基于能值理論的環洞庭湖區農業生態系統綠色GDP核算研究

朱玉林，李明杰，王茂溪，龍雨孜

（中南林業科技大學 經濟學院，湖南 長沙 410004）＊

一、引 言

隨著經濟的不斷發展，自然資源變得越來越稀缺，生態環境日趨惡化，傳統GDP逐漸顯露出許多缺陷。這主要是因為傳統GDP的核算是以貨幣為計算依據，而貨幣價值是建立在社會必要勞動時間基礎上的［1］，它只計量了人類在利用資源的過程中人類所付出的勞務量這部分價值，而沒有計量自然資源、環境本身所存在的價值和它們對人類的貢獻，將資源和環境作為人類經濟活動的“外生變量”，這顯然低估了經濟過程的投入價值，其結果就造成了高估當期經濟生產過程的新創造出的價值，從而導致GDP核算的失真［2］。利用能值理論核算的綠色GDP（以下簡稱能值綠色GDP），將自然資源與環境因素作為“內生變量”，在現有國民經濟核算方法基礎上，將經濟活動中自然資源的耗減成本和環境污染代價予以扣除［3，4］，因此它不僅能夠反映經濟的增長水平，而且符合“資源節約、環境友好”型社會對經濟指標的計量要求，更能體現可持續發展的思想。國外目前關于綠色GDP核算方法有多種，對農業生態系統綠色GDP的核算所進行的相關研究很少，各國在計算時所采用的方法都不盡相同，在對自然資源消耗和對環境資源損耗的計算在其方法上也還處于一個探索的階段。國內有學者用能值理論進行綠色GDP核算，如郭嘯遠（2010），耿勇、陳超（2007），康文星、鄒金伶（2010），張婧婧，宋勝幫（2009）對區域農業生態系統進行過綠色GDP的核算研究［5－7］，下面試圖以能值理論為基礎，建立基于能值理論的農業生態系統綠色GDP的核算模式，并對2009年湖南環洞庭湖區農業生態系統綠色GDP進行核算。

二、環洞庭湖區概況與能值綠色GDP核算方法

洞庭湖區位于湖南省北部，涉及常德、益陽、岳陽三個地市。從理論上說，環洞庭湖區應當只包括與洞庭湖相鄰的濱湖堤垸地區，以及直接受洞庭湖影響需要堤垸保護的洞庭湖其它平原地區。本課題所指環洞庭湖區依據的是王克英主編的《洞庭湖治理開發》一書對洞庭湖區的界定“洞庭湖區范圍包括濱湖堤區及‘四水’尾閭受堤垸保護地區。”根據這一界定，岳陽、常德、益陽三市除平江縣、石門縣、桃江縣、安化縣外，其余24個市、區都屬于洞庭湖區，面積3.2萬平方公里，占三市總面積的71.11%。該區域以洞庭湖平原為主體，區內光照豐富，雨水充沛，耕地面積廣大，水域寬廣，農業資源相當豐富，自古以來該區就是我國農業精華地帶，是湖南省農業最為發達的地區之一，也是國家重要的糧食、棉花、淡水水產和生豬等農產品生產基地，素有“魚米之鄉”、“洞庭糧倉”的美譽。但在過去相當長的時期內，由于人為圍墾、泥沙淤積和江湖關系變遷等的影響，湖泊生態環境演替頻繁，生態環境和自然資源質量呈下降趨勢。

能值理論是著名生態學家 H.T.Odum于20世紀70年代創立的，它以能值為基準，把生態經濟系統中不同種類、不可比較的能量通過能值轉化率轉換成同一標準的太陽能值來衡量系統中各種生態流（包括能物流、貨幣流、人口流和信息流等），從而定量評價和分析生態系統生態經濟效益的方法［5，6］，將物質或能量轉化為太陽能值的基本表達式為：M＝τ×B，該式中，M 為太陽能值（單位為sej），τ為太陽能值轉換率（單位為sej／單位），B為物質或能量流量（單位為g或J）［8，9］，洞庭湖平原區農業綠色GDP的具體核算方法介紹如下：

