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前言
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第1章 导言
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1.1 研究背景与意义
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发展被视为是一个既包括经济增长、缩小不平等和根除贫困，又包括社会结构、国民观念和国家制度等这些主要变化的多元过程。我国传统农业的发展依赖大量化学能和机械能，以物质资源的高投入换取农产品的高产出。虽然它在一定时期内极大地提高了农业生产力，但也带来了土壤质量下降、水资源污染和大气污染等诸多生态环境问题。资源大量消耗、物质投入的单向流动加剧了我国自然资源稀缺的程度。中国用占世界不足9%的耕地养活了世界近21%的人口，但我国农业生产却用了世界20%以上的农业劳动力、30%的化肥、25%的农药和25%的灌溉水。低效率的资源利用随即产生大量的废弃物，加重了环境负担。我国农业生产中的废弃物种类繁多，数量巨大，但只有20%的废弃物被利用，造成大量浪费和区域环境污染。改革开放以来，特别是中央提出“加快两个根本性转变”后，我国积极推进经济增长方式转变并取得了良好进展，在资源节约与综合利用方面也取得一定成效，但从总体上看，粗放型的经济增长方式尚未得到根本转变，与国际先进水平相比，我国的经济增长仍存在资源消耗高、浪费大、环境污染严重等问题，因此循环型农业仍需进一步推进。近年来，多个中央1号文件均强调循环型农业发展：2006年正式提出要加快循环型农业发展，开发节约资源和保护环境的农业技术，重点推广废弃物综合利用等技术，制定相应的财税鼓励政策；2007年再次强调要鼓励生态农业和循环型农业发展；2009年指明发展循环型农业的优惠政策，提出要安排专项资金用于农村面源污染防治和农用沼气工程建设；2010年进一步强调要加强整治农村面源污染，加大力度发展循环型农业和生态农业；2012年把发展循环型农业作为农业科技创新的重点之一。农业部于2007年在优势农产品主产区、大中城市郊区、重点水源保护区、草原生态脆弱区等不同功能区，选择具有代表性的地市开展循环型农业试点示范，并于2011年底，先后出台了《关于加快推进农业清洁生产的意见》和《关于进一步加强农业和农村节能减排工作的意见》，推动农业由单向式资源利用向循环型综合利用、集约高耗型向节约高效型转变，以拓展和延伸农业产业链条。农业是国民经济的基础产业，发展循环型农业可以促使农民收入提高，为农村工业化、城市化提供原料、资金、劳动力、市场等做出贡献，扩大内需，拉动经济持续增长。
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1.2 国内外研究动态
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1.2.1 国外研究动态
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国外循环型农业的发展最早可以追溯到1909年有机农业的兴起，20世纪70年代后欧盟许多国家开始发展生态（循环）农业，东南亚国家紧随其后，到90年代，国外将循环经济理论用于农业生产的体系已经比较成熟（陈红兵等，2007）。德国、丹麦、日本、美国是国际上循环型农业发展水平较高的几个国家，循环型农业模式已相当成熟，例如德国BIO Jerm公司的垃圾干法产沼气发电模式、日本菱镇资源循环型农业生产模式、美国的生态工业园模式（唐华俊等，2008）。循环型农业这一词出自国内的一些学者文章中，国外学者的研究中很少出现“循环型农业”一词（recycle or recycling agriculture），但是，国外学者在研究农业持续发展的进程中，提出了“替代农业”一词（Kloppenburg，1991；Thirsk，1997；Peterson，1999；Abaidoo et al，2002），它与循环型农业有共同特征和发展目标，是一种既能使农业持续发展，又能永续利用资源、保护生态环境的农业模式。国外的相关研究很多，侧重从保护环境与人类健康的目的出发，比较分析石油农业带来的问题，重点从技术分析、制度建议入手，涉及农户行为、政府影响以及妇女所发挥的作用等内容，建立了相应的替代农业理论和一系列作为农业理论支撑的发展理论。
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Kloppenburg（1991）指出研究农村的社会学家将成为替代农村社会科学重建的积极中间力量，并且农民掌握的乡村知识或本土知识将是后续农业科学发展的重要资料来源。理论建议与潜在的生产研究相互补充，使后续的替代农业科学知识更清晰和完整。分析家认为，替代农业被描述成为对环境的认知、价值观、态度和规范的转变，这意味着传统农业和替代农业系统代表了两个有冲突的世界观。传统农业对环境的影响，对耕地的激进开发行为造成的现实状况以及对此产生的诸多理论界的批评之声，使得农业不得不向新的模式转变（Kloppenburg，1991；Abaidoo et al，2002）。当现代农业发展处于两难境地的时候，人们不得不反省主流与非主流之间的关系，以及传统、可持续、共同体、效率等方面的争论（Peterson，2000）。Thirsk（1997）全面研究了英国从中世纪以来非主流农业的发展，定义并解释了“替代（alternative）”的内涵，对替代农业进行了广泛和详细的说明，不仅仅包括对谷物、肉类、“西方人基本的食物”的研究，还包括对耕作、畜牧等全方位的研究。Thirsk把替代农业从1350年开始分成了4个阶段，并认为西方（至少是在英国）处于替代农业的第4个阶段。在每一个阶段，替代农业在人口变动、对农产品需求的变化，以及通过贸易、旅游和殖民化所带来的国外技术和产品的影响下，不断发展成熟。并且他认为政策制定者和农民可以借鉴过去替代农业发展的经验，认清优劣之后可以被再次应用于实践。Thirsk承认政府的政策有能力给替代农业带来有利的影响，但在英国，政府很少提供主动的农业改革措施，农业改革主要来自于底层。另外，Thirsk认为妇女在替代农业发展和保护农作物资源多样性中发挥着相当重要的作用，这个观点与Nazarea（1998）的很相似。Abaidoo等（2002）通过实证分析，对北美加拿大萨斯喀彻温省西南部的两种农业模式（范例）进行探讨，主要从这两种农业模式的实践、信仰、价值、标准和农民的态度这几方面进行阐述。有研究发现不同农户系统支持不同的世界观，将农户分为DSP和NEP两类[1]，建立了替代-传统农业范例指数（Alternative-Conventional Agricultural Paradigm，ACAP）（Beus et al，1990），并认为DSP VS NEP模型将成为修整环境政策的工具。研究结果还表明，有大部分农户认为市场的接受能力会促使环境友好型的农业生产行为。随着NEP的发展，在大范围内实行的各类教育性策略措施，将成为有效政府策略的组成部分。还有大量研究学者对农户系统替代农业科学的微观生产行为进行了可持续性的研究。如Heitschmidt等（1996）对农业、养殖业和可持续农业从广义的角度提出了作者的看法，并详细计算了11头肉牛饲养系统的能量投入产出值，以此来检测这个生产系统的可持续程度，最后揭示了美国肉牛业仍是高度依赖石油能源发展产业的事实，在恶劣的环境条件下，投入产出仍处于低效率水平，同时该研究指出，发展生物质能源，提高农业技术水平仍是当前农业发展的驱动力。Kumar等（2004）从基因和植物蛋白质的一个独特表达的技术性角度出发，研究了替代农业系统对N、C元素的有效利用和转移情
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况，发现替代农业系统提高了农作物抗病能力，延长了作物生命周期，保护了生态环境。Nazarea（1998）提到上千年的传统农业生产管理系统受到发展了几十年的现代农业的冲击，快速地改变了传统农业生产方法和品种的多样性，逐渐转变为标准化的生产方式和单一作物品种种植，而动植物品种基因和乡村文化则更需要得到保护。
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替代农业所具有的节能、保护自然资源和生物多样性、改善生态环境和提供无污染的绿色食品等特征使得它作为一种特殊的农业经营方式，被越来越多的人接受，一些国家和地区有选择地引用替代农业中的某些模式。而替代农业并未能大面积的推广，仍面临某些技术无法得到提供、经济效益较为低下以及劳动生产力水平低等问题（严力蛟，1996）。
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关于替代农业较著名的理论有有机农业理论（Kenanoglu et al，2002；Sean L Swezey，2003；Seppanen et al，2004；Guan et al，2005；Nierenberg，2005）、生物农业理论、生态农业理论、低投入农业理论（Tiessen et al，2001）、自然农业理论、持续农业理论（Lowrance et al，1986；Dover et al，1987；Keeney，1989；Crews et al，1991）、持久农业理论（Schaller，1993；Graham et al，1991；Harland，1999）等（卢良恕等，1996）。
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当前国际上可持续农业的研究动态表现为发达国家对可持续农业的研究已经越过对概念的探索和开发阶段，开始进入实质性的研究和推行阶段，注重实践、探索常规现代农业向可持续农业过渡的条件，同时加强生态学及其与经济学等社会学科结合的基础性研究；在技术领域，侧重于提高农业生态系统的稳定性、自我维持能力及持续性技术的微观技术研究（张培栋等，2001）。而发展中国家对可持续农业的研究，多集中于发掘传统农业的精华和乡土智慧、参与式的发展研究和方法论的推广、机制的创新和政策的变革等（刘彦随等，2001）。
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1.2.2 国内研究动态
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在国内，早在20世纪80～90年代，循环型农业的雏形已经形成，循环型农业理论也有了初步进展。张元浩（1985）较早地提出了“循环农业”一词，主要从农业生产过程是物质循环和能量转化的过程定义了循环农业。文启胜（1986）提出了较为狭义的循环农业定义：“农业生产是一个极其复杂的生态经济系统，其生产过程是一个周而复始的循环往复过程。农业生产的这种周期性循环是以营养物质的循环为基础，在农业环境、农业生物和人类社会之间进行的。早期定义为以营养物质的循环为基础的周期性的农业生产循环，暂且叫做循环农业。”也有学者将循环农业理解为是在农业投入、生产、流通、产品消费和废弃物处理等环节中，将传统的依赖农业资源消耗的线性增长的经济体系，转换为依靠农业资源循环发展的经济体系，实现资源、环境和经济增长和谐统一（尹昌斌，2008）。从90年代中期开始，我国积极发展有机农业，陈德敏等（2002）提出了发展循环农业，要在生态农业的基础上走循环经济道路。近几年来，我国各地区普遍发展了各种形式的循环型农业生产模式，关于循环型农业的理论研究又有了新的进展。
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1.2.2.1 循环型农业的内涵、特征 根据对循环经济理论的理解（吴季松，2005），国内学者围绕几个主要方面进行了研究探讨，得到以下成果：界定了循环型农业的概念（周震峰等，2004；郭铁民等，2004；黄贤金，2004；欧名豪，2005；王芳，2006；刘慧娥等，2005；胡习斌等，2006；李荣生，2007；方杰，2007；尹昌斌等，2008；余小琳，2008；林维柏，2009；兰宗宝等，2009；张淑莹，2009；张立超，2011）；总结了循环型农业的基本特征和发展循环型农业的基本原则（夏蕾等，2010；尹昌斌等，2013）；提出了循环型农业的本质特征是资源节约和产业链条延伸（尤建新等，2005；尹昌斌等，2013；刘银妹，2013）；指出了循环型农业与常规农业的不同之处（程杰，2009）；对生态农业、绿色农业与循环型农业的本质进行了比较区别（黄贤金，2004；于法稳，2011；丁忠兵，2010）；表明了发展农业循环经济是与社会主义新农村建设要求相一致的，是解决“三农”问题、保护农村生态环境、实现农业可持续发展的必然选择（周震峰等，2004；杨邦杰，2005；李荣生，2005；马江，2005；谢君君，2006；胡习斌等，2006；李娅等，2007；兰宗宝等，2009；郭晓鸣等，2011）；通过对国内外循环型农业发展的比较分析（夏蕾等，2010），明确了循环型农业未来的发展方向（程杰，2009），并有针对性地提出了若干对策建议（师连枝，2005；陈晓波，2005；宋洪远，2007；任咏梅等，2007）；认为通过推进循环型农业发展能保护农区生态环境和提高农民生活水平，政府应该为循环型农业建立良好的制度，使得循环型农业成为建设和谐社会的根本保证（王如松，2000；姜国刚等，2005；Guo et al，2010；陈智远等，2010）。但目前国内仍然未对循环型农业的概念做出公认统一的定义。
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1.2.2.2 循环型农业经济体系建设 在明确了我国建立循环型农业经济体系的目标，分析了循环型农业发展模式体系的基础上（尹逊敦等，2005；谢君君，2006），学者们以3R原则为指导，因地制宜提出了多种循环型农业发展模式：海南省可持续热带农业发展的 2 种主要模式和海南省热带农业循环经济的 9 种典型模式（俞花美等，2011）；长三角平原水网区以城乡为中心构建的同心圆循环型农业圈层发展模式（耿晨光等，2012）；贵州以农村庭院为中心的循环型农业经营模式（寇冬梅等，2011）。同时学者们对国内循环型农业发展模式（史小红，2007；周颖等，2008；李光明，2009；兰宗宝等，2009；林维柏，2009；尹昌斌等，2013）和循环型农业组织模式（尹昌斌等，2013）进行了整理分类，综合分析评价了以生猪养殖为中心、以林果种植为中心、立体复合型种养3种循环型农业模式，提出未来农业循环经济发展的五大趋势（郭晓鸣等，2011），通过对农户层面、生态农业园区层面、区域循环型农业层面并结合技术层和制度层的分析，构建循环型农业经济体系（徐晓东，2012）。在技术体系上，学者们绘制了合浦东园公司与产业链相对应的核心技术链，利用内外因素推动技术链整合（刘银妹，2013），强调农业高新技术必须作为农业循环经济发展的支撑，农业循环经济发展要遵循农业科技进步与创新的原则（刘慧娥等，2005），提出循环型农业经济发展需要依靠能源开发及利用、废弃物利用等技术支撑体系（袁久和，2005）、财税支撑体系（王自云，2009），以及相应的环境保护、新能源开发、生物技术和节水农业等主要基础学科的技术体系支撑。
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1.2.2.3 区域循环型农业发展研究 少数学者对部分区域循环型农业发展进行了指标评价理论与实证研究（马其芳等，2005；王芳，2006），指出对区域循环型农业发展的水平和潜力的评价应先考察区域农村的可持续发展状况，建立农业可持续发展的评价模型和指标体系（章志皓等，2006）。宛永红（2005）结合安徽生态省建设中农业发展所面临的问题，重点分析了发展循环型农业的必要性和可行性及其在安徽生态省建设中的运用，并提出了安徽省发展循环型农业的主要模式。仲崇峰（2005）以昆明市作为研究地域，提出了针对不同分区及各区普遍使用的循环型农业发展的可行模式，最后提出发展循环型农业经济的措施与对策。王永龙等（2006）利用“行为-压力-效果-冲击-反应”（BPEIR）模型对浙江省循环经济进行了实证分析。四川省对循环型农业的研究起步较晚，研究成果较少，马江（2006）分析了区域循环经济体系的特征，探讨了适应四川省的循环经济工业、农业和服务业体系，得出了四川省构建循环型经济体系的重点是循环型经济体系整合的结论；方杰（2006）指出发展循环型农业经济有利于促进四川省生态农业的可持续发展，并提出了相应的基本思路及对策；李富田（2007）在对循环型农业理论讨论的基础上，提出了四川省发展循环型农业的模式和对策；方行明等（2006）证实了四川农村沼气在解决新农村建设及农村能源问题中的积极意义，指出了存在的问题和对策建议；杨锦秀等（2007）在调查的基础上，了解了目前四川省农户参与循环型农业经济的状况，分析了循环型农业经济实施效果与农户满意度及内在需求。此外，也有学者对内蒙古自治区、福建省等区域的循环型农业发展的意义、对策进行了研究，并提出了相应的发展模式（郑利霞，2007；陈志彪等，2007）。
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1.2.2.4 农业生产废弃物的价值及其循环利用的研究 农业生产废弃物经适当的加工后可以转化为有利用价值的产品（王如松，2000；Guo et al，2010；陈智远等，2010；李明德等，2010；边淑娟等，2010）；有学者充分挖掘了农业生产废弃物循环利用的减排潜力，发现可以利用土壤固碳实现减排，实现废弃物的资源化（Schulze et al，2000；李荣生，2007；赵胜男等，2010）；有研究表明，在农业污染治理中，用循环经济运作机制防治农业立体污染，以循环经济链条阻断污染链是最有效的途径（章力建等，2005）；此外，还有学者分析了农业生产废弃物循环利用的现状，并提出对策和建议（李谦盛等，2002；李宗才，2009）。
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1.2.2.5 循环型农业产业链研究 在农业循环链条中，产业链的循环包括农产品从生产到消费的顺时针外循环路径和可再生资源从再生产到再利用的逆时针内循环路径，循环型农业产业链条延伸有产品链、废弃物产业链及再生产品链3种流动方式（尹昌斌等，2013）。目前研究的循环型农业产业链类型是循环型农业发展中最引人注目的内容之一。有研究总结出10种循环型农业发展模式（林维柏，2009），具体模式有林地立体间套模式、农田立体间套模式、水域立体养殖模式、农户庭院立体种养模式、种植业内部物质循环利用模式、养殖业内部物质循环利用模式等（高丁石等，2006）。西北内陆灌区总结出了“玉米-牛-沼气-日光温室”循环型农业模式（王勤礼等，2009）；江西省创造的“猪-沼-果”生态农业模式，被农业部誉为“赣南模式”或“南方模式”（曾新方，2008），有学者调查了该模式在陕西省洛川县的发展情况（张高振，2013），并有研究证实在财政补贴下，这一循环型农业模式具有良好的经济效益（赵建军等，2009）；福建省长汀县发展了“草-牧-沼-果”循环型模式（陈志彪等，2007）；湖南省形成了以“粮-猪”循环型农业产业链为基础的废弃物资源化利用模式（尹丽辉等，2008）；云南省宾川县推行以生猪养殖为中心的“种-养”结合循环型农业发展模式（王嘉祥等，2012）；河南省发展了产业链延伸循环型农业模式（张继承等，2008）；河南新乡县七里营镇发展了产业共生循环经济村镇模式（李虹等，2008）；湖北省形成了“猪-沼肥（能）-地-菜（藕、果、粮）-鱼-村”六位一体的生态型产业循环链（周海川，2012）；刘银妹（2013）展示了合浦东园公司涵盖的种植业、渔业、畜牧业及其延伸的农产品加工业、农产品贸易与服务业、农产品消费等各个领域的循环型农业产业链条；对于现代都市循环型农业模式，北京蟹岛利用“前店后园”构建了生态旅游型产业循环链，形成了物质循环、能量逐级利用、水资源循环利用的立体复合系统，利用循环型农业促进观光旅游（李胜等，2008；余小琳，2008）。四川省在发展循环型农业的道路中也发展了一些成功的模式，例如射洪县发展了“饲-猪-沼-果”循环型模式、“粮-酒-糟-猪-沼-粮”循环型模式（四川农业大学，2006）；德阳市开江县发展了“果-草-蓄-沼-肥”等循环型模式（德阳市科技局，2007）；天全县发展的“鸡-沼-粮”循环型模式（张淑莹，2009）。一些学者将微观供应链管理思想引入循环型农业产业链的发展中，解决具体问题（高群，2006；蔡政英等，2008；乔志强，2009）。此外，还有一些学者针对循环型农业发展中的各种问题，探讨了循环产业链的构建方略（李俊利等，2008；江玉君等，2007；王芳等，2007；张录强，2006）。各地区在发展或选择农业循环产业链的时候更多考虑的是生态效益、经济效益与社会效益相结合的问题。
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1.2.2.6 循环型农业主体行为相关研究 农业循环经济过程中各主体更多地体现出一种共生博弈的利益协调机制（李昆等，2007），农业循环经济的发展主体主要为农户、企业、政府以及非政府组织，其中前两者为直接主体，后两者为间接主体，强调农户在循环型农业发展中的重要作用（魏百刚等，2009）。学者们运用三方静态博弈模型，探讨了政府行为对农户和企业参与烟草循环型农业的影响（陈素云等，2012）；利用中国东部和中部6个省份的数据，从个人特征和外部因素分析了食用菌种植户对农业生产废弃物的价值感知及其影响因素（韦佳培等，2011）；考察了农户采纳循环型农业技术意愿的影响因素（张巨勇等，2004；李后建，2012；刘倩等，2012）；通过对四川省部分地区的农户进行调查，发现农户对循环型农业的认知主要受外部环境影响，其中政府和媒体起主导作用（杨锦秀等，2007）；通过对山东省的农户进行调查，发现农户对循环型农业的认知程度较低，了解循环型农业信息的渠道单一（李俊利，2008）；以湖北省6个生态农业试点县为研究范围，发现涉农企业、农村中介组织和政府等外生性因子对循环型农业生产中农户的技术效率有重要影响（陈诗波等，2009）；利用排序选择模型对晋、鄂两省未参与循环型农业农户的环保认知进行分析，指导废弃物的科学处理（邢美华等，2009）。
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1.2.2.7 循环型农业评价指标体系和分析方法研究 2007年国家发展和改革委员会、环保总局、统计局联合编制发布了《循环经济评价指标体系》，从资源开发、资源消耗、资源综合利用和废弃物排放4个方面入手，在宏观和工业园区2个层面上分别提出了22个和14个循环经济评价指标。学者们运用“行为-压力-效果-冲击-反应”模型及特尔菲法选择了农业循环经济发展评价指标体系，通过层次分析法（AHP），对江苏省1985—2003年农业循环经济发展水平进行评价和障碍因素分析并进行障碍诊断（马其芳等，2005）；利用灰色关联分析构建了循环型农业的评价指标体系，通过将每年各项指标的评价值与最优值相比较来评价该年农业循环经济的发展水平（孙建卫等，2007）；引入人文发展指数（Human Development Index，HDI）对成都、德阳、绵阳等地区的农村循环型经济进行了评价研究（张其佐等，2007）；设置了目标层、控制层和指标层构建农业循环经济发展水平综合评价的指标体系，分别评价了黑龙江省1991—2005年农业循环经济的发展（姜法竹等，2007），分析了巢湖流域1990—2004年农业循环经济发展的障碍因素并计算了分类指标的障碍度（吴开亚，2008），同时对宁夏农业循环经济发展水平及障碍因素进行了定量评价（杨文等，2008）；设置了社会经济发展、资源减量化投入、资源循环再利用和资源环境安全4个类指标共18个操作指标，对河北省1991—2005年农业循环经济发展水平进行了评价（贾士靖等，2008）；应用超效率数据包络分析（DEA）模型，选取了投入和产出指标对山东省2007年17个地市农业循环经济的相对有效性进行了评价（文拥军，2009）；构建了含有19个指标的区域农业循环经济发展的评价指标体系，并利用层次分析法和加权函数法，对1990—2005年间广东省农业循环经济发展进行了评价（秦钟等，2009）；采用层次分析法对贵州农村循环型农业发展评价（张建，2009）；应用层次分析法和模糊综合评判法对北京市5种板栗产业循环型农业模式的经济效益、社会效益和生态效益的综合发展水平进行了评价（王瑞波等，2010）；通过对湖北省4个地区分别采用的食用菌种植、立体渔业、以沼气为纽带、鹅（鸭）共生的循环型农业模式下农户的产出效益、收入构成及农户类型的比较分析，构建了农户产出效益影响因素的结构方程模型，探究了农户产出效益差异性的内在机理及影响因素（陈诗波，2009）；对净能值产出率、能值转化率、能值投资率、可更新率、环境负载率、能值交换比率等能值分析指标进行计算，量化和评价了循环型农业发展（周海川，2012）。选用DEA方法中的C2R模型和超DEA模型，对四川省射洪县2000—2008年循环型农业投入产出率进行评价分析，结果表明射洪县循环型农业总体相对效率良好，呈波动上升的发展趋势（杨春等，2011）。此外，相关研究还涉及了其他多种模型，包括静态投入产出模型（王芳等，2009）、技术接受模型（TAM）（李后建，2012）、二元 Logistic 模型（韦佳培等，2011；刘倩等，2012）等。
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1.2.2.8 循环型农业发展中存在的问题 学者们从农业的内部和外部两方面入手，分析了当前我国发展农业循环经济中存在的障碍性内部因素和外部因素（魏传超等，2007；丁忠兵，2010）；分析了我国循环型农业的发展现状，面临的困难与制约条件，应对策略及政策支持（赵霞，2009；郭晓鸣等，2011；席建峰等，2012；杨丽凤，2012）；探讨了现行与循环型农业有关的财税政策存在的问题及相应对策（王自云，2009）；在分析循环型农业发展的社会性瓶颈、经济性瓶颈和自然性瓶颈的基础上，对循环型农业的投资主体和循环型农业的生产结果进行了博弈关系分析（胡翠霞等，2007；陈素云等，2012），进而提出了循环型农业的发展对策与建议。
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综上所述，这些学者肯定了循环型农业发展是区域农业经济发展的必然选择，对循环型农业发展的研究主要集中于基本理论内涵、发展的意义、经济体系及基本的路径和发展对策上。从总体上看，循环型农业的研究起步晚，国内外的研究更多是从单一视角、局部问题去研究循环型农业的，在宏观上没有一个较完整的理论研究体系，没有突破传统“理性经济人”假设背景下“末端治理”的经济学研究思路，这使得循环型农业的实践无章可循，因此，循环型农业发展理论体系有待进一步构建与完善，分析方法也需要进一步挖掘。此外，在现有循环型农业发展的研究中还存在以下问题：结合某一个地区实际情况对不同循环型发展模式进行比较效益的分析研究非常缺乏；区域循环型农业研究的成果极少，对其研究十分迫切与必要；在实证分析中，明显是东、中部研究多于西部，南方多于北方，因此对已构建的循环型农业产业链上所遇到的现实问题还需要进一步深入研究，以推进整个循环型农业体系的建设，促进农业可持续发展。
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1.3 研究内容
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本研究共6章，逻辑层次分为4部分：
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第1部分为导言，主要介绍论文的研究背景、研究动态、研究内容和研究方法。
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第2部分为理论篇，即第2章。这部分是本项目研究的重点、难点，更是本项目研究的创新点。该部分由三大逻辑内容构成：①本体论。以循环经济理论为基础，融合发展经济学、资源环境经济学、产业经济学、制度经济学、生态学、农业系统学等多学科知识，运用热力学定律、系统理论、物质平衡理论、耗散结构理论、外部性理论、博弈论等分析方法构建和完善一套较完整、科学、规范的循环型农业理论体系，包括对循环型农业的内涵、特征界定的基础理论，在传统经济学分析框架下现代农业的比较理论，从系统组成要素、结构功能及物质能量流分析角度提出的循环型农业的系统理论，以及从循环型农业系统对外部环境的多功能影响分析角度提出的循环型农业改善负外部性、低碳减碳的多功能理论，并对循环型农业发展的参与主体进行了理论分析，对循环型农业发展的理论研究体系进行构建完善，使得实践有章可循，这有利于农业实现可持续发展。②方法论。引入了循环型农业发展的定量分析方法体系。运用生态足迹模型和DEP模型来测算系统内部资源可持续利用水平和利用效率；运用投入产出模型测算系统内部物质能量流的效果；运用层次分析法和熵值法综合评价循环型农业发展的水平；运用反向传播（Bach Propagation，BP）神经网络模型来预测复杂系统未来的发展趋势。从系统学理论出发，研究循环型农业系统的物质、能源与资金的现有水平，准确衡量循环型农业发展现状，以及科学预测整个循环型农业系统未来的发展趋势，引入了一套科学的定量研究方法，使循环型农业发展研究拥有了计量分析的工具。③实践论。包括了循环型农业的模式设计、技术体系建设和制度支撑体系建设3个内容。归纳出实践中的资源节约型、资源再利用型和资源开发型三大类循环型农业模式；综合出在三大类循环型农业模式下的可能或可以构建的产业链类型，用以指导实践；提出发展循环型农业必须构建的两大动力车轮：技术进步与制度创新，建设相应的技术体系和制度支撑体系。
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第3部分为实践应用篇，包括第3章至第5章。这一部分以第2部分为基础，试图将理论应用到实践，从上到下，由宏观到微观，层层深入，研究和探讨区域循环型农业发展在实践中所面临的问题，同时提出相应的对策和建议，并期望通过对实践的经验总结使理论得到提升和抽象，进一步补充、丰富和完善循环型农业发展的理论体系内容。第3章是对区域循环型农业发展的总体分析，运用生态足迹模型评估了四川省发展循环型农业的生态承载力状况，并抽样分析了四川省小农户生产循环系统的可持续水平，综合评价了四川省循环型农业发展水平并分析了其障碍因素，构思了适宜四川省发展的区域循环型农业模式，并提出相应的发展战略。第4章是对重点区域循环型农业的具体实践进行规划指导和归类总结，详细地描述总结了四川省丘陵区循环型农业的实践进程、模式选择和产业链构建，分析在发展循环型农业的进程中所呈现的问题与局限性，有针对性地提出对策建议。第5章是对核心区域循环型农业发展的微观产业链环节进行分析研究，即对四川省丘陵区已经构建的循环型农业产业链在实践运行中各环节所出现的问题进行诊断，提出了具有可操作性的改良措施和方法。
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第4部分是总结与展望篇，即第6章。总结了本项目研究的核心内容和研究观点，并提出未来循环型农业发展研究的方向。
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1.4 研究方法
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本研究以多学科理论为根基，以数理经济学为方法学科基础，坚持理论与实践相结合、定性与定量相结合的研究手段，采用抽象与具体相统一、宏观与微观相结合、一般与特殊相统一的辩证分析方法，综合运用循环经济理论、生态经济理论、农业生态系统理论、生产效率分析理论、区域经济理论、农业发展经济学理论、人本经济学理论、资源环境经济理论、可持续发展的经济学理论、制度经济学等理论，在对资源约束、农业发展、循环经济、循环型农业发展这四大问题的理论分析基础上，借鉴国内外成熟的农业发展理论，建立了我国循环型农业发展的理论体系，完善了循环型农业发展模式，将理论联系实际，在不同区域进行循环型农业产业链设计，并针对实践中面临的问题给出相应的对策建议。其中所涉及的定量分析方法包括以下几方面：
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（1）统计分析方法。运用截面分析与时间序列分析，对大量的数据资料进行了加工和提炼；运用统计图和统计表等形式对事物的数量特征进行了深层次的描述；运用生态足迹模型考察了四川省发展循环型农业的资源约束背景，从中寻找和揭示事物之间所存在的内在联系。
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（2）对比分析方法。对比分析法是人们认识事物的一种基本方法，是对两个或两个以上的事物或对象进行对比，以找出它们之间的相似性与差异性的一种分析方法。本研究分别对不同地区、不同时期、不同农业发展阶段的农业循环型系统进行比较分析，既对农业发展进行了时间序列的纵向比较，以揭示其历史变动趋势，又对四川省循环型农业发展及各地区循环型农业状况进行了横向比较，以揭示它们之间的相似性与差异性。
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（3）计量模型分析方法。本项目在研究过程中，构建了相关的计量模型，以描述事物发展的运行轨迹和基本规律；重点从系统的角度选择适宜的计量模型，对农业发展规律进行了深入的分析；运用生态足迹模型与DEA模型测算了资源利用的可持续程度和相对利用效率；用投入产出模型对选定的循环型农业系统能量流进行了仿真计算；使用AHP模型、熵值法、BP神经网络模型对循环型农业发展进行了综合评价、诊断与预测。
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（4）调查研究方法。包括快速诊断评估（Rapid Diagnostic Appraisal and structured interviews，RDA）和农户跟踪调查（Farm monitoring）方法。本研究先后对四川、湖南、云南、湖北、青海、甘肃、广西等省、自治区的农村进行了走访和调查。
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1.5 数据来源
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本研究主要宏观数据是综合调用了国家统计局公开出版的《各年中国统计年鉴》《中国农村统计年鉴》《中国农村住户调查年鉴》《中国农村能源年鉴》《中国西部农村统计资料》《四川省统计年鉴》《四川省农村统计年鉴》的数据，以及各年的《中国水资源公报》《中国环境状况公报》的数据和全国第五、第六次森林清查数据。
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课题组成员参加了欧盟《中国与越南小农户蔬菜生产的病虫害及土壤肥力管理的可持续技术》（Sustainable technologies for pest，disease and soil fertility management in smallholder vegetable production in China and Vietnam，VEGSYS）（项目编号：ICA4-CT-2001-10054）项目中对胜利村和西北村60户农户进行了跟踪调查，数据中涉及的美元与人民币转换率为1∶8.2。
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课题组成员参与了全国近40个农业园区的规划与建设指导，对部分循环型农业发展模式的研究分析来源于实地调查。
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另外，在部分案例分析中，采取典型调查方式，选取调查样本310个，分布在南充、绵阳、自贡、泸州、德阳、遂宁、雅安、乐山、广安等地，包含平原、丘陵、山地三种地形；被调查对象年龄分布在30～55岁，平均年龄为44.5岁；受教育年限分布在3～16年，平均受教育年限为9.7年；调查对象包括参与循环经济的农户和未参与循环经济的调查户；调查方法采取问卷调查与座谈的方式；调查内容主要包括四川省循环型农业的模式、运行机制、运行效果等情况，了解以农户为单位的农村对循环经济的看法、满意程度、存在的问题等，了解农户在循环型农业中对政府及相关机构的政策、经济、服务、技术等方面的要求。
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第2章 循环型农业的理论体系构建
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2.1 循环型农业的理论基础：循环经济理论
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2.1.1 循环经济的定义与内涵
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在有限的资源和环境消纳能力条件约束下，如何把握经济系统的物质、能量的生产剩余和消费剩余量的多寡与运行机制，是实现经济系统顺畅流动和良性循环、促进人类可持续发展的关键。1972年斯德哥尔摩人类环境会议和1992年联合国环境发展大会签署了可持续发展宣言，标志着循环经济的诞生。“循环经济”一词，是在全球人口剧增、资源短缺、环境污染和生态蜕变的严峻形势下，人类重新认识自然界、尊重客观规律、探索经济规律的产物。它首先是由美国经济学家波尔丁在20世纪60年代提出的，是指在人、自然资源和科学技术的大系统内，在资源投入、生产、产品消费及其废弃的全过程中，把传统的依赖资源消耗的线性增长的经济，转变为依靠生态型资源循环来发展的经济（方杰，2005）。
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目前国内对循环经济的认识还存在着相当大的争议。生态经济学界、环境经济学界和经济学界对循环经济的认识都各有不同。将国内10余种不同表述方法归纳为以下三类观点：
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（1）从人与自然的关系角度来定义循环经济。主张人类的经济活动要遵循自然生态规律，维持生态平衡，尽可能地节约和循环利用资源（诸大建，2000；吴绍中，1998；刘平宇等，2002）。
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（2）从生产技术范式角度来定义循环经济。循环经济（Circular economy）是对物质闭环流动型（Closing Materials Cycle）经济的简称，主张清洁生产和环境保护，以物质、能量梯次和闭路循环使用为特征，在环境方面表现为污染低排放，甚至污染零排放。把清洁生产、资源综合利用、生态设计和可持续消费融为一体，是一种“促进人与自然的协调与和谐”的经济发展模式，它运用生态学规律把经济活动组织成一个“资源-产品-再生资源”的反馈式流程，实现“低开采、高利用、低排放”，以最大限度地利用进入系统的物质和能量，提高资源利用率，最大限度地减少污染物排放，提升经济运行质量和效益，并保护生态环境，实现经济发展和环境保护的“双赢”。这类观点认为循环经济是一种新的生产方式，其核心是提高自然环境资源的利用效率，本质是生态经济学（曲格平，2000；诸大建，2000；曹凤中等，2002；奈民夫·那顺等，2002；韩宝平等，2003；解振华，2003；冯之浚，2004）。
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（3）从经济形态的角度来定义循环经济。在强调将资源消耗减量化、再利用和资源转化作为循环经济技术经济范式的表征的同时，将人类置身于有机、无机和生态大系统内，调整人类生产关系，在人类生存条件和福利平等的基础上以全体社会生活福利最大化为目标，实现社会、经济、生态和谐可持续发展的目标（解振华，2003；齐建国，2004；吴季松，2005）。张录强（2006）则认为，循环经济的经济学基础应该是兼具微观、宏观和宇观思想，以“生态-经济-社会”三维复合系统的矛盾及其运动和发展规律为研究对象的可持续发展经济学。
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随着人们对循环经济认识程度的加深，循环经济的定义也逐步清晰、完整与深刻，其表述从环境保护、资源节约的直接视觉角度上升到经济发展形态和人与环境、资源、生态系统和谐发展的意识形态的哲学范畴。这种认识上的深化，不仅有利于循环经济理论的研究，更能促进人类社会价值观的转变与进化。
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目前国内从经济学角度研究循环经济的文献中，解振华（2003）、徐嵩龄（2004）、冯之浚（2004）和吴季松（2005）对循环经济的研究比较全面和具有代表性。
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解振华从人与自然的关系入手，沿着人类经济发展的技术范式和要素结构演变的历史轨迹，分析了人类社会生产模式由农业经济到工业经济，再到循环经济的客观必然性，指出了循环经济的实质是要在原来的工业经济形态下，把环境变成一种经济资源要素，用经济规律而不是生态规律来指导经济活动。
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徐嵩龄对循环经济与知识经济进行了比较，认为两者对现有经济学理论和经济制度的依赖关系不同。循环经济将环境由经济外部的制约性因素提升为经济内部的新的生产要素，这需要对传统经济理论与制度进行创新性甚至革命性的变革。这种认识更新了环境在经济中的位置，使其由一个外部性、制约性因素变为经济健康发展的内在性、促进性因素。
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冯之浚把循环经济看成是一种范式，认为随着环境问题在全球范围内的日益突出，人类赖以生存的各种资源从稀缺走向枯竭，以资源稀缺为前提所构建的天人冲突范式（以末端治理为最高形态）将逐渐为天人循环范式（以循环经济为基础）所代替。他认为循环经济是一种深生态论，是对浅生态论的扬弃，既强调技术进步，同时也全面考虑制度、体制、管理、文化等因素，注重观念创新和生产、消费方式的变革。
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吴季松提出新循环经济学的概念，认为西方经济学家从“Circular Economy”到“Recycling Economy”写了“循环经济”一类的书，而吴季松提出“Recycle Economics”，认为“Recycle”实际上是“再循环”的意思，比“Circular”更能反映经济学的含义，但又不像“Recycling”过分强调经济运行，而是强调经济学原理。他认为循环经济与生态经济有很大的不同，“循环经济可以定义为在社会经济、科学技术和自然生态的大系统内，在资源投入、企业生产、产品消费及其废弃的全过程中，不断提高资源的利用效率，把传统的、依赖资源净消耗线性增加的发展，转变为依靠生态型资源循环的发展，从而维系和修复生态系统的经济”。循环经济建立的第一理论基础是系统论；主要分析方法是以数学为基础的应用系统分析和系统工程方法；是对人与生物圈系统、大气圈系统、岩石圈系统与经济系统构成的大系统进行的研究；更加注重对和谐社会形成的研究，具体体现在区域间协调发展、社会各阶层间资源公平分配、消除贫困的内容中。循环经济要求人在考虑生产和消费时不再把自身置于大系统之外，而是将自己作为这个大系统的一部分来研究符合客观规律的经济原则。
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2.1.2 循环经济的理论模型
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（1）基本准则。从能量转化来说，人与自然和谐须遵循如下基本准则：
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准则Ⅰ：生物链能量转化剩余服从
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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式中，B（i=1，2，3，…，n）依次为植物、食植动物、食肉动物及至人类所能消耗的生物能量剩余。
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准则Ⅱ：社会生产能量转化剩余服从
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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式中，α（i=1，2，…，n）分别为不同生物资源能量的人工利用转化率；β（i=1，2，…，n）为各种不可再生资源能量的人工利用转化率；R（i=1，2，…，n）为相应的不可再生资源的即时探明储量；θ为人均物质能量消费；P为人口数量。
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准则Ⅲ：消费剩余的消纳服从
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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式中，ε（j=1，2）分别为微生物、人工治理、资源回收技术和自然力消解废弃物的能力系数；c（i=1，2，…，n）依次为不同营养级动植物的废物排放系数；d（k=1，2）分别表示人均生活消费排放系数和社会生产过程中的“三废”排放及引起水土流失、沙化等方面的单位数量或产值损害系数；M为物质生产总量；E为环境消解能力（毛锋等，2004）。
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（2）循环经济的数学模型。无论是传统的经济学，还是知识经济学，从基础资源配置的角度都可以用式（2.1.4）来表示：
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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式中，V为消耗三大基础资源后所创造的单位经济价值。如，1美元或1元人民币的产品价值或服务收益；I为创造每单位经济价值的产品或效益所消耗的信息量及其中的知识含量，或者可以称为创造每单位价值的智慧耗量，该数值越大物耗越小；E为创造每单位经济价值所耗用的可用的单位传统能源；M为创造每单位经济价值所耗用的传统单位物质材料资源。
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依据四倍数或十倍数理论，线性经济可以转变为资源部分循环的经济，乃至资源全部循环的循环经济形态，或可以从低层次向高层次循环转变。资源的利用效率也可以成倍或无限提高。因此，我们用线性经济表达式乘以循环经济的循环次数来表示循环经济的资源配置数学模型：
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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与式（2.1.4）相比较，引入t代表循环经济的数学模型参数，当t=1时，经济的资源物质配置或利用模式是一次或单线性流动的。在式（2.1.5）中引入表示社会制度影响因素的参数β，我们可得到表示循环经济总量的式子：
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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简化为
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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若从理论上按爱因斯坦的科学假设E=MC2，我们可以将式（2.1.7）变形为
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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虽然还不能完全肯定地说式（2.1.8）可以定量地描述信息（知识）及其传播速度和经济的关系，但是经济发展或经济价值与知识或信息的传播速度平方成正比的定性关系是确定无疑的。互联网的出现，以及信息（知识）的传播速度加快和成本降低，对经济的倍增作用已是人们的普遍认知。因此，通过提高知识资源I的含量来使V增长，可以降低E+M的消耗量，并能提高其利用效率，延长产品或服务的寿命和加强反复循环利用程度，实现人类社会的和谐和可持续发展（崔源声，2004）。
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2.1.3 循环经济理论对EKC假说的挑战
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（1）对EKC假说的挑战。当考虑某种污染物排入环境的人均排放量为e，人均收入为y时，这个观点可表达为
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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e随y线性增加；假定系数α自身与y是线性函数：
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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将式（2.1.10）代入式（2.1.9）中，e和y的关系表示如下：
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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如图2-1-1所示，e与y的关系为一个倒U形。在这种关系下，经济增长意味着更高的人均污染物排放量，直到人均收入达到拐点，然后，人均污染物排放量才会明显下降。这种关系被称为“环境库兹涅茨曲线”（EKC）。
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Fig.2-1-1 Environmental impact and income
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1990年美国经济学家Gene Grossman和Alan Krueger在对66个国家不同地区内的14种空气污染和水污染物质12年的变动情况进行研究后发现，污染程度随人均收入增长呈现先增长后下降的趋势，其峰值大约位于中等收入阶段，即大多数污染物质的变动趋势与人均国民收入水平的变动趋势呈倒U形关系。于是其在1995年发表的名为《Economic Growth and the Environment》的文章中提出了这个假说，称为“环境库兹涅茨曲线（EKC）”假说。EKC假说的要点是：当经济发展处于低水平时，环境退化的数量和程度受生存活动对基础资源及有限生物降解废弃物数量的限制，环境退化和资源消耗的速度超过环境净化和资源再生的速度；随着经济发展加速，农业和其他资源开发的加强和工业化的崛起，环境问题不断恶化，但是当经济发展到较高水平时，产业结构向服务业转变，加上社会环境意识的增强与法规的完善以及技术的改良，环境退化现象逐步减缓和消失（罗杰·珀曼，2002）。隐藏在EKC假说背后的发展模式表现为发达国家“先污染、后治理”的传统经济增长模式，实践证明这种模式只能以加大外部成本来消除外部不经济的状态，在治理污染的过程中形成资源的再消耗。1992年Shafik和Bandyopadhyay等人用10个环境指标与人均收入进行统计回归，发现只有城市SO2含量与城市空气的悬浮物颗粒两项环境指标大致符合EKC要求，而形成温室气体效应的最主要指标CO2含量以及城镇固体废弃物数量完全不符合EKC要求；1996年Stern等人利用“世界发展报告”的全球资料，对形成酸雨的SO2含量进行预测研究，结果表明，到2025年，就算人均收入达到7127美元，仍然不可能出现SO2排放量减小的库兹涅茨效应。奥地利学者Fishcher-Kowalski（1997）利用直接物质投入（Direct Material Inpnt，DMI）指标研究亚马孙河流域国家（巴西、委内瑞拉等）的生态问题，亦未发现EKC的曲线形态。著名经济学家阿罗（Arrow）总结性地指出：经济增长并非治理环境的万能药膏，促进GDP增长的政策并不能代替环境政策。EKC并非真实的环境晴雨表，该曲线表明进入高收入阶段后环境压力自发减小，其实环境压力由高转低，需要穿越“隧道”，如图2-1-2所示（陶在朴，2003），而“隧道”的形成并非全由收入状态决定。一般而言，环境压力引发外部不经济性，使GDP的福利成分下降，同时引发社会的环境运动，迫使政府进行环境政策调整，逐渐强化法规，此时有可能在外部不经济性与社会环境意识之间找到降低压力的窗口，或者说形成“隧道”效应。而“隧道”效应的产生，必然要依靠技术进步，以提高资源利用效率，减少物质流量，这是使环境压力得以维持的必由途径。
