基于能值－生態(tài)足跡模型的天津市農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展研究

陳琳 高紅梅

摘??? 要：全國“兩會”以來，發(fā)展綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提出更高要求，“碳達(dá)峰”、“碳中和”成為熱詞。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作為碳溫室氣體的主要來源，成為推進(jìn)農(nóng)業(yè)固碳減排可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?；诟倪M(jìn)的能值-生態(tài)足跡模型，利用2010—2019年的天津農(nóng)業(yè)產(chǎn)投數(shù)據(jù)，按時間序列分類編制人均能值生態(tài)足跡（Eef）和人均能值生態(tài)承載力（Eec）趨勢圖以及生態(tài)安全評價指標(biāo)體系，對近十年天津農(nóng)業(yè)投入產(chǎn)出與生態(tài)經(jīng)濟效益的可持續(xù)性進(jìn)行定量分析，并針對農(nóng)業(yè)碳達(dá)峰的可實現(xiàn)途徑提出相關(guān)建議。研究結(jié)果表明：近十年天津市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人均生態(tài)足跡基本維持在0.150 7 hm2·cap-1上下浮動，人均生態(tài)承載力由2010年的0.008 8 hm2·cap-1下降至2019年的0.007 3 hm2·cap-1，人均生態(tài)赤字嚴(yán)重但呈下降趨勢，農(nóng)業(yè)可持續(xù)能力逐漸恢復(fù)。生態(tài)足跡多樣性指數(shù)狀態(tài)平穩(wěn)，生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)系數(shù)趨近于1，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全不穩(wěn)定。針對分析現(xiàn)狀提出合理調(diào)用農(nóng)業(yè)資源、重視發(fā)展理念培養(yǎng)及保障政策落實到位的建議，促使天津市農(nóng)業(yè)經(jīng)濟、生態(tài)和社會系統(tǒng)和諧共生，促進(jìn)天津市農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：能值-生態(tài)足跡模型;低碳農(nóng)業(yè);生態(tài)經(jīng)濟;碳達(dá)峰

中圖分類號：S181??????? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A????????? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2022.03.008

Application of Emergy-ecological Footprint Model in Tianjin Agricultural Ecosystem

CHEN Lin， GAO Hongmei

（College of Economics and Management， Tianjin Agricultural University， Tianjin 300384，China）

Abstract： Since the National "Two Sessions"， the development of a green and low-carbon circular economy has put forward higher requirements for agricultural production， and "carbon peak" and "carbon neutral" have become hot words. As the main source of carbon and greenhouse gases， agricultural production has become a key link in promoting the sustainable development of agricultural carbon sequestration and emission reduction. Based on the improved emergy-ecological footprint model， this paper used the Tianjin agricultural production investment data from 2010 to 2019 to compile per capita emergy ecological footprint （Eef） and per capita emergy ecological carrying capacity （Eec） trends and ecological. The safety evaluation index system conducted a quantitative analysis of the sustainability of Tianjin's agricultural input and output and ecological economic benefits in the past 10 years， and put forward relevant suggestions on the achievable ways of reaching the peak of agricultural carbon. The research results showed that the per capita ecological footprint of agricultural production in Tianjin had basically maintained at 0.150 7 hm2·cap-1 in the past ten years， and the per capita ecological carrying capacity had dropped from 0.008 8 hm2·cap-1 in 2010 to 0.007 3 hm2·cap-1 in 2019. The per capita ecological deficit was serious. However， there was a downward trend， and the sustainability of agriculture was gradually restored. The status of the ecological footprint diversity index was stable， the ecological and economic coordination coefficient approached 1， and the safety of agricultural production was unstable.Accorded to the analysis of the current situation， this paper put forward suggestions on rational allocation of agricultural resources， paid attention to the cultivation of development ideas and the implementation of security policies， so as to promoted the harmonious symbiosis of agricultural economy， ecology and social system in Tianjin and promoted the sustainable development of agricultural ecosystem in Tianjin.

