2012年湖南省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能值分析

周科平， 王明球， 李 斌， 張?jiān)?/p>

(中南大學(xué) 資源與安全工程學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410083)

2012年湖南省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能值分析

周科平， 王明球， 李 斌， 張?jiān)?/p>

(中南大學(xué) 資源與安全工程學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410083)

摘要：[目的] 構(gòu)建農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能值評(píng)價(jià)體系，完善能值分析數(shù)據(jù)庫(kù)。[方法] 利用能值分析理論，選取能值密度、人均能值使用量、能值自給率、能值投資率、凈能值產(chǎn)出率、能值貨幣比、環(huán)境負(fù)載率和可持續(xù)發(fā)展指數(shù)等8個(gè)指標(biāo)；通過(guò)計(jì)算投入能值和產(chǎn)出能值的方法，對(duì)2012年湖南省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值進(jìn)行了分析。[結(jié)果] 8個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算值分別為1.15×1012,3.4×1015sej，22.35%,3.47,1.5,3.15×1012sej/$,3.56和0.42。[結(jié)論] 湖南省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值整體處于中等水平。解決農(nóng)業(yè)能值投入結(jié)構(gòu)是改善該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的重要手段。

關(guān)鍵詞：能值理論； 生態(tài)經(jīng)濟(jì)； 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)； 湖南省

建設(shè)生態(tài)文明，是關(guān)系人民福祉、關(guān)乎民族未來(lái)的長(zhǎng)遠(yuǎn)大計(jì)[1]。在中國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展時(shí)期，如何定量評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)系統(tǒng)之間的相互關(guān)系、尋找經(jīng)濟(jì)健康、可持續(xù)發(fā)展的方向，是生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)研究的一個(gè)重要內(nèi)容。

美國(guó)學(xué)者H. T. Odum在熱力學(xué)第二定律的基礎(chǔ)上，創(chuàng)立能值分析理論，通過(guò)能值計(jì)算，將自然資源、投入資源、產(chǎn)品、勞務(wù)、貨幣等換算成統(tǒng)一的能值數(shù)量，根據(jù)建立的反映生態(tài)與經(jīng)濟(jì)效率的能值綜合指標(biāo)，深入分析生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中各要素的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境關(guān)系的定量分析評(píng)價(jià)[2-4]。

近年來(lái)，中國(guó)專家學(xué)者已根據(jù)能值理論，對(duì)中國(guó)各省份、區(qū)域、各年度進(jìn)行了大量的能值分析，并取得了一系列的研究成果，構(gòu)建了中國(guó)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值分析的數(shù)據(jù)庫(kù)，從能值理論的角度評(píng)判全國(guó)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀，為避免或調(diào)整不科學(xué)的生產(chǎn)方法和探索中國(guó)農(nóng)業(yè)未來(lái)發(fā)展方向提供數(shù)據(jù)支撐。

本文以完善能值分析數(shù)據(jù)庫(kù)為指導(dǎo)思想，通過(guò)對(duì)湖南省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)2012年的能值分析，建立一系列的評(píng)價(jià)指標(biāo)。并通過(guò)橫向比較，對(duì)2012年湖南省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，旨在為其他學(xué)者研究提供對(duì)比數(shù)據(jù)，并為湖南省農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供參考和建議。

1研究區(qū)概況

湖南地處中國(guó)東南腹地，屬于長(zhǎng)江中游地區(qū)。全省面積2.12×108hm2，以山地、丘陵為主，山地面積1.09×108hm2，占總面積的51.22%；丘陵面積3.26×107hm2，占15.40%；崗地面積2.94×107hm2，占13.87%；平原面積2.78×107hm2，占13.12%；水面1.35×107hm2，占6.39%。全省年平均氣溫15~18 ℃，日照時(shí)數(shù)為1 300～1 800 h，年平均降水量在1 200~1 700 mm之間。2012年全省人口7 179.87萬(wàn)，其中農(nóng)業(yè)人口5 220.62萬(wàn)人。

