中國循環農業評價研究綜述

循環經濟已經成為許多國家制定和發展的可持續經濟發展模式。農業發展面臨著資源、生態、環境、能源等方面的嚴峻挑戰,在循環經濟思想的指導下,循環農業成為人們積極探索的農業可持續發展的重要發展模式。2006—2012年的中央一號文件均強調鼓勵發展循環農業。2013年1月23日國務院發布了《循環經濟發展戰略及近期行動計劃》,提出構建循環型農業體系。但是,中國循環農業的研究總體上尚處于起步階段,理論研究和發展實踐存在基本同步的趨勢,其發展的原則、概念內涵及原理尚在不斷討論完善之中。發展循環農業,是發展具有中國特色的農業現代化的重要方面,是建設現代農業、推進新農村建設的重大需求,也是建設資源節約型、環境友好型社會不可或缺的重要組成部分。近年來,國家有關部門加大了對循環農業及相關工作的支持,研究出臺了多項政策措施,環保部門、財政部門出臺了“以獎促治”方案,建設部門開展了“農村人居環境治理”,國家發展改革委員會設立了一批循環農業發展項目與農業清潔生產項目,農業部從2005年開始“農村清潔工程”建設,2007年提出“循環農業促進行動”,開展循環農業試點市工作,2011年出臺了“關于加快推進農業清潔生產的意見”、“關于進一步加強農業和農村節能減排工作的意見”,提出了一批促進農業環境污染防治方案。2007年以來,科技部先后啟動實施了“農田循環高效生產模式關鍵技術研究與集成示范”和“循環農業科技工程”科技支撐項目,項目按照“4R”原則[減量化(reduce)、再循環(recycle)、再利用(reuse)、可控化(regulate)],以建立農牧循環模式為核心,通過重大關鍵技術突破與技術集成示范,提升常規循環農業模式的技術水平,提高農牧業循環系統的物質循環效率和能量轉化效率,有效控制有害物質和溫室氣體排放,最大程度地減輕農業環境污染,逐步建立適合我國國情的“農業資源-農業產品-農業廢棄物-再利用或再生產”的循環農業模式與技術體系。發展循環農業的同時要同步開展關于循環農業發展的評價研究。首先,從宏觀上,不同地區都開展了不同尺度、不同類型的循環農業實踐,從宏觀上如何評價循環農業的發展狀態和運行效果,需要一套相對科學統一的指標體系;其次,在微觀上,如何選擇符合循環農業發展原則的技術/模式進行示范推廣,也需要有一套循環農業評價指標體系來對各種技術/模式進行科學篩選評價,避免發展的盲目性。因此,本研究重點梳理當前中國關于循環農業評價的研究進展,以期為制定科學合理的評價體系提供參考。1循環農業與循環農業要構建評價指標體系,需要在進一步明確循環農業的內涵、原則及原理的基礎上,才能選擇有針對性的評價指標。中國在循環經濟概念不斷普及的同時,從2004年下半年開始,一些學者提出了農業循環經濟或循環農業的概念。2005年以后有關循環型農業的概念和內涵的研究和解釋不斷出現,學者們開始從不同的角度探討如何發展循環農業。總體上,我國循環農業的概念經歷了循環型農業、循環節約型農業、農業循環經濟,最終演變為循環農業。目前,中國循環農業的研究無論是理論還是技術還處于初級階段。關于循環農業的發展問題,在政府界、學術界和理論界有著不同的認識。尹昌斌等認為循環農業是循環經濟理念在農業生產中的具體應用,目的是提高資源和環境承載能力,實現經濟和環境協調發展;是運用可持續發展思想、循環經濟理論與產業鏈延伸理念,通過農業技術創新和組織方式變革,調整和優化農業生態系統內部結構及產業結構,延長產業鏈條,提高農業系統物質能量的多級循環利用,最大程度地利用農業生物質能資源,利用生產中每個物質環節,倡導清潔生產和節約消費,最大程度地減輕環境污染和生態破壞,同時實現農業生產各個環節的價值增值和生活環境優美。