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1研究方法及數(shù)據(jù)來源

1.1基本方法與步驟

①收集有關(guān)能流、物質(zhì)流、和貨幣流的基本數(shù)據(jù)并將其分類,將以物質(zhì)、信息、能量存在的含能物質(zhì)全部轉(zhuǎn)化為太陽能值表達式:M=T×B式中:M為太陽能值(solaremergyjoules,簡寫為sej);T為太陽能值轉(zhuǎn)化率;B為可用能。②根據(jù)分類及計算結(jié)果進行能量系統(tǒng)和能值系統(tǒng)表格的編制,通過各能流關(guān)系建立一系列評價研究對象結(jié)構(gòu)、效率等屬性的指標體系。③根據(jù)指標體系計算各項指標,依據(jù)計算結(jié)果對研究對象進行評判[1~6]。

1.2研究地區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源

中國東北三省總面積78.8萬km2,東北地區(qū)絕大部分屬于溫帶大陸性季風氣候,夏季涼爽短促,冬季寒冷漫長,雪期長。東北三省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)主要狀況如表1。該區(qū)農(nóng)業(yè)在全國占有重要地位,被譽為中國糧食的“穩(wěn)壓器”,2004年全區(qū)人口1.07億,耕地總面積2152.6萬hm2,占全國的16.6%,生產(chǎn)糧食7231萬t,占全國糧食總產(chǎn)量的15.4%。能值分析所需主要的原始數(shù)據(jù)主要來自于中國統(tǒng)計年鑒、各省統(tǒng)計年鑒、社會發(fā)展公告和中國農(nóng)業(yè)全書,能量折算系數(shù)、能值轉(zhuǎn)換率和計算方法參照相關(guān)研究文獻[1~13]。

2東北三省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的指標及能值分析

2.1能值投入結(jié)構(gòu)與能值投入率

2004年東北三省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值投入黑龍江省最高,為375.62×1020sej;遼寧、吉林次之,分別為330.88×1020sej,243.36×1020sej(表2,表4)。東北地區(qū)能值投入以輔助能源為主,遼寧省輔助能值達到80%,為三省之首;黑龍江省最低,輔助能值占到總能值69%,吉林省為73.1%,處于二者之間(表5)。遼寧環(huán)境貢獻率為20%,與基本傳統(tǒng)經(jīng)濟學認為環(huán)境貢獻率占到10%~20%的觀點相符合,吉、黑二省分別為26.9%和31%,與傳統(tǒng)經(jīng)濟學觀點有一定程度的偏差。遼、吉、黑三省輔助能源之中不可更新的輔助能源分別都在76%以上,分別占到了總能值的63.0%、55.7%和55.2%,可見,該區(qū)能值投入又是以不可更新資源的輔助能源為主。東北地區(qū)地廣人稀,適于展開大規(guī)模機械化作業(yè),農(nóng)用機械力和能源消耗占到總投入能值的20%~40%。遼寧省高達40%,而吉林和黑龍江省分別只有20.2%和19.1%,表明遼寧省農(nóng)業(yè)機械化程度要高于吉、黑二省。輔助能源中化肥能值投入為總能值的22.5%~35%,吉林省化肥能值投入為35%,高于遼寧的22.5%和黑龍江的33.1%。東北地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)可更新輔助能源投入比例水平相當,分別為遼寧16.7%、吉林17.4%和黑龍江16.7%(未含有機肥),而且其中主要為人力能值的投入,東北三省有機肥料能值的投入比例較低,有些地區(qū)很少使用甚至多年不使用農(nóng)家肥(黑、遼有機肥具體數(shù)值未取得,但由于數(shù)量少不影響計算結(jié)果)。一個地區(qū)的能值投入率等于該區(qū)人類經(jīng)濟系統(tǒng)投入的購買能值與從自然環(huán)境資源輸入生產(chǎn)過程的能值之比,用于衡量經(jīng)濟活動在一定條件下的競爭能力和經(jīng)濟發(fā)展程度,并可測知環(huán)境資源條件對經(jīng)濟活動的承受能力[1]。能值投入率高,會加大農(nóng)產(chǎn)品的成本投入,在一定程度上影響到其競爭優(yōu)勢,但過低的能值投入率,會影響到資源的利用效率。東北地區(qū)平均能值投入比率為3.02,高于1998年全國農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)2.80的平均水平[14],吉、黑兩省分別為2.72和2.22,低于2.80,但遼寧省高達4.13。相對于全國水平,東北地區(qū)可以適當加大化石能源的投入,但是長期的化石能源的投入會使土壤的營養(yǎng)元素失衡,破壞土壤物理、化學性質(zhì)。從可持續(xù)發(fā)展的角度看,東北地區(qū)是“藏糧于土”最具潛力的地區(qū)[13],充分發(fā)揮其土地肥沃的優(yōu)勢,注重種地和養(yǎng)地結(jié)合加大有機肥料的投入,是維持其土壤養(yǎng)分平衡和保護農(nóng)業(yè)生態(tài)安全的重要途徑。