2能值分析方法

2.1　能值理論

能值理論是著名的生態(tài)學(xué)家H. T. Odum于20世紀(jì)80年代后期創(chuàng)立的生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)分析方法。某種能量、物質(zhì)或人類勞務(wù)、貨幣等(X)所包含的另一種能量(Y)的大小，即為X對(duì)Y的能值。在實(shí)際計(jì)算中，多以太陽(yáng)能為基礎(chǔ)能量，即表示為其他能量、物質(zhì)或人類勞務(wù)、貨幣等(X)所包含的太陽(yáng)能能值，單位為sej。

能值分析的基本方法就是將被研究系統(tǒng)中包含的能量、物質(zhì)、勞務(wù)、貨幣和信息等，全部轉(zhuǎn)化為太陽(yáng)能值量，再通過(guò)構(gòu)建專門的能值分析指標(biāo)，從不同的角度對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定量分析評(píng)價(jià)。太陽(yáng)能值轉(zhuǎn)化的基本表達(dá)式為：

M=τB

(1)

式中：B——系統(tǒng)構(gòu)成的某種因素(G，J)；τ——太陽(yáng)能值轉(zhuǎn)化率(sej/單位物質(zhì))；M——該因素的太陽(yáng)能值量(sej)[5-7]。

2.2　分析方法

研究數(shù)據(jù)來(lái)源于《湖南省統(tǒng)計(jì)年鑒2013》[8]，通過(guò)調(diào)查、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算，收集湖南省2012年自然環(huán)境、地理資料、農(nóng)業(yè)投入產(chǎn)出等相關(guān)數(shù)據(jù)資料，采用H.T.Odum提出的能值轉(zhuǎn)換率，計(jì)算各因素的太陽(yáng)能值量；研究系統(tǒng)的能量流動(dòng)關(guān)系，繪制能值系統(tǒng)圖；確定分析指標(biāo)體系，編制能值分析表，對(duì)湖南省2012年農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行定量分析評(píng)價(jià)。

3結(jié)果與分析

3.1　農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值投入結(jié)構(gòu)分析

2012年湖南省農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)投入的能值主要包括：可更新環(huán)境資源、不可更新環(huán)境資源、可更新有機(jī)能和工業(yè)輔助能(即不可更新資源，下同)4類。根據(jù)能值理論的基本分析方法，各類投入的能值量計(jì)算如表1所示。

由表1可知，2012年湖南省農(nóng)業(yè)總投入能值為2.46×1023sej，4大類投入所占比例依次為22.42%，0.41%，54.01%和23.16%。

表1　2012年湖南省農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)能值投入

農(nóng)用機(jī)械投入和勞動(dòng)力投入，表明了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化和機(jī)械化發(fā)展水平。由表1可知，2012年湖南省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能值投入中，投入量最大的為勞動(dòng)力的投入，占總投入的51.45%，而農(nóng)用機(jī)械的投入量?jī)H占5.71%，說(shuō)明湖南省農(nóng)業(yè)系統(tǒng)現(xiàn)階段主要依靠的還是勞動(dòng)力投入，機(jī)械化程度不高。這與湖南省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度有關(guān)，也與該省以山地、丘陵為主的地理環(huán)境有關(guān)系，不適宜開展大型的農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)。這表明了湖南省農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)處于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)過(guò)渡階段。湖南省地處亞熱帶濕潤(rùn)氣候帶，降水豐富，河網(wǎng)密布，農(nóng)產(chǎn)品主要以水稻、油料及茶葉等水生性作物為主，因而水資源對(duì)農(nóng)業(yè)影響巨大。2012年全省水資源能值投入占到了總投入的17.38%；可更新環(huán)境資源的投入量占總投入量的22.42%，說(shuō)明湖南省自然生態(tài)資源豐富，具有進(jìn)一步的發(fā)展?jié)摿?；不可更新環(huán)境資源主要是指因水土流失帶來(lái)的表層土壤營(yíng)養(yǎng)損失，2012年湖南省水土流失率為0.42%，低于全國(guó)2001年平均水平(2.15%)、巴西(1.77%)和印度(2.91%)[9]，與發(fā)達(dá)國(guó)家日本(0.02%)、美國(guó)(0.44%)和法國(guó)(0.27%)[10]等相差不大，表明湖南省水土流失率控制良好。

