以沼氣為紐帶的種養(yǎng)結(jié)合循環(huán)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)能值分析

祝新榮++寧素軍

摘要：將種植業(yè)與沼氣工程進行結(jié)合，建設(shè)以沼氣為鏈接的種養(yǎng)結(jié)合型循環(huán)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是現(xiàn)階段豬場糞水處理的新興循環(huán)農(nóng)業(yè)模式，以某畜牧場的循環(huán)農(nóng)業(yè)模式為參考案例，對新興循環(huán)農(nóng)業(yè)模式進行評價，同時基于相關(guān)指標(biāo)體系與能值流圖，從組織能力、經(jīng)濟生產(chǎn)收益、可持續(xù)惡性與環(huán)境安全以及資源利用方面對該系統(tǒng)進行綜合評估與定量分析。

關(guān)鍵詞：沼氣；循環(huán)農(nóng)業(yè)；資源利用；種養(yǎng)結(jié)合；能值分析

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

1 種養(yǎng)結(jié)合型循環(huán)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)能值分析定義

循環(huán)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)主要以再循環(huán)、再利用以及減量化為準(zhǔn)則，而倡導(dǎo)資源循環(huán)運用及減量化運用，以沼氣為鏈接的結(jié)合型循環(huán)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是豬場糞水處理的有效措施之一，該系統(tǒng)能處理廢棄沼液，促進污水生態(tài)排放達標(biāo)，早期時則著重注意沼液肥料效果、污水排泄指標(biāo)以及沼氣工程工藝設(shè)計[1]。能值分析法主要是以生態(tài)自然價值為基礎(chǔ)，將模式中各類經(jīng)濟流與生態(tài)流轉(zhuǎn)換成能值，予以經(jīng)濟性活動及自然環(huán)境生產(chǎn)統(tǒng)一評估，定量研究生態(tài)經(jīng)濟效益、系統(tǒng)功能以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一種方式?，F(xiàn)階段，已被廣泛應(yīng)用于城市生態(tài)、工業(yè)生態(tài)、區(qū)域生態(tài)、農(nóng)業(yè)生態(tài)以及自然生態(tài)等系統(tǒng)可持續(xù)性發(fā)展的對比、評估及分析。

2 研究區(qū)概況

此次研究區(qū)域為某畜牧場，距離市區(qū)14公里，研究系統(tǒng)總的占地面積為30.25公頃，種植面積約22.80公頃；研究區(qū)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(qū)模式以生豬養(yǎng)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(chǎn)以及食用菌栽培，污水經(jīng)研究區(qū)沼氣工程厭氧發(fā)酵處理，污水厭氧后的沼氣主要用于發(fā)電、產(chǎn)熱，沼液與沼渣用于玉米、甘藍(lán)以及牧草等澆灌，生成廢棄物資源循環(huán)運用與物質(zhì)多極化循環(huán)運用的復(fù)合循環(huán)性生態(tài)系統(tǒng)[2]。此次以生豬養(yǎng)殖、沼氣工程、固廢處理及沼液利用等循環(huán)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)為主要研究對象。

3 循環(huán)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的能值流研究

外界輸入性系統(tǒng)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(tǒng)自產(chǎn)，于系統(tǒng)內(nèi)部進行循環(huán)運用，而輸出系統(tǒng)能值主要是總產(chǎn)出能值除去反饋能值（見圖1）。研究區(qū)域的循環(huán)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)由固廢處理、沼液運用、沼氣工程以及生豬養(yǎng)殖等四部分組成，具體循環(huán)表現(xiàn)為：每年干濕分離牲畜廢棄物后所產(chǎn)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(yè)，而70.5%的沼液滯留在系統(tǒng)中用于下季度再生產(chǎn)原料；73%沼渣、菌渣以及豬糞便反饋至有機肥系統(tǒng)中，而26%的豬糞便用于食用菌種養(yǎng)中，僅1%有機肥用于種植業(yè)系統(tǒng)。

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(lán)種植），2為生豬養(yǎng)殖、3為沼氣工程、4為固廢處理（G有機肥生產(chǎn)、E食用菌生產(chǎn)），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(chǎn)出，F(xiàn)不可更新型工業(yè)輔助能。

4 循環(huán)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的經(jīng)濟效益研究

從循環(huán)系統(tǒng)的能值貨幣與現(xiàn)金價值計算年經(jīng)濟凈收益、系統(tǒng)產(chǎn)投比，評估研究區(qū)與單純生豬養(yǎng)殖的經(jīng)濟效益，凈收益計算公式為：總產(chǎn)出-統(tǒng)外投資-棄物、產(chǎn)投比（總產(chǎn)出-廢棄物）÷系統(tǒng)外投資，研究區(qū)與單純生豬養(yǎng)殖的經(jīng)濟效益以凈收益與產(chǎn)投比計公式進行計算（見表1）。從現(xiàn)金方面分析，研究區(qū)的產(chǎn)投比較單純生豬養(yǎng)殖高，而且凈收益較單純生豬養(yǎng)殖高出18.96%，提示研究區(qū)的現(xiàn)金性經(jīng)濟收益明顯高于單純生豬養(yǎng)殖[3]。從能值貨幣方面分析，研究區(qū)的產(chǎn)投比較單純生豬養(yǎng)殖略低2.47%，原因分析可能是，養(yǎng)殖業(yè)主要產(chǎn)出高值能品種，而種植業(yè)主要產(chǎn)出低值能品種，由兩者結(jié)合所產(chǎn)生的種養(yǎng)結(jié)合型循環(huán)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)凈能值性產(chǎn)出率可比單純生豬養(yǎng)殖低，但是凈收益較生豬養(yǎng)殖高9.01%，所以經(jīng)研究分析發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)的循環(huán)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)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(yǎng)殖高，因此采取種養(yǎng)結(jié)合型循環(huán)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)能顯著提高經(jīng)濟收益與社會效益。

表1 單純生豬養(yǎng)殖與研究區(qū)系統(tǒng)經(jīng)濟收益分析

注：產(chǎn)出與投入針對系統(tǒng)外，不包括系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)。

5 結(jié)語

以單純生豬養(yǎng)殖作對照，對研究區(qū)循環(huán)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的經(jīng)濟效益、可持續(xù)性發(fā)展度、環(huán)境安全性以及資源減量率進行分析發(fā)現(xiàn)，循環(huán)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)通過資源循環(huán)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(xù)性發(fā)展指數(shù)明顯提高，環(huán)境負(fù)債率明顯降低，而且經(jīng)濟收益與社會效益隨之提高，進一步實現(xiàn)社會效益、經(jīng)濟收益以及生態(tài)效益的完整統(tǒng)一。

參考文獻

[1]段娜，劉曉東，林聰，等.以沼氣為紐帶的生態(tài)村循環(huán)系統(tǒng)能值分析[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2015，31（01）：262-268.

[2]靳紅梅，嚴(yán)少華，常志州，等.基于集約化農(nóng)區(qū)種養(yǎng)結(jié)合的豬糞處理模式生命周期評價[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2015，34（08）：1625-1632.

[3]宣雄智，顧國海，汪成忠，等.生態(tài)觀光體驗型家庭農(nóng)場的循環(huán)農(nóng)業(yè)模式研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（35）：79-80.

作者簡介：祝新榮，中專學(xué)歷，助理農(nóng)藝師，研究方向：大田農(nóng)作物的種植管理技術(shù)以及農(nóng)業(yè)環(huán)保技術(shù)。