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Evaluation of the benefits of leisure agriculture park based on emergy analysis

基于能值分析的休闲农业园区效益评价



全 文 :中国生态农业学报 2011年 3月 第 19卷 第 3期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, May 2011, 19(3): 699−703


* 福建省财政项目(STIF-R01)和福建省科技厅项目(2009R10024-4)资助
林国华(1965~), 男, 研究员, 硕士生导师, 研究方向为休闲农业、都市农业、区域经济。E-mail: lghlin@163.com
收稿日期: 2010-11-12 接受日期: 2011-01-19
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2011.00699
基于能值分析的休闲农业园区效益评价*
林国华 1 陈志锋 1 钟珍梅 2 刘荣章 1 曾玉荣 1 翁伯琦 2
(1. 福建农业科学院农业经济与科技信息研究所 福州 350003; 2. 福建农业科学院生态研究所 福州 350003)
摘 要 根据农业休闲园区的特点, 应用能值分析方法, 对福州市龙台山休闲农业园区改造前后进行系统
能值对比, 揭示园区改造前后系统内能流、物流的真实状况, 投入产出物质、能量的真实价值及其自然资源对
社会经济的真实贡献。结果表明, 园区改造后提高了系统有机能投入的产出率和净能值产出率, 降低了系统的
能值投入率和环境负载率, 增强了系统的可持续发展能力, 具有较高的综合效益。
关键词 休闲农业园区 能值分析 有机能值投入 净能值产出率 环境负载率
中图分类号: F205 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2011)03-0699-05
Evaluation of the benefits of leisure agriculture park based on emergy analysis
LIN Guo-Hua1, CHEN Zhi-Feng1, ZHONG Zhen-Mei2, LIU Rong-Zhang1, ZENG Yu-Rong1, WENG Bo-Qi2
(1. Institute of Agricultural Economy and Technological Information, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou 350003,
China; 2. Institute of Ecological Research, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou 350003, China)
Abstract Based on the characteristics of leisure agriculture park and emergy analysis, this paper analyzed emergy changes in
Longtaishan Leisure Agriculture Park in Fujian. The paper revealed the conditions of emergy and material flow before and after re-
construction of the park. The study also analyzed material and emergy input and output, and the contribution of natural resources to
social economy. The results showed that the reconstruction of the park improved the investment proportion of system organic emergy
and yield rate of net emergy value. It reduced system investment ratio of emergy and also environmental loading ratio. The recon-
structed park further enhanced sustainable development capacity with a high overall efficiency. Moreover, the paper laid the basis for
the efficient improvement and sustainable development of leisure agriculture parks in Fujian.
Key words Leisure agriculture park, Emergy analysis, Organic emergy input, Yield rate of net emergy value, Environmental
loading ratio
(Received Nov. 12, 2010; accepted Jan. 19, 2011)
能值分析方法是美国著名生态学家 Odum[1]于 20
世纪 80年代创立的一种以能值为单位的环境−经济系
统的核算方法。能值分析利用热力学定律与最大功率
原则为理论基础, 以太阳能值作为统一度量标准, 客
观地评价和比较多种类型的自然环境资源对人类经济
系统的贡献, 为人们进行科学研究、正确认识自然环
境生产与人类经济活动的关系提供新思路。该方法把
生态经济系统中不可比较、不可相互转化的能量和不
能用金钱表示其价值的自然资源等换算成统一单位进
行比较和分析, 定量分析出自然资源和人类经济活动
的真实价值及其之间的关系。农业生态系统研究中,
能值分析应用越来越广泛, 很多学者针对不同区域、
不同农业生态系统从能值角度进行了环境−经济效益
分析[2−8]。目前虽有相关研究对农业科技园区的能值进
行了分析评价[9],但对不同模式休闲农业园区生态系
统能值特征的分析尚少见报道。
本文利用能值分析方法对比研究和分析了福州
市龙台山休闲农业园区改造前后的系统能值及综合
效益, 揭示园区改造前后系统内能流、物流的真实
状况, 投入产出物质、能量的真实价值及其自然资
源对社会经济的真实贡献, 为园区发展提供能值理
论依据。
700 中国生态农业学报 2011 第 19卷