2.2能值產(chǎn)出與凈能值產(chǎn)出率

該區(qū)能值產(chǎn)出總量分別為黑龍江1164.02×1020sej、遼寧省957.71×1020sej、吉林省622×1020sej(表3,表4)。盡管吉林省種植業(yè)的總能值產(chǎn)出只有黑龍江的55%,但能值貢獻最高為28%,吉林省種植業(yè)糧食總產(chǎn)量和單產(chǎn)水平長期以來一直處于三省中的前列;黑龍江種植業(yè)能值貢獻率為27.2%,糧食總產(chǎn)量最高,但單產(chǎn)水平最低;遼寧種植業(yè)能值僅有13%,但近年來糧食單產(chǎn)水平不斷提高,2004年已略高于吉林省。東北地區(qū)整體能值產(chǎn)出中牧業(yè)做的貢獻最大,遼寧最高占到總能值69.3%;吉林為61.7%,能值產(chǎn)出的絕對值量最低;黑龍江僅為58%,但能值產(chǎn)出的絕對值量最高,分別是遼寧的1.02倍和吉林的1.77倍,是該省重點發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。林業(yè)產(chǎn)值中黑龍江省最高,分別是遼寧和吉林的1.61和2倍,該省擁有國內(nèi)最大的林區(qū),總面積1672萬hm2,占全國的14.5%,林業(yè)資源豐富。漁業(yè)能值產(chǎn)出中遼寧省依據(jù)臨海優(yōu)勢和優(yōu)越的養(yǎng)殖條件居于首位,占總能值產(chǎn)出的11.7%,黑龍江和吉林二省僅為7.3%和3.8%。綜上所述,遼寧、吉林、黑龍江三省能值產(chǎn)出結(jié)構(gòu)中,種植業(yè)和牧業(yè)占主導地位,種植業(yè)和牧業(yè)的產(chǎn)值總和分別為83.3%、89.8%、85.8%,占了絕對優(yōu)勢。由于該區(qū)有豐富的糧食資源,而且農(nóng)民積極性高,牧業(yè)增產(chǎn)潛力比較大。凈能值產(chǎn)出率是總的能值產(chǎn)出量與總能值投入量的比值,凈能值產(chǎn)出率反映了一個地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)整體的回報效率,如江蘇省2001年凈能值產(chǎn)出率為4.17[10],全國凈能值產(chǎn)出率平均水平為1.42[10]。2004年黑龍江省凈能值產(chǎn)出率為3.14,是三省中凈能值產(chǎn)出率最高的省份,遼寧為2.99緊隨其后,吉林則是三省中最低為2.56(表5),在能值產(chǎn)出效率方面落后于其他兩省。相對于全國水平而言,東北三省的凈能值產(chǎn)出率處于一個相對較高的水平,農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)整體運行良好,能值回報率高。東北三省種植業(yè)、林、牧、漁業(yè)所體現(xiàn)的宏觀經(jīng)濟價值與國民生產(chǎn)總值比例不相一致,這主要是由于能值分析考慮到了自然資源的價值,同時能值分析也賦予勞動力以價值,而且不同的產(chǎn)品能值產(chǎn)出的質(zhì)量也不同,宏觀經(jīng)濟價值體現(xiàn)了其農(nóng)產(chǎn)品的真正價值[10,12,13]。