（一）原始數據的獲取和計算方法。

本文的原始數據主要來源于湖南省農村經濟統計年鑒（2010）、湖南省年鑒（2010）、湖南省統計年鑒（2010）、中國統計年鑒 （2010）、中國農村統計年（2010）鑒及湖南統計信息網等。能量轉換系數和能值轉換率大部分參考藍盛芳等主編的《生態經濟系統能值分析》和聞大中等主編的《農業生態系統的能量分析、能量生態——理論、方法與實踐》，少部分是筆者通過《農業技術經濟手冊》計算整理而成［10－13］。

（二）主要核算步驟

（1）通過調查、測定、計算和文獻搜索，收集湖南洞庭湖平原區常德、益陽、岳陽等三個地市的各種氣象數據、投入農業系統的物質和能量數據等，獲得農業生態系統中有關自然環境、經濟狀況等的基本資料。

（2）繪制能量系統圖：應用 H.T.Odum的“能量系統語言”圖例，繪制能量系統圖，依據收集到的資料，形成包括系統主要組分及相互關系的系統圖解，借此可以明確系統的基本結構，系統內外的相互關系和主要生態流的方向。圖1是農業生態系統能量系統圖。

圖1 農業生態系統能量系統圖

（3）根據所獲取的數據和相關計算公式（見公式1～7），計算各種來源的能值投入和不同的能值產出，并按照不同類別的資源分別進行歸類，進而編制系統能值分析表。本文所得出的能值分析表包括項目有：能量數據、太陽能值轉換率、太陽能值、能值－貨幣價值等6項，按不同類別的投入、產出進行了分類。

相關項目計算公式如下：

太陽光能、風能、雨水化學能、雨水勢能、地球旋轉能和凈表土損失能的能值計算，見公式（1）～（6），其他投入物和產出物的能值計算見公式（7）。

式中：空氣密度為1.29kg／m3，渦流擴散系數為12.95m2／s，風速梯度為3.93×10－3m／s。

式中：吉布斯自由能G為4.94×103J／kg，密度為1000kg／m3。

式中：密度為1000kg／m3，重力加速度為9.8 m／s2。

式中：熱通量為1.45×106J／（m2·a）。

式中：侵蝕率為250g／（m2·a），流失土壤中有機質含量為3%，有機質能量為2.09×104J／g。如果是被成熟植被覆蓋的地區，其表土層的土壤得失為0。

需要說明的是，在能值投入產出表中，種子的能量是以播種品種、播種面積和最終產量為依據計算所得，化肥、農藥和有機肥則由其投入量乘以能值轉換率直接得到。

（4）依據上述結果計算出湖南洞庭湖平原區農業生態系統中各種類別物質的太陽能值，從而計算出其能值－貨幣價值。其中“太陽能值”項等于“原始數據”項乘以“太陽能值轉換率”項，“能值－貨幣價值”項等于“太陽能值”項除以“能值貨幣比率”。

（5）農業生態系統綠色GDP的核算。在農業生態系統傳統GDP核算基礎上對環境損失成本和資源耗減成本予以扣除，核算公式為：綠色GDP＝傳統GDP－ΣERnr－ΣIAEnr－ΣW。其中ΣERnr為農業生態系統所消耗的不可更新環境資源的能值－貨幣價值，ΣIAEnr為農業生態系統所消耗的不可更新工業輔助能的能值－貨幣價值，ΣW為農業生態系統產生的廢棄物的能值－貨幣價值。

三、湖南洞庭湖平原區農業生態系統綠色GDP的核算結果

根據收集和整理到的數據，按照能值綠色GDP的核算方法，得到2009年湖南洞庭湖平原區農業生態系統能值投入產出表，其中能值投入產出表包括投入部分和產業部分，其中投入部分的項目有：可更新環境資源投入、不可更新環境資源投入、可更新工業輔助能投入、不可更新工業輔助能投入、有機能投入五部分。由于篇幅未列出。

其中太陽能、風能、雨水勢能、雨水化學能和地球旋轉能等屬于可更新的環境資源，在這些資源的使用過程中，農業生態系統可以對其進行自然恢復；而表土層損耗等則屬于不可更新環境資源，其無法在短期內從農業生態系統中得到恢復和補充。為了使表土層資源損耗得到有效的補償，必須從農業生態系統傳統GDP中拿出一部分資金進行治理。2009年該區域農業生態系統所消耗的不可更新環境資源的太陽能值為：3.71E＋20sej，其相應的能值－貨幣價值為：6.80E＋08元，這就是2009年該區域在農業生產過程中所消耗的環境資源的價值，而這部分價值必須從農業生態系統傳統GDP中拿出一部分資金進行補償才能維持該系統的可持續發展，因此，在核算綠色GDP時予以扣除。

