基于能值分析的德州市農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)分析

劉富剛

(德州學(xué)院地理系，山東德州253023)

20世紀(jì)中葉以來，隨著對可持續(xù)發(fā)展的限制性因素探討，人們開始重視科學(xué)和技術(shù)在可持續(xù)發(fā)展中的作用。2004年，由Palmer等20名著名生態(tài)學(xué)家組成的美國生態(tài)學(xué)會生態(tài)遠(yuǎn)景委員會完成一個戰(zhàn)略研究報告“擁擠地球的生態(tài)學(xué)”，報告認(rèn)為一個可持續(xù)發(fā)展的未來將包括維持性、恢復(fù)性和創(chuàng)建性的綜合生態(tài)系統(tǒng)，生態(tài)學(xué)研究重點應(yīng)轉(zhuǎn)移到生態(tài)系統(tǒng)和人類關(guān)系的可持續(xù)能力建設(shè)上，報告首次提出了“可持續(xù)性科學(xué)”概念。

可持續(xù)性科學(xué)的最基本科學(xué)問題是如何將自然與社會的動態(tài)相互作用納入到綜合地球系統(tǒng)、人文發(fā)展和可持續(xù)性的研究框架中，并將自然和社會相互作用導(dǎo)向更持續(xù)的軌道。可持續(xù)性科學(xué)的核心觀點是生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會協(xié)調(diào)一致，統(tǒng)籌兼顧;關(guān)鍵性科學(xué)問題是可持續(xù)性轉(zhuǎn)變，即向著可持續(xù)性的目標(biāo)/狀態(tài)不斷轉(zhuǎn)變的過程?？沙掷m(xù)性科學(xué)使應(yīng)用生態(tài)科學(xué)從原生的、現(xiàn)存的、未被擾動的生態(tài)系統(tǒng)研究向以人類為重要組分、聚焦生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和人工生態(tài)設(shè)計的生態(tài)系統(tǒng)新研究的轉(zhuǎn)型，將為維持地球生命的質(zhì)量和多樣性奠定科學(xué)基礎(chǔ)[1]。

農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是一定的自然資源和環(huán)境條件作為其基本組成部分，并由人類所控制和管理的生態(tài)系統(tǒng)。因此，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)特征有別于自然生態(tài)系統(tǒng)。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)過分依賴人為調(diào)控手段，倚重對輔助能的投入，忽視對環(huán)境資源因素的價值認(rèn)識，導(dǎo)致環(huán)境資源長期處于超負(fù)荷狀態(tài)。如何合理認(rèn)識和評價環(huán)境資源、各種輔助能的貢獻(xiàn)、投入產(chǎn)出水平和農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的可持續(xù)性發(fā)展能力，成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要課題之一。本研究應(yīng)用能值分析理論和方法，定量分析德州市農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的自然環(huán)境資源和輔助能能量的投入、產(chǎn)出的總體能流能值，環(huán)境資源能值，為合理開發(fā)農(nóng)業(yè)環(huán)境資源，優(yōu)化系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)以及探討區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性發(fā)展提供參考。

1 研究區(qū)概況及研究方法

1.1 研究區(qū)概況

德州市位于北緯 36°24′—38°0′，東經(jīng) 115°45′—117°24′之間，地處山東省西北部，黃河下游北岸，冀、魯兩省的交界處。該市屬溫帶大陸性半濕潤季風(fēng)氣候，受季風(fēng)影響顯著，四季分明，冷熱干濕界限明顯;光照資源豐富，年平均日照時數(shù)2 660 h，多年平均太陽總輻射量為5.24×105J/cm2，年平均氣溫12.3℃～13.4℃，年平均降水量為585.2 mm，其中夏季(6—8月)降水占全年降水量的68.5%。旱澇、干熱風(fēng)、冰雹是該市的主要自然災(zāi)害。

德州市轄1區(qū)2市8縣，土地總面積1.04×106hm2，其中耕地面積6.24×105hm2，占61.21%，以地域性堿性潮土為主，土壤類型分為沙壤土、輕壤土、中壤土、重壤土、鹽土、沙土和黏土。主要的作物有棉花、花生、地瓜、小麥、玉米、蔬菜等，是國家和山東省重要的糧、棉、蔬生產(chǎn)基地。

