開發沼氣對發展循環經濟型生態農業的紐帶作用

摘要：循環經濟型生態農業是將循環經濟發展理念和模式運用到農業，利用農村種植養殖業產生的廢棄物和以農產品為原料的城市工業及鄉鎮企業產生的廢棄物，化害為利，變廢為寶，產生顯著經濟、社會、環境效益的生態農業類型。以沼氣開發利用為紐帶的農業循環經濟發展模式是一種實現農業廢棄物綜合循環利用的最佳模式。在介紹了循環經濟型生態農業的基本原理及應用類型的基礎上，通過分析目前我國農村資源與生態環境存在的問題，研究了開發利用沼氣的生態、經濟、社會效益，并探討了沼氣的未來發展模式。

關鍵詞：循環經濟型生態農業；沼氣；模式

中圖分類號：Ｓ２１６．４ 文獻標識碼：Ｃ 文章編號：0439－８114（２０11）09－1913-03

Ｌigament Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｂｉｏｇａｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｃｏ－ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ

Ｃｉｒｃｕｌａｒ Ｅｃｏｎｏｍｙ

ＷＡＮＧ Ｚｈｕｏ－ｌｉ，ＧＥＮＧ Ｐｅｎｇ－ｘｕ

（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ Ｇｅｏｇｒａｐｈｙ， Ｐｉｎｇｄｉｎｇｓｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｐｉｎｇｄｉｎｇｓｈａｎ ４６７０００， Ｈｅｎａｎ， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｅｃｏ－ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｌａｒ ｅｃｏｎｏｍｙ waｓ ａ ｔｙｐｅ ｏｆ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ｔｈａｔ ｕｔｉｌｉｚｅd ｔｈｅ ｉｄｅａｓ ａｎｄ ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ ｃｉｒｃｕｌａｒ ｅｃｏｎｏｍｙ ｉｎ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ． Ｉｔ ｍａｋｅd ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｓｔｅｓ ｉｎ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ， ｐｏｕｌｔｒｙ ｅｘｃｒｅｔａ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏ－ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｕｒｂａｎ ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ａｎｄ ｒｕｒａｌ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ． Ｉｔ ｃould ｔｕｒｎ ｔｈｅ ｈａｒｍ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｂｅｎｅｆｉｔ ａｎｄ ｒｅｃｙｃｌｅ ｔｈｅ ｗａｓｔｅ ｔｏ ｃｒｅａｔｅ ｒｅｍａｒｋａｂｌｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ， ｓｏｃｉａｌ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｂｅｎｅｆｉｔｓ． Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ circular ｅｃｏｎｏｍｙ ｗｉｔｈ ｂｉｏｇａｓ ａｓ ａ ligament waｓ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｍｏｄｅｌ， ｗｈｉｃｈ might ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ ｕｔｉｌｉｚｅ ｔｈｅ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｗａｓｔｅ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｌａｒ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｅｃｏ－ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， ｔｈｅ ｒｕｒａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ were analyzed ａｎｄ ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ， ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄ ｓｏｃｉａｌ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｏｆ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｕｓｅ ｏｆ ｂｉｏｇａｓ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ ｂｉｏｇａｓ were discussed．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｅｃｏ－ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｌａｒ ｅｃｏｎｏｍｙ； ｂｉｏｇａｓ； ｍｏｄｅｌ

循環經濟（Ｃｉｒｃｕｌａｒ ｅｃｏｎｏｍｙ）的思想是由美國經濟學家肯尼斯·波爾丁在２０世紀６０年代將物質循環理念引入經濟學以及相關學者的研究而產生的。２０世紀８０年代我國已經開始重視工礦企業廢棄物的回收和再利用，９０年代后提出了源頭治理的思想，１９９３年正式提出了循環經濟理論，１９９８年引入循環經濟概念。循環經濟是以資源的高效利用和循環利用為核心，以“減量化、再利用、資源化”為原則，提高資源綜合利用率，實現經濟、社會和環境綜合效益及可持續發展的經濟，它代表了未來的經濟發展方向［１］。“生態農業”一詞最初是由美國土壤學家威·阿爾伯韋奇于１９７０年提出的，是指運用生態學原理和系統科學方法，將現代科學成果與現代農業技術相結合，使之具有生態合理性、功能良性循環的一種現代化的農業發展模式。它是模擬自然生態系統原理，以仿生學為根據的農業，也是實現社會、經濟、生產３種效益統一的農業生產體系［２］。循環經濟型生態農業是對農村各種生產要素進行統籌考慮，系統節約，旨在綜合開發、再生利用、深度利用農村種植業和養殖業產生的廢棄物和以農產品為原料的城市工業及鄉鎮企業產生的廢棄物，化害為利，變廢為寶，實現顯著的經濟、社會及環境效益的生態農業類型［３］。