Key words： emergy-ecological footprint model; low-carbon agriculture; ecological economy; carbon peak

生態(tài)農(nóng)業(yè)是倡導(dǎo)盡量減少化肥、農(nóng)藥使用，借此減輕對生態(tài)環(huán)境、土壤結(jié)構(gòu)危害的一門新興農(nóng)業(yè)形態(tài)。為了應(yīng)對“十四五”時期綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的新形式與挑戰(zhàn)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)由追求高產(chǎn)糧食向生態(tài)高值轉(zhuǎn)變，倡導(dǎo)藏糧于技，綠色生產(chǎn)的首要關(guān)鍵點就是要實現(xiàn)農(nóng)用化肥施用量的“零增長”，推動糧食產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)循環(huán)。天津受到區(qū)域農(nóng)業(yè)資源稟賦分布不均等因素的影響，在發(fā)展農(nóng)業(yè)經(jīng)濟時，利用傳統(tǒng)石油農(nóng)業(yè)科技帶動高效勞動生產(chǎn)率的同時，創(chuàng)造了豐富的物質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品，也造成了環(huán)境碳污染問題，在環(huán)境可持續(xù)治理方面消耗了巨大的資金費用，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是各種生態(tài)資源要素的組合利用，干旱少雨的天津市作為京津冀地區(qū)的重大城市之一，工業(yè)城鎮(zhèn)化進(jìn)程中發(fā)展都市型農(nóng)業(yè)對生態(tài)環(huán)境條件的需求不斷提高。天津市近幾年在生態(tài)振興規(guī)劃中明確提出堅持發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)、實施綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展工程，追求實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的動態(tài)平衡。從農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境建設(shè)、經(jīng)濟轉(zhuǎn)型發(fā)展、社會發(fā)展的綜合多樣化目標(biāo)上看，全面研究農(nóng)業(yè)經(jīng)濟-生態(tài)-社會系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顟B(tài)過程，通過結(jié)構(gòu)整合和功能整合，協(xié)調(diào)三個子系統(tǒng)及其內(nèi)部組分的關(guān)系，破除制約協(xié)調(diào)發(fā)展因素，探究優(yōu)化系統(tǒng)發(fā)展對策路徑具有重要的現(xiàn)實意義。

1 理論來源

可持續(xù)發(fā)展的概念最早可以追溯到1980年發(fā)表的《世界自然保護(hù)大綱》，1987年以布倫特蘭夫人為首的世界環(huán)境與發(fā)展委員會（WCED）發(fā)表了《我們共同的未來》這一報告，并正式對可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行定義，提出可持續(xù)發(fā)展應(yīng)“能滿足當(dāng)代人的需要，又不對后代人滿足其需要的能力構(gòu)成危害”。1981年美國Lester R. Brown出版《建設(shè)一個可持續(xù)發(fā)展的社會》，提出以控制人口增長、保護(hù)資源基礎(chǔ)和開發(fā)再生能源來實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，更加為可持續(xù)發(fā)展理論奠定了堅實的基礎(chǔ)。農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展則是可持續(xù)發(fā)展理論在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的重大應(yīng)用，面對資源消耗加劇與生態(tài)退化等嚴(yán)重問題，在可持續(xù)發(fā)展理念的指導(dǎo)下尋求一種可持續(xù)的新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式至關(guān)重要，希望在農(nóng)業(yè)上形成資源節(jié)約、環(huán)境友好、產(chǎn)業(yè)高效、農(nóng)民增收的農(nóng)業(yè)發(fā)展新格局。

由于農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境是以人類為主體的環(huán)境，是由農(nóng)田、牧草、森林等構(gòu)成的復(fù)雜的多層次、多功能的生態(tài)系統(tǒng)，各業(yè)態(tài)系統(tǒng)之間存在著物質(zhì)循環(huán)和能量交換。由于農(nóng)業(yè)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)涉及到資源、環(huán)境、經(jīng)濟、社會等諸多方面，需要構(gòu)建適應(yīng)于區(qū)域?qū)嶋H情況的評價指標(biāo)體系及評價模型。汪嘉楊等[1]在深入分析區(qū)域資源、環(huán)境、社會、經(jīng)濟綜合系統(tǒng)基礎(chǔ)上，建立了四川省2001—2010年社會-經(jīng)濟-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)位評價指標(biāo)體系，將耦合投影尋蹤模型應(yīng)用于復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)位評價并采用并行模擬退火算法對評價模型參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。易其國[2]利用DEA模型以及綠色GDP核算綜合評價貴州省可持續(xù)發(fā)展水平，并通過計算綠色GDP對生態(tài)效率進(jìn)行測度;李治兵[3]等人以西北地區(qū)為研究對象，結(jié)合數(shù)據(jù)通過熵值法與層次分析法計算農(nóng)業(yè)生態(tài)與經(jīng)濟系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度;林燕[4]等運用耦合模型對武威市農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行耦合協(xié)調(diào)度分析評價，發(fā)現(xiàn)兩系統(tǒng)耦合度處于低水平發(fā)展，協(xié)調(diào)度逐漸下降處于中度失調(diào)狀況，但總體向良好態(tài)勢發(fā)展。唐萌[5]、馮俊華[6]等結(jié)合農(nóng)業(yè)經(jīng)濟-生態(tài)-社會三個系統(tǒng)的差異性，以陜西省為例分析了2006—2017年農(nóng)業(yè)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的相互作用與協(xié)調(diào)機制，提出需要重視社會系統(tǒng)的重要作用，需要從多方面作出實質(zhì)性的資金、人才資源投入，從而實現(xiàn)陜西農(nóng)業(yè)經(jīng)濟、生態(tài)和社會三系統(tǒng)和諧共生。