1.2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

能值分析理論(emergy analysis)[2]由美國著名的生態(tài)學(xué)家Odum于20世紀(jì)80年代提出，它以太陽能值為統(tǒng)一尺度，把社會、經(jīng)濟(jì)、自然三個亞系統(tǒng)有機(jī)統(tǒng)一起來，定量分析自然和人類社會經(jīng)濟(jì)的真實價值，解決了不同類別能量因能質(zhì)和能級差異而無法換算的問題，這一理論和方法為生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的定量分析研究開拓了新途徑。自20世紀(jì)90年代初由留美學(xué)者藍(lán)盛芳等[3-4]把能值理論、方法和有關(guān)研究介紹到中國后，我國專家和學(xué)者們運(yùn)用能值理論對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)能值進(jìn)行分析研究，為衡量區(qū)域發(fā)展水平，制訂可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供了一定理論依據(jù)[4-9]。

本研究以山東德州市農(nóng)業(yè)系統(tǒng)為對象，所用數(shù)據(jù)主要來源于該市1999—2008年統(tǒng)計年鑒統(tǒng)計資料，部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于德州市農(nóng)業(yè)、氣象等部門的資料。能量折算系數(shù)和太陽能值轉(zhuǎn)換率根據(jù)Odum等人的研究成果[10]。選取1998—2007年農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物質(zhì)和能量數(shù)據(jù)指標(biāo)，根據(jù)各種資源(物質(zhì)、能量)相應(yīng)的太陽能值轉(zhuǎn)換率，將不同類別能量(J)或物質(zhì)(g)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一度量的能值單位(sej)[11]。在此基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)各種能值指標(biāo)進(jìn)行計算，并進(jìn)行系統(tǒng)投入與產(chǎn)出分析。

農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的能值投入按其來源可分為兩類:一類為直接來源于自然界，包括可更新環(huán)境資源(太陽能、風(fēng)能、雨水化學(xué)能、雨水勢能等，以R表示)和不可更新環(huán)境資源(土壤表土層損失等，以 N表示)，這類能值是從自然界中無償?shù)玫降模Q為“無償能值”或“免費能值”，在可更新環(huán)境資源投入中，為避免重復(fù)計算，同一性質(zhì)的能量投入只取其最大值一項;另一類能值來源于人類社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，包括人工工業(yè)輔助能(化肥、燃油、農(nóng)藥、農(nóng)膜、農(nóng)機(jī)具等，以 F表示)和人工可更新有機(jī)能(勞力、種子、飼料等，以 T表示)。根據(jù)研究的需要，選擇凈能值產(chǎn)出率(EYR)、能值投資率(EIR)、環(huán)境負(fù)載率(ELR)和可持續(xù)性發(fā)展指數(shù)(ESI)作為對德州市農(nóng)業(yè)系統(tǒng)產(chǎn)生效率、經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度、資源環(huán)境壓力和系統(tǒng)可持續(xù)性的評價指標(biāo)，對農(nóng)業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行評價，作為制定區(qū)域農(nóng)業(yè)持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略的依據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能值結(jié)構(gòu)投入及分析

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的維持和發(fā)展的主要資源能值來源包括可更新環(huán)境資源、不可更新環(huán)境資源、工業(yè)輔助能和可更新有機(jī)能等。德州市1998—2007年農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)投入的能值總流量為3.20E+21 sej～4.52E+21 sej之間(表1)，其中不可更新的工業(yè)輔助能值投入最大(占總投入量的80.6%～90.2%)，已超過全國平均水平(62%)，呈上升趨勢。工業(yè)輔助能值中最大是復(fù)合肥，占工業(yè)輔助能值的61.4%～68.4%，其次是氮肥(占13.7%～17.5%)。使用氮肥是該市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的傳統(tǒng)，近幾年隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和科技的進(jìn)步農(nóng)業(yè)生產(chǎn)復(fù)合肥的投入不斷提高。可更新環(huán)境資源的能值投入(占總投入量的9.1%～18.6%)，其中雨水化學(xué)能形成的能值量最大，占總能值的 7.9%～13.6%，占可更新環(huán)境資源投入的61.9%～75.6%，農(nóng)業(yè)用水能值投入不斷增加。德州市屬于農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)，自然降水與黃河水的引入對區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)非常重要?？筛沦Y源產(chǎn)品能值占總能值的0.04%～0.15%之間，其中勞動力的能值量最大，占29.4%～86.9%。