2012年湖南省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)總購(gòu)買能值(總輔助能值)投入量為1.90×1023sej，占總投入量的77.17%，其中可更新有機(jī)能中有機(jī)肥的投入量為1.64×1020sej，僅占0.07%；不可更新資源中，化肥的總投入量為4.26×1022sej，遠(yuǎn)高于有機(jī)肥的投入?；屎娃r(nóng)藥的大量使用，是造成土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)變化、肥力下降、土壤板結(jié)的重要原因，也是農(nóng)業(yè)污染的主要來(lái)源，不利于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的健康、持續(xù)發(fā)展。

3.2　農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值產(chǎn)出結(jié)構(gòu)分析

湖南省是一個(gè)農(nóng)業(yè)大省，農(nóng)業(yè)產(chǎn)出主要由種植業(yè)、林產(chǎn)品、畜牧業(yè)和水產(chǎn)品構(gòu)成。2012年湖南省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值產(chǎn)出如表2所示。由表2可知，2012年湖南省農(nóng)業(yè)總產(chǎn)出能值為2.85×1023sej，其中種植業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)和水產(chǎn)品所占比例依次為50.28%，8%，34.58%和7.14%，種植業(yè)所占比例最重，說(shuō)明湖南省還是以種植業(yè)為主、畜牧業(yè)兼顧發(fā)展的農(nóng)業(yè)大省。

表2　2012年湖南省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值產(chǎn)出

由表2可知，2012年湖南省農(nóng)業(yè)能值產(chǎn)出中，種植業(yè)和畜牧業(yè)分居第1和第2位，二者占總產(chǎn)值的84.86%。其中畜肉、谷物、油料、木材和蔬菜瓜果產(chǎn)量最大，分別占總產(chǎn)量的29.44%,24.73%,16.96%,5.85%和5.36%，畜肉已躍居湖南省農(nóng)業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量第1，這說(shuō)明湖南省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化，在繼續(xù)保持傳統(tǒng)種植業(yè)產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，逐步發(fā)展畜牧業(yè)，尤其是提高肉類產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化，帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

結(jié)合相關(guān)研究[11]，湖南省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)出結(jié)構(gòu)比較如表3所示。由表3可知湖南省近年來(lái)逐步調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)出結(jié)構(gòu)，減少種植業(yè)，增加林業(yè)和漁業(yè)產(chǎn)出。

表3　湖南省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值產(chǎn)出結(jié)構(gòu)　%

2012年湖南省種植業(yè)產(chǎn)出中，谷物和油料所占比重最大，分別占種植業(yè)產(chǎn)出的49.18%和33.74%，然后依次是蔬菜瓜果、豆類、棉花、茶葉、甘蔗、薯類、麻類和煙葉。蔬菜、茶葉、麻類、煙葉等為勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)[12]，多分布在山地和丘陵地區(qū)，難以進(jìn)行機(jī)械化大規(guī)模作業(yè)，因而產(chǎn)量難以發(fā)生質(zhì)變。但此類作物是老百姓生活不可或缺的部分，且市場(chǎng)價(jià)值高，也是湖南省農(nóng)業(yè)產(chǎn)值重要組成部分。

2012年湖南省林業(yè)和水產(chǎn)品能值產(chǎn)出相比2008年已經(jīng)有了較大提高。林業(yè)產(chǎn)品主要是木材、竹材、水果和油籽，比重分別為73.18%，0.47%，11.43%和14.92%。湖南省地形以山地和丘陵為主，降水量豐富，林業(yè)還具有較大發(fā)展?jié)摿Α：鲜∷赜小棒~米之鄉(xiāng)”美稱，省內(nèi)水系發(fā)達(dá)，水產(chǎn)品還具有較大發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3.3　農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)主要能值指標(biāo)分析

2012年湖南省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的主要能值指標(biāo)及數(shù)值如表4所示。