能值分析由來自美國的生態(tài)學(xué)家H.T.Odum首先提出，通過標(biāo)準(zhǔn)的折算體系在生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)中測算形成某種生物生產(chǎn)性資源以及其他類型產(chǎn)品和勞務(wù)的能量[7-8]，將不可比較的多種類資源進(jìn)行可比分析，綜合系統(tǒng)生態(tài)、能量生態(tài)和經(jīng)濟原理以評價該資源在整個系統(tǒng)中發(fā)揮的作用。生態(tài)足跡理論的提出者William教授認(rèn)為生態(tài)足跡是在一定技術(shù)水平支持下，某一特定區(qū)域的生存人口要維持相應(yīng)的物質(zhì)消費水平所需消耗的土地面積[9]，后來經(jīng)由Wackernagel等人的改進(jìn)并完善下用于評價某個特定區(qū)域可持續(xù)發(fā)展程度的一種生態(tài)系統(tǒng)評價體系[10]。要確定研究區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r，需要通過對研究區(qū)域的生態(tài)足跡與生態(tài)承載力進(jìn)行測算，改進(jìn)的能值—生態(tài)足跡模型綜合了傳統(tǒng)的能值分析方法與生態(tài)足跡理論的優(yōu)點，將各種不同類型和等級的生物或能源能量換算成太陽能值并引入能值密度，統(tǒng)一折算成相對應(yīng)的生物生產(chǎn)性土地面積進(jìn)行可比分析。李文龍等[11]基于能值生態(tài)足跡對西藏進(jìn)行生態(tài)安全現(xiàn)狀分析，并運用GM（1，1）灰色預(yù)測模型計算西藏2015—2024年的人均生態(tài)盈余量，對其可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)進(jìn)行預(yù)測;陳振環(huán)[12]等人利用改進(jìn)的生態(tài)足跡模型對中國林業(yè)的生態(tài)效率與生態(tài)壓力進(jìn)行評價;大多研究者傾向于利用改進(jìn)的能值—生態(tài)足跡模型對城市整體生態(tài)安全或能源資源消耗，生態(tài)效率以及可持續(xù)性進(jìn)行測算評價[13-16]。在區(qū)域農(nóng)業(yè)經(jīng)濟方面，王旭熙[17]、盛業(yè)旭[18]、楊秋[19]、焦士興[20]等人先后利用能值—生態(tài)足跡模型分析四川省、江蘇省、甘肅省和河南省的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)承載力和生態(tài)盈虧狀況，以評價農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性。采用改進(jìn)的能值-生態(tài)足跡分析法對2010—2019年天津市農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)結(jié)構(gòu)和環(huán)境經(jīng)濟可持續(xù)性進(jìn)行研究，首先計算農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人均生態(tài)足跡以及人均農(nóng)業(yè)生態(tài)承載力，并通過生態(tài)安全評價體系分析農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的運行特征，對發(fā)展都市農(nóng)業(yè)的資源與碳治理效度進(jìn)行綜合評估，從而為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展決策提供依據(jù)。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來源

2.1 計算人均生態(tài)承載力

某一研究地區(qū)所能提供的生物生產(chǎn)性土地面積的最大值就是該區(qū)域的能值生態(tài)承載力，將研究區(qū)域性質(zhì)不同的可利用自然資源，分類成可更新資源和不可更新資源。由于可更新資源比高速消耗的不可更新資源更具有可持續(xù)利用效果，所以僅計算可更新資源的能值：

