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循環(huán)農業(yè)個(gè)例剖析論文
計算說(shuō)明
在進(jìn)行能值指標計算時(shí)，由于太陽(yáng)能、風(fēng)能、水化學(xué)能、雨水重力勢能是相同自然現象共同的產(chǎn)物，為了避免重復計算可更新自然資源的投入，故只取能值最大的能值，取雨水化學(xué)勢能。同時(shí)對于只占整個(gè)系統能源總量的５％以下的能源進(jìn)行忽略［２］。
在計算勞動(dòng)力、沼氣的設備等由市場(chǎng)定價(jià)的投入時(shí)所用到的能值貨幣比率直接�。蹋幔睿郏罚萦嬎愠龅闹袊哪苤地泿疟嚷�，這并不妨礙本研究。計算時(shí)用到的相關(guān)草谷比、能量折算系數來(lái)自崔明等［８］、陳阜［９］、卞有生［１０］的相關(guān)文獻，能值轉化率如表１所示。為了對比循環(huán)農業(yè)實(shí)施前后能值轉化率、可更新率等指標的變化，我們將循環(huán)農業(yè)實(shí)施前３個(gè)村的農業(yè)生產(chǎn)和銀河公司當成分離的系統，彼此之間物質(zhì)、能量的循環(huán)數量極��；將實(shí)施循環(huán)農業(yè)后的３個(gè)村納入銀河整體的循環(huán)農業(yè)體系。
文中所用的購買(mǎi)能值的原始數據如表２所示，其中發(fā)展循環(huán)農業(yè)前３個(gè)村種植業(yè)的每年每畝物質(zhì)投入由表３的上面部分（４～１０列）給出，養殖業(yè)的每年每畝物質(zhì)投入由表３的中間部分（１１～１３列）給出。
表３的下面部分（表１４列）給出的是銀河發(fā)展循環(huán)農業(yè)后每年每畝物質(zhì)投入。
在表３的最底部的產(chǎn)值是３個(gè)村種植業(yè)、養殖業(yè)的總產(chǎn)出值。由于發(fā)展循環(huán)農業(yè)后，銀河的產(chǎn)出包括商品豬５萬(wàn)頭，鮮魚(yú)３０萬(wàn)ｋｇ，湘蓮藕１６０萬(wàn)ｋｇ，蔬菜４２５萬(wàn)ｋｇ，水稻５０萬(wàn)ｋｇ，優(yōu)質(zhì)水果７３０萬(wàn)ｋｇ，年接待游客１０ ０００人次，單位難以統一，故表中不予標出。
在計算３個(gè)村的農業(yè)生產(chǎn)時(shí)，取的是２００５～２００７年平均值，由于３個(gè)村農作物均實(shí)行兩季種植，且特定時(shí)間種植品種變化較小，所以用計入復種指數３年的平均耕種面積可以代替每年農戶(hù)實(shí)際種植各種農作物的面積。
一些農作物如玉米、花生、苧麻、茶葉等，由于數量太少且主要用于自家消費，因而不予統計。所施的化肥按折純量計算，其中氮肥主要為尿素、碳銨，磷肥主要為過(guò)磷酸鈣，鉀肥主要為氯化鉀。
畜力計算取能勞役的黃牛、水牛的數量計算（平均每４戶(hù)有１頭牲畜），農家肥主要是廄肥，以牛、豬、羊、禽類(lèi)各自排泄物的總量乘以有機質(zhì)和各種養分含量百分數得出，作物秸稈用作生活燃料、牲畜飼草，直接或經(jīng)過(guò)漚糞還田的比例低，不計入有機肥。
實(shí)施循環(huán)農業(yè)前后能值計算