2.3環(huán)境負載率

環(huán)境負載率是經(jīng)濟投入能值與不可更新資源能值的總和與可更新環(huán)境資源資源能值的比值。在一定程度下經(jīng)濟資源投入率越高,環(huán)境資源的利用率越高,農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量增加的幅度越大,環(huán)境負載率也越大。黑、吉、遼三省環(huán)境負載率分別為2.36、2.83、4.33。遼寧省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)投入的人工輔助能值最高,是黑龍江省1.03倍,吉林的1.50倍,能值投入比率則分別為黑龍江的1.86倍和吉林的1.51倍,可見遼寧主要依靠人工輔助能源的大量投入來獲得產(chǎn)量的提高,對環(huán)境資源的利用率最高,同時對環(huán)境的壓力也為三省中最大,吉林、黑龍江省因為低投入率而對環(huán)境的壓力較小.該區(qū)環(huán)境負載率遠低于一些發(fā)達國家的水平(如意大利1989年為10.03,日本1990年為14.49),表明該地區(qū)環(huán)境壓力相對較小,環(huán)境資源沒有高效地利用,還沒達到一種高投入高產(chǎn)出的運行狀態(tài),還有繼續(xù)發(fā)展的空間。東北地區(qū)林多、地大、土肥的地域資源特色非常明顯,其中有中國最大的森林區(qū)和濕地區(qū),本區(qū)要堅持突出區(qū)域特色與發(fā)揮資源、環(huán)境優(yōu)勢相結(jié)合的原則,把資源環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實的生產(chǎn)力,同時要注意可持續(xù)發(fā)展的原則,科學合理的開發(fā)利用資源,減少化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜等的污染。

2.4能值利用水平

能值密度、人均能值用量、人均能值產(chǎn)出率三者結(jié)合可以反映一個地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)水平、集約化程度和生產(chǎn)效率。2004年遼寧省能值密度為8.91×1011sej/m2,是吉林的1.79倍,黑龍江的2.37倍,說明遼寧省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平最高,集約化程度最強;吉林省能值密度居第二位,為4.96×1011sej/m2;黑龍江能值密度為3.75×1011sej/m2三省中最低,黑龍江省由于土地資源豐富,很多地方還以粗放經(jīng)營方式為主,集約化程度弱。人均能值用量和人均能值產(chǎn)出方面,遼寧依然居首位,表明遼寧具有人均產(chǎn)出效率的優(yōu)勢,吉黑二省人均產(chǎn)出效率相當。相對于2001年全國能值密度1.32×1011sej/m2,人均能值投入量5.89×1015sej,人均產(chǎn)出率3.90×1015sej而言[10],東北地區(qū)的能值密度普遍較高,但人均能值投入量低于全國平均水平(表3,表5),說明農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)整體運行較好。2004年從事第一產(chǎn)業(yè)的鄉(xiāng)村勞動力人均糧食產(chǎn)量水平與全國平均水平相比,吉林為全國水平3.29倍,黑龍江為2.77倍,遼寧為1.67倍。黑龍江奶類人均產(chǎn)量達到全國水平的9.83倍,吉林,遼寧兩省的肉類分別為全國平均產(chǎn)出水平的2.07和1.96倍(2005中國統(tǒng)計年鑒)。禽蛋平均產(chǎn)量、林業(yè)人均產(chǎn)值都在1.5倍以上。但是,東北地區(qū)還有好多地方存在粗種亂種、廣種薄收的現(xiàn)象,該區(qū)應(yīng)因地制宜合理布局種植業(yè)、牧業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)等生產(chǎn)功能區(qū),堅持規(guī)模化和集約化生產(chǎn),注意自然資源和人工輔助能源的高效利用,使能值的投入、產(chǎn)出向高水平發(fā)展。

