農村沼氣生態系統的建立及問題探討

黃　梟　郗登寶

摘要：我國農村沼氣生態農業系統的建立，是以沼氣為紐帶，把農業生產與農村生活等要素有機的結合起來，從而推動農業生產、農村生活以及生態環境保護的相互協調發展。沼氣生態系統是一個協調系統，它能夠協調農業生產與環境保護之間的關系，能夠解決農村生活用能問題，使農村生態效益、經濟效益和社會效益同步發展。

關鍵詞：農村；沼氣；生態系統；效益

沼氣生態系統是一個生物生產、社會生產和農村生活的復雜系統，涉及作物種植、畜禽養殖、微生物發酵、農產品供應、農戶日常生活和農村建設等方面，由于受自然條件、社會條件和經濟發展水平的影響。沼氣生態農業系統在結構與模式上產生了區域性差異，因此區域性成為沼氣生態農業系統重要特征之一。但就近幾年沼氣生態農業發展情況來看，出現了不考慮區域實際情況，盲目發展，生搬硬套，許多地方并沒有收到良好的效果，甚至出現前功盡棄的現象。因此建立良好的沼氣生態農業系統，不僅可以改善農村生活，還可以推動農業生產以及生態環境的相互協調發展。

一建立農村沼氣生態系統的必要性。

1、由于農村能源短缺，農村用能標準較低，許多農戶還處于較原始的用能階段。這對我國農村在人文環境下進入小康生活還相差甚遠，能源問題已經成為農村經濟和社會進一步發展的制約因素。同時，也帶來了因農村能源短缺而使自然資源遭到破壞的生態環境問題。主要表現在：農村用能結構和用能方式不合理，常規能源消耗量大，但利用水平和熱效率低，造成能源的嚴重浪費；農村地區高品質能源缺乏，農民用能檔次低，與現實生活水平不相適宜，影響生活質量的提高，拖延了農民步入小康生活的速度；部分地區農村能源短缺，農民掠奪式開發利用自然資源，造成植被破壞，導致生態環境不斷惡化，阻礙了農業和農村經濟的可持續發展。

2、發展農村沼氣生態系統建設，可以從根本上改變農民傳統的用能方式和生活方式，解決農村生活環境臟、亂、差的問題，減少有害病菌的傳播途徑和廢棄物對環境的污染，改善農業生態環境和農村生活環境。

二建立農村沼氣生態系統有利于農業及農村經濟的發展

1、有利于農業和農村經濟發展。農業是以生物生產為主的產業，農業生態環境是農業和農村經濟發展的重要物質基礎。依據生態經濟學原理，把農村沼氣建設、農業環境保護、農產品質量和生態經濟理論融入農業生產之中，通過能量、物質在生物之間的合理流動過程，環境與生物之間相互作用，實現能量的有效利用和物質的合理流動。從而，消除由于過度施用化肥、農藥給農業環境、農產品帶來的污染和破壞，改善農產品質量，提高我國農產品在國際市場的競爭力，增強農業發展后勁，保護農業自然資源和生態環境，促進農業和農村經濟的發展。

2、有利于農業可持續發展。資源環境在農業可持續發展中占據重要的基礎地位，生態環境建設是保護農業可持續發展能力的根本保障。只有實現資源高效利用，保護和改善生態環境，才能實現農業和農村經濟持續穩定地增長；只有按照WTO的規則有效地保護農業，才能夠實現我國農業現代化。把農業生產與自然資源和生態環境保護結合起來，實現農業、農村經濟與資源環境保護協調發展。發展農村沼氣生態農業，可以有效地保護農業生態環境和合理地利用自然資源，實現資源的良性循環。

3、有利于退耕還林，改善農村生活環境。在我國大部分農村地區，生物質能源仍然在農村能源消費結構中占據重要的地位。農村地區能源短缺，一方面制約農村經濟發展，另一方面導致了濫砍亂伐，造成了植被破壞。同時，在農村地區仍然存在畜禽糞便露天堆放等問題。農民生活水平未能得到根本改善，農民生活質量和生活環境十分惡劣。開展農村沼氣生態系統建設，可以從根本上解決農村燃料問題。同時，通過“一池三改”可以改善農村生活環境，改變落后的農業生產方式和生活方式，促進農村經濟發展和社會進步。