Eec=×（1-12%）（1）

式中，Eec表示研究范圍內(nèi)的人均生態(tài)承載力;Ems表示研究范圍內(nèi)可更新資源的人均太陽能值;P2表示全球平均能值密度，根據(jù)WCED組織的規(guī)定，扣除12%用作生物多樣性修正系數(shù)[21]。太陽輻射能的傳導(dǎo)集聚形成了各類自然資源所包含的能量，為了避免重復(fù)計算導(dǎo)致的誤差，研究區(qū)域的人均生態(tài)承載力將取可更新資源人均能值中的最大值所折算得到的生物生產(chǎn)性土地面積。

2.2 計算人均生態(tài)足跡

首先計算區(qū)域能值密度。根據(jù)能量的內(nèi)外不同來源，將對太陽輻射能、風(fēng)能、雨水化學(xué)能、雨水重力勢能以及地球旋轉(zhuǎn)能這5類可更新資源的能值進(jìn)行計算[22]，為避免重復(fù)計算，可更新資源的區(qū)域總能值由前4種可更新資源能值中的最大能值加上地球旋轉(zhuǎn)能得來。區(qū)域總能值/區(qū)域總面積等于該研究區(qū)域的能值密度;按照相關(guān)能量折算規(guī)則將天津市2010—2019年農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)中能量投入和產(chǎn)出的各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)折算為J和g，再將各類資源、能源消耗或產(chǎn)出的折算數(shù)據(jù)，通過相對應(yīng)的太陽能值轉(zhuǎn)換率計算得出太陽能值，最后得出的生物生產(chǎn)性土地面積由各消費項目相對應(yīng)的人均能值換算而來。

其次將消費項目分為生物資源與能源資源兩類對人均生態(tài)足跡進(jìn)行計算：

Eef== （2）

式中，Eef表示研究區(qū)域的人均生態(tài)足跡;i表示各種資源類型;Eefi表示第i種資源的人均生態(tài)足跡;N表示所在區(qū)域的常住人口數(shù);Eci表示第i種資源的人均能值;P1表示研究區(qū)域能值密度。

2.3 生態(tài)安全評價

2.3.1 計算生態(tài)赤字或盈余 衡量某一研究區(qū)域的可持續(xù)狀況是將各消費項目的人均生態(tài)足跡匯總，并與人均生態(tài)承載力比較，得出的差值為正則產(chǎn)生生態(tài)盈余，反之則出現(xiàn)生態(tài)赤字狀態(tài)[22]，計算公式如下：

ES=EEf-EEc（3）

2.3.2 生態(tài)足跡多樣性指數(shù)與生態(tài)協(xié)調(diào)系數(shù) 多樣性決定穩(wěn)定性，生態(tài)多樣性指數(shù)引自Shannon-weaver公式[23]：

H=-∑（Pi×lnPi）

C=H×Eef（4）

式中，H代表生態(tài)多樣性指數(shù);Pi代表第i種土地類型的生態(tài)足跡在總生態(tài)足跡中的占比，i是生物資源生產(chǎn)性土地類型，lnPi代表不同類型生態(tài)足跡分配狀況，C表示生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的發(fā)展能力。生態(tài)足跡的分配比例越趨近，對研究區(qū)域的經(jīng)濟系統(tǒng)來說更具有穩(wěn)定性。

生態(tài)協(xié)調(diào)系數(shù)表明研究區(qū)域的發(fā)展?fàn)顩r與環(huán)境的協(xié)調(diào)程度[24]，計算公式為：