2.5可持續(xù)發(fā)展性能

可持續(xù)發(fā)展要求通過平衡人類的期望和生態(tài)系統(tǒng)的承載力來對自然資源進行注重實效的管理。它不僅以與環(huán)境的和諧為目的,同時也致力于追求經(jīng)濟過程中以不可再生資源的利用效率和向可再生資源的利用轉(zhuǎn)型為基礎(chǔ)的自然資源的長期可持續(xù)性。要保持農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展,既要提高產(chǎn)出效率,又不能給環(huán)境造成太大的壓力。2004年東北地區(qū)黑龍江、吉林、遼寧三省可持續(xù)發(fā)展性能指數(shù)分別為1.31、0.94和0.70,黑龍江省可持續(xù)發(fā)展勢頭最強,這主要歸因于該區(qū)能值投入比率最低,環(huán)境壓力最小;吉林省同樣由于人工輔助能值投入比率較小環(huán)境壓力小而可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Ω哂谶|寧;遼寧省由于對環(huán)境的利用強度高于黑吉兩省,環(huán)境負載率高,可持續(xù)發(fā)展性能指數(shù)為三省中最低。1998年中國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展性能指數(shù)為0.3[14],相對而言,該區(qū)可持續(xù)發(fā)展的勢頭較強,被譽為是“21世紀我國糧食增產(chǎn)潛力最大的地區(qū)[13]”,但該地區(qū)環(huán)境負載率越來越高,環(huán)境、生態(tài)承載能力隨著人類生活水平的提高有所降低。作為國家食物“穩(wěn)壓器”的東北地區(qū),自身存在產(chǎn)量不穩(wěn)定,生產(chǎn)效率低下、產(chǎn)品質(zhì)量不過硬的問題,對區(qū)域、乃至整個國家的可持續(xù)發(fā)展都是不利的。

3結(jié)論與對策

1)東北地區(qū)能值投入以不可更新的人工輔助能值為主,該區(qū)環(huán)境資源優(yōu)勢明顯,黑吉兩省能值投入率低,環(huán)境負載率較低。遼寧省輔助能值投入比率最大,環(huán)境負載率最高;黑、吉二省可以適當加大輔助能源的投入,但要合理使用化肥等化石燃料,同時也需要加大有機肥料的投入,使種地養(yǎng)地相結(jié)合,環(huán)境生態(tài)的建設(shè)與環(huán)境資源的開發(fā)利用相結(jié)合。

2)黑龍江省總能值產(chǎn)出和凈能值產(chǎn)出率均處三省之首,其次為遼寧,吉林最低;總能值產(chǎn)出中畜牧業(yè)和種植業(yè)占了主導地位,為推進該地區(qū)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整,該區(qū)應(yīng)充分揮自身種植業(yè)、牧業(yè)的優(yōu)勢;遼寧省在加強牧業(yè)的同時,注重漁業(yè)能值的投入和產(chǎn)出,充分利用海洋資源的優(yōu)勢;吉林省則積極推進種植業(yè)和牧業(yè)的協(xié)調(diào)并進,把二者同時作為互補的主導產(chǎn)業(yè)。

3)遼寧省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值密度最高,人均能值產(chǎn)出率最高,是三省中集約化程度最高的省份;吉林省能值密度高于黑龍江,但人均產(chǎn)出效率低于黑龍江省;總體而言該區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平?jīng)]有達到一種高投入,高產(chǎn)出的狀態(tài)。

4)該區(qū)可持續(xù)發(fā)展性能較高,農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)整體運行良好,其中黑龍江省可持續(xù)發(fā)展?jié)摿ψ畲?吉林次之,遼寧省可持續(xù)發(fā)展性能弱于其它二省。遼寧省應(yīng)注重經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的結(jié)合的可持續(xù)發(fā)展原則,加強環(huán)境資源的保護力度;對吉黑二省要加強宏觀引導和服務(wù),努力提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平,使該地區(qū)保持發(fā)展的活力。

通過對東北三省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能值分析以及與其它地區(qū)的能值指標的比較,可以從生態(tài)學和經(jīng)濟學的角度反映出三省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)整體的和各自的投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟運行效率,環(huán)境負荷程度,進而可以針對不同的能值信息進行農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進行完善和調(diào)控,同時還可以借鑒其他地區(qū)優(yōu)化農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的措施、經(jīng)驗。能值分析在用經(jīng)濟學來連接評價農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的過程中起到了重要的作用,具有重要的科學和實踐意義。能值分析也存在很多爭議,如數(shù)據(jù)復雜而繁瑣,而且需要繪制詳細的能值評估表等,另外由于各地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的不同,各地區(qū)能值轉(zhuǎn)化率的客觀值還需要長期的計算和驗證,同時還缺乏一個統(tǒng)一的標準以便不同地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)進行比較,這些問題有待于進一步解決。