表4　2012年湖南省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值分析指標(biāo)

3.3.1能值密度與人均能值使用量能值密度是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)能值總利用量與該國(guó)家或地區(qū)面積之比(T/面積)，反映了被評(píng)價(jià)對(duì)象的經(jīng)濟(jì)發(fā)展強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等級(jí)。能值密度越大，經(jīng)濟(jì)越活躍，該地區(qū)就越發(fā)達(dá)。2012年湖南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)能值密度為1.15×1012sej/m2，比2008年9.16×1011sej/m2(表5)增長(zhǎng)了25.5%，比福建省、貴州省、廣東省和甘肅省高，而低于四川省和遼寧省。

人均能值使用量(T/人口)可以衡量人們生存水平和生活質(zhì)量的高低，能夠全面綜合評(píng)價(jià)人們擁有的自然資源、社會(huì)資源和貨幣價(jià)值，比單純的貨幣擁有量更具科學(xué)性。2012年湖南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)人均能值使用量3.4×1015sej，略低于世界平均水平3.86×1015sej[13]，遠(yuǎn)低于日本1.26×1016sej和臺(tái)灣省1.06×1016sej。

表5　2012年湖南省能值分析指標(biāo)與其他地區(qū)比較[14-23]

注：*為根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)計(jì)算得到。

3.3.2能值自給率能值自給率是指被評(píng)價(jià)區(qū)域本地可更新環(huán)境資源和不可更新環(huán)境資源能值投入占全部能值投入的比率(ESR=I/T)，用來(lái)反映被評(píng)價(jià)系統(tǒng)自給自足的能力大小。能值自給率越高，則自給自足能力越強(qiáng)，對(duì)區(qū)域內(nèi)部資源開發(fā)程度越高。2012年湖南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)能值自給率為22.35%，遠(yuǎn)高于日本(6.5%)、意大利(10.5%)等發(fā)達(dá)國(guó)家，低于貴州、福建、廣東和遼寧等省。這一方面由于湖南省自然資源豐富，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)遠(yuǎn)優(yōu)于日本、意大利等國(guó)家，另一方面也說(shuō)明湖南省農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化程度不高，化肥和農(nóng)藥投入量過(guò)大，機(jī)械化生產(chǎn)等現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技投入不足，過(guò)于依賴自然資源。

3.3.3能值投資率能值投資率是系統(tǒng)能值投入中的購(gòu)買能值與環(huán)境能值之比(EIR=U/I)，是衡量經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度和環(huán)境負(fù)載程度的指標(biāo)，值越大則表明系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度越高；越小則說(shuō)明發(fā)展水平越低，對(duì)環(huán)境的依賴越強(qiáng)。2012年湖南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)能值投資率為3.47，大于廣東、福建、貴州、甘肅和遼寧等省，而低于四川省和蘭州地區(qū)，且遠(yuǎn)低于意大利(8.52)和日本(14.30)等發(fā)達(dá)地區(qū)。結(jié)合能值自給率，說(shuō)明了湖南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)自然基礎(chǔ)農(nóng)業(yè)資源利用程度不夠，可以在加大對(duì)自身資源開發(fā)利用的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步增大農(nóng)業(yè)科技投入。

3.3.4凈能值產(chǎn)出率凈能值產(chǎn)出率為系統(tǒng)產(chǎn)出能值與輸入能值之比(EYR=Y/U)，是衡量系統(tǒng)生產(chǎn)效率的一種標(biāo)準(zhǔn)。2012年湖南省農(nóng)業(yè)系統(tǒng)凈能值產(chǎn)出率為1.5，由表5所示，高于2008年(0.96)，與福建省(2004年，1.58)，廣東省(2008年,1.88)和蘭州(2008年，1.69)接近。該值越高，表明系統(tǒng)獲得一定的經(jīng)濟(jì)能值投入，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品能值越高，即系統(tǒng)的生產(chǎn)效率越高。由表5可知，2012年湖南省能值投入結(jié)構(gòu)中，勞動(dòng)力投入占總投入的51.45%，科技投入量不足，直接導(dǎo)致凈能值產(chǎn)出率偏低，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)力不足。