高旺盛等提出循環農業是按照循環經濟理念,通過農業生態經濟系統設計和管理,實現物質能量資源的多層次、多級化的循環利用,達到農業系統的自然資源利用效率最大化、購買性資源投入量最低化、可再生資源高效循環化、有害生物和污染物可控制化的產業目標;其核心技術原則是“4R原則”,即減量化(reduce)、再循環(recycle)、再利用(reuse)、可控化(regulate)。循環農業與傳統農業的主要區別在于:(1)在產業發展理念上,循環農業更加注意把循環經濟理念應用到農業生產中,提倡農業生產全過程和農產品生命周期的過程控制。(2)在生產方式方面,循環農業摒棄了常規農業一味地追求高投入、高產出、高消耗、高排放的生產方式,注重建立資源利用高效率、外部投入最低化、污染排放最少化的生產目標。(3)在產業模式上,常規傳統農業往往局限于農業系統內部的小產業,忽略與相關產業的鏈接和循環,循環農業從整體角度構建農業及其相關產業的物質循環產業體系,使農業系統與生態工業系統相互交織構成大產業系統。關于循環農業的發展模式,不同學者也有不同的歸類。有把循環農業發展模式歸納為3類:一是以生態農業模式的提升和整合為基礎的局部循環模式,二是以農業廢棄物資源的多級循環利用為目標的內循環模式,三是以循環農業園區為方向的整體循環模式。也有歸納為5類:一是復合生物系統循環模式,;二是農田秸稈直接還田循環模式,;三是農牧產業鏈循環生產模式,;四是農業廢棄物再生利用循環模式,;五是農業企業循環經營模式。總體上,由于我國地域廣闊,地形、地貌、自然氣候、植被類型等與農業相關的自然資源與環境類型多種多樣,與此同時,各區域經濟發展水平與人文社會環境也各不相同,導致全國農業發展類型與模式也復雜多樣,用單一的分類方式很難概括所有的模式。因此,本文認為可以從不同角度進行歸類:(1)從管理主體的角度,可分為政府主導型、企業自主型和農戶為主型。(1)政府主導型模式需要主要以政府的力量來推動與管理,如部分農業科技園區;(2)企業自主型模式主要是基于相對成熟的市場環境和產業基礎,由企業主動出資建設并經營管理的發展模式;(3)農戶為主型模式主要是模式尺度較小,一般適合于農田或農戶家庭發展,雖然其發展可能受到政府的一定支持或者與企業/市場有一定的聯系,但是管理主要還是由農戶自己執行。(2)從農業系統內外部的角度,可分為業內循環和業外循環。業內循環主要集中在農業系統內部的物質高效循環利用,包括了種植業、養殖業以及種養“耦合循環”的模式;業外循環主要是農業系統內部的投入、產出以及廢棄物不僅在內部消化,還可能與系統外的加工業、服務業“耦合循環”,如種養加循環模式。(3)從農業系統內部的角度,可分為種植業內循環、養殖業內循環和種養業互循環。種植業內循環模式一般適用于小尺度農田,如秸稈還田模式、秸稈堆肥模式、節水農業模式等;養殖業內循環主要發生養殖業內部的廢棄物循環利用;種養業互循環實現了種植業與養殖業的物質循環利用,例如稻田立體種養模式(稻田養鴨、魚)。2中國農村農業綜合評價的內容和指標體系2.1循環農業的評價內容中國循環農業的評價是隨著近年來全國各地循環農業的發展實踐而開始大量出現,這是由于評價是在循環農業發展進行到一定階段才進行的,伴隨著各地政府部門對循環農業的重視程度加深而發展。