三建立農村沼氣生態系統的原則和模式

1、建立沼氣生態農業系統的基本原則

1．1經濟效益與生態效益及社會效益兼顧的原則生態農業的根本目的就是三者的協調統一，經濟效益是進行生態農業建設的前提。而生態效益可以保證取得更大、更好、更持久的經濟效益，社會效益則不但是人類社會可持續發展的需要，也是經濟效益和生態效益的保障。

1．2物質循環，多級利用原則通過種養加配套，實現植物性生產、動物性生產與腐屑食物鏈的結合，提高生物能利用率。

1．3因地制宜原則合理安排農業生產，使其真正成為推動生產力發展和生態環境保護的有力工具。

1，4發展經濟和資源開發與環境保護相結合原則要避免那種犧牲生態環境利益，只追求經濟效益的發展模式。充分考慮資源利用與環境保護的整體協調發展

1．5全面規劃、系統有序原則對農業生產過程進行合理的計劃和規劃，并按規劃來實施。

2、幾種典型的沼氣生態農業系統模式

國家農業部從全國征集到的370種生態農業模式或技術體系中，選擇了十大類典型模式和配套技術，加以推廣。分別是：“四位一體”、“豬－沼－果”、平原農林牧復合、草地生態恢復與持續利用、生態種植、生態畜牧業生產、生態漁業、丘陵山區小流域綜合治理、設施生態農業、觀光生態農業模式及配套技術。下面分別介紹一下“四位一體”、庭院“三結合”及“上糧下漁”模式。

2．1“四位一體”高效生態農業種養模式

“四位一體”就是在目前的蔬菜塑料大棚一端。地下建沼氣池，地上建豬舍，集“溫室一沼氣一豬舍一蔬菜”于一體。

通過日光溫室為菜田、豬舍、沼氣池創造良好的環境條件，糞便入池發酵產生沼氣，凈化豬舍環境。沼液、沼渣喂豬，并為菜田提供無病蟲有機肥料，減輕病蟲害發生，減少化肥、農藥、飼料用量，生產無公害產品；豬與菜交換CO₂和O₂。沼氣燈可為棚內增溫、增光、增施CO₂，并供菜農管理大棚生活用能，可顯著提高和改善生豬、蔬菜產量與品質，消除污染，促進其生育進程。

這種模式充分利用空間、時間，高度利用勞動力資源，縮短種養時間，繁榮市場，發展經濟，提高農民素質，實現了多業結合，集約經營，達到了農業生產少投入、多產出、高效益、無污染的要求。

2．2庭院“三結合”模式及效能

庭院“三結合”能源生態模式，是以沼氣為紐帶，把彼此松散的沼氣池、畜禽圈舍、廁所建在一起。相互連通，有機結合，形成一體。該模式操作簡便，在農戶庭院建沼氣池6～8m³，養豬5頭或養牛2頭，建畜禽舍8m³，廁所2m³，潔凈廚房一間，“一池三改”同步進行。人畜糞便直接入池厭氧發酵，除蟲滅菌，凈化環境。所產沼氣用來做飯、照明，沼渣既能為作物提供有機肥，又可作為畜禽飼料添加劑，沼液還可殺菌，防治

病蟲，形成能源、生態互補體系。

這種模式。是促進生態農業發展的有效途徑。能夠實現生產與生活有機結合。改善農村衛生狀況，提高人們健康水平；改善農村生活方式，提高生活質量；可實現資源高效利用化、家居環境清潔化、農業生產無害化。

2．3“上糧下漁”水陸復合立體種養生態模式

以沼氣為紐帶，充實種養種類，實行種、養、沼結合，把水面與臺面諸類有機結合在一起，建成太陽能暖棚一畜禽養殖一沼氣池一臺面立體種植一水面魚藕混養為一體的綜合利用高效生態農業模式。

該模式的特點是：1)水塘與臺面相間排列。通風透光，改善了生物環境。2)臺面植物間作套種，發揮了充分利用時間、地力、光能、生物互補的立體效應。3)魚藕混養，以藕為主兼營養魚，可以充分利用水面，具有魚養藕，藕益魚，共生互利的生態學意義。能更好的控制和調節藕田生態系統中的物質循環，使能量向更有利的方向轉化，從而提供更大的負載力，使魚藕雙豐收，達到高產高效的目的。4)太陽能暖棚為畜禽提供良好的生長環境，畜禽糞便直接流入沼氣池。所產沼氣供人們生活用能和畜禽舍冬季增溫以及沼燈誘蛾喂魚。沼液、沼渣既可用于臺面，改良土地，種植作物，又可喂養畜禽，培肥水資，利于魚藕生長，節約飼料與肥料。

