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        基于能值的寧夏彭陽(yáng)縣退耕還草地效益研究

        2021-07-29 10:20:40齊拓野
        農(nóng)業(yè)科學(xué)研究 2021年2期
        關(guān)鍵詞:彭陽(yáng)縣能值比值

        齊拓野

        (寧夏大學(xué) 生態(tài)環(huán)境學(xué)院,寧夏 銀川 750021)

        彭陽(yáng)縣地處寧夏南部山區(qū),屬于國(guó)家劃定的集中連片貧困地區(qū),生態(tài)脆弱,經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)[1-2]。為推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,國(guó)家自2000年起在彭陽(yáng)縣實(shí)施退耕還林還草工程[3-4]。草地建設(shè)是退耕還林還草工程的重要內(nèi)容,本研究運(yùn)用能值理論對(duì)退耕還草地的效益進(jìn)行研究,旨在對(duì)工程實(shí)施情況進(jìn)行評(píng)估,同時(shí)為后續(xù)工程提出建議。

        1 研究區(qū)概況

        彭陽(yáng)縣是寧夏固原市的下轄縣,地處寧夏南緣,介于北緯35°29'~35°49'、東經(jīng)116°51'~117°13',總面積2 533 km2??h內(nèi)北部為典型的黃土丘陵地形,中部為河谷地形,南部為山區(qū),氣候類(lèi)型為溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候,近20年年均降雨量均低于600 mm,年平均氣溫均在10℃以下[5-8]。在退耕還林還草工程實(shí)施前,草原植被受到嚴(yán)重破壞,草地生態(tài)系統(tǒng)承載力一直處于較低水平,工程實(shí)施后這一狀況有所改善[9-12]。

        2 退耕還草地投入產(chǎn)出能值

        2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源說(shuō)明

        本研究中氣象原始數(shù)據(jù)來(lái)源于彭陽(yáng)縣氣象觀測(cè)站的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),土壤侵蝕原始數(shù)據(jù)來(lái)源于彭陽(yáng)縣王洼水土保持試驗(yàn)站,表土中有機(jī)質(zhì)能量、空氣密度、苜蓿干質(zhì)量為作者實(shí)測(cè)值,人力及畜力的投入情況來(lái)源于農(nóng)戶(hù)調(diào)查數(shù)據(jù),其他數(shù)據(jù)來(lái)源于彭陽(yáng)縣相關(guān)政府部門(mén)在退耕還林還草工程實(shí)施過(guò)程中的實(shí)時(shí)監(jiān)查數(shù)據(jù)。

        2.2 計(jì)算方法

        本研究應(yīng)用Howard Thomas Odum提出的能值理論對(duì)彭陽(yáng)縣2011—2019年退耕還草地進(jìn)行計(jì)算分析,將退耕還草地建設(shè)過(guò)程中所有的投入和產(chǎn)出轉(zhuǎn)換為太陽(yáng)能焦耳(計(jì)量單位為sej)[13-14]。計(jì)算中涉及的能值轉(zhuǎn)換率均采用9.44E+24(sej/a)的全球能值基準(zhǔn);能量折算系數(shù)取自《農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)手冊(cè)》及馬文靜、李瑞平、宿婷、林慧龍等學(xué)者的研究結(jié)果[15-19];為與林地區(qū)分,研究中提到的草地不包括檸條、沙棘等植物。

        2.3 彭陽(yáng)縣退耕還草地能值投入

        依據(jù)彭陽(yáng)縣退耕還草地的建設(shè)情況,其能值投入項(xiàng)包括可更新環(huán)境資源能、不可更新環(huán)境資源能、不可更新工業(yè)輔助能、可更新的有機(jī)能四項(xiàng),計(jì)算結(jié)果如表1所示。

        表1 彭陽(yáng)縣2011—2019年退耕還草地能值投入(sej/a)

        因各項(xiàng)數(shù)值有較大數(shù)量級(jí)差,小計(jì)數(shù)值統(tǒng)一保留至科學(xué)記數(shù)小數(shù)點(diǎn)后2位,總計(jì)數(shù)值統(tǒng)一保留至科學(xué)記數(shù)小數(shù)點(diǎn)后6位。

        2.4 彭陽(yáng)縣退耕還草地能值產(chǎn)出

        在彭陽(yáng)縣退耕還草建設(shè)中,以封山育草、以畜調(diào)草為主,草地的能值產(chǎn)出只有紫花苜蓿一項(xiàng),具體情況如表2所示。

        表2 彭陽(yáng)縣2011-2019年退耕還草地能值產(chǎn)出(sej/a)