3.3.5能值貨幣比一個(gè)國(guó)家的能值貨幣比等于該國(guó)全年能值投入總量除以當(dāng)年貨幣循環(huán)量(T/GNP)，體現(xiàn)了能值的貨幣價(jià)值，即單位貨幣(通常用美元)所能購(gòu)買的能值財(cái)富。能值貨幣比越高，表明單位貨幣所能購(gòu)買的能值量越大，在與外界進(jìn)行經(jīng)濟(jì)活動(dòng)交流過(guò)程中處于不利地位。一般經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家或地區(qū)能值貨幣比較低，而經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的國(guó)家和地區(qū)則偏高。2012年湖南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)能值貨幣比為3.15×1012sej/$，低于貴州省和福建省，比四川省和遼寧省要高，且發(fā)達(dá)國(guó)家中如美國(guó)、日本、意大利和荷蘭等國(guó)家這一數(shù)值均在2.55×1012sej/$以下?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)湖南省農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的投入和產(chǎn)出結(jié)構(gòu)，增大農(nóng)業(yè)科技的投入，以提高能值產(chǎn)出率，擴(kuò)大農(nóng)業(yè)產(chǎn)值，從而提高湖南省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)效率，降低能值貨幣比。

3.3.6環(huán)境負(fù)載率環(huán)境負(fù)載率是能值投入中除可更新環(huán)境資源投入外的能值投入與可更新環(huán)境資源能值投入之比〔ELR=(T-R)/R〕，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的壓力的量度。2012年湖南省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境負(fù)載率為3.56，該數(shù)值在表5中處于中等偏高地位，表明湖南省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)還未對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生過(guò)重的壓力。據(jù)表4所示，2012年湖南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)購(gòu)買能值投入量達(dá)到了77.65%，勞動(dòng)力和化肥、農(nóng)藥投入量過(guò)大，使得環(huán)境負(fù)載率偏高。不過(guò)與日本(14.19)和意大利(10.03)相比，湖南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)還具有一定的發(fā)展空間，但要警惕對(duì)環(huán)境的壓力。

3.3.7可持續(xù)發(fā)展指數(shù)可持續(xù)發(fā)展指數(shù)定義為系統(tǒng)能值產(chǎn)出率與環(huán)境負(fù)載率之比(ESI=EYR/ELR)，綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)效率和環(huán)境承受能力，比較客觀反映了被評(píng)價(jià)對(duì)象可持續(xù)發(fā)展能力。當(dāng)110，則系統(tǒng)不太發(fā)達(dá)；ESI<1，則是消費(fèi)型系統(tǒng)，對(duì)環(huán)境壓力較大。該指標(biāo)指示系統(tǒng)既不能在較高的環(huán)境負(fù)載率下具有較低的能值產(chǎn)出率，也不能在較低的環(huán)境負(fù)載率下具有較高的能值產(chǎn)出率。2012年湖南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展指數(shù)為0.42，表明湖南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)屬于消費(fèi)型系統(tǒng)，對(duì)環(huán)境壓力較大，可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Σ粡?qiáng)。這是由于湖南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)在較高的環(huán)境負(fù)載率(3.56)下，凈能值產(chǎn)出率(1.5)較低。

由表5可以看出，中國(guó)絕大部分省份(地區(qū))的可持續(xù)發(fā)展指數(shù)都小于1，表明中國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)大部分處于不健康的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。這是因?yàn)橹袊?guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)一方面在一定程度上還過(guò)于依賴于勞動(dòng)力的投入，尤其是南方以山地和丘陵為主，不適合開展大規(guī)模機(jī)械作業(yè)的省份，另一方面農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)于依靠化肥和農(nóng)藥的投入，且化肥利用率不高，據(jù)統(tǒng)計(jì)。1980—2002年中國(guó)化肥使用量增長(zhǎng)了61%，而糧食產(chǎn)量只增加了31%。