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Fig.2-1-2 Sustainable development tunnel
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（2）四倍数革命。资源利用效率的提高可以直接降低环境压力。要在现有基础上将资源利用效率和环境效率提高到什么程度才能满足可持续发展的要求呢？德国乌柏塔研究所（Wuppertal Institute）前任主席魏兹舍克（Ernst Ulrich von Weizsaecker）1995年应罗马俱乐部邀请，同其他几个著名学者利用IPAT公式出版名为《四倍数——资源使用减半，人民福祉加倍》（Factor Four—doubling wealth，halving resource use）的书，成为继1972年《增长的极限》后对全球具有较大影响的著作，1997年联合国在《可持续发展策略》纲要中接纳了“四倍数”概念。
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美国斯坦福大学人口生态学家埃利希（Paul R.Ehrlich）教授于1971年提出一个关于环境冲击（I）与人口（P）、富裕度（A）和技术（T）3因素间的恒等式：
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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式中，I表示Impact，环境冲击；P表示Population，人口；A表示Affluence，富裕度；T表示Technology，技术。
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等式左边I可用不同的指标表示，例如CO2排放量、物质消耗总量等。等式右边第1项P，通常以人数表示；第2项A，通常以人均GDP表示；第3项T则以单位GDP所形成的环境指标表示，或者说T是I与GDP的比值。例如：
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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4个变量中人口是不断增长的，富裕度也将随经济发展而增加，因此，要减少CO2排放量所形成的环境压力，只有依靠技术提高而使单位GDP的CO2排放量减少。按照联合国对全球人口预测与消费量指数的分析估算，到2050年全球人口将达到100亿，消费量大约增加4倍，若不改善技术，全球有限的资源在50年内将以每年2.8%的速度下降（1.02850=4），因此资源生产力必须在50年内提高4倍（陶在朴，2003）。
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德国乌柏塔研究所（Wuppertal Institute）现任主席施密特·布雷克在1997年的国际10倍数俱乐部向世界各国政府和产业界领袖发表的卡诺勒斯（Carnoles）宣言中表示，“四倍数”已不能适应环境压力变化的要求，并提出十倍数是全球资源的革命目标。要“在一代人的时间内，把资源、能源和其他物质的效率提高10倍”。“控制方程”是资源和环境方面的1个总体方程。它把环境负荷（含资源和环境2个方面）分解为与人类活动有关的3个因素，即：人口、人均CDP、单位GDP的环境负荷（Graedel et al，1995）：
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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现设我国20世纪末人口为12亿，21世纪中叶将增至16亿；人均GDP将从800美元增至4000美元。若要使环境负荷仍保持20世纪末的水平，则按上式可得：单位GDP的环境负荷到21世纪中叶必须降为20世纪末的1/6.67。然而，我国当前的环境和资源状况并不符合可持续发展的要求，所以，到21世纪中叶，单位GDP的环境负荷应在现有基础上降低更多（例如降到20世纪末的1/10～1/8），才能满足可持续发展的需要（陆钟武，2003）。
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2.1.4 调整资源环境影响的国民收入计算：从NDP到EDP
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将污染损害引入资源消耗模型的方法有很多种，环境经济学中常用的有两种：一种是通过效用函数，另一种是通过生产函数引入损害的影响。
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定义E为环境压力指数，它对效用产生负面影响，将之纳入效用函数为
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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其中假定U>0，而U<0。环境压力指数E与资源使用率和污染物在相关环境介质中累积的存量有关，因此有：
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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资源使用率越高，或环境污染水平越高，环境压力越大，所以E>0，E>0。将式（2.1.16）代入式（2.1.15）可得
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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另一种形式的损害是通过生产函数起作用，将之纳入生产函数为
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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这里效用函数和生产函数中都包含变量A，表示环境污染水平。A随时间变化的速率情况为
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其中仍假定环境污染物存量A在任一时间点衰减的比率不变，为常数α；污染物排放量M与资源使用量R有关。对式（2.1.19）求积分得：
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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因此，对非完全持久性污染物（α>0）来说，任意时间t的污染物存量将等于以往所有污染排放量之和减去以往所有污染衰减量之和；而对于完全持久性污染物（α=0）来说，只要M为正，则A必然增加（罗杰·珀曼等，2002）。
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环境质量指数是当前剩余物流量和累计存量的一个函数，生产也具有净化的职能，生产函数在物质平衡的法则下，最优化问题解决方案是：
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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式中，G（·）是开采成本；Vt是用于净化的支出；F（V）是支出的效果。哈密尔顿函数（一种最优化求解法）的时值是
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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其必要条件包括
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由式（2.1.22c）可以得到
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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把式（2.1.22a）和（2.1.22d）代入（2.1.22b），得到
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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哈密尔顿函数的最大值可写为
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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把U（·）=U+U代入式（2.1.22f）并除以U=ω，则
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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对式中的P/ω用式（2.1.22e）代替，重新整理后变换得到
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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从国内生产净值NDP到加入资源环境影响的生产净值EDP的调整可包含多种调整，如对不可更新资源、可更新资源采用后对效用和生产影响的调整。任何必要的调整都依赖于模型的结构和有关的假定。重要的是实现这些调整需要非市场价格或者资源的影子价格。如果环境质量不影响效用，U=0，那么式（2.1.22g）中的第1个调整不是必须的，而第3个调整需要修改。对任何一种特殊的污染物，是否应该假设U=0是一个经验性的问题，也必须由非市场价格来决定（罗杰·珀曼等，2002）。
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2.2 循环型农业的基础理论
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2.2.1 循环型农业的内涵
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关于循环型农业，目前尚未有公认统一的定义。尽管如此，有一点是明确的，即循环型农业是循环经济理念在农业发展中的体现和应用。根据对循环经济概念（张坤，2003；吴季松，2005）的理解，黄贤金（2004）将循环型农业定义为：“尊重生态系统运行和经济活动的基本规律，按照3R原则，以经济效益为驱动力，通过优化农业产品生产至消费整个产业链的结构，实现物质的多级循环使用和产业活动对环境的有害因子零（最小）排放或零（最小）干扰的一种农业生产经营模式。”郭铁民等（2004）认为，循环型农业是运用生态学、生态经济学、生态技术学原理及其基本规律作为指导的农业经济形态，通过建立农业经济增长与生态系统环境质量改善的动态均衡机制，以绿色GDP核算体系和可持续协调发展评估体系为导向，将农业经济活动与生态系统的各种资源要素视为一个密不可分的整体加以统筹协调的新型农业发展模式。方杰（2005）认为，“农业循环经济是循环经济系统的一个子系统，在农业资源投入、生产、产品消费及其废弃的全过程中，把传统的依赖农业资源消耗的线性增长的经济体系，转变为依靠生态型农业资源循环来发展的经济体系”。
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本研究根据循环经济理念与农业可持续发展的要求，综合农业的特征，将循环型农业定义为：人类通过清洁化社会生产劳动，循环利用自然环境提供的资源、能源，以维持生态平衡、促进和控制生物体（包括植物、动物和微生物）的生命活动过程，从而取得人类社会所需要的绿色产品的经济体系或生产部门。
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循环型农业最基本的功能是为人类社会提供所需要的产品。产品满足社会需要可以实现产品的社会价值，创造理想的效益，不会出现产品积压和浪费。为社会提供绿色产品即无害产品，保护人的身体健康，实现社会福利最大化，这是循环型农业发展的宗旨。在生产过程当中，运用环境友好生产技术等科技手段，实现清洁化生产，并循环利用自然环境所提供的资源、能源，这样可以实现生产无害化、资源能源利用的节约化，最终使得生物种群（植物、动物和微生物）和非生物环境（空气、阳光、水、土等）都保持相对稳定的状态，从而实现可持续发展的目标。
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2.2.2 循环型农业的基本特征
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循环型农业明确提出按照3R原则组织生产，赋予了资源新的概念与内涵，并形成了新的资源观。从循环型农业的角度来看，在农业生产过程中，所产生的废弃物会对环境造成污染，对农业资源造成浪费，而这只是因为农业生产的不合理组织，而把资源“放错了地方”。根据前面对循环型农业的分析与基本认识，其基本特征可归纳为以下几个方面：
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（1）农业生产的物质流、能量流循环设计。通过对农业进行多种经营，以及延长农业内部及外部之间的生产链条，对农产品、农副产品及废弃物进行充分利用、加工，尽量做到减少外界物质能量的输入，这会使进入循环型农业系统外部的物质能量在农业系统内实现多个生产环节的循环再利用，从而实现物质能量使用次数的增加，作用路径的延长，这样经过多次利用和转化后向外界排放的废弃物流和能量流会减少到最小。
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（2）资源环境、经济与社会目标的共赢。农业生产的目标实现着手点在于投入和产出两个方面。在传统石油农业中，着重强调农业生产终端，过分地强调以农业的高产出来满足社会生产、生活的需求，从而获取经济收益的增加；而循环型农业的生产流程设计不仅考虑生态环境的承载力，而且把维护生态平衡与实现农业生产经济效益目标很好地协调起来，解决了资源环境与经济目标的冲突。循环型农业一方面着重从投入的角度考虑，提高资源的利用效率，节约物质能量投入；另一方面强调对农业生产终端所产生的废弃物的再利用，这样不仅可以为农业生产系统增加资源的再投入，减少外部系统的物质能量投入，实现节约资源、降低生产成本的目的，而且在生产链的延长、废弃物的加工过程中可以增加相应的农业劳动力投入，这可以解决部分剩余劳动力的就业问题。生产成本的降低，使得优质农产品产量增加，这就可以增加农民的收入，最终实现资源环境、经济与社会目标的共赢。
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（3）清洁生产、零排放、低污染。以清洁生产机制引导农业生产，控制有害生产要素的投入，从源头到终端皆实现无害化生产，为绿色农产品生产奠定了基础。随着循环型农业的产业链增长，进入农业生产和生态系统的物质和能量的使用流通过程也会延长，这些物质和能量在经过多个生产环节循环利用之后，大部分转化为农业产品，这必然会延缓和减少废弃物的排放。循环型农业在时间和空间上的生产组织满足了“排放（上一环节的废弃）-投入（下一环节的资源）”的对接要求（黄贤金，2004），从而减少了向外界环境排放的次数和排放数量。对农业生产终端所产生的废弃物的再利用，可以减少废弃物排放所带来的环境污染，改善农村生产、生活环境，而良好的生产环境又为新一轮绿色农产品生产提供了健康的物质环境条件，从而为实现社会健康的目标提供了有效的保障。
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2.2.3 循环型农业的效益实现形式
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循环型农业与其他农业模式的显著区别在于其既注重生态效益，强调废弃物的综合利用，又关注经济效益。而在市场经济体制下，经济效益的提高才能诱导生产者采用循环型农业的生产模式，从而实现公共利益与个人利益的协调统一，因此，对循环型农业经济效益的实现形式的分析是循环型农业理论的一个重要部分。
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2.2.3.1 实现区域大循环，获得规模经济 循环型农业的发展要求根据区域的农业资源特征与分布特点，实现产业的选择与聚集，以避免目前农业生产、加工过程分布零散，废弃物分散、规模小等状况，从而避免了由此导致的农业生产、加工经营者无法集中废弃物，只能以一定规模的量进行批量处理的状况。循环型农业的区域大循环，可以在区域内建立相应的废弃物处理中心，使得废弃物能以相对较低的成本进行规模化处理，不仅可实现规模经济，也可使废弃物资源化，如目前各地逐渐形成的秸秆气化站、沼气站等。
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2.2.3.2 生产多样化，实现结构效应 循环型农业要求因地制宜，充分利用区域资源。在推进区域的大循环范围里，要求对农业产业结构进行调整，改变单一的农业生产结构，改变产品趋同或雷同的现象。循环型农业要求通过调整农业生产要素投入的配置方向，提高要素投入产出比；通过降低生产成本，提高农业生产总值，促进农民的收入增长；通过引导农业内部种植业、养殖业、林业、渔业产业的协调发展，调整农产品的生产结构，生产更多优质稀缺农产品。从农业产业结构调整来看，粮食作物面积将进一步减少，油料作物、园艺作物面积以及畜禽水产养殖规模还将进一步扩大，这些生产造成的污染较粮食生产更重，产生的废弃物更多，因此循环型农业系统的建设显得更加重要。
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2.2.3.3 延长小循环产业链，增加农业经济效益 循环型农业的发展无论对涉农企业还是农户，都提出了较高的生产技术要求，目的是通过提高技术效率改善低效率的要素投入使用方式，加强对废弃物的综合利用，以及对可再生资源的循环利用，实现产业链的延长，解决投入成本高、废弃物污染重和可再生资源低效使用的问题。按循环型农业的发展模式，可以提高农药、化肥、水、电等要素的利用效率，从而降低投入成本，并能提高农产品质量，直接促进农民的收入增长。在对废弃物的综合利用过程中，将农业生产和废弃物加工连接在一起，可以延长产业链。如在淡水龙虾流行的前几年，龙虾壳等废弃物由于规模较小，加上没有循环经济理念的指导，其产生的污染后果并没有引起社会足够的重视，但是很快龙虾废弃物便成为困扰龙虾产地的环境污染问题。后来，人们发现从龙虾壳中可以提取甲壳素这种重要的生物资源，龙虾废弃物一下变废为宝，龙虾产业链得到延长，附加值也大大增加。又如，动物加工废弃物是生化制药的重要原料，如猪的骨头和血液等废弃物可用来提取SOD（超氧化物歧化酶）、内脏可用来提取胰岛素等（黄贤金，2004）。
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2.2.3.4 清洁生产，实现产品高端市场价值 依照3R原则进行农业生产、加工的循环型农业，在整个产业链过程中实现了农业的清洁生产，注重产品投入和生产加工过程的无害化和有机化，这有利于降低农产品有害物质残留水平，提高农产品的质量，满足市场对优质低价农产品的需求，从而实现市场的双赢，推进农业产业的高端化发展。此外，涉农企业采用高科技技术，对农产品、农副产品及废弃物进行深加工，生产出加工业稀缺的生产原料，大大增加了农产品生产的附加值。
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2.3 循环型农业的比较理论
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2.3.1 循环型农业与现代农业的联系与区别
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从原始农业产生开始，就在客观上为人类提供了生活所必需的食品与生产资料，这决定了农业在经济活动中的基础地位。随着经济的发展，当人们用各种指标来衡量经济发展的时候，人们对农业重要性的认识也发生了变化，经历了“重农、轻农、再重农”的反复过程。然而，无论人们怎么样去认识农业，都自然地把农业定位在为经济服务的生产部门这样一个地位，通过它对社会经济提供的生活生产资料来衡量其贡献。随着人口数量的增长、工业化的发展，传统农业在传统经济增长理论的约束下，其目标是生产尽可能多的产品以满足社会的需求。“石油农业”“绿色革命”一时间为社会带来了短暂的欣喜，社会制度的安排也让人们在忽略生态规律的条件下，通过过度地开荒、造田等方式来获取农业生产所必需的生产资源。现代农业的生产率不断提高，其总量也不断增长，其生产模式如图2-3-1所示。然而，地球——被人们视为最大的“垃圾箱”——最终让人类为其违背自然规律、忽视生态平衡的行为付出了巨大的代价（李广祖等，2005；彭易成等，2005）。
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Fig.2-3-1 The production route of the modern agriculture
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Fig.2-3-2 The production route of the recycle agriculture
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随着可持续发展思想的深入，人们逐渐意识到农业自身的发展问题。当跳出农业服务论的框架时，农业可持续发展问题成为了20世纪以来的一个热点问题。人们为降低现代农业生产对生态环境带来的损害，在实践中不断寻求各种替代型农业，有成功的，也有失败的。在中国农业生产实践中，在80年代就已经萌芽的循环型农业经历了几十年来自自然、社会的考验，最终成为当前农业可持续发展的必然选择。循环型农业以人为本，集科学发展观、节约型社会为一体，其目标较现代农业、生态农业具有双重性的特征。它不单以总量增长为其社会经济目标，还以增加社会福利为其社会经济的最终目标；同时，循环型农业更注重遵循自然规律，以循环为其最根本的手段，使所有的物质和能源都得到最合理的利用，转变农业对环境带来的负外部性，增加农业对环境产生的正外部性，重新连接起生态正螺旋形循环，如图2-3-2所示。
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用表2-3-1归纳现代农业与循环型农业的区别。
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Table 2-3-1 Comparison between recycle agriculture and modern agriculture
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2.3.2 循环型农业资源配置挑战传统经济学的帕累托最优理论
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在评估一个经济体制或制度安排时，现代经济学通常采用的一个最重要的评估标志是看这个制度安排是否提高了效率。农业资源的配置效率以实现帕累托最优[有效，或称之为最佳（first best）]为标准。所谓效率，就是用最少的成本，达到最佳效果。经济学中所用的帕累托最优意味着：在现有资源约束条件下，不存在改进的余地，即不存在不让任何参与人受损的情况下，让一部分人的福利有所改进的资源配置方案（田国强，2005）。该理论的几大假设是：经济信息完全和对称，充分竞争的市场，规模报酬不变或递减，没有任何外部经济效应，交易成本可忽略不计，经济当事人完全理性等。但在现实情况下，这是很难成立的。农业资源作为自然生态资源以循环利用方式进行配置时，帕累托最优理论受到了种种限制。在传统农业中表现出来的农业资源配置呈帕累托最优，强调经济当事人在既定的资源条件下进行资源配置，其效益不受损，而没有考虑对环境造成的低效率影响，忽略了由经济的外部性带来的外部成本、交易成本而导致的资源约束条件的改变，表现出其理论的局限性。而循环型农业实行资源循环利用和综合利用的资源配置策略，当有限资源得到无限循环利用时，资源约束的条件发生了改变，从而保证资源的持续供给，该策略以废弃物是否实现零排放为标准衡量资源利用的效率。当人口总量得到有效控制时，人均需求不再无限扩张，通过资源循环利用能够从根本上克服资源稀缺性，从而为子孙后代留下充足的发展条件和空间。
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2.3.3 “理性生态经济人”挑战“理性经济人”
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“理性经济人”和“有限理性经济人”的假定是现代经济学逐渐成熟的重要标志。但“理性经济人”假定只重视经济当事人的经济利益最大化或效用最大化，而对由同一代人组成的社会利益、在此过程中所耗费的自然资源和导致的环境污染以及生态破坏等问题基本不予主动考虑，这在理论上助长了经济当事人向大自然索取资源过程中的不可持续行为（如围湖造田，毁林开荒等），对全社会的可持续发展构成了威胁。在涉及代际利益关系问题的研究时，“理性经济人”假定本身存在的致命弱点暴露得更为突出。在“理性经济人”的范式中，不同历史阶段和不同社会阶级中十分具体的社会和历史属性的人，被抽象成了无差别的个人，他们基于各自的“成本-收益”计算的经济活动创造了整个经济社会。这种理论并不重视由同一代经济人组成的社会利益，更谈不上考虑子孙后代的利益。“有限理性经济人”假设仅是补充说明人的认识能力和知识的有限性，而环境的极其复杂和变化性，决定了经济人的理性是有限的，而不是完备的。
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而循环经济的“理性生态经济人”假定理论建立在可持续发展的基础上，它要求经济当事人在经济活动中将自然资源的耗费及环境污染成本都计算在生产成本中，以保证社会的可持续发展。按传统经济学的观念，将环境要素加入生产成本中，生态经济是低效率的，但按照广义整体的生态效率观念，传统经济却是低效率的，而生态经济是高效率的。循环经济的“理性生态经济人”假定理论承认后代人有独立的、不同于当代人的利益，同时又提出了当代人的发展不能以损害后代人的发展能力为代价来实现自己的经济利益最大化（彭易成等，2005）。
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2.3.4 循环经济学挑战传统经济学的产权理论
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以传统经济学作为理论基础的环境政策，通常体现在末端治理上。末端治理的产权理论依据，前期主要是庇古（Pigou A.C.）的“外部效应内部化”理论，通过征收“庇古税”来达到减少污染排放的目的，是一种“先污染、后治理”的方式，并没有把污染和生态环境的破坏挡在经济活动的上游；后期主要是科思定理，指出在交易成本为零时，只要产权初始界定明晰就可以通过谈判的方式解决环境污染问题，并且可以达到帕累托最优。交易成本为零只是一个逻辑推理的结果，在现实生活中并不存在，并且要界定环境的产权边界几乎是不可能的。出现这些问题的主要原因是传统经济的产权理论都是以线性经济为基础，利用“污染者付费原则”控制污染。最终造成有排放标准却无总量控制、资源耗竭环境恶化的不可逆性，产生“恶性经济效益”等严重后果[1]（刘学敏，2004）。
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新制度主义者认为经济社会发展中的外部性导致环境问题的出现，而产权制度又是导致外部性问题的根源。西方学者对水权制度、林地产权制度、农地制度等资源产权制度的合理安排进行了有益的探索和实证研究。现阶段，我国循环经济理论研究和循环型农业发展理论的研究，还更多地停留在概念层次上。循环经济作为一种新的经济形态，严格了避免污染的结果，同时也排除了给任何人污染环境的权利，是一种“预防为主，全过程控制”的方式。将这种方式运用在循环型农业经济中，通过预防代替末端治理，就是在农业生产的各个环节（输入端、生产过程中、输出端）全方位地节约资源和保护环境。该过程需要富有远见地制定与循环经济发展模式相对应的农业资源环境政策。本研究认为，资源市场体系的完善是解决资源环境问题的根本手段。经济生产部门对资源环境容量进行严格的评估并予以定价，在其容量范围内以总量控制的方式，通过经济杠杆将环境资源配置给生产者，为避免获取生产资源的高成本与排污的高成本代价，生产者在一定时期以循环利用、减量化的方式综合利用生产资源，并采用生产者“问责制”来保障生态环境的安全。
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2.3.5 循环型农业挑战传统经济学的“马斯洛需求”理论
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“马斯洛需求”理论指出人的需要是分层次的：基本生存需要（饱暖）、生活需要、发展需要，从低到高，有先有后逐层解决。基本生存需要是必须首先解决的，哪怕不择手段、不论代价。回顾传统农业发展的历程，我们已经看到仅以“马斯洛需求”理论来指导农业生产活动，动用了一切资源，不惜一切代价来解决人类的基本需求，又使农业的生产回到了“先污染、后治理”的恶性循环圈之中，严重破坏了后代人满足其需求的自然生态环境。
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从循环型农业的发展趋势来看，其仍然以经济效益为驱动力，以人类持续发展为终极目标，兼顾各方面的需求。在生态系统中，经济活动超过资源承载能力的循环是恶性循环，会造成生态系统退化，只有在资源承载能力范围之内的良性生产循环，才能使生态系统平衡地发展。循环型农业生产将污染排放物作为原料进行加工，生产出下游产品，让物质循环利用，物尽其用，降低了污染治理的成本。这种清洁生产的机制不仅可以为人类带来绿色食品，也可使自然要素处于健康的生态循环，能保护生物物种的繁衍，避免非生物环境的失衡，不仅可为当代人提供丰富的物质资源，也可为后代人的需求提供充足的保障（彭易成等，2005）。
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2.4 循环型农业的系统理论
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2.4.1 循环型农业系统整体性假定
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循环型农业系统由人口、经济、社会、资源与环境五大要素组成，其特征主要表现为开放性，不稳定性，多层次，多回路，非线性，多重反馈，结构复杂。农业复合系统的核心是由自然生态系统与社会经济系统耦合而成的农业发展系统。在研究或设计的过程中，不仅涉及的学科知识多样化，信息来源渠道、表现方式各不相同，而且信息精度不均衡，这直接导致了系统参数敏感性的不一致，表现为系统高层次结构较清晰而低层次结构较难描述。
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农业发展必须对各种层次的农业系统的特性有针对性地进行分析评估。对如此复杂的耦合系统，我们无法从最基本的子系统开始进行结构分析，而是将子系统按其功能特点、结构特点予以划分，将具有共同属性的子系统归为同一子系统，形成高一层次的子系统，侧重研究其输入、输出的特性。该子系统的状态（或称为该子系统的输出变量）可视为整个复杂农业系统的一个或一组参数。对于分类后的各子系统，相互间仍存在着各种关联乃至反馈关系，但其中任一子系统的元素与其他子系统的元素相对来说具有独立性，我们可以将循环型农业子系统作为一个整体去研究，在设计时采取了略去其结构的微观细节，而抓住其主要属性的方法。主要考虑系统和农户（农场）层次上物质流、能量流和信息流的交换，对农产品及以下层次集成“组”进行“宏观性”处理，用一定近似程度的仿真模型代替或视为整个系统的一组参数，通过开放系统与外界不断地进行物质、能量和信息的交换，以这些要素为纽带，可以对系统与系统进行连接，使系统功能扩大。
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2.4.2 循环型农业系统的组成要素
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农业系统是由人口、经济、社会、资源与环境五大要素组成的具有开放性和不稳定性的多层次复合系统。在农业系统中，其内部各相关子系统间的协调发展及其与外部环境之间，通过物质、能量、信息的交流所维持的系统耗散结构功能的不断增强，为农业可持续发展提供了内在的驱动力。农业的实质是以绿色植物吸收与转化太阳能形成负熵为起点，并以这种负熵在流动过程中不断耗散的方式展开农业生产过程（林卿，1997）。农业复合系统的核心是由自然生态系统与社会经济系统耦合而成的农业发展系统。自然生态系统属于农业本体系统，或是基础支撑系统，它由包括土地、水和气候等在内的自然资源及各种生物要素组成，这一系统一旦退化，农业发展就会失去支撑；社会经济系统属于农业主体系统，或是实施能动系统，这一系统决定着它与自然生态系统的关系，从而也决定着社会经济系统能否可持续发展。在市场经济条件下，区域农业的发展不是封闭和孤立的系统，而是一个开放的系统，低一级区域的农业发展必然受到上一级区域系统的支撑和制约，循环型农业系统是包括不同大小空间尺度的多层次系统过程（小至一个农户、一个农场的经济活动，大至某个地区、某个国家，乃至全球的经济活动）（张忠根等，2003）。循环型农业将面对人口在现有规模基础上有更高增长趋势的现实，随着全球经济一体化发展及各国间的相互影响，世界经济水平、生活水平的提高将进一步普及化，更多的人将享受现代文明和现代化的生活水平。这样的发展将对农产品产生更大的需求。这种更巨大的需求必然会对农业资源环境施加更大的压力。
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循环型农业系统将一定量的农业自然资源投入生产，充分利用太阳能，依靠小型灌溉工程和充分利用降水，需要大量劳动力，选择对肥料和水分生长需求低的作物品种，采用轮作及多样性的耕作系统，同时在农场综合养殖各类动物。循环型农业系统中有机肥料的氮元素主要来源于从空气中固定的氮气及土壤有机质中再循环的氮，运用生物的、手工的方式及地方有效的化学试剂清除杂草及进行病虫害防治，利用农业废弃物生产农村能源，原始资本依靠农村家庭或社会筹集投资的内部积累。
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2.4.3 循环型农业系统的结构及功能分析
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2.4.3.1 循环型农业系统的结构组成 循环型农业系统的结构是以生态农业系统的结构为核心，依据生态系统理论，建立在物质平衡原理的基础上，为实现外部环境资源减量化投入而进行改进的农业系统，如图2-4-1所示。不同的结构具有不同的功能，一定的功能必须借助一定的结构来完成。同时，结构形式的多样性，结构层次的多少，直接影响结构的稳定性，从而影响正常功能的发挥。
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Fig.2-4-1 Recycle agriculture′s systematic structure
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循环型农业系统通过选用良种、改进栽培技术等方法，使输入系统的太阳能以及矿物质营养得到充分利用，以获取更多的初级产品（粮食秸秆等），并以农副产品为原料，发展次级生产，通过发展养殖业，建立沼气池，逐步建立和完善多级物质能量循环利用的人工生态网络系统，如图2-4-2所示。该系统可以使自产及部分购入的初级产品得到充分合理的利用，实现农田、果园养殖各子系统的养分流动的高水平平衡，以及系统与环境的输出输入平衡，使以农户为主体的能量物质循环和整个系统的能量物质循环有机地结合在一起。增加了系统的自适应性和对市场变化的适应性。科技投入和能量物质的合理分配克服了农业各子系统中不良因子的限制，使整个系统达到了一个新的更高层次的平衡，形成一个结构合理，社会、生态、经济效益相互协调统一的循环型农业系统。
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Fig.2-4-2 Action mechanism of the recycle agricultural system
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2.4.3.2 循环型农业系统基本功能分析 循环型农业系统作为生态系统的子系统，其中的植物、动物、微生物的生命活动受光、热、气、水、土壤等各种环境因素的影响，一方面是在阳光作用下绿色植物把无机养分合成有机物；另一方面是在一些细菌和真菌作用下，有机物被分解成无机物，并进一步转变为可供植物利用的养分。就在这种能量、物质、信息的流动、转化、循环的过程中，农业生物与环境之间相互作用，协调发展，其生命活动成为农业系统的基础活动。
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循环型农业系统作为社会系统的子系统，包括农业生产活动中各种非经济的社会因素，如农业劳动者和经营者的素质，农业生产的组织形式，经营规模，有关农业的各种法规、制度等。所有这些都受整个社会系统的影响，并直接影响农业系统功能的好坏。循环经济应用在农业中，同传统的发展观博弈后形成一种新的价值观，将逐渐影响农业劳动者的思想观念，改变农业经营模式，并直接影响农业各种法规、制度的调整，决定农业生产的组织形式、结构的进一步调整与合理化。
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循环型农业系统作为经济系统的子系统，涉及农林牧副渔各业的生产、流通、分配、消费全过程，涉及农林牧副渔各业的合理结构，涉及各种生产要素的合理配置，涉及有关农业科学技术的研究创新和推广应用（朱永达，1993）。只有全面处理好各方面的问题，才能实现外部环境资源减量化投入，资源循环利用，废弃物污染物的趋零排放，这样整个农业系统才能持续协调稳定地发展，取得最好的经济效益。
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2.4.4 循环型农业系统的物质流、能量流、信息流原理分析
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我国学者金涌院士等人提出了循环经济的五大自然科学基础，认为热力学第一定律说明通过物质流、能量流的重复利用和优化利用是可行的；热力学第二定律说明物质循环利用要付出代价，即物质和能量的品位会下降；普里高津的耗散结构理论说明，必须引入负熵流，系统才能维持有序和发展并使物质品位得到提升，从而物质可以重新被利用；近代信息学的发展可以通过对物质流、能量流、信息流的优化集成使总体系统的效益优化增值；爱因斯坦的质能关系揭示了负熵流最终源泉的本质[2]（冯之浚，2004）。上述理论是循环型农业系统中物质流、能量流、信息流循环的基本原理。
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2.4.4.1 热力学定律 热力学是关于能的科学。在热力学中，必须清楚所研究系统的性质。当物质的结构、物理或化学性质或位置发生变化时产生功。一个开放系统，是与其环境有能量和物质交换的体系。单个生物体是一个开放系统。一个封闭系统与其环境只存在能量交换而没有物质交换。一个孤立系统与其环境既没有能量交换，也没有物质交换。孤立系统是一个理想化、抽象的体系。热力学第一定律指出，能量既不能产生也不会消失，只能从一种形式转化为另一种形式。热力学第二定律也被称为熵定律，它指出热自然地从热的物体向冷的物体流动，热不能100%的转化为功。熵是对不能转化的能的度量，所有能量的转化会增加一个孤立系统的熵。所有的能量转化是不可逆的，能量转化效率低于100%的事实意味着，恢复原始状态需要的功并不存在于新的状态。经济学家Georgescu-Roegen（1979）将第二定律描述为“经济短缺的根本原因”，他认为即使给定足够的能，物质的完全再循环原则上也是不可能实现的，这被命名为热力学第四定律。Biancardi（1993）等人提出，“如果有足够的能量，完全再循环在物理学上是可能的”。还有学者认为，“能源如此消耗会使得环境中的熵值极大的增加，这对生物圈而言是不可持续的”（罗杰·珀曼等，2002）。根据卡诺（S.Carnot）等人的论证，在一个系统内部，随着能量的不断使用，不能再做功的无用能是不断累增的，即总的熵不断增加，从而形成了熵增加定律（陈惠雄，2000）。有机体系统要摆脱死亡，唯一的办法就是向环境中不断吸取负熵，以平衡熵增机制，农业系统通过持续地从环境以外接受和转化太阳辐射等形式的能量，增加系统的负熵流，从而维持其结构需要的能量投入，维持系统可持续的状态。
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2.4.4.2 物质平衡原理 Kneese等（1970）最早将这一原理用在经济活动中。随着经济学的发展，物质平衡原理在经济学上最基本的含义是，经济活动在本质上是从环境中取得物质的转化过程。从物质上来讲，经济活动不能产生任何新的物质。当然，它确实从环境中取得物质并进行转化，从而生产出人类可以利用的物品或服务。但是，所有从环境取得的物质最终会回到环境中。图2-4-3表示物质平衡原理所指的物质转换之间的关系。由于经济中资本的积累，它是从物质环流的延迟中抽象出来的，它放大了从环境中提取物质和向环境投入物质的过程。
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Fig.2-4-3 Interactive conservation of mass mode between Economy and Environment
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物质平衡原理表述为一个恒等式，即来自环境的物质流A的质量等于排放到环境中的剩余物质流B+C+D的质量。所以，从质量来看，我们有：A≡B+C+D。实际上图2-4-3含有几个恒等式。四个方框中每一个方框的投入质量与输出的质量相等。
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环境：A≡B+C+D
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环境企业：A≡A1+A2+C
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非环境企业：R+A1+F≡B+R+E
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家庭：A2+E≡D+F
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从这个物质平衡模式中可以总结出以下几点结论：①在一个封闭经济系统中，假定没有净存量的积累，则进入环境的剩余物质量B+C+D应该等于取自自然环境中的燃料、食物和原材料以及取自大气圈中的氧气等A的质量。②在经济活动中对剩余物的处理只是改变其形态，而没有使其质量发生改变，但强调废弃物管理有利于将剩余物转变成有用的形态或使其处于合理的位置。③废弃物的再循环程度非常重要。在恒等式R+A1+F≡B+R+E中，“非环境”企业的最终产品数量为E，如果家庭产生的废弃物供再循环的量F增加，则最终产品的投入量A1将下降，这就意味着可以减少来自环境资源的初始量A。如果通过再循环过程提高原材料的利用效率，在给定的生产和消费水平下，投入系统的物质总量A就会降低。
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2.4.4.3 耗散结构理论 耗散结构（Dissipative structure）理论是比利时物理学家兼化学家布鲁塞学派领导人普里高津（I.Prigogine）1969年提出的。普里高津把在开放和远离平衡的条件下，在与外界环境交换物质和能量的过程中，通过能量的耗散和内部的非线性动力机制来形成和维持的宏观时空有序结构，称为耗散结构。这一理论是基于物理学中热力学第二定律发展而来的。耗散结构理论有两个基本观点：一是“非平衡是有序之源”，即系统只有满足开放、远离平衡态以及内部各元素之间存在着非线性的相互作用这三个条件，才可能产生有序化过程，形成非平衡态的稳定有序结构；二是“通过涨落达到有序”，即上述可能性只有通过涨落才能成为现实，其机制是在系统内的强制力超过临界点的条件下，微涨落通过相关作用转为巨涨落，从而完成有序新结构的自组织过程。农业生态系统是一个动态的开放系统，由其生物种群和环境构成，从耗散结构理论来说，开展循环型农业的研究和建设仍是在农业生态系统中由生物种群通过农业配套生产技术从系统环境中尽可能多地引入负熵流，使系统在很大程度上实现物质和能量的耗散，做到空间有序、时间有序、功能有序，从而获得最佳的总体效益（朱孔来等，1991）。
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循环型农业系统符合耗散结构的条件，因此，在时间上、空间上和功能上能保持有序，远离平衡态。其系统内部要素和子系统之间是非线性结构，系统内各子系统之间有着相互制约、相互推动的非线性关系。循环型农业系统不断受到外界的影响会产生无数的“小涨落”，当涨落影响的程度达到一定的结果时，系统会产生“巨涨落”，系统生产力就会提高，从当前的状态跃到更有序的状态，形成新的耗散结构，从而可以推动系统向前发展（崔和瑞等，2005）。
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2.4.5 物质与能量流分析的引入
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“社会-经济”系统被描述为依赖于不断投入的物质和能量的“物质经济”，这种过程通常被称为“社会-经济”代谢机制。这种机制是靠自然资产（可再生自然资源与非可再生资源）来维系的，它还取决于生态系统吸收和排放废弃物的能力（Kraus mann et al，2004）。长期以来，有关这种流动对人类生存的基础——自然环境有何影响，以及如何量化等问题，并未受到人们足够的重视。20世纪80年代后，人们认识到经济活动中的物质与能量的流动，不仅对经济有较大影响，而且与自然环境存在复杂的相互作用。首先，经济系统中的物质与能量流动对物质的全球循环有很大的影响，如碳的全球循环、氮在农业系统中的循环等。从污染的角度来看，这种流动所产生的不仅是点源污染问题，还有分散、复杂的非点源污染问题。其次，经济活动对自然生态系统的影响也非仅仅是污染问题，还涉及物质与能量的消耗所产生的其他问题。经济部门对经济系统中物质与能量流的分析已经开展了很多年，这些研究工作关注的是物质与能量的投入与产出之间的关系。随着可持续发展研究的不断深入，在经济系统特别是经济系统与自然环境相互作用的研究中，逐步形成了物质与能量流分析（materials and energy flows analysis）这一研究方向。
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物质与能量流分析的主要观点是：人类的经济系统仅仅是自然生态系统的一个子系统，它的物质与能量的流动和生态系统的物质与能量流动相类似，是一个将原料、能源转化为产品和废料的流动过程，有的研究者称之为工业代谢（industrial metabolism），这一过程必然对自然环境产生影响，影响的强度取决于物质与能量使用的强度（黄贤金，2004）。
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物质与能量流是经济系统中环境问题研究的基础。许多环境问题与经济系统中的物质与能量的流动有着直接的关系。追踪“社会-经济”的物质和能量流可以帮助回答诸如物质经济运行状况如何、经济增长与物质和能量消耗的关系如何等问题。物质与能量流分析主要考察在经济系统中物质与能量的流动，包括从物质的提取一直到生产、消费和最终处置等运行过程如何影响社会、经济和环境以及如何减少这些影响等问题，它是循环经济研究的一个重要领域。而投入产出分析方法可以追踪直接物质与能量流和间接物质与能量流的路径，其他任何的物质流分析方法都不能处理这个问题。所以本部分将在物质和能量流分析基础上引入投入产出方法建立定量模型，追踪基于物质与能量流分析的循环型农业生产系统的能量与物质流的路径。同时将超越现阶段对循环经济描述性的分析而进行较为严格的量化研究，找出循环型农业系统中物质与能量的流动与环境问题之间的量化关系，为循环型农业提供指导实践活动的理论依据。
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2.4.6 循环型农业系统的外部环境
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农业系统本质上是一个开放系统，它存在于环境之中，与环境有着千丝万缕的联系，只有使它充分地开放，才能不断地与环境进行物质、能量和信息的交换，提高系统的生命活力和系统本身的有序程度。系统的开放，首先要从思想上开放，学习先进的科学及管理技术，瞄准市场环境，在资金、技术、物质、信息上能进能出，充分降低系统的总熵。实现循环型农业发展的充分条件是外界向农业系统流入负熵流，使系统远离平衡态，保持一种非平衡状态，进而形成新的有序结构。
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2.4.6.1 科学技术环境 无论引入何种技术，都必须为循环型农业系统带来负熵流，以减少系统本身由于不可逆过程引起的熵增加。技术进步可以有效地防止和消除有害活动或物质的产生，是一种直接的负熵流。技术进步是把循环型农业的各个子系统紧密联系在一起的物质手段，是能保持系统有序发展的负熵流。技术进步这一负熵流的引入应具有整体性，它包括生物技术、物理技术、化工技术和工程技术等技术系统，要正确使用这一整体性技术，避免造成系统的退化。循环型农业的发展，需要加大农业科技的投入，目的是增强循环型农业系统与技术进步的交换，提高系统的自然承受能力（董旭升，1998）。