不同地區不同發展狀態的循環農業模式所產生的經濟效益與生態效益不盡相同,及時通過循環農業的評價可以進行正確的政策指導。基于評價的出發點不同,不同循環農業評價的內容也有所不同。表1為部分評價循環農業及經濟的文獻基本信息,代表當前循環農業評價的基本內容。目前循環農業的評價對象主要集中于省及地市級循環農業,包括江蘇、河北、安徽、山東、吉林、重慶、廣東、四川、陜西、北京、甘肅、黑龍江等省(市)。也有部分研究針對某一具體產業和具體的循環農業模式開展。如王瑞波等對北京市5種板栗產業循環農業模式展開評價,劉華周等對蘇南稻麥農田循環生產模式進行評價,梁龍等對湖南某鴨場產業進行評價,李莎莎等采用系統動力學模型對江西一村莊的農牧生產模式進行模擬分析評價,李渝等對貴州省豬-沼-糧及菜(果)養殖場進行評估等,周連第等對京郊尖巖村農業生物循環農業模式進行評估,鐘珍梅等對福建省某養殖企業(以沼氣為紐帶的種養結合循環農業)的系統進行能值評價。2.2構建循環農業評價體系循環農業體系是由生命系統與非生命系統有機組成,既包括自然再生又有經濟再生過程,在符合自然法則同時遵循經濟規律,最終在物質輸出為主要目標的開放式循環體系。因此,循環農業的總體目標是在農業生產周期中減少購買性資源、物質的投入量,減少廢物和風險污染物的產生與排放量,提高自然資源和廢棄物資源的循環利用,提高農業生產系統的產出量,實現農業系統經濟和生態環境效益的“雙贏”。一套好的評價指標體系能夠遵從其評價對象的基本原則,且能全面真實地反映評價系統內部的資源與物質利用情況,體現農業循環經濟的內涵與基本特征。不同的循環農業評價指標體系因為其服務的對象及目標不同,其構成也有所不同。綜觀現有評價研究可分為2類:一類是宏觀層面針對國家和地區循環農業經濟的綜合評價,主要評價該區域內循環農業所帶來的社會、經濟和生態效益,或循環農業的有效性,此類研究占絕大部分;另一類是針對工業園區和企業或具體產業模式、農場而進行的評價,用以分析該系統內物質循環與能量流動,以及對環境造成的影響。2.2.1評價指標體系的建立這類評價的內容主要包括了區域循環農業發展水平的評價、循環農業發展障礙或瓶頸等方面的宏觀分析評價。在評價指標上,基本都綜合考慮了生態、經濟、社會以及資源環境幾個方面進行構建評價指標。國家發展改革委員會和國家統計局等相關部門已經編制了宏觀層面循環經濟評價指標體系,該體系包括資源產出指標、資源消耗指標、資源綜合利用指標、再生資源回收利用指標、廢物處置降低指標5個部分,共包含20個具體指標。在參照此評價指標體系的基礎上,學者們結合循環農業經濟的3R[減量化(reduce)、再循環(recycle)、再利用(reuse)]原理選取評價指標體系。多數評價指標體系主要包括4個方面:(1)經濟與社會發展指標,用來衡量循環農業所實現的經濟與社會效益;(2)資源減量投入指標,用來反映農業生產中物質與能量的投入狀況;(3)資源循環利用評價指標,用來體現資源的有效化程度及廢棄物資源化能力;(4)資源環境安全評價指標,用以反映農業生產過程對資源環境的影響[8,10,11,22,25,34,35,36,37,38,39]。在上述4個方面的指標下面又下設2級指標從而形成完整的指標體系。其中,經濟與社會發展指標包括單位面積農業GDP產值、農民人均純收入、糧食單產、單位面積農機總動力、單位畜禽產品率等,資源減量化指標包括化肥施用強度、農藥使用水平、農膜使用水平、農業機械使用強度、農業耗水系數等,資源循環利用指標包括化肥有效利用系數、秸稈綜合利用率、禽畜糞便資源化率、復種指數等,資源環境安全指標包括森林覆蓋率、有效灌溉系數、河道污染綜合指數、人均耕地等。