论文摘要
本文应用能量生态学与能值理论方法对黄土高原中南部四个典型村（西坡村、南安善村、北沟村、高坡村）农户农业子系统、果业子系统、畜牧业子系统,以及农果复合生态系统的生产力、营养物质盈亏平衡及循环特征、能量流动特征进行了分析,以揭示其农果复合生态系统的功能特征。获得的主要研究成果如下:1.黄土高原中南部农果复合生态经济系统是由农业、果业、畜牧业和人类群体4个子系统构成。农户农果复合生态系统生产力受制于农业、果业、畜牧业的比重。各村农户生物生产力表现为北沟〉南安善〉西坡〉高坡,其中农业子系统贡献1.83%,果业子系统贡献54.77%,畜牧业子系统贡献43.40%,而经济生产力表现为南安善〉西坡〉北沟〉高坡,农业子系统贡献2.33%、果业子系统贡献91.63%、畜牧业子系统贡献6.04%。果业子系统在复合系统中占据重要地位,应当加以稳定发展。2.农户果业子系统经过增施沼肥后,可以促进果树生长,提高果树产量,改善果品质量。果树增施沼肥后,较常规管理百叶鲜重平均增加4.90%,新梢生长量增加13.83%,单果重增加6.76%,单株产量平均增加7.42%;果实可溶性固形物、总糖、Vc和粗蛋白含量分别提高12.68%、9.75%、14.34%和22.00%,总酸降低了5.38%。3.各村农户农果复合生态系统营养物质的盈亏平衡表现为N、P盈余,K亏缺。营养元素的输入以果业子系统为主,主要是由于果业子系统肥料投入比重较大所致;营养元素的N、P输出以农业子系统为主,K素输出以果业子系统为主。因此,在农业子系统中应加强N、P肥,而在果业子系统应当增施K肥,以补充果园中K素的大量流失;畜牧业子系统在整个复合系统营养元素的输入和输出中都占有很小的比重,应当加强发展畜禽养殖,为系统提供充足的有机肥料。4.农户农果复合生态系统N、P、K元素的吸收系数以N最高,P次之,K最小,在各村农户中表现为西坡〉南安善〉北沟〉高坡;循环系数以N最高,K次之,P最小,说明复合系统P的循环较慢,在各村农户表现为南安善〉高坡〉西坡〉北沟;存留系数以P最高,K次之,N最小,说明复合系统P的沉积较多,这与营养元素的循环系数是相对应的,在各村农户中表现为北沟〉西坡〉高坡〉南安善;整个农果复合生态系统N、P、K元素的利用效率以P最高,K次之,N最小,在各村农户中表现为南安善〉北沟〉西坡〉高坡; N、P、K元素的周转期以P最高（9.64年）,K次之（8.84年）,N最小（7.39年）,在各村农户中,营养元素的周转期表现为高坡（14.40）〉西坡（8.75）〉北沟（6.87）〉南安善（4.49）。5.各村农户农果复合生态系统的能量投入和产出均表现为北沟〉西坡〉南安善〉高坡,且产出能量（1.55×1012J/hm2.a）高于投入能量（4.05×1011J/hm2.a）,能量产投比表现为南安善（4.38）〉西坡（3.88）〉北沟（3.81）〉高坡（3.25）,能流循环指数均较低（0.69）,复合系统投能结构欠合理,应当加强畜禽养殖,增加系统有机能投入,保证系统的健康、持续发展。6.西坡村、南安善村、北沟村、高坡村农户农果复合系统自然环境资源能值投入占系统总投入能值的比例分别为15.81%、22.78%、26.23%、39.96%,购买能值占系统总投入能值的比例分别为84.26%、77.22%、73.77%、60.04%,说明各村农户农果复合生态系统以购买能值投入为主,环境能值所占的比例相对较小。在各村农户农果复合生态系统中,购买能值占系统总投入能值的比例大小为西坡〉南安善〉北沟〉高坡,环境能值的比例大小与之相反,为高坡〉北沟〉南安善〉西坡。太阳能值转换率分别为南安善（3.92E+05 sej/J.a）〉西坡（1.40E+05 sej/J.a）〉高坡（1.13E+05 sej/J.a）〉北沟（8.13E+04 sej/J.a）,表明南安善村农户农果复合生态系统投入较多的能值,系统等级阶层较高;净能值产出率分别为高坡（1.66）〉北沟（1.35）〉南安善（1.29）〉西坡（1.18）,能值投入率分别为西坡（5.32）〉南安善（3.39）〉北沟（2.81）〉高坡（1.51）;环境承载力分别为西坡（11.15）〉南安善（8.56）〉高坡（5.68）〉北沟（4.87）,表明西坡村、南安善村农户农果复合生态系统发展程度较好,但系统的环境压力较大,应该减少购买能值的投入以降低生产成本,实现农业的可持续发展。7.各村农户农果复合生态系统的社会效益、经济效益、生态效益及其综合效益表现不同。就社会效益而言,其表现为北沟〉高坡〉西坡〉南安善;就经济效益和生态效益而言,均为南安善〉西坡〉北沟〉高坡;而整个农户农果复合生态系统的综合效益为南安善〉西坡〉北沟〉高坡。