農業(yè)資源系統(tǒng)耦合模擬與應用

前言

　　長期以來，我以農業(yè)問題為軸心，致力于土壤學與地理學的交叉研究。從1991年開始，我以農業(yè)資源開發(fā)利用為主要研究方向，結合研究課題培養(yǎng)博士生。先從研究挖掘土地農業(yè)生產(chǎn)潛力人手，隨后研究農業(yè)資源優(yōu)化配置及農業(yè)資源系統(tǒng)耦合，研究工作逐步深入與提高，至今已17年，已有20位學生獲得博士學位，還有5位在學。鑒于農業(yè)資源優(yōu)化配置研究滯后是農業(yè)資源可持續(xù)利用的瓶頸問題之一，1994年經(jīng)福建省農業(yè)辦公室立項，我們在福建省漳浦縣大南坂農場設立試驗區(qū)研究農業(yè)資源優(yōu)化配置，1999年研究成果通過驗收，效益顯著。2000年福建省漳浦縣馬坪鎮(zhèn)政府邀請我們?yōu)槠渥錾a(chǎn)規(guī)劃，主動要求應用該成果。借此機會，我們在該鎮(zhèn)建立博士生實踐基地，實施產(chǎn)、學、研相結合。根據(jù)當?shù)氐膶嶋H條件，我們在已有研究成果的基礎上，把物理學上的“耦合”原理應用于農業(yè)資源優(yōu)化配置上。將分散、單一的農業(yè)資源要素進行耦合開發(fā)利用，并引進新要素，使其優(yōu)勢互補，發(fā)揮農業(yè)資源系統(tǒng)耦合的優(yōu)勢，從而進一步挖掘農業(yè)資源的生產(chǎn)潛力，提高農業(yè)的綜合生產(chǎn)效益。同時，學習任繼周院士在北方草原地區(qū)和干旱半干旱地區(qū)研究農業(yè)系統(tǒng)耦合的系列成果，充分分析了我國傳統(tǒng)農業(yè)生產(chǎn)的精華所在地——南方地區(qū)農業(yè)資源系統(tǒng)耦合的結構、功能和特點。認為南方地區(qū)農業(yè)生物多樣性豐富，農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結構復雜，農業(yè)生產(chǎn)、管理水平也較高，農業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)可以實行農、林、牧、漁、農產(chǎn)品加工及涉農服務業(yè)的全面耦合。馬坪鎮(zhèn)地處廈門市（我國東南港口城市）的周邊，是近郊農村的典型，屬南亞熱帶氣候，生物多樣性豐富，擁有南亞熱帶作物生長的獨特條件和我國南方地區(qū)農業(yè)生產(chǎn)的許多優(yōu)勢。選擇其作為試驗區(qū)開展以突出特色農業(yè)為特點的農業(yè)資源系統(tǒng)耦合研究，預期會取得比北方草原地區(qū)更為明顯的耦合效益。福建省科學技術廳把這一研究列入重點項目，實施結果取得了明顯的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。隨后，福建省發(fā)展和改革委員會又把本研究成果列入可轉化為生產(chǎn)的項目推介，并給予資助在生產(chǎn)上推廣。在此過程中，我們在農業(yè)資源系統(tǒng)耦合技術、機制、理論與定量化評價等方面又做了進一步探討，以期對農業(yè)資源系統(tǒng)耦合的理論與實踐有所推動。何紹福、姚成勝兩位博士生先后參加了這個研究過程。何紹福博士的研究工作時間是2001～2005年，針對馬坪鎮(zhèn)農業(yè)資源的實際情況，研究農業(yè)資源系統(tǒng)耦合模式。運用GIS與系統(tǒng)動力學相結合的方法，建立了馬坪鎮(zhèn)農業(yè)資源耦合系統(tǒng)的動力學模型，為馬坪鎮(zhèn)農業(yè)結構的優(yōu)化提供方案，并建立了馬坪鎮(zhèn)農業(yè)資源管理信息系統(tǒng)。姚成勝博士的研究工作時間是2005～2008年，定量評價了農業(yè)資源系統(tǒng)耦合的生產(chǎn)力，又采用能值理論分析方法定量分析了農業(yè)資源系統(tǒng)耦合的生產(chǎn)效益，并研究了福建省農牧系統(tǒng)耦合協(xié)調度的時空變化。兩位博士生查閱大量文獻，認真實踐，順利地完成了他們的學位論文。本書是在他們的博士學位論文的基礎上，經(jīng)過整合、提煉、充實、提高而成的。這項研究持續(xù)7年，如果包括前期的農業(yè)資源優(yōu)化配置研究項目，則達13年之久。