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2.4.6.2 政策环境 各种政策手段所提供的负熵流是一种间接的负熵流。政府通过各种经济政策、措施、法令等，调节与系统没有直接关系的各种要素，通过经济要素的变动来间接影响系统的负熵流的流入或流出。如政府通过市场调节农业资源的价格，促进或抑制对农业资源开发的规模；又如，政府的人口政策，通过减少人口数量，提高人口质量，为农业系统引入了负熵流。
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2.4.6.3 思想观念 思想观念的更新也为系统引入了负熵流。传统的发展观认为，生产的目的就是用最少的成本获取最多的利润。在这样的观念支配下，人们注重的是技术系统和经济系统的发展，忽视了资源环境系统的功能。通过观念的更新，人们将注重整体利益的协调发展，避免对人类生态环境的破坏，使系统有序程度增加，从而为系统引入负熵流。
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2.5 循环型农业的多功能理论
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2.5.1 传统农业的外部性
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农业作为一个古老的部门，一直以来都被认为是外部经济性影响的积极制造者。农业外部性是指农业经营主体的主动农业经营行为对环境和生态系统所造成的非本原的效益或损失。农业外部性按对环境或其他非农业部门带来的效益或损失可分为农业外部经济（正外部性）和农业外部不经济（负外部性）两种情况。
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2.5.1.1 农业正外部性的表现 首先，我国农业作为一个特殊的部门，其收益明显的“外部化”，为工业资金的原始积累提供了大量的资金。在我国，这种收益“外溢”现象突出表现在工农产品价格“剪刀差”上。如果扣除国家对农业的资本投入，则在工业化资本原始积累过程中我国农业平均每年要把新创造价值的9.4%无偿贡献给工业（石声萍，2004），却无法得到相应的补偿。
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其次，在提供农林产品的同时，农业的正外部性表现在生态环境及景观功能的无偿提供，间接地为人类带来福利，如具有环境保全功能、保健修养和教育功能、提供绿色资源和开放地功能。正外部性在林业中体现得最为明显，当森林发挥保持水土、涵养水源、防风固沙、调节气候、净化空气、美化环境等多种效能时，整个社会都从中受益，而不需为此付出费用。
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最后，我国工业“三废”对农业环境的污染正在由局部向整体蔓延。农业的发展环境由于接受了工业等非农产业转嫁的成本而趋于恶劣。为了克服这些不良影响，农业生产经营者不得不付出额外的成本，而这些成本应该是由污染者——工业等非农产业来承担的。
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2.5.1.2 农业负外部性的表现 主要体现在农业使用物污染和农业废弃物污染两个方面。农药滥用损害农民和周围居民的身体健康，造成水、土壤等环境污染，不合理的农业经营方式会造成水土流失、土壤重金属、氮含量超标等，这些无不体现出农业的负外部性。在农业废弃物方面，不恰当地处理农业废弃物也会对生态环境造成破坏，如畜禽粪便的集中排放、秸秆焚烧的习惯等，造成了农业的立体污染。
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2.5.2 生态脆弱的落后地区农业发展的负外部性及制度缺陷
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2.5.2.1 对生态环境的外部性影响 就我国生态脆弱的落后地区而言，农业发展既具有农业外部影响的一般特征，又由于受我国特殊的地理、地貌和气候特征影响，而具有其自身的特征。人们为了生存的需要，在恶劣的环境条件下开垦种植，以粗放经营、广种薄收、过度放牧的方式进行农业生产活动。这加速了生态环境的恶化，造成水土流失、荒漠化以及土壤、水源的污染，具体表现在以下几个方面：第一，植物多样性的破坏与林草覆盖率的降低，造成我国江河上游的泥沙下流，导致大江、大河中下游河床的泥沙淤积，使中下游地区河水泛滥，导致河道疏通的经济成本增加，影响河道航运业的发展。第二，植物覆盖率的降低，破坏了江河上游地区的蓄水能力，造成雨季的河水泛滥。在淡雨季，植被蓄水能力的降低使得河道水流枯竭，从而影响中下游流域的水源供应。第三，森林植被的破坏，使得内陆冷气流向沿海地区迅速扩展，冷热气流对接波动大，大风、雪、雹等灾害性天气的时有发生，在沿海地区形成沙尘天气，严重影响沿海地区的经济建设和人民生活。第四，由于缺乏科学技术的指导，农业化肥的滥施，不仅造成农产品的质量下降，而且造成化学元素对落后地区土壤结构的破坏，进而使得这些有害物质通过地表水流动对其他地区造成土壤和水流污染（闫增强等，2004）。
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2.5.2.2 生态脆弱区农业发展的制度缺陷 从生态脆弱的落后地区的农业发展来看，投入更多的人力、物力、财力和时间保护生态安全，实施可持续发展，抛弃“先污染、后治理”的发展模式，本身就会承担较大的发展机会成本和经济可能更加落后的风险。制度的供给不足是落后地区实现农业可持续发展的主要障碍之一，其中，市场发育程度不足和制度安排不足是两大基本因素（谭崇台，2000）。
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（1）思想观念落后。从新制度经济学来看，思想观念作为对人们行为的一种非正式约束，其落后会对农业发展形成巨大的破坏力，不仅会冲击和改变正确的正式约束，还会造成巨大的损失。一直以来，由于大量的人口数量与资源的短缺，“增长至上”的观念成为我国传统发展观的核心，使我国发生了“大跃进”的灾难，在“文化大革命”中，又发展到全国“学大寨”“改天换地”，采取了一种普遍的“边际土地开发”战略。过去行政机构普遍存在一种“政绩冲动”的思想倾向，一味以农林牧渔业总产值来衡量官员的政绩，导致生态推动平衡，农业生产能力下降（刘茂松，2002）。
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此外，生态脆弱区农村自然环境和生态环境恶劣，长期缺乏现代文化的支撑，区域的发展差距巨大，这使得民众对本地的发展一直缺乏信心，感到失落和无奈，逐渐丧失奋发进取的信心，这样的人文精神使得该地区的农民观念落后，小步即止，小富即安，忽视对生态环境的保护，也不会考虑后代人的持续发展问题。
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（2）农业资源产权制度缺陷。我国法律对自然资源使用权的基本属性多未做出明确的规定。实践中，则是由各级地方立法机关、国务院各部委、各级人民政府以及其所属部门做出规定，这与“物权法定”的原则相距甚远，表现出了极大的不完善性。自然也就很难实现其立法目的，行使其特定的政策功能。
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从获得方式看，农村土地使用权（种植业、牧业、渔业和林业）基本是天然无偿取得的。农民集体可以依法承包其已经使用的国有土地、草原、水域、滩涂给本集体农民和本集体以外的个人或者单位使用。然而，这与国家所有权理论发生冲突，结果是农民的权利常常受到国家所有权的代表（即各级政府及其部门）的侵害（刘新山等，2004）。农地产权主体模糊或缺位，造成土地抛荒、搁荒或粗放、掠夺式经营。
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在现行的农业资源制度下，公共资源得不到有效的保护，掠夺式使用问题严重。在农业资源使用中，存在着大量不宜界定产权边界的公有资源，如河流、湖泊、人民公社时期兴修的大量水利基础设施等。此外，农村农田水利等基础设施严重失修、地下水过度开采及江河湖泊被污染；农业用水浪费严重，生态脆弱区农田灌溉大都采用传统的土渠输水、大水漫灌方式，农业用水效率与发达国家相比存在很大的差距，我国农业水资源的利用系数仅为0.3～0.4，而发达国家的为0.8～0.9（江平，2005）。
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工厂向自然界排放的“三废”，污染了农田和水源，造成了农业生产者的损失。那么，是允许工厂有排污权，还是允许农田所有者制止排污权？产权不明晰使得生产活动中存在的负外部性无法得到解决，这也是我国出现生态环境失衡，自然资源严重破坏的重要制度原因。
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（3）市场体系不健全。市场作为一种制度安排，包括了价格、供求、竞争等因素组成的市场机制，同时也包括了各种具体的市场交易组织及场所。前面谈到的外部性是指未被市场交易包括在内的额外成本或收益。市场的不完整性导致农业负外部性。农业生产要素的市场并不完善，有些还没有建立，如土地、水等；还有些根本无法建立市场，如空气、生物物种等。生产者由于不付出任何经济成本，就可以无偿使用，在资源约束下，自然资源会被滥用、浪费，受到严重的破坏和污染。
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农业生产要素的价格和生产资料的相对变化也导致了农业生产的负外部性。农业生产要素和生产资料价格过低或无成本，会造成浪费，但如果价格上升，能够给占有者带来更多的交易利润，就会引发人们对这种生产要素和生产资料的争夺。如土地的价格上涨，诱导人们围湖造地；木材的价格上涨，导致人们大肆砍伐；羊绒的价格上涨，促成过度放牧等破坏生态环境的行为。
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（4）人口政策。当人口规模过大时，劳动力的规模就会膨胀，会需要更多的生产资料与生活资料。生活资料短缺，农产品价格上涨，导致对自然资源的过度开采，对农药、化肥等化学类生产资料的过度使用，出现严重的农业负外部性，最终会超出自然资源及环境的承载能力，导致生态破坏加剧。人口控制政策在我国是一项基本国策，如果人口控制失效，会导致人口数量的膨胀，既而直接导致人口素质下降，低效率利用农业资源，造成更大的资源约束。在生态脆弱的落后区，由于农业自然资源的稀缺性约束，农业潜在的剩余劳动力数量庞大，而这些劳动力却因种种原因无法从农业中转移，而人口数量却仍在不断的增加，使得人口与资源环境关系十分紧张（刘茂松，2002）。
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（5）生产力梯度转移。随着发达地区的产业升级，部分产业被转移到落后地区。对于生态脆弱区而言，这是把“双刃剑”。一部分高污染、高能耗的产业转移到生态脆弱的落后地区，已经给这些地区造成生态破坏与环境污染，农业可持续发展面临严峻的生态环境危机。发达地区工业化程度越高，对落后地区农业基础发展的依赖性就越强，这一方面会影响生态脆弱区农业生产结构的调整，使落后地区农业经济效益的“溢出”加强，从而降低这些地区资金的积累能力；另一方面给这些地区的自然生态环境带来了更大的压力。
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2.5.3 循环型农业的负外部性改善功能
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英国学者大卫·皮尔斯在《绿色经济蓝图》中倡导一种“总经济价值”理论，在他的理论中，总经济价值=实际使用价值+选择价值+存在价值。这个公式告诉我们，总经济价值不仅仅包括资源环境直接或间接利用的情况，也包括通常与使用无关的资源环境价值，即存在价值，还包括介于使用价值与存在价值之间的选择价值，即我们在使用这些资源时存在着可能失去的机会价值。这个公式与“外部性”理论不谋而合。环境作为一种公共资源，我们无法界定其产权，此外环境污染所产生的“外部不经济”又会对我们或者我们的子孙后代产生影响（彭兴庭，2004）。在这种情况下，过去的做法往往是通过政府干预和社会矫正，以末端治理的方式减少负外部性的产生，却不可避免地造成环境污染和资源的破坏。
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2.5.3.1 废弃物资源能源化，扩大农业正外部性 循环型农业的生产通过废弃物资源能源化、资源再利用，增加农业生产资料和能源，降低农业产业边际生产成本和降低边际社会（生态环境）成本，直接减少了农业所带来的负外部性，克服了末端治理也会造成环境污染和资源破坏的问题，从本原上解决了过去农业生产带来的负外部性问题。通过清洁生产改善农业使用物污染造成的负外部性。通过科技进步提高综合生产能力，使农业的发展速度加快，所带来的收益“溢出”、生态效应正外部性进一步扩大。这不仅为经济的发展积累了更多的资金，同时也进一步改善了生态环境质量，使环境产生外部经济，为清洁发展机制提供了较大的市场潜力，促进了可持续发展的实现。
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2.5.3.2 改善市场体系，降低农业负外部性 循环型农业的发展，通过市场价格诱导，使农民降低了对生产要素和生产资料的需求，生产要素价格降低，使得在一定价格水平下农业资源的利用得到有效控制，不因高价而抢占，不因无价而浪费。通过在循环型农业系统中获得有机肥料和能源，降低对农药、化肥的施用水平，进而改善了土壤质量，降低了对环境的污染水平。最终以较高农产品价格水平，获得大量销售绿色农产品带来的收益，改善了农产品市场和部分生产要素的市场体系，促使市场机制这种产权制度的安排趋于合理化，为生态环境带来正外部性影响。
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2.5.4 循环型农业的低碳减碳功能
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清洁发展机制（CDM）是《京都议定书》（Kyoto Protocol）第十二条确定的一个基于市场的灵活机制，是《京都议定书》所规定的附件一国家（即发达国家）在境外实现部分减排承诺的一种履约机制。附件一国家通过向发展中国家提供资金和技术帮助发展中国家实现可持续发展，同时附件一国家通过从发展中国家购买“可核证的排放削减量（CER）”以履行《京都议定书》规定的减排义务[3]。
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2.5.4.1 清洁发展机制为循环型农业发展提供了潜在的资本与技术市场 我国是世界上人口最多的国家，以煤炭消费为主，能源利用效率低，人均温室气体排放量较发达国家低了许多。由于气候变化问题，温室气体排放权已经变成了一种稀缺资源。我国具有减排温室气体的巨大潜力，CDM全球市场规模为292.1百万吨碳，其市场潜力为2795.6百万美元，我国在世界CDM项目上会占据近60%的份额（王伟等，2004）。当前我国开展CDM合作的重点领域是以提高能源效率、开发利用新能源和可再生能源及回收利用甲烷（CH4）和煤层气为主。根据京都协议，农业部门在肠道发酵、粪肥管理、水稻种植、农业土壤、热带草原划定的烧荒和农作物残留物的田间燃烧等方面都符合发展CDM项目的范围。CH4的全球温升潜力值比较高，CH4回收利用类项目在目前的国际碳市场中占据了比较大的份额[4]。借助CDM项目，我国可以大力发展生物质能源种植业，发展以沼气为纽带的循环型畜牧业，进一步提升我国畜牧业的动物粪便管理水平，实现大量甲烷气体的回收利用。中国森林固氮潜力巨大，CDM造林再造林项目日益受到各国的重视，林业碳汇项目不仅能为我国造林绿化事业开辟新的融资渠道，而且能建立森林生态效益市场化的新机制。2004年我国广西启动了世界银行生物碳基金造林再造林项目的申请程序。四川、云南等地也正在利用保护国际筹集的资金，启动碳汇试点项目。这对我国在气候公约框架下争取更多的林业发展资金将发挥重要作用。
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2.5.4.2 循环型农业发展将增强中国减排温室气体的潜力，增加CDM项目份额 我国农村生活用能主要是依靠秸秆和薪材，在循环型农业生产系统中，通过充分利用沼气能源，引导畜牧业规模化发展，将大量畜禽粪便及秸秆废弃物气化，产生的CH4回收利用，将秸秆气化后提供农村生活用能，减少了薪材林的砍伐，同时避免了秸秆直接燃烧造成的空气污染和生物质能的浪费，这不仅可以促进可持续发展，也为我国农业CDM项目在甲烷回收上增大了减排温室气体潜在的市场空间。循环型农业强调发展农林牧渔复合经营模式，兼顾畜牧业，发展生态林，防治水土流失，增加森林面积，在确保我国生态安全的同时为我国准备和实施CDM造林项目积累了经验。
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2.6 循环型农业的参与主体理论分析
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2.6.1 农户合作的困境
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2.6.1.1 农户合作的囚徒困境 孙中山曾以“一盘散沙”来形容农民，但现在发展农业合作社的呼声在我国越来越高，国务院在政府工作报告中强调要发展农民合作社，全国人大也在努力推进有关立法程序。2004年浙江率先出台了《浙江省农民专业合作社条例》。在商品生产发展过程中也出现了新的合作组织形式，一类是专业合作经济组织，一类是股份合作经济。但是奥尔森在其《集体行动逻辑》中指出，在集体选择的过程中，在许多情况下，多数人未必能战胜少数人。这从一个侧面说明了人们在分享公共领域中的合作收益的困难，这被称为囚徒困境（曼瑟尔·奥尔森，2011）。囚徒困境反映了集体理性与个体理性、长期利益与短期利益的冲突。这里我们假定农户A和农户B，在交易中有两种选择：合作和不合作，每个人都不知道对方选择的情况，做出自己的选择，这样就形成了博弈模型（表2-6-1）。
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Table 2-6-1 prisoner’s Dilemma during farmers’cooperation
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在农户囚徒困境博弈中：
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①当农户A选择合作时，农户B有两种选择，合作和不合作。当农户B选择合作时，A和B的收益均为2，则选择结果为（2，2）；当农户A事先并不知道B的不合作而选择了合作时，则遭受损失，收益为0；当B事先“聪明”获取收益3时，则选择结果为（0，3）。
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②当农户A选择不合作时：B合作时遭受损失，收益为0，A获取收益为3，则选择结果为（3，0）；B不合作时，A和B同时遭受损失，则选择结果为（1，1）。
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从以上的分析中可以看出，同一团体的成员虽然抱着共同的目标，有着一致的利益，但是，他们之间同时存在着深刻的利益冲突。若个人从自己的私利出发，常常不会致力于集体的公共利益，个人的理性也不会促进合作行动的出现。
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2.6.1.2 信息不对称与机会主义行为 Crozier（1964）指出机会主义是“人们在任何情况下都要利用所有可能的手段获取他自己的特殊利益的倾向”。Williamson（1985）则进一步指出机会主义是信息不对称条件下用欺骗手段寻求自利的行为。农产品具有典型经验品的特征，即由于农产品的生物学特性，其质量信息只有在食用之后才能做出比较准确的评价。从农产品的外观特征看，即使大小、色泽等外部因素的可观察性程度较高，但是由于农产品通常是批量化生产，进行个别区分的成本会很高。因此，农产品质量信息具有不可获得性或获得成本过高。这就使得农户在进行合作时存在较强的机会主义倾向。例如，在进行农产品的合作运销时，个别农户将成色好的农产品留给自己卖，而将质量相对较差的农产品交给合作者，而由于信息不对称，这种行为被发现的可能性很小，这个农户的期望收益会增加，会诱使单个农户的机会主义倾向。当其他农户预期到这个农户的机会主义倾向后，也会采取同样的行为方式而导致合作的失败或者直接选择不合作（黄珺等，2005）。
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2.6.2 政府与农民之间的博弈
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政府与农民之间的博弈是动态博弈，二者之间具有某种非对称性。这种不对称性首先表现在政治资源拥有上的不平等，农民处于极端弱势的地位，形成一种强权博弈。强权博弈促成违反普遍公正标准的交易，形成非均衡交换。农民在即使是关系到切身利益的问题上，如乡村产业结构如何调整、土地制度如何改革、要建什么样的农业基础设施及需要什么样的农村公共物品等都没有更多的发言权。农民权力的缺失又为政府权力的进一步扩张提供了便利条件。集体左右了农民的土地使用权，农民失去了经济的独立性，在与政府的博弈中处于被动地位，“服从”则成为他们一种理性的选择。
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政府与农民权力分配的非对称性也导致了在信息上的非对称性，形成一个不完全信息的动态博弈。政府拥有信息和知识的优势，农民获取信息的成本较大。在信息不充分的情况下，博弈参与者的目标是使自己的“期望支付（或效用）”最大。政府采取的行动不会被农民抵消掉，而农民因为没有足够的信息，不能主动采取行动应付政府采取行动的影响，也不知道政府的目标函数是什么。政府与农民的博弈属于动态博弈，双方都处于“边学边做”“一步一观望”的状态中，但政府可以凭借信息和权力优势及时调整政策，保证自己取得上风（董莉莉，2004）。
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2.6.3 地方政府与龙头企业的博弈分析
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地方政府和龙头企业为了追求经济利益的最大化，寻求合作，希望取得合作带来的利益。但地方政府和龙头企业之间的信息不对称，政府追求短期利益会给农业产业造成不利的影响。
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2.6.3.1 信息不对称情况的博弈分析 假设龙头企业的类型={发展前景好，发展前景不好}，行动策略={投资，不投资}，地方政府行动策略={优惠，不优惠}。龙头企业的类型是私人信息，地方政府不清楚，仅仅知道龙头企业类型的概率分布（δ，1-δ）。
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龙头企业的类型（好或不好）是不完全信息，即地方政府和龙头企业间存在信息不对称。此时，地方政府对龙头企业究竟是前景好还是不好是不清楚的，只知道它们的概率分布，前景好的企业的概率是δ，前景不好的企业的概率是1-δ。博弈分析得出地方政府的均衡战略的贝叶斯均衡值。当δ大于等于均衡值θ时，地方政府选择优惠；当δ小于均衡值θ时，地方政府选择不优惠。
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同样，龙头企业的均衡战略是：对前景好的企业投资；对前景不好的企业，当δ大于等于均衡值θ时投资，当δ小于均衡值θ时不投资。其经济意义为：地方政府由于不清楚龙头企业的真实类型，所以只能按期望最大化方式来选择是否提供优惠，只有当它认为龙头企业是前景好的企业的概率δ大于等于均衡值θ时，才愿意向龙头企业提供优惠，而前景好的龙头企业无论地方政府是否提供优惠，都会选择进行投资；但前景不好的龙头企业只有在认为“地方政府相信它是前景好的企业的概率δ大于均衡值θ”时，才会选择进行投资。
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在完全信息时，地方政府只会向前景好的龙头企业提供优惠，并且会达到帕累托最优结果，但地方政府不会向前景不好的龙头企业提供优惠。在不完全信息（即存在信息不对称）时，由于地方政府不清楚龙头企业的类型，因此，地方政府有可能犯两类错误：一是以均衡值的概率θ向本不应该获得优惠的前景不好的龙头企业提供优惠；二是以（1-均衡值）的概率θ没有向本应该获得优惠的前景好的龙头企业提供优惠。
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2.6.3.2 地方政府追求短期利益下的博弈 假定在信息是对称的条件下，如果因地方政府追求短期利益，向前景不好的企业提供优惠，则会致使地区遭受损失。假定地方政府追求利益的类型={短期，长期｝，行动策略={优惠，不优惠｝，则只有前景不好的龙头企业参加博弈，龙头企业的行动策略={投资，不投资｝。
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我们可以得到以下效用函数：
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政府短期效用函数：
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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政府长期效用函数：
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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Bad龙头企业的效用函数：UB=π（）+C[π（）<0，π（）+C≥0]（2.6.3）
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式（2.6.1）中表示地方政府官员任期是短期的，只通过追求短期优惠政策带来的龙头企业的投资项目数量αI来获得政绩。式（2.6.2）表示地方政府的任期是长期的，不仅关心优惠政策带来的龙头企业的投资项目数量αI，还关心优惠政策的经济效益、生态效益和社会福利π（）及优惠政策的成本C。式（2.6.3）表示企业的效用来自于自己投资量的利润π（）及地方政府是否提供优惠C。
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短期政府与前景不好的龙头企业的博弈构成斯塔尔伯格完全信息动态博弈，可利用逆向归纳法求解子博弈完美均衡：短期行为政府策略若是提供优惠，则Bad龙头企业的最优行动是投资[即π（）+C≥0]；若给定前景不好的龙头企业是投资策略，则短期行为政府的最优策略是提供优惠（αI≥0）。我们可以得到子博弈完美均衡结果：短期行为政府提供优惠，前景不好的龙头企业进行投资，其收益组合为[αI，π（）+C]（李艳梅等，2004）。
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在这种选择下，地方政府的策略会对该地区农业发展带来不利的长期影响，一方面政府的优惠政策不能使企业投资获得社会、经济和生态效益的增加，另一方面由于优惠成本得不到补偿，会造成地方农业资金自我积累能力的下降，这会减弱当地农业的区域竞争力能力，强化区域的“三农”问题。
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2.7 循环型农业发展的定量分析方法
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2.7.1 循环型农业系统内部资源水平测量：生态足迹模型与数据包络分析法
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2.7.1.1 生态足迹模型 随着经济的增长、城市化水平的不断提高，生态环境问题越来越严重。因此，在经济发展过程中，能否协调好资源、环境、经济的关系，走可持续发展的道路已经成为世界各国重点关注的问题。要衡量一个区域是否实现可持续发展，就必须定量研究该区域目前的可持续状态。生态足迹模型作为研究可持续发展程度的一个量化指标正被越来越多的学者用于地区可持续程度研究中。该方法通过测算人类的生态足迹与生态承载力之间的差距，定量地判断区域的发展是否处于生态承载力范围之内，从而为评价对象的可持续发展提供科学依据。
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（1）生态足迹的概念。生态足迹（ecological footprint）的概念由William Rees和Mathis Wackernagel联合提出，是指生产已知人口（某人、某个城市或某个国家）所消费的所有资源和消纳这些人口所产生的所有废弃物所需要的生态生产性土地面积。生态足迹的计算基于以下两个事实：①人类可以确定自身消费的绝大多数资源及其所产生的废弃物的数量。②这些资源和废弃物流能转换成相应的生态生产性土地面积，同时假设所有的生物资源消费、能源消费和废弃物处理都需要一定数量的土地面积和水域面积。
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（2）生态足迹模型与计算方法。
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①生态足迹计算。生态足迹的计算包括生物资源账户和能源账户两部分。其中，生物资源消费分为农产品、动物产品、水果和木材等大类，大类下还有一些细分类。具体折算时采用联合国粮农组织（FAO）1993年计算的有关生物资源的世界平均产量资料，采用这一公共标准主要是为了使计算结果可以进行国与国、地区和地区之间的比较。
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计算能源账户部分时，考虑到增加大气中CO2的浓度是不可持续发展策略，采用的是估计吸收CO2排放需要的土地面积来处理能源用地。具体是以世界上单位化石燃料生产土地面积的平均发热量为标准，将当地煤、焦炭、燃料油、原油、汽油、柴油和电力等所消耗的热量折算成一定的化石燃料土地面积。各种化石能源类型的平均能源足迹和折算系数来自Wachernagel的国家足迹报告。
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生态足迹的计算公式为
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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式中，i为消费项目的类别；A为第i种消费项目折算的人均占有的生态生产性土地；C为第i种消费项目的人均消费量；Y为生态生产性土地生产第i种消费项目的年世界平均产量；N为人口；EF 为区域总生态足迹；ef为人均生态足迹；r为均衡因子。
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②生态承载力计算。生态承载力的计算方法通常是采用统计资料计算出区域总的可用生态生产性土地面积，再计算人均生态承载力。由于不同国家和地区的资源禀赋不同，即使是同类生态生产性土地，其生态生产力差异也很大，因此同类生态生产性土地的实际面积是不能直接进行对比的，在计算生态承载力时，除了进行均衡处理外，还必须乘以产量因子加以调整，才能得到带有世界平均产量的世界平均生态空间面积。某个国家或地区某类土地的产量因子是其平均生产力与世界同类土地的平均生产力的比率。如果该因子大于1，则意味着该地区单位面积的生态生产力或废弃物吸收能力高于全球平均水平；反之，则低于全球平均水平。
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生态承载力的计算公式为
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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式中，EC为区域总生态承载力；ec为人均生态承载力；N为人口；a为人均生态生产性土地面积；r为均衡因子；y为产量因子。
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另外，按照世界环境与发展委员会的报告《我们共同的未来》的建议，还要留出12%的生态生产性土地面积以保护生物多样性。因此，扣除12%的生物多样性保护面积的生态承载力后，才是实际可以利用的生态承载力。
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③生态盈余与生态赤字计算。将一个区域维持人类一定的消费水平所必需的生态生产性土地面积同当地所能提供的生态生产性土地面积进行比较，可判断该地区的生产消费活动是否处于生态系统承载力范围内。一个地区的生态盈余或赤字等于该区域的生态承载力减去生态足迹的余数或差值。计算公式为
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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式中，ED为区域总生态赤字；ER为区域总生态盈余；EF为区域总生态足迹；EC为区域总生态承载力。
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区域的生态赤字或生态盈余，反映了区域人口对自然资源的利用状况。当EC小于EF时，出现ED，表明生产消费活动超出了生态系统承载力范围，该区域处于不可持续发展状态，其不可持续的程度用ED的大小来衡量。反之，则产生ER，该区域处于可持续发展状态，其可持续的程度用ER的大小来衡量。
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2.7.1.2 数据包络分析法与农业资源相对生产效率评价 数据包络分析（Data Envelopment Analysis，DEA）方法及其模型（Charners et al，1978），对农业投入与农业产出构成的区域农业资源相对生产效率进行了有效性分析，为发展循环型农业提供了有效的信息支持。DEA方法属于运筹学范畴，可以用来评价同类输入输出系统之间的相对有效性，而且还可以评价同一输入输出系统在不同发展时期的相对有效性（刘子文等，1998）。它主要采用数学规划方法，利用观察到的有效样本数据对决策单元进行生产有效性评价。DEA法用一组输入-输出数据来估计相对有效生产前沿面，这一前沿能够很方便地找到，生产单位的效率度量是该单位与确定前沿相比较的结果。应用DEA法可以进行农业资源相对生产效率评价（刘玉勋等，1994）和农业技术效率评价（杨旭，1994）。
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应用DEA法进行农业资源相对生产效率评价时，需要考察不同的农业生产区域，将其作为决策单元，选取一些主要投入指标作为输入，选取一些主要的产出指标作为输出，再根据模型求解各决策单元的最优解θ3，值为1的决策单元对应着最高的投入产出效率的区域，从技术有效和规模有效的角度来看，这些区域构成了投入产出效率最高的一类农业生产区。由于行业投入产出效率高低总是相对的，总可以将DEA有效的决策单元剔除，再对余下的单元进行DEA评价。即设有n个决策单元，每个单元都有m种类型的输入以及s种类型的输出，则第i个评价对象的输入和输出向量分别为x=（x1i，x2i，…，xmi）＞0和y=（y1i，y2i，…，ysi）＞0，其中i=1，2，…，n，利用DEA模型中的C2R模型，得出相对效率值，对评价对象的规模有效性进行评价，具体流程如图2-7-1。利用Chames-Cooper变换C2R模型，从而得到与C2R模型等价的线性规划模型M2，模型M2运行的结果为松弛变量、，当C2R模型得出的相对效率值为1，且时，DEA有效；当C2R模型得出的相对效率值不为1，且或时，DEA无效，模型M2可以用来说明无效的原因（彭育威等，2002）。
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Fig.2-7-1 Framework and process of DEA model application to evaluation of comparative efficiency on agricultural resource utilization
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2.7.2 循环型农业系统内部能量流测算：投入产出模型
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在这里，经济被理解成一组物质材料从原始状态经过一系列的生产、消费，到最终作为废弃物或作为再度使用的资源的过程（Ayres，1978）。和其他的物质流分析方法一样，投入产出分析方法是基于稳定的物质基础上的，用投入产出方法建立循环型农业系统模型主要是从时间上建立某一点时经济系统的稳定流的模型（这里把物质流和能量流看作稳定流）而不去考虑它们之间经济的相互作用关系。与其他的方法不同，投入产出分析方法可以通过物质流（或能量流）系统和相应的物质流（或能量流）矩阵，去追踪直接流和间接流的路径，甚至在一个包含反馈循环的复杂网络中，它也能追踪到每个流从哪里来，到哪里去。
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2.7.2.1 里昂惕夫静态投入产出模型 1993年里昂惕夫（Wassily Leontief）《美国经济制度中投入产出的数量关系》的发表，标志着投入产出法的诞生。这种方法主要通过投入产出表和投入产出模型（实物型和价值型）来对产业间的投入与产出数量比例关系进行分析，进而研究国民经济体系中或区域经济体系中各个产业部门间投入与产出的相互依赖关系（苏东水，2000）。对投入产出分析的发展大致有三个方向：一是深度发展，体现在对投入产出静态模型向动态模型的发展上，哈维·戴京斯（1948）、里昂惕夫（1970）、Peter Kalmbach（1986）、Aulin Ahmavarra（1986）等做出了突出贡献[5]；二是广度发展，体现在将投入产出模型和其他模型的结合上，朵夫曼、萨缪尔森等将线性规划模型和投入产出模型结合起来进行经济活动分析（董承章，2000）；三是投入产出表的结构完善方面，陈锡康（1992）编制了中国城乡经济投入占用产出表，将对固定资产等的占用包括到投入产出表中，薛新伟（2000）提出了经济系统中隐形因素的存在，研究了隐形因素与确定性投入要素及产出量之间的关系，提出包括隐形因素在内的投入产出模型。
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建立在里昂惕夫投入产出表基础上的投入产出模型是静态的（范德成等，2002）。如果把国民经济分为n个产业部门，其投入产出模型就可以表示为
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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或记作
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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式中（2.7.4）中，x=[x1，x2，…，x]为产值向量；y=[y1，y2，…，y]为最终产品向量；A=（a）为直接消耗系数矩阵。A矩阵表示了生产过程中各部门之间产品的消耗情况，同时也反映了生产的技术水平，因而也称为技术系数矩阵。
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由静态模型可得
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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可以证明（I-A）-1存在，于是得
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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据此，利用投入产出模型可以研究在国民经济中的很多重要的比例关系，用来衡量生产或技术的进步等问题，如分析技术进步对国民经济的增长贡献、产业结构比例、国际贸易进出口比例、某部门产品的价值构成情况等。投入产出模型也可以用来研究各个最终需求的变动对各部门产值、劳动报酬和社会纯收入的影响，分析工资和税收变动对各部门产品价格的影响，分析某产品价格的变动对其他产品价格的影响。此外，利用投入产出表计算出A和B，并进一步计算出国民经济主要部门单位产值的能耗指标，可以看出我国国民经济主导部门产品的技术含量和能源的浪费情况。投入产出表也可以用来研究污染的产出和消除污染的代价等问题（申建新等，1999）。
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2.7.2.2 投入产出矩阵 我们从质能的角度来建立投入产出模型，主要考虑循环农业系统中的物质流或能量流。用如图27-2的一个简单的循环经济系统做示例，表明其结构。
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Fig.2-7-2 An example of input-output flows
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其中，H为第k个过程（k=1，2）；z0为从系统外输入第i个过程的输入流（每单位时间输入的物质或能量）（i=1，2）；y0为从第j个过程输出到系统外的输出流（每单位时间输出的物质或能量）（j=1，2）；f为从第j个过程流向第i个过程的流（每单位时间流入的物质或能量）（i=1，2；j=1，2）。
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由此，我们给出系统的投入产出矩阵P，见表2-7-1。这里的投入产出矩阵P是系统在一个给定时间内的稳定的物质流的定量表示。P是一个2n×2n的矩阵，这里的n是循环系统的过程数。
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Table 2-7-1 Input-Output matrix P
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根据物质守恒定律，我们用P建立系统的平衡流（即输入流=输出流）。若H的总流量被定义为x，则有
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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式（2.7.8）是把流入一个过程的所有输入流（从其他过程、系统外）相加，式（2.7.9）是把所有从这个过程输出的流相加，这两个表达式，在物质守恒定律下，是相等的。由投入产出矩阵P来描述，就是P的每行元素之和等于P的每列元素之和，如表2-7-1所示，所以P的形式虽然简单，但非常重要。
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投入产出分析方法的一个最有利的方面，是它能考虑系统中的直接流和间接流之间的关系。通过它，我们可以计算出过程中的总流量通过每个过程的比例。若利用式（2.7.8），则这个比例是建立在输入流上的；如利用式（2.7.9），则这个比例是建立在输出流上的。
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2.7.2.3 建立投入产出模型 用a表示从第k个过程流向第i个过程的流占第i个过程的总流量x的比例，则有
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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把式（2.7.10）代入式（2.7.9），则
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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把式（2.7.11）转化为矩阵形式为
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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其中，，（0≤a<1，<1）
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这里我们称A为循环经济系统的过程流系数矩阵。
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由式（2.7.12）可得
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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N被称为循环经济系统的结构矩阵，它代表组成系统的过程间的所有直接和间接关系。
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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这里A代表系统内路径长度为k的所有流的集合。例如，一个路径从一个过程到另一个过程的直接流的长度为1，一个路径通过一个中间过程的间接流的长度为2等。在这个数列中的第一项是单位阵，代表系统中所有最初流；A代表所有的直接流；A2代表长度为2的所有间接流；无穷长度的间接流是无穷项。所以，式（2.7.14）中的所有项的和代表所有的直接流和间接流，用N表示。通过N，过程间的相关关系都被综合考虑进来。
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2.7.3 循环型农业发展的综合评价：层次分析法与熵值法
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农业的发展同样也需要在健康状态下获得财富的增长，农业发展的综合评价目的是为了诊断各区域农业系统生产经营过程中出现的问题及发展的趋势，用科学的方法衡量农业发展进程中的种种障碍，可通过不同区域农业发展的对比分析和综合评价，选择更为合理的经营方式。循环型农业发展是一个综合性强的复杂过程，其发展目标具有多元化、抽象化、理论化的特点，衡量指标更具体化、数量化、系统化，因此在现代统计理论和国内外区域经济发展理论指导下，构建一套相互联系、相互依存、相互制约的循环型农业发展的科学指标体系，在全面建设节约型社会的新时期，刻不容缓。
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2.7.3.1 循环型农业发展评价指标体系的理论基础
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（1）理论构架。依据系统论观点，循环型农业评价及其应用研究，应置于循环型农业系统整体研究之中，以免“只见树木不见森林”。循环型农业评价及应用是一个较为复杂的研究课题，对于循环型农业理论与实践研究的整体来说，这是其中的局部。评价指标体系是由若干互相联系、互相补充、具有层次性和结构性的指标组成，是衡量农业生态经济系统循环功能的各影响因素指标的有机集合，循环型农业发展同样具有农业可持续发展的明显三维特征（张学文等，2002）：一是区域循环型农业发展的要素维，可以划分为反映数量与质量的投入产出要素维，在要素维中考虑要素的减量化、再利用及资源化和对环境生态的无害化因素，以及最终产生的社会经济驱动力产出要素；二是时间维，强调循环型农业的可持续性，表现在资源利用、经济效益的代际公平与协调；三是空间维，一个地区的农业发展对资源的利用状况、经济产出及社会影响与其他区域的农业持续性发展有较强的相关性，即体现循环型农业发展的空间维。
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循环型农业发展的目标是多重的，首先在保证不降低产出的情况下，通过提高技术效率，减少投入品数量，直接降低成本，从而提高经济效益，缓解不可再生资源稀缺性的压力；其次，通过对农业废弃物进行综合利用，将之资源化，提高资源利用的附加值，同时减弱废弃物对环境的污染；再次，发展循环型农业，目的是能够对可再生资源进行反复使用，使农业生产降低成本，实现利润最大化；最终循环型农业发展将实现产品的优质化和无害化，降低农产品有害物质的残留，提高农产品的质量，在崇尚优质优价的产品市场中，提高农产品竞争力，增加农业经济效益，实现生态、经济、社会与环境效益的统一。据以上所述，可以给出循环型农业发展评价指标体系的四维理论框架，见图2-7-3。
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Fig.2-7-3 The theoretic evaluation frame of recycle agricultural development
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依据循环型农业发展的目标，我们选择的指标是从理论框架抽象出来的具体衡量某一个属性的水平值，由最终获得的多维指标水平值综合评判出不同区域的循环型农业发展水平状况。由此我们可以构建循环型农业发展的评价体系的概念模型与框架，如图2-7-4所示。
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Fig.2-7-4 The conceptive evaluation frame of recycle agricultural development
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从图2-7-4可知，循环型农业发展的可持续性强弱由社会经济发展系统和资源环境支撑系统决定。资源利用效率的高低与环境消纳废弃物的能力是直接影响循环型农业发展的最重要的因素，在一定发展阶段和特定区域，资源与环境状态成为农业发展的决定性因素；而社会经济的增长与发展则决定了社会消费水平与分配水平，决定了保持公共服务能力的水平，并且其反作用于资源环境系统，可以为资源环境支撑系统开拓新的资源、提供新的动力，从而增强其支撑力度，逐步实现农业的强可持续发展。
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根据循环型农业生产系统中产出、投入减量化、资源再利用、环境影响无害化4个子系统之间的关系，我们建立了循环型农业发展评价的概念模型：
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目标函数：OPTθ=F（O，Rd，Ru，Ei）
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约束条件：
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O≥Omin,Rd≤Rdmax,Ru≥Rumin,Ei≥Eimin