Ds=（Eec+Eef）/ ??????????????????? （5）

由于Eef'Eec>0，所以1

2.4 研究區(qū)域概況及數(shù)據(jù)來源

天津作為京津冀地區(qū)對外開放的重要門戶之一，擁有高端的現(xiàn)代化生產(chǎn)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)化研發(fā)的生產(chǎn)基地，并被確定為適合居住的新型生態(tài)友好城市，整體地勢以平原和洼地為主，位于渤海灣附近受北部季風(fēng)環(huán)流影響，屬于東亞季風(fēng)和溫暖的半濕潤季風(fēng)氣候地區(qū)。四季分明，陽光溫暖充足，熱量豐富，晝夜溫差大，蓄水能力強，山、水、城各類景觀要素疊加成多層次的開放空間。同時地?zé)崤c礦產(chǎn)資源豐富，截至2019年城鎮(zhèn)總?cè)丝跀?shù)1 303.82 萬人，鄉(xiāng)村人口數(shù)258萬人。該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件優(yōu)越，“十二五”至“十三五”期間，天津市農(nóng)業(yè)經(jīng)濟保持穩(wěn)定增長，2019年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)保持穩(wěn)定。全年農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值414.35 億元，比上年增長0.4%，現(xiàn)代都市型農(nóng)業(yè)加快發(fā)展。建成1.733 萬hm2高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田，小站稻種植面積達(dá)到5.33萬hm2，培育國家級龍頭企業(yè)，創(chuàng)建畜禽標(biāo)準(zhǔn)化示范區(qū)以及優(yōu)質(zhì)高效漁業(yè)養(yǎng)殖生產(chǎn)基地，農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)測總體合格率達(dá)到99.8%。高工業(yè)化水平助推了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的提升，土地集約化規(guī)?；贸潭雀?。但是，由于長期以來高度重視農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的某些高碳源物質(zhì)資料的投入影響了未來長期可持續(xù)發(fā)展，因此對天津市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的低碳可持續(xù)性和效率進(jìn)行檢驗十分必要。

本研究所需的各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)主要來自于2011—2020年的《天津市統(tǒng)計年鑒》、《2020年中國統(tǒng)計年鑒》、《2020年中國農(nóng)業(yè)統(tǒng)計年鑒》，能量折算系數(shù)、能值轉(zhuǎn)換率、計算公式與方法參照陸宏芳等相關(guān)文獻(xiàn)[25-27]。

3 實證分析與研究結(jié)果

3.1 測算結(jié)果分析

3.1.1 生態(tài)承載力與生態(tài)足跡分析?? 天津市2019年農(nóng)用地總面積為7 126.67 hm2，總?cè)丝跀?shù)為1 561.83萬人。通過H.T.Odum的研究結(jié)果，得知全球年均總能值為1.583×1025 sej，全球平均能值密度3.104×1014 hm2·cap-1，計算得出天津市2019年各項可更新資源的能值生態(tài)承載力（表1）。天津市農(nóng)業(yè)可更新資源投入總量隨著農(nóng)業(yè)開發(fā)深入而不斷增加，太陽輻射能、潮汐能較為豐富，水資源相對匱乏。作為資源缺水型城市，“十二五”“十三五”期間天津加強農(nóng)田水利工程建設(shè)，通過再生水、河道水污染治理和農(nóng)業(yè)用水調(diào)蓄設(shè)施建設(shè)解決農(nóng)業(yè)用水短缺問題，實現(xiàn)增水到提質(zhì)的轉(zhuǎn)變。

通過公式計算得到天津市的能值密度P1為1.732×1016 hm2·cap-1，和農(nóng)業(yè)各項消費項目的人均生態(tài)足跡（表2）以及分類匯總結(jié)果（表3）。因此，天津市2019年的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)生態(tài)足跡處于生態(tài)承載力范圍之內(nèi)，其中各類型生物資源生產(chǎn)性土地對總的生態(tài)足跡貢獻(xiàn)大小依次為：耕地>草地>林地>水域>建設(shè)用地>化石能源用地。

農(nóng)耕地資源豐富，生產(chǎn)利用貢獻(xiàn)在天津農(nóng)業(yè)發(fā)展占據(jù)主體地位，但多年來化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜以及化石能源等不可再生資源的不合理投入，不僅造成資源浪費而且導(dǎo)致種植業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本虛增，同時也嚴(yán)重影響了天津的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。為保護(hù)糧食主產(chǎn)區(qū)，促進(jìn)耕地資源質(zhì)量的提升與利用，天津市貫徹落實化肥減量增效、畜禽糞污回收再利用、秸稈綜合利用等多項工作，督促以農(nóng)戶為主體的農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體對污染隱患的治理。推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，水土流失治理情況和有效灌溉面積得到很大的提升與增加，從源頭助力生態(tài)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