農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是一個社會、經(jīng)濟(jì)、資源和環(huán)境系統(tǒng)，能值的持續(xù)輸入是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)條件。上述數(shù)據(jù)表明，德州市農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的運(yùn)行水平比較低，社會經(jīng)濟(jì)購買能值輸入較高，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的運(yùn)行水平比較低;農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的產(chǎn)出不單純依賴土壤的自然肥力，還與輔助能值的投入規(guī)模相關(guān)，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中對外資源依賴性較大。德州市是一個傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)城市，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的光照資源豐富，夏季降水集中，春秋二季干旱，農(nóng)業(yè)基質(zhì)條件單一，土壤肥力低。隨全球氣候變化，研究時段該市降水量呈下降趨勢，成為影響種植業(yè)發(fā)展的主要障礙因素。隨著人口的增加，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的自我維持對社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)物質(zhì)能量投入關(guān)系較大?；?、農(nóng)藥的長期投入會使土壤板結(jié)、營養(yǎng)元素失衡，肥力下降，水土流失增加，也是區(qū)域生態(tài)服務(wù)功能下降的因素之一。調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，提高水熱利用效率，加強(qiáng)水資源引入和水利建設(shè)，提高化肥等輔助能值的利用效率，改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境是該市農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的的主要措施。

表1 1998—2007年德州市農(nóng)業(yè)系統(tǒng)投入能值結(jié)構(gòu)

2.2 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能值產(chǎn)出及分析

依據(jù)能值轉(zhuǎn)換率計算的系統(tǒng)產(chǎn)品能值組成(表2)可知德州市農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值產(chǎn)出總能值產(chǎn)出2.14E+22～1.02E+23 sej之間，農(nóng)牧漁業(yè)產(chǎn)出能值依次為5.57+21～ 1.45E+22 sej，1.02E+22 sej ～ 8.94E+22 sej，6.95E+17 ～1.09E+21 sej。研究時段 ，畜牧業(yè)平均占62.4%，種植業(yè)占35.8%，漁業(yè)占1.8%，畜牧業(yè)能值比例已超過作物種植業(yè)。種植業(yè)中以小麥、玉米、棉花、花生、蔬菜為主，占種植能值的90%以上。牧業(yè)以豬肉、禽肉、禽蛋為主。漁業(yè)所占能值比例較小。

德州市農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值產(chǎn)出，一是與區(qū)域地勢平坦，農(nóng)業(yè)人口密集，及與農(nóng)業(yè)種植傳統(tǒng)有關(guān);二是與區(qū)域長期形成的家庭養(yǎng)殖傳統(tǒng)及隨著人民生活水平需求提高，對肉、蛋、奶需求的增加有關(guān);三是與經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動和政策的引導(dǎo)有明顯的關(guān)系。德州市是一個傳統(tǒng)種植業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，優(yōu)越區(qū)位條件和政策的引導(dǎo)，該市的蔬菜和家庭飼養(yǎng)業(yè)發(fā)展較快，已成為德州市農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的重要組成部分，也是農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入的重要來源，也是今后重點扶持的產(chǎn)業(yè)。

2.3 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值相關(guān)指標(biāo)分析

1998—2007年，德州市農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)年總能值使用量基本上呈現(xiàn)不斷增長的趨勢(表3—4)，工業(yè)輔助能值占總輔助能的比例較高。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的持續(xù)增長，人們對農(nóng)業(yè)提供的生態(tài)服務(wù)要求在提高。高質(zhì)量的生態(tài)服務(wù)功能的實現(xiàn)，需要協(xié)調(diào)好自然、社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的工作，也需要物質(zhì)能量做保障。

表2 1998—2007年德州市農(nóng)業(yè)系統(tǒng)產(chǎn)出能值結(jié)構(gòu)

表3 1998—2007年德州市農(nóng)業(yè)系統(tǒng)能值流

2.3.1 凈能值產(chǎn)出率 凈能值產(chǎn)出率為經(jīng)濟(jì)過程產(chǎn)生的能值量與來自經(jīng)濟(jì)過程的反饋輸入能值的比值(反饋輸入能值由燃料、勞務(wù)、貨物等部分構(gòu)成)，表達(dá)式為:

通過比較凈能值產(chǎn)出率，可更好地了解某一種資源是否具有競爭力和經(jīng)濟(jì)效益的大小。如果NEYR小，說明該種資源的競爭力較弱，開發(fā)時產(chǎn)生的回報效益較低;反之，則競爭力較強(qiáng)，開發(fā)效益較高。