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式中，θ为循环型农业的发展状态；O为社会经济系统产出变量；Rd为投入减量化变量；Ru为资源再利用变量；Ei为环境影响无害化变量。
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O min，Rdmax，Rumin，Eimin分别为各子系统的边界条件。该模型也就是评价在各子系统最优条件下，大系统中社会、经济、生态环境系统相互协调、相互发展而实现循环型农业发展目标的状态。
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（2）循环型农业发展评价的目标。循环型农业发展是各区域实现农业可持续发展的必然选择，当前循环型农业建设还处于起步阶段，评价其是否属于节约型、持续型农业发展模式必须有一种度量监测持续走势的有效方法，以此评估农业活动及其发展政策和措施的影响与实施的效果。“如果可持续发展是我们的目标，那么我们有必要知道我们是否在朝着这一目标而前进”（Trzyna，1995）。在农业生产过程和农产品生命周期中减少资源、物质的投入量和废弃物的产生与排放量，加大对废弃物资源的循环利用，提高农业生产系统的产出量，实现农业经济和生态环境效益的“双赢”是循环经济型农业的总体目标。循环型农业发展评价旨在通过对历年农业生产产出与农业生态经济系统内物质投入和能量消耗以及资源再循环利用现状进行定量与定性分析，揭示循环型农业的发展程度，并通过评价发现不同区域循环型农业发展的主要限制因素，根据评价结果和3R原则，因地制宜地构建循环型农业的经济运行机制，实现社会、经济、生态效益的统一。
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（3）循环型农业发展评估预测的思路。循环型农业发展建设要按照3R原则，通过把不同农业生产环节和项目在时空上重新安排，实现以“资源（外部的物资和能量输入）-利用（农业生产过程）-资源（再利用、物资能量的输出）”的方式来达到系统外物资能量输入最小化、系统排放最小化，从而提高社会经济效益以及改善生态环境。对于循环型农业发展评价可以结合农业生产的行为以及相应的结果来考察，据此建立一个BPEIR概念模型，即行为（Behavior）-压力（Pressure）-效果（Effect）-冲击（Impact）-反应（Respond）的反馈模型，见图2-7-5（马其芳等，2005）。系统内部熵增加对系统的冲击，促使人们通过各种措施减少系统内部的循环总量，减小系统的循环压力，比如农业中采取的种植模式的改变、废弃物资源化等措施，均为提高资源的循环利用效率，减少对于系统的投入。如果对于农业系统投入减少，产出增加，说明资源得到高效利用，则系统内循环总量减少，压力减小，系统各组分得以良性发展（马其芳等，2005）。因此，应从农业生产行为以及产生的效果出发，考虑从系统的输入端、过程、输出端来进行循环型农业发展评价预测或预警。
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Fig.2-7-5 Behavior-Pressure-Effect-Impact-Respond model
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（4）循环型农业发展评价的技术路线。循环型农业发展评价主要包括两方面的内容：一是采用层次分析法、熵值法对循环型农业系统进行综合评价。通过综合评价，获得一个综合评价指数，反映评价区域循环型农业发展的整体情况。二是进行循环型农业发展障碍因素诊断，具体是通过因子贡献度、指标偏离度和障碍度3个指标，对影响循环型农业发展的因素进行分析诊断，判断最主要的障碍因子，针对性地提出解决措施和方法，如图2-7-6所示。
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Fig.2-7-6 Technical route of the compositive evaluation
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（5）指标体系设置的原则。指标的选取将直接影响区域农业生态经济系统循环功能发展程度的评价结果。因此，指标体系的代表性和完备性是正确评价循环型农业发展水平的前提。构建循环型农业发展评价指标体系应遵循以下原则：
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①系统性原则。要依据3R原则构建农业生态经济系统资源高效利用的经济运行机制，从而实现社会、经济、生态效益的统一。指标设立要充分考虑农业经济、生态、社会、环境各系统整体效益，使之尽可能全面、系统地反映农业生产活动中资源利用与社会产出的运转状态。
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②层次性原则。循环型农业发展模式是农业可持续发展的历史阶段，其发展的目的重点是以经济效益为驱动力，实现资源的再利用、减量化与再循环的目标，缓减对环境产生的污染排放，因此其评价的目标层是多层次的，我们需要多层次的评价指标来衡量不同的目标。同时存在许多因素影响这些多目标的实现，在循环型农业发展评价指标体系中，遵循系统、科学性原则选择反映循环型农业发展的不同评价因素，构建多层次的评价指标体系。
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③可行性原则。每项指标应含义明确、简便易算，并建立在已有的统计指标、调查资料和实验数据的基础上，能在现有或实际中找到适当的或相应的代表值，避免相同或相近的变量重复出现。一般而言，统计资料应用较多，数据获取较容易，数据口径一致，利于分析成果的推广与应用。
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④可比性原则。从时空观点上看，循环型农业发展评价最明显的特征就是区域性差异与历史性差异，在选择指标的时候既要因地制宜选取适合本区域的评价指标，也要实现各指标具有统一的计算口径、计算方法和统一的量纲，用于纵横向比较，体现其特点，以便对循环型农业发展的规律与空间配置分析研究，从而有利于对循环型农业发展系统进行整体性的框架把握。
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⑤主成分原则。影响循环型农业发展实现其目标的因素错综复杂，建立的指标体系中无法全部考察，因此在综合系统分析原则基础上，根据影响程度的大小，筛选掉对各目标层影响较小的因子，从不同角度选取影响循环型农业系统资源转换与能量流动的具有代表性、典型性的因子，确保评价结果的准确性、科学性。
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2.7.3.2 循环型农业发展评价的指标体系构建 自1992年6月在巴西里约热内卢召开的联合国环境与发展大会之后，建立“可持续发展指标体系”成为研究可持续发展的热点内容之一。目前国际上现有的可持续发展定量的衡量指标体系主要分为3类：①系统理论和方法指导构建的指标体系，如联合国可持续发展委员会建立的“驱动力-状态-响应”指标体系，Prescott Allen提出的“可持续性的晴雨表”模型，联合国粮农组织1996年提出的农业可持续发展评估指标体系。②基于环境资源分析的指标体系，如“绿色GDP”、Daly等的“可持续经济福利指数”，Kruseman（1996）和Hengsdijktichu的农业生态系统定量评估指标体系、Cobb等提出的“真实发展指标”等。③具体的生物物理量衡量指标，以Wackernagel等完善的生态足迹概念及其计算模型为代表。国内对农业可持续发展的有关评估指标体系真正的研究始于20世纪90年代后期。1994年，我国农业持续发展和生产力研究组在对我国农业的4个部门、4个系统的综合生产力和一批案例分析的基础上，第一次提出了100多项农业可持续发展评估指标，还提出了简单化的由11个指标组成的农业可持续发展的综合评估指标体系。相关的评估及指标体系比较多，但均不像绿色农业的评估标准一样具有普遍适用性，因此，研究仍需要不断完善。
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Table 2-7-2 Index system of the composition evaluation of recycle agricultural development
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依据循环经济的基础理论，借鉴已有的评价指标体系，循环型农业发展评价指标体系主要侧重于产出、投入减量化指标、再利用及资源化指标、环境无害化指标4个指标系统，如表2-7-2所示。
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Table 2-7-2 Index system of the composition evaluation of recycle agricultural development（Continue）-1
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根据表2-7-2的指标构成，在下面给出相应指标的描述与定义。
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（1）社会经济产生指标。
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①人均农业GDP C11包括农林牧渔四大产业的增加值，它反映农业人均产出水平，是一个区域农业经济实力的重要标志，是描述农业经济产出水平的综合指标。C11=农业GDP产值/乡村从业人员数。
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②农用土地生产率C12表示土地资源的经济生产率，是描述耕地生产能力的重要指标。C12=农业GDP产值/耕地面积。
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③农村居民人均年纯收入C13是衡量农民从事各项生产活动的最终成果指标，也是直接影响农业持续生产投入的重要因素。
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④单位畜禽产品率C14用来衡量畜牧业的经济发展状况指标。C14=牧业产值/肉类总产量。
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⑤农村居民恩格尔系数C15用以表示食物支出占个人收入的比例，衡量农村居民生活水平的状况和农村经济发展水平的重要指标。
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（2）投入减量化指标。
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①化肥施用强度C21与C22、C23、C24、C25、C26是农业的主要生产资料投入，是目前农业增产的重要措施。C21=农用化肥施用量/农作物播种面积。
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②农药使用强度C22=农药使用量/农作物播种面积。
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③农膜使用强度C23=农用薄膜使用量/农作物播种面积。
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④农用柴油使用强度C24=农用柴油使用量/农林牧渔总产值。
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⑤农村用电量强度C25=农村用电量/农林牧渔业总产值。
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⑥农业用水强度C26=农业生产用水量/农作物播种面积。
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C 21、C22、C23指标不仅是农业生产资料的投入，同时也是农业环境的产生，使用化肥过量会对土壤与地下水资源造成严重污染；使用农药是农业防治病虫害、增加产量的主要措施之一，但随着强度和频率的增加，对土壤及农产品具有毒害作用，会造成严重的环境和食品污染；农用塑料薄膜的使用也是增产增收的农资投入，但废弃的农膜无法分解，成为污染物。因此，这三项指标也是负作用环境的指标，其值不仅反映资源减量化，同时也反映农业环境方面的负作用情况。
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（3）再利用及资源化指标。
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①土地复种指数C31是一个反映农业气候和土地生产潜力的综合性指标，复种指数高说明农业气候条件较优越、土地生产潜力较大，农业持续发展的能力和条件较好。C31=农作物播种面积/耕地面积×100（表示百分比的一个算式）。
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②耕地有效灌溉率C32是衡量农用土地资源利用水平的一项指标，有效灌溉率高，耕地资源的开发和利用水平就高，优等地的比重相对就大，资源的生产能力就强。
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③畜禽粪便资源化率C33是循环经济发展中比较重视的指标，将畜禽粪便资源化不仅可以减少对环境的污染，同时能够变废为宝将之转化为农村资源或能源。C33=畜禽粪便利用量/畜禽粪便总产生量×100。
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④秸秆综合利用率C34是农业资源再利用的一个重要指标。传统的农业废弃物在循环型农业发展过程中逐步得到较充分地综合利用，避免了燃烧造成的环境污染，同时也增加了农村资源或能源的使用量。C34=秸秆利用量/秸秆总产生量×100。
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（4）环境安全指标。
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①森林覆盖率C41是衡量农业环境容量与自净能力的一个综合性指标，森林对于保持水土、涵养水源、净化大气质量具有重要意义。
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②抗灾率C42是指受灾面积中未成灾面积所占的比重，是一项人们与农业生产系统对自然灾害应对与抵抗能力的指标。C42=（受灾面积-成灾面积）/受灾面积×100。
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③水土流失治理率C43是反映人们对水土流失灾害的控制能力，不仅与C42一样是人们与农业生产系统对自然灾害应对与抵抗能力的指标，而且是反映人类活动对环境的影响能力的指标。C43=水土流失治理面积/水土流失面积×100。
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2.7.3.3 评估模型与方法选择
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（1）指标数据的标准化。由于各指标的含义不同，指标值的计量单位和量纲也不同。为了对各种指标数据进行综合分析，必须对指标数据进行标准化处理（邱东，1997）。根据指标的数据属性、指标权重的确定方式，指标数据标准化的方法可分为直线型、折线型和曲线型三类（张忠根等，2003），其中包括级差标准化、极值标准化、比重标准化、模糊数学法、幂转换法五种。循环型农业发展评价的指标性质各不相同，取值范围也有较大的差别，这导致数据之间缺乏一定的可比性。为此，必须对各指标的原始数据进行标准化处理，这样就可以消除不同指标之间量纲的差别，使各指标具有可比性。为消除因量纲不同对评价结果的影响，这里采用模糊隶属度函数对各指标进行标准化处理（仇方道，2003）。
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具体到循环型农业发展评估的应用来讲有两种类型：一是对循环型农业发展起正作用的指标。该类指标值越大，所反映的循环状况越好。二是对循环型农业发展起负作用的指标。该类指标值越小，越有利于循环型农业的发展。针对这两种类型，进行评价指标标准化处理的公式如下：
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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式中，X′为指标X在第t年的标准化值；x为第j项指标值，xmax为第j项指标的最大值，xmin为第j项指标的最小值。对于任一特定的地区，对于任何一项指标只要评定系数增大，均可视为随时间的推移循环型农业向更深度发展，这意味着循环型农业发展的可持续性增强。
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（2）指标权重的确定。采用多指标综合评估（或决策）模型，必须确定各指标的权重。指标权重的确定有主观法和客观法两大类：①主观法。由评估者根据对各个指标的主观重视程度而赋予权重的一种方法，主要有专家调查法、循环评分法、二项系数法、层次分析法等。②客观法。根据指标自身的作用和影响确定权重的方法，主要有熵值法、主成分分析法、因子分析、聚类分析、模糊判别分析等多元分析方法。各种方法都有优点也有其局限性，在具体使用时应根据评估目的和指标数据的情况选择使用。本研究结合专家调查，在循环型农业发展评估中，选择层次分析法来确定第二目标层指标C的权重w，采用熵值法来判别具体指标的权重a，在一定程度上调节了主观因素带来的偏差（许学强等，2001）。
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（3）循环型农业发展状况综合评估值的计算。由于农业生态经济系统的复杂性与层次性，循环型农业发展评价指标体系中的每一项指标均需从不同层次与侧面反映循环型农业发展的状况，因此，循环型农业发展评价是一项综合性评价。通常采用加权函数法进行计算，如果综合评估值用Z表示，则
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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式中，w表示第i项指标的权重；Z为第i项指标的分值。Z值越大，循环型农业发展的水平越高。
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（4）循环型农业发展的障碍因素诊断。循环型农业发展评价是对区域循环型农业发展水平现状的考察，在综合评价的基础上，找出阻碍循环型农业发展的限制因素，有的放矢地对区域循环型农业发展进行行为与政策的相应调整，从而有效地减少系统投入、提高系统产出，实现社会、经济、生态效益统一的目标。具体方法是采用“因子贡献度”“指标偏离度”“障碍度”三个指标来进行分析诊断。其中，因子贡献度U代表单项因素对总目标的影响程度，即单因素对总目标的权重；指标偏离度V表示单项指标与循环型农业发展目标之间的差距，即单项指标标准化值与100%之差；障碍度M、B分别表示单项指标和分类指标对循环型农业发展水平的影响程度，该指标是循环型农业发展障碍诊断的目标和结果（马其芳等，2005）。具体计算原理如下：
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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式中，R为第j项分类指标权重；W是第j项分类指标所属的第i个单项子目标的权重。
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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式中，X为单项指标的标准化值，该处标准化值采用模糊隶属度函数标准化法而得。
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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式中，U、V含义与式（2.7.17）和式（2.7.18）中相同。通过对单项指标以及分类指标障碍度M、B的排序，可以确定区域各障碍因素对循环型农业发展的影响程度。
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2.7.4 循环型农业发展趋势预测：BP神经网络模型
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人工神经网络（Artificial neural networks，ANN）具有大规模并行、分布式贮存和处理、自组织、自适应、自学习和容错性等特点，特别适用于需要同时考虑多因素和多条件的，系统中各因子之间的相互作用机理还不清楚、不精确的和模糊信息问题的处理，因此人工神经网络引起了科学家们的广泛关注，成为目前国际上非常活跃的前沿领域之一。人工神经网络是对真实神经系统构造和功能予以极端简化的模型。它的显著特点是：①有很强的容错能力，它可以从不完善的数据和图形中，通过学习作出判断。②可以用来逼近任意复杂程度的非线性系统。③有良好的自学习、自适应和联想等人工智能。由于神经网络具有以上各种特性，可以模拟许多传统模型无法模拟的复杂生态过程和行为，因而近年来其渗透到生物及农业研究的各个领域（Lek et al，1999）。本研究试图运用误差逆传神经网络（Back-propagation artificial neural networks，BPN）对循环型农业发展趋势做出预测，以期为神经网络模型在农业发展系统中的应用研究提供方法和理论指导。
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2.7.4.1 BP神经网络模型
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（1）BP神经网络基本原理。BP神经网络是由Rumelhart、Hinton和Williams（Barnard，1992）完整提出来的，它是一种单向传播的多层前向网络，解决了多层网络中隐含单元连接权的学习问题。输入信号从输入节点依次传过各隐含层，然后传到输出节点，每一层节点的输出只影响下一层节点的输出。为了加快网络训练的收敛速度，可对输入矢量作标准化处理，并对各连接权值赋予初值。BP神经网络可看做是一个从输入到输出的高度非线性映射，即要求出一映射f，使f是g的最佳逼近。神经网络通过对简单的非线性函数进行数次复合，可近似成复杂的函数（Towell et al，1993）。
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（2）BP神经网络的数学模型。BP神经网络模型处理信息的基本原理是：输入信号Pi通过中间节点（隐层点）作用于输出节点，经过非线形变换，产生输出信号Ok，网络训练的每个样本包括输入向量和期望输出向量网络输出值O与期望输出值T之间的偏差，通过调整输入节点与隐层节点的连接权值w、隐层节点与输出节点之间的连接权值T及阈值，使误差沿梯度方向下降，经过反复学习训练，确定与最小误差相对应的网络参数（权值和阈值），然后停止训练。此时经过训练的BP神经神经网络能对在输入范围内的输入信息自行处理，然后输出误差最小的经过非线性转换的信息。它的具体数学模型如下：
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①传递函数。反映下层输入对上层节点刺激脉冲强度的函数，又称为刺激函数，一般取为（0，1）内的连续取值Sigmoid函数。
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②误差计算模型。反映神经网络期望输出与计算输出之间误差大小的函数。
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第j个单元节点的输出误差为
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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总误差为
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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式（2.7.21）中T是j节点的期望输出值；y是j节点的实际输出值。
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中间层节点的数学模型为
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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式中，表示中间层上，输入第k个样本时，第j个节点的输出值；x为第j个节点输入值。为输入层到中间层的权值。
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输出节点的数学模型为
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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式中，表示输出层上，输入第k个样本时，第j个节点的输出值；为中间层到输出层的权值。
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③修正权值。
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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④BP算法的实现。
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第一步：初始化权值和阀值。
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第二步：对样本信息进行训练。
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Step 1.给出输入信息向量和目标向量
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Step 2.对输入向量进行标准化。
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Step 3.计算隐含层和输出层的实际输出值。
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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Step 4.求目标向量与实际输出值的偏差。
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Step 5.若误差在要求内到Step 10。
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Step 6.计算隐含层单元误差。
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Step 7.求误差梯度。
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Step 8.对权值和阀值进行修改，将误差信号沿原来的连接通路返回，通过修改各层神经元的权值，逐次地向输入层传播进行计算。再经过正向传播过程，这两个过程反复进行使得误差信号最小，计算修正权值。
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Step 9.回到Step 3。
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Step 10.计算全部误差是否满足要求，若满足则学习结束，否则回到Step 6。
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第三步：输入信息向量经仿真计算预测输出向量
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图2-7-7是一个3层的前馈神经网络，由输入层、隐含层和输出层3层构成，为输入向量，为输出向量。
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2.7.4.2 案例：西部循环型农业综合发展趋势预测 BP神经网络是系统预测中应用广泛的一种形式，这里我们利用层次分析法和熵值法组合，建立指标体系，用标准化处理的单项指标值，获得综合评价值Z值，运用BP神经网络可以对西部循环型农业综合发展趋势Z作短期的预测。
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Fig.2-7-7 BPN structure diagram
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（1）西部循环型农业综合评价指标体系。见表2-7-3。
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Table 2-7-3 Index and Weight for evaluation on the development of Western regional recycle agricultural economy
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Table 2-7-3 Index and Weight for evaluation on the development of Western regional recycle agricultural economy（Continue）-1
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（2）标准处理的单项指标。采用模糊隶属度函数标准化法，求得1995—2004年西部循环型农业发展的单项指标标准化值。采用熵值法计算时，为消除标准化可能带来的影响，进行坐标平移x″=1+x′，见表2-7-4。
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（3）综合评价得分Z值。由于农业生态经济系统的复杂性与层次性，循环型农业发展评价指标体系中的每一项指标均需从不同层次与侧面反映循环型农业发展的状况，因此，循环型农业发展评价是一项综合性评价。通常采用加权函数法进行计算，如果综合评估值用Z表示，则
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循环型农业研究：理论、方法与实践
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式中，w表示第i项指标的权重；Z为第i项指标的分值。Z值越大，循环型农业发展的水平越高。西部循环型农业发展的综合评价Z值见表2-7-5。
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Table 2-7-4 Standardization value of single index in Western of China
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Table 2-7-5 Z value of Comprehensive Evaluation of Recycle Agricultural Development in Western Regions
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（4）网络设计。根据BP神经网络的设计网络，一般的预测问题都可以通过单隐层的BP神经网络实现。若输入向量为17个指标值，则网络输入层的神经元有17个，输出向量的综合发展指数为1个，则输出层的神经元有1个，通过多次比较分析发现中间层神经元个数为13个时网络收敛比较好。由于函数的输出位于区间[0，1]，网络中间层的神经元传递函数采用S形的正切函数tansig，输出层神经元传递函数采用S形对数函数logsig，满足网络输出的要求（飞思科技产品研发中心，2005）。
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利用以上代码设计出网络
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threshold=[zeros(17,1)ones(17,1)];
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net=newff[threshold(13,1),(tansig,logsig),trainlm].
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（5）网络训练。网络需要经过训练后再用于综合指数预测。考虑到网络的结构比较复杂，神经元个数较多，需要适当增大训练次数和学习速率，并经过多次试算，训练的参数设定如表2-7-6所示。
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Table 2-7-6 Training Parameter
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训练结果为：
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TRAINLM,Epoch 0/15000,MSE 0.517762/1e-006,Gradient 2.15874/1e-010
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Fig.2-7-8 Training performance
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TRAINLM,Epoch 13/15000,MSE 9.45943e-007/1e-006,Gradient 2.02021e-005/1e-010
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TRAINLM,Performance goal met.
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经过13次训练后，网络误差达到要求，结果如图2-7-8所示。
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（6）网络测试与预测。训练好的网络通过实际值来测试其是否可以用于未来值的预测。这里输入值为1995—2002年的各项指标标准化值，输出值为1996—2003年的Z 值，1996—2003年的Z值为检测值，经过预测得出1997—2004年的Z值与实际计算出的Z值相比较，拟合较好，如图2-7-9所示。1997年的误差值最大，误差值为0.00082，2004年的误差值最小，误差值为0.000411。误差值小，可以继续用来预测系统的综合发展指数。
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Fig.2-7-9 Test fitting
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（7）预测结果。输入值为1996—2003年的指标标准化值，输出值为1997—2004年的Z值，预测出2005年的Z值，继而用1997—2004年的指标标准化值，输出值为1998—2005年的Z值，预测出2006年的Z值，然后可以滚动预测出2010年的综合发展指标Z值[6]，如图2-7-10。
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（8）结论。BP神经网络为农业系统综合发展的预测提供了较好的方法。通过对西部循环型农业系统未来6年的预测，我们可以发现西部循环型农业综合发展水平呈现一个渐增长的总体趋势，但是从Z的绝对值来看，西部循环型农业发展仍处于一个较低水平的阶段，这需要在未来农业发展过程中提高农业综合实力，强化循环型农业系统负熵值增长，从而实现循环型农业的高水平发展。
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Fig.2-7-10 Forecast results
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2.8 循环型农业的模式设计
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2.8.1 循环型农业的基本模式设计
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循环型农业模式的设计因思考的角度不同，其类型也有所不同。在已有的研究中，尹逊敦等（2005）按照循环经济理念与生态学原理，将循环型农业模式设计分为生物物种共生互利模式、物质多级循环利用模式和庭院经济与生态农业相结合的设施农业模式。何发理（2005）则强调农业中水循环、果业循环与秸秆循环的三类物质循环体系的发展。马江（2005）从微观层面、中观层面和宏观层面探讨了循环型农业发展模式。郭铁民等（2004）提出了生态整合模式、生态链连接与转换模式、生态农业园模式、区域型循环经济模式和家庭型循环经济模式。相关的研究不少，多是基于生态学、系统学原理，结合中国生态农业发展模式提出了我国循环型农业的发展模式。
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将循环经济理论具体运用到对农业经济系统的分析中，循环型农业模式的设计实质是对农业生态系统在生产过程中的优化设计，以实现农业经济发展中农业资源及农业能源使用的减量化、产品的反复使用和废弃物的资源化、无害化为目的，促进农业生态经济系统结构优化、功能提高，重新调整农业经济系统的运行方式，减少资源投入而能够增加资源的产出效率，降低农业污染量，使综合效益（生态、经济、社会效益）协同增长，实现农业经济增长转型，最终目的是为了实现社会主义新农村的构想。本研究运用“最适量资源-最适生产-最适量产品-最适消费-最适量再生资源”的环状反馈式循环理念重构农业经济增长方式和运行过程，最终在区域内构建并实现“最适生产-最适消费-最适循环-最适废弃”的协调型循环型农业模式与产业链。
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2.8.1.1 资源节约型循环农业模式 随着人口数量的增加，人们生活水平的提高，农业资源的相对稀缺性日趋明显。依据节约型社会的发展趋势，循环型农业模式的设计要考虑资源利用效率的标准，主要是自然资源利用效率，也包括资金、人才、劳动力、技术、管理等社会资源的高效利用与节约利用。据此可以设计以下几种模式。
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（1）农用地高效节约综合利用模式。土地资源的可持续利用是农业发展的根本前提。随着社会环境、经济环境与生态环境的改变，农业用地在数量与质量上都呈现不断锐减的趋势。在这种形势下，一方面通过政策制度控制农用地非农化的速度；另一方面对土地的合理、高效、符合生态规律的利用提出了更高的要求。基于此，在资源节约型循环农业发展模式的设计过程中，首先考虑了农用地高效节约综合利用的几种模式（刘志文，2005；农业部科技教育司，内部资料，2002[7]）。
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①耕地高效利用模式。
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A.稻田综合利用模式。在冬水田区主要采用种稻和养鱼结合[8]、种稻和养鸭结合的模式，在光温条件好的冬水田区主要采用双季稻或中稻加再生稻的模式。在水旱轮作区主要采用“小麦-水稻-油菜”的模式，在光温条件好的地区还可以种一季晚秋作物。
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B.反季节利用模式。在高海拔地区，利用夏秋特殊气候条件，将耕地用于生产反季节蔬菜和其他农产品，可显著提高单产和品质，获取极高的经济效益。
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C.旱地立体种植模式。采用不同高度的作物进行间套种植，充分利用光温资源，提高耕地利用率和产出水平，并将耗地的作物与养地作物科学搭配，以提高土壤肥力。
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D.坡度25°以上坡耕地退耕还林模式、退耕还草模式、退耕还茶模式、退耕还药模式等。该模式可提高山地资源利用率，提高水源涵养和水土保持能力。在农牧交错带有计划地退耕还草，发展草食家畜，增加畜牧业的比例，实现农牧耦合，恢复生态环境，遏制土地沙漠化，增加农民的收入。
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E.“间套轮”种植模式[9]。利用生物共存、互惠原理发展有效的间作套种和轮作倒茬技术，是进行生态种植的主要模式之一。合理安排间作套种不仅可以提高产量，充分利用空间和地力，还可以调节好用工、用水和用肥等矛盾，增强抗击自然灾害的能力。
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F.旱地多熟带状轮作模式。采用不同生育期的作物同季分带种植，不同季的作物间作，提高复种指数，延长耕地绿色覆盖时间，提高产量。如“小麦-蔬菜-玉米-豆类-薯类”等种植方式。
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②园地高效利用模式。以园地设施建设为基础，依靠先进的品种技术、栽培技术、土肥技术、病虫害防治技术及立体利用技术，实现优质高产。主要的模式有：
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A.果草畜结合模式。以优质果栽培为主体，在果园种植豆科牧草，用牧草防止园地水土流失，培肥果园，收牧草饲养草食牲畜，获得果畜双重收益。
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B.蔬菜设施栽培模式。它又分为地膜覆盖栽培和大棚栽培两种类型，可以提早季节、提高品质，从而大幅度提高单位面积产量和产值。
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C.茶果（茶林）结合模式。在茶园内间种乔木类果树或经济林木，使茶园有一定的荫蔽，既可提高茶叶产量和品质，又可获得林果收益。
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D.其他模式，如果粮、果菜、果经结合模式等。
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③林地、草地高效利用模式。以林地、草地改造为基础，依靠先进技术，通过综合利用，发展高效林业和草地畜牧业。主要的模式有林灌草结合模式。以乔木林为主体，乔木林下面是灌木林，灌木林下面是草丛，这种模式可有效防止水土流失。此外，还可林牧结合，利用林间草地、灌丛发展养牛、养羊、养兔畜牧。
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④农林牧复合生态模式。农林牧复合生态模式是指借助接口技术或资源利用在时空上的互补性所形成的两个或两个以上产业或组分的复合的生产模式。所谓接口技术是指连接不同产业或不同组分之间物质循环与能量转换的连接技术。复合生态农业系统是由两个或两个以上相互关联的农业生态经济系统耦合形成的一个具有特定结构和功能的子系统。林粮模式是在大力发展林果草业为基础控制水土流失的前提下，建立基本农田，实行立体种植，力争粮食基本自给。林牧模式是大力开发荒山荒坡，发展草食性畜禽养殖业及其加工业。该模式主要有以下几类形式：
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A.农林复合生态模式（农田林网、林粮间作等），即林果-粮经立体生态模式。这一模式国际上统称为农林业或农林复合系统，主要利用作物或林果之间在时空上利用资源的差异和互补关系，在林果株行距中间开阔地带种植粮食、经济作物、蔬菜、药材乃至瓜类，形成不同类型的农林复合种植模式，这也是立体种植的主要生产形式，一般能够获得较单一种植更高的综合效益，我国北方主要有河南兰考的桐粮间作、河北与山东平原地区的枣粮间作、北京十三陵地区的柿粮间作等典型模式。
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B.林果-畜禽复合生态模式。主要在林地或果园内放养各种经济动物，放养动物以野生取食为主，辅以必要的人工饲养，生产较集约化养殖更为优质、安全的多种畜禽产品，接近有机食品。主要有“林-鱼-鸭”、胶林养牛（鸡）、山林养鸡、果园养鸡（兔）等典型模式。该模式在各地有不同的衍生形态，基本构成包括标准果园（不同种类的果类作物）、果林间种牧草或其他豆科作物。林业有的结合放养林蛙，果园内有的建猪圈鸡舍和沼气池，以草促牧、以沼（渣、液）促果；有的还在果树下放养土鸡、以帮助除虫。该模式生态系统构成单元多，系统稳定性强、产出率高，病虫害少和劳动力利用率高。
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C.林药复合生态模式。利用山多、林多、坡多、野生药材多的资源优势，加之多样的立体气候，以林地与中药材复合经营，间套种植。如重庆直辖市的涪陵区、万州区、巫山县城、云阳县云安镇、巫溪县的广宁镇等。三峡库区具体的林药模式主要有“马尾松或杉树-黄连”“柳杉-紫菀”“鱼腥草或香樟-石斛”等。此外，在海拔较低的地区，种植核桃、板栗、枣、柿、银杏、花椒等木本经济林，林下则栽培黄连、五倍子、党参、天麻、牛膝等。
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⑤水面高效利用模式。在有限的渔业资源情况下，渔业的可持续增长必然要在养殖渔业上寻求发展，增加养殖密度，提高单位水体产量，适当增加可养水域。然而应用已有的传统养殖技术，已经不能适应我国对水产养殖发展的要求，问题表现在用传统的养殖方式，已难以大幅度提高单位面积产量，养殖比较效益下降；水产品质量下降，养殖环境恶化；主要养殖品种疫病严重，而且多呈暴发性流行。为了应付养殖中的疾病及生长缓慢，提高养殖密度，人们使用了大量药物和添加剂，然而由于使用不当，这不但没有抑制疫病流行，反而导致环境污染与食物污染，对人类食品安全构成威胁。
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A.池塘混养模式。池塘混养是将同类不同种或异类异种在人工构建的池塘中进行多品种综合养殖的方式。池塘混养模式分淡水混养与海水混养两种类型。其原理是利用生物之间具有互相依存、相互竞争的“适者生存、劣者淘汰”的规则，确保生物的多样性，符合水体的养殖容量；合理利用水域、饲料资源，根据养殖生物食性、垂直分布的不同，合理搭配养殖品种与数量，使养殖生物在同一水域中协调生存，并获取最大的经济、质量效益。
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B.海湾鱼虾贝藻兼养模式。根据海洋生物多样性、海域生物净化和自然净化规律，为使海域资源永续利用，充分利用水生生物的食性、栖息不同和生物共生时相互“利用-依赖-竞争”等的生态特点，合理搭配养殖品种及数量；根据海流、流速合理布局，在同一海湾中同时进行鱼类、贝类、蟹类、藻类养殖的模式。其原理是鱼、虾、蟹类网箱养殖的残饵、排泄物，一方面成为有机碎屑，直接成为吊养、底栖养殖贝类的饵料；另一方面在细菌的作用下分解产生营养盐类，促进浮游生物的繁殖，供作贝类的饵料，或作为藻类生长、浮游植物繁殖的营养盐类。养殖动物、浮游动物呼吸作用产生的二氧化碳供藻类生长、浮游植物繁殖，藻类、浮游植物光合作用产生的氧气供动物呼吸。
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C.基塘渔业模式。包括桑基、果基渔业模式与基围渔业模式。为了充分利用土地资源，提高资源的利用率，在养殖鱼类池塘的塘埂上种植桑树、果树。这种基塘渔业可比单一养殖渔业创造更高的经济效益。基围养殖主要构建在潮涧带滩涂上，为了便于潮汐纳水，一般建成“下埂上网”的养殖池，开展新对虾属类品种的养殖。
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D.渔牧农综合模式。根据生物的生长环境、动物的食性不同等特点，在互不干扰的前提下，使牧、渔、农成为互为利用的综合生态类型。如鱼与水草综合养殖模式，在水池养殖黄鳝时，往往在池内种植一些水葫芦、慈姑、浮萍等水生植物，而水葫芦、慈姑、浮萍除为养殖生物提供生长环境外，既可净化养殖水质，又可用作猪的青饲料；鱼与芡实、菱、藕类的综合模式，芡实、菱、藕类为水生经济植物，生长所需营养主要从水域环境中获取，在芡实、菱、藕类种植池塘中兼养一定比例的鱼类，鱼类的残饵与排泄物在微生物的作用下可转化为植物生长所必需的有机营养盐，达到种养殖动植物间的生态平衡；鱼与禽综合养殖模式，主要是在养殖鱼池中放禽的鱼禽混养、上禽下鱼养殖的模式，利用禽粪肥水促进浮游生物的生长，即禽肥在微生物的作用下可转化为浮游植物生长所必需的有机营养盐，浮游生物又被养殖鱼类所利用。鱼禽混养中鱼类多为常规鱼类，要求耐低氧、食性广、抗性强，一般是革胡子鲶、罗非鱼、鲤、鲫、草鱼等，禽主要是鸭子；上禽下鱼养殖中，往往需要在池塘上构建禽舍，禽可是鸡也可是鸭等，而养殖鱼类同鱼禽混养中的鱼类。
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⑥规模化养殖模式。以现代化的养殖设施为基础，利用先进品种技术、饲养技术、饲料技术、防疫技术，因地制宜，增环加链，实施工厂化养殖或农户规模化养殖，增加种植业有机肥来源，实现高产高效。主要模式有以下几种：
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A.工厂化养殖。建立现代化养禽场，给家禽创造一个最适生长发育的环境，选择优良品种，利用全价饲料，采用科学饲养方法和先进防疫技术，进行高效生产，实现高产高效。
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B.家庭规模化养禽。这种模式以户营为基础，建设较为简单的家庭养禽设施，选择优良品种，利用全价饲料、采用科学饲养方法和先进防疫技术进行规模化养殖（年出栏1000只以上），实现高产高效。
