湖南農業生態經濟系統能值分析

吳 磊，向平安

（1.湖南農業大學學生工作部，湖南 長沙410128；2.湖南農業大學園藝園林學院，湖南 長沙 410128）

能值分析理論和方法是由美國著名生態學家、克萊福獎得主、系統能量分析先驅H T Odum于20世紀80年代創立的，20世紀90年代在世界各國得到廣泛研究[1]。能值分析是通過建立綜合定量指標，深入探討生態系統和經濟系統中各要素的關系，使生態系統的研究真正走向定量化[2]。本文將能值理論和方法引入到對湖南農業的研究，從生態環境角度定量分析可持續發展狀況下農業的各項能值指標，衡量人和環境對于經濟發展的貢獻，旨在為湖南農業實現可持續發展提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

湖南地處東經 108°47′～114°15′，北緯 24°38′～30°08′之間，土地總面積 211829 km2，屬亞熱帶季風濕潤氣候，全省年日照時數為1300～1800 h，全年平均氣溫16～18°C，四季變化較為明顯。湖南雨水豐沛，各地降水日數在140～180 d之間，年平均降雨量在1200～1700 mm之間，屬多雨地區，但時空分布不均勻。

1.2 能值分析理論

能值分析是以能值為共同的度量標準，把不同性質、不同類別的能量通過能值轉化率換算成相同性質的太陽能，定量分析系統的結構功能特征值。能值分析既能夠分析系統內部的各組分能值流，也能分析系統內外的能值交流。通過能值分析得出的綜合能值指標體系既能反映生態效益，也能反映經濟效益，可以說它是生態學與經濟學的橋梁，為生態經濟學提供了廣闊前景。

1.3 能值分析步驟

以湖南2008年農業生態經濟系統為研究對象，查閱了湖南年鑒、湖南省統計年鑒、湖南農業統計年鑒、湖南省氣象統計年鑒等文獻資料，收集了相關數據。能量折算系數及其計算方法主要參照駱世明[3]編寫的《農業生態學》。能值轉換率和計算方法主要參照《生態經濟系統能值分析》及《農業技術經濟手冊》[4]。

2 結果與分析

本研究編制了2008年湖南農業生態經濟系統能值分析表（表1、表2），建立了湖南農業生態系統能值指標體系（表3）。

表1 2008年湖南省農業生態經濟系統能值投入分析

2.1 湖南農業生態經濟系統能值投入結構分析

2008年，湖南農業生態經濟系統總能值投入為6.92E+22sej（表1）。其中，可更新有機能值投入為2.97E+22sej，占總能值投入的43%；不可更新工業輔助能值投入為2.99E+22sej，占總能值投入的43%；可更新環境資源能值投入為7.42E+21sej，占總能值投入的11%；不可更新環境資源能值投入為2.12E+21sej，占總能值投入的3%。從能值投入結構來看，購買能值投入較大，而資源環境的能值投入較小。從表3可以看出，湖南農業能值總投入平穩增加，由1994年的6.28E+22sej增加到2008年的6.92E+22sej，主要是因為工業輔助能值投入增加較大，而有機能值投入減少明顯。由此可見，湖南不可更新工業輔助能貢獻率最大，而自然資源的貢獻率相對較小，農業生產處于靠機械動力和石化能源的高投入尋求高產出的石油農業階段。

2.2 湖南農業生態經濟系統能值產出結構分析

2008年，湖南農業能值總產出為3.07E+23sej，其中，種植業產出能值為8.27E+22sej；林業產出能值為1.85E+21sej；畜牧業產出能值為2.02E+23sej；漁業產出能值為1.96E+22sej。畜牧業、種植業、漁業和林業所占比例分別為66%、27%、6%、1%。整體而言，湖南農業能值總產出較大，增速較快，由1994年的1.75E+23sej增加到2008年的3.07E+23sej，增加了75.43%，表明湖南農產品產量大幅提高。

2.3 凈能值產出率

凈能值產出率是衡量農業生產活動能值利用的效率。凈能值產出率=能值總產出/（不可更新工業輔助能+可更新有機能）。它反映農業生態系統的回報效率，顯示經濟活動的競爭能力。由表3可知，與其他省份相同年份相比，凈能值產出率2008年湖南 （5.14） 高于安徽 （2.91）[5]，2006 年湖南（5.31）高于遼寧（2.89）[6]，2003 年湖南（4.78）高于甘肅（1.26）[7]。1994～2008 年湖南省農業生態系統人均能值凈收益在3.3～5.3這個區間，并且呈逐年上升的趨勢。研究表明，湖南農業能值總產出較大，經濟