１循環經濟型生態農業的基本原理及應用類型

循環經濟型生態農業主要是基于以下基本原理：整體效應原理，相居而安原理，種群演替原理，食物鏈原理，限制因子作用原理等［４］。生態農業是以生態學為基本原理的，而生態學始終研究整體論，其最大的特點就是從整體出發。在循環經濟型生態農業中，整體效應原理是最基本的原理，其他原理均基于該原理之上。在生態農業中，應重視物質和能量在農、林、牧、漁、加工等各業的交換和轉化關系，挖掘資源潛力，對物質進行多級利用和轉化增值，發揮生態農業的整體效應。生態系統中存在著許多生物，通過一系列的取食和被食的關系使生產者所固定的能量和物質在生態系統中傳遞，各種生物按食物關系排列而形成食物鏈。生物之間的食物鏈關系，有一定的量化或比例關系，是一個動態平衡的關系，任意打亂它們的關系會使生態平衡遭到破壞，尤其是在生態系統功能上起關鍵作用的環節，一旦消失或受到破壞，就可能引起整個系統的劇烈波動，而及時維護或修補這些關鍵環節，則能推動生態系統的良性發展。限制因子是生態學中的重要概念，其涵義是任何一種因子只要接近或超過其耐受范圍，就會成為限制因子，從而影響整體效果。生物與環境的關系是復雜的，對于生態農業系統來說，并非所有因子都具有同樣的重要性，在分析生態農業時應集中注意那些可能起限制作用的因子。

２農村資源與生態環境問題

２．１化肥、農藥使用過量

１９７９年以來，我國每年化肥使用總量平均增加１５９萬ｔ，年均增速為１８％。我國的總體化肥使用水平不僅高于世界水平，而且高于各個收入組別水平。經研究，由于農民大量使用氮肥，氮素在土壤中的積存迅速增加，使得堿解氮含量大幅度提高，從而極大地降低了氮肥利用率。盡管農藥有著現實和潛在的環境危害，但由于其明顯的增產作用，在農業生產中仍被大量使用。我國農藥使用數量１５年間增長了２倍，年均遞增７．４％，年均增加４．８４萬ｔ。農藥的過量使用不僅對生態環境造成較大的壓力和危害，而且對農產品的食用安全構成了嚴重的威脅。

２．２畜牧業發展迅猛

我國畜牧業近年來發展迅猛，肉蛋奶等主要畜禽產品生產均以每年１０％以上的速度遞增，但由于缺乏相應的環境管理，畜牧業對周邊環境產生的危害也隨之而來。畜牧業對環境的影響主要是糞便管理問題。由于未經發酵處理的畜禽糞含水量大、惡臭、不衛生，其處理、運輸、施用既不方便也不安全，加之種、養分離，畜禽糞很難還田，大量的畜禽糞便及沖洗混合污水直接排入自然環境，不僅對大氣、河流及土壤等環境造成嚴重污染，還可傳播疫病。長此以往，對周邊環境以及人們的生活都會產生極大的影響。

２．３土地荒漠化加劇

我國土地資源面臨特別嚴重的問題就是土地的荒漠化，主要包括水土流失、土地沙漠化、鹽堿化與凍融荒漠化。水土流失是當前存在的最主要問題，我國也是世界上水土流失最嚴重的國家之一。水土流失是土地退化的主要原因，也是導致黃土高原生態環境惡化最嚴重的問題。土地沙漠化是指由于地表植被遭到破壞，地面失去覆蓋后，在干旱和多風的條件下，出現的風沙活動和沙漠景觀現象。土地沙漠化不僅影響土地的利用，而且土地沙漠化所產生的沙塵暴等還會給人民的生命財產造成巨大損害，威脅國家的經濟和社會安全。土地鹽堿化主要是不合理的灌溉造成的。盡管全國土地鹽堿化的程度低于水土流失，但土地鹽堿化還是導致了農業生產力的嚴重衰退［５］。

