北碚区农业生态经济系统能值分析及可持续发展
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摘要：利用能值分析理论对北碚区农业生态系统的能值投入、产出状况、环境承载力和生态系统运行效果进行了分析，评价了北碚区农业生态经济系统的运行特征和可持续发展状况，研究结果显示北碚区农业生态系统能值产出率相对较高，可持续发展能力较强；但工业辅助能值的增加对生态环境造成较大压力。北碚区应调整其能值投入、产出结构，加大农业科技的研究和推广力度，促进其农业可持续发展。
中图分类号：F062.2 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）09-2188-04
能值分析理论是由美国著名生态学家Odum教授于20世纪80年代综合系统生态、能量生态和生态经济原理而创立的。能值（Emergy）的英文拼写带有字母“m”与能量不同，是一种新的科学概念和度量单位，其涵义是指某种流动或贮存的能量所包含的另一能量的数量，称为该能量的能值，或者说能值就是直接或间接用于形成资源、产品或劳务的某种类型能量之量[1]，通常以太阳能值衡量某一能量或物质的能值，任何能量包含太阳能之量，即为该能量的能值，单位为太阳能焦耳（Solar emjoules），英文缩写为sej。本文运用能值理论对重庆市北碚区的农业生态经济系统进行能值分析，评价了北碚区农业生态经济系统的运行特征和可持续发展状况并提出建议，以期为相关决策提供参考。
1 北碚区农业发展现状
北碚区位于四川盆地东部，三峡工程库尾区，东经106°18′14″-106°56′53″，北纬29°39′00″-30°03′53″。地处重庆市城区西北部，东邻渝北区，南接沙坪坝区，西靠壁山县，北接壤合川市，属重庆市城区，距市中心25 km。
2010年全区农村经济总量达42.40亿元，与2009年同比增长10.2%，农村经济总收入达146.67亿元，同比增长23.2%；农业总产值达13.79亿元，同比增长6.1%；农业增加值达9.50亿元，同比增长5.5%；农民人均纯收入达7 205元，同比增长16.6%。全年种植粮油面积2.0万hm2，产量达9.58万t；全年出栏生猪12.68万头，同比增长2.6%，出栏家禽144.57万只，同比增长1.55%；蔬菜面积达1.18万hm2，同比增长53.6%，蔬菜产量达20.18万 t，同比增长21.7%；全区花木种植面积达0.80万hm2；嘉陵江名优鱼养殖面积达200 hm2，鱼鳖混养面积20 hm2。种植业和畜牧业是北碚区农业的支柱产业，林业和渔业所占比重较小，但发展也很迅速。
2 数据来源与研究方法
2.1 数据来源
北碚区农业生态经济系统能值分析所需的主要原始数据，如太阳日照时数、降雨量、农业生产的各种投入产出等情况主要来自于2011年北碚区统计年鉴和2011年重庆市统计年鉴[2]；能量折算系数、能值转换率和计算公式与方法参照文献[3-5]。
2.2 研究方法
2.2.1 北碚区能值图的绘制与能值分析表的编制 通过对北碚区自然环境和农业生产相关资料的搜集与整理，对农业生态经济系统的主要资源流在系统中的分配关系进行了分析，如图1所示。北碚区农业生态经济系统的输入能值主要包括3种类型：一是以风、雨、太阳能的形式存在的可更新环境资源；二是以农业生产过程中表土层损耗为主不可更新环境资源的消耗；三是来自社会经济系统的人类劳动、机械动力、农药、化肥等反馈能值的输入。系统内部包括种植业、林业、畜牧业和渔业4种生产单元是农业经济的主要组成部分。来自系统内、外部的全部资源成为推动系统发展的动力。其中，当地的可更新和不可更新资源的利用不涉及经济活动，而来自于系统外的经济反馈能值则要通过市场和商品交换过程才能作用于系统的生产过程。
以北碚区农业生态经济系统中投入和产出的实物量数据为基础，选取可更新环境资源、不可更新环境资源、不可更新工业辅助能、可更新有机能、作物产出等，按照相应的物质-能量折算系数将投入、产出的各类原始实物量折算为以J和g为单位的能值分析基础数据，再将各基础数据乘以相应的太阳能值转换率，得到2010年北碚区农业生态系统投入和产出能值表（表1、表2）。
2.2.2 北碚区农业生态经济系统能值指标体系的建立 为了分析各项投入、产出能值所占比例，评价自然环境与辅助能对北碚区农业生态经济系统的贡献，根据该地农业生态经济系统的特点及分析目的，将各项投入和产出数据进行相应比较，分别得出可更新环境资源比率、不可更新环境资源比率、能值自给率、能值投资率、能值产出率、环境负载率、可持续发展指数等能值指标，将这些数据汇总，编制成2010年北碚区农业生态经济系统能值指标体系，见表3。
3 能值结果与分析
3.1 能值投入分析
北碚区农业生态经济系统的能值投入主要是由可更新环境资源、不可更新环境资源、不可更新工业辅助能和可更新有机能4个部分构成。2010年4部分能值总值的投入为1.60×1020 sej，其各占18.44%、0.12%、33.44%和48.00%。在环境资源的投入中，可更新环境资源能值处于绝对优势，是北碚区农业生态经济系统发展的关键，说明北碚区农业生态经济系统对环境资源的压力相对较小。
