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关中平原地处陕西省中部，是我国重要的商品粮产区。本文以关中平原不同秸秆还田模式的农田生态系统为对象，运用生态学原理和系统分析方法，分析了各模式的物质循环、能量流动、能值分析和价值流的特征，探讨了不同模式下的生态功能。主要结论有：（1）小麦和玉米对营养元素的吸收量表现为N＞K＞P，且玉米的吸收量、归还量均大于小麦，而土壤中三者的贮量表现为K＞N＞P。小麦秸秆高留茬-玉米秸秆粉碎直接还田（WH-MC）模式的吸收量最大，最小的是小麦秸秆不还田-玉米秸秆不还田（WN-MN）模式。（2）小麦秸秆高留茬-玉米秸秆粉碎还田的总投能、有机能投入、有机能/无机能、能流循环指数均最高，分别为7.12×1010J·hm-2、5.44×1010J·hm-2、3.25和0.76；光能利用率最高的模式是小麦秸秆粉碎-玉米秸秆粉碎覆盖，为0.669%；能量转化率最高的是小麦秸秆不还田-玉米秸秆不还田，为6.05。小麦秸秆高留茬-玉米秸秆粉碎模式得分最高，达到0.792。（3）不可更新工业辅助能值投入占系统总能值投入的比重最大,其中化肥能值投入比重最高。能值产出方面，小麦秸秆高留茬-玉米秸秆粉碎还田（WH-MC）模式的产出水平最高，达到7.60×1015sej·hm-2·-a。小麦秸秆高留茬-玉米秸秆粉碎还田（WH-MC）模式的净能值产出率最高、环境负载率最低、能值反馈率最大、产投比最大，分别为2.52、1.13、75.90%和1.39。（4）总产值和净产值以小麦不还田-玉米秸秆粉碎为最高，分别为33723.84元·hm-2、21737.84元·hm-2，小麦秸秆高留茬-玉米秸秆粉碎覆盖最低，为30500.03元·hm-2、18053.03元·hm-2。综合评判得分最大的是小麦秸秆高留茬-玉米秸秆粉碎，最小的是小麦秸秆不还田-玉米秸秆不还田（WN-MN），分别为0.982和0.740。（5）从生态系统的功能来看，小麦秸秆高留茬-玉米秸秆粉碎是该区种植业生产的最佳模式，可大力推广。