4結(jié) 論

研究表明，2012年湖南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)能值整體處于中等水平，系統(tǒng)既不具有很大的可持續(xù)發(fā)展?jié)摿?，又還未對(duì)自然環(huán)境造成很大的污染破壞。在農(nóng)業(yè)投入中，湖南省主要以勞動(dòng)力投入為主，農(nóng)用機(jī)械設(shè)備投入不足；化肥投入量過(guò)大，且利用率低，綠色肥料投入不足；對(duì)自身自然環(huán)境資源利用不足。從而造成較大的環(huán)境負(fù)載率。

為實(shí)現(xiàn)湖南省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，建設(shè)環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，需重點(diǎn)解決能值投入結(jié)構(gòu)問(wèn)題。健康的湖南省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)以現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)科技投入為主，勞動(dòng)力投入為輔，提高有機(jī)肥使用量，合理施用化肥；調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)出結(jié)構(gòu)，充分利用自然資源，在保證優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，逐步提高其他產(chǎn)品的比重。最終實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的投入結(jié)構(gòu)合理有效、產(chǎn)出結(jié)構(gòu)全面有量。

本文在H. T. Odum教授學(xué)術(shù)成果的基礎(chǔ)上，參考其他學(xué)者對(duì)能值理論的研究，得到一系列具有參考價(jià)值的評(píng)價(jià)指標(biāo)，但該研究的方法還有待進(jìn)一步的改善。能值轉(zhuǎn)化率是本研究的基礎(chǔ)資料，但是不同學(xué)者采用的能值轉(zhuǎn)化率不盡相同。以豆類為例，參考文獻(xiàn)[11]采用的能值轉(zhuǎn)化率為8.3×104sej/J，參考文獻(xiàn)[13]采用6.9×105sej/J(本文采用該值)，參考文獻(xiàn)[20]采用6.9×104sej/J，參考文獻(xiàn)[14]則用農(nóng)業(yè)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率1.4×1012sej/J計(jì)算。因而如何規(guī)范不同要素的太陽(yáng)能值轉(zhuǎn)化率，是能值分析理論亟需解決的問(wèn)題。

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Emergy Analysis for Agro-ecosystem of Hu’nan Province in 2012

ZHOU Keping, WANG Mingqiu, LI Bin, ZHANG Yue

(SchoolofResourcesandSafetyEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha,Hu’nan410083,China)

Abstract：[Objective] To build the emergy evaluation system of agro-ecosystem.[Methods] Based on the emergy analysis theory, eight evaluation indicators including emergy density, emergy use per person, emergy self-sufficient ratio, emergy investment ratio, net emergy yield ratio, emergy dollar ratio, environmental loading ratio, and sustainable development index were chosen to establish the agro-ecosystem evaluating system. By calculating the input and output emergy, agro-ecosystem of Hu’nan Province in 2012 was analyzed. [Results] The calculated value of eight evaluation indicators mentioned above was 1.15×1012sej/m2, 3.4×1015sej, 22.35%, 3.47, 1.5, 3.15×1012sej/$, 3.56 and 0.42, respectively.[Conclusion] The agro-ecosystem of Hu’nan Province is overall at middle level, and changing the emergy investment structure is the main way to improve the agro-ecosystem.

Keywords:emergy theory; eco-economy; agro-ecosystem; Hu’nan Province

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-288X(2015)01-0297-06

中圖分類號(hào)：S181

通信作者：王明球(1990—)，男(漢族)，湖南省衡陽(yáng)市人，碩士研究生，研究方向?yàn)榘踩c環(huán)境工程。E-mail:374961804@qq.com。

收稿日期：2014-05-17修回日期：2014-05-26

資助項(xiàng)目：“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“廢棄礦區(qū)尾礦處理與循環(huán)利用技術(shù)及示范”(2012BAC09B02)； “十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“復(fù)雜地下金屬礦二步開采與回收技術(shù)”(2013BAB02B05)

第一作者：周科平(1964—)，男(漢族)，湖南省衡陽(yáng)市人，博士，教授，博士生導(dǎo)師，從事金屬礦安全高效開采及數(shù)字礦山的研究。E-mail:kpzhou@vip.163.com。