农业资源开发中的耦合效应

农业资源开发中的耦合效应收稿日期：!""#$"%$"&；修订日期：!""#$"&$"!。基金项目：国家科技攻关项目（’($’!"$!)$"*$"(）；福建省科技重点项目（!""*+",&）。第一作者简介：朱鹤健（*’#*- ），男，福建福州人，教授，博士生导师，国际欧亚科学院院士，主要研究方向为土壤与土地资源。./0123456758(9*(#:;?@ABC >D ABE?@BC @.F>?@G.F 第 *, 卷第 % 期 !""# 年 ’ 月 !"#$%& ’"$( )*+$, -../ 农业资源开发中的耦合效应 ...

收稿日期：!""#$"%$"&；修订日期：!""#$"&$"!。基金项目：国家科技攻关项目（’($’!"$!)$"*$"(）；福建省科技重点项目（!""*+",&）。第一作者简介：朱鹤健（*’#*- ），男，福建福州人，教授，博士生导师，国际欧亚科学院院士，主要研究方向为土壤与土地资源。./0123456758(9*(#:;<0 自然资源学报 =>?@ABC >D ABE?@BC @.F>?@G.F 第 *, 卷第 % 期 !""# 年 ’ 月 !"#$%& ’"$( )*+$, -../ 农业资源开发中的耦合效应朱鹤健，何绍福（福建师范大学自然资源研究中心，福建福州 #%"""&）摘要：论文研究了农业系统的耦合效应，以达到提高农业资源利用率的目的。基于对农业资源特性的分析，肯定了农业资源开发进行系统耦合的必要性。重点论述了农业系统的涵义，并将其分为 ( 个生产层，表述了每个生产层的特点，这为农业系统耦合提供某些理论基础。设计了农业系统耦合的结构要素，通过各结构要素在时序性、空间格局和生态过程上的相互联系和相互作用，将其结构要素耦合成为一个优势互补的农业系统。这个设计在马坪镇实施，取得显著的耦合效应。由此，讨论了在农业资源开发中如何发挥耦合效应的问题。关键词：农业资源；耦合效应；系统耦合；资源开发中图分类号：D#"#:) 文献标识码：B 文章编号：*"""$#"#&H!""#I"%$"%,#$"( “耦合”是一个相对于两个或两个以上主体之间物理关系衍生而来的概念J*K。从农业生态系统学的角度来看，“耦合”是指两种或两种以上系统要素（或子系统）之间相互作用、相互演变及其最后发展的结果。系统耦合（LMLNO0 ;<8P32QR）与系统相悖HLMLNO0 S2L; 标准和生产水平建立投入—产出模型，经投入—产出分析计算表明，目前单位面积的土地发展农林牧菌渔（未计农产品加工业和涉农服务业收入）复合经营的总收入要比仅获取植物性产品的纯种植业的收入高出 " 倍多。自从 %&&& 年运行以来，马坪镇国民经济持续快速发展，农民年人均纯收入增长 !’(，是此前农民年人均纯收入增长值（")"(）的近两倍。 !"# 空间耦合效应马坪镇地处我国人力资源最丰富的地区之一———闽东南地区，但其人均耕地的拥有量不到 &)&*+,%，不断增长的人口与有限资源之间的矛盾日益尖锐，农村剩余劳动力带来的社会压力较大，如何合理利用有限的土地资源和空间资源成为该区域农业资源开发的关键。该镇将农业资源开发从有限的平面向立体空间拓展，并将各区域生产单元耦合在一起，形成了从空中!陆地!水面!水下的集约型开发格局，表现为空、陆、水立体 - 个空间层次，而后 % 个空间层次又复合小立体空间层次：即在空中，利用空间资源和亚热带花草资源发展庭院养蜂（可以促进种植业瓜果的坐果率）。在陆地上，海拔由高到低依次发展高丘林业!低丘坡地果—草种植业（果园间种、套种牧草）!低丘台地庭院舍饲动物养殖业和微生物培养业!低平耕地种植业。在低洼水域里，从水面到水下依次发展水面养鸭业!浅层水网箱养殖业!深层水放养业。随着农业系统耦合的建立，劳动密集型的养牛业和种菇业、农业观光旅游业和一大批农产品加工业从无到有逐渐发展，显著提高了农业资源的利用率。仅活牛出口一项每年就创汇近 ’&&.!