也有研究將指標分為資源節約指標、環境友好指標、經濟發展指標;或農業經濟發展、資源減量投入、農業產出、資源循環利用、生態環境。但總體上,循環農業經濟評價體系指標大同小異(表2)。2.2.2對具體循環農業企業的分工模型評價是本研究重點不同學者選擇評價指標體系由于研究的對象不同而有所差異。例如,梁龍等采用生命周期評價方法,從不可再生資源、土地、水資源消耗,以及潛在的溫室氣體、環境酸化、富營養化、人體毒性、水體毒性、土壤毒性等方面對某循環鴨業產業體系進行評價;呂貞龍等對上海農場進行評價時選用水產品上市量、生豬出欄數、秸稈綜合利用系數、有機肥施用問題等特色指標;王瑞波等對北京市板栗產業進行評價時設置經濟效益、社會效益與生態效益3類指標,2級指標則根據當地實際設定行業及地方特色的指標,如成本利潤率、婦女參與度、生物多樣性等指標;劉華周等對江蘇稻麥農田循環農業生產評價時選擇的指標包括農田徑流全氮與全磷流失量、化學農藥施用強度、溫室氣體排放量、秸稈還田率、養分富集生物的農田利用率、氮磷循環利用率等特色指標;李莎莎等采用系統動力學方法實現了對循環農業系統中各環節要素之間動態分析,對系統的過去到將來一個時間段內系統的持續表現進行動態評估;盧遠等、李渝等、周連第等、鐘珍梅等、岳敏等和彭建等采用能值方法從能值自給率、能值投資率、凈能值產出率、環境負載率、能值貨幣比率以及系統可持續性指數等指標對不同循環農業模式進行分析評價。可見目前對于具體區域、具體產業或模式的微觀評價的內容和方法差異較大。這一方面是對于具體微觀層面的模式或評價對象的多元樣性造成的,不同的對象選擇不同的評價指標是正常的;另外一方面,系統動力學、能值、生命周期評價等方法都是自成體系,難以相互比較。因此,這方面的研究有待于進一步探討和深化。針對具體的循環農業模式或技術的評價,應該按照4R原則。筆者認為重點應該考慮人工輔助能的投入強度和比例(比如單位面積的化肥、農藥、農膜、種子、機械、灌溉、人力、土建等輔助能的投入量及其占總系統投入的比例)、廢棄資源再利用率(系統內部自身產生的秸稈、畜禽糞便的綜合利用率;或者是系統利用外部有機廢棄物的比例,如有機肥使用比例)、能量利用率(種植業系統主要指光、熱等自然能的利用效率,養殖業及加工業主要涉及各種能量投入的利用效率)、水分利用效率、化肥利用效率、溫室氣體排放、農藥和重金屬殘留、系統生成產力及綜合經濟效益等方面。3農業循環評估方法3.1構建評價指標體系目前的研究大多是遵循循環經濟的3R原理,并結合區域特點建立評價指標體系。在指標設計遵循的原則上,有學者認為選取評價指標需符合可比性、敏感性、綜合性、實際運用價值性等原則。也有研究認為,循環經濟評價指標體系應具有整體性、層次性、地域性、階段性及動態性等特點。方中友等認為,農業循環經濟評價指標體系構建原則包括綜合性、相關性、主導性和可操作性原則;楊文等研究認為,農業循環經濟評價指標體系應遵循全面性與代表性相結合、科學性與實用性相結合、系統性與層次性相結合、可比性與可靠性相結合;王寶海等認為,應考慮評價指標的充分性、可行性、穩定性、必要性等因素。綜合歸納來看,在評價循環農業的指標體系構建上,首先必須考慮循環農業的特點,要基于循環農業的基本內涵來構建指標,尤其是要體現4R的特點,循環農業的評價指標體系應與農業可持續發展評價或者生態農業評價指標體系有明顯區別;其次,要遵循可操作性的原則,有些指標在數據獲取或測定上比較困難的,可以采取替代指標;第三,要注意指標之間的相關性,盡量避免指標的重復性;最后,要注意指標的普遍適用性,尤其是在一級和二級指標的設計上不宜過于具體,要盡量具有一定的普遍意義,可以在具體指標的計算表達上體現特殊性。