可更新有机能与不可更新工业辅助能的投入占整个能值投入的81.44%，其中可更新有机能、不可更新工业辅助能的比重分别为48.00%、33.44%，表明该地区农业生产主要依附可更新有机能与不可更新工业辅助能的投入，但要注意农业生产过程中过量投入工业辅助能也会带来一系列的问题。化肥的不合理使用不仅会造成资源的浪费，增加农业生产成本，也会带来严重的生态后果。
3.2 能值产出分析
农业生态系统的能值产出既可以反映农业各子系统的结构特点和产出比重，也可以反映农业生态经济系统的功能。北碚区农业生态经济系统产出主要有种植业、畜牧业、渔业和林业4种，其中种植业和畜牧业占绝对地位，其比重约为90.18%。在种植业中，稻谷和玉米是主要的农作物，比重约为85.88%；畜牧业主要以养猪为主，其比重约占畜牧业能值的76.07%；林产品中以水果为主要产品，约为92.10%；由于北碚区特有的自然地理条件的制约，渔业发展规模较小，仅占产出能值的8.58%。但总体来说，北碚区农业结构比较完整，农、林、牧、副、渔发展良好。北碚区农产品的商品率高达60.60%，说明农产品在满足自身需要的同时，大部分流向市场。
3.3 能值投资率分析
能值投资率（EVR）等于来自经济的反馈能值（F+T）除以来自环境的无偿能值输入（R+N），经济反馈能值（如燃油、电力、物资、劳务等）需花钱购买，称为购买能值；而环境无偿能值主要包括土地、矿藏等不可更新资源和太阳能、风、雨等可更新资源[6]。能值投资率也可称为经济能值与环境能值的比率，是衡量经济发展程度和环境负载程度的指标，其值越大则表明系统经济发展程度越高，其值越小则说明发展水平越低而对环境的依赖越强。能值投资率可用于确定经济活动在一定条件下的效益，并可测知环境资源条件对经济活动的负载率。
2010年北碚区农业系统的能值投资率为4.39，与重庆的1.08相比，其农业生产已经摆脱了对自然资源的依赖，有较强的抗灾能力，食物生产安全性有较大提高，这与北碚区拥有众多农业科研机构是分不开的，可以将最新的研究成果迅速用于农业生产中，较大地提高了农业的生产能力。
3.4 环境承载力分析
环境承载力（ELR）是指经济投入能值加上不可更新资源能值与可更新环境资源能值的比率。Odum认为，这个比率很像电路上的负荷，较高的比率数值说明在经济系统中存在高强度的能值利用和高水平的科技力量，同时对环境系统保持着较大的压力。它是对经济系统的一种警示，若系统长期处于较高的环境负荷率下，将产生不可逆转的功能退化或丧失[7]。数据显示北碚区农业系统环境负载率为4.42，远低于日本（l4.49）、意大利（9.92）[8]等发达国家水平，说明北碚区的农业发展远未达到高投入高产出的状态，仍有较大的发展潜力。因此，北碚区农业发展应加大科技管理投入，发展生态农业，以高能值的人工投入来促进现代农业的发展；同时，要注重生态农业建设，减少化肥、农药、农膜等对环境的污染程度。
3.5 可持续发展指数分析
可持续发展指数（ESI）是农业生态系统能值产出率与环境负载率之比。根据可持续发展理论，农业生产须兼顾社会经济效益和生态环境的可持续性，即在农业生产中要求系统净能值产出率大，而环境负载率低。根据Odum等的研究，1
4 结论与建议
以上分析结果表明，北碚区农业系统发展良好，并越来越依赖于经济反馈能的投入，但与农业发达的地方相比还有一定的距离，如农业机械化水平不高，自然资源没有得到充分利用，产业结构不合理等。改善农业生态系统需从以下几点入手：加强农业基础设施建设，适当加大不可更新工业辅助能的投入；依靠发达的科研机构，使研究成果以最快的速度变成生产力；继续加大农业的科技研究，提高农民素质；科学使用农药、化肥，提高其利用率，增加有机肥的施用量，实行秸秆还田，培肥土壤以提高耕地地力；充分挖掘本地优势条件，合理安排产业结构，促进农、林、牧、副、渔协调发展。
参考文献：
[1] 杨丙山. 能值分析理论及应用[D]. 长春：东北师范大学，2006.
[2] 重庆市统计局. 重庆统计年鉴2011[M]. 北京：中国统计出版社，2012.
[3] 蓝盛芳，钦 佩，陆宏芳.生态经济系统能值分析[M].北京：化学工业出版社，2002.
[4] 陈 阜.农业生态学教程[M].北京：气象出版社，2004.
[5] 唐建荣. 生态经济学[M].北京：化学工业出版社，2005.
[6] 刘方明.庄河农业生态系统的能流分析与能值分析的比较研究[D].沈阳：沈阳农业大学，2003.
[7] CHEN B，CHEN G Q. Ecological footprint accounting based on emergy： a case study of the Chinese society[J]. Ecological Modelling，2006，198（1-2），101-114.
[8] CHEN G Q，JIANG M M，CHEN B，et al. Emergy analysis of Chinese agriculture[J]. Agriculture，Ecosystems & Environment， 2006，115（1-4）：161-173.
[9] 李双成，傅小锋，郑 度.中国经济持续发展水平的能值分析[J].自然资源学报，2001（4）：297-304.