農(nóng)業(yè)系統(tǒng)能值方法探析

農(nóng)業(yè)系統(tǒng)能值方法探析

1討論方法及區(qū)域

1.1討論方法

能值理論及其分析方法是美國(guó)聞名生態(tài)學(xué)家、系統(tǒng)能量分析先驅(qū)OdumHT教授于上世紀(jì)80年月創(chuàng)立的一種新的系統(tǒng)分析方法。它著重于分析系統(tǒng)的整體特征，從一個(gè)全新的角度來(lái)看待環(huán)境資源在生態(tài)系統(tǒng)（或者經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)）中的作用，克服了傳統(tǒng)能量分析方法中不同類別能量難以比較和加減的“能質(zhì)”壁壘問(wèn)題。因此，能值理論及其分析方法已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、自然愛(ài)護(hù)區(qū)等各生態(tài)或生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)；以及國(guó)家、區(qū)域、城市、縣域各空間尺度的系統(tǒng)可持續(xù)性分析。本討論以廣東農(nóng)業(yè)系統(tǒng)為對(duì)象，所用的原始數(shù)據(jù)主要來(lái)源于有關(guān)的官方統(tǒng)計(jì)年鑒資料，部分?jǐn)?shù)據(jù)（如有機(jī)肥和種子使用量、氣象數(shù)據(jù)等）則來(lái)自廣東省農(nóng)業(yè)廳土肥總站、種子公司以及廣東省氣象局的資料。借助能量折算系數(shù)和太陽(yáng)能值轉(zhuǎn)換率將各種物質(zhì)、能量換算成對(duì)應(yīng)的能值量，再編制能值投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)表。在此基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)各能值指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算分析，并與其他國(guó)家或地區(qū)的相應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行比較，作為制定資源環(huán)境和農(nóng)業(yè)系統(tǒng)持續(xù)進(jìn)展策略的依據(jù)。用于能值分析的指標(biāo)許多，依據(jù)本討論的需要，選擇了以下分析指標(biāo)：凈能值產(chǎn)出率（EYR）、能值投資率（EIR）、環(huán)境負(fù)載率（ELR）、Y*/Y的比值、能值/貨幣比率和可持續(xù)進(jìn)展指數(shù)（ESI）作為對(duì)廣東農(nóng)業(yè)系統(tǒng)產(chǎn)生效率、經(jīng)濟(jì)進(jìn)展程度、資源環(huán)境壓力、貨幣的實(shí)際購(gòu)買(mǎi)力和系統(tǒng)可持續(xù)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。另外，此前國(guó)內(nèi)的相關(guān)討論中，較少把農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)費(fèi)包括在能值投入內(nèi)，但2024年廣東農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)和基本建設(shè)投資分別達(dá)878和4988萬(wàn)元人民幣，不容忽視。另外，不同的系統(tǒng)都有其特異性，詳細(xì)某一系統(tǒng)的生產(chǎn)效率與全球平均水平存在著不同程度的偏差。為了能定量地分析和評(píng)價(jià)詳細(xì)某個(gè)復(fù)合系統(tǒng)（例如農(nóng)業(yè)系統(tǒng)）的總體生產(chǎn)力水平與全球平均生產(chǎn)水平的關(guān)系。本討論以當(dāng)前全球平均能值轉(zhuǎn)換率（Tr）計(jì)算的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)產(chǎn)出總能值量（Y*）及其組成，并以Y*與系統(tǒng)產(chǎn)出的實(shí)際能值量（亦即系統(tǒng)能值總投入量Y＝T）的比值，作為評(píng)價(jià)的指標(biāo)，即：Y*/Y＝Y(jié)*/TY*/Y的比值可用于量度系統(tǒng)的綜合生產(chǎn)效率在全球平均水平中所處的地位。很明顯，當(dāng)Y*/Y小于1時(shí)，系統(tǒng)生產(chǎn)效率低于全球平均水平，其產(chǎn)品在國(guó)際貿(mào)易中將處于不利地位，反之，則處于有利地位。

1.2討論區(qū)域

廣東省是位于中國(guó)大陸最南部的省份之一，全省陸地面積為17.98萬(wàn)km2，約占全國(guó)陸地面積的1.87%。屬于東亞季風(fēng)區(qū)，從北向南分別為中亞熱帶、南亞熱帶和熱帶氣候，光、熱和水資源豐富。年均日照時(shí)數(shù)1500～2300h，年太陽(yáng)總輻射量在4200～5400MJ/m2之間，年均氣溫約為19℃～24℃，年均降雨量在1300～2500mm之間。廣東省農(nóng)業(yè)自從改革開(kāi)發(fā)以來(lái)進(jìn)展快速，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值從1978年的85.94億元躍升到2024年的1908.66億元；在2024年底，農(nóng)林牧漁從業(yè)人員有1543.41萬(wàn)人。