德州市農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的凈能值產(chǎn)出率為1.12～1.24(表4)，高于我國農(nóng)業(yè)系統(tǒng) 1998年的平均水平(0.27)，略高于1989年日本(1.08)和意大利(1.12)數(shù)值，低于2003年廣東(1.25)和2004年福建(1.88)的數(shù)值[13-14]。這表明，德州市的農(nóng)業(yè)自然條件較優(yōu)越，農(nóng)業(yè)系統(tǒng)充分利用光照優(yōu)勢，增加復(fù)種指數(shù)，獲得較高的資源利用率;但農(nóng)業(yè)經(jīng)營粗放，生產(chǎn)的集約化程度還不高;通過農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，加強(qiáng)科技投入，改進(jìn)生產(chǎn)管理模式，降低生產(chǎn)成本，可進(jìn)一步提高產(chǎn)品市場競爭力。

表4 德州市農(nóng)業(yè)系統(tǒng)能值指標(biāo)體系(1998—2007)

2.3.2 能值投資率 能值投資率為來自經(jīng)濟(jì)活動的反饋能與本區(qū)域能值輸入的比值，表達(dá)式為:

式中:EIR——能值投資率;R——可更新環(huán)境資源;N——不可更新環(huán)境資源;F——工業(yè)輔助能。

德州市農(nóng)業(yè)系統(tǒng)能值投資率為4.20～9.37(表4)，低于意大利(8.52)和日本(14.03)，高于國內(nèi)平均水平(4.93)[13-14]。說明德州市農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的維持、持續(xù)性發(fā)展對社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)投入的依賴程度逐步增加，特別是對工業(yè)輔助能值(機(jī)械、電力、化肥等)和科技的投入的需求在增加。

2.3.3 環(huán)境負(fù)載率 環(huán)境負(fù)載率為購買的和非更新的本地能值與無償?shù)沫h(huán)境能值(可更新資源能值)之間的比值，其表達(dá)式為:

環(huán)境承載是以水、土、能、生物、地球化學(xué)循環(huán)為主體的自然生態(tài)過程，與以生產(chǎn)、流通、消費、還原、調(diào)控為主流的經(jīng)濟(jì)生態(tài)過程和以人的科技、體制、文化為主線的社會生態(tài)過程在時、空、量、構(gòu)、序范疇的生態(tài)耦合關(guān)系和推進(jìn)以整體、協(xié)同、循環(huán)、自生為基礎(chǔ)的生態(tài)規(guī)劃、生態(tài)工程與生態(tài)管理的總體表現(xiàn)。ELR較大表明在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中存在高強(qiáng)度的能值利用，同時對環(huán)境系統(tǒng)保持著較大壓力。若系統(tǒng)長期處于較高的環(huán)境負(fù)載率，將產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的功能退化或喪失。從能值分析角度來看，外界大量的能值輸入以及過度開發(fā)本地非更新資源是引起環(huán)境系統(tǒng)惡化的主要原因。

德州市農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的環(huán)境負(fù)載率為4.36～8.52(表4)，低于發(fā)達(dá)國家日本1989年的數(shù)值(14.49)，比國內(nèi)1998年的平均值(2.80)[12]和廣東2003年(1.70)高，研究時段為增加的趨勢。表明德州市農(nóng)業(yè)系統(tǒng)對環(huán)境和資源的壓力較大，反映了德州市自然、社會、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)還不夠協(xié)調(diào)，農(nóng)業(yè)整體發(fā)展水平還不高，環(huán)境資源系統(tǒng)效益不高，應(yīng)通過加快生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)和資源環(huán)境管理，提高資源的利用效率。今后農(nóng)業(yè)發(fā)展要注意水土保持，加大有機(jī)肥還田和新科技的應(yīng)用，以提高系統(tǒng)生產(chǎn)效率。

2.3.4 可持續(xù)發(fā)展性指數(shù) 可持續(xù)發(fā)展指數(shù)是凈能值產(chǎn)出率與環(huán)境負(fù)載率的比值，表達(dá)式為:

一個國家或地區(qū)的農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)能值產(chǎn)出率高而環(huán)境負(fù)載率又相對較低，則它是可持續(xù)的;反之是不可持續(xù)的。ESI值在1和10之間表明系統(tǒng)富有活力和發(fā)展?jié)摿?，ESI＞10則是持續(xù)性不強(qiáng);當(dāng)ESI＜1時，為消費型經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。

1998—2007年，德州市可持續(xù)發(fā)展能值指數(shù)在0.042～0.21上下震蕩(表4)。說明德州市德州市農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)為消費型經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，生產(chǎn)和管理過程的科技含量較低，需要購買的能值較大，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)有一定的脆弱性，未來農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對環(huán)境的壓力較大。近幾年德州市化肥施用量為526.87 kg/hm2，已大大高出全國平均水平(417.91 kg/hm2)，存在過量施肥、單一施肥、欠量施肥的現(xiàn)象。