2009年該區域農業生態系統所消耗的不可更新工業輔助能的太陽能值為1.68E＋22sej，其相應的能值貨幣價值為：3.07E＋10元。與所消耗的不可更新環境資源的能值－貨幣價值相比，該區域農業生態系統所消耗的不可更新工業輔助能在整個農業生態系統中所占的比重是較大的。且在不可更新工業輔助能（電力、化肥、農膜、農藥、柴油、農用機械等）中，化肥所占的比重是最大的，達到了74.61%，其次為農用機械，但僅為16.81%；而農膜、農藥、農用柴油、火電等在該區域生態系統所消耗的不可更新工業輔助能中所占的比重很小。這表明，該區域農業生態系統主要依靠投入過多的化肥、農用機械等發展起來的，而化肥、農用機械屬于不可更新資源，化肥的過量使用可能會造成土壤板結，使土壤中的礦物質、有機物、水分、微生物等遭到破壞和喪失，并且對生態環境也會造成一定的污染，所以在計算綠色GDP時應將這一部分所消耗不可更新工業輔助能的價值予以扣除。

值得說明的是，農業生態系統所排放的廢棄物一般為人、畜的糞、尿及其他有機物垃圾，而這些廢棄物基本上可作為農田、耕地和林地的有機肥料，在生態系統中能實現循環利用，不會造成環境資源的耗減，故在核算綠色GDP的過程中，這一部分價值對其傳統GDP的影響可以忽略。

通過數據查找，2009年該區域農業生態系統傳統GDP的數值為491.60億元（該數據由2009年岳陽、常德、益陽三市除平江縣、石門縣、桃江縣、安化縣外的24個市、區的第一產業數據加總而成），扣除不可更新環境資源的能值貨幣價值6.80E＋08元和不可更新工業輔助能的能值貨幣價值3.07E＋10元，結果為177.61億元，這就是扣除環境損失成本和資源耗減成本后，該區域農業生態系統綠色GDP的數值，占傳統GDP的比重僅為36.13%。

可計算該系統的衡量系統產出對經濟貢獻大小和系統生產效率的指標凈能值產出率（總產出能值與輔助能值的比）是3.24，說明系統的農業生產效率卻是比較高的，這是因為系統投入了比重相對較高的不可更新資源能值，一方面化肥投入比重大，另一方面由于主要是平原區，機械化程度也相對較高造成的。

四、結論及相關政策建議

洞庭湖平原區農業生態系統生產效率相對較高，但該系統綠色GDP占傳統GDP的比重卻不高，這在一定程度上反映出該系統農業還是處于高投入，高能耗的生產階段，尤其具有明顯的化肥農業特征，可持續發展水平相對不高。

1.進一步轉變理念。樹立經濟發展要走可持續發展、生態優先的理念，要積極倡導資源節約，資源循環利用。

2.積極開拓生態農業。環洞庭湖區的農業資源十分豐富，油菜、柑桔、茶葉、竹木的發展已初具規模，可積極開發生態農業，如水稻農田輪作、積極投入沼氣池的使用，沼液喂牲口和食用菌的種植，增強資源、能源的利用率，減少資源的消耗和廢棄物的排放；

3.改善農業投入結構。用可更新的有機能替代不可更新的工業輔助能，提高投入能值的可更新比。洞庭湖的水資源豐富，該區域的水力開發有極大的潛力。水力發電屬清潔、可更新的能源，并且污染少可積極替代火力發電，可減少煤炭等不可更新資源的使用量，同時可減少燃煤所排放的二氧化碳、二氧化硫和粉塵顆粒等廢棄物。再比如，用有機肥替代化肥，提高有機農業比重，從而增加綠色GDP值。

［1］Odum HT.Ecology and Economy：Emergy Analysis and Public Policy［R］.Austin，USA：Texas Policy Research Project Report Number 78，1987.

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