四農村沼氣生態系統建立中存在的問題

1、沼氣綜合利用中存在的問題

1．1沼液、沼渣綜合利用程度低。大部分沒有利用，存在直接排放的現象，不但形成有機資源的浪費，更重要的是對環境的二次污染。

1．2在三沼利用和管理上存在系統配套不完善，給綜合利用造成了一定難度。比如，對于規?；B殖廠來說，養殖戶與種植業往往不相結合，養殖戶無種植，種植戶無養殖，或者養殖規模與種植規模不配套。怎樣使養殖業與種植業有機結合，把沼渣、沼液完完全全地應用到農業生產上去，是治理規?；B殖場排泄物所面臨的一大難題。

1．3沼氣綜合利用存在夏天過剩的問題。對中小型規模養殖場。為了減少治理污染物成本，降低運行費用，首選的是常溫發酵工藝。但常溫發酵工藝存在著夏天溫度高，沼氣過剩排放，造成二次污染。

1．4沼氣池常年運行，沼液連續排放，而田間的作物施肥季節性強，存在沼液季節性過剩問題。一般做法是在田間建座儲肥池，平時把沼肥積存在儲肥池內備用。這樣給農民造成了沼肥肥效的損失，也造成了經濟上的損失。

1．5既懂沼氣也懂農業栽培的復合型人才缺乏，也是制約綜合利用的重要因素。

2、沼氣生態農業系統協調性方面存在的問題

2．1生態、社會和經濟效益的協調性不夠

沼氣的生態、社會和經濟效益存在一長兩短的問題：社會效益長，生態和經濟效益短。沼氣生態農業的社會效益相對較好，對農村傳統能源結構形成潛在的沖擊與影響，同時對農村衛生、村容村貌以及解放婦女勞動力等方面都有較大的作用，相比之下，一個戶用沼氣池一年的節電、節煤、節肥和節藥的資金大約在1000-1500元之間(區域之間價格差異)，在農村家庭的年經濟收入中所占份額很小，這是一些農戶不接受沼氣的根本原因。沼氣的生態效益不能接受直接體現，只是間接的體現在減少秸桿焚燒、沼液沼渣回田養地，減少植被砍伐和保持水土等方面。對農民眼前利益影響甚微。

2．2沼氣生態系統結構配置協調性不夠

目前推廣的沼氣池大多數都是獨立于農業之外，與農業生產要素銜接不夠。家庭養殖業(產生的畜禽糞便等沼氣池原料)和種植業(消納沼氣池產物沼液沼渣)只是被動地適應沼氣池，對農業生產的促動作用有限，不很適合現代農業發展的要求，沼氣生態農業系統的作用沒有發揮出來。沼氣生態農業系統仍然是一個松散的系統，系統要素關聯性與結合性較差，結構的協調性不夠，綜合功能也就難以發揮和表現出來。

2．3沼氣生態農業系統與農村社會發展水平協調性不高

沼氣池技術發展滯后于社會發展需求的問題，比如沼氣池產氣很難滿足全年一日三餐用氣的需要，所以沼氣用戶家庭多是“土灶”與“沼氣灶”結合，表明“沼氣灶”致命的弱點就是可靠性不強，農戶很難接受這一點，我國農村社會正經歷著變革，勞動力向城鎮和二、三產業轉移，農業生產向產業化發展，農村經濟水平不斷提升，給沼氣發展帶來嚴峻的挑戰，原有沼氣生態農業系統的結構與模式已經無法適應，如何應變成為必須解決的問題。同時戶用沼氣池“夏季氣多用不完，冬季氣少不夠用”的矛盾，這一點充分說明沼氣池產氣技術系統還需進一步改造，沼氣農業生態系統與綠色農業和農產品加工業等現代農業技術結合不夠，對農業產業化發展缺乏牽引力。

2．4沼氣生態農業系統的使用與管理、現狀與發展不協調

沼氣池是一個相對‘精密“的微生物生態系統。要保持正常使用離不開科學和規范的管理，否則就容易出現“病池”與“廢池”，導致不能使用，前功盡棄的現象較為普遍。出現這種情況的根本原因是：1)科技宣傳不夠，農戶不會規范使用，一些農戶把沼氣池當成了“垃圾池”；2)農戶疏于管理，一些農戶修建之前熱情很高，一旦建成聽之任之，致使小問題堆積成了大問題；3)政府管理機制不到位，同時也沒有可以借鑒的經驗；4)建池之前對沼氣生態農業系統缺乏科學設計，發展具有一定的盲目性；5)農村缺乏相關的管理人員，出現問題不能及時解決。

