退耕还草(林)工程是我国的一项重大国策,对改善生态环境,促进农业可持续发展具有重大意义。为了提高退耕还草(林)区的整体效益,对其农业生产结构、种植业结构等进行优化调整显得十分必要。本研究在估算研究区的资源生产潜力,分析农田生态系统的投入产出特征和能值投入的基础上,利用线性规划方法,研究提出了退耕还草(林)区优化生产结构模式,取得的主要结果如下:(1)研究区塬地气候生产潜力苜蓿40946.70 kg/hm~2、玉米9586.47 kg/hm~2、谷子5969.15 kg/hm~2、小麦6380.13 kg/hm~2、大豆2860.00 kg/hm~2;坡地气候生产潜力苜蓿37092.89 kg/hm~2、玉米8537.95 kg/hm~2、谷子8537.95 kg/hm~2、小麦5752.58 kg/hm~2、大豆2640.00 kg/hm~2。不同作物塬地的气候生产潜力均高于坡地。苜蓿的温度满足率和水分满足率分别71%和85%,均高于其他作物;苜蓿的气候生产潜力利用率(η)塬地和坡地分别为32.77%与32.15%,均低于其它作物。说明苜蓿有较高的生产潜力,目前研究区苜蓿的生产潜力开发程度较低。(2)研究区农业生态系统物质流平均投入为269.39 kg/hm~2(塬地)和139.00 kg/hm~2(坡地),产出为108.41 kg/hm~2(塬地)和46.73 kg/hm~2(坡地);物质流投入塬地高出坡地1.48倍,产出高出1.97倍;物质流产投比塬地与坡地分别为0.37和0.34,塬地高出坡地10.81%。能量流平均投入塬地为76.4 MJ/hm~2,产出为88.61 MJ/hm~2;坡地平均投入为30.08 MJ/hm~2,产出为60.31 MJ/hm~2;能量流投入塬地高出坡地1.53倍,产出高出0.47倍。能量流产投比塬地为0.76,坡地为2.19,塬地高出坡地188.16%。价值流投入塬地平均为1505.3元/hm~2,产出为4826.1元/hm~2;坡地价值流投入平均为754.7元/hm~2,产出为3232.3元/hm~2;塬地价值流投入高出坡地的0.99倍,产出高出1.15倍。价值流塬地产投比为3.21,坡地为4.28,塬地产投比高出坡地33.33%。说明塬地农田生态系统为高投入、高产出、低利用效率生态系统;坡地为低投入、低产出、高利用效率生态系统。(3)退耕还草(林)后农业生态系统的净能值产出率提高了35.14%,环境负荷力降低8.31%,系统可持续发展性指标提高47.38%,系统稳定性指数也由0.809提高到1.015。可见退耕还草(林)工程提高了农业生态系统生产力,改善了农业生态环境,有利于农业生态系统的稳定可持续发展,应继续加大实施力度。退耕后农牧系统耦合度降低了41.74%,说明种植业与畜牧业的发展不平衡,未将资源优势转化为经济优势。畜牧兽医部门应引导农民改变传统的粗放养殖方式,选用优良畜种,暖棚舍饲,采用现代养殖技术。以草定畜,适当扩大养殖规模,实现种植业与畜牧业的平衡发展。(4)应用线性规划的方法,对该地区农业生产结构进行规划调整,北庄村农业生态系统结构优化结果:优化后小麦种植14.03 hm~2,玉米种植2.68hm~2,谷子种植0.85hm~2,糜子种植0.55hm~2,大豆种植0.25hm~2,油菜2.16hm~2,苜蓿种植16.95hm~2,果树栽植1.40hm~2,牛养40.82头,羊养485.25只,猪养30.79头,鸡养217.49只。优化后小麦、玉米、谷子、糜子、大豆、油菜的种植面积均有所减少,分别减少4.31%、36.75%、71.67%、92.65%、75. 32%和67.03%;苜蓿的种植面积增加了197.34%;牛羊猪鸡的养殖数量均不同程度的增加,分别为53.36%、49.73%、104.87%和119.64%。据此规划方案全村年纯收入可达209856.26元,比优化前2005年(124627.91元)增长了68.38%。优化后形成了一种种植业和畜禽养殖业协调发展,具有较高经济、社会和生态效益的农牧结合型生态农业生产模式。