黄河谷地生态农业模式分析

基于自然地理要素的黄河谷地生态农业模式分析—以循化撒拉族自治县为例目录摘要TOC\o"1-5"\h\zAbstract II0.引言 1生态农业的兴起、发展和意义 11.1生态农业的兴起的动因 1.2国内外生态农业的发展 1.3黄河谷地的生态农业 研究区概况 2.1气候条件 2.2土壤及植被状况 2.3水文状况 2.4植被类型 生态农业模式 3.1生态农业的基本原理 3.2生态农业模式 3.3生态农业模式的研究进展 3.4该地区生态农业模式总体布局分析3.4.1生态农业模式建立 3.4.2生态模式管理运行和技术革新・・3.4.3生态农业模式效益分析 生态农业模式的的优点和不足 总结•参考文献摘要：本文以循化县为例，对黄河谷地在发展生态农业时所应采取的模式进行选择及设计。然后通过生态学原理及经济估算，分析所建立的黄河谷地的农业生态模式（基于自然地理要素条件，优化了物质循环的农业生态模式）效益，指出了生态农业的建立与传统模式农业相比的能源利用效率的综合提高。对结合黄河谷地区域自然、社会经济条件构建适宜的农业生态模式具有借鉴作用。关键词：生态农业模式黄河谷地物质循环AbstractInthispaper,chooseanddesignamodeforuswhichisusedbypeopleinEcologicalagricultureofYellowRivervalleybytakingaexampleofXunHuaXian。ThenusingEcologyprinciplesandtheEconomicassessmentanalysisthebenefitofthemodewhichisbasedthelocalnaturalgeographicalelementsandoptimizethematerialcirculationinitself。Intheend,itpointedoutthatthereisacomprehensiveimproveoftheenergyutilizationefficiencyofEcologicalagriculturecomparedtothetraditionalagriculture。ThispaperwillbehelpfulwhenconstruetingaappropriatemodeofEcologicalagricultureinYellowRivervalleyincaseoftheRegionalnaturalconditionandsocialeconomicconditions.0•引言农业是我国关乎国计民生的基础产业。如何发展农业，如何提高农业生产效率，一直是大家需要思考并致力解决的问题。随着人们对农业生产环境的关注，绿色能源理论的发展及太阳能等绿色能源的广泛利用，加之循环理念在农业生产过程中的提出，促生了农业生态模式的研究。它主要是基于生态学原理和经济学原理，建立循环农业生态系统，以能量值及经济价值预算来量化分析生态农业能源利用效率。生态农业的兴起、发展及意义1.1生态农业的兴起的动因现代农业的成熟发展，一方面带来了农业的高产出率和高商品率，而另一方面也造成了生态环境退化和生态系统的严重失衡等生态危机。这成为生态农业研究兴起的动因和基础。1.2国内外生态农业的发展生态农业的概念最早由美国A・Wilfi锄于1971年提出，后由英国人M.K.WoythingtOn于1981年进一步完善.我国生态农业的概念于1981年首次提出。