3.1.2 趨勢變化分析 利用公式（3）計算結(jié)果進(jìn)行分析，如圖1所示，發(fā)現(xiàn)2010—2019年天津市農(nóng)業(yè)人均生態(tài)承載力總體較為穩(wěn)定但呈下降趨勢，從2010年的0.008 8 hm2·cap-1下降至2019年的0.007 3 hm2·cap-1，人均生態(tài)足跡波動明顯，2017年達(dá)到頂峰上升速率減緩，表明2010—2017年天津市農(nóng)業(yè)人均資源消耗和能源量不斷增大，農(nóng)業(yè)赤字嚴(yán)重。2016年伊始天津市的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)向現(xiàn)代化都市農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，大力推廣“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”、綠色農(nóng)業(yè)，實現(xiàn)科技引領(lǐng)農(nóng)業(yè)設(shè)施發(fā)展。按照“三增一減”政策理念，打造休閑農(nóng)業(yè)與鄉(xiāng)村旅游，帶動農(nóng)村產(chǎn)業(yè)融合。第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員由2010年的73.85萬人下降至2019年的58.28萬人，三次產(chǎn)業(yè)占比由10.1%下降至6.5%，實現(xiàn)農(nóng)村富余勞動力向服務(wù)型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，增強農(nóng)村年輕勞動力的就業(yè)積極性。

3.1.3 結(jié)構(gòu)變化分析??? 從時間序列維度分析結(jié)構(gòu)變化特征，如圖2所示，在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，耕地和草地對生態(tài)足跡的貢獻(xiàn)率相對較高，水域及林地次之，化石能源用地以及建設(shè)用地占比最小。表明天津市發(fā)展農(nóng)業(yè)對耕地以及草地依賴度較大，但2016年后耕地增速下滑，草地貢獻(xiàn)率緩慢持續(xù)下降，生態(tài)足跡結(jié)構(gòu)發(fā)生重大改變。林地增速迅猛，這與天津市大力發(fā)展森林產(chǎn)業(yè)有關(guān)。水域保持較為穩(wěn)定，表明漁業(yè)對天津市農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)足跡貢獻(xiàn)度一般，總體上天津市農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)對自然資源以及環(huán)境的壓力逐年增大?；诖?，天津市積極落實嚴(yán)格的耕地保護(hù)制度和永久基本農(nóng)田特殊保護(hù)，制定設(shè)施農(nóng)業(yè)用地實施管理辦法，進(jìn)行糧食生產(chǎn)功能區(qū)劃定。開展“兩低”農(nóng)業(yè)提升行動，著力構(gòu)建集優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)、優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品、優(yōu)良生態(tài)于一體的現(xiàn)代都市型農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系。發(fā)展特色優(yōu)質(zhì)綠色農(nóng)產(chǎn)品，強化農(nóng)業(yè)面源污染治理，生態(tài)環(huán)境更加宜居，推進(jìn)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田與田水林電路建設(shè)，同步發(fā)展高效節(jié)水灌溉，“鋼鐵圍城”“園區(qū)圍城”治理任務(wù)基本完成，從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)、經(jīng)濟與生態(tài)逐步提升。

3.2 生態(tài)安全評價

根據(jù)天津市統(tǒng)計年鑒資料以及數(shù)據(jù)信息，利用模型公式（4）（5）（6）計算得出農(nóng)業(yè)生態(tài)安全評價指標(biāo)，從而對該區(qū)域范圍內(nèi)農(nóng)業(yè)安全狀況進(jìn)行綜合分析，結(jié)果如下：

3.2.1 生態(tài)盈虧狀況分析?? 2010—2019年這10年間天津市農(nóng)業(yè)始終處于生態(tài)赤字狀態(tài)，可持續(xù)發(fā)展能力低弱，但人均生態(tài)赤字呈下降趨勢，由2010年的最大值0.156 4下滑至2019年的0.120 5（表4）。天津以工業(yè)化城市出名，一直消耗大量的能源資源為代價發(fā)展經(jīng)濟，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境受到重大影響，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相較于其他產(chǎn)業(yè)對生物生產(chǎn)性土地的需求強，生態(tài)安全系數(shù)下降，對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長以及自然資源與環(huán)境的壓力逐年增長。

3.2.2 生態(tài)足跡多樣性與協(xié)調(diào)指數(shù)分析 根據(jù)圖3生態(tài)安全評價指數(shù)趨勢狀況，2010—2019年天津市人均生態(tài)足跡多樣性指數(shù)數(shù)值呈波浪上升趨勢，2014年出現(xiàn)最小值1.300 4，最大值出現(xiàn)在2017年1.484 7;農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力低弱，整體平緩;人均生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)指數(shù)Ds（1