內容概要

　　《農業(yè)資源系統(tǒng)耦合模擬與應用》全面論述了農業(yè)系統(tǒng)耦合的結構、功能和特點，提出了農業(yè)系統(tǒng)耦合的基本理論體系。以我國南方地區(qū)近郊農村典型的馬坪鎮(zhèn)為案例，研究該區(qū)域農業(yè)資源系統(tǒng)耦合的模式，從農業(yè)資源系統(tǒng)耦合的資源背景、結構合理化和系統(tǒng)耦合度三個方面，綜合分析與評價了農業(yè)資源系統(tǒng)耦合模式，并定量評價了農業(yè)資源系統(tǒng)耦合的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。運用GIS與系統(tǒng)動力學相結合的方法，對馬坪鎮(zhèn)農業(yè)資源系統(tǒng)耦合進行了動態(tài)模擬，為其農業(yè)結構的調整提供了優(yōu)化方案，并建立了馬坪鎮(zhèn)農業(yè)資源管理信息系統(tǒng)。從時空兩方面定量分析了福建省農牧系統(tǒng)的耦合協(xié)調度的變化。書中展示了農業(yè)資源系統(tǒng)耦合研究的薄弱點、難點和生長點。根據(jù)研究成果，提出了推動農業(yè)資源系統(tǒng)耦合利用的策略?！　　掇r業(yè)資源系統(tǒng)耦合模擬與應用》可供農業(yè)科學、資源科學、地理學、環(huán)境科學和生態(tài)學等領域的科技與教育工作者參考。