3.2層次評價法評價指標體系建立后,如何進行指標權重分配是獲得準確評價結果的重點。就目前研究來看,主要運用層次分析法、Delphi法(即專家咨詢法)、熵權法等確定指標的權重。其中層次分析法常與Delphi法聯用,利用專家評分結果建立兩兩比較的判斷矩陣,從而計算得出不同指標項比重。此方法的不足之處在于評價過程中人的主觀性降低結果的可信度;熵權法是利用評價指標的固有信息來判別指標的效用價值,在一定程度上避免了主觀因素帶來的偏差,但權重會隨樣本不同而有差異。總體來看,目前應用最多的還是基于專家咨詢的方法來獲取評價指標的權重,這是因為該方法可操作性強。為了盡量避免專家咨詢方法的主觀性帶來的偏差,在具體操作時要盡量擴大專家調查的樣本數;同時擴大專家的專業領域,不要僅僅局限于生態專業方面的專家,對于資源環境科學、作物學、動物學、經濟學、管理學等相關專業的專家都要有所考慮。3.3宏觀層面的評價方法循環農業的評價方法可以從循環農業評價研究的2個范疇(宏觀層面與生態工業園或企業層面)來分析。宏觀層面的評價方法主要有:加權函數法、灰色關聯度分析法、模糊綜合評價法、主成分分析法、粗糙集理論分析法、數據包絡分析法等。而生態工業園或企業層面則包括生命周期評價法、能值分析法、物質流分析等。3.3.1模糊綜合評判法和粗模擬方法加權函數法是目前使用最多的評價方法,首先將某項指標數值標準化,再將標準化后數據與指標權重相乘加和,即可得到循環農業發展評價該指標的綜合水平。灰色關聯分析法是一種定量化比較分析方法,是根據數列的可比性和相近性,分析系統內部主要因素之間的相關程度,其基本思想是根據曲線間的相似程度來判斷關聯程度,關鍵是確定評價的最優序列即參考數列。模糊綜合評價法是將所有參評對象分類比較,將所有對像分成5個等級,利用參評者的最高值(或最低值)作為第1級或第5級,而中間數值為第3級,第1級與第3級的中間值則設為第2級,同樣得出第4級數值,此方法對橫向比較有良好的參考作用。主成分分析方法是多元統計分析中常用的方法之一,運用降維的思想,力保數據信息損失最小的原則下,對多維變量進行優化處理,通過線性變換以選出較少個數重要變量,從而更容易對評價對象進行計算分析。粗糙集理論是一種刻畫不完整和不確定性的數學工具,無需借助數據以外的先驗信息就可以對數據進行客觀分析,避免了主觀因素的干擾。數據包絡分析是評價具有相同類型投入和產出的若干決策單元相對效率的有效方法,適用于多投入、多產出的邊界生產函數的研究。3.3.2產品或行動影響環境改善的機會生命周期評價是一個評價與產品、工藝或行動相關的環境負荷的客觀過程,通過分析量化評價對象的整個生命周期的資源消耗和環境排放,評價這些資源消耗和環境排放的影響,并評估和實施影響環境改善的機會。該方法側重分析產品或行動對環境的影響,不適應于對大范圍復雜系統的評價。能值分析是把生態經濟體系內的不同要素轉換為太陽能值,把生態系統或生態經濟系統中不同類別難以比較的能量統一起來,定量分析各類資源投入產出的利用狀況,有效地克服了傳統分析中作為能量載體的不同物質的不可加和性,但同時也存在能值轉換率等問題。物質流分析同樣為投入產出分析,其基本原理是物質平衡理論,通過量化某一物質或某一類物質流入、流出特定系統和