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)須兼顧社會經(jīng)濟效益和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)性，人均生態(tài)足跡多樣性指數(shù)說明天津都市型生態(tài)農(nóng)業(yè)較大的發(fā)展?jié)摿?，但另一方面長期生態(tài)與經(jīng)濟狀況協(xié)調(diào)不均又說明該地區(qū)可持續(xù)能力不強。長期以來天津市為扶持農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營，各項貼息補助政策雖然極大地提高了農(nóng)戶與農(nóng)業(yè)企業(yè)種植生態(tài)產(chǎn)品的積極性，但農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)本身的低附加值、高精技術(shù)和工藝設(shè)備投入時間長，資金回報率低并不能從根本上帶動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者增收，從而導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者轉(zhuǎn)向高收益的非生態(tài)型農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)。需要強化鄉(xiāng)村發(fā)展資金保障與涉農(nóng)資金統(tǒng)籌整合，引導(dǎo)社會資本加大資金投入力度，提高資金使用效率。完善鄉(xiāng)村金融服務(wù)體系，加快涉農(nóng)金融產(chǎn)品和服務(wù)創(chuàng)新，建立工商資本入鄉(xiāng)促進(jìn)機制，引導(dǎo)工商資本為城鄉(xiāng)融合發(fā)展提供資金、產(chǎn)業(yè)、技術(shù)支持。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

能值生態(tài)足跡模型分析方法在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展評價方面發(fā)揮了重要作用，通過能值-人均生態(tài)承載力、人均生態(tài)足跡計算以及安全指標(biāo)體系評估天津市農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的運行狀況得出結(jié)論：利用改進(jìn)的能值-生態(tài)足跡模型計算農(nóng)業(yè)生態(tài)承載力與生態(tài)足跡的過程中，首先能值密度的轉(zhuǎn)換系數(shù)不一，導(dǎo)致最終計算差異較大，無法與其他研究進(jìn)行縱向或橫向比較，存在改進(jìn)的空間。其次，由于原始數(shù)據(jù)的可獲得性困難，利用可更新資源對生態(tài)承載力進(jìn)行測算忽略了不可更新資源對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)，區(qū)域產(chǎn)出能力受多方面因素的影響，得到的數(shù)據(jù)結(jié)果分析只能大略的估計研究區(qū)域的可持續(xù)狀況。對于農(nóng)業(yè)能值生態(tài)系統(tǒng)的各類消費項目沒有統(tǒng)一的賬戶，消費項目生產(chǎn)量往往受到研究區(qū)域自然稟賦的局限，再加上自由貿(mào)易的流動，研究區(qū)域?qū)嶋H農(nóng)業(yè)消費產(chǎn)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計準(zhǔn)確低，利用年鑒數(shù)據(jù)計算的研究結(jié)果存在偏差。海域中水產(chǎn)品對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的正向貢獻(xiàn)以及其他產(chǎn)業(yè)帶來的污染對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的負(fù)面影響也無法通過能值生態(tài)足跡模型進(jìn)行測算。

4.2 建議

經(jīng)過上述對天津市農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與能值生態(tài)足跡狀況的分析，總結(jié)出天津市近年來的農(nóng)業(yè)發(fā)展存在農(nóng)業(yè)資源利用不合理、可持續(xù)發(fā)展能力低弱、綠色農(nóng)產(chǎn)品接受度低，生態(tài)安全壓力大等的問題，并提出如下對策建議：