隨著化肥、農藥等的過量使用，畜牧業副產品不能得到有效地利用，不僅造成了土壤板結、地下水位下降、生態環境破壞、農產品質量下降等后果，而且農業生產所帶來的環境污染程度也在不斷加劇，對人體健康造成了直接威脅。因此，為了實現農業可持續發展，發展循環經濟型生態農業勢在必行。

３開發利用沼氣對生態農業發展的作用及效益分析

沼氣的原材料是農業生產中產生的廢棄物，充分利用這些廢棄物既可解決廢棄物堆放和燃燒污染的問題，又能夠使能量和物質得到多級利用并轉化增值，使農業生態系統的整體效益提高，對生態系統的平衡是正向促進作用。在生態農業中，可以把農業生產產生的廢棄物看做是限制因子，作為限制因子，對農業生態系統整體的影響是明顯的，因此將這些廢棄物變害為寶對整體所起的作用是顯著的。從食物鏈原理來考慮，發展沼氣也是符合生態原理的。沼氣的開發使農業的循環經濟得以實現［６］。

以沼氣開發利用為紐帶的農業循環經濟發展模式是一種實現農業廢棄物綜合循環利用的最佳模式。隨著科學技術的發展和人類實踐活動的深入，人們對沼氣開發利用的認識日益提高，沼氣的功能效應日益顯現，生態、經濟和社會的良性循環日益協調。

３．１生態效益

發展利用沼氣首先解決了農村生產生活用柴的問題，減少了對森林植被的砍伐，有利于生態環境的恢復與改善。據推算，一口８ ｍ３的沼氣池，一年可產沼氣３８０～４５０ ｍ３，提供的熱能可提供３～５口人的農戶全年的生活燃料和照明，相當于０．２ ｈｍ２的薪柴林所產生的能量［７］。因此，推廣使用沼氣可以保護森林植被，減少水土流失，其生態效益十分明顯，特別是在生態環境脆弱的地區加強沼氣建設顯得尤其重要。其次，開發利用沼氣能減少對大氣的污染。秸稈、薪柴和煤作為農村傳統的主要能源燃料，既污染環境又浪費資源。據測算，一口８ ｍ３的沼氣池可減少１５ ｋｇ二氧化硫和２．７ ｔ二氧化碳的排放。如果農村全面使用沼氣，１億口沼氣池可減少２．７億ｔ 二氧化碳的排放，顯然能起到節能減排的作用。再次，沼氣發酵處理后，不僅能提供清潔能源，沼渣、沼液還能改良土壤，培肥地力。我國農作物秸稈年產量約７億ｔ，在農村多數秸稈仍是被“付之一炬”，既污染環境，又浪費資源。通過沼氣來利用秸稈，不僅可以獲得沼氣能源，而且可保證作物秸稈很高的養分歸還率，從而提高農業生態系統的生產力，增加農業生態系統的穩定性。此外，沼液不僅可以代替化肥（沼液是農作物的全素營養液），而且還可以代替農藥防治病蟲害，從而能用于生產無污染的綠色食品。

