基于能值的寧夏彭陽縣退耕還草地效益研究

齊拓野

（寧夏大學 生態環境學院，寧夏 銀川 750021）

彭陽縣地處寧夏南部山區，屬于國家劃定的集中連片貧困地區，生態脆弱，經濟欠發達[1-2]。為推動生態文明建設，實現經濟可持續發展，國家自2000年起在彭陽縣實施退耕還林還草工程[3-4]。草地建設是退耕還林還草工程的重要內容，本研究運用能值理論對退耕還草地的效益進行研究，旨在對工程實施情況進行評估，同時為后續工程提出建議。

1 研究區概況

彭陽縣是寧夏固原市的下轄縣，地處寧夏南緣，介于北緯35°29'～35°49'、東經116°51'～117°13'，總面積2 533 km2。縣內北部為典型的黃土丘陵地形，中部為河谷地形，南部為山區,氣候類型為溫帶半干旱大陸性季風氣候，近20年年均降雨量均低于600 mm，年平均氣溫均在10℃以下[5-8]。在退耕還林還草工程實施前，草原植被受到嚴重破壞，草地生態系統承載力一直處于較低水平，工程實施后這一狀況有所改善[9-12]。

2 退耕還草地投入產出能值

2.1 數據來源說明

本研究中氣象原始數據來源于彭陽縣氣象觀測站的實測數據，土壤侵蝕原始數據來源于彭陽縣王洼水土保持試驗站，表土中有機質能量、空氣密度、苜蓿干質量為作者實測值，人力及畜力的投入情況來源于農戶調查數據，其他數據來源于彭陽縣相關政府部門在退耕還林還草工程實施過程中的實時監查數據。

2.2 計算方法

本研究應用Howard Thomas Odum提出的能值理論對彭陽縣2011—2019年退耕還草地進行計算分析，將退耕還草地建設過程中所有的投入和產出轉換為太陽能焦耳（計量單位為sej）[13-14]。計算中涉及的能值轉換率均采用9.44E+24（sej/a）的全球能值基準；能量折算系數取自《農業技術經濟手冊》及馬文靜、李瑞平、宿婷、林慧龍等學者的研究結果[15-19]；為與林地區分，研究中提到的草地不包括檸條、沙棘等植物。

2.3 彭陽縣退耕還草地能值投入

依據彭陽縣退耕還草地的建設情況，其能值投入項包括可更新環境資源能、不可更新環境資源能、不可更新工業輔助能、可更新的有機能四項，計算結果如表1所示。

表1 彭陽縣2011—2019年退耕還草地能值投入（sej/a)

因各項數值有較大數量級差，小計數值統一保留至科學記數小數點后2位，總計數值統一保留至科學記數小數點后6位。

2.4 彭陽縣退耕還草地能值產出

在彭陽縣退耕還草建設中，以封山育草、以畜調草為主，草地的能值產出只有紫花苜蓿一項，具體情況如表2所示。

表2 彭陽縣2011-2019年退耕還草地能值產出(sej/a)

3 能值指標分析

3.1 能值產投比

能值產投比是系統合計產出能值與合計投入能值的比值，是評價生態系統效益的最直觀指標。對于一個系統而言，能值產投比可以直接反映出能值成本與收益之間的關系。與社會經濟系統中的產投比分析類似，能值產投比越高，意味著退耕還草地效益越好。本研究計算并分析了彭陽縣退耕還草地2011—2019年的能值產投比及變化趨勢（表3，圖1）。

由表3和圖1可知，能值產投比呈現出先增長再下降后增長的趨勢，這表明在2011—2019年期間，彭陽縣退耕還草地效益總體向好，但在2013—2017年間出現了負增長，數值變化不大，根據生態系統發展規律，這一波動屬正常現象。

圖1 彭陽縣退耕還草地2011—2019年能值產投比變化趨勢

表3 彭陽縣退耕還草地2011-2019年能值產投比

3.2 環境負載率

環境負載率表示生態系統發展過程中對環境造成壓力的大小，即系統不可更新能源能值總投入與可更新能源能值總投入的比值。對于退耕還草地而言，這一指標至關重要，因為彭陽縣地處黃土丘陵區，在這樣的地質條件下構建或恢復草地生態系統面臨諸多挑戰，環境負載率過高或過低都不利于退耕還草地建設。本研究計算了彭陽縣退耕還草地2011—2019年的環境負載率（表4）。

由表4可知，彭陽縣退耕還草地的環境負載率在2011—2019年間變化不大且數值普遍較小，這表明在2011—2019年期間，彭陽縣退耕還草地對環境造成的壓力低，退耕還草建設過慢，未來仍有較大的開發建設空間。

表4 彭陽縣退耕還草地2011—2019年環境負載率

3.3 不可更新工業輔助能值/總投入能值

彭陽縣退耕還草地的不可更新工業輔助能包含汽油和農機兩類能值投入，這些能值投入在總投入能值中的占比反映出彭陽縣在退耕還草過程中的機械化程度。比值越大，說明機械化程度越高；比值越小，說明機械化程度越低。本研究計算并分析了彭陽縣退耕還草地2011—2019年不可更新工業輔助能值占總投入能值的比例（表5）。

由表5可知，不可更新工業輔助能值占總投入能值的比例呈現出先增加后降低再增加的趨勢，但數值普遍較小，這表明在2011—2019年期間，彭陽縣退耕還草的機械化程度低，草地建設投入的機械設備不足，與林業建設相比，對草地建設的重視程度不夠。

表5 彭陽縣退耕還草地2011—2019年不可更新工業輔助能值與總投入能值比值

4 結論

通過對彭陽縣2011—2019年的退耕還草地進行能值計算及能值指標分析，本研究得出如下結論：

1）在2011—2019年期間，彭陽縣退耕還草地效益總體向好，但在2013—2017年間出現了負增長，但數值變化不大，屬正常現象。

2）彭陽縣退耕還草地的環境負載率偏低，退耕還草建設過慢，未來仍有較大的開發建設空間。

3）彭陽縣退耕還草的機械化程度低，草地建設投入的機械設備不足，與林業建設相比，對草地建設的重視程度不夠。