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1研究方法及數據來源

1.1基本方法與步驟

①收集有關能流、物質流、和貨幣流的基本數據并將其分類,將以物質、信息、能量存在的含能物質全部轉化為太陽能值表達式:M=T×B式中:M為太陽能值(solaremergyjoules,簡寫為sej);T為太陽能值轉化率;B為可用能。②根據分類及計算結果進行能量系統和能值系統表格的編制,通過各能流關系建立一系列評價研究對象結構、效率等屬性的指標體系。③根據指標體系計算各項指標,依據計算結果對研究對象進行評判[1~6]。

1.2研究地區概況及數據來源

中國東北三省總面積78.8萬km2,東北地區絕大部分屬于溫帶大陸性季風氣候,夏季涼爽短促,冬季寒冷漫長,雪期長。東北三省農業生態系統主要狀況如表1。該區農業在全國占有重要地位,被譽為中國糧食的“穩壓器”,2004年全區人口1.07億,耕地總面積2152.6萬hm2,占全國的16.6%,生產糧食7231萬t,占全國糧食總產量的15.4%。能值分析所需主要的原始數據主要來自于中國統計年鑒、各省統計年鑒、社會發展公告和中國農業全書,能量折算系數、能值轉換率和計算方法參照相關研究文獻[1~13]。

2東北三省農業生態系統的指標及能值分析

2.1能值投入結構與能值投入率

2004年東北三省農業生態系統能值投入黑龍江省最高,為375.62×1020sej;遼寧、吉林次之,分別為330.88×1020sej,243.36×1020sej(表2,表4)。東北地區能值投入以輔助能源為主,遼寧省輔助能值達到80%,為三省之首;黑龍江省最低,輔助能值占到總能值69%,吉林省為73.1%,處于二者之間(表5)。遼寧環境貢獻率為20%,與基本傳統經濟學認為環境貢獻率占到10%~20%的觀點相符合,吉、黑二省分別為26.9%和31%,與傳統經濟學觀點有一定程度的偏差。遼、吉、黑三省輔助能源之中不可更新的輔助能源分別都在76%以上,分別占到了總能值的63.0%、55.7%和55.2%,可見,該區能值投入又是以不可更新資源的輔助能源為主。東北地區地廣人稀,適于展開大規模機械化作業,農用機械力和能源消耗占到總投入能值的20%~40%。遼寧省高達40%,而吉林和黑龍江省分別只有20.2%和19.1%,表明遼寧省農業機械化程度要高于吉、黑二省。輔助能源中化肥能值投入為總能值的22.5%~35%,吉林省化肥能值投入為35%,高于遼寧的22.5%和黑龍江的33.1%。東北地區農業生態系統可更新輔助能源投入比例水平相當,分別為遼寧16.7%、吉林17.4%和黑龍江16.7%(未含有機肥),而且其中主要為人力能值的投入,東北三省有機肥料能值的投入比例較低,有些地區很少使用甚至多年不使用農家肥(黑、遼有機肥具體數值未取得,但由于數量少不影響計算結果)。一個地區的能值投入率等于該區人類經濟系統投入的購買能值與從自然環境資源輸入生產過程的能值之比,用于衡量經濟活動在一定條件下的競爭能力和經濟發展程度,并可測知環境資源條件對經濟活動的承受能力[1]。能值投入率高,會加大農產品的成本投入,在一定程度上影響到其競爭優勢,但過低的能值投入率,會影響到資源的利用效率。東北地區平均能值投入比率為3.02,高于1998年全國農業生態系統2.80的平均水平[14],吉、黑兩省分別為2.72和2.22,低于2.80,但遼寧省高達4.13。相對于全國水平,東北地區可以適當加大化石能源的投入,但是長期的化石能源的投入會使土壤的營養元素失衡,破壞土壤物理、化學性質。從可持續發展的角度看,東北地區是“藏糧于土”最具潛力的地區[13],充分發揮其土地肥沃的優勢,注重種地和養地結合加大有機肥料的投入,是維持其土壤養分平衡和保護農業生態安全的重要途徑。