書籍目錄

自序前言第1章　農業(yè)系統(tǒng)耦合及其研究進展1.1　農業(yè)系統(tǒng)耦合理論的相關概念1.1.1　農業(yè)系統(tǒng)耦合和耦合系統(tǒng)的基本內涵1.1.2 農業(yè)系統(tǒng)相悖的含義1.2　農業(yè)系統(tǒng)耦合的必要性及其研究意義1.2.1　農業(yè)系統(tǒng)耦合的必要性1.2.2　農業(yè)系統(tǒng)耦合的研究意義1.3　農業(yè)系統(tǒng)耦合理論的研究進展1.3.1　生態(tài)地理區(qū)域農業(yè)系統(tǒng)的耦合（橫向耦合）1.3.2　前位生產(chǎn)層與后位生產(chǎn)層耦合（縱向耦合）1.3.3　農業(yè)系統(tǒng)的生態(tài)耦合（種間耦合）1.3.4　農業(yè)系統(tǒng)耦合的時空特性1.3.5　農業(yè)系統(tǒng)耦合的界面理論1.4　農業(yè)系統(tǒng)耦合理論研究展望第2章　農業(yè)系統(tǒng)耦合的理論基礎2.1　農業(yè)系統(tǒng)科學理論2.1.1　農業(yè)系統(tǒng)耗散結構理論2.1.2　農業(yè)系統(tǒng)動力反饋理論2.1.3　農產(chǎn)循環(huán)系統(tǒng)技術理論2.2　生態(tài)學理論2.2.1　種群生態(tài)學理論2.2.2　生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學理論2.2.3　景觀生態(tài)學理論2.2.4　生態(tài)位理論2.3　經(jīng)濟學理論2.3.1　產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟學理論2.3.2　資源優(yōu)化配置理論2.3.3　循環(huán)經(jīng)濟理論第3章　農業(yè)系統(tǒng)耦合的結構、功能與特性3.1　農業(yè)系統(tǒng)耦合的基本原則3.1.1　整體效應原則3.1.2　綜合效益原則3.1.3　“三個協(xié)調”原則3.1.4　因地制宜原則3.1.5　市場導向原則3.2　農業(yè)系統(tǒng)耦合的驅動力分析3.2.1　自然驅動力3.2.2　人為驅動力3.3　農業(yè)系統(tǒng)耦合的特征3.3.1　農業(yè)系統(tǒng)耦合的耦合鍵與耦合類型3.3.2　農業(yè)系統(tǒng)耦合的耦合度3.4　農業(yè)系統(tǒng)耦合的結構3.4.1　農業(yè)系統(tǒng)耦合的空間結構3.4.2　農業(yè)系統(tǒng)耦合的時間結構3.4.3　農業(yè)系統(tǒng)耦合的生態(tài)位結構3.4.4　農業(yè)系統(tǒng)耦合的生產(chǎn)層結構3.5　農業(yè)系統(tǒng)耦合的功能3.5.1　較高的農業(yè)綜合生產(chǎn)力水平3.5.2　較高的輸入輸出水平和資源轉化率3.5.3　較高的農產(chǎn)品加工率3.5.4　較強可持續(xù)發(fā)展能力3.5.5　較高的組織程度3.6　農業(yè)系統(tǒng)耦合的特性3.6.1　結構性3.6.2　整體性3.6.3　層次性3.6.4　集約性3.6.5　多樣性3.6.6　開放性3.6.7　系統(tǒng)動力學特性第4章　農業(yè)資源系統(tǒng)耦合模擬與分析——以馬坪鎮(zhèn)為例4.1　馬坪鎮(zhèn)農業(yè)資源和社會經(jīng)濟條件分析4.1.1　馬坪鎮(zhèn)簡介4.1.2　馬坪鎮(zhèn)農業(yè)自然資源分析4.1.3　馬坪鎮(zhèn)農業(yè)發(fā)展的社會經(jīng)濟條件分析4.1.4　馬坪鎮(zhèn)農業(yè)資源管理信息系統(tǒng)4.2　馬坪鎮(zhèn)農業(yè)資源系統(tǒng)耦合及其效益分析4.2.1　馬坪鎮(zhèn)傳統(tǒng)農業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的特點分析4.2.2　馬坪鎮(zhèn)農業(yè)資源系統(tǒng)耦合的指導思想4.2.3　馬坪鎮(zhèn)農業(yè)資源系統(tǒng)耦合特色主導產(chǎn)業(yè)的選擇4.2.4　馬坪鎮(zhèn)農業(yè)資源系統(tǒng)耦合的模式4.2.5　馬坪鎮(zhèn)農業(yè)資源系統(tǒng)耦合的效益分析4.2.6　馬坪鎮(zhèn)農業(yè)資源系統(tǒng)耦合綜合分析與評價4.3　馬坪鎮(zhèn)農業(yè)資源耦合系統(tǒng)的系統(tǒng)動力學建模4.3.1　系統(tǒng)動力學及其開發(fā)語言簡介4.3.2　馬坪鎮(zhèn)農業(yè)資源耦合系統(tǒng)SD模型的構建4.3.3　系統(tǒng)發(fā)展方案設計及系統(tǒng)仿真模擬第5章　馬坪鎮(zhèn)農業(yè)資源系統(tǒng)耦合定量化探析5.1　農業(yè)資源系統(tǒng)耦合的能值分析5.1.1　能值理論與方法的研究進展5.1.2　馬坪鎮(zhèn)農業(yè)資源系統(tǒng)耦合的能值分析5.2　農業(yè)資源系統(tǒng)耦合生產(chǎn)力分析5.2.1　農業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)力研究進展5.2.2　農業(yè)系統(tǒng)耦合生產(chǎn)力研究概況5.2.3　馬坪鎮(zhèn)農業(yè)資源系統(tǒng)耦合生產(chǎn)力的定量研究第6章　農牧系統(tǒng)耦合協(xié)調度時空變化研究——以福建省為例6.1　福建省農牧系統(tǒng)生產(chǎn)情況簡介6.2　福建省農牧系統(tǒng)耦合協(xié)調度研究的理論基礎及方法6.2.1　福建省農牧系統(tǒng)耦合協(xié)調度研究的理論基礎6.2.2　福建省農牧系統(tǒng)耦合協(xié)調度的計算方法6.2.3　數(shù)據(jù)來源及處理6.3　福建省農牧系統(tǒng)耦合協(xié)調度的時序變化分析6.4　福建省農牧系統(tǒng)耦合協(xié)調度的空間變化分析6.5　福建省發(fā)展節(jié)糧型畜牧業(yè)的優(yōu)越條件及其發(fā)展模式6.5.1　節(jié)糧型畜牧業(yè)發(fā)展條件辨識6.5.2　農牧系統(tǒng)耦合協(xié)調發(fā)展模式第7章　農業(yè)資源系統(tǒng)耦合利用的策略7.1　建立農業(yè)資源系統(tǒng)耦合利用必要性的理念7.2　加強農業(yè)資源系統(tǒng)耦合關鍵技術的研究7.2.1　系統(tǒng)耦合整體效應的研究7.2.2　系統(tǒng)縱向耦合利用的研究7.2.3　系統(tǒng)橫向耦合利用的研究7.2.4　系統(tǒng)生態(tài)耦合利用的研究7.2.5　農業(yè)資源系統(tǒng)耦合定量化研究7.3　因地制宜，推行不同模式的農業(yè)資源系統(tǒng)耦合7.3.1　山區(qū)農業(yè)資源系統(tǒng)耦合利用模式7.3.2 平原區(qū)農業(yè)資源系統(tǒng)耦合利用模式7.3.3　沿海特色農業(yè)區(qū)農業(yè)資源系統(tǒng)耦合利用模式7.4　加大政策引導力度，推動農業(yè)資源系統(tǒng)耦合應用7.4.1　構建循環(huán)型大農業(yè)，為發(fā)揮耦合整體效應創(chuàng)造條件7.4.2　加強統(tǒng)一規(guī)劃，實施耦合開發(fā)7.4.3　把握好系統(tǒng)耦合的發(fā)展趨勢，改變系統(tǒng)相悖局面7.4.4　從制度上保證農業(yè)資源系統(tǒng)耦合利用的推行7.4.5　實施農業(yè)的產(chǎn)業(yè)化戰(zhàn)略，帶動農業(yè)資源系統(tǒng)耦合建設主要參考文獻彩圖