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C.家庭规模化养猪。这种模式以户营为基础，建立较为简易的家庭猪场，选择瘦肉猪种，利用全价饲料、自产饲料和种植业副产物进行规模化养殖（年出栏50头以上），利用低成本优势，获取高效益。
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D.家庭规模化草食牲畜养殖。这种模式以农户为单位建设简易畜舍，选择优良品种，主要利用农作物秸秆、山地野生牧草、人工种植牧草和补充少量精饲料，对肉牛、肉羊、肉兔（或毛兔）进行规模化养殖（户养牛10头以上，户养羊100只以上、户养兔500只以上）利用低成本优势，获取高效益。
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E.名贵野生动物养殖。将非保护的珍禽、特种动物、野生动物进行人工繁殖、饲养，供市场消费，以其产品的名贵珍稀获取良好的经济效益。
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F.草地型生态畜牧业。我国南方广大山区1000m海拔以上地区，水热条件好，适于建植人工草地，饲养牛羊，具有发展新西兰型高效草地畜牧业的潜力。利用现代草地建植技术建立“白三叶+多年生黑麦草”人工草地，以草定畜，选择适宜的载畜量，把畜禽控制在草地环境容量范围内，对草地进行合理的放牧利用，使草地得以持续利用，通过改善畜禽品种、提高质量等集约型增长方式来提高畜牧业经济效益，增加农牧民收入。
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G.家庭规模化养蜂。在西部水果、蔬菜及粮油产区，选择优良蜂种，利用丰富的蜜源，发展规模化养蜂（每户20群以上）既可获得极好的经济效益，还可促进粮、油、果、蔬增产。发展生态畜牧业必须因地制宜，按照食物链规律（物质循环原理），科学设计，增环加链，创造性地发展各种生态养殖模式，把动物粪便变废为宝，消除环境污染。
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⑦旅游观光农业模式。旅游观光农业，是将农业资源的生产功能与观赏教育功能集合在一起的一种新型农业模式，其依托城市巨大的消费群体，既实现了农产品生产的目的，又能获取旅游观光价值或具备休闲度假功能，实现了农业资源的多重利用。其主要模式有：
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A.休闲农场。包括休闲林场、休闲牧场、休闲渔场等。
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B.观光农场。指提供游客生态体验，观光游憩，开放采摘的农园，包括观光果园、观光花园、观光菜园、观光茶园等。
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C.市民农园。指利用都市或近郊地区之农地，切划成20～30坪的小丘块，出租给具有耕种意愿的市民，以体验自然、享受田园乐趣。
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D.教育农园。结合农业生产与教育功能的农业经营形态。农园中所栽植或饲养的动植物，开放给游客体验学习，具有教育意义。农园种类包括有机栽培、温室栽培、水耕栽培、药草栽培、禽畜饲养等。
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E.庭院休闲度假农业。在城郊交通方便且风景优美的依山傍水地带，农户在庭院建设小果园、小花园，并配有客房，供城里人休闲度假，把庭院经济与旅游结合起来。
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（2）集约高效节水型农业模式。从农业水资源的有效利用来看，集约高效节水型农业模式是循环型农业的资源节约型发展模式的重要组成部分。我国水资源供需不平衡的主要问题是粮食安全和经济社会发展的用水效率过低。目前我国农业用水的状况，一边是水资源紧张，一边是浪费严重。《2004年中国水资源公报》显示，2004年全国总用水量5548亿米3，其中农业用水占64.6%，而农业灌溉效率仅为45%；全国综合耗水率（消耗量占用水量的百分比）为54%，农业耗水占77%。与2003年比较，全国总用水量增加227亿米3，其中农业用水增加153亿米3，生活和工业用水比重逐渐减小，农业用水比重逐渐增大。2004年，全国人均用水量为427米3。按东、中、西部统计分析，人均用水量分别为436、371、487米3，中部小，东、西部大。万元GDP用水量差别较大，分别为221、392、645米3，西部是东部的2.9倍（水利部，2005；刘锋，2005）。从1980年到2004年，全国正常年份缺水量近400亿米3。其中农村人口饮水困难人数达2000万，农业灌溉缺水约300亿米3，1991年以来，耕地平均每年因干旱受灾面积约2.7亿公顷，平均每年因干旱减产粮食280亿千克，而我国农业用水的利用率为40%，仅为发达国家的一半左右。单位面积水的粮食生产能力仅有 0.85千克左右，远低于世界发达国家2千克以上的水平。我国农业灌溉用水有效利用系数为0.43，而发达国家一般为0.7～0.8。解决水资源短缺问题的根本出路是发展节水农业，创建高效节水型循环型农业发展模式。如果我国农业灌溉用水有效利用系数从目前的0.43提高到0.60，每年可增加节水能力约494亿米3（吴季松，2005）。根据我国农业资源和水资源利用特点及其农业发展特色，应逐步建立和发展不同特色的抗旱型、立体型、免耕型、设施型、集水农业等集约高效节水型循环型农业发展模式（常水明，2005）。
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①抗旱模式。因水制宜，利用抗旱品种为主耕品种或将抗旱作物与相对耗水作物优化搭配，通过一系列的土地保水增墒技术措施，如地膜秸秆覆盖、保水剂、壮苗剂、抗旱剂和有机肥的施用，同时配套农田保墒节水技术，达到高效增产、低耗节水的种植模式。
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②立体模式。根据区域农业资源的时间、空间分布特征和农作物生长特性，构建不同农作物主体种植群落，以充分利用大气水-地表水-土壤水-地下水，提高水资源的利用效率，达到节水增产、高效用水的目的，实现农田系统资源、环境和经济效益整体提高的节水种植模式。
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③设施模式。利用现代先进科学技术，建立温室大棚或塑料拱棚，高效利用光、热、土等农业资源，集节水、节地、节能、高产、高效和优质为一体的集约化、规模化和产业化的高效集约种植模式。采用先进节水灌溉技术（如滴灌、微灌）的高效节水农业，以温室大棚为主的设施型农业，作为节水农业的重点。
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④免耕模式。采用保护地栽培措施，如保护地耕作或带状耕作，在尽量不翻转土地或带状耕作的条件下播种、施肥，尽可能保留农作物的茎叶残存覆盖地表，以及用化学药剂除草和防治病虫害，达到保水、增产，并维持良性生态循环的一种先进农业生产模式。它具有不破坏土壤结构，增加土壤有机质，减少地面蒸发，提高土壤蓄水性等多种功能，这种模式更适宜在水土流失严重的地区推广应用。
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⑤集雨模式。在干旱、半干旱丘陵地区，通过雨水汇集利用技术，将较大强度降水所产生的地表径流汇集起来，在需要的时候供给作物利用的农业生产模式。通过雨水汇集，发展集水农业，一方面能较好地利用降水资源，解决人畜用水问题；另一方面可利用汇集的雨水发展喷灌、微灌等高效节水农业，逐步形成生态、经济和生存相互协调、共同发展的良性循环体系，促进当地农业、经济和环境的可持续发展，是一种投资少、效益高的集雨节灌新措施。
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2.8.1.2 资源再利用型循环型农业模式
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（1）以沼气为纽带资源再利用型发展模式。该模式是利用沼气池这一农业接口工程，把农业和农村产生的秸秆、人畜粪便等有机废弃物转变为有用的资源进行综合利用。主要模式一是“三结合”，如“沼气池-猪舍-鱼塘”“沼气池-牛舍-果园”“沼气池-禽舍-日光温室”等；二是“四结合”，如“沼气池-猪禽舍-厕所-日光温室（或果园、鱼塘、大田种植）”等模式，是庭院经济与农业循环结合最典型的一种模式。沼气发酵产物是指农作物的秸秆、人畜粪便等有机物在沼气池厌氧环境中通过沼气微生物分解转化后所产生的沼气、沼液、沼渣，俗称“三沼”。沼气除可做能源外，还可以养蚕、保鲜、贮存农产品；沼液可以浸种、做叶面喷洒，为作物提供营养并杀灭某些病虫害，还可以做培养液水培蔬菜、做果园滴灌，也可以喂鱼、猪、鸡等；沼渣可以做肥料、做营养基栽种食用菌、养殖蚯蚓等。该模式既有降本增效的功能，又能改善环境，保护生态，可实现农业和农村废弃物的循环利用。基于生态农业对沼气在农业生产中的运用及其在生活、生产中的效益与技术问题，从20世纪80年代起就对沼气有了较多的研究。如袁炳富（1994）分五类对利用沼气的农业模式作了概要介绍。李幼霞（1994）对沼气在可持续发展中的地位与作用进行了较为详细的分析说明。熊智明（2004）从目前沼气解决农村一些生活中的问题（如清洁问题）出发谈到推广沼气的作用。国外沼气被推广使用的时间比较早，且用途广泛，技术也比较成熟。如林肇森（1994）考察了美国几家沼气发电厂，并详细介绍了装机容量、燃料来源、总投资及管理形式等，发现其主要通过养殖场自建自营。
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（2）农作物秸秆利用型发展模式。该模式是将农业生产过程中的副产品农作物秸秆，通过加工处理变为有用的资源加以利用，实现秸秆资源化、肥料化、饲料化、原料化、能源化。消解对环境的污染和生态的破坏，保障农业可持续发展战略的实施。农作物秸秆肥料化是利用秸秆富含有机质，利于改良土壤结构，能够增强保水保肥的特点，建设循环型农业，保持土壤养分平衡，实现农业可持续发展的重要措施。农作物秸秆饲料化是利用花生、甘薯、玉米等农作物秸秆富含较高营养成分，通过青贮、微贮及氨化等处理措施，使秸秆中的纤维素、木质素细胞壁膨胀、疏松，便于牲畜消化吸收的一种秸秆饲料利用技术。农作物秸秆原料化，一是利用秸秆作为造纸原料，利用小麦秸秆制取糠醛、纤维素，稻壳生产免烧砖、酿烧酒，稻草制取膨松纤维素、板材，植物秸秆还可以制作秸秆餐具等；二是利用稻草编织草帘、草苫，用于蔬菜产区的温室大棚等；三是秸秆可以制食用菌等。农作物秸秆能源化，一是秸秆进沼气池制沼气作为能源利用；二是秸秆气化作为能源利用；三是秸秆发电等。
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（3）畜禽粪便利用型发展模式。该模式就是将畜禽粪便通过一定的技术处理实现资源化、肥料化、饲料化、能源化，在种植业、养殖业等之间进行循环利用。畜禽粪便肥料化就是将畜禽粪便经过发酵后进行还田作为肥料使用，是减轻环境污染，充分利用农业资源最经济有效的措施。畜禽粪便饲料化是畜禽粪便综合利用的重要途径，禽畜粪便经适当处理可杀死病原体，便于贮存、运输，改善适应性，并能提高蛋白质的消化率和代谢能。处理方法主要有干燥法、青贮法、发酵法、分离法、化学法、热喷法等。畜禽粪便能源化是将畜禽粪便厌氧发酵产生沼气进行利用，沼气可以直接用作生活和生产能源，同时还可以用于发电。
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（4）农业腐屑资源利用型发展模式。农业生产中的腐屑资源非常丰富，例如农作物秸秆、锯木屑、棉籽壳、杏壳、核桃壳、甘蔗渣、糖渣、甜菜渣、造纸厂废浆渣、棉纺工业废短绒、各种酿造工业的下脚料、畜禽粪尿和褥草、屠宰场内肉类加工厂的废物、水产业的废物及不同品种的食用菌栽培后的废弃基质等。在成熟的生态系统中，缓慢地消耗腐屑是异养生物利用初级生产的主要途径。人类能更多地利用腐屑来获得食物或其他产品，而这种利用途径是从保护性更好的生态系统中获取的。利用腐屑的农业生产将缓和或补偿直接利用生食食物链生产量不足的问题。如汇集油料加工厂产生的油脚，可用于提取维生素E、卵磷脂等；汇集速冻食品工厂的龙虾资源，可以提取甲壳素、蛋白质、虾红素等；核桃壳（杏、桃核）生产为活性炭；汇集蔬菜加工厂的废弃物生产有机肥。对于易腐败或附加值较低的农产品固体废弃物、液体废弃物，则宜采用就地利用的循环模式。
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2.8.1.3 资源开发型循环农业模式 资源能源约束危机迫使我们必须去寻找可替代的资源能源。21世纪是生物经济世纪，其中利用生物技术开发新型的农业资源和生物能源将是生物经济发展的重要领域，也是循环型农业发展的必经途径。
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（1）植物资源开发型农业模式。
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①通过基因工程和细胞技术开发新的植物食品资源。通过基因工程和细胞技术可以在数量和质量上扩大现有的资源。利用基因工程扩大现有资源属性，可以提高农作物品质，提高其食品价值，同时缩短传统育种的时间。转基因作物由于可被赋予一些新的性能而呈现与传统作物不同的优点，因而被一些人称为“第二次绿色革命”。目前，利用基因工程技术已获得了许多具抗逆性或特别风味和品质的农作物，例如，具有抗虫能力的西红柿、烟草、马铃薯，可抗病毒感染的水稻、甘薯，带咸味和奶味的适宜膨化加工的玉米新品种，不饱和脂肪酸含量较高的油料作物。通过转基因控制小麦中一种谷蛋白亚基的数量和合成，改善了面粉的黏弹性。
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细胞工程最初被称为细胞培养技术，是指用无菌方法使动、植物组织或细胞在人为条件下生长和发育的培养技术，它避免了直接从动、植物整体提取产物所受到的资源限制及环境条件的影响，为植物的复壮及某些珍稀植物的快速繁殖等提供了可行的方法。目前，细胞工程除了包含细胞组织培养技术外，还包含了细胞融合、细胞改造等技术，通过不同植物或动物细胞之间的融合，可获得杂种细胞，从而培养出新的动、植物杂交种。有些珍稀植物的繁殖利用常规有性繁殖方法比较缓慢，可以利用其组织进行组织培养，从而培育出新的植株，实现大规模的快速无性繁殖。一些价值高的花卉、果树、蔬菜、油料、糖类作物及名贵中草药都在应用细胞工程进行培养，且这些培养逐渐发展成为工业化的深层培养。深层培养是利用工业发酵设备，使生物组织细胞在培养液中大量增殖，从而得到大量的生物细胞，这种方法可从培养细胞或培养液中获得某些资源量较少而用途比较广的物质，如紫草、紫杉醇、西洋参、某些香料、色素等功能性农产品。
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②挖掘野生植物资源开发新型食物及食物添加剂。我国是世界上野生植物资源种类最为丰富的国家之一，有高等植物3万余种，居世界第3位，其中裸子植物250多种，居世界第1位；我国又是世界上农业野生植物资源最丰富的国家之一，约有农业野生植物1万种，其中大部分为我国独有；同时，我国也是世界上栽培作物的重要起源中心之一，拥有大量的作物野生种群及其近缘种，如野生稻、野大豆、野苹果等；此外，我国还被称为“花卉之母”，许多著名的观赏花卉，如茶花、杜鹃花、牡丹等，都是引种于我国的野生花卉或用其野生原型培育而成的栽培品种。由于野生植物种类繁多，因而野生植物蕴含着丰富多样的基因资源，具有巨大的开发潜力。随着生物技术的不断进步，利用野生植物蕴含的优良基因资源，开发新产品、新能源，对于促进一个国家经济发展和改善生态环境起到越来越巨大的作用。例如，菊芋就是这样一种宝贵的植物资源，其开发利用前景广阔。菊芋产量高、抗逆性强、栽培粗放、块茎富含菊糖，菊糖占干物重的16%左右，经初步加工后，可得菊粉，再以菊粉为原料经菊粉酶水解可制成低聚果糖、超高果糖浆。菊粉、低聚果糖、超高果糖浆都是当今食品工业的全新的多功能配料，是全水溶性膳食纤维，同时还是双歧杆菌增殖因子，应用前景非常广阔。开发植物资源的同时还可以开发功能性食品，如利用竹叶开发保健食品，竹叶中含有大量黄酮、酚酸类化合物、生物活性多糖、香豆素类、特种氨基酸、芳香成分物质和锰、锌、硒等微量元素，竹叶提取物具有抗活性氧自由基、抗脂质过氧化、抗衰老、抗应激和抗疲劳、调节血脂、阻断亚硝化反应、增强免疫力、抗菌、抑菌等生物学功能（赵晓燕等，2005）。
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③开发藻类资源。1974年联合国粮农组织会议确认螺旋藻为重要的蛋白源。绿色细胞的人工培养对新的优质食物资源的开发有重要的意义，这种方式提供的食品比再生资源经微生物加工所提供的更受欢迎。生物工程技术的发展为新的优质食物资源的开发提供了重要手段，近年来风行世界的螺旋藻就是最好的例证。在环境被严重污染，优质蛋白质食物资源日渐减少的当今，螺旋藻将会成为人类新的蛋白质资源重要的来源。螺旋藻中蛋白质含量高达60%～70%，而且绝大多数以游离态氨基酸和短肽链的形式存在，易被人体吸收，消化率高达78%左右。螺旋藻还含有丰富的维生素、矿物质、叶绿素、胡萝卜素及亚麻酸等不饱和脂肪酸。通过培养绿色细胞，在阳光下直接生产有机物质，可以提供人类食物，最终实现农业生产的工厂化。
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（2）动物资源开发型发展模式。
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①野生动物驯养。野生动物驯养主要解决了人工条件下繁殖和大量生产问题，不但扩大了食物资源，同时在客观上人为地保存了物种，减少了因经济需要而滥肆捕杀的风险。我国在此方面进行了多种有益的工作，并取得了显著成效，如东北虎、梅花鹿等的驯养和繁殖。1958年通过研究解决了“四大家鱼”的人工繁殖技术问题，20世纪70年代又解决了对虾的人工繁殖技术问题。近10年来，为了加强珍稀水生动物的保护工作，对扬子鳄、白暨豚等的人工繁殖研究也都取得了进展。为了保护水产资源，每年各水产所有计划地向海洋和江河释放大量人工培育的鱼、虾幼苗，起到补充资源的作用。
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②开发食用昆虫。昆虫是地球上种类最多且生物量巨大的生物类群，其繁殖速度快，营养结构合理，含有许多功能因子，对其进行功能性食品的开发与研制，无疑具有广阔的开发前景。营养分析是确定昆虫资源开发价值的有效途径，昆虫体内含有大量人体必需的蛋白质、氨基酸、脂肪、糖、维生素和丰富的矿物质，以及一些未知的生物因子。据分析表明，昆虫的蛋白质含量一般是其干重的31%～72%，如飞蝗的为65%，蝉的为72%。一般来说，昆虫体内都含有人体所必需的20种氨基酸。它们的碳水化合物中以葡聚糖、赤藓糖、庚酮糖居多，有的还含有核酮和核酮糖。它们的脂肪中大部分为软脂酸和不饱和脂肪酸，消化性能好，约85%以上可被利用，而且昆虫食味鲜美，是一种营养丰富的动物产品。随着人们营养观念的转变，各国都开始研究昆虫的营养组成，美国还专门成立了昆虫蛋白质研究所、昆虫体利用研究机构。
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（3）微生物资源开发型农业模式。微生物食物资源的开发利用包括3个方面，首先是直接从微生物的菌体获得食物，其次是利用微生物的代谢成分开发食物添加剂以及功能性食物配料，第3个方面是利用微生物的功能改善食物的品质。微生物食物工程的实质就是发酵工程和酶工程，可实现农产品工厂化生产，如单细胞蛋白的生产。单细胞蛋白是指从天然的或在某些培养基上培养的细菌、酵母和藻类等微生物中获得的，可以作为人类及动物食物的微生物细胞物质。它生长繁殖迅速，某些微生物生长时间只需20分钟至2小时，具有相当高的蛋白质含量（含粗蛋白40%～80%），氨基酸配比优良，并含较多的维生素等营养成分。据报道，利用单细胞工程菌，每100千克蔗渣可产蛋白质13千克，相当于170千克大米的蛋白质。利用微生物发酵生产单细胞蛋白饲料已成为国际新兴产业，一座年产10万吨单细胞蛋白的工厂，能生产相当于12万公顷耕地生产的大豆蛋白。微生物可以改良和提高食物的品质，例如南方早籼稻品质差、不入口，销路不好，每年均有大量稻谷积压在仓，农业大学利用几种益菌共同对籼稻发酵改良，改良后的籼稻在品质与口感上皆有较大提高（赵晓燕等，2005）。白色农业发展模式是循环型农业发展的微生物资源产业化的工业化发展模式。白色农业是指微生物资源产业化的工业型新农业，其科学基础是微生物学，技术主体是生物工程，它包括高科技生物工程的发酵工程和酶工程。白色农业主要包括以下 6 个产业：微生物饲料、微生物肥料、微生物食品、微生物农药、微生物能源、微生物环境保护剂（孙顺强，2005）。白色农业已经成为一类典型的循环型农业模式，是生物工业型、拓展型、资源节约型和高效环保型农业，将在循环型农业发展进程中扮演相当重要的角色。
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（4）海洋生物资源开发型发展模式。海洋生物资源共有20多万种，其中动物18万种，植物2万多种，据测算，全球海洋每年的初级生产力约为1350亿吨有机碳，整个地球生物生产力的88%来自海洋。海洋资源很重要的特点之一就是可再生性的能力很强，海洋植物约有2.5万多种，绝大多数为藻类，主要品种为褐藻和红藻，其中浅海区域约有4500种，可供食用和利用的约有50多种，如海带、紫菜、石花菜、鹅鸽菜。海洋里的浮游生物、藻类，每年可制造出1300亿吨有机物，为鱼、贝、虾类提供食物。全球海洋总的渔获量，已经成为世界上动物蛋白的最大源泉，来自海洋的动物蛋白占人类所需动物蛋白的20%左右。值得注意的是，这些水产品的加工率（折合原料计），发达国家为70%，我国仅为30%。
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在开发海洋动物资源方面，现在正把许多高技术用于海洋生物品种的改良上。例如，利用遗传基因工程技术，培育、改良鱼虾贝藻的种苗和幼仔，使其成长快、生命力强、肉质好。1984年美国通过基因重组技术，使贝类、鲍鱼的养殖产量提高了25%。根据所发现的几种鱼类的生长激素基因，进行了基因分离和转移实验，1986年成功地将虹鳟鱼生长激素基因转移到鲇鱼中，使鲇鱼养殖周期缩短一半以上。从南极鱼类中分离抗冻基因，将该转移到大西洋鲑鱼中，增加了鲑鱼的抗寒能力，扩大了其养殖地区。利用细胞工程进行鱼类性别控制研究，培养出全雌性鲑鱼、对虾和全雄性罗非鱼等，这对于进行大量人工繁育有重大意义。目前正在研究通过控制遗传基因使具有洄游习性的某种鱼，能对声波和光线作出反应，以便对其进行科学管理。
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与海洋动物、植物一样，海洋微生物也是海洋生物的主要成员之一，它是一类重要的可再生海洋自然资源。由于它们所处的环境具有很大的特殊性，经过长期的适应，海洋微生物作为产酶资源就具有了突出的特点和优势，如耐压、耐碱、耐盐、耐冷和多物种等特性，并由此赋予了海洋微生物酶独特的应用前景。因此从海洋微生物中提取有应用价值的低温酶类，成为海洋生物资源开发的重要途径之一。由于海洋微生物低温酶具有广泛的适应性，因此在生物技术和工业应用中已充当了重要的角色。海洋微生物低温酶的研究和开发蕴藏着巨大的潜力，是21世纪海洋经济腾飞的希望（莫意平等，2004）。
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2.8.2 循环型农业产业链构建
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2.8.2.1 循环型农业的产业链构建的理论基础 循环型农业的产业链构建侧重在农业内部各产业及农业、工业与第三产业之间的投入产出关系分析（黄贤金，2004），农业为工业提供丰富的加工原料，工业为农业产业化开辟宽广的发展领域；农产品通过工业加工实现增值，通过第三产业服务和流通扩大市场。构建循环型农业产业链的主要途径是减量化、无害化、再利用、资源化、产业化、系统化。其中，减量化针对的是输入端，通过对技术和设备的改进，提高资源利用率，减少进入生产和消费过程中物质与能量的消耗，以预防的方式而不是末端治理的方式来减少或避免废弃物的产生，并降低生产成本，适应市场的价格竞争。无害化要求在生产与废物处理、利用过程中，对人体与生态系统健康无害。再利用属于过程性方法，要求尽可能多次或多种方式地利用物质，避免物品过早、过多地成为废弃物和垃圾。资源化是输出端方法，通过对废弃物的回收、再生、综合利用，将废弃物再次变成资源或适销对路的商品，以减少最终处理量。产业化要促使减量化、无害化、再利用、资源化形成产业，或成为产业中的有机组分。系统化是将有关生产流程、产业相互联系，形成系统，并使之社会化，以减轻对生态环境的压力。具体的循环型农业产业链的构建有纵向闭合、横向耦合和区域耦合等路径。
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Fig.2-8-1 Recycle agricultural interior various industries longitudinal closed chart
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（1）纵向闭合。在一个农业企业或农场内，模仿生态系统内食物链网，物质在系统内迁移、转化、循环过程中充分利用空间和营养生态位每个成分（环节）所输出之物，正好全部或大部分为其后续成分（环节）所利用，多层分级利用物质，良性循环。通过改革生产工艺过程、设备、技术和管理，组织厂内各工艺之间自源（原料）、流（生产过程的物质迁移、转换）到汇（产品、副产品、废弃物等），再从汇到源的纵向闭合的物料循环，见图2-8-1（黄贤金，2004）。
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（2）横向耦合。纵向闭合往往很难将其物质代谢（生产）过程中所有副产品和废弃物在农业内全部利用，但这些废弃物或副产品往往可在另一个生产链内作为原料而被利用。不同工厂、行业、产业之间的横向耦合，为单一的生产链内无法利用的废弃物找到下游的“分解者”和“利用者”，使各行业的各种废弃物在不同生产链、行业间被利用，建立物质的多层分级利用网络，建立起新的物质闭路循环，实现区域内生产过程中完备的功能组合，形成集生产、流通、消费、回收、环境保护及能力建设为一体的产业链网，疏通物流、能流、货币流、信息流、人力流，使之更为合理（黄贤金，2004），见图2-8-2。
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Fig.2-8-2 Recycle agricultural crosslink relations chart
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（3）区域耦合。区域耦合是产业系统与自然系统及社会系统间在特定空间范围内的耦合关系。它是通过对一定地域空间内不同生产部门、居民点和自然生态系统之间的物质能源代谢、空间格局及人类生态关系的优化，联系与协调一个产业区与区外相关的区域及自然和人工环境，形成优势互补、互利共生、自然生态链与人工产业链结合的复合生态系统整体，是发挥整体效应，形成内部资源、能源高效利用，外部有害物质零排放或最小排放的可持续的生态综合区，尽最大可能地降低生产过程对生态环境的影响，变污染负效益为资源正效益，见图2-8-3。
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Fig.2-8-3 Recycle agricultural regional coupling relations chart
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2.8.2.2 循环型农业的产业链构建案例 这里所选出的案例是从循环经济理论出发，依照循环型农业生产的特点，建立在生态农业发展模式基础之上的主流模式。它们将随着农业经济的发展和科学技术的进步而不断发展变化，因此在同时期不同区域的各种条件下，它们也可以衍生出具有地方特色的各类行之有效且丰富多彩的具体产业链模式。
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（1）以沼气为纽带的“种-养-加-消”循环型农业产业链构建。三产业耦合的以沼气为纽带的循环型农业生产系统不仅能为农村带来直接经济效益，促进农民增收，而且能通过节约薪柴林砍伐、有效利用农业废弃物为农村能源带来间接经济效益，同时可以为农村提供新型能源，改善农村能源利用结构，有效降低农业（特别是畜禽养殖业）立体污染，改善农村生态环境，见图2-8-4。
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Fig.2-8-4 The recycle agricultural industry chain construction based on the Marsh Biogas link
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（2）“粮-果-畜-沼-经”产业链构建。通过发展喷灌、滴灌等农业节水技术，发展水窖、微水池等集雨工程设施，提高水源利用率，缓解水资源对农业发展的限制作用。该种模式适合于较干旱和半干旱地区，或土壤贫瘠、农业生产结构单一、作物产量低而不稳、农业发展缓慢滞后的地区，采用这种模式可以实现水旱结合，粮经并重，果牧结合，可取得良好的生态、经济和社会效益，见图2-8-5。
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Fig.2-8-5 The industry chain of crop-fruit-livestock-Marsh Biogas-economy
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（3）“林-果-草-粮-加-畜”水土保持型模式。这种模式主要适用于沟壑纵横、植被稀少、水土流失严重的地区，通过退耕还林还草和“林-果-草-粮-加-畜”水土保持型模式，提高林草覆盖率，使农业生态环境趋于良性循环，见图2-8-6。
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（4）“林-果-桑-草-加-沼-粮-畜-草”山地立体型。立体农业是1950年代初，我国农业科技人员从丘陵不同海拔垂直梯度的资源立体开发利用角度而提出来的。它是利用农业生产过程各种生物生长的“空间差”和“时间差”，合理利用时、空、光、热、水、土等资源建立多物种共处、多层次配置、多能级循环、多功能的立体种养的高效农业生产系统；是建立在传统的间、套作和多种经营的基础上，探索农业转向资源节约化、生产集约化，防止生态破坏、保护生态平衡的一种循环型农业模式，见图2-8-7。
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Fig.2-8-6 Conservation of water and soil mode of forest-fruit-grass-crop-process-livestock
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Fig.2-8-7 Upland tridimensional mode of forest-fruit-mulberry-grass-process-Marsh Biogas-crop-livestock-vegetable
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（5）“粮-经-果-鸡-猪-沼-桑-蚕-鱼”复合产业链构建。这种模式适合丘陵区，该区气候温和，雨量充沛，生物资源丰富，通过调整产业结构和作物布局，大力发展养殖业和经济作物，同时开发农村能源，推广节柴灶和沼气池，使物质再生，能量多重利用，效益逐层增值，见图2-8-8。
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Fig.2-8-8 Mulriple industry chain of crop-economy-fruit-chicken-pig-Marsh Biogas-mulberry-silkworm-fish
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（6）循环型奶牛业产业链构建。见图2-8-9。
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（7）循环型稻业产业链构建。见图2-8-10。
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（8）循环型果业产业链构建。见图2-8-11。
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（9）循环型海湾养殖业产业链构建。根据海洋生物多样性、海域生物净化和自然净化规律，为使海域资源永续利用，充分利用水生生物的食性、栖息不同和生物共生时相互“利用-依赖-竞争”等的生态特点，合理搭配养殖品种及数量，根据海流、流速合理布区，在同一海湾中同时进行鱼类、贝类、蟹类、藻类养殖的模式，见图2-8-12。
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Fig.2-8-9 The recycle milch cow industry chain construction
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Fig.2-8-10 The recycle rice industry chain construction
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Fig.2-8-11 The recycle fruit industry chain construction
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Fig.2-8-12 The recycle bay breed industry chain construction
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（10）“牧-渔-农”综合类型（“菜-草-猪-鸡-鸭-蛆-蚓-鱼”沼气综合利用）。利用畜粪肥水促进浮游生物的生长，即畜粪在微生物的作用下可转化为浮游生物生长所必需的有机营养盐，浮游生物又被养殖鱼类所利用。利用畜粪肥水之前，需要严格预处理，经无害化处理之后方可使用。本模式主要由“三元”复合或“多元”复合模式构成，见图2-8-13。
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Fig.2-8-13 Compositive mode of herd-fishery-crop
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（11）以有机农业生产为主的废弃物加工产业链构建。该模式通过将小规模下水道污泥、家禽粪便及企业的有机废物作为原料进行前期处理后投入到甲烷气体发酵设备，产生的甲烷气体用于发电，剩余的半固体废渣进行固液分离后，将固态成分进行堆肥和干燥处理，液态成分处理后再次利用或者排放，此时排放的废弃物已基本对环境无害，实现了废弃物的高度资源化和无害化，见图2-8-14。
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2.8.2.3 农村生态工业园区模式案例 工业文明创造了前所未有的物质财富，但也前所未有地消耗了资源和能源，对环境造成了严重的破坏。到20世纪60年代，丹麦的卡隆堡工业园区开始了生态工业园区的探索。经过一段时间的摸索，园内的主要企业实现了“废料”的相互交换，最大限度地减少了资源消耗和温室气体排放，同时创造了最大的经济效益。继丹麦之后，生态工业园区在美国、加拿大、荷兰和奥地利等国得到了长足发展。与传统的“设计-生产-使用-废弃”生产方式不同，生态工业园区遵循的是“回收-再利用-设计-生产”的循环经济模式。它仿照自然生态系统物质循环方式，使不同企业之间形成共享资源和互换副产品的产业共生组合，使上游生产过程中产生的废弃物成为下游生产的原料，达到相互间资源的最优化配置（赵永新，2001）。
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Fig.2-8-14 Rejectamenta processing industry chain
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（1）广西贵港国家生态工业示范园区。生态工业园区在国内实践成功的典型例子就是广西贵港国家生态工业（制糖）示范园区。广西贵港国家生态工业（制糖）示范园区是以贵糖（集团）股份有限公司为核心，以蔗田、制糖等6个系统为框架，通过盘活、优化、提升、扩展等步骤，在编制的《贵港国家生态工业（制糖）示范园区建设规划纲要》的基础上逐步完善和发展起来的（黄贤金，2004）。
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贵港国家生态工业（制糖）示范园区的6个系统如图2-8-15所示。
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Fig.2-8-15 Circulation flow chart in ecological industrial demonstration garden
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①蔗田系统。负责向园区生产提供高产、高糖、安全、稳定的蔗糖，保障园区制造系统有充足的原料供应。
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②制糖系统。通过制糖新工业改造、低聚果糖改技，生产出普通精练以及高附加值的有机糖、低聚果糖等产品。
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③酒精系统。通过能源酒精工程和酵母精工程，有效利用甘蔗制糖副产品——废糖蜜，生产出能源酒精和高附加值的酵母精等产品。
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④造纸系统。充分利用甘蔗制糖的副产品——蔗渣，生产出高质量的生活用纸和高附加值的CMC（羧甲基纤维素钠）等产品。
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⑤热电联产系统。通过使用甘蔗制糖的副产品——蔗髓替代部分燃料煤，热力联产，供应生产所必需的电力和蒸汽，保障园区整个生产系统的动力供应。
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Fig.2-8-16 Circulation flow chartin ecological industrial demonstration garden
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⑥环境综合处理系统。为园区制造系统提供动力服务，包括废气、废水的处理，生产水泥、轻钙、复合肥等副产品，并提供回用水以节约水资源。
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图2-8-15形象说明了这6个系统紧密关系，通过副产品废弃物和能量的相互交换和衔接，形成了比较完整的闭合循环工业网络。“甘蔗-制糖-酒精-造纸-热电-水泥-复合肥”这样一个多行业、多环节的复合型网络结构，使得行业之间的优势互补，能源互用，达到园区内资源的最佳配置、物质的循环流动和废弃物的有效利用，将环境污染降低到最低水平，同时大大加强了园区整体的盈利能力和抵御风险的能力。
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（2）湖北省襄樊市余家湖生态工业园。笔者于2006年参与规划设计的“湖北省襄樊市余家湖生态工业园”，是以襄樊电厂三期工程2台100万千瓦超临界燃煤机组建设为契机，建立以襄樊电厂为主导的农村循环经济工业园区格局，一方面，可以更好地实现襄樊电厂消耗性资源（如煤炭、水等）的减量化，减少一次性能源的消耗，降低生产成本；另一方面，可以实现电厂废弃物（如粉煤灰、渣，温排水，脱硫石膏等）的再利用和资源化，使其变废为宝，减少对环境的污染，同时通过延伸和拓展产业链，创造出更好的经济效益和社会效益，见图2-8-16。
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2.9 循环型农业发展的技术体系建设
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2.9.1 循环型农业技术体系的构建结构与目标原则
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循环型农业技术体系应是以国家科技机构为先导的农业技术创新管理体系，以农业产业化龙头企业和农民科技组织为骨干，农业科技专业队伍和农民技术创新示范户为主力的“产、研、学”结合的科学研究和技术开发推广体系。农业技术创新的技术应用体系，见图2-9-1。
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Fig.2-9-1 Recycle agricultural technology system constitution
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2.9.2 循环型农业的主导技术体系
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为了维持农业增长，有必要从资源开发转变到资源保持型或增进型技术的开发，并且把技术变革视为发展过程的内生变量。新技术如新的耕作方法或新种子，本身并不是劳动或土地的替代品，但它们却对投入品起着催化剂的作用，可以促进相对不稀缺的要素对稀缺要素的替代（速水佑次郎等，2000）。传统农业技术如果不与现代农业高新技术相融合和配套，那么其低生产力的问题很难解决。循环型农业技术与传统农业技术、现代农业技术是密不可分的，但区别在于循环型农业的技术评估和选择标准，从3R原则的角度选择适宜的技术并加以推广，并在使用推广的过程中，建立和完善操作标准、指南和方法。
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主导技术是在一定时期内能够打破原有技术体系的平衡，从而引起其他部门的技术创新、技术革命直至产业革命的连锁反应的技术，它在一定程度上决定着技术进步的主攻方向，是构建技术体系的基础（曾福生等，2000）。循环型农业的主导技术主要包括以下几方面：
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2.9.2.1 资源低耗高效农业技术 要缓解人地矛盾，必须在节约用地的同时，研究开发立体种植、立体养殖、间套复种、无土栽培、多熟制栽培等节地型技术，充分利用光、热、水、土资源，最大限度地提高土地生产率、光能利用率和投入产出率。利用精确播种、精确施肥、精确灌溉等节水、节肥的精确农业技术，大大提高水、肥利用率，减少流失率。水资源方面，除了在北方干旱地区开展集水型旱作农业节水技术外，可根据各地区不同自然地理特征、水源条件，从节水机理、节水关键配套技术、成套技术的组装集成等全方位出发，寻求多种农业节水技术的最优配置。可选育、引进抗旱节水品种，利用地膜覆盖、耙耪保墒、抗旱剂、保水剂、种包衣技术、调整作物复秧比等节水栽培技术，确定作物灌溉的灌水时间、灌水次数和灌水量。此外，还可推广渠道防渗工程和低压管道输水，改进地面灌水技术，发展喷灌、滴灌、微灌和高效型多水源联灌技术等节水灌溉技术，实行水资源分层管理、成本核算、计价征费、优化调度、灌溉自动化控制、灌区动态配水、土壤墒情监测与灌溉预报技术以及节水灌溉制度等节水管理技术来提高水资源的利用率。生活能源方面实行秸秆还田和秸秆盖田技术，利用微生物转化秸秆、畜禽废弃物、糟渣、环境废弃物等生物资源制成饲料及饲料添加剂和有机肥料，发展草食动物，实行秸秆过腹还田，坚持农机农艺结合，积极推进适度规模基础之上的适用型农业机械，提倡联合作业和一机多用，发展节工节能型农业技术（熊玉娟，2001）。
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2.9.2.2 农业环境保护技术 化肥、农药对现代农业的发展做出了巨大的贡献，但是随着化肥、农药的长期不科学施用，其负外部性也愈加明显。为摆脱这种威胁，清洁生产技术的研发、应用和推广成为西部循环型农业发展的重要手段，具体包括以下几种方法：①在培养各种抗病虫害、高产优质作物新品种的同时，用基因工程、细胞工程等现代生物技术开发生物农药、生物肥料等新技术、新产品。②化肥与有机肥配合施用，推广化肥深施、包衣肥料等有助于提高肥效、减少污染的施肥方法。③通过豆科作物的有效配置和非豆科作物的固氮能力，提高化肥吸收率。④化肥应用由单质复合、专用复合向控释化专用复合肥与3S精确施肥方向发展。⑤根据植物、害虫、天敌之间在自然界形成的“生物链”“生物网”的关系，利用天敌生物防治害虫的生物防治技术，减少农药使用量。⑥发展微生物农业，充分利用有机废弃物，变废为宝，利用有益微生物开展生物防治和土壤改良，减少或不用化肥、农药和抗生素药物，保护生态环境。在农作制度上，依靠作物轮作、休闲轮种、作物残茬覆盖少免耕法、覆盖作物扦入轮作、农牧结合等一系列技术，由化学集约型农作制向降低化学集约度的新农作制转变。同时，在治理水土流失和土地荒漠化过程中，运用生态良性化技术，采取兴修梯田、营造水土保持林、种草等措施，实行小流域综合治理。此外，还需运用设施农业技术、防沙治沙技术、生物多样性保护技术、环境污染与控制技术及病虫鼠害生物防治技术等。
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2.9.2.3 资源多级循环与再生利用技术 研发农副产品深加工技术和资源多级循环与再生利用技术，包括加工企业所需的废弃物加工处理设施及循环回收利用的装置，尽量创造条件变废为宝，将农副产品及废弃物资源化、无公害化。由于人们在过去农业生产实践中没有重视资源的多级循环利用，此类技术的运用还不足。随着循环经济原理的深入实践，在生产实践中这类技术会逐步被重视，并且能为农户带来较大的经济效益，为社会带来生态与环境效益。该技术重点包括农林复合系统、农牧链锁系统、沼气技术、秸秆还田、秸秆资源化综合利用、“种、养、加”一体化、农副产品深加工技术等。
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2.9.2.4 清洁化低能耗生产技术 农业的清洁技术是农业生产经营中所采用的能源消耗少、废弃物排放量小、有毒物质浓缩率低的耕作技术，动力与工具技术，加工、贮藏和保鲜技术等。在化肥和农药生产技术上应注重选择提高吸收率和降低能耗的技术；在农膜生产技术上应注重选择提高可降解性和降低能耗的技术；在畜牧业生产与加工过程中主要是畜禽产品的清洁化生产技术、污水处理技术、粪便清洁处理技术以及牧场空气环境清洁技术；在农业动力和各种机械工具技术上应制定降低能耗和提高产品加工中资源利用率的技术，同时要加强病虫害防治中的生物技术（利用生物中以虫防虫、以菌防菌防虫等）和综合防治技术（包括抗病虫的品种技术、低毒无机农药技术和生物农药与无机农药的施用技术等）的开发。此外，注重农村可再生能源在生产和生活中的利用技术（包括太阳能利用技术、风能利用技术、地热能利用技术、速生薪炭林营造技术、生物质气化技术和沼气利用技术等）、农村及城市废弃物（特别是城市有机肥）综合利用技术和无害化处理技术（包括厌氧发酵技术、秸秆与粪便氨化技术、废弃物腐熟技术、好氧发酵技术、有机粪肥喷施技术、离心固液分离高温消毒技术、远红外微波处理技术等）的研究，也是循环型农业清洁生产的基本技术要求。
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2.9.2.5 农产品加工、保鲜与贮藏技术 通过粮油多样化和专用化加工技术、畜牧产品分割化加工技术、水产品保鲜冷链化和精细化加工技术、林产品多用途化加工技术，采用先进的生物工程、核辐射及计算机控制加工等技术，建立各种农产品深加工、精加工技术体系，如农产品加工成为化工、医药产业部门所需的原料等。在贮运及保鲜技术方面，深入研究并广泛采用先进无菌技术、酶技术、浓缩干燥技术、冷冻技术、脂膜超滤技术、反渗透技术、无菌包装和复合材料等新兴技术，减少损耗，保证食品质量和卫生；积极引进温控贮粮、气控贮粮等粮食贮藏技术以及堆藏、假植贮藏、窑窖贮藏、通风库贮藏、低温贮藏、气调库贮藏、硅窗塑膜袋藏、辐射保藏、减压贮藏、电磁处理贮藏等多种果蔬贮藏技术和物理保鲜、化学保鲜技术，以延长农副产品保鲜程度和保鲜时间，从而延长其上货架寿命（熊玉娟，2001）。
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2.9.2.6 农业信息管理技术 高新技术尤其是微电子技术和信息技术正在对农业生产、人民生活和社会发展产生巨大影响。目前国外实践的“精细农业（Precision Farming）”技术体系，主要是集中在大田作物生产系统的研究。基于信息、知识的精细农业技术体系应扩展到农业产业化的整个链条中。通过乡镇、县、市、省、全国和全球的信息网络布局，让农业生产经营主体都能及时了解市场、政策、科技信息，按照市场供需与国家战略布局选择生产或经营适合自身发展的产品，以发挥区域优势，取得最佳的整体效益。建立各区域农业生产与销售的计算机辅助决策支持系统，及时对生产、市场、政策等信息进行模拟，并进行准确的反馈与决策。
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2.9.3 循环型农业技术进步的路线模式
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约翰·希克斯把用来促进其他投入品对劳动替代的技术称为“劳动节约型”技术，一般认为机械技术属于这类；而把用来促进其他投入品对土地替代的技术称为“土地节约型”技术，生物和化学技术为这一类型（速水佑次郎等，2000）。循环型农业技术进步路线模式既不可能选择忽视机械技术进步的单纯生物化学技术路线模式，也不能选择轻视生物化学技术进步的单纯机械技术进步路线模式，而必须选择一种适合区域特点的以生物技术、有机技术为导向的“生物-机械型”的“主辅双轨制”农业技术进步路线模式。其基本内涵分为以下两点：
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2.9.3.1 技术结构调整升华 做到生物技术和机械技术并举，交错发展。同时，要以发展生物技术和有机技术为重点，侧重发展有机化肥、良种、生物农药和科学栽培、改良土壤、农田水利、生物防治等生物技术。由于生物技术、信息技术、机械技术的正确使用不会对环境造成负面影响，这将是循环型农业技术创新的方向。机械技术要配合生物有机技术有选择地发展，重点发展小型化、实用化、多门类、多功能的机械技术，以利于循环型农业的规模化发展和农业加工业的壮大。
