荒漠─绿洲草地农业系统的耦合与模型

本文探讨了山地子系统，绿洲子系统和荒漠子系统所组成的链状耦合系统─—荒漠─球洲草地农业系统的耦合效益与它的模型。提出了与之相应的线性规划与系统动力学模型，优化后的结果表明，在保持生态系统正常运转，永续利用的条件下，系统耦合后的社会总体效益可提高３．７倍，畜牧经济效益提高１５．７２倍。

发展草地农业 确保中国食物安全

通过对“粮-猪农业”和草地农业的综合分析表明:在中国饲料用粮成为粮食生产主要压力的情况下,中国坚持传统的“粮-猪农业”,饲料用粮需求数量巨大,这种传统的农业方式势必对中国的食物安全造成严重威胁,而建立草地农业系统,将人食与畜食分开,走节粮型、非粮型饲料道路是减小粮食生产压力、优化中国人口食物结构、确保粮食安全的一个有效措施。

系统耦合理论在我国草地农业系统应用的研究

阐述了系统耦合概念及其在草地农业系统的应用 ,并对其发展历程分类综述。指出今后系统耦合发展的关键是深入研究草地农业系统 3个界面所发生的系统耦合和系统相悖机理。

施行草地农业在食物安全上的“涟漪效应”

我国长期以来高度关注粮食安全,导致过分倚重耕地农业,不仅加重了耕地的负担,而且过度扩大耕地面积导致生态遭到破坏,对农业整体资源缺乏统筹利用。近年来,随着我国经济的迅速发展,城乡居民生活质量不断提高,这就意味着我国人民的膳食营养结构和消费方向发生变化。针对我国人民饮食结构升级的现实,提出施行草地农业,将牧草作为植物生产的重要组分纳入农业土地利用,并突出草食家畜生产,实现农区与牧区的系统耦合,将在食物安全上引起一系列"革命性"变革。

碱茅草在甘肃内陆盐渍地草地农业生产中的作用

作者在甘肃河西内陆盐渍地种植碱茅草(Puccinellia chinampoensis ohrusi)11046亩,经田间试验、定点研究和室内试验表明;碱茅草种子对硫酸盐的最大耐盐度为3.47%,氯化物1.58%,碳酸盐为1.08%;幼株对硫酸盐忍耐力为2.5%;成株在5.0%以内尚可生长。3年生碱茅草地耕层土壤的脱盐率达到66.0～95.0%(灌溉条件下),在3年内的1536克/m^2的总脱盐量中,碱茅草地上和地下部总吸收盐量占总脱盐量的11.0%,89.0%脱洗的盐量积累于地下水和耕层之下的土壤中。碱茅草地积返盐速度远小于对照裸地,主要是碱茅草良好的郁闭度减少了土壤蒸发,造成上层土壤脱盐。发育良好的碱茅草地,大于0.25mm的水稳性团聚体增加13.4～22.6%,土壤渗透性增加12.5～39.9%,达到了改良利用盐渍土的效果。3年生碱茅草地耕翻后种植春小麦,亩产250～364公斤;甜菜3000公斤,水稻125～410公斤,糜子110公斤,胡麻83公斤的中产水平。为此,建立起盐渍区的草地农业生产系统,并形成盐渍土——碱茅草——草食家畜和盐渍土——碱茅草(3年生)——农作物两条配套生产线,将称谓“癌症”的盐渍土赋予农业生机。

以食物系统保证食物(含粮食)安全——实行草地农业,全面发展食物系统生产潜力

食物、食物链、食物网以及由此构成的营养级组成“食物系统”。在农业生态系统中,食物系统既是能的载体也是能的流程,它将能异化为社会产品———食物。食物的生产和消费过程决定性地作用于农业生态系统的结构和功能。我国对食物=粮食=谷物的传统概念,形成畸形的食物结构。畸形的食物结构又导致畸形的农业结构,两者互为因果,酿成我国农业所面临的艰难处境。其性质属悖离生态系统基本规律的“系统相悖”,非枝节措施所能解决。解决粮食安全问题,不能离开食物系统的全面开发和农业生态系统的全面改造。草地农业系统是食物生产与生态建设兼顾的生态农业系统。它的4个生产层,即前植物生产层、植物生产层、动物生产层和后生物生产层的全面开发建设,适应我国人民食物成分中动物性食物的成倍增长,谷物需求大幅度下降的趋势,并从多方面节约农业资源,提高农业综合生产能力。实行草地农业,预期可以新增土地资源0.79亿hm2农田当量,可满足我国食物中长期规划7亿t食物当量的目标,其中2亿t口粮和5亿t非口粮。农民增收为目前的1.15倍。