章節(jié)摘錄

　　第2章　農業(yè)系統(tǒng)耦合的理論基礎　　農業(yè)系統(tǒng)耦合是一種多學科交叉、廣泛聯(lián)系農業(yè)生產(chǎn)實際、運用當代高新科學技術、拓展農業(yè)開發(fā)空間的理論與方法，是一種集農業(yè)的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益為一體的資源綜合高效利用的新型農業(yè)開發(fā)模式。因此，農業(yè)系統(tǒng)耦合的理論是構建在農業(yè)系統(tǒng)科學理論、生態(tài)學理論和資源經(jīng)濟學理論的基礎之上的。與其他學科一樣，農業(yè)系統(tǒng)耦合的理論來源于實踐，并反過來指導實踐。農業(yè)系統(tǒng)耦合的實踐受其理論指導，并在實踐中豐富和發(fā)展其理論。　　2.1　農業(yè)系統(tǒng)科學理論　　2.1.1　農業(yè)系統(tǒng)耗散結構理論　　在對熱力學第二定律研究的基礎上，比利時科學家普利高津（Prigogine）于1969年提出耗散結構理論。耗散結構理論揭示，當一個系統(tǒng)處于開放狀態(tài)，在該系統(tǒng)從平衡態(tài)到遠離平衡態(tài)的演化過程中，一旦系統(tǒng)的某個參量的變化達到一定的閾值，通過漲落，該系統(tǒng)就可能發(fā)生突變，由原來的無序混亂狀態(tài)轉變?yōu)橐环N時間、空間或功能有序的新狀態(tài)。這種有序結構的形成與維持，需要不斷與外界交換物質、能量和信息（沈小峰，1987）。農業(yè)系統(tǒng)是一個耗散結構系統(tǒng)，即農業(yè)系統(tǒng)是一個非平衡的開放系統(tǒng)，具有非線性特征，系統(tǒng)通過與環(huán)境進行不斷的物質、能量和信息交換而產(chǎn)生一種遠離平衡態(tài)的動態(tài)平衡，從而使系統(tǒng)保持一種時間、空間及功能上的有序結構（吳文良，1994）。這種新的、穩(wěn)定的、宏觀有序的結構能保持一定的穩(wěn)定性，不受外界微小擾動的影響。農業(yè)系統(tǒng)耦合的建設就是要在新的經(jīng)濟和技術條件下，調整和控制系統(tǒng)的輸入和輸出狀態(tài)，使農業(yè)系統(tǒng)達到新的、遠離平衡態(tài)的、穩(wěn)定的有序結構。此時，農業(yè)耦合系統(tǒng)內部子系統(tǒng)之間、系統(tǒng)要素之間存在著相互作用、相互促進、相互協(xié)同發(fā)展的密切關系。

編輯推薦

　　《農業(yè)資源系統(tǒng)耦合模擬與應用》是在他們的博士學位論文的基礎上，經(jīng)過整合、提煉、充實、提高而成的。這項研究持續(xù)7年，如果包括前期的農業(yè)資源優(yōu)化配置研究項目，則達13年之久。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    農業(yè)資源系統(tǒng)耦合模擬與應用 PDF格式下載

---