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2.9.3.2 农业技术动态结合 循环型农业技术进步模式选择，要依据技术创新的状况与技术推广的适应性情况，在农业发展的不同时期选择有所侧重的动态优化型技术进步组合路线模式。在未来相当长的时期内，发展中国家农业技术仍是常规技术（灌溉、施肥、机械、育种）扮演主角，在具体发展过程中实现生物、有机、机械技术之间的动态优化，大致经历“侧重于生物有机技术-生物有机技术与选择性机械技术相结合-生物有机技术与基本的全盘机械化相结合”三阶段。
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2.9.4 循环型农业技术变迁的运行机制
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舒尔茨在《改造传统农业》一书中指出，由于传统农业已经达到了资源配置最优的极限，要改造传统农业就必须引入现代的技术，即“技术变迁”。速水佑次郎和弗农·拉坦根据对美国和日本农业技术变迁的研究，提出了“诱致性技术变迁”理论，认为农业生产对技术的需求，取决于特定经济中生产要素的相对稀缺性，农民总是选择能够节约稀缺要素并能充分利用充裕要素的技术，一个社会可以选择农业技术变革的最优途径也应该是关于农业发展有效理论的一种机制构成。对于一个经济制度来说，技术变革的产生过程在传统上被作为是外生的变量，即科学技术知识自发进步的产物，而“诱致性技术变迁”理论则试图把技术变迁过程看作经济制度的内生变量，因此，技术变迁就成为了市场资源配置变化与需求增长的一种动态反应（刘志文等，2005）。
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2.9.4.1 政府主导型技术变迁机制 政府作为整个技术变迁过程的组织者、领导者，根据宏观资源结构、农业发展所处阶段和农业发展目标等因素投入物力和人力，进行技术研究、推广，农业技术进步主要由政府启动，同时借助制度的设置、经济手段和法律手段，诱导农户不断采纳新技术，在技术供给创造技术需求的基础上实现技术供求均衡，见图2-9-2（熊玉娟，2001）。
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Fig.2-9-2 Government leading technology vicissitude mechanism
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2.9.4.2 市场诱导型技术变迁机制 农业技术进步离不开市场取向的农业制度变迁。按速水佑次郎和弗农·拉担的假定，在价格有效地反映产品和要素供需变化以及农民、公共研究机构和私人农业供给厂商之间存在有效的相互影响条件下，市场价格信号将引导技术变革沿着一条有效途径进行。通过相对价格变化，农民被诱导去寻求节约日益稀缺的生产要素的技术方法。他们促进公共研究机构开发新技术，并且要求农业供给厂商提供现代的技术投入品，以代替更为稀缺的要素。在这个公共部门诱导创新模型中，科学家和管理者对市场价格或农民对研究成果需求并不一定会作出直接有意识的反应，这由一个有效的激励机制来决定（速水佑次郎等，2000），见图2-9-3。
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Fig.2-9-3 Market induction technology vicissitude mechanism
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2.9.4.3 双向驱动型技术变迁机制 双向驱动型技术变迁机制就是综合协调地运用政府和市场两种力量推动农业技术进步的制度设计。在这种运行机制中，政府和农户及其他私人农业企业共同参与技术创新活动，他们都是技术进步的推动者，政府的行政力量或计划与市场都是技术进步进程的操作手段，农业技术进步离不开政府力量的推动，尤其对于目前正处于体制转型和市场发育不完善时期的落后区域来说更是如此。为此，我们应建立宏观政府启动与微观行为主体利益诱导相结合的双向驱动机制。双向驱动模式，宏观上通过政府制定经济发展战略、科技政策、推广计划、资源配置等来实现农业发展与科技进步的调控。微观上，利益诱导微观行为主体的生产经营行为，诱导其对技术生产要素的有效配置与合理流动（李中东，2002），见图2-9-4（熊玉娟，2001）。
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Fig.2-9-4 Bidirectional actuation technology vicissitude mechanism
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2.9.5 循环型农业技术创新的制度变革
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2.9.5.1 变革农业技术推广体系的动力机制 农业技术进步真正成为现实生产力的关键在于农业技术推广。农业科技成果的推广应用率的高低，则取决于有关农业技术推广的制度安排。促进农业技术推广的制度安排有：
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（1）建立和健全农业技术推广体系，建立以政府推广为主体（无偿），农户自组织推广和企业推广（有偿）共同参与的适应市场经济要求的农业技术推广体系，充分发挥推广环节在科技成果转化中的催化和反馈功能。要走出目前农业推广体系线断、网破、人散的困境，除增加经费投入外，首先，要将各种技术按公益性程度、能否物化及其在市场上知识产权保护难度大小分为公益性技术和私人性技术。其中，公益性专业技术推广由政府的农业技术推广部承担，私人性农业技术可以推向市场，进行有偿服务。其次，建立农业技术推广项目基金制度，引入竞争和激励机制。再次，积极发展龙头企业、中介服务机构与农户紧密结合的新型农业技术推广模式，通过龙头企业、中介服务机构辐射农村的千家万户，搞好科技示范园、示范标准基地和示范户建设，重点实施科技良种示范、科技中试示范、科技产业化示范。
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（2）建立规避农业技术风险的机制，无论由农业技术推广机构（或人员）、农户，还是由他们一起来承担采用新技术的风险，都不利于技术的推广，因此有必要建立规避农业技术风险机制，开设农业保险，增设相应险种。为了更好地开展农业技术推广与应用保险，应实行低保率、低保价和一次交费、长期保险的办法，依靠社会保险制度来承担农业技术推广的风险，从而减少推广农业技术的障碍，对农业技术推广工作实行有效的监督和协调（匡远配，2001）。
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2.9.5.2 完善农业技术创新的激励机制 按照农业发展需要，重新设置内部机构、确定科研方向，以应用研究和开发研究为主体，走科研和生产结合的路子，建设重点学科，为多出人才、快出人才创造新环境。在管理上参照历史和现状，实行老人老办法，新人新办法的管理措施。推行择优上岗、竞争上岗、聘用上岗制度，将贡献大小和报酬挂钩，改变单纯将发表论文数量和获奖成果数量作为考核唯一标准的做法，彻底改变课题分散、低水平重复、投入强度低、脱离实际的倾向。参考技术的适用性及其价值，注重科技人员与农民的有效联系。对跨地区、跨部门的重大课题实行招标、竞标制。立项、评审要中介化。以投资为纽带，组织课题大协作和课题目标管理考核责任制，建立首席科学家（专家）负责制度。建立以对社会贡献为考核业绩的晋升制度等一套新的人事管理制度。在农业技术创新与农民技术需求之间建立一个有效的双向沟通机制，一方面将农户的技术需求有效传递给农业技术创新者，并对创新活动产生激励；另一方面将创新技术及时有效地推广开来，以保持并提高农户在市场竞争中的地位。为激发科研人员的创新精神，应综合运用产权激励、市场激励、政府激励等各种激励手段，加速农业技术创新效率的发挥，允许贡献大的科技人才通过创造性劳动先富起来，其收入要达到和超过社会上层水平，从根本上提高科技人才的社会地位和声誉，在整体上壮大科技人才队伍；通过鼓励和支持科技人员利用技术入股、技术参与分配等政策，让更多的有贡献的专家不仅在经济上有实惠，而且在政治上有荣誉，社会上有地位，真正形成重视人才、羡慕专家、尊重知识、渴望技术的良好社会氛围（王芳，2006）。
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2.9.5.3 调整农业技术创新投资的调控机制 农业科研作为一项公益性事业，农业科技成果成为公共品，加之农业技术创新，尤其是基础研究和高新技术研究涉及学科的复杂性，成果的共享性，需要投入大量经费，政府成为农业科研经费投入的主体，农业技术生产必须有足够强度的科研投入。政府还应确定一个农业科研投资来源的比例指标，根据不同行业得益于农业科技进步的收益程度，确定各行业的农业科研专项税收指标与比例，以提高农业科研的投资水平。要深化科研体制改革，创建农业科研产业体系，建立集农业科研、生产、经营于一体，资金雄厚，技术先进，营销灵活的现代农业科技企业，多渠道筹集农业科研经费。此外，还应建立一套增加农业科研投入的投资机制、监督机制和责任机制。
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在强化政府投资渠道方面，应当通过立法手段，保证国家财政每年投放到农业技术创新活动的经费（主要是农业研发和推广经费）占农林牧渔业总产值的份额逐步提高，同时改革资金投入、使用和管理的方式与机制。目前，国家对农业技术创新的经费投入是从上到下，按项目、单位部门拨款，由于多部门管理，出现了经费投入分散有限、区域支持力度不平衡、产业结构发展顺序支持指向不明等多种问题。为了使有限的农业技术创新资金充分发挥效用，就得建立合理的财力资源供给结构、合理的地区结构、合理的优先顺序结构。首先，财政支持农业技术创新活动的经费来源结构，应建立以项目制为主、单位制为辅的财政支持公共农业技术创新活动的混合制度。其次，实行分散的公共农业技术创新体系必须保证各地区农业技术创新经费能满足本地农业发展的需要，中央和地方两方面的财政必须解决好既是农业大省又是落后省份的经费投入问题，以建立合理的地区结构。最后，根据农业技术需求情况和现在的科研成果，按照财政投入项目的投资收益率和比较利益及外部收益的大小，合理有序地分配财政用于农业技术创新活动的资金。
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2.9.5.4 改革农业技术创新组织管理的约束机制 首先应当在明确政府职能的基础上划分中央和地方政府与非政府组织的事权与财权，然后考虑农业技术创新机构与体系设计的综合性与多元化，农业技术创新投资与服务提供主体的多元化及商业化运作等问题。从理论上讲，提供非公共物品和服务的功能可逐步交给非政府组织，提供公共物品和服务的功能应尽可能下放给地方政府。产生跨地区外部效应和具有规模经济效应的地方性公共物品和服务应尽可能由低一级政府负责将外部效应内部化并充分实现规模经济效应。在政府农业技术创新组织体系设计中，应当以当前的科技体制改革为契机，加强现行科研教育和推广机构与系统的协作。在非政府农业技术创新组织体系发展中，应特别重视涉农企业（尤其是民营科技型企业）和民间组织（尤其是农民自助组织）的作用。农业科研单位要积极从市场、农业产业化以及发展高新技术中寻找课题。政府对农业科研的管理，要由直接管理转变为间接管理。对公益性技术和商品性技术分类经营和管理，对于同时满足增加生产率和环境稳定性的技术，应充分利用市场机制，同时鼓励和支持企业、农民技术协会等为农民提供有偿技术服务。对于以生态效益为主、经济效益不明显的公益性可持续性农业技术，应由政府公共研究机构和农技推广机构负责开发，提供无偿服务。在经费及人员管理方面，应逐步实行和完善项目管理制和基金管理制。在宏观调控方面，除了要制定配套的政策与法规外，还应考虑建立农业技术创新管理协调机构。
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2.10 循环型农业发展的制度支撑体系建设
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2.10.1 建立健全绿色经济政策制度
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利用经济杠杆对资源利用、清洁生产、废弃物排放等进行管理与协调，以促进循环型农业经济发展。可从两方面来确定经济政策制度：
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（1）绿色激励制度。可以从绿色财政制度、绿色金融制度、绿色税收制度、绿色投资制度等角度出发，建立政府奖励政策、税收优惠政策等。如在购买性支出的投资性支出方面，政府应增加投人，促进有利于循环型农业发展的配套公共设施建设，例如，大型农田水利工程的建设、秸秆气化站修建、沼气池建设、公路修建等。在购买性支出的消费性支出方面，各级政府自身应首先做出表率，可通过实际的绿色购买行为促进循环型农业的发展，例如，优先采购经过生态设计或通过环境标志认证的农产品。通过改变政府的购买行为，可以影响消费者和生产者的生产和消费方向，并通过政策导向影响社会民众采取绿色生产，或通过创建生态省、生态示范区、绿色村镇，加强绿色国民经济核算体系等方式，增强我国民众实行循环经济，实现农业可持续发展的社会意识，从而促进循环型农业的发展。美国、英国设立绿色化学奖项，目的是为了重视和支持那些具有基础性和创新性、并对工业界有实用价值的化学工艺新方法，以通过减少资源消耗来实现对污染的防治。日本设立资源回收奖励制度，目的是要鼓励市民回收有用物质的积极性。
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对采用循环型农业生产模式的农户给予较大强度的技术、资金和生产资料的支持，如对农户使用有机肥料、生物农药、可降解地膜的价格差，国家也应相应的给予一定数额的补贴；提供种植养殖技术的点对点培训指导等，以促使绿色农资在农业生产中的普及率，从而保护生态环境和农民的切身利益；同时，可利用优惠的税收政策、贷款政策，鼓励涉农企业购买、回用再生资源及污染控制型设备并进行农副产品的深加工；在税收上优惠农业废弃物再生加工处理设备的使用，推动清洁生产技术的开发和应用，对采用革新性的清洁生产或污染控制的生产者给予特别退税及财政资金补贴等。
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（2）绿色规范制度。包括收费政策、收税政策等，对生产者、消费者的生产消费活动进行规范和控制。①对废旧物资商品化收费，例如日本法规中规定，废弃者应该支付与废旧家电收集、再商品化等有关的费用。在循环型农业中可以通过建立废弃物回收中心，集中收集农副产品、废弃物、污染物，将之资源或能源化，按照市场价格重新由废弃者付费利用。②倒垃圾收费。循环经济最直接的刺激措施是根据所倒垃圾数量对人们进行收费。③收取污水治理费。例如德国居民水费中含有污水治理费，此外，镇、市政府必须向州政府交纳污水治理费，污水治理没达到要求的企业要承担巨额罚款。④征收新鲜材料税。该政策将促使人们少用原生材料、多使用再循环利用材料。⑤征收生态税。除利用风能、太阳能等可再生能源外，其他能源例如汽油、电能都要收取生态税，间接产品也不例外，比如汽油使用要征收生态税。我国从2006年4月开始，象征性地收取农业生产使用费，目的是为了提高农业用水的效率，减少浪费。⑥填埋和焚烧税。填埋具有成本低的特点，收取填埋税使这条最便宜的垃圾处理途径的价格趋于上涨，因而可以使减量化和再生利用等显出优势。这种税在美国新泽西州和宾夕法尼亚州得到征收，也得到法国和英国的呼应。在农业上可以针对秸秆焚烧、畜禽粪便直接冲洗排放等方式进行控制。如果对这些规模大的污染行为征收税费，将有力地促进人们对垃圾进行减量化和再生利用。
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2.10.2 完善资源环境产权制度
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随着市场经济体制的不断建设与有效发展，我国的产权制度体系，包括资源环境产权制度也得到不断地完善，但对于农业资源环境产权制度体系的建设还有待进一步的加强，如水资源、土地等产权制度尚需逐步完善，大江、大湖、大河以及生态保护区当前所受到的破坏性亟待从产权上进行治理等问题。以清晰农村各类经济主体的财产关系为内容的产权制度改革，是建立农村基本经济制度的首要任务。近年来农村基层不断出现例如“股田制”“反租倒包”“股份水”“股份城”等乡村兼并，甚至“以土地为中心的社区股份合作制”等多样化的、有利于在农业生产领域中提高规模化程度的制度创新。这些在农村现有产权结构基础上渐进式的有中国农村特色的新的产权制度安排，对于稳定我国农村社会经济，进而稳定全局，具有不可替代的重要意义（温铁军，2003）。
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2.10.3 建立信息公开制度
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循环型农业参与主体是一个博弈的过程，由于信息不对称带来的机会主义和非帕累托最优配置，会造成合作破坏和逆向选择，不利于农业产业化的发展，影响循环型农业产业链的健康发展。因此，应建立各级主体的信息公开制度，以政府作为代理机构，引入区域农户、涉农企业和市场的力量，通过区域农户和市场的附加刺激作用，形成政府、企业、农户三者共同约束和激励的模式。信息公开制度所涵盖的范围应该有产品市场、金融资本市场、劳动力市场、国家政策、企业财务信息、法律途径、社会参与、环境权益等方面（黄贤金，2004）。通过政府、中介组织发布准确、公正的环境、市场信息，提高农户、企业的市场参与、合作和污染控制的积极性。推动在完全信息的动态博弈过程中，得到帕累托最优解，促进地方政府制定长期综合发展的农业政策和投资制度，避免因追求短期效益，向劣势企业提供优惠所导致的地区损失。
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2.10.4 健全绿色环保宣传制度
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运用各种手段和舆论传媒加强对循环经济的社会宣传，以提高生产者和消费者对实现污染零排放或低排放的社会意识。《中国21世纪议程》指出：“实现可持续发展目标，必须依靠公众及社会团体的支持和参与，公众、团体和组织的参与方式和参与程度将决定可持续发展目标实现的进程。”实施循环经济不仅需要政府的提倡、企业的自律，更需要广大社会公众参与意识和参与能力的提高。可以通过引导绿色消费和开展绿色教育来鼓励公众参与循环经济。关于环境教育形式的优先顺序，在经济发达国家是从公众环境教育、基础环境教育、成人环境教育到专业环境教育。而在经济落后的发展中国家，其排列顺序是从专业环境教育、公众环境教育、成人环境教育到基础环境教育。对公众宣传循环经济的时候，要注意宣传的基础性，可以将垃圾减量化等理念纳入各级学校教育；注意宣传材料的针对性，对于不同层次的人制作、分发多种文字的宣传材料；注意宣传材料的趣味性，做到老少皆宜、寓教于乐；注意宣传的持久性，选择合适的宣传载体，能让人经常看得到，记得牢。此外，还可以通过其他方式来达到绿色教育目的，如新闻媒体对绿色产品类的广告予以优惠；加强环保投入，加快信息自动化建设，并定期公布环境质量状况；引进生态理念，科学规划社会环境。引导公众实现绿色消费，尽量减少废弃物的产生，增强反复利用意识，减少垃圾排放，最终实现公众监督和倡导下的生态文明。
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环境教育具有滞后性、广泛性和非程序化等特征，它是开启民智、转变观念的“慢功夫”，但对于解决环境污染和生态破坏这样迫在眉睫的问题，单纯采取教育宣传手段是不行的，必须视具体情况综合运用法律、经济、行政等多种手段（黄祖辉等，2002）。
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2.10.5 加快健全循环经济法律制度
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在循环经济中，资源生态价值的市场化配置体现于三个互动层面，即生产者内部、生产者之间以及整个社会。不同层面的资源生态价值市场化配置引发的外部性不同。生产者层面的资源生态价值市场化配置显现的外部性是，市场经济个体“超标排污”产生的“成本外溢”和“达标废物进一步减量化和资源化”产生的“收益外溢”，目前我国的各种环境法律制度，如已有的《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国清洁生产促进法》立足于对单个企业整个生产过程资源利用的控制，立足于对市场经济个体权利和义务的相应设置。但循环经济并不仅仅局限于生产者内部的物质、能源的循环，更立足于企业之间、社会层面的物质、能源的循环，因此根据我国已有的法律框架，循环经济的立法应侧重于生产者之间、社会整体层面资源生态价值的市场化配置（雷海章等，2004）。因此，有学者建议制定排污权交易法、环境保护基金、环境审计评价法、环境补偿、温室气体控制、环境税管理、区域环境管理、农业生态环境保护等方面法律（刘国涛，2004；方杰，2005），修改预算法、统计法、会计法、审计法等法律制度，建立绿色核算制度，并将“谁污染、谁治理”改为“谁污染、谁付费”，从法规上加以保证。此外，各地政府应建立相应的地方性规章制度，促进循环型农业的顺利推进。
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第3章 四川省循环型农业发展现状与未来
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3.1 循环型农业：四川省可持续发展的重要选择
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四川省地处于中国西南腹地、长江上游，介于东经97°21′～108°31′和北纬26°03′～34°19′，东邻重庆，南接云南、贵州，西接西藏，北连青海、甘肃和陕西，地域辽阔，为中国第五大省份。境内地貌类型复杂多样，高原、山地、丘陵和平原齐全，分别占四川省总面积的4.7%、77.1%、12.9%和5.3%。境内河流众多，水量丰富，水能蕴藏量占全国的1/5。气候属亚热带湿润气候，年平均气温16.5℃，年平均降水量为150毫米，温和湿润。生态环境优越，动植物资源丰富，种类繁多。矿产资源丰富，现已发现矿产123种，探明储量的达90种，其中35种在全国名列前5位。根据《四川省2005年度土地利用现状情况分析报告》，全省土地总面积为4889万公顷，占全国的5.1%，居全国第5位。其中，农用地4305.25万公顷、建筑用地155.67万公顷、未利用地428.08万公顷，分别占土地面积的88.06%、3.18%、8.76%。
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四川省现辖21个地区（市、自治州），是一个人口众多的农业大省，近年来经济持续、快速发展，居民生活水平不断提高，消费结构进一步优化。2011年总人口为8050万人，全年实现国内生产总值21026.7亿元，城镇居民人均可支配收入为17899元，农村居民家庭人均纯收入6128.6元。四川省农耕历史悠久，集约化程度较高，是我国重要的粮食、油料、生猪生产基地，在“政策好、市场旺、人努力”等有利因素的积极推动下，其主要农产品产量多位居全国前列。2011年四川省粮食、油料、糖料、肉、蛋的总产量占全国的比重分别为5.76%、8.42%、0.70%、8.18%、5.15%，分居全国第 5位、第4位、第8位、第2位、第6位。此外，其工业、建筑业、固定资产投资、贸易实现了稳步增长，第三产业也取得了蓬勃发展。
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但是，随着经济的高速发展、工业化和城市化进程的不断推进以及人口增长，资源浪费现象不断严重，生态环境遭到破坏，水土流失面广、量大，土地质量不断退化，耕地不断减少，人地矛盾日益加剧。这些问题的出现说明了四川省目前所走的道路具有不可持续性。这就要求我们用一种定量的方法去估测。生态足迹模型正是在强调可持续原则的基础上建立起来的作为研究可持续发展程度的一个量化指标，目前已被越来越多的学者用于地区可持续程度的研究中。
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四川省是一个农业大省，要实现全面可持续发展，农业的可持续是关键。因为农业是人类生存和福利最根本的活动，是国民经济的基础，农业可持续发展是我国社会经济可持续发展的重要组成部分，是我国实施可持续发展战略的根本保证和优先领域。农业的可持续发展，不仅关系到农业资源、环境与经济发展，同时关系到国家资源战略和安全问题。
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但是，总体来看，目前四川省农业的增长方式多为以牺牲资源、环境为代价的不可持续性农业发展模式，农村经济系统发展还未处于和谐的状态，这就要求在新形势下，改革农村经济的发展模式，将自然环境系统纳入农业发展的内生增长因素中来考虑，选择一种新的农业发展模式，使之实现与环境、社会相协调和谐的发展。在这种背景下，循环型农业随之产生。循环型农业是指在既定的农业资源、环境容量及生态阈值综合约束下，从节约资源、保护生态环境和提高经济效益的角度出发，运用循环经济学方法组织的农业生产活动和农业生产体系，通过末端物质和能量回流，形成物质能量循环利用的闭环农业生产系统。
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大力发展现代循环型农业经济是实现农业可持续发展的有效途径。只有树立循环型农业发展理念，提高农业生产效率，优化农业投入结构，才能进一步保护耕地等自然资源，遏制掠夺性经营，正视环境容量，推行清洁生产，制止环境恶化，实现农业的生态可持续性；才能有效控制农村人口，提高人口素质，增加人力资源的资本存量，实现人口与农村经济发展的适度性；才能实现农业增长方式由粗放型向集约型的转变；才能积极增加食物生产，并注意食物安全，促进农村综合协调发展，增加农民收入，消除农村贫困状况；才能真正处理好农业与资源、环境的关系，促进人和自然的和谐，最终实现农业的可持续发展（方杰，2005）。
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3.2 四川省循环型农业发展的生态基础：可持续程度测算
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3.2.1 四川省生态足迹测算
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（1）四川省生态足迹的计算。根据生态足迹模型，四川省生态足迹计算主要由三部分组成：生物资源账户；能源账户；生态足迹的均衡化。
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①生物资源账户。生物资源账户部分采用1993年联合国粮农组织公布的世界生态生产性面积的平均水平，利用《四川农村统计年鉴》《四川统计年鉴》等统计资料，根据计算公式，将四川省1995—2004年的谷物、蔬菜瓜果、猪牛羊肉、水果、木材等生物资源的消费量转化为提供这些需要的生态生产性土地面积，计算出历年生物资源消费的生态足迹。
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②能源账户。能源账户部分根据《中国能源统计年鉴2005》，采用世界上单位化石能源土地面积的平均发热量为标准，处理了煤炭、焦炉煤气、原油、液化石油气、电力等12种燃料，将其消费所消耗的热量折算成一定面积的化石能源用地或建筑用地，从而得到各种能源消费的生态足迹。
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③生态足迹的均衡化。各种生物资源和能源消费的足迹构成了整个地区的生态足迹。根据前面的计算公式，汇总表3-2-1、表3-2-2中折算出的6类生态生产性土地面积，乘以相应的均衡因子得到各类生产性土地面积，再累加得到四川省历年的生态足迹。
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Table 3-2-1 The ecological footprint of biological resources consumption over the Sichuan Province
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Table 3-2-1 The ecological footprint of biological resources consumption over the Sichuan Province（Continue）-1
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Table 3-2-2 The ecological footprint of energy consumption over the Sichuan Province
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在生态足迹和生态承载力的计算（表3-2-3）中，均衡因子和产量因子是影响计算结果的关键技术参数。本文在计算四川省历年生态足迹和生态承载力时，采用的是1991—2003年各类土地均衡因子的平均值，即耕地2.20、林地1.34、草地0.48、水域0.36；而建筑用地采用耕地的值来界定，或用化石能源用地与林地等值。
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Table 3-2-3 The ecological footprint of per capita in Sichuan Province from 1995 to 2004
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（2）四川省生态承载力的计算。文中的产量因子是根据《四川省农村统计年鉴2000—2005》和联合国粮农组织数据库统计数据，将四川省与世界不同类型土地的单位面积产量进行比较而得到的。其中，耕地的产量因子采用的是谷物、豆类、薯类、油料作物、糖类作物、茶叶、烟叶、蔬菜瓜果的单位面积产量，林地采用的是水果、核桃、油桐籽的单位面积产量，水域采用的是池塘、湖泊、水库、河沟的单位面积产量。
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根据前面的计算公式，利用1997—2003年四川省土地利用变更详查数据、《四川统计年鉴2005》《四川年鉴2005》以及《四川省2005年度土利现状情况分析报告》，折算出四川省耕地、草地、林地、建筑用地和水域的总面积，除以总人口得到相应的人均拥有量。再将各类生态生产性土地面积乘以相应的均衡因子和产量因子，转化为按世界平均生态空间计算的生态承载力。同时，出于谨慎性考虑，扣除了12%的生物多样性保护面积，从而得到四川省历年实际可利用的生态承载力。
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Table 3-2-4 Annual per capita ecological carrying capacity in Sichuan Province from 1995 to 2004
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Table 3-2-4 Annual per capita ecological carrying capacity in Sichuan Province from 1995 to 2004（Continue）-1
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（3）生态盈余/生态赤字的计算。四川省生态足迹的计算结果由生态足迹的需求（生态足迹）和生态足迹的供给（生态承载力）两部分组成。根据计算公式，将人均生态足迹和人均生态承载力进行比较，则得到四川省6类土地的生态盈余/生态赤字。
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Table 3-2-5 Annual per capita ecological surplus/deficit in Sichuan Province from 1995 to 2004
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3.2.2 结果分析
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3.2.2.1 生态足迹动态变化分析
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（1）生物资源消费的生态足迹动态变化。四川省1995—2004年生物资源的人均生态足迹在2.0087～2.9634公顷之间变化，呈现逐年递增趋势。从生物资源的多年平均消费看，猪肉的人均生态足迹最大，为1.6965公顷，其次为粮食和牛羊肉，分别为0.3270公顷和0.0786公顷。整个生物资源的多年人均生态足迹为2.4083公顷，其中粮食的消费只占13.58%，而猪肉的消费却占到了70.44%。这是因为四川省无论是猪肉产品原料的生产规模还是猪肉产量都居全国前列，如2004年四川省肉猪出栏头数为8103.34万头，占全国的13.1%，猪肉产量为601.37万吨，占全国的12.8%，而由于生态系统食物链能量转化规律，猪肉等肉类食物的生产需要较多的土地面积。从生态足迹的多年平均变化看，多数农产品消费的生态足迹在不断增加，其中竹材的多年平均变化率最大，为13.90%，其次是核桃、竹笋片和牛羊肉，分别为13.81%和13.66%；仅少数农产品的消费有所减少，其中木材的多年平均变化率最大，为13.41%，其次是棉花，为13.16%，其他生物资源都小于7%，尤其是粮食最小，仅为0.79%。这反映了人民生活水平的提高所带来的消费结构的改变：肉类、水产品、水果的消费不断增加，而粮食等的消费呈逐渐减少趋势。
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（2）能源消费的生态足迹变化分析。四川省1995—2004年能源消费的人均生态足迹呈先递增后递减的态势，其中1995—2000年在不断递减，2001年后开始逐年有所增加。从能源的多年平均消费看，煤炭的生态足迹最大，为0.3987公顷，占多年能源平均消费的79.97%，其次是焦炭和电力，分别占9.97%、2.59%。从生态足迹的多年平均变化看，原油和煤油的增长幅度最大，分别达17.43%、13.37%，其次是液化石油气，年增长率为10.93%；而焦炉煤气、燃料油、煤炭的消费不断减少，但年递减率都小于7%，尤其是煤炭，仅为1.97%。从四川省多年的能源消费情况看，煤炭是生产和生活中最主要的能源，这说明四川省的经济发展对能源，尤其是煤炭有很大的依赖性。
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（3）生态足迹动态变化。四川省1995—2004年人均生态足迹在2.671～3.589公顷之间变化，基本呈现出逐年递增的趋势，仅1997年较1996年有所减少，9年间人均生态足迹的年均增长率为3.51%。这说明随着经济发展和人们生活水平的提高，生态足迹在不断增加，人们的消费活动对当地生态环境造成的压力日益增大。由于人均生态足迹可以反映一个国家居民的资源消耗强度，因此人均生态足迹越大，资源利用越多。由此可知，四川省经济的加快发展一直依赖于粗放型、能耗型的资源利用方式，经济增长的质量还有待提高。
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从各类用地的多年平均生态足迹看，耕地的生态足迹最大，为2.2182公顷，占整个多年人均生态足迹的76.31%，其次为化石能源用地和草地，分别占16.69%、2.90%，这反映了在四川省当前的经济结构中，农业仍然一直占据最重要的地位。从各类用地的生态足迹的多年平均变化看，耕地、林地、草地、水域、建筑用地都不断增加，其中草地的增长速度最快，年均增长率为13.25%，其次是水域，为11.34%，耕地最小，仅为3.82%；而化石能源用地以0.96%的速度逐年递减，这说明四川省能源消费过程中排放的CO2等温室气体有所减少，从而有利于遏制生态环境的恶化趋势。
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3.2.2.2 生态承载力动态变化分析 1995—2004年四川省人均生态承载力出现了多次波动性变化。1995—1997年人均生态承载力逐年递减，从0.6542公顷降至0.6336公顷，减少了3.15%；1998—2000年处于逐年递增的状态，由0.6359公顷升至0.6683公顷，增长了5.10%；2001年降至最低值0.6116公顷，2002—2004又呈逐年递减趋势，由0.6604公顷减至0.6582公顷。其中，2001年达到最小值，由生态承载力的计算过程可知，这是因为2001年耕地、林地、化石能源用地、建筑用地的人均生态承载力都较其他年份小得多。
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从多年平均生态承载力来看，人均生态承载力为0.6476公顷，以0.07%的年均速度递增。其中，耕地的生态承载力最大，为0.3483公顷，占整个生态承载力的47.33%；其次是林地和建筑用地，分别为37.01%、10.51%；草地所占比重最小，仅为1.71%。这说明，四川省的耕地和林地提供了人口消费所需的绝大部分生物产品，是经济社会发展的重要基础。从生态承载力的多年平均变化看，耕地、草地在不断减少，其中耕地减少最快，年均递减率为1.34%；其次是水域，年均递减率为0.71%；而林地和建筑用地处于逐年递增的状态，年均增长率分别为1.93%、0.23%，这说明林地的利用和保护处于良好的状态，为人们提供了越来越多的林产品。随着工业化、城市化进程的加快，越来越多的土地被转变成了建筑用地，而由于人类大部分建筑用地位于最肥沃的耕地上，因此，建筑用地对耕地的减少具有不可推卸的责任。
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3.2.2.3 生态盈余/生态赤字动态变化分析 比较1995—2004年四川省的人均生态足迹和人均生态承载力（图3-2-1），可以看出四川省一直处于人均生态赤字状态，除1997年较1996年有所减少外，人均生态赤字量呈持续增长态势，由1995年的2.017公顷增至2004年的2.932公顷，9年间增长了45.36%，尤其是2001年以后增长加快，年均增长率为9.44%。由此可知，1995—2004年四川省一直处于不可持续发展的状态，且不可持续程度不断加剧，人类对生态经济系统构成的压力越来越大。究其原因，由人均生态足迹和人均生态承载力的变化趋势可知，尽管两者都在不断增加，但人均生态足迹的增长速度远大于生态承载力的增长速度，从而造成两者的差距不断拉大，尤其是2001年以后生态赤字量急剧增加，且呈现出与生态足迹基本相同的变化趋势。
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Fig.3-2-1 Annual per capita ecological footprint，capita carrying capacity and the deficit
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Fig.3-2-2 Per capita ecological surplus/deficit of the six kinds of land
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从多年平均生态赤字来看（图3-2-2），四川省1995—2004年人均生态赤字量为2.259公顷，其中耕地的人均赤字量最大，为1.8700公顷，其次是化石能源用地，两者共计2.3551公顷，是人均生态赤字的主要来源；而草地和水域的人均赤字量较小，仅分别为0.0717公顷和0.0521公顷；林地、建筑用地略有生态盈余，但两者之和仅为0.3078公顷，对缓解生态赤字的作用不大。因此，四川省要降低生态赤字量，减轻对生态经济系统构成的压力，实现区域的可持续发展，应该在增加各类土地生态承载力的同时，重点减少耕地和化石能源用地的生态足迹需求。
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3.2.3 结论
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生态足迹分析法通过一组基于土地面积的量化指标，测定人类为了维持自身生存而利用的生态生产性土地面积来评估人类对地球生态系统的影响，为研究和衡量可持续发展提供了新的视角，具有广泛的应用范围。本文通过查阅《历年四川省统计年鉴》，运用生态足迹分析法对1995—2004年生态足迹进行了测算和分析，定量评价了生态经济系统的可持续发展程度。研究的主要结论为：1995—2004年四川省人均生态足迹基本呈逐年递增的趋势；人均生态承载力呈先逐年递增后递减，又递增的波动性变化；人均生态赤字量不断扩大，且呈持续增长态势，尤其是耕地赤字量快速增加。这表明四川省当前的发展是处于不可持续阶段的，而且不可持续的程度有不断加剧的趋势。
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3.3 四川省小农户生产循环系统的持续性分析
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3.3.1 研究对象
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这里选择四川省成都平原区胜利村和西北村（以下简称胜利和西北）60户农户，作为典型生产小系统，对其2002年8月至2003年8月农户基本生产情况及生产数据作实证分析。数据来源为欧盟项目VEGSYS调查统计数据。调查区域的种植制度的变化始于20世纪80年代中后期至90年代初，作物种植的投入以无机化肥及农药投入为主。导致这种变化的原因主要是因为20世纪80年代初，我国实行家庭承包经营，促进粮食增产，解决了吃饭问题，农户生产的目的从解决温饱转向追求经济收入的提高；宏观经济环境改善，80年代中期开始，我国农产品统购统销体制改革，实行粮食合同定购，放开农产品市场流通，客观上推动种植结构调整和市场拓展；家庭承包经营赋予农户生产经营自主权，使其能自己决定作物种植的种类和数量；市场开放影响，促进了蔬菜种植面积的扩大，大幅度地提高了种植业收入；农户在收入增加后改善了交通工具，村级水泥公路的修建，蔬菜批发市场的建立，提高了物流流通速度，保证了农副产品的市场价值实现。当地农户在保证口粮自给的情况下，完全以生产商品蔬菜提高收入为主要的种植目的。
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Table 3-3-1 Mean resources of each farm
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3.3.1.1 农户基本生产条件 表3-3-1给出了60户农户最基本的生产资源，包括劳动力、劳动工具和农地状况。在这种条件下，为适应市场需求，调整生产结构，粮食自给，进行着传统小农户家庭的生产经营。
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Table 3-3-2 Education level
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3.3.1.2 受教育水平 从表3-3-2中我们可以看出，60户农户受教育水平主要集中在初中文化水平，所占比例为51%～53%，且为平均年龄33～36岁的主要劳动力。
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3.3.2 经济持续性
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胜利村离综合性的农产品批发市场4千米，西北村离该市场8千米，标志着农户系统对外的开放程度有所不同，种植模式和种植结构的区别直接带来经济收益的不同。胜利村农户离市场近，获得的经济收益平均水平高于西北村农户。由表3-3-3和表3-3-4我们可以看到，两个村农户主要以种植蔬菜获得较高的现金收入，并通过口粮田的种植、畜禽养殖获得粮食的自给，从而保证了农户在生产上的经济收益可持续性。
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在60户农户中，未从种植业获得正效益的农户仅有2户，胜利村和西北村各1户，胜利村种植收益为负的农户是因为对种植的桂花苗圃投入约800美元，但还未有近期现金收益（图3-3-1）。
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Table 3-3-3 Financial performance
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Table 3-3-4 Net cash flow
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Fig.3-3-1 Net cash flows of different crop combinations
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Fig.3-3-2 Net cash flows of different crop combinations
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西北村种植收益为负的农户，对水稻、辣椒、葡萄投入较大，但产出未向市场销售，未能获得现金收益，所以使得种植产出净现金流为负（图3-3-2）。
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3.3.3 生态持续性
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在人均耕地面积极少的西南农村，为了获取经济效益的持续，小农户除了根据可以获得的市场信息，调整种植结构外，主要通过提高农田的利用强度和化肥农药的施用强度，从而提高土地生产率；但这种耕作模式破坏了土地的生态系统平衡，使得土地板结严重，病虫害发生的频率加强，土壤营养平衡破坏，对生态环境造成较大的冲击。农户总体文化水平低，科技信息服务不完善，农户没有科学施肥和使用农药，这也成为生态环境进一步恶化的原因。
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3.3.3.1 土地利用强度 图3-3-3为两个村2002年8月至2003年8月，每个月每块耕地的种植状况。图中显示一年中休耕（Fallow）的土地所占比例极少，多用于大蒜和水稻的轮作。这种耕作制度下，土地无法得到休耕，会致使土地肥力逐渐下降，土质贫瘠。
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Fig.3-3-3 Total sown area of different crops per month
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Fig.3-3-4 Nutrient balances
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3.3.3.2 营养物质平衡 农户对土壤的营养物质结构不了解，同时在购买化肥的时候也没有注意营养成分结构，仅仅是根据化肥销售商提供的化肥信息和自己的习惯购买化肥施用，产生了氮、磷、钾主要三种营养物质投入产出的不平衡，见图3-3-4。在调查的两个村中进行比较，胜利村对单位土地的营养物质投入较少而获取较多。两个村营养物质投入磷和钾的成分较少，单位面积投入接近负值，氮的投入量却较大，见图3-3-4。在农户种植的现金成本中，除了对种子和种苗的成本较大外，无机化肥和农药的开支分别排在第2和第3位。
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3.3.3.3 农药使用对环境的冲击 农户已经意识到生活环境质量的重要性，但并不知道农药的使用对环境造成的影响和冲击。农药向农户生活所依赖的地下水渗透，给农户的身体健康也造成了威胁，使其出现了经常性的皮肤过敏、头痛等症状。由于调查村四季豆、豇豆和茄子的病虫害较严重，农户施用了对身体有高危险性的农药和杀虫剂（如敌敌畏，三唑磷和灭多威等）。调查的两个村以油沙田和沙田为主，农药更容易渗透到地下水中，从而对环境造成污染。
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图3-3-5中显示了胜利村种植豇豆、莴苣、菠菜、卷心菜及葡萄中施用了较大剂量的农药，西北村在种植大蒜、番茄和茄子过程中施用了较大剂量的农药，对环境产生较大的潜在威胁。
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对这60户农户的跟踪调查，我们总结得出，在人均耕地资源拥有量很少的情况下，农户受市场经济效益的引导，为追求现金收益，所采用的耕作制度和农业病虫害管理系统都对生态环境都造成了非持续性的影响，过度依赖无机化肥和农药的投入不仅增加了生产成本，同时也增加了环境成本。因此，为了生态环境的安全，又为了获得长期持续性的生产收益，小农户生产需要在稳定土地产权制度条件下，充分利用有机肥，科学施肥，并注意耕地的休耕，以提高土地的地力，降低病虫害发病率，减少农药的施用。
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Fig.3-3-5 Average pesticide dose and average number of application（no. /field/ crop cycle），Pengzhou （China）
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3.4 四川省循环型农业发展评价
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3.4.1 四川省循环型农业发展的综合评价
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根据项目选用的指标体系和拟采用的评价方法，对四川省21个地市（州）2005年的循环型农业发展水平进行评价，其结果见表3-4-1。数据主要来源于《四川统计年鉴2005》《四川农村统计年鉴2000—2005》《2005年四川省水资源公报》。
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Table 3-4-1 Result of comprehensive evaluation on the development of agricultural recycle economy in Sichuan Province in 2005
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Table 3-4-1 Result of comprehensive evaluation on the development of agricultural recycle economy in Sichuan Province in 2005（Continue）-1