它不同于西方的生态农业，而是借鉴了国内外现代农业的各种形式，并具有自己独特的概念和发展过程.中国生态农业是依照生态学原理和生态经济规律在系统科学的思想和方法指导下，融现代科学技术与传统农业技术精华于一体而建立起来的生态合理、良性环境的可持续发展的农业体系.中国生态农业把经济、社会和生态效益统一起来，既代表中国农业发展的新途径又将生态系统原理应用到农业中去，构成一种低投入、高产出的农业生产手段.1.3黄河谷地的生态农业黄河谷地地区，泛指在青海省东部，贵德以下至甘青交界处的黄河干流沿岸地区。这里海拔在2千米左右。经调查农业基础设施弱，农业设施配置弱，农业机械化水平还不高，农业生产力水平较低，处于黄土高原与青藏高原的交界，地形复杂，交通不便，但另一方面此区水力资源丰富，且地区自然条件优越，土壤肥沃，无霜期有三个多月，年降水量在300--400毫米，光热条件适宜，是青藏高原上重点开发的河谷农业区。此外虽然青海省进行过大区域农业生态模式研究外，该地区还未进行过系统的农业生态模式研究和规划，通过结合自然地理要素对黄河谷地地区进行生态农业模式研究从实践意义和研究价值上来看，显得很有意义。研究区概况就县域来看，本次研究区域循化撒拉族自治县位于青海省东部，祁连山支脉拉鸡山东端，地处东径102°-102°49,北纬35°25，-35°56，之间，东西长68公里，南北宽57公里，总面积2100平方公里。这里地处青藏高原边缘地带，祁连山支脉拉鸡山东端，四面环山，黄河流径其中，森林茂密，农田肥沃，牧草丰美，农业发展潜力巨大，可以作为农业生态模式试点研究。下面就循化县自然地理要素中影响农业生态规划研究的重要因素作以简要分析。2.1气候条件循化县由于黄河流贯全境，四周又多是高山，大西北干燥的季节风相对来说不易侵入，黄河上空蒸腾的水分增加了空气中的湿度。形成了高原大陆性气候，气候温和、夏无酷署、冬不甚寒、日照时间长、太阳辐射强。降雨量少，蒸发量大，春季干旱，多东南风，夏季雷暴雨，冰雹频繁。境内昼夜日较差大，在作物生长季（3-10月）内，月平均日较差为10.9T-14.5r。无霜期全年能到达3个多月，全年降雨量在300-400毫米，主要降水量集中在6-8月，占全年总降水量的63.5%，此时雨热同季，对农作物、森林和牧草生长发育十分有利。但3-5月降水量仅占16.2%，蒸发量大，往往造成春旱，对农作物出苗生长不利。9-11月降水量占19.9%，对黄河沿岸晚秋作物生长和山区蓄水有利。县境太阳辐射强，年辐射总量为532.1kJ/cm2至在596.78kJ/cm2。境内晴天较多，气候干燥，日照丰富，有利于农作物生长周期的延长。因此，总体上来看，春、夏、秋三季，县域气候环境，对发展农业来说，光热条件适宜。在降水方面的春旱现象，随着各项水利设施的建设，公伯峡电站的修建，人工降雨等措施，已经有所缓解。2.2土壤及植被状况循化县域地貌系中海拔山地，根据地表形特征，由地到高可分为河谷，中东部中地山，中西部中高山，南部高山四种地貌类型。首先是河谷地区，包括黄河两岸和清水河、街子河段的低位川水地带，是河道不断下切后形成的河漫滩，土壤多系红粘土，土层较厚，土质由一级阶地和二级阶地组成。肥沃，适宜于麦类作物和各类瓜果、蔬菜生长，一年可两熟，占全县总面积的17.5%,是粮、果、菜的主要产区。而在中西部中高山区，包括起台沟，白庄夕昌沟，文都中库沟、相玉沟，尕楞乡尕楞沟、比塘沟，建设堂沟的高位地带，是天然次生林区，有乔灌木混交，针阔叶错杂的纯灌木林，土壤为山地黑钙土及森林灰褐土，适宜种植耐寒作物，植被较好，适宜种植青稞、洋芋、油菜，有利于发展农牧业。