2.2能值產出與凈能值產出率

該區能值產出總量分別為黑龍江1164.02×1020sej、遼寧省957.71×1020sej、吉林省622×1020sej(表3,表4)。盡管吉林省種植業的總能值產出只有黑龍江的55%,但能值貢獻最高為28%,吉林省種植業糧食總產量和單產水平長期以來一直處于三省中的前列;黑龍江種植業能值貢獻率為27.2%,糧食總產量最高,但單產水平最低;遼寧種植業能值僅有13%,但近年來糧食單產水平不斷提高,2004年已略高于吉林省。東北地區整體能值產出中牧業做的貢獻最大,遼寧最高占到總能值69.3%;吉林為61.7%,能值產出的絕對值量最低;黑龍江僅為58%,但能值產出的絕對值量最高,分別是遼寧的1.02倍和吉林的1.77倍,是該省重點發展的產業。林業產值中黑龍江省最高,分別是遼寧和吉林的1.61和2倍,該省擁有國內最大的林區,總面積1672萬hm2,占全國的14.5%,林業資源豐富。漁業能值產出中遼寧省依據臨海優勢和優越的養殖條件居于首位,占總能值產出的11.7%,黑龍江和吉林二省僅為7.3%和3.8%。綜上所述,遼寧、吉林、黑龍江三省能值產出結構中,種植業和牧業占主導地位,種植業和牧業的產值總和分別為83.3%、89.8%、85.8%,占了絕對優勢。由于該區有豐富的糧食資源,而且農民積極性高,牧業增產潛力比較大。凈能值產出率是總的能值產出量與總能值投入量的比值,凈能值產出率反映了一個地區農業生態系統整體的回報效率,如江蘇省2001年凈能值產出率為4.17[10],全國凈能值產出率平均水平為1.42[10]。2004年黑龍江省凈能值產出率為3.14,是三省中凈能值產出率最高的省份,遼寧為2.99緊隨其后,吉林則是三省中最低為2.56(表5),在能值產出效率方面落后于其他兩省。相對于全國水平而言,東北三省的凈能值產出率處于一個相對較高的水平,農業生態系統整體運行良好,能值回報率高。東北三省種植業、林、牧、漁業所體現的宏觀經濟價值與國民生產總值比例不相一致,這主要是由于能值分析考慮到了自然資源的價值,同時能值分析也賦予勞動力以價值,而且不同的產品能值產出的質量也不同,宏觀經濟價值體現了其農產品的真正價值[10,12,13]。

2.3環境負載率

環境負載率是經濟投入能值與不可更新資源能值的總和與可更新環境資源資源能值的比值。在一定程度下經濟資源投入率越高,環境資源的利用率越高,農產品產量增加的幅度越大,環境負載率也越大。黑、吉、遼三省環境負載率分別為2.36、2.83、4.33。遼寧省農業生態系統投入的人工輔助能值最高,是黑龍江省1.03倍,吉林的1.50倍,能值投入比率則分別為黑龍江的1.86倍和吉林的1.51倍,可見遼寧主要依靠人工輔助能源的大量投入來獲得產量的提高,對環境資源的利用率最高,同時對環境的壓力也為三省中最大,吉林、黑龍江省因為低投入率而對環境的壓力較小.該區環境負載率遠低于一些發達國家的水平(如意大利1989年為10.03,日本1990年為14.49),表明該地區環境壓力相對較小,環境資源沒有高效地利用,還沒達到一種高投入高產出的運行狀態,還有繼續發展的空間。東北地區林多、地大、土肥的地域資源特色非常明顯,其中有中國最大的森林區和濕地區,本區要堅持突出區域特色與發揮資源、環境優勢相結合的原則,把資源環境轉變為現實的生產力,同時要注意可持續發展的原則,科學合理的開發利用資源,減少化肥、農藥、農膜等的污染。

2.4能值利用水平

能值密度、人均能值用量、人均能值產出率三者結合可以反映一個地區農業生態系統的生產水平、集約化程度和生產效率。2004年遼寧省能值密度為8.91×1011sej/m2,是吉林的1.79倍,黑龍江的2.37倍,說明遼寧省農業生產水平最高,集約化程度最強;吉林省能值密度居第二位,為4.96×1011sej/m2;黑龍江能值密度為3.75×1011sej/m2三省中最低,黑龍江省由于土地資源豐富,很多地方還以粗放經營方式為主,集約化程度弱。人均能值用量和人均能值產出方面,遼寧依然居首位,表明遼寧具有人均產出效率的優勢,吉黑二省人均產出效率相當。相對于2001年全國能值密度1.32×1011sej/m2,人均能值投入量5.89×1015sej,人均產出率3.90×1015sej而言[10],東北地區的能值密度普遍較高,但人均能值投入量低于全國平均水平(表3,表5),說明農業生態系統整體運行較好。2004年從事第一產業的鄉村勞動力人均糧食產量水平與全國平均水平相比,吉林為全國水平3.29倍,黑龍江為2.77倍,遼寧為1.67倍。黑龍江奶類人均產量達到全國水平的9.83倍,吉林,遼寧兩省的肉類分別為全國平均產出水平的2.07和1.96倍(2005中國統計年鑒)。禽蛋平均產量、林業人均產值都在1.5倍以上。但是,東北地區還有好多地方存在粗種亂種、廣種薄收的現象,該區應因地制宜合理布局種植業、牧業、林業、漁業等生產功能區,堅持規模化和集約化生產,注意自然資源和人工輔助能源的高效利用,使能值的投入、產出向高水平發展。