為了計算方便，均折算為１ｈｍ２計算，表３是對循環(huán)農業(yè)前水稻、小麥、棉花、蔬菜、柑橘、魚(yú)、豬（表３的第２～９列）和循環(huán)農業(yè)后銀河（表３的第１０列）各個(gè)能值計算進(jìn)行匯總后按照能值來(lái)源進(jìn)行分類(lèi)所得，詳細的能值計算過(guò)程均可向作者索取。 通過(guò)對表３分析可以看到，銀河循環(huán)農業(yè)的總能值投入為２．６７×１０１７ ｓｅｊ，大于任何分割的水稻、小麥、棉花、油菜、蔬菜、柑橘、魚(yú)、豬的生產(chǎn)系統的總能值。當地可更新自然資源（Ｒ）能值投入均為１．９２×１０１５ ｓｅｊ，其占總能值投入的比例為０．７２％，與發(fā)展循環(huán)農業(yè)前種植業(yè)大于１０％的比例相比顯得很小，這主要是由于養殖業(yè)占總能值投入的比例過(guò)高導致的。當地不可更新自然資源（Ｎ）為２．４１×１０１４ｓｅｊ，其占總能值投入的比例分別為０．０９％，說(shuō)明了銀河在水循環(huán)系統節約了大量的用水。從系統外購買(mǎi)的工業(yè)輔助能（Ｍ）能值為１．７１×１０１７ ｓｅｊ，占總能值投入的比例為６４．０４％，遠遠低于發(fā)展循環(huán)農業(yè)前的豬生產(chǎn)系統９０．１６％的比例，說(shuō)明了銀河循環(huán)農業(yè)系統較發(fā)展循環(huán)農業(yè)前的豬生產(chǎn)系統對購買(mǎi)能值的依賴(lài)性要小。在購買(mǎi)的能值投入中，飼料和糧食幾乎占到了總購買(mǎi)的能值投入的９０．３％，說(shuō)明銀河的集約化的養豬場(chǎng)從外面購買(mǎi)了大量的飼料和糧食，但是值得注意的是，銀河并沒(méi)有購買(mǎi)化肥和農藥�？筛掠袡C能（Ｓ）能值投入為９．３２×１０１６ ｓｅｊ，占總能值投入的３４．９１％，其中的政府補貼占可更新有機能（Ｓ）能值投入的０．２７％，部分來(lái)自政府對農戶(hù)的農業(yè)補貼，部分是政府對銀河沼氣工程的補貼。
能值指標評價(jià)
將表３的能值投入產(chǎn)出和相應的轉化率綜合并按照資源投入類(lèi)型分類(lèi)得到表４。其中可更新的物質(zhì)（ＭＲ）投入主要為農家肥，由于當地農戶(hù)飼養生豬的飼料和糧食（主要為玉米）主要由購買(mǎi)獲得，故將其歸為不可更新物質(zhì)（ＭＮ）投入。而銀河循環(huán)農業(yè)系統對飼料和糧食進(jìn)行初加工，故計其２０％為可更新物質(zhì)投入，８０％為不可更新物質(zhì)投入�？筛碌挠袡C能（ＳＲ）投入主要包括人力和畜力，按照Ｌａｎ等人［７］的研究，計１０％的人力和畜力為可更新的投入。不可更新的可更新有機能（ＳＮ）投入主要包括人力畜力的９０％能值和政府補貼。
�。ǎ保﹥裟苤诞a(chǎn)出率藍盛芳等［１８］認為，開(kāi)發(fā)凈能值產(chǎn)出率低的資源會(huì )消耗更多能量和資源，因此只有在凈能值產(chǎn)出率高的資源使用完之后才會(huì )開(kāi)發(fā)凈能值產(chǎn)出率低的資源。我們認為凈能值產(chǎn)出率高的資源往往是原油、煤、天燃氣等污染比較高的資源，而低凈能值產(chǎn)出率的資源也有開(kāi)發(fā)必要，沼氣作為銀河整個(gè)系統的主要能量來(lái)源，盡管其凈能值產(chǎn)出率僅為１．０４，但對于整個(gè)系統的持續發(fā)展具有重要作用。銀河循環(huán)農業(yè)的凈能值產(chǎn)出率為１．２３，水稻、小麥、棉花、油菜、蔬菜、柑橘、豬、魚(yú)的凈能值產(chǎn)出率為１．１８、１．０７、１．１７、１．２６、１．１２、１．１５、１．０４、１．０２，這些值與巴西的大豆生產(chǎn)系統類(lèi)似（其值范圍為１．１８～１．７８）［１５］�？梢钥闯鲢y河循環(huán)農業(yè)通過(guò)內部的物質(zhì)能量循環(huán)，使得系統從外部購買(mǎi)的能值即使與發(fā)展循環(huán)農業(yè)前分割生產(chǎn)系統一樣，也同樣能創(chuàng )造更多的產(chǎn)出。