2．5綜合效益與農戶需求不協調

沼氣生態系統產生的綜合效益目前還不是很高，與其他農業技術產生的綜合效益相比還有一定差距，與農村非農業產生的綜合效益相比差距就更大了，出現這種現象的根本原因：一方面是潛在效益沒有充分發揮出來，例如社會效益中綠色農產品，部分產品得不到市場的認可，現實效益沒有實現，品質與價值不相符。經濟效益自然不會高。沼氣農業生態系統的生態效益只有在規模化以后才能體現出來，單個農戶的生態效益非常有限。另一方面，生態效益具有收益外泄的特點，沼氣戶產生的生態效益，使一個區域乃至國家免費受益，農戶有前期投資和運行投入，卻難有經濟補償，沼氣生態農業系統的補償問題應該值得研究考慮，從某種程度上講，生態產品處于負債經營的狀態，沼氣農戶盡管也是受益群體之一，但投入與產出之間存在差距。

2．6沼氣技術的商品化與產業化發展不協調

目前沼氣池和建池設備的商品化道路仍然很難，國內雖然在沼氣池材料及產品方面有所改進，但仍存在造價高和運輸困難，與傳統的磚混結構相比沒有明顯競爭優勢。另外，戶用沼氣池也面臨產業化發展的挑戰，一家一戶的生產經營模式浪費人力資源，沒有規模效益，沒有競爭力，生產的產品難以與市場化接軌，因此在農村也應向大中型沼氣池發展。沼液、沼渣的開發利用僅僅處于初級水平，只是簡單的回田，距離商品化有機肥料或動植物有機營養液的目標甚遠，還有待于進一步的探索研究。

五探討及建議

1、建議地方政府出臺畜禽養殖規模與農田種植規模相配套的規范，使沼渣、沼液得到全面綜合利用。建議地方政府對新批建的養殖廠考慮規模與其周圍農田種植面積配套問題。盡快出臺養殖規模與種植面積相配套規范。嚴禁不相配套養殖，以保證沼液、沼渣的充分利用，防止二次污染環境。

2、要加大加強宣傳培訓，提高群眾認識，培養沼氣綜合利用技術指導人員。建議將沼氣綜合利用列入農業技術推廣項目，給予專項基金支持。同時，編印、制造沼氣綜合利用宣傳資料、宣傳片、掛圖等。

3、探索三沼綜合利用社會化。根據目前農村勞力現狀和實際，可采取國家補助、私人購買抽肥設備和運輸車輛的辦法，解決沼液、沼渣運輸問題。國家資助一批沼氣綜合利用示范廠和運輸專業戶，定期收集沼氣戶的沼渣、沼液，有償向果農、菜農提供優質肥料，不局限于沼氣村、沼氣戶自己用，以實現“三沼”綜合利用最大化。

4、“三沼”綜合利用技術上的問題，有待于深化。建議各地根據當地實情，因地制宜加以利用。(1)針對沼氣綜合利用存在夏天過剩問題，主張用柴油機改裝成沼／柴發電機發電，即可解決夏天沼氣過剩的問題，又可作為夏天農村電能的補充；(2)針對沼液季節性過剩的問題，又可采取多種模式，在條件允許的地區，作為農作物或經濟林的有機肥料。

5、建立農村沼氣生態農業的服務體系。服務體系建設和相應扶持政策是農村沼氣得以健康發展的重要保證，農村沼氣建設是一項合理開發利用自然資源，保護生態環境的系統工程，需要有一個穩定的管理和監督機構，一個完善的服務網絡和一定的資金與政策扶持。各級政府要健全農村沼氣建設、管理機構，形成一定的建設和服務體系，以保證農村沼氣生態系統的良性發展。

總之，農村沼氣生態農業系統，作為一種促進生態良性循環和有利于資源環境保護的農業生態體系。在實踐中已顯示出合理性和科學性，并且已得到各級政府的重視。它將與農業可持續發展接軌，投入更加高效和諧，產出更加穩定持續，在農業增產、農民增收、農村經濟發展及農業生態環境保護等方面起到重大作用。