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由表3-4-1可知，2005年四川省循环型农业发展综合水平处于前3位的分别是甘孜州（0.66931）、雅安市（0.41443）以及资阳市（0.38299），循环型农业发展水平最低的是攀枝花市（0.18037），说明循环型农业发展程度的区域差异明显。
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从社会经济发展指数来看，成都排在首位（0.09044），甘孜州排最后（0.02421）。可见，四川省21个地级市（州）之间的社会经济发展水平差异较大。资源减量投入水平最高值出现在甘孜州（0.30196），由于资源减量投入为负作用指标，说明甘孜州单位面积上的投入要素最少，有利于循环型农业发展；最低水平是攀枝花市（0.05364），表明攀枝花市的各项农业单位投入要高于其他区域的投入水平，减量投入已成为制约攀枝花市循环型农业发展的主要限制因素。资源再循环利用指数最高的是甘孜州（0.09722），最低的是攀枝花市（0.01988）。资源环境安全指数最高的是甘孜州（0.24592），最低的是自贡市（0.03125）。
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Fig.3-4-1 Clustering results of the the recycle agricultural development level in Sichuan in 2005
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为了进一步说明各地区间循环型农业发展程度的差异，本文拟采用系统聚类法进行区域差异分析。由图3-4-1可知，当距离取0.05时，可将2005年四川省21个地级市（州）分为4类。第1类为四川省循环型农业发展的最好水平，即甘孜州；第2类为较好水平，包括雅安，资阳和凉山州；第3类为一般水平，包括成都、南充、广元、泸州、绵阳、巴中、遂宁、达州、阿坝和广安；第4类为较差水平，包括自贡、德阳、眉山、内江、乐山、宜宾和攀枝花市。
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3.4.2 障碍因素分析
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基于对四川省各区域循环型农业发展水平的了解，有必要进一步探讨所选因子对总目标的贡献程度，找出循环型农业进一步发展的障碍因素。按照前述方法对2005年四川省区域循环型农业发展的障碍度进行计算（表3-4-2）。
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Table 3-4-2 Obstacle degree of the development of recycle agriculture of Sichuan cities in 2005
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Table 3-4-2 Obstacle degree of the development of recycle agriculture of Sichuan cities in 2005（Continue）-1
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由表3-4-2可得到如下结论：
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①社会经济发展成为甘孜、阿坝、凉山、广元、巴中循环型农业发展的最大障碍。尤其是甘孜州，其农民人均纯收入、粮食单产、农机总动力、耕地生产率以及单位劳动力产值均处于四川省最低水平。2005年甘孜州农民人均纯收入为1310元，为最高水平成都市农民人均纯收入的29.20%；粮食单产为2686千克/公顷，比四川省粮食单产最高水平的德阳市低3775千克/公顷；劳动力产值为4149元/人，比最高水平的成都市低11303元/人；耕地生产率为6947元/公顷，比最高水平的成都市低36003元/公顷。
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②资源减量投入限制着攀枝花、德阳、成都、眉山、乐山、绵阳的循环型农业发展。说明这6个城市单位面积上的农业投入过高。2005年攀枝花市的化肥施用强度和农膜使用水平最高，分别为439.48千克/公顷和48.36 千克/公顷，分别是最低水平的15倍和25倍；农用柴油的使用水平也较高，达106.37 千克/公顷，是最低水平广安市的14倍。德阳市的农药使用水平高达11.17千克/公顷，是最低水平甘孜州的5.7倍。成都的农村用电量强度达0.0949千瓦时，是最低水平凉山州的3.7倍。乐山的农田实灌平均用水量为9820千克/公顷，是达州市的4.5倍。另外，眉山和绵阳的农药使用水平也分别达到9.53 千克/公顷和8.32 千克/公顷，分别处于四川省21个地级市（州）的第3和第4位。
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③资源的再循环利用限制着阿坝及攀枝花市的循环型农业发展。通过比较发现，原因在于2005年阿坝州的复种指数过低，仅为124.81%，还不及复种指数最高水平的一半。2005年攀枝花市的化肥有效利用系数为39.16%，仅为最高水平甘孜州的化肥有效利用系数的14%。
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④自贡、广安、宜宾、内江、达州、泸州和南充的循环型农业发展受资源环境安全的威胁较大。主要原因在于这些城市的人均耕地面积小，森林覆盖率低，自然保护区个数少，有效灌溉系数低。2005年广安市的人均耕地面积为0.0373公顷/人，仅为最高水平甘孜州的37%。自贡的森林覆盖率仅为19.88%，是四川省森林覆盖率最低的城市。内江的自然保护区个数为0，而甘孜州的自然保护区高达39个。宜宾的有效灌溉系数为44.68%，而有效灌溉系数最高的成都市为96.26%。而泸州和南充不管是有效灌溉系数还是森林覆盖率均处于较低水平。
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⑤雅安、资阳的社会经济发展、资源再循环利用、资源减量投入和资源安全指数的障碍度均较低，因此能够在综合评价中分别处于第2、第3位。
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3.4.3 结论
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（1）通过运用熵值法对四川省2005年21个地级市（州）循环型农业进行评价，得到各区域的循环型农业发展水平。甘孜州由于资源投入少、资源环境安全而位居循环型农业发展水平的首位，攀枝花市由于其资源投入多而位居循环型农业发展水平的末位。
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（2）四川省循环型农业发展水平具有区域差异性，运用系统聚类法将之分为4类，从高到低依次为：第1类为甘孜州、第2类为雅安、资阳和凉山州；第3类为成都、南充、广元、泸州、绵阳、巴中、遂宁、达州、阿坝和广安；第4类为自贡、德阳、眉山、内江、乐山、宜宾和攀枝花市。
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（3）甘孜、阿坝、凉山、广元、巴中循环型农业发展的主要障碍是社会经济发展；攀枝花、德阳、成都、眉山、乐山、绵阳的循环型农业发展受到资源减量投入因素的制约；资源的再循环利用也限制着阿坝及攀枝花市的循环型农业发展；资源环境安全因素限制着自贡、广安、宜宾、内江、达州、泸州和南充的循环型农业发展；雅安、资阳的社会经济发展、资源再循环利用、资源减量投入和资源安全指数的障碍度均较低。
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3.5 四川省循环型农业发展区域模式构思
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3.5.1 四川省循环型农业模式选择的原则和思路
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四川省地域辽阔，自然资源、环境条件、社会经济条件千差万别，依据“因地制宜、发挥优势”的原则进行农业的综合区划，确定各区域循环型农业发展的途径，选择和改进农业的经营模式，形成合理的区域分工。按照生态系统的食物链和经济系统的投入产出链，充分考虑各地区环境的承载力及系统的还原能力，保证人、生物与无机环境的协调原则，发展已开发资源的深度加工，废弃物的综合利用，使之多次增值。四川省循环型农业发展模式的选择，必须结合全国农业综合发展的方向。四川省内部自然、社会、经济条件存在很大差异，通过进一步分区，更多注意局部性、关键性或特殊性的问题进行合理的布局，以利于具体实施。
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3.5.2 四川省农业区划
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根据四川省不同地貌类型以及农业发展的自然经济条件，将全省分为4个农业地貌类型：四川省盆地区、盆周山区、川西南山地区、川西高山高原区。其中，四川省盆地区主要包括盆西平原区和盆中丘陵区。
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（1）四川省盆地区。四川省盆地是一个形态完整、轮廓近似于菱形的盆地。海拔200～750米。盆地内农业地貌类型以丘陵、平原为主，少部分为低山和台地。
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①盆西平原区。盆西平原位于龙泉山西麓与龙门山、峨眉山东麓之间，海拔高度在450～750米之间。盆西平原气候温和，降水丰沛，年平均气温16℃，年降水量1200～1500毫米，地势平坦，土壤肥沃，灌溉便利，适宜农业及多种经营发展，土地利用率高，垦殖系数达50%～70%，一年可二熟至三熟，复种指数200%以上。自然灾害少，工业、农业、交通发达，号称“天府之国”。耕地类型以水旱两季田为主，冬水田主要分布在丘间沟谷平坝和台地内，旱地主要分布于丘陵的丘坡和丘顶。林地、草地很少，园地以茶园较著名，其次柑橘、油茶和桑园也有一定面积。
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②盆中丘陵区。盆地中部范围大致在“梓潼-盐亭-阆中-营山”一线以南，“宜宾-沐川”一线以北。西与盆西平原交界，东至华蓥山西麓。地势北高南低，海拔200～500米，相对高差20～200米。区内河流多迂回曲折，沿岸一般有2～3级阶地平坝或台地。耕地类型占丘陵区面积的40%～50%，土地利用率高，多数耕地为一年两熟，复种指数200%以上，而且种植方式多样，是四川省粮、油、棉、经重要产区。本区森林稀少，森林覆盖率低。林地以阔叶林和柏树为主，多数是人工林、中幼林。
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除盆中丘陵区外，四川省盆地丘陵区还包括川东平行岭谷低山丘陵区、盆北低山亚区、盆南低山丘陵区。
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（2）盆周山区。本区地貌条件复杂，且阴、雨、雾日多，农作条件一般较差。种植业广种薄收，作物单产普遍较低，但河谷盆地尚有较大的增产潜力。经济林特产品的生产在全省占有突出地位，生漆、五倍子、木耳等的产量占全省70%以上，乌桕、茶叶、笋干、核桃等占40%，不少中药材在全国占有重要地位。用材林虽因过去的乱砍滥伐，蓄积量已大为减少，但近几年来速生丰产林营造较多，效果甚佳，后续资源可望大量增加。畜牧业以黄牛、山羊的地位较为突出，其数量分别占全省的1/3和1/5。
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（3）川西南山地区。川西南山地区位于四川省西南部，是云贵高原与四川省西部高山高原区的过渡地带。本区地貌类型以中山为主，地势西北高东南低。气候冬暖夏凉，干湿季明显。干季一般从10月至次年5月，时间长且降雨极少，造成冬春干旱并伴随大风灾害；湿季一般从5月至10月，降水集中，多暴雨，常造成山洪以及山崩、滑坡、泥石流、水土流失等灾害。地貌、气候等自然条件的复杂多样，使得土地利用亦具有区域分异和垂直地带性的特点。
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（4）川西高山高原区。川西高山高原位于我国地势最高一级台阶青藏高原的东南部——横断山系北段，包括甘孜州、阿坝州和凉山州的木里县。地势西北高东南低，高原海拔3500～4500米以上。河流大部分属长江水系，地貌类型以高平原、高山原、丘状高山和中山、高山等为主。本区是四川省最大的用材林基地，林木蓄积量占全省一半左右，年产木材占全省2/3以上，但因集中过伐，重采轻造等原因，森林资源不断减少，部分地区生态系统遭到了严重破坏。区内牧草地广阔，人均牲畜头数较多（牦牛、山羊为主），但畜牧业还处在自给性生产状态。
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3.5.3 四川省循环型农业模式的产业链构思
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不管是平原还是丘陵地区、盆周山区，以沼气为纽带的农业发展模式都应当大力推广。沼气式循环型农业生产系统不仅能为农村带来直接经济效益，促进农民增收，而且能通过节约薪柴林砍伐、有效利用农业废弃物转化为农村能源带来间接经济效益，从而为农村提供新型能源，改善农村能源利用结构，有效降低农业（特别是畜禽养殖业）立体污染，改善农村生态环境。但是由于四川省的地貌类型多样，不仅有平原、丘陵，还有山地、高山以及高原。因此，除了发展以沼气为纽带的循环型农业模式以外，还应该根据各区域的农业生产条件和社会经济发展情况推广不同模式的循环型农业。
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（1）盆西平原区。盆西平原由于降水丰沛，地势平坦，土壤肥沃，灌溉便利，并且耕地类型以水、旱两季田为主，田、土面积比例大约为7∶3，冬水田占有一定比例。因此，适宜发展以水稻生产、“种-养-沼-肥”结合、秸秆沼气利用为纽带的循环型农业模式。
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（2）四川省丘陵区。四川省丘陵区是四川省重要的区域，耕地面积占全省的58.6%，人口占60.4%。该区域人均资源占有量不足、农业生产技术相对落后、农业资源循环利用率较低、产业链连续性差、农业立体污染严重、农产品质量偏低、农民增收难，因此适宜发展的循环型农业产业链主要有以下典型代表。
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①“果-草（饲）-畜-沼-肥”循环型农业产业链。针对农业生产过程中物质资源循环利用效率较低的问题，进行“饲-猪-沼-果”“果-草-兔-沼-肥”等产业链构建，果树地里间套青饲料用于畜禽养殖，粪肥通过沼气发酵，形成沼液沼渣返回果林地肥田，节约农药化肥，节本增效，生产高效优质农产品，促进循环型农业发展。
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②“粮-酒-糟-猪-沼-粮”循环型农业产业链。针对四川省酿酒粮食品质不佳、成本较高、数量不足，酿酒企业对酒糟利用不尽合理，沼气作为农村清洁能源还有很大发展空间，粮食生产中有机肥肥源比较缺乏等因素而导致资源循环利用率低等现实问题，发展“粮-酒-糟-猪-沼-粮”循环产业链模式。
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③“林-果-菜（草）-加-沼-粮-畜-林”循环型农业产业链。四川省许多丘陵区林地多，耕地少，要满足区域粮食、蔬菜的自给，需要发展土地节约型循环农业。立体农业模式是其最好的选择。立体农业是1950年代初，我国农业科技人员从丘陵不同海拔垂直梯度的资源立体开发利用而提出来的。它是利用农业生产过程中各种生物生长的空间差和时间差，合理利用时、空、光、热、水、土等资源建立多物种共处、多层次配置、多能级循环、多功能的立体种养的高效农业生产系统；是建立在传统的间、套作和多种经营的基础上，探索农业转向资源节约化、生产集约化，防止生态破坏、保护生态平衡的一种循环型农业模式。
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④“猪-沼-粮-鸡-经-果”复合产业链构建。这种模式适合四川省丘陵区，该区气候温和，雨量充沛，生物资源丰富，通过退耕还林后，调整产业结构和作物布局，有条件发展林地鸡养殖和经济作物间套作或轮作，带动养殖规模的扩大；同时开发农村能源，推广节柴灶和沼气池，使物质再生，能量多重利用，效益逐层增值。
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（3）盆周山区。盆周山区由于种植业单产较低，但是经济林特色产品突出且降水量较多，同时有相当部分的畜牧业。因此，较适宜发展以果业为纽带的“果-草-畜-肥”循环型农业产业链和“牧-渔-农”综合类型的循环农业，如“畜禽-粪-饲（饵）鱼-肥-青饲”，利用畜粪肥水促进浮游生物的生长，即畜粪在微生物的作用下可转化为浮游生物生长所必需的有机营养盐，浮游生物又被养殖鱼类所利用。利用畜粪肥水之前，需要严格预处理，经无害化处理之后方可使用。
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（4）川西南山地区。川西南山区是农牧业结合很有特色的区域，宽谷、盆地是粮、油、蔗、烟的主产区，特别是南部河谷地带，具有发展南亚热带作物和果木的优势。在广大山区，林、牧业发达，森林蓄积量居全省第2位，苹果、梨、花椒等质优量大，山羊、绵羊、黄牛等在四川省内都占有重要位置。基于该区域的农牧业良好基础条件，可构建以下典型的产业链。
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①“粮-果-畜-沼-经”产业链。通过发展喷灌、滴灌等农业节水技术，发展水窖、微水池等集雨工程设施，提高水源利用率，缓解水资源对农业发展的限制作用。该种模式适合于较干旱的川西南山地区，采用这种模式实现水旱结合，粮经并重，果牧结合，可取得良好的生态、经济和社会效益。
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②“林-果-草-粮-加-畜”水土保持型模式。这种模式主要适用于沟壑纵横、水土流失严重的川西南山地区，通过退耕还林还草和“林-果-草-粮-加-畜”水土保持型模式，提高林草覆盖率，使农业生态环境趋于良性循环。
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（5）川西高山高原区。该区域由于牧草地广阔，牲畜数量多，可以发展以奶牛业为纽带的高原特色循环型农业产业链。
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3.6 四川省循环型农业发展的对策研究
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3.6.1 建立健全循环型农业发展体系
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构建从农户到丘陵区各个地区甚至全省的不同层面的循环型农业发展体系，包括宏观管理体系、微观生产体系、流通服务体系等。通过政府政策导向，中介组织的链接，在农户和涉农企业中发展小循环型农业模式，在此基础之上，通过区域范围关联产业的投入产出关系，形成区域农业生产专业化合理分工，结合各地区主导产业、特色产业各产业链节点之间的关系，形成不同的区域循环型农业模式，构建以不同主导产业为核心的产业链。政府在循环型农业发展的进程中充当管理者的角色，重点是把握宏观的产业布局与决策，同时也是相关政策法规的制定与执行者。农户和涉农企业构成循环型农业发展体系中的微观生产经营主体，及时掌握环境友好生产技术，确定循环型农业生产模式，调整生产结构。各种农业中介组织则需要继续发挥曾在农业产业化中所起到的重要作用，使得农业经济系统循环中的信息流、资金流、技术流、产品流更通畅地实现流转。
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3.6.2 科学制订循环型农业发展的规划方案
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科学规划是顺利推进循环型农业发展的前提。规划应按照“减量化、资源化、无害化和再利用”原则，充分体现循环型农业的基本理念，明确发展方向、目标、重点和措施。目前四川省循环型农业有一定发展基础，需要有步骤地稳妥推进。其一是要认真组织编制循环型农业评价指标体系及相关统计制度，确定循环型农业建设的战略目标、分阶段建设的重点环节，建立循环型农业的核算机制，改变过去只重视经济效益、忽视生态环境效益的做法。其二是要搞好试点，要在条件较好的乡镇进行试点，着重在重点行业、现代农业科技示范园区、规模化种养集中区等探索循环型农业发展的有效模式，形成一批先进典型，总结经验并加以推广应用。
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3.6.3 推广参与式方法，强化农户的可持续发展观
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农业发展实践的核心主体是农民，而在我国农业发展过程中，农业政策措施的制定、农业技术的创新与推广绝大多数是袭承从上到下的安排形式，农民只是作为政策安排的接受者，被动地实施农业产业发展计划安排、采纳已有的农业技术。这种权力机制长期作用，对处于被动状态的农民的思想观念产生潜移默化的影响，大大降低了农民对外部环境状况的敏感性、责任感和主动认知的意识，而加强了小农生产意识，仅从个人或家庭层面考虑如何在资源稀缺的情况下，使家庭农业生产经营获得持续的经济收益。最终造成农业政策的实施、农业技术的创新、农业可持续发展观的深化都缺少了核心主体的信息知识反馈和主动接纳的意识。
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农民参与式研究（Farmer Participatory Research，以下简称为FPR）是农作系统研究（FSR）的一个直接延伸与发展。20世纪80年代末90年代初，农民乡土知识的重要性随着发展学家与人类学家的介入逐渐凸显，而加强农民参与以便更好地利用乡土知识自然就有了更响的呼声。支撑FPR的参与式理论有着历史革命性的突破，这种突破来自于对以经济增长为核心的传统发展方式的反思。农民作为农业、农村发展的主体，则需要从管理决策、技术创新推广、生产运作各方面参与进去，在参与的过程中获得新的认知，实现发展过程中的主体地位，重新获得发展过程的拥有感和责任感，既能加强农民自我能力的建设，又可真正转变农民对生态、社会、可持续的发展观和价值观。发展的内涵也从强调单方面的“数量增长”转向重视更全面的“质量和结构的改善”。
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3.6.4 创新农业推广体系，提高循环型农业发展的科技水平
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循环型农业发展过程中，科技水平是极为关键的一环。四川省应创造条件，与高等院校和科研院所合作，积极培养循环型农业发展的专业型人才。同时制定优惠政策，吸引外地优秀人才。政府通过对农村进行科技投入，组织相关力量进行循环型农业发展中的技术课题攻关，研发出适合四川省循环型农业发展的技术。此外，还可加强农村科技队伍建设，推广和应用先进的农业技术。同时，可考虑建立循环型农业技术服务中心，在乡镇设技术推广员，为从事循环型农业的农户和企业提供技术支持。建立循环型农业新技术、新成果、新品种的实验、示范基地，多渠道推广和普及农业技术。
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3.6.5 积极争取循环型农业发展的资金支持
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发展循环型农业需要强有力的资金支撑，要充分运用和发挥税收、信贷、价格等经济杠杆的作用。首先，应确保财政金融支持。各级政府可在财政和国债资金的投入、项目的安排、金融贷款等方面向循环型农业发展倾斜，再以优势项目为载体，促进循环型农业发展。其次，应加大招商引资力度。四川省应主动引进战略投资者和战略投资项目，把循环型农业做大；将一些利用循环型农业种植出的无公害农产品加大宣传力度，打出循环型农业的品牌，将之推向市场，促进资金循环积累；搭建服务平台，创造良好的经营环境，以吸引更多的外来农业投资。
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第4章 四川省丘陵区循环型农业发展实践
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4.1 四川省丘陵区发展循环型农业经济的基础和条件
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4.1.1 丘陵区自然条件
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四川省丘陵区主要分布于龙泉山以东的四川省盆地丘陵地区。在行政区划上包括南充、遂宁、广安、资阳、内江、自贡的全部，以及行政中心位于丘陵地区的巴中、达州、宜宾、泸州的丘陵县，包括行政中心在平原地区的绵阳、德阳、眉山、乐山的东部丘陵县，在行政区划上涉及四川省14个地级市、68个县。丘陵地区是四川省人口和经济密集的地区，其发展对四川省经济发展至关重要。
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四川省丘陵地区气候温和，冬无严寒，夏无酷暑。年平均气温在14～19℃，比同纬度地区高1℃左右。四季分明，全年无霜期为280～300天。丘陵地区全年日照在900～1600小时，是全国日照最少的地区之一，可能会对部分循环型农业模式的发展带来制约与影响，因此发展与其自然条件相适宜的模式是丘陵地区循环型农业的出路。
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丘陵县域大部分地方年降水量为800～1000毫米，少于盆周山区和川西平原区，降水量表现为冬干夏雨，但雨热同期，有利于农作物生长。丘陵区域土壤主要为紫色土和黄壤。紫色土富含多种微量元素，肥力较高；黄壤自然肥力虽好，但黏性重，酸性强。主要以旱地为主，具有“两熟有余，三熟不足”的特征。四川省是中国矿产资源和水资源均非常丰富的省份之一，但在丘陵区，这两种资源都比较匮乏。多数丘陵地区“十年九旱”，甚至多灾并发，全省旱山村的90%集中在丘陵县域。由于丘陵县域气候终年较温暖湿润，植被茂盛，农作物品种较丰富，产出较高。丘陵地区的自然特征对其发展循环型农业提供了很多有利条件。
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Table 4-1-1 The economic comparison index between the whole province and upland country in sichuan in 2008
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4.1.2 丘陵区社会经济条件
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2008年四川省丘陵地区生产总值是5560.96亿元，占全省的44.3%，其中第一产业增加值是1365.53亿元，占全省的61.3%，第二产业增加值是2612.52亿元，占全省的43.5%，第三产业增加值是1578.27亿元，占全省的36.9%。第一、二、三产业构成比例为24.58∶47.02∶28.4，较1995年的第一、二、三产业构成比例39.6∶33.7∶26.7有所调整。
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2008年丘陵地区财政收入560.62亿元，占全省的36.3%，其中地方财政一般预算收入148.23亿元，占全省的30.9%；地方财政一般预算支出857.29亿元，占全省的39.9%，其中农业支出93.57亿元，占全省的50.1%，科学支出3.30亿元，占全省的28.6%，科技三项费55.89亿元，占全省的48.1%，教育支出152.70亿元，占全省的50.9%，年末金融机构各项存款余额5275.90亿元，占全省的44.7%，年末金融机构各项贷款余额2096.38亿元，占全省的41.9%，其中农业贷款417.89亿元，占全省的54.7%。
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丘陵区总量GDP占全省的44.3%，但人均GDP还低于全省水平；就财政收入而言，丘陵区财政收入总量占全省36.3%，人均财政收入却远低于全省平均水平；城乡居民人均储蓄也低于全省水平；这几个经济指标中，只有农民人均纯收入略高于全省水平。丘陵地区经济发展在全省经济发展中占有相当份额，经济发展水平居于中间位置，经济总量大，但人均份额小（表4-1-1）。
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Table 4-1-1 The economic comparison index between the whole province and upland country in sichuan in 2008（Continue）-1
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（1）农业经济状况。2008年丘陵地区第一产业增加值达到1365.53亿元，占全省的61.3%。农作物总播种面积660.95万公顷，占全省的61.7%，其中，粮食作物播种面积429.41万公顷，占全省的62.9%；油料播种面积77.35万公顷，占全省的67.0%；糖料播种面积1.37万公顷，占全省的59.0%；蔬菜播种面积64.14万公顷，占全省的58.2%；棉花播种面积1.85万公顷，更是占到全省的99.9%。主要农产品产量方面，油料产量174.1万吨，占全省的69.6%；糖料产量43.7万吨，占全省的37.5%；棉花产量1.5万吨，占全省的99.7%；水果产量40.7万吨，占全省的64.0%；奶类产量15.2万吨，占全省的23.2%；禽蛋产量99.4万吨，占全省的68.4%；蔬菜产量1799.6万吨，占全省的58.5%；水产品产量91.7万吨，占全省的71.1%。由此可以看出，不管是农作物总播种面积还是主要农产品产量，丘陵区占全省的份额都较大，贡献也大，在全省农业经济发展中占据主导地位。2008年丘陵区农业机械总动力1385万千瓦特，只占全省的3.5%。而化肥使用量2008年为154.7万吨，占了全省的63.7%；农药使用量3.8万吨，占了全省的62.4%；地膜使用量4.2万吨，占了全省的59.5%；有效灌溉面积143.91万公顷，占了全省的59.8%。由此可以看出，四川省丘陵区农业生产条件机械化水平很低，生产方式较为粗放，中间消耗较大。从某种层面来说，也迫切要求丘陵区发展循环型农业，走资源节约型，环境友好型生产道路。
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（2）工业经济状况。丘陵地区规模以上工业经济发展不足，企业整体竞争力不强，外向型经济薄弱。2008年国有及年销售收入500万元以上的非国有工业企业数4863个，占全省的41%，其总产值6042.5亿元，占全省工业总产值的46.2%。2008年工业产品销售收入5921.1亿元，占全省的47.5%。
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（3）商品贸易情况。受区位、交通和经济发展水平制约，丘陵地区商品贸易在全省的份额小。2008年丘陵区限额以上批发零售贸易商品销售总额为479.4亿元，占全省总额的15.5%，出口总额19.8亿元，占全省出口总额的21.9%。
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4.1.3 丘陵区基础设施条件
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（1）道路交通。2008年丘陵区区域内公路里程10.52万千米，占全省公路里程总量的52.4%，其中高速公路里程1189千米，占全省的60.8%。铁路里程1364千米，占全省铁路里程总量的44.6%。民用汽车拥有量60.38万辆，占全省民用汽车拥有量的41.2%，其中个人汽车36.46万辆，占全省个人汽车拥有量的38.6%。
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（2）邮电、通讯。2008年丘陵区邮政业务总量23.79万元，占全省的65.0%；电信业务总量135.28万元，占全省的50.2%；本地电话用户数668.7万户，占全省总户数的53.3%；住宅电话年末用户501.79万户，占全省的55.3%；移动电话年末用户数1404.36万户，占全省的49.6%；全年用电量363亿千瓦时，占全省总用电量的35.3%。
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（3）教育、科技。2008年丘陵区普通中学数3052所，在校学生数294.83万人，占全省的59.6%；小学数7458所，在校学生数364.6万人，占全省的56.4%；专业技术人员数52.9万人，其中农业技术人员2.7万人，占全省的46.6%；农业科技与服务单位个数5236个，占全省的55.0%。
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（4）资源环境可持续发展。2008年丘陵区土地面积891.11万公顷，占全省的18.2%；年末耕地总资源229.02万公顷，占全省的57.8%，其中常用耕地面积203.35万公顷（其中，水田125.32万公顷，水浇地15.67万公顷）；森林面积291.09万公顷，占全省的17.9%，其中退耕还林面积为4932公顷。
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4.2 四川省丘陵区发展循环型农业的意义
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4.2.1 增强优质农产品供应能力
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四川省丘陵区在四川省农业生产发展中具有非常重要的地位，农产品品种丰富，数量多。大力推广和发展循环型农业，把循环经济理念应用于农业生产，通过资源节约利用和废弃物资源化利用，可以提高农业综合生产效率，促进农业可持续发展，增加农产品产量。发展循环型农业，遵循了生态学规律和自然原理，能够促进土地单产增加。由于循环型农业生产过程中充分利用各类农业生产资源，沼液沼渣等有机肥料取代了工业化肥，大量减少了农药的使用量，不仅实现了农业种植业作物长势良好，畜禽健康繁育，而且提高了农产品质量，同时清洁安全生产过程中确保了农产品品质安全。
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4.2.2 推动农村产业结构调整升级
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四川省丘陵区是一个典型的以农业为主导产业的地区，矿产资源短缺，工业经济基础薄弱，原有经济基础太差，绝大部分县地方财政长期吃紧，总体经济结构特征表现出明显的滞后性。当前四川省丘陵区农业结构存在的主要问题是：种植业比重高，养殖业比重低；粮食作物比重大，经济作物比重小；低质产品多，优质产品少；雷同产品多，特色产品少（冯明义等，2004）。大力推广和发展循环型农业，可以打破传统农业产业单一发展的格局，通过多个产业的协调与组合，增强产业关联度。循环型农业实现了产业协同发展，种植业为畜禽生产提供饲料原料，养殖业为农作物生长提供有机肥料，产业之间按照物质能量循环的数量关系进行合理的规模搭配，实现种养平衡发展，优化产业结构。完整的循环型农业产业链条，从农业生产系统的结构入手，形成由“种植业-养殖业-农产品加工业-生物质产业-种植业”的纵向闭合链条的结构及各产业部门之间的关系，立足区域特色优势农产品，配置关联产业，开发生物质产业，通过农产品加工业延伸产业链条，推进农村产业结构调整升级。
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4.2.3 保护和改善农村生态环境
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四川省丘陵区是四川省盆地典型的少水区，干旱灾害频繁，降水少，水利设施差。由于长期对土地的掠夺式开发利用，最终导致地区生态系统脆弱，具体表现为：①人口密度大，土地利用率高。②森林覆盖率低，水土流失严重。③物种单一，生物多样性差，生物病虫害严重，逆向演替明显。④灾害频繁，抗灾减灾能力弱（冯明义等，2001；余波等，2008）。循环型农业生产在农业资源利用方面，实行节约化利用，从节水、节地、节能、节肥、节药、节劳等方面赋予传统农业新的成本节约理念，促进农业可持续发展；在农业废弃物处理方面，实行资源化利用，实现种植业所积累的生物资源全程化利用、畜禽养殖业低排放与资源化利用（唐华俊等，2008）。大力推广和发展循环型农业，从保护生态环境入手，充分利用各种资源，促使系统内部能量流、物质流畅通，实现高效运转，有利于实现生态经济与农业生产的良性循环，保护和改善生态环境（王芳，2006）。
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4.2.4 促进新农村建设和现代农业发展
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2006—2009年连续四年中央1号文件明确提出要加快发展循环型农业，推进现代农业建设，强化社会主义新农村建设的产业支撑。随着农业社会向工业社会的演变，农业生产方式也由传统农业向现代农业转变，四川省丘陵区一方面享受现代工业成果，另一方面农业面源污染失控，生态环境恶化，只有通过循环型农业才能实现“生产发展、生活宽裕”的新农村建设目标。发展循环型农业，通过清洁生产，户用沼气池工程建设“一池三改”，能够改善农村人居环境，逐步消除传统农村“脏、乱、差”的现象，改变农民不良生活习惯和清洁意识，这是实现“村容整洁、乡风文明”的新农村建设目标的有效突破口。大力推广和发展循环型农业，引入节水灌溉设施、防疫设备等现代装备，采用清洁生产技术，培育与种植业、养殖业、生物质产业、农产品加工业相关联的产业体系，开展龙头企业带头的农业经营模式，将循环经济理念应用于农业，有利于推动现代农业的发展。
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4.2.5 提高农民收入水平
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传统农业是一个弱质产业，资源利用效率不高、产业链条不完整、增值空间不大。四川省丘陵区传统农业发展历史悠久，经过长期的农田生态系统演替，到20世纪90年代，其旱地生态系统产值达36500元/公顷，水田生态系统产值达7800元/公顷（朱波等，2003）。四川省丘陵区由于长期受自然的和人文因素的双重影响，土地利用处在低效利用状态，土地利用效益不高，远低于成都平原和我国东部地区的水平（张兆福，2000）。在资源和市场双重约束的条件下，转变农业经济增长方式，延伸农业产业链条，拓展农业产业空间是实现农业增效的必然选择，而促进农村劳动力转移是增加农民收入实现的有效途径。发展循环型农业，是将“两高一低”（资源高消耗、废弃物高排放、物质能量低利用）的农业增长方式转变为“两低一高”（资源低消耗、废弃物低排放、物质和能量高利用）的新型农业生产方式。发展循环型农业，会促使农业产业链的延伸，推动涉农相关产业的发展和规模的壮大，如以废弃物回收利用为主的有机肥料产业和生物质产业、新开发的生态旅游产业、农产品加工产业等。通过农业产业链的延伸，不但提升了农产品附加值，而且拓展了农业发展空间和农民就业空间，有利于农业增效和农民增收。
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4.3 四川省丘陵区发展循环型农业的必要性
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4.3.1 发展循环型农业是落实科学发展观的必然要求
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发展循环型农业，创建资源节约型、环境友好型社会是落实科学发展观的必然要求，是我国全面建设小康社会的战略选择。胡锦涛同志曾指出，“全面落实科学发展观，必须大力发展循环经济，逐步构建节约型社会的产业结构和消费意识，走出一条具有中国特色的节约型发展道路”“增强全民节约意识，大力节约能源和重要资源，加快发展循环经济”“要加快调整不合理的经济结构，彻底转变粗放型的经济增长方式，使经济增长建立在提高人口素质、高效利用资源、减少环境污染、注重质量效益的基础上，努力建设资源节约型、环境友好型社会”。农业是四川省丘陵区的主导产业，农业的发展状况对区域社会经济的发展有着举足轻重的作用，要将科学发展观引入农业健康发展，加速传统农业向现代农业转变的进程，循环型农业是四川省丘陵区农业发展的正确道路。此外，循环型农业是现代农业的重要载体，强调通过改变经济增长的方式和内涵，将经济增长、节约资源和保护环境统一起来，体现了以人为本，全面协调可持续发展的科学发展观的要求，符合当今世界发展潮流。
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4.3.2 发展循环型农业是建设四川省生态屏障的内在要求
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四川省是西部大开发生态建设的重点地区，在21世纪的前10年，四川省加快发展的总体目标是：建成西部经济强省和长江上游生态屏障，经济社会协调发展，努力实现新的跨越。四川省实施西部大开发以来，生态建设取得了明显的成效，全省的森林覆盖率5年提高了4.5个百分点，340万公顷的水土流失面积得到有效的治理，年均减少土壤侵蚀量0.63亿吨，水土流失量减少了1/4，所创造的生态价值已经达到1700多亿人民币。四川省丘陵区是四川省主要的农业区、经济区，开发四川省丘陵区的农业生态保护功能是构建区域良好生态系统的有效途径。在四川省丘陵区发展循环型农业是四川省巩固生态建设成果，处理好经济发展和生态环境保护关系的关键；是建设西部经济强省、和谐四川、生态四川，实现四川省发展新跨越、全面建设小康社会的重要保障。
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4.3.3 发展循环型农业是缓解资源环境压力的必然选择
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在传统经济增长模式的长期主导下，四川省丘陵区面临着巨大的资源与环境压力。四川省丘陵区人口密度高，是全国人口密度的4～5倍，是一个典型的人多地少的区域。四川省丘陵区土地可持续利用面临严重问题：人增地减双重背向变化，土地环境脆弱，生态系统功能降低，中低产田土、低产林园地面积大，土地利用经济效益低（张兆福，2000）。循环型农业是缓解四川省丘陵区资源环境压力的有效途径，其以“低消耗、高效率、低排放”为基本特征，以资源的高效利用和循环利用为核心，是对“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统增长模式的根本变革。通过“资源-产品-废弃物-再生资源”的反馈式、闭环式生产流程，实现资源的循环利用和综合利用。因此，只有广泛推广循环型农业才能从根本上缓解四川省丘陵区经济发展的资源环境压力。
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4.3.4 发展循环型农业是增强农产品市场竞争力的有效手段
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尽管四川省丘陵区是四川省农产品主要供给地，农产品产量大，份额高，但由于农产品质量普遍不高，区域农产品竞争力并不强。四川省丘陵区农产品结构中，粮食作物比重大，经济作物比重小；畜禽产品以生猪、小家禽多，水产品少；低质产品多，优质产品少；雷同产品多，特色产品少（冯明义等，2004）。我国加入WTO给我国带来空前机遇的同时，也不可避免地带来了前所未有的冲击和挑战。近几年，资源环境因素在国际贸易中的作用日益突显出来，传统的关税壁垒正逐步被新的贸易壁垒，特别是被“绿色贸易壁垒”所取代，它使我国农产品出口受到极大影响，一方面由农田污染带来的农产品质量安全隐患较重，另一方面发达国家对农产品质量标准越来越高（任正晓，2007）。随着社会经济的进步和城乡居民生活水平的提高，一般大宗产品越来容易越受到市场的排挤，只有优质特色的农产品才能在市场竞争中脱颖而出，并走向国际市场。实践证明，传统农业道路所生产的农产品已不能适应市场需求，其市场竞争力正受到巨大的威胁。循环型农业通过科技成果转化和清洁生产，按照产业链延伸原则培育区域优势特色农产品，能够生产出适应市场需求的农产品。因此，实施循环型农业对于四川省丘陵区农业发展具有重要意义，它是提高区域农产品市场竞争力，促进农产品走向国际市场的必然选择。
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4.4 四川省丘陵区发展循环型农业的优势与潜力
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4.4.1 优势
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（1）机遇优势。国家与省政府及其他各级部门对丘陵区循环经济的重视为循环型农业的发展提供了良好的氛围。党的十六届四中全会通过的《中共中央关于加强党的执政能力建设的决定》中明确提出：“大力发展循环经济，建设节约型社会。”这是坚持以人为本、全面协调可持续的科学发展观的重要体现，是转变经济增长方式的重大战略举措，同时为循环型农业发展带来良好的发展机遇。
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根据《国务院关于加快发展循环经济的若干意见》等文件精神，四川省发展和改革委员会于2006年按照省政府的要求，起草了《四川省人民政府关于循环经济的实施意见》等文件，确定了一批发展循环经济试点市、县、园区和企业，筛选上报了国家发展和改革委员会45个工业与农业方面的重大储备项目，总投资130亿元。其中，发展循环型农业是农业发展理念、发展模式上的一场革命，是转变农业增长方式，实现可持续发展的迫切需要，特别是建设社会主义新农村，要实现“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的新农村建设要求，必须走循环型农业之路。按照循环经济的理念和内在要求，四川省已把发展循环经济，建设节约型社会纳入到“十一五”国民经济和社会发展规划中，编制好《四川省资源节约和综合利用规划》《节能规划》及《四川省发展循环经济“十一五”总体规划》等专项规划，为丘陵区有序发展循环经济打下了坚实的基础。目前，地方各级政府认真落实省级24个部门制定的循环经济发展配套政策，在产业化经营、财政转移支付、项目安排等方面加大对丘陵地区的支持，如省委农办积极帮助丘陵地区加快发展产业化，协调解决发展中的具体问题，四川省发展和改革委员会、经济贸易委员会、财政厅专项项目资金安排向丘陵地区倾斜。
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针对循环型农业的发展，丘陵区各级政府积极改革和探索各种政策、体制以及具体措施，以期从各个方面对其进行引导和支持，出台了发展循环型农业的指导意见，制定了一些针对性较强的政策，鼓励企业和农民积极参与循环型农业的建设。部分政府相关部门正式启动了循环型农业的试点工作，有的市、区已经成立了组织机构，确定了示范点，同时拨出了专款，支持这项工作，开展了多次发展循环型农业的研究并请相关专家、教授进行专题培训。此外，政府各个部门认真执行《中华人民国节约能源法》《中华人民共和国环境影响评价法》等有关法律法规，依法对循环型农业的发展审核培训，最大限度地保证发展成效。
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（2）需求优势。对于农户参与循环型农业意愿调查得知，90%的被调查农户表示愿意参与循环型农业发展。大部分农户愿意参与循环型农业是因为对循环型农业的优势有了初步认识，认为循环型农业能够切实促进农民收入增加、生活条件改善、周围环境优化，是建设社会主义新农村的重要推动力量。因此多数农户对循环型农业的发展具有强烈的需求愿望，为推广发展循环型农业提供了群众基础。
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（3）投入优势。
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①资金投入。经过调查，目前参与循环型农业的农户平均初始投入水平为1620元，财政补贴为600～1000元。72%的调查农户在发展循环型农业经济时得到了政府的资金支持，政府通过直接补贴或者间接补贴的方式支持着循环型农业发展。以沼气模式为例，85%的被调查农户得到了政府给予的直接补贴。
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②技术投入。在调查中，接近90%的被调查农户获得了政府相关部门的技术支持和指导。具体形式有能源办公室以及地方农业技术部门组织的对农户的集中培训和派出相关技术人员定点定期对农户的指导。
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（4）示范优势。经过近年来的建设，四川省丘陵地区的循环型农业已经初具规模，树立起一些典型案例，为其他地区发展循环经济提供很好的推广示范作用。
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①丘陵区的以沼气为节点的循环型农业试点模式建设开展较早，最早的沼气发展追溯至20世纪70年代，由于技术方面的制约，虽然当时大面积推广，但成功较少。全面启动推广是在20世纪90年代，如资阳市于2006年全面启动雁江区忠义镇敲钟村、祥符镇白狮村等7个循环型农业示范园区的建设。该7个示范园区含6个镇、8个村、84个村民小组、4722户农户、16393人，耕地面积15116亩。2006年完成建设沼气池1390口，容积16500米3，年产沼气83.4万米3；完成测土配方施肥720亩，果树沼渣利用与秸秆覆盖500亩，沼液防治病虫害300亩，洋芋新品种示范与秸秆覆盖栽培200亩、草本咖啡新品种示范400亩；建设生态果园7230亩（其中梨1200亩）、优质蔬菜4600亩（其中大棚蔬菜1200亩）、大葱600亩。
