和農業生產發展之間的矛盾,是其農業生產中需要考慮和解決的問題[23-24]。
1.2研究方法
能值分析的基本原理是把以物質、能量以及信息等形式存在的含能量物質全部轉化為用太陽能值表達的能值形式,把物質或能量形式轉換成太陽能值的公式為[1]:M=τ×B式中:M為太陽能值(sej),B為物質所含能量(或質量);τ為太陽能值轉換率,它是指形成1J或者1g產品或者勞務所需要的太陽能值,單位是sej/J或者sej/g。本文在參考前人研究的基礎上,將能值分析過程分為以下6步:(1)確定研究系統的邊界和內容。本文研究的系統邊界為商洛市行政區,研究內容為該市農業用地面積包括種植業、林業、畜牧業和漁業等子系統在內的大農業生態經濟系統的能值流特征。(2)全面客觀地收集商洛市農業生態系統的能物流、信息流、貨幣流以及人口流資料,并進行整理。(3)根據分類及計算結果進行能量系統和能值系統表格的編制,能值分析表包括資源類別、資源流動量、太陽能值轉換率、太陽能值等項目。(4)對商洛市農業生態系統的能值投入與產出進行分析。商洛市農業生態系統的能值投入包括:可更新環境資源和不可更新環境資源的能值投入;不可更新工業輔助能值和可更新有機能值的投入;能值產出包括:種植業、林果業、畜牧業和水產業的能值產出。(5)能值指標體系的建立和分析。根據能值分析表建立能值指標體系,包括凈能值產出率、能值投資率、環境承載率、可持續發展指數等,分析評價農業生態經濟系統結構和功能。(6)綜合對比分析與提出政策建議。通過與其他城市及縣區進行縱向和橫向的比較,對商洛市的農業生態系統進行定量和定性的評價,提出結論和科學性的政策建議,以期實現該農業生態系統的可持續發展。
2結果與分析
2.1商洛市農業生態系統投入能值分析
在收集商洛市農業生態系統自然地理、社會經濟等方面資料的基礎上,運用能值分析的基本方法,計算得出投入─產出的各能量流的數據,再根據Odum能值轉換率將能量流數據轉換為能值數據[25],計算得出該市的能值投入和產出情況。從表1可知,商洛市農業生態經濟系統2007年投入的能值總量為3.21×1021sej。其中可更新環境資源、不可更新環境資源、不可更新的工業輔助能、可更新的有機能分別占系統投入能值的41.42%、2.92%、12.36%和43.30%。可更新環境資源能值投入和可更新有機能值投入遠大于其他2項,說明商洛市農業生態系統投入主要以可更新的太陽能、降水能和有機能中的人力為主。不可更新環境資源所占比例最小,反映了商洛市農業生態系統的表土損失率不高,僅在少量的坡地開荒中存在。工業輔助能投入主要為農業機械和化肥,兩者占工業輔助能投入的93.42%,尤其是氮肥。然而化肥是產生農業面源污染問題的主要原因,并且可能破壞土壤結構,造成土壤板結,所以應改化肥為有機肥,增加有機肥的投入能值,防止生態環境惡化。商洛市可更新有機能值1.39×1021sej,在該農業生態系統可持續發展中起重要作用。其中,主要的有機能值來自人力,占所輸入有機能值的86.33%。可見該市農業生態系統尚未擺脫傳統農業模式,人力仍為主要的動力來源,應加強電力、農業機械和農業科技的投入,減輕農民勞動強度,從而盡快實現從傳統農業向現代農業的轉變。有機肥在可更新有機能中的投入較少,目前商洛市畜牧業能值產出很高,有機肥和農家肥利用潛力巨大,應提倡綠肥種植,為農業可持續發展提供物質基礎。