2討論結(jié)果及分析

2.1廣東省農(nóng)業(yè)系統(tǒng)投入能值結(jié)構(gòu)分析

廣東省農(nóng)業(yè)系統(tǒng)能值總流量為8.13E+22sej，其中可更新環(huán)境資源，不行更新環(huán)境資源，不行更新的工業(yè)幫助能值，可更新的有機(jī)能值分別占總能值流量的18.76%，1.11%，61.92%，18.21%(表1、表3和表4)；不行更新的工業(yè)幫助能值投入最大，可更新的能值投入（占總投入量的36.97%）居次。而廣東省農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的年度表土層肥力損失約占總能值投入的1.11%。這反映了廣東農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的產(chǎn)出不單純依靠土壤的自然肥力，而主要與幫助能值的投入規(guī)模相關(guān)。幫助能投入主要為電力、化肥和農(nóng)業(yè)機(jī)械投入。對(duì)化肥的高度依靠不利于農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境愛(ài)護(hù)，單位面積化肥使用量1370.85kghm-2，已接近世界上高用量國(guó)家，如新西蘭709.5kghm-2（同為實(shí)物量）兩倍的水平。如何提高化肥等幫助能值的利用效率將是農(nóng)業(yè)健康持續(xù)進(jìn)展的一個(gè)重要課題。投入系統(tǒng)的可更新環(huán)境資源主要是雨水化學(xué)能（占可更新環(huán)境資源投入的99.99%）。其單位面積投入年際變化不大，為系統(tǒng)的可持續(xù)進(jìn)展供應(yīng)了穩(wěn)定的支持?？筛碌挠袡C(jī)能值為1.48E+22sej，約占總可更新能值投入的49.25%，在該農(nóng)業(yè)系統(tǒng)可持續(xù)進(jìn)展中起重要作用。其中，主要的能值輸入來(lái)自人力和畜力（共占所輸入有機(jī)能值的44.57%），特殊是人力（占42.14%）。而人力輸入在總能值投入中占7.67%，機(jī)械能值輸入占總能值投入的4.65%。從比較中，可見(jiàn)該農(nóng)業(yè)系統(tǒng)以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)為主，處于向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的過(guò)渡階段：人力為主要?jiǎng)恿?lái)源，尚未擺脫傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)模式。而有機(jī)肥投入在有機(jī)能值中只占6.75%。可見(jiàn)，自然投入的可更新流量穩(wěn)定，提高系統(tǒng)可更新資源利用的方向應(yīng)放到可更新有機(jī)能的反饋投入方面。目前廣東在這方面還有不足，但人口眾多，畜牧業(yè)發(fā)達(dá)，有機(jī)肥和農(nóng)家肥的利用潛力巨大，建議應(yīng)加大對(duì)農(nóng)家肥的投入，提倡綠肥種植，以利于土壤有機(jī)質(zhì)的保持，為農(nóng)業(yè)持續(xù)進(jìn)展供應(yīng)物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.2廣東省農(nóng)業(yè)系統(tǒng)能值產(chǎn)出

由依據(jù)國(guó)際平均生產(chǎn)力水平（即能值轉(zhuǎn)換率）計(jì)算的系統(tǒng)產(chǎn)品能值組成可知，廣東省農(nóng)業(yè)系統(tǒng)總能值產(chǎn)出為7.81E+22，農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)出能值依次為3.99E+22sej，1.83E+21sej，3.06E+22sej，5.80E+21sej，所占比例分別為51.09%，2.35%，39.13%，7.43%。分析可知，廣東農(nóng)業(yè)仍以傳統(tǒng)作物種植為主，畜牧業(yè)居次，而林業(yè)和漁業(yè)則有待進(jìn)一步進(jìn)展。在農(nóng)作物產(chǎn)出中，糧食（淀粉類）、糖油和果蔬產(chǎn)出能值分別占21.39%，41.91%，36.34%，反映廣東省近年來(lái)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整已取得顯著成效（油料、蔬菜和水果產(chǎn)量比前一年依次增長(zhǎng)7.3%、5.8%和2.8%），漸漸向多元化種植轉(zhuǎn)變。同時(shí)，從經(jīng)濟(jì)學(xué)供需角度考慮，這也反映了消費(fèi)者對(duì)淀粉類糧食的需求削減，更多地向糖油、果蔬等產(chǎn)品消費(fèi)轉(zhuǎn)移，人民生活水平得到提高。而畜牧產(chǎn)品（肉類、禽蛋類）的產(chǎn)出比例較大（39.13%），表明白相同的消費(fèi)趨勢(shì)。相比之下，林業(yè)和漁業(yè)產(chǎn)出能值份額較小，有待改善。廣東全省大陸海岸線長(zhǎng)3368.1km，居全國(guó)第一位，全省海疆總面積41.9萬(wàn)km2，大陸架漁場(chǎng)寬闊，加之珠三角地區(qū)水網(wǎng)交叉，濕地資源豐富，丘陵地、小集水區(qū)底部多有積水，尤其適于基塘水產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展。加快漁業(yè)、水產(chǎn)業(yè)進(jìn)展有利于鞏固廣東省蛋白質(zhì)供應(yīng)基地地位，改善消費(fèi)者的食物結(jié)構(gòu)，并且對(duì)出口創(chuàng)匯有重要意義。