1 研究区域概况
龙台山休闲农业园区位于福州市闽侯县荆溪
镇福州市农业科技园区内, 前身为闽侯县园艺场。
介于北纬 25°15′~26°39′, 东经 118°08′~120°31′, 占
地 73.33 hm2, 由地势开阔的谷底和低山坡地组
成。属海洋性亚热带季风气候, 全年冬短夏长, 温暖
湿润, 雨量充沛, 四季常青, 全年无霜期达 326 d, 年
平均日照数 1 700~1 980 h, 年平均降水量 900~2 100
mm。该区土壤肥沃 , 水源丰盛 , 青山如画 , 绿水环
绕 , 园内育有 22 种天然无公害水果可供游客不同
季节采摘 , 另有垂钓、登山、烧烤、抓山鸡等游乐
项目。通过多年的园区改造 , 果园引进了牧草、养
猪业、有机肥开发、蔬菜等产业 , 构建了“果园−
牧草−有机肥”和“生猪养殖−沼气工程−有机肥”等
循环模式 , 结合“农业生态观光园”建设 , 使园区
形成了比传统农业更丰富的产业结构 , 除具有传
统农业的生产功能外 , 还具有生态建设、休闲旅游
和文化教育等多重功能。该园区的特点和优势: 一
是地理区位优势明显, 距福州市区近, 交通十分方
便; 二是属产业主导型休闲农业园区, 技术措施完
善, 科技示范带动能力强; 三是水果品种多、品质优,
生态环境好, 采摘期长; 四是功能齐全, 融生产、生
态、科教、文化、休闲体验及旅游服务等功能于一
体; 五是园区的生态循环系统结构比较完整, 体系
比较完善。
2 研究方法
研究中, 模式Ⅰ代表 2004 年果园改造前单纯传
统种植业的生产经营模式, 模式Ⅱ为 2009年引进种
植业、养殖业新技术措施, 结合旅游开发进行经营
改造后, 休闲农业园区的生产经营模式。本文通过
实地调查, 收集福州市闽侯县龙台山休闲农业园区
2004 年改造前和 2009 年改造后完整生产年度记录
及相关统计数据作为基础数据, 确定该生态园 2009
年种植业、养殖业等园区循环利用模式下的能量、
物质和经济流动, 并将其与 2004年传统生产模式下
进行比较, 制订该生态园种植业和养殖业等系统的
能值分析表。
(1)确定系统范畴, 建立能值分析系统。根据系统
范畴确定系统内的主要成分和能量来源, 整理研究
对象的调查数据, 收集有关统计资料等。(2)编制能
值分析表。根据收集的数据和有关统计数据关系 ,
进行计算和编制能值分析表, 该表主要内容包括项
目类别、原始数据、太阳能值转换率、太阳能值、
能值货币价值等。(3)计算有关能值指标, 评价系统
发展状况。根据能值分析表, 进一步建立若干能值
指标(如能值投入率、净能值产出率、环境承载率等),
以便分析该系统的生态经济状况, 评价自然环境对
经济的贡献。(4)经济社会效益分析。分别从系统的
现金价值和能值货币价值来分析系统的年投入、产
出、经济收益和产投比等, 评估和比较园区改造前
后的系统经济效益。
3 结果与分析
3.1 能值分析
本研究的农业科技园区中种植业和养殖业系统
能值分析表和能值流比较表见表 1和表 2, 研究中以
货币为单位的基础数据根据美元汇率转换成美元 ,
再根据货币能值转换率(2000 年为 4.94×1012)转换为
太阳能。
从表 1 和表 2 可知, 龙台山休闲农业园区改造
后模式的总能值投入为 5.37×1018 sej, 其中可更新
自然资源能值、不可更新自然资源、不可更新辅助
能和可更新辅助能投入分别占总能值投入的 1.82%、
7.71%、10.87%和 79.70%; 而改造前模式的总能值
投入为 1.69×1018 sej, 其中可更新自然资源能值、不
可更新自然资源、不可更新辅助能和可更新辅助能
投入分别占总能值投入的 5.79%、24.5%、20.12%和
49.29%。从中可知, 可更新辅助能的投入最大, 改造
后模式为 4.28×1018 sej, 比改造前的 8.33×1017 sej增
加 3.447×1018 sej, 提高 413.81%。可更新辅助能是一
种可再生资源, 提高投入有利于系统物能流循环和
自我维持, 增强系统的可持续发展能力。系统内可
更新辅助能投入较大的原因是餐饮业的引入、养殖
业的扩大与改善和劳动力使用的强度增大, 以及引
入有机肥的翻耕与利用、沼气利用和鱼塘改造生产
等, 说明在该系统中循环利用具有重要的地位, 同
时劳动力的使用在本系统中所占比例偏大, 而机械
化水平还比较低, 因此有必要增加机械化水平, 提
高劳动生产率。改造后模式不可更新化学辅助能投
入为 5.84×1017 sej, 比改造前模式 3.40×1017 sej增加
能值投入 2.44×1017sej, 增加 71.76%, 这部分增加的
投入主要是基建的增加值, 对生态系统能值的变化
不构成影响。改造后模式化肥投入能值为 2.04×1017
sej, 而改造前模式为 1.45×1017 sej, 能值增加主要是
价格通涨引起的, 化肥价格在改造后比改造前增加
近一倍, 说明改造后模式已经适量减少了化肥的投
入。改造前后的能值产出分别为 1.12×1018 sej、
6.50×1018 sej, 增加将近 5 倍, 说明改造后模式能值
产出效益明显提高。
第 3期 林国华等: 基于能值分析的休闲农业园区效益评价 701