３．２經濟效益

沼氣是農業生態系統的核心和紐帶，能帶來直接的經濟效益。將秸稈、畜禽糞便等有機物氧化，通過微生物分解轉化為沼氣、沼渣、沼液。沼氣可被農戶使用，沼液可作為養魚、養豬和養雞等的飼料添加劑，沼渣可用作有機肥。“豬－沼－菜”等多種循環經濟模式不僅促進了秸稈、畜禽糞便等農業廢棄物的循環利用，從而有效治理了農業污染，而且還促進了農村生活條件的改善以及農業增產、農民增收。如建一個８ ｍ３的沼氣池需要約１ ４００元，沼氣池年均產氣３００ ｍ３，折合成煤約０．８ ｔ或柴５ ｔ，兩年即可收回全部投資。豬舍養豬每年可出欄１０頭，每頭節約飼料２９ ｋｇ。栽培１５０ ｍ２的特色蔬菜，按每年３茬計算，戶均純收入達４ ０００～５ ０００元。通常沼氣池的使用壽命為２０～３０年，且操作使用簡便，使農戶不僅節約了成本，還減少了開支。此外，戶用沼氣池一年生產的沼肥作為化肥可節支３００元；沼液預防和防治病蟲害可節支農藥５０元。同時，使用沼液浸種小麥可增產５％～１５％，水稻可增產１０％～２０％；沼液喂魚可增產２０％，喂豬可提前２０～３０ ｄ出欄。由此可見，其增產增收效益十分明顯。沼氣建設與設施農業相結合所形成的綜合農業模式，其全年的經濟效益約２萬元，是單一經濟結構和傳統方式效益的３～５倍。隨著沼氣的大量推廣使用，為第二、三產業也開辟了廣闊的發展空間，如生產水泥、沙子、密封涂料的建筑建材業，生產沼氣用具和沼氣設備的工業企業，農副產品深加工，以及流通、運輸、科技服務等行業。

３．３社會效益

沼氣除了具有良好的生態、經濟效益外，還具有顯著的社會效益，主要表現在：①解放思想，優化勞動力結構。通過沼氣技術的推廣使用，給農民帶來了全新的享受，傳統守舊思想被破除，視野開闊，思路拓展，對科技的感知和認知程度明顯增強，求學求知欲望日益高漲。同時，使用沼氣、現代化的烹飪器具大大減輕了勞動者的家務負擔，提高了勞動生產率，從而使勞動者擁有更多的時間投入到讀書學習、從事運輸等行業中。因此，將會有越來越多的有文化、懂技術的現代新型農民為科技興農、建設社會主義新農村發揮重要的作用。②農村的環境衛生得到改觀。發展沼氣規范了廁所，使人畜居住分開，生活環境可上一個臺階。使用沼氣過程中，圈糞被集中到沼氣池內，可避免村道臟、亂、臭的現象。此外，生活垃圾、人畜糞便等原料經發酵處理后還能有效地控制和預防疫病的傳播，農村衛生面貌和農民精神面貌將煥然一新，農民的生活質量也會隨之提高。

４沼氣未來發展模式探討

隨著我國市場經濟的進一步發展，農村沼氣必然要向市場化、集約化方向發展。農村沼氣建設模式必須適應新形勢發展的需要，實現從單一模式向多模式轉變，從戶用沼氣向大中型集中供氣轉變，大力發展戶用秸稈沼氣、大中型秸稈集中供氣、農村衛生學校沼氣工程，統一配送沼氣原料等模式，拓寬原有農村沼氣池的適用面，通過建設模式的創新，推進沼氣穩步健康發展。首先沼氣的發展要與當地能源需求情況、經濟水平保持一致，可采取不同的模式如“一池三改”生態家園模式、“四位一體”生態能源模式、大中型沼氣工程，從而促進多元化發展。其次在綜合利用模式上，積極引進和推廣沼氣綜合利用技術，提高科技含量。在一些條件成熟的地區，可大力發展大、中型沼氣工程，采取集中供氣、有償供應的方法走多元化發展的道路。如秸稈沼氣集中供氣工程，具有熱值高等更多優勢，不但可解決沼氣發酵原料不足的問題，而且可進一步推動秸稈的綜合利用。養殖場沼氣工程以運行穩定的規模化養殖場為依托，建設養殖場沼氣工程，結合沼氣工程建設配套有機肥綜合處理設施，發揮綜合效益。通過養殖場沼氣工程的建設，可把畜禽養殖業產生的廢棄物轉化為可利用的清潔能源和有機肥料，實現畜禽糞便的變廢為寶和養殖企業的持續增效，形成“資源-廢棄物-再生資源”的循環利用模式，發展現代綠色循環農業。

參考文獻：

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［４］ 胡銀根，游紅，楊鋼橋．循環經濟型生態農業發展探討［Ｊ］．生態經濟，２００８（６）：１１２－１１４．

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