4.2.1 合理調(diào)用農(nóng)業(yè)資源 傳統(tǒng)石化農(nóng)業(yè)的工業(yè)能源投入占比高，化肥、農(nóng)藥等問題突出，天津市農(nóng)業(yè)多年來的生態(tài)足跡消耗嚴(yán)重，人均能值生態(tài)承載力不足，處于生態(tài)赤字狀態(tài)，生態(tài)安全問題需要引起重視，城鎮(zhèn)化與工業(yè)化對“三農(nóng)”資源尤其是耕地資源的掠奪呈現(xiàn)出極度的不合理性與不可持續(xù)性。天津農(nóng)耕地資源豐富，但水資源短缺問題依舊是困擾天津農(nóng)業(yè)發(fā)展的一大障礙，水資源的盲目開發(fā)與配置失衡最終加劇了農(nóng)業(yè)旱災(zāi)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)供水矛盾的愈加尖銳化，水土流失治理與提高農(nóng)業(yè)水資源利用率迫在眉睫。應(yīng)加快建設(shè)節(jié)水型農(nóng)田水利基礎(chǔ)工程，重視社會系統(tǒng)對于農(nóng)業(yè)方面的投入，合理有效地調(diào)控各項資源供給，將投入與產(chǎn)出更好地平衡起來以推動天津市高效現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系。應(yīng)推進(jìn)農(nóng)耕地輪作休耕制度以及重點農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域的資源保護(hù)與環(huán)境污染治理，降低單位產(chǎn)品的碳排放強度，加大生物資源的保護(hù)與利用。轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，注重高質(zhì)量集約化的經(jīng)營，以農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新作為支撐，通過培育和建設(shè)綠色生態(tài)農(nóng)產(chǎn)品品牌，提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的附加值，在滿足人民日常對農(nóng)產(chǎn)品需求的同時，提高綠色低碳農(nóng)產(chǎn)品供給的穩(wěn)定性，增強農(nóng)業(yè)發(fā)展后勁。天津作為濱海城市可以積極利用港口優(yōu)勢，打造潮汐循環(huán)電力技術(shù)，減少煤炭發(fā)電，將電力引進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，提高農(nóng)業(yè)用電效率，實現(xiàn)可再生能源循環(huán)利用助力碳達(dá)峰。

4.2.2 政策保障落實到位 近年來天津市綠色低碳農(nóng)產(chǎn)品供給能力明顯提升，自然資源依賴程度降低，抗災(zāi)能力變強，應(yīng)對風(fēng)險主要來自需求價格市場，綠色低碳農(nóng)產(chǎn)品由于品牌高價還未被大眾所接受，致使生產(chǎn)者面臨投入成本高、增收困難等問題，同時質(zhì)量安全水平缺乏有效的監(jiān)測體系，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)末端的服務(wù)能力有待加強。政府體制與制度層面，應(yīng)給予農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體真正和切實的支持，確保農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的外部效應(yīng)得到有效的補償，從而真正吸引社會資本真正流向農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。加大低碳金融信貸政策與補貼力度確保廣大農(nóng)民生產(chǎn)的積極性，做到財政支農(nóng)支出、農(nóng)業(yè)項目統(tǒng)籌與農(nóng)業(yè)資金資源整合真正惠及農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)民。以綠色生態(tài)為導(dǎo)向，引導(dǎo)農(nóng)民進(jìn)行綠色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)，開辦各類農(nóng)業(yè)低碳生產(chǎn)服務(wù)組織，在滿足基礎(chǔ)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)供給的同時完成綠色低碳目標(biāo)，做到生產(chǎn)服務(wù)主體有序競爭與綠色農(nóng)產(chǎn)品供給多功能化，使服務(wù)體系呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展格局。

4.2.3 重視思想認(rèn)識與發(fā)展理念培養(yǎng) 長期以來，囿于自然與客觀時間資源富足的表象，片面追求農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟規(guī)模與增速，忽視內(nèi)在質(zhì)量，缺乏憂患意識，迫切需要加強生態(tài)農(nóng)業(yè)與可持續(xù)發(fā)展理念培養(yǎng)，倡導(dǎo)綠色消費。積極促進(jìn)自然與人文生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，提升公民的生態(tài)文明素質(zhì)。發(fā)揮當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的區(qū)域優(yōu)勢，利用生態(tài)型循環(huán)農(nóng)業(yè)擴大現(xiàn)代農(nóng)業(yè)體系格局，同時與其他各產(chǎn)業(yè)以及社會需要相協(xié)調(diào)。實行廢棄物資源化利用，避免產(chǎn)生生產(chǎn)物質(zhì)濫用等現(xiàn)象，利用物質(zhì)循環(huán)和深加工實現(xiàn)經(jīng)濟增值，最大程度地提高農(nóng)產(chǎn)品安全性，把環(huán)境建設(shè)同經(jīng)濟與社會建設(shè)緊密結(jié)合，促進(jìn)天津市農(nóng)業(yè)經(jīng)濟、生態(tài)和社會系統(tǒng)和諧共生。現(xiàn)代都市型農(nóng)業(yè)要利用大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)域鏈等多種技術(shù)形態(tài)，使傳統(tǒng)高耗農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長轉(zhuǎn)向低碳智慧生態(tài)農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)業(yè)固碳增匯能力。

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