表 1 龙台山休闲农业园区改造前模式(2004年)和改造后模式(2009年)的系统能值分析表
Table 1 Analysis of energy value of Longtaishan Leisure Agriculture Park before reconstruction in 2004 and
after reconstruction in 2009
原始数据
Raw data
太阳能值
Solar energy value
(sej)
能值货币价值
Monetary value of
energy (Em, Yuan)
项目
Item
2004 2009
能值转换率
Transformity
rate of energy
[sej·J−1(Yuan−1)] 2004 2009 2004 2009
1 可更新自然资源 Renewable natural resources
1.1 太阳光能 Solar energy 3.15×1015 J 3.15×1015 J 1 3.15×1015 3.15×1015 638 638
1.2 雨水化学能 Rain geopotential 6.15×1012 J 6.15×1012 J 15 400 9.47×1016 9.47×1016 1 920 1 920
2 不可更新自然资源 Nonrenewable natural resources
2.1 表土损失能 Net loss of topsoil 6.63×1012 J 6.63×1012 J 6.25×104 4.14×1017 4.14×1017 83 800 83 800
3 可更新投入资源 Renewable input resources
3.1 饲料 Feed 88 235 Yuan 258 676Yuan 4.94×1012 4.36×1017 1.28×1018 88 235 258 676
3.2 水量 Water 1200 000 J 1200 000 J 660 000 7.92×1011 7.92×1011 0.16 0.16
3.3 鱼苗 Fry 11 765 Yuan 4.94×1012 5.81×1016 11 765
3.4 草 Grass 2 941 Yuan 4.94×1012 1.45×1016 2 941
3.5 食品原材料 Raw materials for food 352 941 Yuan 4.94×1012 1.74×1018 352 941
3.6 日常维护 Routine maintenance 6 765 Yuan 14 118 Yuan 4.94×1012 3.34×1016 6.97×1016 6 765 14 118
3.7 沼气 Methane 4 412 Yuan 4.94×1012 2.18×1016 4 412
3.8 人力 Manpower 73 529 Yuan 220 735 Yuan 4.94×1012 3.63×1017 1.09×1018 73 529 220 735
4 不可更新资源 Unrenewable resources
4.1 基建 Infrastructure 44 118 Yuan 4.94×1012 2.18×1017 44 118
4.2 机械 Machinery 2 647Yuan 2 647 Yuan 4.94×1012 1.31×1016 1.31×1016 2 647 2 647
4.3 化肥 Chemical fertilizer 29 412 Yuan 41 162 Yuan 4.94×1012 1.45×1017 2.04×1017 29 412 41 162
4.4 农药 Pesticide 22 059 Yuan 15 441 Yuan 4.94×1012 1.09×1017 7.63×1016 22 059 15 441
4.5 兽药 Veterinary medicine 882 Yuan 882 Yuan 4.94×1012 4.35×1015 4.35×1015 882 882
4.6 电量 Electric quantity 2.16×1010 J 2.16×1010 J 159 000 3.43×1015 3.43×1015 694 694
4.7 电力 Electricity 13 176 Yuan 13 176 Yuan 4.94×1012 6.51×1016 6.51×1016 13 176 13 176
5 产出 Output
5.1 果实 Fruit 2.68×1012 J 1.76×10 12 J 53 000 1.42×1017 9.31×1016
5.2 菜 Vegetable 1.76×1012 J 27 000 4.74×1016
5.3 鱼产量 Fish 51 471 Yuan 4.94×1012 2.54×1017 51 471
5.4 餐饮 Catering 588 235 Yuan 4.94×1012 2.91×1018 588 235
5.5 门票 Ticket receipts 147 059 Yuan 4.94×1012 7.26×1017 147 059
5.6 鸡 Chickens 77 206 Yuan 4.94×1012 3.81×1017 77 206
5.7 烤具租金 Rent for BBQ toolset 10 588 Yuan 4.94×1012 5.23×1016 10 588
5.8 猪肉 Pork 198 529 Yuan 411 765 Yuan 4.94×1012 9.81×1017 2.03×1018 411 765
一些原始数据投入、产出已转化成当年人民币(元);能值转换率参照文献[10−11], 原始数据的能量转换率参照文献[12−13]。能值货币价
值均按 2000年的货币能值转换率 4.94×1012进行转化。Some input and output raw data have been transformed to RMB (Yuan). Transformity rate of
energy refers to reference of 10 and 11, energy transformity rate of raw data refers to reference of 12 and 13. Monetary value of energy are all trans-
formed according to the transformity rate of 4.94×1012.