大量增加化肥施用量和施肥的不均衡性，加速土壤有機(jī)質(zhì)損耗，降低農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，也污染了農(nóng)田土壤環(huán)境。農(nóng)業(yè)灌溉用水占80%以上，年缺水達(dá)1.64×109m3，年引黃河1.8×109m3，仍面臨水資源不足的局面。同時該市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉面臨來自境內(nèi)河流上游的污水、城鎮(zhèn)工業(yè)污水和城鎮(zhèn)生活廢水的影響，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)性發(fā)展面臨著人類需求和生態(tài)系統(tǒng)需求間的矛盾。

3 結(jié)論

(1)1998—2007年德州市農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)年總能值投入量為3.20E+21～4.52E+21 sej之間，并呈現(xiàn)不斷增長的趨勢，工業(yè)輔助能值占總投入量的80.6%～90.2%，也呈上升趨勢。可更新環(huán)境資源的能值投入占總投入量的9.1%～18.6%，其中雨水化學(xué)能形成的能值量最大?？筛沦Y源產(chǎn)品能值投入中勞動力的能值量最大。德州市屬于農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)，自然降水與黃河水的引入對區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)非常重要。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對農(nóng)業(yè)提供的生態(tài)服務(wù)要求不斷提高，高質(zhì)量的生態(tài)服務(wù)功能的實現(xiàn)，需要協(xié)調(diào)好自然、社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的工作。

(2)德州市農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值產(chǎn)出總量在2.14E+22～1.02E+23 sej之間，研究時段，畜牧業(yè)平均占62.4%、種植業(yè)占35.8%、漁業(yè)占1.8%，畜牧業(yè)能值比例已超過作物種植業(yè)，漁業(yè)所占能值比例較小。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)已發(fā)生明顯變化，蔬菜和家庭飼養(yǎng)業(yè)已成為該市農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的重要組成部分。

(3)從農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值相關(guān)指標(biāo)分析看，德州市農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的凈能值產(chǎn)出率為1.12～1.24，農(nóng)業(yè)系統(tǒng)能值投資率為4.20～9.37，可持續(xù)發(fā)展能值指數(shù)在0.042～0.21之間。表明德州市的農(nóng)業(yè)自然條件較為優(yōu)越，農(nóng)業(yè)系統(tǒng)充分利用光照優(yōu)勢，資源利用率較高;但該市農(nóng)業(yè)經(jīng)營粗放，生產(chǎn)的集約化程度還不高，農(nóng)業(yè)系統(tǒng)對環(huán)境和資源的壓力較大，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的維持、持續(xù)性發(fā)展對社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)投入的依賴程度逐步增加。通過農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，加強(qiáng)科技投入，改進(jìn)生產(chǎn)管理模式，降低生產(chǎn)成本，提高系統(tǒng)生產(chǎn)效率，可進(jìn)一步提高產(chǎn)品市場競爭力。

(4)通過對德州市農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值動態(tài)變化分析，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)維持發(fā)展的驅(qū)動力因素可分為自然和社會經(jīng)濟(jì)兩個方面。自然驅(qū)動包括氣候、土壤、水文等自然要素的變化;社會經(jīng)濟(jì)驅(qū)動包括人口變化、技術(shù)改革、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與政策等。社會行為驅(qū)動主要是人類通過農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，來改變農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境;同時為保證一定的基本的食物供給，需要保持一定數(shù)量耕地、并進(jìn)行傳統(tǒng)糧食生產(chǎn)?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是為滿足人類的生態(tài)、社會和經(jīng)濟(jì)目標(biāo)而刻意創(chuàng)造的綜合型系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)性發(fā)展取決于我們?nèi)绾纬浞值睦斫夂陀行У毓芾磙r(nóng)業(yè)生態(tài)體系中的社會及生態(tài)因素，提高資源環(huán)境的承載力。

(5)基于以上研究和思考，德州市維持未來農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性發(fā)展具體措施為:①轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式，變要素投入增長為效率提高增長，大力提高作物秸稈等有機(jī)肥的還田率，提高產(chǎn)品的品質(zhì);②積極增加勞動力的智力資源能值投入，調(diào)整工業(yè)輔助能投入，提高能值受益率;③發(fā)展節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)，加強(qiáng)生態(tài)建設(shè)，在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的特點，推廣成熟的生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)模式，發(fā)展農(nóng)業(yè)生態(tài)工程技術(shù)，探索建立多層次、高功能的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，處理好經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能。

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