农田当量的涵义及其所揭示的我国土地资源的食物生产潜力——一个土地资源的食物生产能力评价的新量纲及其在我国的应用

农田当量是把单位面积标准传统农田一年一熟种植水稻的食物产出作为标尺,来衡量一切农用土地相对食物生产潜势的计量单位。它是适于衡量草地农业系统的评价土地资源食物生产能力的新量纲。本研究在界定了农田当量内涵的基础上,指出ALEU是运营模式(m)和核算尺度(T)的函数,是食物当量的“面积”表述,农田当量可以评价任何农业系统的食物生产潜力。对我国现行农业运营模式下的食物生产能力进行了实证分析,结果表明,我国现存农用土地的食物生产能力仅利用了生产潜力的43.59%,还有巨大的食物生产潜力有待开发。以此为依据对我国农业进行结构性调整,将现有耕地的20%实行草田轮作,以全国现有可用草地的3%建立丰产栽培草地,对全国草地农业的食物资源潜力做出估算,其食物生产潜力相当于新增0.52亿hm2农田当量,全国实行草地农业系统,其食物生产能力将是现行系统的1.23倍。

中国草业生态经济区初探

根据生态条件的相似性 (尤其是水、热条件的相似性 )、草地类型和景观的相似性、草业系统生产层的结构和生产内涵的趋同性、草地生态系统与经济系统的内涵与外延的相似性、草业发展对策和关键技术的相似性和草业生产区域规划的组织与实施的空间可操作性 (即一定级别上行政区划界限的完整性 )等 6项原则 ,我国可划分为 7个草业生态经济区 :蒙宁干旱草原草业生态经济区、西北荒漠灌丛草业生态经济区、青藏高寒草业生态经济区、东北森林草业生态经济区、黄土高原—黄淮海灌丛草业生态经济区、西南岩溶山地灌丛草业生态经济区和东南常绿阔叶林—丘陵灌丛草业生态经济区。以自然条件和草业生产现状为基础 。

发展草地农业推进我国西部可持续发展

在我国，人与草地的关系经历了４ 个发展阶段，最终应发展成为草地农业生态系统，这是人类与自然和谐共处的可持续发展模式，人工草地的作用不容忽视。根据草地资源、草业经济结构和生产水平状况，我国西部１０ 省、自治区、直辖市可分为６ 个发展区域，各区域可因地制宜地发展各具特色的草地农业系统，同时区域之间可以实行广泛的系统耦合；建议设立６ 个草地农业示范项目和３ 个研究性生产基地。

江河源区草地生态建设构想

江河源区是青藏高原的主要组成部分,面积仅占全球陆地面积的0. 24%,占全球土壤碳库的1. 06% ~1.20%左右,生态价值巨大。江河源区1986—2000 年,土地植被盖度下降了2. 252%,土壤有机碳含量下降了11.454%,土壤CO2 年释放量仅下降了9.165%,表现了土壤从碳汇转化为碳源的趋势。而草地面积减少是使土壤从碳汇转化为碳源的主体因素。特别是过度放牧引起的高寒类型草地面积减少559.03 km2,致使土壤有机碳含量减少了750 070万t,占14年来(1986-2000)土壤有机碳含量下降总量的39.03%,是使土壤有机碳流失的主因。从维护全国乃至全球生态安全的角度看,江河源区草地生态建设意义重大。建议在江河源地区建立特色草地农业生态耦合系统,将江河源区分为4个功能区,即自然保护核心功能区、自然保护过渡区(狩猎采集保护区)、自然保护生态—生产功能区、常规居民区。以自然保护区为核心,把这4 个功能区与草地农业系统的4 个生产层理论相衔接,构建2个层次的系统耦合,即江河源区内部4个功能区之间的系统耦合;江河源区与外区的系统耦合。通过2个层次的系统耦合,将实现江河源头的生态服务功能与下游受益地区的物质与能流的合理交换,以取得经济、生态和社会的巨大效益。

宁夏东部农牧交错区可持续发展草地生态农业体系建设研究

Based on the characteristic of natural ecological condition and agro-pastoral production system of farming-pastoral transitional area in arid and semi-arid region, this paper put forward the integrated model of agro-grassland ecological system(sustainable utilization of land resource-plant production-animal production-social products). Some questions, such as efficient utilization of water resources, compound planting model of irrigated field, biological paling of natural grassland and rotation grazing system were studied and discussed.

牧户尺度草畜系统的相悖特征及其耦合机制

草原承包责任制的落实改变了草原上几千年的生产经营格局,使牧户成为草原资源利用的基本单元,解析牧户尺度草畜系统的耦合机制是实现牧区生态、社会可持续发展的重要科学基础。通过总结课题组近年的工作,并结合已有理论成果,分析表明:(1)牧户生产系统是草地农业生态系统的最小完整单元,完成了3个界面的主要过程;(2)牧户经营过程包含接羔、剪毛、售畜、购草等点式生产活动,放牧及其相关的线式生产活动,以及基础设施建设等非常规生产活动;(3)牧户尺度草畜系统的年内相悖性主要体现于年内节律非同步性,年际间牲畜数量稳定性与饲草资源波动性的矛盾是年际相悖性的主要体现,旱灾、雪灾等极端事件造成草畜供需关系的突发性失衡,这些过程主要发生于草地-家畜界面;(4)牲畜需求与草场供给节律的匹配、牧户生产周期、保畜优先策略是实现牧户尺度草畜系统耦合的主要途径,从点式、线式生产活动等维度进行适应性调节,其过程常发生于草畜-经营界面。

