北屯绿洲生态系统耗散特性分析

摘要/Abstract

摘要： 利用耗散结构理论,对新疆北屯绿洲生态系统的结构和功能进行了分析。在绿洲发展演化过程中,绿洲与荒漠形成既相互矛盾又协调共生的非线性变幻局势,人为活动已成为绿洲涨落的主要原因。利用能值分析方法探讨了北屯绿洲农业生态系统的能量耗散过程,结果显示:北屯绿洲农业生态系统投入的太阳能值总值为9.70×1019 sej,而输出的太阳能值总值为6.56×1020 sej,输出高于投入,是一个能值输出型的生态系统。需要人为输入能量,引入物质、知识、技术等负熵,增加系统信息量。最后,提出积极引入负熵流的负反馈策略,使人的主观行为与环境质量、生物生产力水平相统一,构建合理的绿洲生态农业结构,达到生物与环境相协调,发挥生物共生互利优势原则,最终实现绿洲生态、环境、经济的可持续发展。

关键词: 耗散结构, 能值分析, 生态系统, 北屯绿洲

Abstract: The ecosystem structure and function of Beitun oasis was analyzed systematically by the theory of dissipative structure. In the course of oasis evolvement, the oasis and the desert have formed a kind of nonlinear fluctuated situation, and their relationship is both mutual contradicted and symbiotic. Human activities have become the main reason for oasis fluctuation. The process of energy dissipation of the Beitun oasis agroecosystem was further discussed by the method of energy analysis. The total solar energy input is 9.70×10¹⁹ sej in Beitun oasis agroecosystem, and the output is 6.56×1020 sej, showing a type of energy output ecosystem. In order to make humans subjective behavior compatible with environmental quantity and productivity level, construct a reasonable structure of oasis's ecological agriculture so as to make the biology and environment consistent, and to bring the principle of symbiotic relationship and mutual benefit into full play, and ultimately realize the sustainable development of the oasis, The system needs information increase by artificially inputting energy, introducing negative entropy such as substance, knowledge, technique, etc.

Key words: dissipative structure, energy analysis, ecosystem, Beitun oasis

中图分类号:

X192

黄俊芳;王让会;林毅;黄青;董爽;王小飞;. 北屯绿洲生态系统耗散特性分析[J]. 中国沙漠, 2008, 28(3): 491-497.

HUANG Jun-fang;WANG Rang-hui;LIN Yi;HUANG Qing;DONG Shuang;WANG Xiao-fei;. Analysis of Ecosystem’s Dissipation Characteristics of Beitun Oasis, Xinjiang[J]. JOURNAL OF DESERT RESEARCH, 2008, 28(3): 491-497.