2.3水文状况循化县境内水利资源极为丰富，县内主要河流有17条（不含黄河），年均总流量2.64亿立方米，黄河流经县城达90多公里，水电开发前景广阔。另外，循化由于地形高峻、落差大，为建造小型水力发电站和提灌站提供了有利条件，在农业综合开发利用方面潜力巨大。2.4土地资源该区土地资源丰富2002年全县土地总面积2100万平方公里，折合315万亩。其中耕地13.7万亩，占总面积的4.3%；林地58.62万亩，占总面积的18.6%；草地0.03995万亩，占总面积的0.13%；居民点、交通等用地2.36万亩，占总面积的0.7%。人均占有耕地1.2亩；农业人口平均占有耕地13宙。由此可以看出，该区在光热条件，土地资源，水电资源，都给农业的高效发展提供了有利条件，可以这样说，循化县发展生态农业，得天独厚。生态农业模式3.1生态农业的基本原理生态农业，其目的就是运用生态农业技术，在发展农业主导产业的同时，通过加强并调节区域内农业生态系统内物质循环，保护生态，获得废弃物最少化及物质良性循环，达到经济环境社会三者利益的综合提高。本次研究区域，生态环境状况良好，所以在选择农业生态模式时，重点要做的是对生态环境的保护，而无需做太多生态修复工作。要做好生态保护，并同时得到经济利益的提高，所以我们的工作要用到生态学原理，并用经济学价值来量化反映选择的生态农业模式的综合效益。3.2生态农业模式生态农业实践中，人们认识到农业生产中生物与环境相互作用、生物与生物紧密关联、输入与输出相互影响，采取积极措施把原分散操作的农业生态系统各组分重新组织成一个相互联系的整体,进农业社会效益、经济效益和生态效益的协调发展。在生态农业实践中把这类农业的整体称为生态农业模式(Eco-agriculturemodel,Eco-agriculturepattern)。而在生态农业模式的选择上，既要考虑到研究区域的自然条件，又要兼顾当地的发展潜力和所选模式的可行性大小。3.3生态农业模式的研究进展在中国，北方区域比较成功的案例是，北方“四位一体”模式，这是一种庭院经济与生态农业相结合的新的生产模式。它以生态学、经济学、系统工程学为原理，以土地资源为基础，以太阳能为动力，以沼气为纽带，种植业和养殖业相结合，通过生物质能转换技术，在农户的土地上，在全封闭的状态下，将沼气池、猪禽舍、厕所和日光温室等组合在一起，所以称为“四位一体”模式。而该地区所涉及的生态农业模式设计研究，另有青海省域大范围诸多细致研究研究可做借鉴。分析并结合当地情况，在两个重点农业开发区域，循化县河谷地区，可以优势发展麦类和瓜果等经济作物，循化县中西部中高山区适宜发展农牧业，并保护和依托山地林木资源。所以首先要设计农林牧结合的农业生态系统。另外是建立和发展立体生态农业。还有就是发挥农业生态系统综合效益，建立高效农业生态系统。而在该区域研究不足的是，工作还未细化，生态系统种作物的优化配置还不够，需要在县域范围实地研究设计，利用该地的优势种和优越的自然环境做出切实的定量化探究，还要考虑到模式对农民群体的可行性，选择适宜的模式。3.4该地区生态农业模式总体布局分析下附循化县域图：杏儿敲按婪能科爹€圭达k柳沟纟黃乃亥乡双朋西多黄南藏族自治州凰什则乡加吾乡谐綁拉族亘治县查汗都斯乡杏儿敲按婪能科爹€圭达k柳沟纟黃乃亥乡双朋西多黄南藏族自治州凰什则乡加吾乡谐綁拉族亘治县查汗都斯乡牙浪乡首先分析该地实际情况，虽然循化县农业产业化已初具规模，还没有完全发挥区域资源整体优势。