�。ǎ玻┠苤缔D化率能值轉化率（Ｔｒ）通過(guò)將系統總能值投入除以所有系統以聯(lián)合產(chǎn)品計量的能量得到。表４中水稻、蔬菜、湘蓮藕、魚(yú)、豬、電、沼渣、旅游作為銀河循環(huán)農業(yè)的聯(lián)合產(chǎn)品輸出，擁有相同的能值轉化率（２５０ ０００ｓｅｊ／Ｊ），低于蔬菜、魚(yú)、豬的能值轉化率，高于循環(huán)農業(yè)前水稻、小麥、棉花、油菜、蔬菜、柑橘的能值轉化率�，F有文獻中，養殖業(yè)生產(chǎn)系統的轉化率通常為１ ０００ ０００ｓｅｊ／Ｊ，種植業(yè)生產(chǎn)系統的轉化率為１００ ０００ｓｅｊ／Ｊ～３００ ０００ｓｅｊ／Ｊ［２，１３，１５］，銀河循環(huán)農業(yè)處于相關(guān)文獻關(guān)于種植業(yè)生產(chǎn)系統所在的范圍。在系統中，少量高能質(zhì)、高等級的能量需要大量低能質(zhì)、低等級的能量傳遞、轉化、維持；并且能值轉換率隨著(zhù)能量等級的提高而增加，較高等級者具有較大的能值轉化率。銀河循環(huán)農業(yè)能值轉化率非常低，即對低能質(zhì)、低等級的能量需要較少，表明其在能量轉換方面，比發(fā)展循環(huán)農業(yè)前的魚(yú)和豬的生產(chǎn)系統更加有效，意味著(zhù)銀河循環(huán)農業(yè)能夠利用相同的能值創(chuàng )造更高的價(jià)值。
�。ǎ常┠苤低顿Y率能值投資率（ＥＩＲ）是經(jīng)濟購買(mǎi)的能值（ＭＮ＋ＳＮ）除以當地免費能值（包括可更新資源Ｒ和（ＭＲ＋ＳＲ）、不可更新能值資源Ｎ）的比例。與目前中文文獻不同，我們按照Ｏｒｔｅｇａ等［１５］、Ｃａｖａｌｅｔｔ等［１４］、Ｌｕ等［１６］的作法，考慮了從經(jīng)濟購買(mǎi)的能值是部分可更新的，因此計１０％的人力和畜力為可更新的投入，９０％人力和畜力為不可更新的投入。
一個(gè)系統的能值投資率越低，說(shuō)明該系統對外部經(jīng)濟系統的需求越小，而更多的依賴(lài)于自然環(huán)境［１８］。銀河循環(huán)農業(yè)的凈能值產(chǎn)出率為４．３８，主要原因是實(shí)現了能量的循環(huán)利用，使得外部輸入的購買(mǎi)能值量變小。而發(fā)展循環(huán)農業(yè)前由于其化肥、農藥、動(dòng)力的投入都要更多的從外部系統購買(mǎi)，其能值投資率比較大。
�。ǎ矗┛筛侣嗜绫恚此�，銀河循環(huán)農業(yè)的可更新率為１８．５１％，發(fā)展循環(huán)農業(yè)前的豬和魚(yú)生產(chǎn)系統的可更新率僅為４．０６％和２．０３％�？梢钥闯鲢y河循環(huán)農業(yè)對系統外的不可更新資源的依賴(lài)性要遠低于分割的豬和魚(yú)生產(chǎn)系統，一方面是分割的豬和魚(yú)生產(chǎn)系統的能值輸入中，不可更新資源比例要遠遠大于可更新資源輸入，其中豬飼料能值高達３．９４×１０１６ｓｅｊ，魚(yú)飼料能值高達８．３３×１０１６ ｓｅｊ，同時(shí)還需要電、煤這一部分能值輸入。