&/美元，现已成为我国面向东南亚出口活牛最大的基地之一。因而大大提高了农产品的供应量，更好地适应人民的消费结构变化，提高了食物安全保障水平，有效地增加了系统的总输出。试验和调查表明，进行系统耦合后，每 &)’’+,%的土地可以多安排 %0- 个农村劳动力，许多养殖场、农产品加工厂和农业观光旅游地开始雇佣外来劳动力，有效地降低了农村闲置（特别是隐蔽性剩余）劳力的数量和比例。 !"! 生态耦合效应通过农、林、果、草、牧、菌、沼、渔复合经营，改善农业系统中的物种结构，增加农业系统的生态过程，引入许多新的物种（如蜂、牧草、牛、食用菌等），丰富了原有较简单的农业生态系统结构，增加了许多生态环节，如牧草保土、增肥，有机物肥田肥园等，取得明显的生态效应。在原有清耕果园中套种牧草或者间种牧草，使之得到大量有机肥改良土壤，这种生态果园与传统清耕果园对比，&0%&1,土层的有机质、全氮、全磷分别提高了 -)"02)23 4 53，&)%-0 &)-23 4 53 和 &)&%0&)&-3 4 536速效的氮、磷、钾亦有所增加7’8，土壤的物理结构也有明显的改善，使地力得到显著提高。同期降雨（测验期间 -次降雨的平均雨量为 /!,,）的径流量和泥沙流失量分别仅相当于传统清耕果园的 *&)!(和 -*)/(。清洁的沼气能源降低了采薪对林地子系统的压力，约 ’)&.!&* ,-库容的蓄水有效地提高了灌溉保证率，降低了春旱等灾害的威胁。 / 讨论通过实践，笔者对建设农业系统耦合取得以下几点认识。 $"% 物质多级循环和能量多级流动，是加强农业系统耦合建设的关键农业系统是一个开放性的系统，其各子系统之所以会发生系统耦合，是因为在它们之间存在着可流动的自由能，并通过自由能的流动，将各子系统有机地耦合成为农业系统。通过自由能的转移，使它从一个子系统的输出，变为另一个子系统的输入（被另一个子系统所吸收），且随着子系统之间在时序性、空间格局和生态过程上的相互作用明显增强，以至形成物 2"’ ! 期朱鹤健等：农业资源开发中的耦合效应质多级循环和能量多级流动时，系统耦合的程度将得到明显提高，此时，农业系统耦合的稳定性、输出食品的丰富度及生命支持系统的良性状态都将处于较高的水平。 !"# 从生物—环境—社会经济相结合角度出发，充分发挥农业系统的耦合效应农业是以生物为基础的自然再生产和社会经济再生产过程的综合体，是由生物与环境要素和社会经济要素共同组成并相互作用的一个整体。在进行农业系统的系统耦合时，若仅从简单的种养结合、草畜配套则还不足以充分体现其内在的联系。只有从生物—环境—社会经济相结合角度出发，在农业系统内部的生态位、时间和空间 " 个方面进行耦合，使各生产层次之间或者内部各资源要素之间从简单到复杂，从平面到立体进行多层次、多尺度的耦合，甚至构建跨区际、跨国际、跨洲际的巨型耦合系统，才能更加充分发挥出农业系统的耦合效应。 !"$ 加强农业系统耦合建设，是由传统农业走向现代农业的必由之路历史上“以粮为纲”的传统种植模式使农业生产流程往往只停留在植物生产层次上，但人类只能利用粮食作物中约 #!$的籽实，另外 %!$的植物有机质如秸秆、糠秕等绝大部分白白地浪费掉&%’，不仅降低人类对农业资源的利用效率，还因土壤缺乏有机质而降低地力，甚至破坏农业生态环境。正确的农业资源开发观是融农业的生产功能和生态功能为一体的。增强农业资源开发中的耦合效应不仅可提高地力，增强农业生态系统的稳定性和抗逆性，还可以为社会提供更为丰富的食物资源和原料资源，使其生产功能和生态功能相得益彰。因此，加强农业系统耦合建设，是由传统农业走向现代农业的必由之路。纵观当代农业发达国家之一———美国的农业史，其农业现代化之路，在某种意义上就是一条农业系统耦合的建设之路。()*)+(),% 年，美国南部平原区共调整 #-(*.