山地-绿洲-荒漠的系统耦合是祁连山水资源保护的关键措施

祁连山发育的水系,是河西走廊山地、绿洲、荒漠复合生态系统赖以生存的基础,却由于生产的压力和全球气候变化处于危机之中。林、草、苔藓、灌木结合是保护祁连山水源的关键,既能够维持水源的数量,还能保护水源地的环境。河西走廊的山地、绿洲、荒漠是一个整体,任何一个子系统出问题,都会造成整个复合农业系统的灾难,根据草地农业生态系统4个生产层的理论,调整复合农业系统的生产结构,是发展山地-绿洲-荒漠系统耦合的捷径,将构筑祁连山水源保护的农业系统基础。这种模式在我国西北内陆,乃至世界干旱地区具有示范意义。

草地农业生态系统中的系统耦合与系统相悖研究动态

综述了草地农业生态系统中系统耦合与系统相悖的内涵及其发展过程 ,该领域的研究前沿与发展趋势。草地农业生态系统的种间耦合、不同生产层之间的纵向耦合、不同草地农业生态系统之间的横向耦合、系统的界面过程与系统耦合、生物的时间地带性与系统耦合是草地农业生态系统中的系统耦合与系统相悖理论与实践研究的 5个前沿领域。对系统相悖量化工作将是今后系统耦合、系统相悖理论研究的关键 ,综合运用多种非线性科学方法解决草地农业生态系统的系统耦合和系统相悖的数量化工作可能是系统耦合和系统相悖理论研究和实践的一个非常有前途的方向。

岩溶地区农业的出路在草地畜牧业(演讲提纲)

农业是历史最久、影响最广的环境因素。以籽粒为主要生产对象的耕地农业，必然过度开荒种地，导致水土流失严重，土地资源遭受严重破坏，农业效益低下。这是中国农村贫困的基本根源。世界面临人口、资源和环境的挑战，农业不可避免地要承担重要部分。其核心问题是食物的消费和生产失调。我国食物安全的真正压力来自饲料。以食物当量来计算为“2＋5”模式。即人用口粮为2亿t／年，饲料用5亿t／年。要满足5亿t饲料的食物当量，必须走出耕地农业的阴影，施行草地农业。岩溶地区生产耔实日照尤其不足。草地农业在保证环境安全的前提下，可以利用的土地资源比耕地农业多3～4倍；可利用的生物气候资源、生物资源多许多倍，农业收入也成倍增加。

关键场与季节放牧及草地畜牧业的可持续发展

基于季节畜牧业和草地农业生态系统的思想,提出了关键场的新概念;基于3S技术的应用和草业发展的需要,提出了关键场载畜量计算的新方法,为草地退化的防治和草地畜牧业的可持续发展,提供一个新的视角和可操作的评价指标;这些新的概念、指标、方法和程序,已经在《中国西部阿勒泰地区草地生产力变化及对策研究》中得到验证;草地畜牧业的核心问题,就是全年放牧的草畜平衡问题,这一点已列入草原法。因此,这些成果,可为新形势下正在起步的我国草原监理事业,提供必要的技术支撑。

宁夏中部干旱带草地生态农业体系建设研究

针对宁夏中部干旱带生态系统脆弱和农业生产低而不稳的现状,开展了"土地—植物—动物—社会产品"四位一体的草地生态农业生产模式研究。结果表明,改良退化天然草地、实施草地科学放牧、优化植物生产系统种植结构、发展节水高效农业、建立草畜转化与优化饲养体系等措施可实现生态和农业的协调发展。建立和发展草地生态农业体系是宁夏中部干旱带农牧业生产持续发展的有效途径。

宁夏大农业内部系统耦合初探——Ⅲ两个市场的启示

通过对宁夏农牧交错带上 2个牛羊肉屠宰批发市场的建立及其功能的调查 ,可以看出 ,农牧两大区以草地畜牧业为纽带的系统耦合是在市场经济条件下 。

我国北方地区扩大林草面积的成功模式及其纳入草地生态农业体系的生态学依据

本文讨论了近年来我国西北、东北地区扩大林草面积的成功模式与导入草地生态农业体系的发展趋势。所运用的生态学依据有:运用生态控制论,促进生态系统耦合;运用生态工程原理,提高生产效率;运用生态技术,达到节水、节能目标。将社会调控机制与生态系统自身演化机能作良性耦合,以生态知识资源抢救草地生态资产与草地农业体系的前景广阔。

基于草地农业系统的河西景观规划初探

河西地区的景观有 13个主要类型 ,可以归入草地农业系统的 4个生产层 ,目前存在景观错位、景观类型缺失和景观功能抑制等 3个主要问题。河西景观规划宜坚持生态建设产业化、慎重改造、整体性与个性相结合、尺度对应性等 4项原则。以建立草地农业系统、实现河西可持续发展为基础目标 ,举例说明河西景观规划的步骤和定量方法 ,提出 2个今后值得研究的问题。图 2 ,表 3,参