另一方面，銀河循環(huán)農業(yè)的生豬養殖盡管也依賴(lài)于外部的飼料、糧食輸入，但是銀河可以對系統內的部分農作物進(jìn)行加工，自行配置飼料，因此這部分有２０％是可以更新的資源，８０％是不可更新的資源，同時(shí)沼氣作為子系統的反饋能，在進(jìn)行整體系統的計算時(shí)，根據能值轉化率計算規則４，這部分不計入系統。水稻、小麥、棉花、油菜、蔬菜、柑橘的可更新率為１４．４８％、６．４２％、１３．８０％、２０．１１％、１０．７５％、１２．６５％，可以看出銀河循環(huán)農業(yè)要比單獨的農作物（除油菜）生產(chǎn)系統更加可持續，沼氣工程使得廢棄物豬糞和秸稈得以利用，增加系統的反饋能流，提高了系統可持續性。
�。ǎ担┉h(huán)境負載率環(huán)境負載率是系統不可更新資源投入能值總量（Ｎ＋ＭＮ＋ＳＮ）與可更新能源投入能值總量（Ｒ＋ＭＲ＋ＳＲ）的比值。當系統發(fā)展要求環(huán)境資源付出代價(jià)，意味著(zhù)這個(gè)發(fā)展將給予環(huán)境壓力。環(huán)境負載率可以作為評估生產(chǎn)系統的承載能力，Ｂｒｏｗｎ和Ｕｌｇ－ｉａｔｉ［１７］認為，環(huán)境負載率為２或更小意味著(zhù)生產(chǎn)過(guò)程對環(huán)境壓力微小，因為生產(chǎn)過(guò)程將被更大范圍環(huán)境予以“稀釋”；環(huán)境負載率為３～１０意味著(zhù)生產(chǎn)過(guò)程對環(huán)境中等程度的壓力；環(huán)境負載率大于１０意味著(zhù)生產(chǎn)過(guò)程對環(huán)境壓力巨大，這是因為集聚的不可更新能值在相對較小的地域環(huán)境大量流動(dòng)將產(chǎn)生巨大的環(huán)境壓力。表４的水稻、小麥、棉花、蔬菜、柑橘的環(huán)境負載率為３．９７～８．３０，接近Ｕｌｇｉａｔｉ評估意大利的玉米（２．４９～５．６３）和小麥（３．４）生產(chǎn)系統的環(huán)境負載率［１９］，魚(yú)、豬的生產(chǎn)系統遠遠大于１０表明對環(huán)境巨大的壓力。與發(fā)展循環(huán)農業(yè)前農業(yè)生產(chǎn)相比，銀河能夠在相同的土地面積承載更多的生豬（目前１ｈｍ２平均承載６２．５頭的生豬，而發(fā)展循環(huán)農業(yè)前系統承載２５頭豬），但對環(huán)境的壓力更�。ōh(huán)境負載率僅為４．４０）。
�。ǎ叮┠苤到粨Q比率能值交換比率（ＥＥＲ）是購買(mǎi)的產(chǎn)品或能流的總能值Ｙ與為此支付與貨幣相當的能值（ｓｅｊ／￥）比率，即在經(jīng)濟中貨幣的能值交換比率。其中能值貨幣比率（ｓｅｊ／￥）是一個(gè)國家或地區單位時(shí)間內（一年）使用的總能值與ＧＮＰ的比例，中國的能值貨幣比率為８．３８×１０１１ ｓｅｊ／￥［１６］。按照ＥＥＲ＝Ｙ／［￥＊（ｓｅｊ／￥）］，如表５所示，銀河循環(huán)農業(yè)的能值交換比率為２．７９，意味著(zhù)如果按照經(jīng)濟供需規則，購買(mǎi)者只需要支付１元錢(qián)，就可以購買(mǎi)實(shí)際為２．７９元的能值的產(chǎn)品，即有１．７９倍的價(jià)值人類(lèi)并沒(méi)有支付，而這價(jià)值是由當地免費的可更新資源（Ｒ）和不可更新資源（Ｎ）創(chuàng )造，相應的分割系統水稻、棉花、油菜、蔬菜生產(chǎn)的能值交換比率接近于１。
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