基于能值分析的民勤绿洲农田生态系统可持续发展评价

来源 :甘肃农业大学 | 被引量 : 9次 | 上传用户:lukesong123
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民勤绿洲对国家的生态安全有着极其重大的意义,它的存在阻挡了腾格里和巴丹吉林两大沙漠合围,是武威绿洲乃至河西走廊生态安全的有效屏障。农业是民勤绿洲经济的基础,农业发展是否具有可持续性直接关系到绿洲生态环境的安危。农田生态系统作为农业生态经济系统的基础,资源高效集约利用、种植结构的合理高产决定着农业生态经济系统的稳定,因而定量评价民勤绿洲农田生态系统就具有了非常重要的价值。本文利用能值分析理论,以民勤绿洲农田生态系统1997-2011年投入产出数据为基础,从系统的投入产出结构、资源的利用效率和可持续发展三个方面对其进行了分析和评价,得出以下结论:(1)1997-2011年期间民勤绿洲农田生态系统总的能值投入呈现先增加后减小的趋势,研究期末相对期初增幅达10.15%,总的能值投入变化较为稳定。环境贡献率总体上呈现减小趋势,平均比重为1.89%。总的能值投入以不可更新工业辅助能为主,平均比重为79.51%。在不可更新的工业辅助能投入中,化肥的能值投入平均比重最大,为87.92%。可更新的有机能逐渐减少,平均比重为18.17%。系统能值投入率从1997年的36.80增加到2011年的41.18。研究表明绿洲农田生产的机械化程度不断提高,现代化水平逐步加强,但环境的可持续发展能力降低。空间上民勤绿洲区域农田生态系统经济发展程度差异显著,社会经济发达的乡镇优势明显,城区周边的乡镇相对于绿洲偏远地区来讲,农民的生活水平和农田生态系统经济发展的强度和等级都要相对较高。(2)1997-2011年民勤绿洲总的能值产出呈现不断增长趋势,增长了2.15倍。棉花、油料、小麦、玉米一直是民勤绿洲农田生态系统的主要能值产出作物,在研究阶段棉花的能值产出增加了7.14倍,油料的能值产出增加了4.38倍,玉米的能值产出略有增加,研究期末相对期初增幅为38.34%,小麦的能值产出呈现不断下降趋势,降幅为45.09%,水果、蔬菜、瓜类的能值产出虽然占比小,但呈现急剧上涨趋势,分别增长了3.28倍、5.04倍、3.01倍。说明在这15年间民勤绿洲减小了粮食作物的种植,增加了高回报的经济作物的种植。民勤绿洲农田生态系统种植业结构均衡度总体上呈现下降趋势,由1997年的1.93下降到2011年的1.25。从时空两方面对比能值产出密度和种植业结构均衡度可以看出,两者存在负相关的关系,能值产出密度大,种植业结构均衡度小;能值产出密度小,种植业结构均衡度大。对比研究不同区域农田生态系统能值产出密度和规模效率优势指数可以看出,民勤绿洲地区集中发展棉花、油料作物,形成规模优势,对民勤绿洲农田生态系统生产力水平的提升具有重要意义。(3)民勤绿洲农田生态系统资源利用效率偏低,净能值产出率由1997年的0.35增加到2011年的1.00,民勤绿洲农产品要在市场上具有竞争力,净能值产出率还有待提高。空间上,研究期末相对期初净能值产出率有了很大提高。环河井灌区的蔡旗乡、重兴乡资源利用效率低,夹河乡,湖区的红沙梁乡、西渠镇资源利用效率高,其他地区资源利用效率水平偏低,且不稳定。通过对民勤绿洲农田生态系统总的能值产出和能值投入要素进行回归分析,具有较大影响的投入要素依次为化肥、有机肥、人力、农业机械、塑料薄膜,回归系数依次为0.1993、0.1989、0.1935、0.1377、0.1168。说明民勤绿洲土地贫瘠,需要不断从系统外补充养分,绿洲农田生产中机械化程度提高对系统产出有显著影响,塑料薄膜使用对系统产出具有促进作用,在干旱的民勤绿洲地区可以进一步推广使用塑料薄膜。(4)民勤绿洲农田生态系统可持续发展指数由1997年的0.11增加到2011年为0.25,但一直远小于1,说明净能值产出率低而环境负载率高,农田生产现代化程度较高,环境的压力大,系统属于消费型生态经济系统,系统可持续发展能力弱。空间上,系统可持续发展指数空间分异特征明显,除红沙岗镇、红沙梁乡、夹河乡外,民勤绿洲其他区域的农田生态系统可持续发展指数等级普通较低。研究阶段民勤绿洲农田生态系统可持续发展综合水平有所提高,空间上呈现东北片高于西南片、绿洲边缘带高于中心带的地理分布特征。不协调发展和极不协调发展区域的农田面积占民勤绿洲农田总面积73.68%;农田生态系统稳定、综合发展水平高的只有4个乡镇(夹河乡、红沙梁乡、西渠镇、南湖乡),农田面积占民勤绿洲农田总面积26.32%。目前,民勤绿洲农田生态系统面临的不可持续性应当引起有关部门的高度关注。
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