表 2 龙台山休闲农业园区能值投入产出表
Table 2 Input and output of emergy of Longtaishan Leisure Agriculture Park sej
能值 Emergy 代号或表达式
Code or expression
2004年状况
Status for 2004
2009年状况
Status for 2009
可更新环境能值 Renewable environmental emergy EmR 9.79×1016 9.79×1016
不可更新环境能值 Nonrenewable environmental emergy EmN 4.14×1017 4.14×1017
环境总能值 Total environmental emergy EmI=EmR+EmN 5.12×1017 5.12×1017
不可更新资源能值 Nonrenewable resources emergy EmF 3.40×1017 5.84×1017
可更新资源能值 Renewable resources emergy EmR1 8.33×1017 4.28×1018
总资源能值 Total resources emergy EmU=EmF+EmR1 1.17×1018 4.86×1018
总能值投入 Total emergy input EmT=EmU+EmI 1.69×1018 5.37×1018
总能值产出 Total emergy output EmY 1.12×1018 6.50×1018
化肥投入能值 Emergy of fertilizer input EmC 1.45×1017 2.04×1017
702 中国生态农业学报 2011 第 19卷


3.2 能值指标分析
(1)能值投入率(EIR)[6]: 又称“经济能值/环境能
值比率”, 是指人类经济系统投入的辅助能值与自然
环境资源无偿输入的能值之比。前者如电力、物资
和劳务等 , 均需花钱购买 , 故称为“购买能值”; 后
者来自自然界无偿投入, 包括土地、矿藏等不可更
新资源和太阳光、风、雨等可更新资源。它可用于
衡量经济活动在一定条件下的竞争能力, 并可测知
环境资源条件对经济活动的承受力。目前, 福州市
闽侯县龙台山休闲农业园区生态系统改造后模式的
能值投入率为 9.50, 而改造前为 2.29, 改造后模式
的能值投入率为改造前的 4.1倍(表 3)。可见园区生
态系统改造降低了该生态园系统的能值投入率, 增
强了其市场竞争力。
(2)净能值产出率(EYR)[6]: 为系统产出的能值与
经济社会输入的能值之比, 说明经济生产的能投应
用效率。净能值产出率越高, 表明系统在一定的经
济能值投入下, 生产出来的产品能值越高, 即系统
的生产效率越高。由表 3 可知, 龙台山休闲农业园
区改造后模式的净能值产出率为 1.34, 而改造前模
式为 0.95, 说明改造后模式的循环系统可提高该生
态园系统的净能值产出率, 提高系统生产效率。
(3)环境负载率(ELR)[6]: 为不可更新能值投入总
量与投入系统内无偿的可更新环境资源(如太阳光、
雨水等)能值之比。不可更新能值投入总量包括系统
“购买的能值”与系统内消耗的不可更新资源(如土壤
等)能值之和。如果比率数值较大, 表明在该系统中
存在高强度的能值利用, 同时对自然环境保持着较
大的压力。由表 3 可知, 龙台山休闲农业园区生态
系统的环境负载率较低, 改造后模式的环境负载率
为 0.23, 而改造前模式为 0.81, 说明改造后有效降
低了环境负载率, 减轻了系统对自然环境的压力。
(4)能值可持续指数(ESI)[6]: 为系统可持续发展
性能复合评价指标, 是系统能值产出率与环境负载
率之比。如果某个特定的生态系统净能值产出率高
而环境负荷率又相对较低, 则它是可持续的, 反之
是不可持续的。由表 3 可知, 龙台山休闲农业园区
改造后模式的能值可持续指数为 5.88, 而改造前模
式为 1.18, 改造后模式能值可持续指数约为改造前模
式的 5 倍。说明改造后该生态园系统的可持续发展能
力明显增强。
(5)化肥投入强度[6]: 为系统内化肥投入能值与总
投入能值之比, 可反映系统的化肥投入强度。由表 3
可知, 龙台山休闲农业园区生态系统改造后模式的化
肥投入强度为 0.04, 而改造前模式为 0.09, 说明通过
改造降低该系统化肥的投入, 减轻了对自然环境的压
力。
3.3 经济效益分析
从投入产出的现金价值流比较(表 4)可知, 龙台
山休闲农业园区改造后模式年投入资金 6 684 500
元, 比改造前模式现金投入 1 615 600元增加 5 068
900元。而改造后模式年经济效益(产出)为 9 972 000
元, 比改造前模式的 2 150 000元增加 7 822 000元。
改造后模式年经济净收益为 3 287 500元, 比改造前
模式净收益的 534 400元增加 2 753 100元。改造后
系统现金流产投比为 1.49, 比改造前模式的 1.33 提
高 12.0%, 说明改造后系统可以更大比率地增加经
济效益。