参考文献

[1]宋豫秦,张力小,曹淑艳.耗散结构理论在我国北方农牧交错带人地系统分析中的应用[J].中国沙漠,2000,20(1):15-22.
[2]Buenstorf G.Self-organization and sustainability:energetics of evolution and implications for ecological economics[J].Ecological Economics,2000,33(1):119-134.
[3]孙宏义.沙坡头人工植被系统的建立与耗散结构[J].中国沙漠,1990,10(3):59-63.
[4]普里戈津 I,尼科里斯 G.非平衡系统的自组织[M].北京:科学出版社,1986:50-55.
[5]邬建国.耗散结构等级系统理论与生态系统[J].应用生态学报,1991,2(2):181-186.
[6]Odum E P.The strategy of ecosystem development[J].Journal of Science,1969,164:262-27.
[7]OConnor M.Entropy,structure,and organisational change[J].Journal of Ecological Economics,1991,3:95-122.
[8]Fath B D.Energy, information and aggradation:An ecosystems reconciliation[J].Ecological Modelling,2006,198:520-524.
[9]Anne S,Vincent J A A.The estimation of dispersal rates using the covariance of local populations[J].Ecological Modeling,2006,196:434-446.
[10]Ludovisi A,Pandolfi P,Taticchi M I.The strategy of ecosystem development:specific dissipation as an indicator of ecosystem maturity[J].Journal of Theoretical Biology,2005,231:33-34.
[11]黄宝荣,欧阳志云,郑华,等.生态系统完整性内涵及评价方法研究综述[J].应用生态学报,2006,17(11):2196-2202.
[12]刘文霞,何源.熵理论与新疆绿洲农业生态系统可持续发展[J].商场现代化,2006(08X):236-237.
[13]张妍,杨志峰,何孟常,等.基于信息熵的城市生态系统演化分析[J].环境科学学报,2005,25(8):1127-1134.
[14]赵星,曾光明,刘云国.耗散结构理论在湿地生态恢复中的应用[J].湖南文理学院学报:社会科学版,2005,30(4):43-45.
[15]璩向宁.宁夏沙区生态环境建设的基本理论问题[J].水土保持研究,2002,9(3): 155-157.
[16]韩德林.中国绿洲研究之进展[J].地理科学,1999,19(4):313-319.
[17]王让会.且末绿洲的现状与发展:试论绿洲生态系统的稳定性[J].新疆环境保护,1996,18(4):19-23.
[18]王让会,张慧芝,卢新民.新疆绿洲空间结构特征分析[J].干旱地区农业研究,2002,20 (3):109-113.
[19]李佳,吴军年,杜哲.生态脆弱地区资源-环境-经济协调发展程度评价——以民勤地区为例[J].中国沙漠,2007,27(1):117-123.
[20]樊自立,马英杰,艾力西尔·库尔班,等.试论中国荒漠区人工绿洲生态系统的形成演变和可持续发展[J].中国沙漠,2004,24(1):10-17.
[21]潘晓玲,马映军,高炜,等.中国西部干旱区生态环境演变过程[J].中国沙漠,2004,24(6):663-674.
[22]黄俊芳,王让会.干旱区MODS耦合机制及其界面过程研究动态[C]∥中国科协2005年学术年会论文集:以科学发展观促进科技创新(上).北京:科学技术出版社,2005:464- 467.
[23]樊自立,穆桂金,马英杰,等.天山北麓灌溉绿洲的形成和发展[J].地理科学,2002, 22(2):184-190.
[24]王国友,塔西甫拉提·特依拜,谭灵芝.新疆于田绿洲-荒漠交错带土地利用变化的社会驱动力研究[J].中国沙漠,2006,26(2):259-264.
[25]张勃,孟宝,郝建秀,等.干旱区绿洲-荒漠带土壤水盐异质性及生态环境效应研究——以黑河中游张掖绿洲为例[J].中国沙漠,2006,26(1):81-85.
[26]闻大中.农业生态系统能流和能量分析研究的某些新进展[J].农村生态环境,1995,11(2):43-48.
[27]蓝盛芳,钦佩.生态系统的能值分析[J].应用生态学报,2001,12(1):129-131.
[28]赵振勇,王让会,张慧芝,等.塔里木河下游荒漠生态系统退化机制分析[J].中国沙漠,2006,26(2):220-226.
[29]张雪艳,吴世新.天山北麓绿洲荒漠典型地区土地荒漠化变化的时空特征分析[J].中国沙漠,2006,26(2):208-215.
[30]Odum H T.Environmental Accounting:Energy and Environmental Decision Making[M].New York:Wiley,1996.
[31]蓝盛芳,钦佩,陆宏芳.生态经济系统能值分析[M].北京:化学工业出版社,2002:20-25.
[32]陈阜.农业生态学教程[M].北京:气象出版社,1998:159-162.
[33]《农业技术经济手册》编委会.农业技术经济手册[M].北京:农业出版社,1983:15-17.
[34]王让会,张慧芝.生态系统耦合的原理与方法[M].乌鲁木齐:新疆人民出版社,2005:8-9.
[35]严以绥,肖焰恒.干旱区人工生态系统的持续发展与耗散结构理论[J].中国生态农业研究,1997,5(3):78-79.
[36]严以绥,李豫新.耗散结构与生态系统演化的辨识:以石河子垦区为例[J].新疆环境保护,1994,16(4):19-25.
[37]董旭升.关于形成我国生态农业经济系统耗散结构的思考[J].农业经济问题,1998(9):28-31.