2.5可持續發展性能

可持續發展要求通過平衡人類的期望和生態系統的承載力來對自然資源進行注重實效的管理。它不僅以與環境的和諧為目的,同時也致力于追求經濟過程中以不可再生資源的利用效率和向可再生資源的利用轉型為基礎的自然資源的長期可持續性。要保持農業生態系統的可持續發展,既要提高產出效率,又不能給環境造成太大的壓力。2004年東北地區黑龍江、吉林、遼寧三省可持續發展性能指數分別為1.31、0.94和0.70,黑龍江省可持續發展勢頭最強,這主要歸因于該區能值投入比率最低,環境壓力最小;吉林省同樣由于人工輔助能值投入比率較小環境壓力小而可持續發展潛力高于遼寧;遼寧省由于對環境的利用強度高于黑吉兩省,環境負載率高,可持續發展性能指數為三省中最低。1998年中國農業可持續發展性能指數為0.3[14],相對而言,該區可持續發展的勢頭較強,被譽為是“21世紀我國糧食增產潛力最大的地區[13]”,但該地區環境負載率越來越高,環境、生態承載能力隨著人類生活水平的提高有所降低。作為國家食物“穩壓器”的東北地區,自身存在產量不穩定,生產效率低下、產品質量不過硬的問題,對區域、乃至整個國家的可持續發展都是不利的。

3結論與對策

1)東北地區能值投入以不可更新的人工輔助能值為主,該區環境資源優勢明顯,黑吉兩省能值投入率低,環境負載率較低。遼寧省輔助能值投入比率最大,環境負載率最高;黑、吉二省可以適當加大輔助能源的投入,但要合理使用化肥等化石燃料,同時也需要加大有機肥料的投入,使種地養地相結合,環境生態的建設與環境資源的開發利用相結合。

2)黑龍江省總能值產出和凈能值產出率均處三省之首,其次為遼寧,吉林最低;總能值產出中畜牧業和種植業占了主導地位,為推進該地區農業和農村經濟結構戰略性調整,該區應充分揮自身種植業、牧業的優勢;遼寧省在加強牧業的同時,注重漁業能值的投入和產出,充分利用海洋資源的優勢;吉林省則積極推進種植業和牧業的協調并進,把二者同時作為互補的主導產業。

3)遼寧省農業生態系統能值密度最高,人均能值產出率最高,是三省中集約化程度最高的省份;吉林省能值密度高于黑龍江,但人均產出效率低于黑龍江省;總體而言該區農業發展水平沒有達到一種高投入,高產出的狀態。

4)該區可持續發展性能較高,農業生態系統整體運行良好,其中黑龍江省可持續發展潛力最大,吉林次之,遼寧省可持續發展性能弱于其它二省。遼寧省應注重經濟效益和環境效益的結合的可持續發展原則,加強環境資源的保護力度;對吉黑二省要加強宏觀引導和服務,努力提高農業生產水平,使該地區保持發展的活力。

通過對東北三省農業生態系統的能值分析以及與其它地區的能值指標的比較,可以從生態學和經濟學的角度反映出三省農業生態系統整體的和各自的投入產出結構、經濟運行效率,環境負荷程度,進而可以針對不同的能值信息進行農業生態系統進行完善和調控,同時還可以借鑒其他地區優化農業生態系統的措施、經驗。能值分析在用經濟學來連接評價農業生態系統的過程中起到了重要的作用,具有重要的科學和實踐意義。能值分析也存在很多爭議,如數據復雜而繁瑣,而且需要繪制詳細的能值評估表等,另外由于各地區農業生產水平的不同,各地區能值轉化率的客觀值還需要長期的計算和驗證,同時還缺乏一個統一的標準以便不同地區的生態系統進行比較,這些問題有待于進一步解決。