        3 能值指標(biāo)分析

        3.1 能值產(chǎn)投比

        能值產(chǎn)投比是系統(tǒng)合計(jì)產(chǎn)出能值與合計(jì)投入能值的比值,是評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)效益的最直觀指標(biāo)。對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)而言,能值產(chǎn)投比可以直接反映出能值成本與收益之間的關(guān)系。與社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的產(chǎn)投比分析類(lèi)似,能值產(chǎn)投比越高,意味著退耕還草地效益越好。本研究計(jì)算并分析了彭陽(yáng)縣退耕還草地2011—2019年的能值產(chǎn)投比及變化趨勢(shì)(表3,圖1)。

        由表3和圖1可知,能值產(chǎn)投比呈現(xiàn)出先增長(zhǎng)再下降后增長(zhǎng)的趨勢(shì),這表明在2011—2019年期間,彭陽(yáng)縣退耕還草地效益總體向好,但在2013—2017年間出現(xiàn)了負(fù)增長(zhǎng),數(shù)值變化不大,根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展規(guī)律,這一波動(dòng)屬正常現(xiàn)象。

        圖1 彭陽(yáng)縣退耕還草地2011—2019年能值產(chǎn)投比變化趨勢(shì)

        表3 彭陽(yáng)縣退耕還草地2011-2019年能值產(chǎn)投比

        3.2 環(huán)境負(fù)載率

        環(huán)境負(fù)載率表示生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成壓力的大小,即系統(tǒng)不可更新能源能值總投入與可更新能源能值總投入的比值。對(duì)于退耕還草地而言,這一指標(biāo)至關(guān)重要,因?yàn)榕黻?yáng)縣地處黃土丘陵區(qū),在這樣的地質(zhì)條件下構(gòu)建或恢復(fù)草地生態(tài)系統(tǒng)面臨諸多挑戰(zhàn),環(huán)境負(fù)載率過(guò)高或過(guò)低都不利于退耕還草地建設(shè)。本研究計(jì)算了彭陽(yáng)縣退耕還草地2011—2019年的環(huán)境負(fù)載率(表4)。

        由表4可知,彭陽(yáng)縣退耕還草地的環(huán)境負(fù)載率在2011—2019年間變化不大且數(shù)值普遍較小,這表明在2011—2019年期間,彭陽(yáng)縣退耕還草地對(duì)環(huán)境造成的壓力低,退耕還草建設(shè)過(guò)慢,未來(lái)仍有較大的開(kāi)發(fā)建設(shè)空間。

        表4 彭陽(yáng)縣退耕還草地2011—2019年環(huán)境負(fù)載率

        3.3 不可更新工業(yè)輔助能值/總投入能值

        彭陽(yáng)縣退耕還草地的不可更新工業(yè)輔助能包含汽油和農(nóng)機(jī)兩類(lèi)能值投入,這些能值投入在總投入能值中的占比反映出彭陽(yáng)縣在退耕還草過(guò)程中的機(jī)械化程度。比值越大,說(shuō)明機(jī)械化程度越高;比值越小,說(shuō)明機(jī)械化程度越低。本研究計(jì)算并分析了彭陽(yáng)縣退耕還草地2011—2019年不可更新工業(yè)輔助能值占總投入能值的比例(表5)。

        由表5可知,不可更新工業(yè)輔助能值占總投入能值的比例呈現(xiàn)出先增加后降低再增加的趨勢(shì),但數(shù)值普遍較小,這表明在2011—2019年期間,彭陽(yáng)縣退耕還草的機(jī)械化程度低,草地建設(shè)投入的機(jī)械設(shè)備不足,與林業(yè)建設(shè)相比,對(duì)草地建設(shè)的重視程度不夠。

        表5 彭陽(yáng)縣退耕還草地2011—2019年不可更新工業(yè)輔助能值與總投入能值比值

        4 結(jié)論

        通過(guò)對(duì)彭陽(yáng)縣2011—2019年的退耕還草地進(jìn)行能值計(jì)算及能值指標(biāo)分析,本研究得出如下結(jié)論:

        1)在2011—2019年期間,彭陽(yáng)縣退耕還草地效益總體向好,但在2013—2017年間出現(xiàn)了負(fù)增長(zhǎng),但數(shù)值變化不大,屬正常現(xiàn)象。

        2)彭陽(yáng)縣退耕還草地的環(huán)境負(fù)載率偏低,退耕還草建設(shè)過(guò)慢,未來(lái)仍有較大的開(kāi)發(fā)建設(shè)空間。

        3)彭陽(yáng)縣退耕還草的機(jī)械化程度低,草地建設(shè)投入的機(jī)械設(shè)備不足,與林業(yè)建設(shè)相比,對(duì)草地建設(shè)的重視程度不夠。

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