在作生态农业模式选择时，需要从县域整体规划布局生态农业资源，这是首要考虑的问题。我们以县域考量，上面我们已经提到，循化县河谷地区由土层较厚，土质肥沃，适宜于麦类作物和一些经济作物。而在中西部中高山区，是天然次生林区，土壤为山地黑钙土及森林灰褐土，适宜种植耐寒作物，植被较好，适宜种植青稞、洋芋、油菜，有利于发展农牧业。所以我们的思路是从县域整体规划管理，重点开发河谷地区和中西部中高山区，建立一个高效的农林牧协同发展的农业生态系统。3.4.1生态农业模式建立结合以上分析，首先是在县域两大重点开发区域上，河谷阶地地区种植本地优势麦类作物和循化辣椒，瓜果等经济作物，主要以循化线辣椒作为主导发展项目，兼作禽畜食料种植。另外据考查，由于以苹果为主的当家品种日益退化，当地又从山西省引进了核桃苗木，并努力使薄皮核桃成为该地区第二大特色农业产业。核桃种种植在河谷地区高坡地，低坑地低坑地挖成鱼塘，谷地依傍黄河，水源也较丰富。塘边养猪、鸡、鸭。在中西部中高山天然次生林区，种植青稞、洋芋、杂交油菜油菜耐寒农作物，并可适当种植经济林木，林间种植牧草，并放养羊等家畜。在区域内切实做好农林牧副渔的各部分综合开发。其次是设计该区域农业生态系统内部的物质循环，重点是上一级排出废物或产品可作为下一级物质来源输入，这样可以减少对生境的破坏，并提高物质利用率。①在生态模式内，牲畜粪便用来作果园和菜地的肥料，一部分粪便用来养鱼，一部分用来培育食用菌类，塘泥作果蔬肥料。②建立一个小型粮食加工厂，产生的副产品用来养猪、鸡、鸭，中西部中高山区种植的牧草可以供放养的羊等牲畜食用。③塘边建猪舍养猪以及设有沼气池，养猪场产生的粪便大部分通过管道流入沼气池,小部分直接进入鱼塘、果园，再把发酵过的沼液抽到山顶贮液池，贮液池的沼液通过管道输给果树作肥料，而沼渣和剩余的沼液则排入鱼塘养鱼，清塘后的塘泥也用来肥果树、育果苗;剩余沼气可供果农生活用，如生活燃气和照明，也可用作灌溉抽水能源。④另外秸秆粉碎还田也可以提高土壤有机质含量，或者将其变为牲畜饲料。第三，发展立体农业，充分利用空间及能源。中西部中高山经济林木间，种植牧草，并可适当放养牲畜。在河谷地区阶地上，也可进行作物间的套种及轮种，发展粮菜间作，经济作物间作。将区域分散的牲畜养殖改为规模养殖，提高资源利用率。河谷阶地及山脚缓平地带，主要种植粮食作物，山腰坡度大于25°的地带，一定要坚持退耕还林、还草，建设果品基地，开展修水平梯田、截流沟等水土富集工程建设，保证果树得到充足的水分和比较肥沃的表土，在果树较小时，可在林下种植地瓜、花生等经济作物，果树长大后可种草饲养牲畜，山下挖窑洞洞内可就地取材，利用作物秸秆、果树枝叶等农作物废弃物培养食用菌；山顶属生态严重脆弱区，也是水土流失易发区，因而要大力种植生态防护林，乔木下要分层栽植灌木、草本，人工栽培中药材也不失为一项重要的经济来源；山腰、山顶树木开花时节，还可发展养蜂业，既能解决果树授粉问题，增加果树挂果率，又可生产花蜜产品。总之，立体种养可通过农田的间作套种、鱼塘水产品分层混养、果菜间作等方式在县域实现农业立体化发展，在有限的单位面积内充分利用土、水、光、热和气候等自然资源条件和不同作物的高低差和时间差，进行复合式生产。3.4.2生态模式管理运行和技术革新首先生态农业组织方面，在县域统一规划协调，引导农户集中成规模效益，防止个体在发展农业时规模上盲目性以及技术上的薄弱。可采取县政府统一管理，适当给农户在各自小区域灵活性的方式。探索推行产业化经营，采取“县政府+龙头公司+基地+农户”等形式，通过龙头公司把农户和市场连接起来，充分发展优势主导农业。