绿洲灌区典型种植模式的水热利用与碳排放和能值分析

• 作者: 于爱忠 柴强 樊志龙 殷文 胡发龙 赵财
• 来源期刊: 应用生态学报
• 关键词: 种植模式 资源利用 碳减排 经济效益 能值分析 绿洲灌区
• 年，卷（期）: 2018,（11）
• 页码范围: 3658-3668
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13287/j.1001-9332.201811.022

摘要

合理的种植模式可以提高资源利用效率,降低农业生产的生态环境风险,实现资源节约和增产增效的目的.本文运用能值分析的理论和方法,从资源利用、碳排放、经济效益、能值自给率和净能值产出率等方面对于旱灌区典型种植模式的生产效应进行综合分析与评价,以期为建立减投、减排、高产高效、可持续农田高效生产模式提供理论与实践依据.结果表明:集成免耕秸秆覆盖还田及地膜再利用的高效间作生产模式(NTSI)具有明显的增产效应,与地方传统间作(CTI)和单作玉米(CTM)相比,分别增产13.5％～16.9％和13.8％～ 17.1％.NTSI较CTI模式水分利用效率和光能利用率分别提高12.4％ ～ 17.2％和6.1％～8.1％.高效NTSI模式可降低系统碳排放、提高碳排放效率,与CTI和CTM相比,碳排放总量分别降低618 ～ 895和1804～2002 kg·hm-2,降低幅度分别为12.1％～ 16.4％和28.6％～31.0％;相反,碳排放效率分别提高29.3％～40.1％和58.9％ ～ 71.4％.高效NTSI模式具有明显的资源减投潜力,与CTI和CTM相比,总投入分别降低1424～ 1431和501 ～ 1547元·hm-2,减投比例分别为12.6％～13.6％和4.9％～14.6％;总产值分别提高11.2％ ～ 11.8％和24.4％ ～ 36.3％(增加4309 ～ 4603和8439～ 11057元·hm-2);纯收益分别增加19.6％ ～ 22.4％和40.1％ ～ 57.7％(增多5740 ～ 6027和9544～ 11558元·hm-2).因而,NTSI模式具有较高的产投比和单方水效益,与CTI和CTM相比,产投比分别提高27.9％ ～ 29.0％和40.5％ ～45.6％;单方水效益提高幅度分别达到19.9％ ～23.2％和27.7％ ～ 39.3％.高效NTSI模式能值自给率达到57.2％,较CTI和CTM生产模式分别提高4.0％和12.2％,NTSI模式净能值产出率达到0.173,较CTI高10.0％,但比CTM低11.7％.从资源利用、碳减排、经济效益、可持续发展角度综合考虑,集成免耕秸秆覆盖还田及地膜两年利用的高效小麦间作玉米模式具有较高的经济活力,农业系统整体功能较好,运转效率较高,能值回报率较高,是适用于干旱绿洲灌区的资源减投、减排、高产高效的种植模式.