表 3 龙台山休闲农业园区主要能值指标
Table 3 Main indexes of emergy value of ecosystem of Longtaishan Leisure Agriculture Park
能值指标
Index of emergy
表达式
Expression
2004年模式
Model of 2004
2009年模式
Model of 2009
能值投入率(EIR) Emergy input rate EmU/EmI 2.29 9.50
净能值产出率(EYR) Emergy yield rate EmY/EmU 0.95 1.34
环境负载率(ELR) Environmental load rate (EmF+EmN)/(EmR+EmR1) 0.81 0.23
能值可持续指数(ESI) Emergy sustainable index EYR/ELR 1.18 5.88
化肥投入强度 Intensity of fertilizer input EmC/EmT 0.09 0.04

表 4 龙台山休闲农业园区经济效益分析表
Table 4 Analysis of economic benefits of Longtaishan Leisure Agriculture Park
现金流 Cash flow (Yuan) 能值货币价值流 Monetary value flow of energy (Yuan)项目
Item 改造前模式
Model before construction
改造后模式
Model after construction
改造前模式
Model before construction
改造后模式
Model after construction
投入 Input 1.62×106 6.68×106 2.32×106 7.39×106
产出 Output 2.10×106 9.97×106 1.55×106 8.94×106
净收益 Net benefit 5.34×105 3.29×106 −7.7×105 1.55×106
产投比 Ratio of output and input 1.33 1.49 0.67 1.21
第 3期 林国华等: 基于能值分析的休闲农业园区效益评价 703



从能值货币价值流角度分析, 龙台山休闲农业
园区生态系统改造后模式年投入资源能值货币价值
为 7.39×106 元, 改造前模式为 2.32×106 元, 增加
5.07×106 元。改造后模式能值货币价值净收益为
1.55×106 元, 而改造前模式能值货币价值净收益为
−7.7×105 元, 说明改造前该系统的能值投入大于产
出, 而改造后该系统的能值投入小于产出。该系统
内的能值货币价值的经济效益改造前为负值, 改造
后为正值。改造后模式能值货币价值流产投比为
1.21, 比改造前模式的 0.67 提高 80.60%, 说明改造
后系统的能值效率有极大提高。
4 结论与讨论
根据能值分析理论, 分析了福州市闽侯县龙台
山休闲农业园区生态系统改造前后模式的能量、物
质和经济的流动状况, 结果表明, 可更新资源投入
是一种可再生资源, 对提高系统物质能流循环, 改
善系统结构具有极其重要的作用。改造后的模式由
于系统引入了牧草种植, 增加了畜牧、水产、蔬菜
等新的种养业产业链, 构建了新的系统能量循环体
系, 进行了有机肥翻耕利用、沼肥和沼气利用、鱼
塘生产改造等, 不仅提高了系统有机能的投入, 而
且降低了系统不可更新工业辅助能值的投入, 也降
低了系统的能值投入率, 提高了系统净能值产出率,
达到了降低环境负载率的效果。改造后模式的能值
投入率为改造前模式的 4.1 倍, 说明改造后系统带
来大量的可更新资源能值投入; 改造后模式的环境
负载率比改造前模式降低 0.58, 说明改造后系统对
自然环境的压力得到有效缓解; 改造后模式能值可
持续指数约为改造前模式的 5 倍, 说明改造后系统
的可持续发展能力得到极大增强; 改造后系统现金
投入虽然增加, 但现金流产投比比改造前模式提高
12.0%, 说明改造后系统可以更大比率地增加经济
效益。因此 , 改造后的龙台山休闲农业园区模式 ,
系统有效地提高了系统的综合生态和经济效率。许
多研究[14,15−16]表明, 提高可再生资源投入有利于系
统物能流循环和自我维持, 增强系统的自组织能力,
这与本研究结果一致。所以, 加大休闲农业生态园
区系统物质流综合利用的开发力度, 提高循环综合
利用水平, 有利于促进传统农业转型升级, 提升农
业生态系统循环能力。
参考文献
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