县政府应积极招商引资，做大做强循化线辣椒产业。为保证优势农产品的生产，由龙头公司向农户统一供应种、苗，统一供应农用物资，同时统一收购、销售农户生产的农产品，保证农户收入。在产、供、销一体化建设中，由龙头公建立农产品深加工工厂，在农业生态系统内充分发挥立体农业的优势。在农业技术方面，做好以下工作：①林间套种牧草为达到林、牧草互利共生所需阳光、温度和湿度的目的，应在造林时掌握好植林的行距和株距。②对畜禽粪便的综合开发利用，根据目前的现状，粪便综合开发利用的措施有还田肥土，通过畜禽粪便的堆肥热处理部分病原微生物和寄生虫卵，提高肥效。畜禽粪便中含有大量的有机质，经过高温厌氧可生成沼气和二氧化碳。另外沼气工程通过对养殖业粪便污水的发酵处理，将种植业和畜牧业生产的废弃物转化成为清洁能源和高效有机肥。沼液，沼渣作为优质有机肥，不仅可以作肥料，而且也是优质的饵料。沼液用于种植业，沼渣作为农田作物有机肥和养殖业饲料，减少了种植业生产过程中对自然资源的使用。沼渣、沼液的合理利用，不仅改善了土壤理化性状，提高了土壤肥力，而且丰富了作物所需各种微量元素。人畜粪便在长期的缺氧环境下发酵，使大量的病菌、虫卵、杂草种子窒息死亡，同时由于缺氧和沼液中大量的铵离子的产生，使沼液中带有的活性病菌和虫卵极剧下降，有效地控制病菌的传播沼渣是优质有机肥，比一般有机肥养分全、含量高，既避免了大量化肥农业的使用，又使农作物达到增收的目的。③积极引进、开发新兴适用科技成果，带动养殖业发展和种植业结构调整。种植业中除广泛利用沼肥发展无公害农产品种植外，还广泛应用塑料大棚、日光温室等设施，发展无土栽培及喷灌、滴灌等节水灌溉设施，突破传统的粗放种植方式，在作物耕种栽培技术和优质高效品种选育技术上大力攻关，为集约型高效种植业的发展奠定基础。综合利用太阳能，大力推广节能技术，使之作为沼气能源生态农业模式的配套技术，与沼气共同构成高效能源生态模式。3.4.3农业生态模式效益分析一是直接能源效益：使用沼气作为农村的生活燃料，在缓解当前能源危机同时，还可增加了农民收入。一口8m3的沼气池，根据估算知，人畜粪便理论上年可产沼气814.27m，除去散失和发酵原料发酵程度的损失等原因而影响年产气量外，实际可利用的沼气在500m左右，可满足5口之家一年的生活燃料所需，相当于年节省标煤714kg（1kg煤炭的低位发热值折0.714kg标煤），节柴800kg左右，年节省燃料费600元。冬季，可用温水冲洗猪舍，以提高沼气池的温度，保证正常的产气量。二是种植业经济效益：一口8m3的沼气池，年可产生15m左右的沼肥，可满足该县一个农户一年（一个农户按平均20亩土地计算）的肥料所需，用沼液进行叶面喷施防治病虫害，年可节省农药化肥360元的开支。沼液、沼渣作为有机肥料，又改良了土壤，培肥了地力，可使农作物平均增产10%-30%，每年就农作物增产就可多收入400元以上；利用沼气发酵残留物，进行食用菌种植，一个农户一年又可增收600元以上。三是生态效益。该模式通过沼气建设，将种植业、畜牧业、水产业有机地衔接起来，形成一个完整、咼效的良性生态链条，使整个农业生产系统，处于整体、协调、循环、再生的平衡之中，不仅有效利用了猪粪、剩菜、秸秆、净化了田园环境，减少了农业污染，而且整个蔬莱生长期间基本不追化肥。每个农户每年可节约化肥投资300元左右，节约农药投资200元以上，节约猪、鱼饲料300元以上，节约炊事、照明、取暖原煤和电费300元以上，直接节支1100元以上。