(/012#耕地用以发展草业和林业，在玉米带、棉花带和加利福尼亚农业区（“两带一区”）都进行了不同层次、不同尺度的农牧系统耦合、农林牧系统耦合等农业系统耦合建设&,’。参考文献%&’(’)’*+’,-. &(’ 郭增建3秦保燕3郭安宁-地气耦合与天灾预测&4’-北京：地震出版社3())0-(+"-&567 89:;<=>?:3@AB C?D:;- G19 HDIJK>:; DL 59DMJ19N9 O>P1 FP2DMJ19N9 ?:Q RN9Q>SP>D: DL B?PIN?K T>M?MP9N-C9>=>:;U V?NP1WI?X9 RN9MM3())0-(+"-’ &#’ 任继周3朱兴运-中国河西走廊草地农业的基本格局和它的系统相悖&Y’-草业学报3())!3*Z([U0)+,/-&\VB Y><]1DI3 8^6 _>:;MSDNQ?:S9 >: ^9‘> HDNN>QDNN DL H1>:?-!"#$ %&$#$"’(#’&) *+,+"$3())!3*Z([U0)+,/-’ &"’ 王宁3李克昌3黄兆鸿3等-宁夏大农业内部系统耦合初探———AAA 两个市场的启示&Y’-草业科学3#///3(%Z![U-"%+*/-&aFB5 B>:;3bA c92>:?NE MPIQ>9M D: >:P9N:?K MEMP92 SDIJK>:; DL ?;N>SIKPIN9 >: B>:;‘>? AAA： G19 9:K>;1P9:29:P DL POD 2?NX9PM- %&$#$"’(#’&$( *"+),")3#///3(%Z![U"%+*/-’ &*’ 梁卫理- 农业生产效益发展层次论&4’-北京：中国农业出版社3()),-*+(#-& bAFB5 a9>- 7: P19 5N?Q?P>D: d9?PIN9 DL F;N>SIKPIN?K VLL>S>9:SE T9e9KDJ29:P- C9>=>:;U H1>:? F;N>SIKPIN9 RN9MM3()),-*+(#-’ &!’ 任继周3贺达汉3王宁3等-荒漠———绿洲草地农业系统的耦合与模型&Y’-草业学报3())!3*Z#[U((+()-&\VB Y><]1DI3 ^V T?< 1?:3aFB5 B>:;3)# $(-4DQ9KM DL SDIJK>:; ?;ND<;N?MMK?:Q MEMP92M >: Q9M9NPM N9;>D:- !"#$ %&$#$"’(#’&$) *+,+"$3 ())!3 * Z#[U((+()-’ &0’ 朱鹤健，程炯-闽东南特色农业生态模式研究&Y’-自然资源学报3#//#3(%Z"[U"("+"(,-&8^6 ^9<=>?:3H^VB5 Y>D:;- F MPIQE D: 9SDKD;>S?K J?PP9N:M DL P19 S1?N?SP9N>MP>S ?;N>SIKPIN9 >: MDIP19?MP dI=>?: RNDe>:S9--.’&,$( ./ 0$#’&$( 1)2.’&")23#//#3(% Z"[U"("+"(,-’ &%’ \ 5 aDDQ2?:M99- HD2J?N?P>e9 :IPN>9:P SESK9M DL :?PIN?K ?:Q ?;N>SIKPIN?K 9SDMEMP92MU F MP9J PDO?NQ JN>:S>JK9M&F’- A:U F;N>SIKPIN?K VSDMEMP92- 6:>LE>:; HD:S9JPM&H’- B9O fDNXU YD1: a>KK9E ?:Q gD:M3(),*-(*!+(!0- &,’ 蒋长瑜3郑驰-美国农业空间结构研究&4’-上海：华东师范大学出版社3())%-#0+)!-&YAFB5 H1?:;- gPIQ>9M D: F29N>S?: F;N>SIKPIN9 gJ?P>?K gPNISPIN9-g1?:;1?>U V?MP H1>:? 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