论文题目：重庆限养区农业科技园区循环农业评价与优化
摘要：重庆市为解决农业面源污染严重、农业废弃物利用率低、农业经济发展落后等问题,建设了以循环农业为目标的农业科技园区。同时,为保护生态环境,重庆市要求在限养区内实行畜禽养殖存栏总量控制以及养殖污染零排放。为提升限养区内农业科技园区循环农业发展模式的推广价值,本研究选取重庆市璧山国家农业科技园区的核心区为研究区域,基于农业生态学理论构建评价指标体系,对园区农业系统内物质、能量、价值和能值的输入输出特征及投入产出效率进行评价,得出以下结论:（1）对农业科技园区循环农业系统的有机碳、氮元素的物质流指标进行计算并分析可以看出,养殖子系统的运转依赖于外界的物质输入,系统自给能力差;种植子系统和发酵子系统对农业废弃物的利用效率较低且对化肥依赖程度较高。（2）对农业生态系统中的能量流指标进行计算并分析,养殖子系统对能量需求较强,但其经济能产出效果较差。种植子系统对无机能投入依赖程度高,系统自我维持能力较差,对非经济能的利用水平不足。（3）对农业科技园区内循环农业系统的经济效益进行价值流分析,其成本利润率为55.72%,经济产投比为1.56,内部收益率为13.36%,系统的获利水平和资金使用效率较高。同时,系统的投资回收期为5.03年,有一定抗风险能力。（4）对园区循环农业系统的能值指标进行分析,系统虽然有持续的经济效益输出,但其种养结构问题突出,资源循环利用程度较低。园区农业生产活动对生态环境的压力处于中等水平,其可持续发展潜力不足。基于氮养分平衡理论,结合农业生态学评价结论和重庆市限养区农业发展要求,建立多目标线性规划模型,对研究区的种养结构进行优化,运用WINQSB软件求解得到优化方案。优化方案中养殖规模为优化前的3.64倍,其中肉鸡养殖规模较优化前减少了38.10%,蚯蚓养殖规模较优化前大幅增加。优化前后的种植总面积变化幅度较小,蔬菜种植面积仅增加0.84%,各粮食作物种植规模变化幅度相对较大,优化后水稻种植规模较优化前增加了20.29%,玉米和豆类较优化前减少了31.56%、47.37%。通过对优化方案进行农业生态学评价并分析优化前后的指标数值变化,可以得出结论:优化后的研究区循环农业系统的物质流、能量流、价值流、能值指标数值明显优于优化前。其中,系统的农业废弃物的资源化利用水平提升,能量利用效率提高,自给能力增强,减轻了农业生产活动对环境的影响。随着抗风险能力和盈利能力的提高,系统的可持续发展能力进一步提升。由此可见,在对研究区循环农业系统的种养结构进行优化后,农业系统的物质、能量流动效率及其生态经济效益都有较大提升。
关键词：限养区;农业科技园区;农业生态学评价;种养结构优化;氮平衡
学科专业：工程硕士（专业学位）
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究现状
1.2.1 循环农业发展现状
1.2.2 农业科技园区发展历程
1.2.3 农业科技园区发展问题研究
1.2.4 农业科技园区评价国内外研究现状
1.2.5 研究现状总结
1.3 相关研究理论
1.3.1 循环农业发展理论
1.3.2 农业生态学理论
1.3.3 养分平衡理论
1.3.4 多目标线性规划基本原理
1.4 研究目的和研究意义
1.5 研究内容
1.5.1 物质流特征分析
1.5.2 能量流特征分析
1.5.3 价值流特征分析
1.5.4 能值分析评价
1.5.5 种养结构优化
1.6 技术路线
1.6.1 数据来源
1.6.2 技术路线
1.7 本章小结
第2章 研究区循环农业模式概况
2.1 研究区概况
2.2 循环农业系统情况
2.2.1 种植子系统
2.2.2 养殖子系统
2.2.3 发酵子系统
2.3 土壤养分分析
2.4 系统结构与边界
2.5 本章小结
第3章 研究区循环农业模式评价研究
3.1 物质流分析
3.1.1 物质流评价指标构建
3.1.2 物质流动形式及产投结构分析
3.1.3 物质流流动指标分析
3.2 能量流分析
3.2.1 能流评价指标构建
3.2.2 能量流动形式及产投结构分析
3.2.3 能量流动指标分析
3.3 价值流分析
3.3.1 价值流评价指标构建
3.3.2 价值流流动形式及产投结构分析
3.3.3 价值流流动指标评价分析
3.4 能值评价
3.4.1 能值评价体系指标构建
3.4.2 能值流动形式及产投结构分析
3.4.3 能值指标分析
3.5 本章小结
第4章 基于养分平衡理论的种养结构优化
4.1 氮养分平衡分析
4.1.1 氮养分平衡法
4.1.2 氮养分平衡法评价指标
4.1.3 氮养分平衡计算结果及分析
4.2 种养结构优化
4.2.1 确定决策变量
4.2.2 设定目标函数
4.2.3 构建总目标函数
4.2.4 设置约束条件
4.2.5 优化结果
4.3 优化方案农业生态学评估
4.3.1 物质流评价
4.3.2 能量流评价
4.3.3 价值流评价
4.3.4 能值评价
4.3.5 优化方案评价结论
4.4 发展建议
4.4.1 科学规划园区种养结构
4.4.2 引进农业废弃物循环利用技术
4.4.3 推进农业科技园区产业融合发展
4.5 本章小结
第5章 研究结论与展望
5.1 研究结论
5.2 研究展望
参考文献
致谢