以沼氣為紐帶的種養結合循環農業系統能值分析

祝新榮++寧素軍

摘要：將種植業與沼氣工程進行結合，建設以沼氣為鏈接的種養結合型循環農業系統是現階段豬場糞水處理的新興循環農業模式，以某畜牧場的循環農業模式為參考案例，對新興循環農業模式進行評價，同時基于相關指標體系與能值流圖，從組織能力、經濟生產收益、可持續惡性與環境安全以及資源利用方面對該系統進行綜合評估與定量分析。

關鍵詞：沼氣；循環農業；資源利用；種養結合；能值分析

中圖分類號： S216.4；S210.1 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.02.001

1 種養結合型循環農業系統能值分析定義

循環農業系統主要以再循環、再利用以及減量化為準則，而倡導資源循環運用及減量化運用，以沼氣為鏈接的結合型循環農業系統是豬場糞水處理的有效措施之一，該系統能處理廢棄沼液，促進污水生態排放達標，早期時則著重注意沼液肥料效果、污水排泄指標以及沼氣工程工藝設計[1]。能值分析法主要是以生態自然價值為基礎，將模式中各類經濟流與生態流轉換成能值，予以經濟性活動及自然環境生產統一評估，定量研究生態經濟效益、系統功能以及系統結構的一種方式。現階段，已被廣泛應用于城市生態、工業生態、區域生態、農業生態以及自然生態等系統可持續性發展的對比、評估及分析。

2 研究區概況

此次研究區域為某畜牧場，距離市區14公里，研究系統總的占地面積為30.25公頃，種植面積約22.80公頃；研究區年均氣溫為19.50℃、年太陽輻射為30.20MJ/km2、年均降雨量為1697.5毫米、徑流年均值為200毫米。研究區模式以生豬養殖為主要平臺，干濕分離牲畜廢棄物，而豬糞渣用于有機肥生產以及食用菌栽培，污水經研究區沼氣工程厭氧發酵處理，污水厭氧后的沼氣主要用于發電、產熱，沼液與沼渣用于玉米、甘藍以及牧草等澆灌，生成廢棄物資源循環運用與物質多極化循環運用的復合循環性生態系統[2]。此次以生豬養殖、沼氣工程、固廢處理及沼液利用等循環農業系統為主要研究對象。

3 循環農業系統的能值流研究

外界輸入性系統方面的能值流主要包括購買能值與自然資源，其中反饋能值屬于系統自產，于系統內部進行循環運用，而輸出系統能值主要是總產出能值除去反饋能值（見圖1）。研究區域的循環農業系統由固廢處理、沼液運用、沼氣工程以及生豬養殖等四部分組成，具體循環表現為：每年干濕分離牲畜廢棄物后所產生的沖欄水、尿液以及豬糞便為1.31×1018sej與1.79×1017sej，其中29.5%的沼液能反饋至種植業，而70.5%的沼液滯留在系統中用于下季度再生產原料；73%沼渣、菌渣以及豬糞便反饋至有機肥系統中，而26%的豬糞便用于食用菌種養中，僅1%有機肥用于種植業系統。

注：1為沼液運用（D蘋果種植、C玉米種植、B牧草種植、A甘藍種植），2為生豬養殖、3為沼氣工程、4為固廢處理（G有機肥生產、E食用菌生產），N不可更新型自然資源能，R可更新型自然資源能，R/可更新型有機能，Y產出，F不可更新型工業輔助能。

4 循環農業系統的經濟效益研究

從循環系統的能值貨幣與現金價值計算年經濟凈收益、系統產投比，評估研究區與單純生豬養殖的經濟效益，凈收益計算公式為：總產出-統外投資-棄物、產投比（總產出-廢棄物）÷系統外投資，研究區與單純生豬養殖的經濟效益以凈收益與產投比計公式進行計算（見表1）。從現金方面分析，研究區的產投比較單純生豬養殖高，而且凈收益較單純生豬養殖高出18.96%，提示研究區的現金性經濟收益明顯高于單純生豬養殖[3]。從能值貨幣方面分析，研究區的產投比較單純生豬養殖略低2.47%，原因分析可能是，養殖業主要產出高值能品種，而種植業主要產出低值能品種，由兩者結合所產生的種養結合型循環農業系統凈能值性產出率可比單純生豬養殖低，但是凈收益較生豬養殖高9.01%，所以經研究分析發現，研究區的循環農業系統在增加沼液利用、固廢處理以及沼氣工程流程后，其總體效益較單純生豬養殖高，因此采取種養結合型循環農業系統能顯著提高經濟收益與社會效益。

表1 單純生豬養殖與研究區系統經濟收益分析

注：產出與投入針對系統外，不包括系統內部循環。

5 結語

以單純生豬養殖作對照，對研究區循環農業系統的經濟效益、可持續性發展度、環境安全性以及資源減量率進行分析發現，循環農業系統通過資源循環運用后，購買能值率顯著降低，而且外界資源投資逐漸減少，達到資源減量化的目的。此外，可持續性發展指數明顯提高，環境負債率明顯降低，而且經濟收益與社會效益隨之提高，進一步實現社會效益、經濟收益以及生態效益的完整統一。

參考文獻

[1]段娜，劉曉東，林聰，等.以沼氣為紐帶的生態村循環系統能值分析[J].農業工程學報，2015，31（01）：262-268.

[2]靳紅梅，嚴少華，常志州，等.基于集約化農區種養結合的豬糞處理模式生命周期評價[J].農業環境科學學報，2015，34（08）：1625-1632.

[3]宣雄智，顧國海，汪成忠，等.生態觀光體驗型家庭農場的循環農業模式研究[J].安徽農業科學，2015，43（35）：79-80.

作者簡介：祝新榮，中專學歷，助理農藝師，研究方向：大田農作物的種植管理技術以及農業環保技術。