3能值指標(biāo)體系

3.1凈能值產(chǎn)出率

廣東省農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的凈能值產(chǎn)出率為1.25（表5），遠(yuǎn)高于中國(guó)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)1998年的平均水平（0.27），略高于意大利（1.12）和日本（1.08）1989年的數(shù)值。這表明，由于廣東省地處我國(guó)東南沿海，氣候條件較優(yōu)越，農(nóng)業(yè)系統(tǒng)充分利用氣候優(yōu)勢(shì)，增加復(fù)種指數(shù)，獲得較高的資源利用率；與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，廣東省農(nóng)業(yè)投入的購(gòu)買(mǎi)能值較低，無(wú)償利用的環(huán)境資源能值較高。但與10年前（1993）的數(shù)據(jù)相比，變化不大，只略微上升了0.05。表明農(nóng)業(yè)產(chǎn)出雖有所增長(zhǎng)，但并未跳出粗放經(jīng)營(yíng)進(jìn)展模式，生產(chǎn)的集約化程度還沒(méi)有得到根本性的改善。進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集約化程度是廣東省農(nóng)業(yè)將來(lái)進(jìn)展的重要方向。

3.2能值投資率

廣東省農(nóng)業(yè)系統(tǒng)能值投資率為3.12，遠(yuǎn)低于意大利（8.52）和日本（14.03），也低于國(guó)內(nèi)平均水平（4.93）和1993年（5.11）的水平，僅比1994年海南省農(nóng)業(yè)系統(tǒng)略高（2.33）。由此可見(jiàn)，廣東農(nóng)業(yè)系統(tǒng)與發(fā)達(dá)國(guó)家相較，尚處于較低的進(jìn)展水平，表明廣東省農(nóng)業(yè)系統(tǒng)每單位無(wú)償環(huán)境資源的利用只相應(yīng)投入了較少的購(gòu)買(mǎi)能值。此外，“具有過(guò)高凈能值產(chǎn)出率的產(chǎn)品在國(guó)際交換時(shí)處于不利地位”。由于農(nóng)產(chǎn)品購(gòu)買(mǎi)者僅支付了人類勞動(dòng)所付出的代價(jià)，而沒(méi)有為環(huán)境資源所作的貢獻(xiàn)支付費(fèi)用。因此，廣東省農(nóng)產(chǎn)品應(yīng)進(jìn)展深加工，增加附加值，以避開(kāi)初始產(chǎn)品出口帶來(lái)的能值流失。

3.3環(huán)境負(fù)載率

廣東省農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的環(huán)境負(fù)載率為1.70，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家（如意大利和日本）的數(shù)值，也比國(guó)內(nèi)平均值（2.80）和海南省（2.44）低。表明廣東農(nóng)業(yè)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境和資源的壓力不大，有進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用的潛力，今后加大能值投入的方向是有機(jī)能值（有機(jī)肥還田和新科技的應(yīng)用等），以提高系統(tǒng)生產(chǎn)效率。

3.4能值/貨幣比率

廣東農(nóng)業(yè)系統(tǒng)2024年的能值/貨幣比率為4.26E+12sej$-1，與1995年中國(guó)農(nóng)林牧漁業(yè)主要產(chǎn)品的能值/貨幣比率（8.67E+12sej$-1）和同期（1995年）的美國(guó)、德國(guó)、日本、意大利和荷蘭等國(guó)比值（均在2.50E+12sej$-1以下）相比，表明廣東農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率高于國(guó)內(nèi)平均水平，但與發(fā)達(dá)國(guó)家仍有肯定差距，尚待提高。由于廣東省大面積的平原土地較少，多丘陵、濕地，農(nóng)業(yè)機(jī)械化應(yīng)用提高困難，建議提高環(huán)境資源利用效率，大力進(jìn)展農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)，增加農(nóng)產(chǎn)品附加值。否則農(nóng)產(chǎn)品（特殊是初始產(chǎn)品）出口將造成農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的大量能值流失，在國(guó)際交易中處于不利地位。Y*與Y的比值（0.96）小于1，表明廣東農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率低于全球平均水平，同時(shí)也從另一個(gè)方面證明白上述觀點(diǎn)，即在國(guó)際貿(mào)易中處于不利地位。

4結(jié)論

（1）廣東省農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的能值投資率、環(huán)境負(fù)載率和購(gòu)買(mǎi)能值/總能值比例均低于發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)應(yīng)的指標(biāo)，而能值/貨幣比率和凈能值產(chǎn)出率則較高。表明廣東農(nóng)業(yè)系統(tǒng)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，處于較低進(jìn)展水平；總體能值投入水平偏低，可進(jìn)一步加大能值投入。

（2）不行更新的工業(yè)幫助能值占系統(tǒng)總能值投入的61.92%。由于工業(yè)幫助能的不行更新性、有限性和對(duì)環(huán)境的壓迫性，過(guò)量投入不利于農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的可持