定西市位于甘肃省中部,地貌型态复杂、气候干旱少雨,水资源严重缺乏,水土流失严重,自然灾害频繁,是全国典型的生态脆弱区。农业特别是种植业是定西市经济发展的基础,农业的可持续发展直接关系到该地区生态环境的安危。农田生态系统作为农业经济的基础,资源的高效利用、种植业结构的合理高产决定着农业经济的稳定发展。因而定量评价定西市农田生态系统具有重要价值。本文运用能值分析理论,对定西市农田生态系统的能值投入产出结构、资源利用效率和可持续发展状况进行分析和评价,主要结论如下:(1)2001-2014年,定西市农田生态系统总的能值投入呈逐年增长趋势,由2001年的3.67×1021sej增长到2014年的4.61×1021sej,增幅为25.78%。环境资源贡献率较大且呈下降趋势。总的能值投入以辅助能为主,不可更新的工业辅助能投入中,化肥的能值投入最大,平均比重高达91.77%;可更新的有机能投入中,人力和畜力投入较大,平均比重分别为63.82%和23.14%,其中畜力的能值投入在逐年减少。系统能值投入密度和能值投入率均呈增长趋势。研究表明,定西市农田生产中经济投入所占比重越来越大,机械化程度有所增加,对自然环境的依赖程度越来越低,系统的可持续发展能力在不断下降。空间上,各县(区)农田生态系能值投入结构差异显著,临洮县和安定区等社会经济发展较好的县(区)能值投入具有明显优势。(2)2001-2014年,定西市农田生态系统总的能值产出整体呈增长趋势,由2001年的1.55×1021sej增长到2014年的2.58×1021sej,增幅为68.09%。系统能值产出密度呈增长趋势,增幅为66.96%。主要能值产出作物有玉米、薯类、药材、小麦、油料和豆类。研究期间,玉米、薯类、药材的能值产出呈增长趋势,其中玉米增加了8.38倍;小麦、油料、豆类的能值产出呈下降趋势;甜菜、水果、蔬菜、瓜类的能值产出比重较小。种植业结构均衡度指数基本保持稳定,平均值为1.72。研究表明,定西市农田生态系统生产力水平在逐年提高。空间上,各县(区)农田生态系统能值产出密度差异显著,漳县和岷县较高,生产力水平相对较好;其它县(区)较低,生产力水平相对较低。各县(区)在不同种植作物上形成了各自的规模效率优势。(3)2001-2014年,定西市农田生态系统资源利用效率较低,净能值产出率平均值为0.53,能值总产出远低于辅助能能值投入,系统一直处于“亏损”状态,农产品在市场上没有竞争力。空间上,各县(区)净能值产出率差异显著,漳县最高为1.03大于1,其它县(区)均小于1。说明漳县能值产出超过了辅助能投入,资源利用效率较高;其它县(区)资源利用效率较低,呈高投入低产出的生产状况。研究表明,灌溉水、有机肥、化肥和农业机械对系统的能值产出具有显著影响,环境资源和畜力呈负相关影响,说明定西市土地贫瘠,需要不断从系统外补充能量,在未来的农田生产中应加大有机肥和农业机械化投入,尽可能创造有利的灌溉条件对农田进行灌溉。(4)2001-2014年,定西市农田生态系统可持续发展指数总体呈下降趋势,研究末期有所回升,但均小于1,属消费型生态经济系统,可持续发展力较弱。环境负载率指数均小于3,环境压力较小,但持续增长趋势表明,环境压力将会不断增大。空间上,各县(区)系统可持续发展指数差异明显,漳县和岷县大于1,可持续发展力较强;临洮县、安定区、渭源县、陇西县和通渭县均小于1,可持续发展力较弱。系统的综合发展水平呈“南部—中部—北部”递减趋势的地理分布。强、弱、不协调发展型区域的农田面积分别占全市农田总面积14.44%、49.46%和36.10%。