效益比較好，農產品具有較高的市場競爭力。雖然農產品產量大，但是很多農產品都是以初級產品的形式流入市場，沒有得到增值。

表2 2008年湖南省農業生態經濟系統能值產出分析

表3 1994～2008年湖南農業生態經濟系統能值指標

2.4 環境負載率

環境負載率是對經濟系統的警示，反映了現有經濟條件下，可更新資源負載壓力的大小。環境負載率=（不可更新環境資源能值+不可更新工業輔助能值+可更新有機能值）/可更新環境資源能值。由表3可知，與其他省份相同年份相比，資源負載率2003年湖南（8.14）高于江蘇（1.2289）[10]、甘肅（6.08）[7]和山東（6.42）[9]，2006 年湖南（8.46）高于山西（7.83）[8]。湖南環境負載率由1994年的6.46增加到2008年的8.32，其中2003～2008年有所波動，但仍呈上升趨勢，表明較大的經濟能值的投入，導致環境污染比較嚴重。總體來講，湖南農業的環境負載率處于一個較高的水平，這說明湖南農業生產對環境的壓力比較大，過多的如農藥、化肥、農膜等工業輔助能的使用，對環境造成了巨大影響。因此，應該把環境負載率控制在一定區間，合理搭配各種能值的投入，使農業生產既不影響環境，又能充分利用自然資源，促進農業可持續發展。

2.5 能值自給率

系統能值自給率反映其自給自足的能力，一般情況下，能值自給率越高，自身資源相對會更豐富。能值自給率=（可更新環境資源能值+不可更新環境資源能值）/總投入能值。由表3可知，與其他省份相同年份相比，能值自給率2003年湖南（0.16）遠低于甘肅（0.3286）[7]，2008 年湖南（0.16）也低于山西（0.27）[8]。湖南能值自給率由1994年的0.2減少到2008年的0.16。由此可見，湖南農業發展對于自然資源的依賴性并不高，并呈現下降趨勢，無償資源對農業發展所做的貢獻遠低于甘肅和山西，這說明湖南農業發展水平比較高，農業生態經濟系統開放程度比較強。

2.6 能值投資率

能值投資率既可以衡量經濟發展的程度和競爭力，也可以衡量環境資源對于經濟活動的負荷。能值投資率=（不可更新工業輔助能值+可更新有機能值）/（可更新環境資源能值+不可更新環境資源能值）。由表3可知，2004年湖南農業能值投資率（5.07）高于甘肅（2.05）[7]。湖南能值投資率由1994年的4.99增加到2008年的6.25，表明經濟能值投入多，而環境資源能值投入相對較少，農產品具有一定的競爭力。這說明系統的購買能值投入比較多，而環境資源能值投入比較少，因此湖南農業應該加大對環境資源的利用率，促進生產發展，提高產品的競爭力。

2.7 能值可持續發展指數

能值可持續發展指數為凈能值產出率與環境負載率的比值。如果一個國家或地區的生態經濟系統凈能值產出率高而環境負荷率相對較低，則它是可持續的，反之是不可持續的[11-14]。研究表明，ESI值在1～10之間表示經濟系統富有活力和發展潛力；ESI>10是經濟不發達的象征，表示對資源的開發利用不夠；ESI<1時為消費型經濟[15]。從表3可知，湖南農業可持續發展指標由1994年的7.86降到2008年的5.96，雖然中間有所波動，但仍然控制在6～10這個區間內，表明湖南農業生態經濟系統具有較強的可持續發展能力和較大的發展潛力。

3 結論與討論

從投入與產出結構來看，湖南農業生態經濟系統能值總投入與其他省份相比不算高，但能值總產出比較高，特別是生豬、水稻、油菜等農產品都位于全國前列，所占比重大，與湖南農業大省的地位比較符合。由于湖南農產品加工業和制造業并不發達，大多以初級產品形式流入市場，農民實際的收入并不高。

從各項能值指標來看，能值自給率比較低；凈能值產出率、環境負載率、能值投資率均比較高；可持續發展性能比較合理。但是要保持農業可持續發展，必須提高對可再生資源的利用，減少農藥、化肥、農膜等工業輔助能對于環境的壓力。

湖南農業生態經濟系統要進一步良性發展，一是要優化能值投入，提高經濟效益；二是要加快結構調整，提高農產品競爭力；三是要合理利用輔助能，提高凈能值產出率；四是要降低環境負載率，加強生態環境建設。

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