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②以龙头企业和专业经济合作组织作为循环牵引，极大地促进了丘陵区循环型农业的全面发展。如四川省资阳七环种猪改良有限公司已经投资2300万元，建成了年产8000头能繁母猪和出栏肥猪20000头生产能力的2条生猪生产线和万吨饲料厂1个，由此牵引董家坝循环型农业的启动和发展。以祥符白狮养殖协会为龙头，规范了“支部-协会-园场-农户”的模式，发展生猪、山羊业，建成了存栏1000头的生猪示范场1个，带动年出栏100头以上的农户50户。
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③坚持建立农业与工业并重的循环产业模式。乐山五通桥区循环经济区大力发展以畜禽粪便处理和农作物秸秆沼气发酵工程为主的能源环境工程。绿叶肥料厂和长益畜牧公司通过实施“畜禽饲养加工-粪便-有机肥-生物肥-优质无公害农产品和农作物秸秆”与“畜禽饲养加工-粪便-沼气与渣-肥料还田-优质无公害农产品”2条循环型农业产业链，促进全区循环型农业发展。2005年上半年，该区无公害处理畜禽粪便2万吨，生产有机肥3000吨。与此同时，通过开展一系列创建活动，积极在社会各行业、产业间建立生态产业体系，倡导生态文明，打造环境友好型产业群，逐步建立起循环型社会。
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④积极探索发展有机农业循环模式。自贡市探索不采用化学合成肥料、农药、生长调节剂和饲料添加剂，而以秸秆、粪肥、豆科作物、绿肥和有机废弃物作肥料主要来源，以作物轮作和各种物理、生物和生态措施作控制杂草和病虫害的主要手段。其核心是建立和恢复农业生态系统的生物多样性和良性循环。有机农业是传统农业之精华与现代先进技术的结合，在环境保护和农业污染的防治上较为彻底，是生态农业的高级形式，是一种跨越式的循环经济发展模式。
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4.4.2 潜力
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（1）资源利用空间。丘陵区农村资源综合利用潜力很大，当前较突出的问题是农田秸秆和养殖场粪便浪费巨大且污染严重。现在丘陵区所使用的秸秆总量中有55%用于燃料，这种利用方式，不仅浪费了秸秆中大量的肥料成分，大量排放CO2和烟尘，污染环境，而且作物秸秆直接燃烧的热效率十分低，仅10%左右。另外还有20%用作饲料的部分虽然节约了养殖业成本，但是丢掉了秸秆的能源作用，同时由于牲畜排泄物产生的污染也较大。
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在实际运用中通过循环经济，“秸秆-畜（菌）-沼-肥”的利用模式，即将秸秆加工成饲料喂养牲畜，其粪便与杂草和秸秆一起投入沼气池，便可获得沼气能源和有机无公害的沼肥。同时也可将秸秆加工成食用菌培养料，稻草、玉米秆是极好的食用菌培养料，栽培食用菌后，将剩余料经堆沤与粪便杂草一起投入沼气池，也可获得沼气能源和有机无公害的沼肥。这样，既满足了农村能源需求，沼气燃烧的热效率可达到60%，减少了CO2和烟尘排放，又为农业生产提供了优质有机无公害肥料，改善了农村生产生活条件，增加了农民收入。
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（2）地域扩展空间。整个丘陵区的循环型农业在现有发展的基础上，呈现不断扩展的趋势，首先表现为地域空间的逐渐扩大。
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资阳、射洪对加快示范区、试点县发展分别进行专题研究并正在全面实施；广安市确定抓好农业产业化、农村环境建设、农村扶贫开发“三大工程”；南充市提出“以农业产业化带动农村工业化，促进农村城镇化”的思路，加快建设农产品加工业集中区和优质农产品生产加工示范区；绵阳市确定三台县作为试点县、盐亭县作为扶贫县、梓潼县作为产业化工作示范县，实行联动帮扶；遂宁市研究制定加快丘陵地区循环型农业发展的总体规划；简阳市政府组织农业等有关部门利用实施户用沼气池项目的有利时机，努力抓好循环型农业发展样板，目前，已计划在禾丰、青龙、平泉、石钟、三岔、新市等6个乡镇建1000口沼气池，并配套完成“改厨、改厕、改圈”工作。此外，派出专业技术人员到富旺牧业公司进行了实地考察，并对该企业猪粪便及污水处理进行了沼气综合利用规划。
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（3）社会发展空间。首先，丘陵区是四川省主要农区，人口6000多万，占全省的70%以上，然而在一些县城和建制镇，人口与要素集聚能力不强，经济的发展正处于加速阶段，为循环型农业的发展提供了较大的社会空间；其次，丘陵区的交通和水利设施正在逐步完善，水资源贫乏的深丘区正在解决人畜饮水困难问题，继续推进循环型农业建设，可以进一步提高丘陵地区农业综合生产能力；再次，丘陵区龙头企业标准化、规模化生产，形成了内在动力机制，对资源整合和循环型农业发展具有极大的推动潜力。
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4.5 四川省丘陵区循环型农业发展的主要模式
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4.5.1 废弃物再利用模式
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废弃物再利用模式是将农业生产过程中的废弃物处理再利用，集能源、环保、资源为一体的最典型的农村循环经济发展模式，是农业可持续发展的重要保证，主要包括农作物秸秆再利用、人畜禽粪便再利用、“三沼”利用等。
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（1）秸秆综合利用模式。秸秆利用模式是一种在四川省循环型农业发展中被广泛采用的模式。在所调查的农户中有60%的农户参与了秸秆利用模式。传统农业中，秸秆主要用来作家庭生活燃料或就地焚烧，少数被用来饲养牲畜，这种利用方式效率低且会产生强污染。通过推行农作物秸秆用作饲料、堆腐还田、沼气处理等综合利用的循环利用模式，消除了污染并提高了效益。农作物秸秆再利用是将秸秆加工处理，使其变成肥料、饲料、原料、能源等，消除对环境的污染和生态的破坏，保障农业的可持续发展。广安市秸秆的开发利用，远未满足农村经济发展需要。其利用方式有直接用作燃料、粉碎作饲料、作肥料还田和食用菌培养料，均属于不完全循环利用。作燃料约占总量的55%，作饲料约占总量的20%，作肥料和食用菌培养料约占总量的15%，其他用途约占10%。
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（2）畜禽粪便利用模式。该模式就是将畜禽粪便通过一定的技术处理使其资源化，在种植、养殖等之间进行循环利用，是农业可持续发展的重要保证。
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（3）沼气模式。沼气模式是四川省循环型农业发展中被广泛采用的一种模式。在所调查的农户中100%的农户知道沼气模式，而且近85%的农户实施的循环型农业模式为沼气模式，特别是在德阳、绵阳、自贡、遂宁、泸州丘陵地区尤为明显。这种模式是农业废弃物有效循环利用的途径，以沼气池为中心，农业生产的粪便等进入沼气池进行发酵后，沼气进入人类的生活，沼液进入新一轮农业生产。
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广安市枣山镇木桥村是发展“猪-沼-果”“猪-沼-菜”产业模式最成功的一个典型。该村将水果、精菜上市销售，下脚菜喂猪，猪粪作沼气原料，沼气用于照明、煮饭，沼液作果树、蔬菜肥料，循环利用，同时带动了农村改水、改厕、改厨和庭院绿化美化。全村10个村民小组、434户村民，家家户户建有沼气池，种有果树、蔬菜，厨房、厕所、猪圈分离，清洁、卫生、美观。全村便民道路连成网，水利灌溉连到地，骨干产业连成片，绿化美化连庭院，真正实现了山、水、池、园、路、气配套，产业结构配套，绿化、美化、亮化配套。
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4.5.2 农业产业横向耦合综合模式
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农业产业横向耦合综合模式被农户认知的比例相对较小，只有15%的农户参与这种模式。这种模式主要利用农业产业构成特点来发展循环经济。农业产业系统是种植业系统、林业系统、渔业系统、牧业系统及其延伸的农产品加工业系统、农产品贸易与服务业系统、农产品消费系统之间相互依存、密切联系、协同作用的耦合体，农业产业结构的整体特征，决定了农业产业协调发展的可行性。农业产业横向耦合综合模式正是利用这种特点，如“猪-沼-果”“林-草-牧（鱼）”，构建各产业间互补、和谐、共生的循环型农业。
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资阳市“丘陵旱耕地‘桑-草-牧’生产模式研究”项目为在丘陵地区旱耕地内开展种桑养蚕、桑行间种草养牧的生产模式研究；采取规范建园、择优种草、合理饲喂等方面的研究，探索提高丘陵地区旱耕地单位面积经济效益的方式。该项目经过小区试验，在完成不同土地、品种、种植模式以及畜牧优化养殖试验的基础上，于2003年在乐至全县9个乡镇、44个村，进行示范推广1.8万亩，全年养蚕2.2万张，养山羊7.2万只，养肉兔17万只，实现总产值3189万元，示范区内农民纯收入增加419元，是非示范区农民纯收入的2.2倍。
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4.5.3 立体生态种养模式
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该模式指在同一土地管理单元上，人为地把多年生木本植物与栽培作物和动物，在空间上进行合理组合的土地利用和技术系统的综合。广安市枣山镇木桥村果树、药材、经济作物间作是该区农村循环经济模式面积最大的一种种植形式。农民大面积发展优质果园，果树幼龄期，在果园内间作花生、大豆、辣椒、药材等经济作物，每亩比单一种植粮食作物增加纯收入500～3000元。广安市协兴镇四新村的农民在柚子园内间作天宇3号辣椒供出口创汇，2003年已赚外汇14万美元；同时与新加坡、朝鲜、中国台湾等国家和地区签订了253万美元的订单。
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4.5.4 观光生态农业模式
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该模式以生态农业为基础，强化农业的观光、休闲、教育和自然等多功能特征，形成具有第三产业特征的一种农业生产经营形式。主要包括高科技生态农业园、精品型生态农业公园、生态观光村和生态农庄等4种模式。在丘陵地区存在的观光生态农业模式主要是以农家乐的形式存在，集赏花、垂钓、采摘、餐饮、健身、狩猎、宠物乐园等设施与活动为一体，是生态农庄的雏形。
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4.5.5 无公害农产品生产模式
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积极发展绿色无公害、有机农产品的生产，建立绿色无公害、有机农产品的生产基地，加强土壤肥力的检测和配方施肥，实施害虫综合防治和生态调控，实施绿色有机农业生产技术，可有效减少化肥、农药等农用物质使用量和使用强度，降低土壤重金属、水体富营养化污染程度，改善生态环境，提高产品产量以及农产品质量安全水平。2001年启动实施“无公害食品行动计划”以来，四川省出台了《四川省种植业无公害农产品管理办法》，制定了农业地方标准72个，农产品质量得到提高。全省已认定无公害农产品生产基地1250万亩，占耕地面积的19.5%，认证无公害农产品1901个，其中871个产品通过农业部转换认证，年产量556.2万吨。全省绿色食品企业总数达到103家，绿色食品产品总数达335个，产品年产量72万吨，销售额28.5亿元，产品开发数量和规模均居全国前列。
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4.6 四川省丘陵区循环型农业模式的推广应用
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4.6.1 “畜-沼-粮”循环模式的推广应用
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此模式以沼气为纽带，将畜禽的粪便用于沼气池发酵，沼气用于农户生活能源，沼液、沼渣用于粮食生产的肥料，也用于有机肥的生产，将种植业与养殖业有机地结合起来，实现了资源的集约化利用和农业废弃物的资源化再利用，形成了“畜-沼-粮”的循环型农业产业链条，其运作过程如图4-6-1所示。
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Fig.4-6-1 Livestock-Marsh Biogas-crop recycle agriculture mode
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由于此模式具有低成本优势及对庭院农业的普遍适应性，得到了较为广泛的应用，几乎覆盖了四川省整个丘陵区。课题组于2008年4月对46名四川省丘陵区农村村支书就循环型农业发展状况进行了访谈和问卷调查，这些村支书来自于南充、遂宁、内江、宜宾、巴中、德阳、广安等地区，都亲自参与到了循环型农业发展模式中。这些调查对象都修建了自家沼气池，最早的可以追溯到1998年，13%的农户修建的沼气池池容在6米3以下，39%的沼气池池容在6～10米3，28%的沼气池池容在11～20米3，7%的沼气池池容在20米3以上。在修建沼气池的过程中，有83%的农户获得了政府的资金支持，最低资金支持额为100元，最高额为2000元，18%的农户所获政府资金支持额在800元以下，76%的农户所获政府资金支持额为800～1000元，6%的农户所获政府资金支持额在1000元以上。在修建沼气池后，养殖品种主要是生猪。有32%的农户表示修建沼气池后其化肥使用量大大减少，64%的农户表示修建沼气池后化肥使用量有一定减少，只有4%的农户表示其化肥用量没有明显变化。另外，农户在修建沼气池后，农药的使用量也有明显地减少，说明循环型农业减少了农业要素投入量，节省了农业经营成本。
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Fig.4-6-2 Livestock-Marsh Biogas-fruit-grass recycle agricultural mode
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4.6.2 “畜-沼-果/菜（草）”循环模式的推广应用
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此模式以沼气为纽带，将畜禽的粪便用于沼气池发酵，产生的沼气用于农户生活能源，沼液和沼渣为果园或菜园提供优质有机肥。果园下间作牧草，牧草可作为果园绿肥或用于畜禽饲料（蔬菜脚料也可用于畜禽饲料），从而形成“畜-沼-果/菜（草）-畜”循环型农业产业链条。此循环将沼气、畜禽、果园和菜园有机结合，包含了传统经典的立体生态结构生产，基本实现生产过程的清洁化和农产品绿色、有机化。目前，此模式已在广元、内江、自贡、遂宁等区域得到广泛运用，获得了良好的社会、经济、生态效益。其运作过程可用如图4-6-2所示。
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4.6.2.1 资中县现代循环型农业示范园区建设 资中县立足本地枇杷资源和生猪生产优势，以沼气池建设为纽带，在资中县甘露镇、重龙镇建设了总面积为5000亩的现代循环型农业示范园区。核心园区改良、改造枇杷园1000亩，新建枇杷品种选种、苗圃建设基地5亩，建设年包装生产能力达1000吨的枇杷果实包装厂。在枇杷园内种植牧草和蔬菜，发展了立体农业。为加强循环型农业发展的产业支撑，园区调整养猪规模，使存栏猪数量达到20000头，年出栏数为50000头，能繁母猪数为2500头。循环型农业示范园区内修建了沼气池，通过沼气发酵消耗生猪粪便，沼液、沼渣用作枇杷园肥料。为了处理多余的粪便，充分利用各类农业资源，园区内建设了年生产能力为1.5万吨的有机肥料生产厂，该项产值可达1200万元。
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最终，核心区构建成了“畜-沼-果（草）”模式的循环型农业示范园区。最大限度地实现了园区内农业资源的节约利用和农业废弃物的资源化利用，实现了经济效益、社会效益、生态效益的统一。
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4.6.2.2 内江市中区永安现代农业园区建设 园区建设以永安镇为核心区建设现代农业示范园区，形成新农村农业经济增长新模式，进行产业结构的深化调整，构建复合型立体的农业产业体系和循环型农业模式。生态园区内具体的循环型农业模式设计有以下三种：①农业产业内部循环，通过产业内部相互作用，使资源最大化利用，它是最原始和传统的循环型农业模式。这种模式现在往往只是农业产业间循环模式中的一小部分。它是以果树与耐阴蔬菜或牧草的间、套作，形成立体生态结构，可以实现光、热、水、土等资源的充分利用。②种植业与养殖业这两个农业产业间的层次相互交换废弃物，使废弃物通过沼气发酵得以资源化利用。以“果-草-畜禽（鱼）-沼”和“饲-畜禽（鱼）-沼-菜”人工复合型生态园为代表，是现代生态农业循环的重要模式。此模式以沼气为纽带，沼气作为农村新燃料，沼肥作为优质有机肥又被输送到果园或菜园中，进行下一次循环。③“生态农业-生态旅游业”系统循环，以生态农业为基础，沼气为纽带，使本循环中的废弃物排放量最小化，成为休闲体验型农业。以“人畜粪便、生活垃圾-沼气池-生活用沼气（清洁能源）-沼渣沼液优质有机肥-种植绿色特色果菜”的田园式生态循环经济模式为代表。
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整个园区总面积为1.3万亩，其中核心区域为2000亩。主要布置4个功能区，特种水产区、生态休闲区、良种畜禽区、精品蔬菜区；9大产业门类，水产、畜牧、园林、旅游、家禽、果树、蔬菜、物流及加工等。园区建设将清洁生产、废弃物资源化和生态工程三大技术应用到整个生产过程，建立和恢复农业生态系统的良性循环，将沼气、猪舍、果园和菜园有机结合，猪粪、沼渣（液）为果树、蔬菜提供优质肥料，果树蔬菜脚料、瓜果藤蔓等副产品搞养殖，基本实现了生产过程的清洁化和资源的循环利用。
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4.6.2.3 旺苍县循环经济生态科技园区建设 该项目由旺苍县人民政府组织县内种猪繁育、生猪生产及龙头加工企业、旺苍县鑫阳再生能源发展有限公司和果树龙头企业桃源公司及农户，依托四川农业大学、四川省畜牧科学研究院等高等院校共同承担实施。作为科技富民强县专项行动计划，旺苍县的“畜-沼-果”循环经济生态科技园区建设，以加快县域特色优势为基础建设生猪产业发展和出口型水果基地，形成“蓄-沼-果-草”的循环经济模式，构建和谐的生态环境，种、养殖充分配套，形成一定规模的绿色商品生产基地。
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在东河镇、黄洋镇、龙凤乡、柳溪乡建设“畜-沼-果”循环经济生态科技园区2万亩，其中，种植牧草2万亩，生猪出栏4万头，波杂羊出栏1万只，发展美国黑桃5000亩，日本红桃5000亩，美国黑李10000亩，推广沼渣沼液综合利用2万亩。项目覆盖4个乡镇18个村1万余农户3.8万农民。
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项目建设采取产学研结合，通过“政府（政策）-科技-公司（协会）-基地-市场（信息）”的发展模式，全面推行“专家-公司-协会”“公司-基地-农户”“科技特派员-协会-基地-农户”等多种切实有效的运行机制，建立DLY等优质仔猪产业化、社会化科技服务体系和“畜-沼-果-草”循环经济模式，完善县镇村三级科技培训、技术示范推广体系，引进当今世界领先水平的DLY猪，并推广完善猪场建设、疫病防治、种猪繁殖、仔猪饲养、商品猪育肥等一整套标准化生产技术，实现产业的优化升级。利用旺苍良好的生态条件，选用优良的果树和蓄草品种，按照标准化的栽培技术规程，进行科学化和规模化的种植基地的建设，实现果树和蓄草的绿色生产。运用此循环模式实现了农业资源的可持续利用，发展了循环型农业，同时杜绝了化学肥料和农药的过度施用对农产品品质的影响。
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4.6.2.4 成都市龙泉驿区绿色葡萄生产基地建设 该项目在龙泉驿区的黄土镇实施，共覆盖洪安、洪福2个村，面积5000亩，涉及农户1500户；人口6000人。东风渠支渠横贯全区，全区2/3为缓坡地，1/3为田坝。目前该区域主要是种植传统农作物（水稻、小麦和油菜等）。项目实施后土地流转基地内农户人均每年增收2433元，项目辐射范围内的农户人均每年增收800元。其中，通过标准化绿色葡萄生产基地建设，配套发展（间套）蔬菜、牧草及畜禽养殖，以沼气为连接纽带，形成生态循环经济基本框架。重点加强葡萄优质高效和清洁生产关键技术研究与示范、果草共生关键技术研究与示范、园地土壤保育技术研究与示范、果草病虫生物防治技术研究与示范、优质猪规模化健康养殖关键技术研究与示范、猪场废弃物无害化资源化关键技术研究与示范。在此基础上构建一个物质流、能量流、信息流流畅而平稳的循环型农业示范区。
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基地建设按照社会主义新农村建设的总体要求，以循环型经济现代农业为模式，以市场为导向，以龙头企业和行政村为主体，以资源循环利用技术、清洁生产技术和环境友好型技术为手段，融新产业、新生活、新村貌等建设于一体，按循环经济的原则实现农业关键技术有机链接、组装集成和试点示范。
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4.6.2.5 自贡市飞龙峡现代农业科技示范园区建设 园区建设以肉牛生产为基础，优质杂柑、优质蔬菜等园艺植物生产为载体，以沼气为纽带，形成生态循环型农业产业链的基本框架。其中沼气作为农村新燃料，沼肥作为优质有机肥又被输送到果园或菜园中，进行下一次循环。此循环是将沼气、牛舍、果园和菜园有机结合，牛粪、沼渣（液）为果树、蔬菜提供优质肥料，果树蔬菜脚料、瓜果藤蔓等副产品发展养殖，基本实现生产过程的清洁化和农产品绿色、有机化。在此基础上，进行板块状布局建设，重点建设三大产业板块：以农产品供应链为纽带的农业产业板块（即果树、蔬菜、水产和养牛）；以技术推广、信息服务、教育、培训为体系的农业技术经营板块；以新品种引进试验园的高新技术示范园板块。在充分体现“三高”农业（即高产、优质、高效）的基础上，突出农产品的生态安全和以沼气为纽带的循环产业体系建设。
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园区建设总面积12000亩，覆盖雨潭和干塘2个村的全部面积以及团结和中咀的一部分。包括胡家湾、柳家堰、姜湾、桐坝湾、堰塘湾、坟山、大小屋基、沙子坡、大山坡、张家山、咀上、冷浸沟、养鱼塘、回龙湾、学塘坝、梨湾等地，其中，核心区500亩，包括堰塘湾、大小屋基、沙子坡、咀上、龙头沟、学塘坝；推广区1500亩，包括堰塘湾、大小屋基、沙子坡、咀上、龙头沟、学塘坝、桐坝湾、大山坡、饶钵山、张家山，其余面积为辐射区域。在核心区内建设优质杂柑产业园区250亩，优质蔬菜产业园区100亩（设施和露地各50亩），优质水产产业园区100亩，优质肉牛产业园区50亩。
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4.6.2.6 广元市利州区大石现代农业园区发展规划 园区规划以大石镇为核心区建设现代农业示范园区，进行产业结构的深化调整，构建复合型立体的农业产业体系和循环型农业经济模式。整个园区总面积为2000亩，其中核心区域为700亩，主要分为4个功能区，精品蔬菜区、特种水产区、生态休闲区、观光果园区。园区建设以特色蔬菜、特色水果和良种畜禽为基础，调整畜牧业和种植业之间的结构比例和发展速度，使得资源在产业内部及产业之间有效循环，降低了产业废弃物的排放，提高了资源的循环利用效率，使各产业相互协调、优势互补和可持续健康发展。项目实施后，园区内实现生态农业与生态旅游有机融合，构成和谐的整体，最终能使园区实现资源利用率高、废弃物排放量几乎为零的环境友好型的可持续发展。
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4.6.2.7 国家星火计划自贡市云丰村科技示范村“猪-沼-果”项目建设 该项目于2008年由自贡市祥福畜牧业发展有限公司、四川农业大学和自贡市沿滩区生产力促进中心等单位共同承担。项目建设以循环经济理论为指导，利用承担单位近几年的发展基础，在刘山乡云丰村开展“猪-沼-果”循环农业的技术集成创新与示范，重点包括优质生猪饲养关键技术研究与示范，果树（梨、李）优质高效与清洁生产关键技术研究与示范，沼液、沼渣综合利用关键技术研究与示范，园地土壤保育技术研究与示范，果草病虫生物防治技术研究与示范。
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项目建设以优质生猪商品生产为主导产业，实施“公司-基地-农户”的产业化经营，以“猪-沼-果”生态循环经济为主要生产模式，进行农村人居环境改善和水、路等基础设施的建设，开发休闲观光旅游，培育新型农民，建设科技服务体系和信息网络，形成基础良好、选项合理、配套科学的体系，将获得显著的经济效益、社会效益和生态效益。
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（1）生态效益。云丰村无“三废”污染源。以“猪-沼-果”无公害生态循环经济生产发展为模式，发展优质生猪和以早熟梨为主的夏季水果，建设生态猪舍和生态果园，解决种、养殖业生产和居民生活污染源，将会使植被覆盖率提高，绿化面积扩大，生态环境得到改善，形成一个完整的动物、植物、微生物高效循环利用的绿色生态系统，种、养殖产业互生互利，废弃物处理和可再生能源利用率达90%以上，生产种、养殖业无公害产品率达100%，减少水土流失50%，保护了塘、库、堰、河生态环境。
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（2）经济效益。通过本项目实施，发展“猪-沼-果”循环经济，培育壮大祥福、云丰等龙头企业，到2010年可实现总收入1740万元，利润670万元。其中：
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①优质生猪年出栏1万头，可实现总收入1200万元，利润400万元。
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②发展以优质南方早熟梨为主的夏季水果900亩，正常投产后可实现总收入540万元，利润270万元。
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③培育有机肥生产企业。通过干稀分离，粪水进入沼气池，干粪通过无害化处理和特殊工艺制成优质有机肥，便于运输和销售，满足其他地方对有机肥的需求。1万头猪的生产规模，每天存栏量为3000头，每天产猪粪15吨左右，可以生产优质有机肥6吨，年生产优质有机肥2000吨左右，可以直接创造产值100万元。此外，其对环境保护和其他社会效益也非常显著。
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④发展优质高效果园900亩，林下发展优质牧草。改造现有果园300亩，新建果园100亩，2年后果园进入试花，3年后进入丰产期，每年生产优质水果1800吨，实现产值540万元，生产优质牧草1800吨，实现产值180万元。
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（3）社会效益。
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①通过本项目实施，农牧业将大幅度增产增收，农业经济增长中的科技贡献率达45%～50%，土地生产率提高15%～20%，劳动生产率提高20%～30%。
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②通过本项目实施可以进一步提高各级干部对科学技术是第一生产力的认识，使广大干部和技术人员更加深入村组农户，扎扎实实的开展“富民、惠民”工作，密切干群关系。
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③通过本项目实施发展优质生猪主导产业及相关配套产业，可以为城乡剩余劳动力提供大量劳务和就业机会，以保持社会的繁荣稳定。
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④通过本项目实施形成的新农村观光旅游基地是对外交流的窗口，可以提高云丰村的知名度、示范度和实施重大项目的水平，从而带动社会经济的快速发展。
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⑤通过本项目的实施，在农民增收致富的基础上，元丰村科技和信息服务体系更加健全，基础设施更加完善，抵御自然灾害的能力增强，文化教育卫生等社会事业更加进步，农民生活更加殷实。
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Fig.4-6-3 Forest-livestock-forest recycle agriculture mode
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4.6.3 “林-畜-林”循环模式的推广应用
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丘陵区林地资源较为丰富，但造林投入产出的周期较长，七八年没有收益，一般种植户很难坚持，而树冠郁闭度在0.7左右时已不适宜种植农作物。林下养殖作为一种新兴产业，把种植、养殖合理地安排在一个系统的不同空间，既增加了生物种群和个体数目，又充分利用了土地、水分、热量等自然资源，形成“林养禽，禽育林”的良性循环体系。特别是在加快推进农业经济结构调整和落实严格的耕地保护制度政策下，是调大调优种养业、节约节省土地资源、加快林业发展、改善生态环境的一项重要措施，是保护农村稳定、促进农业增效、农民增收、实现农村经济科学发展的重要途径。目前，此模式已在雅安、广元、德阳、广安、泸州、绵阳、宜宾等区域得到广泛运用。其运作过程如图4-6-3所示。
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目前，林下养殖主要有林下养鸡、林下养鸭、林下养鹅、林下养猪以及林下特种禽养殖等品种。由于采用生态养殖模式，生产的畜禽农产品具有肉质细嫩、味美可口、脂肪少、无公害等优点，深受消费者喜爱。
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4.6.3.1 荥经县烟溪沟村巩固退耕还林成果项目建设 荥经县烟溪沟村地跨中高山，最高海拔1391米，最低海拔800米，境内气候宜人，降雨适中，年均气温为12.4～14.5℃，雨量充沛，无霜期长。区域内林地面积7141.50亩，覆盖率达到了60%以上。在巩固退耕还林成果及新农村建设过程中，当地政府依靠竹林资源丰富的优势，大力发展林下生态鸡养殖。利用林地发展立体农业，促进林区生态循环，选择高档优质的翠竹鸡品种，实行安全生产，产品用于满足当地生态旅游业的饮食需求，同时销往荥经县和雅安市场。
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4.6.3.2 苍溪县印谊现代农业园区规划 印谊园区位于苍溪县北部山区，平均海拔高度750米，森林覆盖率48%，草山草坡资源丰富，人均林地面积3.6亩。园区内地属亚热带湿润季风气候，年均气温20℃左右，全年无霜期250～280天，年降水量1000～1200毫升。山区独特的立体条件和湿润的气候，为发展林下养殖业提供了十分有利的气候和地理条件。当地农户素有放养家禽的习惯，印谊园区立足此优势资源，大力发展“林中鸡”养殖，年出栏肉鸡15万只，并带动园区农户从事适度规模的“林中鸡”养殖。由于采用生态养殖模式，产品肉质细嫩、味美可口，现已远销上海等城市，深受消费者喜爱，且供不应求。
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4.6.3.3 广汉市优质鸡森林生态养殖基地建设 项目以四川省孚星实业发展有限公司为龙头企业，实行“企业-基地-农户”“种-养-加-销”的运行机制，实施森林地分片轮区自然放养并采用无公害标准进行养殖，确保上市商品肉鸡无化学添加剂和药物残留，符合当前禽肉消费趋势。生产过程种鸡和育雏鸡阶段实施干湿分流，干粪便通过处理后，能够生产优质的有机肥，水肥进入地上软体沼气发酵池，从沼气池出来的沼液抽到林地山包顶沉淀氧化塘，再利用速生林基地挖出若干环形沟进行自流灌溉。从而形成了“畜禽-肥-土-草林-畜禽”生态循环系统，实现资源的优化利用，社会、经济、生态效益明显。
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4.6.4 “粮-秆-菌（粮-畜-沼）”循环模式的推广应用
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此模式以粮食为载体，粮油（如玉米、小麦、水稻、花生）生产中产生的废弃物如秸秆通过加工可以用作食用菌生产的培植基质，而食用菌生产产生的菌渣又可用于还田或进行发酵处理生产菌渣饲料，用于畜牧业发展；生产的粮食（如玉米）可用来加工成畜禽（如生猪）的饲料，畜禽粪便进入沼气池进行发酵，产生的沼渣、沼液作为粮油生产的肥料，最终形成“粮-畜-沼-粮-秆菌-畜（沼-粮）”的双链交叉、立体循环的产业链条。其运作过程如图4-6-4所示。
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Fig.4-6-4 Crop-livestock-Marsh Biogas-crop-culm-mushroom recycle agriculture mode
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4.6.4.1 苍溪县东青现代农业园区建设 苍溪县东青镇立足自然条件差和农业经济（粮食生产）占主导的实际，着力构建复合型立体的农业产业体系和循环型农业模式。根据东青农业园区的自身特点，发展以优质粮油基地为主导，无公害养殖小区、设施农业、高新品种示范区、贾家洞传统农业为辅助的特色园区。在大力推进粮油基地建设的基础上，结合社会化服务、乡村旅游，着力拓展特色产业基地功能，实现“三园合一”：一是建设农业特色产业园，二是建设城乡统筹示范园，三是建设乡村旅游观光园。整个园区建设总面积为1.3万亩，其中核心区域为5000亩。根据园区产业内在关联性，按照减量化、再利用、资源化的原则，进行产业结构深化调整，紧紧围绕粮油主导产业，配套食用菌、设施蔬菜和生态畜牧养殖，构建“粮-畜沼-粮-秆-菌-畜（沼-粮）”双链交叉的现代循环型农业发展模式，加强资源综合利用和种养业循环发展，促进区域经济、社会与环境协调发展。
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4.6.4.2 射洪县循环经济型现代农业科技集成与示范 此项目由四川省沱牌集团有限公司、高金食品有限公司、清见橘橙公司、四川农业大学、中国科学院成都生物所和射洪县人民政府等单位共同建设和承担。其以循环经济理论为指导，结合丘陵地区实际开展作物丰产高效与清洁生产关键技术研究与示范、优质肉猪适度规模农户养殖及规模健康养殖关键技术研究与示范、杂柑优质高产与绿色食品生产技术研究与示范、农业废弃物高效利用关键技术研究与示范和农产品加工及质量跟踪关键技术研究与示范，以期实现农业资源的减量化、再循环和再利用，辐射和带动丘陵地区的经济发展和社会主义新农村建设。
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其中在农业废弃物高效利用关键技术研究与示范中，积极推广“麦-菌-稻”菌渣循环利用模式，该模式的循环核心是废弃的秸秆原料化，种植食用菌（第1次循环），再利用收获后的菌渣发酵后全部还田（第2次循环），从而使脆弱的农业生态得到较大改善，土壤有机质含量显著提高，进而增强了农业的后劲，大大提高了农业的综合生产能力。
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4.6.5 “生态农业-现代观光旅游业”循环模式的推广应用
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该模式是以生态学、系统科学和环境美学为指导，紧紧依托区域旅游资源，以生态农业为基础，构建集“农业种植、养殖、农业观光、度假、食品加工、销售”为一体的生态观光园，发展针对城市居民消费新需求的生态型、科技型观光农业，把农业与第三产业有机结合起来，合理构建不同功能区之间和生态系统内部的物质再生循环和能量多级利用模式，建立起具有良好持续再生能力的综合生产结构，达到合理利用已有资源、改善区域生态环境以提高农业综合效益的一种循环型农业模式。
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此循环模式是以生态农业为基础，沼气为纽带，以生态旅游为主要载体建立的田园式生态循环模式。现代生态农业本身就是一种独特的旅游产品，生态农业生产的农产品可供游客食用和作为旅游业观光食品，生态农业废弃物可用于产生沼气，旅游业为生态农业提供生产能源，如旅游业产生的粪便及生活垃圾可用于沼气发酵物，而沼气可为旅游业和游客提供照明，其产生的沼气液可作畜禽、水产饲料，沼气液或渣还可为生态农业提供优质有机肥。这种循环模式可使游客们切实感受到该园区无污染的自然生态产物。这样，生态农业在清洁农业生产的基础上，生产出绿色、有机食品，为游客提供了营养、安全、健康的食品。此外，此模式还可以结合游客自己动手摘果菜、品果菜等参与性游玩活动。由于生态观光农业旅游能够提供与其他旅游项目完全不同的独特旅游产品，因此可获得生态、经济的双赢。其运作过程如图4-6-5所示。
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4.6.5.1 蓬溪县天鹅生态观光农业园区规划 园区规划以遂宁天鹅原生态养殖园区建设为基础，突出回归自然、体验大自然恬静和休闲健身观光的特色，引导农产品和绿色消费，逐步打造“山顶绿树葱葱，山腰果树怀抱，山下天鹅欢歌，四季赏花有乐”独具山区特色的生态农业旅游区，使项目区形成“春可踏青郊游，夏可垂钓野炊，秋可登高赏叶、采摘瓜果，冬可赏花，四季可享生态天鹅肉，天天可尝原生态瓜果蔬菜”的浪漫田园生活景区。该区建设思路是在现有农村四合院的基础上修建原生态餐厅，周围配套园林树木和园林小景，天鹅养殖区在小溪边顺势分布，配套沼气。在肥沃的平台地块发展特色绿色蔬菜，半缓坡地带和山地栽培特色水果。沿小溪修筑多级竹节堰，进行原生态鱼类和螃蟹的养殖，使种养立体配套，循环经济充分利用，从而在项目区内实现了废物的趋零排放。
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Fig.4-6-5 Benign circulation between ecological agriculture and ecological tourism
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4.6.5.2 雅安市龙井桃花山生态休闲观光农业科技园区规划 园区规划以龙井山万亩观光桃园为建设平台，利用丰富的农业资源和良好的生态资源，建设观光农业游览基地，发展与农业生产有关的观光、休闲、娱乐项目，将农业生态环境和水环境、大气环境、固体废物等绿化方面的整治、建设作为整体来考虑和实施建设（包括安全饮水工程、沼气池工程、垃圾处理工程、绿化工程、附属景观设施等），注重生态环境多样性的改善。通过建立生产控制型的农业产业体系、农业投入生产标准体系，并以生态循环经济模式为载体，寻求农业产业化发展过程中第一、二、三产业的融合，引导和满足城市居民中多层次和多元化的消费需求，达到生态环境保护和产业开发的和谐统一，实现生态农业和现代观光旅游业发展的商品化、高效化和集约化。通过农业产品生产功能、生态屏障功能及旅游业的生活服务功能的实现，达到清洁农业生产与城市发展以及人和自然环境的和谐统一。
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4.7 四川省丘陵区循环型农业发展存在的问题及原因分析
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4.7.1 模式单一、产业链短
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四川省丘陵地区运用的循环型农业模式以发展沼气为节点，以家庭为单位的模式为主，废弃物再利用型模式、农业产业间综合模式、立体生态种养模式、观光生态农业模式、无公害农产品生产模式相对较多。循环型农业发展模式主要局限于农业内部的小循环模式，调查显示，以沼气为节点的“猪-沼-果（粮）”模式中，95%主要集中在对农户生产生活的废物利用上，缺乏生产环节节能、降污、增产、提质的循环型农业发展模式，相对农业循环经济的内涵仍然是比较初级的模式，产业链环节多数在4个以内，特别是参与农业产业间的综合模式以及农业与工业、第三产业之间的综合循环模式的比重比较小，而这些模式是提高农业效率、增强农产品竞争力更有力的模式。由于模式的单一使得循环经济良好的经济效益不能很好地发挥，影响农户参与循环型农业的积极性，导致循环型农业发展缓慢。因此良好的模式是保证农业循环经济发展的重要保障因素，探索适合四川省丘陵区农业现状、符合四川省地方特色的农业循环经济发展模式是目前亟待解决的问题。
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4.7.2 体制尚未配套
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总体而言，在四川省丘陵地区循环型农业的发展过程中，存在的最大问题应该是体制尚未配套。循环型农业模式的推广需要相应的体制安排，以形成有利于循环经济模式健康稳健发展的机制。资金的缺乏是丘陵地区循环经济模式单一的主要原因，这是因为融资体制的不完善，没有有效地对循环经济模式提供资金支持，而且能源专项资金每年支持力度有限。农户尽管知道循环经济的好处，但基本国家支持资金需要时间，而他们宁愿等待也不立即实施再等资金支持。在调查中我们发现，达到97.5%的未参与循环经济的农户希望得到政府的财政支持以实施循环型农业。当然，政府财政部门可以采取包办的方式支持农户参与循环型农业，对农户资金需求额度的调查显示，95%以上的农户认为以总投入的50%～60%支持力度为宜，或者以标准沼气池规格为标准，每个沼气池补助1000元左右。一方面丘陵地区在法律制度上缺乏促进循环型农业良性发展的法律法规和标准规范，主要以支持农户家庭发展沼气为主，使得部分模式发展受限，良好的经济效益、社会效益没有得到发挥；另一方面，政府部门没有综合考虑循环型农业模式发展需要的各项配套措施，只在某一个方面对循环型农业模式进行大力支持或者只单纯地对某一种模式进行支持，忽略了其他方面的因素影响与各个模式之间的相关性。在四川省丘陵地区实施的循环型农业由于缺乏完整体系的配套措施，其发展显得后劲不足。
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4.7.3 模式选择盲目
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从调查可以看出，农户选择循环型农业模式和政府推进循环型农业模式的时候存在一定的盲目性，缺乏系统的调查与分析，他们在决定何种模式与当地的经济发展现状、资源环境、农业生产特点相符合时，通常是看别的地方选的什么循环型农业模式就照搬，进而投入大量资金和人力，最后导致这种模式不能给农户带来实际的经济效益，挫伤农民发展循环经济的积极性。如何选择适宜当地的循环型农业发展模式也是四川省丘陵地区发展循环型农业过程中遇到的明显障碍与困难。
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4.7.4 技术支撑不足
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许多循环经济新型模式需要新的技术支撑，但丘陵区在能量系统优化、建筑节能、照明节能、农业节水灌溉、废水资源化、“三废”综合利用、再生资源回收利用、秸秆利用等重大技术上缺乏有效支持。由于技术上的障碍，在四川省丘陵地区选择并进行农业循环经济模式的实践过程中，出现了不少问题，并给农民造成了一定经济损失，挫伤了部分农民的积极性。根据课题组的调查，90%的农户表示在发展农业循环经济过程中遭遇技术难题。农户对技术的需求主要有三个方面：一是政府相关部门、相关技术人员加强现场指导，对实施农业循环经济中的技术问题给予咨询与解决；二是开展农业循环经济技术知识的培训，特别是以村或乡镇为单位，培养技术骨干；三是技术推广内容多元化，引进高科技技术，突破单一废物利用模式技术，向种植、养殖、农产品初加工技术方向拓展。
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4.8 四川省丘陵区循环型农业发展的对策建议
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4.8.1 加强农产品加工业发展，延长循环型农业产业链
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四川省丘陵区农业发展水平整体不高，农产品加工业仅处在较为初级的水平，工业不发达，这制约了综合性循环型农业产业链的发展，因此需要大力发展区域特色农产品的加工业。农产品加工业涉及的行业范围广泛，政府应抓好各部门的协调工作，从体制和政策上营造宽松的发展环境，完善配套政策，加大扶持力度。同时要树立大农业观念，加强地方和行业主管部门的管理和协调，加强对农产品加工业进行规划、指导、监督、管理和服务，积极推进跨县市、跨省的农产品生产、加工、销售一体化管理，避免出现产业趋同和低水平重复建设现象，促进农产品加工业带动循环型农业产业链的延伸，增加循环型农业系统的物质流、资金流循环，增加就业，促进增收，从而保证循环型农业的健康有序发展。
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4.8.2 完善配套制度，加强资金、技术、法律等保障措施建设
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政府各级部门，特别是相关的农业部门、科技部门、财政部门等需要相互协调，相互配合，整合资金，加强循环型农业发展的项目资金和配套资金支持，完善政策、法规和激励机制，鼓励个人、集体、企业和外商多方投资，形成多元化投资渠道，建立完善的资金供给体系，建设和完善产品质量标准、农业信息服务、监测及技术培训、推广、服务等体系。随着市场经济体制的建立和完善，要求政府管理农业的职能，由依靠行政手段管理转移到主要依靠法制手段管理的轨道上来。此外，政府还需加快农业立法步伐，紧密围绕循环型农业发展出台农业环境保护、农产品质量安全、植物保护等相关地方性规章制度。
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4.8.3 因地制宜，构建地方特色循环型农业模式
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因地制宜原则是循环型农业发展的关键原则，同时也是循环型农业模式必须遵守的一项重要原则。由于区位差异，受到自然、历史、社会、经济、科技、文化、人口、民族、生态、环境等因素的影响不同，每个地区又必然有其独特的个性和鲜明的特色。四川省丘陵区幅员辽阔，自然生态环境呈现多样性，地域差异十分明显，因此对丘陵区循环型农业发展模式进行选择和优化时，应考虑各个地区的实际农业发展现状以及配套产业的生产力水平等特点，保持不同地区的个性，突出当地产业优势和特色。
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4.8.4 扶持本地龙头企业发展，引进外部龙头企业投资
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在20多年的农业产业化进程中，四川省丘陵区的龙头企业逐渐壮大和发展。但从目前四川省丘陵区农业发展形式和对生产关系的要求来看，本地发展得较好的龙头企业数量少，涉农企业与发达地区相比较，普遍规模小，生产工艺较落后。为了促进四川省丘陵区循环型农业的发展，政府可以在逐渐形成的农业、工业高科技园区中，加强对本地龙头企业的扶持，给予园区企业更多的政策、资金优惠，通过建立项目拉动龙头企业发展，扩大其生产能力和生产规模，强化企业与农户的生产协作。与此同时，进一步加强对外合作，采取多种形式，引进发达地区的优势农业企业、非农业企业对四川省丘陵区循环型农业发展投资建设。
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第5章 四川省丘陵区循环型农业产业链现存问题研究
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5.1 农业产业链理论概述
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产业链是一个包含价值链、企业链、供需链和空间链四个维度的概念，这四个维度在相互对接的均衡过程中形成了产业链。这种“对接机制”是产业链形成的内模式，作为一种客观规律，它像一只“无形之手”调控着产业链的形成。
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产业链是产业经济学中的一个概念，是各个产业部门之间基于一定的技术经济关联，并依据特定的逻辑关系和时空布局关系客观形成的链条式关联关系形态。产业链主要是基于各个地区客观存在的区域差异，着眼发挥区域比较优势，借助区域市场协调地区间专业化分工和多维性需求的矛盾，以产业合作作为实现形式和内容的区域合作载体。
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农业产业链是农产品由研发育种、种养殖、深加工、销售等一系列增值环节组成的链条，既是农业产业化发展的结果，又对农业产业化有积极的推动作用。农业产业链有着自身的运行规律，具有以农民为主体，以产品分工为主，各环节具有利益差异性、主体多变性和分布区位性等运行特征。（刘菲菲，2008）
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5.2 四川省丘陵区现有循环型农业产业链发展存在的问题诊断
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5.2.1 四川省丘陵区循环型农业发展概况
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四川省丘陵区是四川省循环型农业发展的先行区，其循环型农业道路一直走在四川省的前列。早在20世纪70年代，四川省丘陵部分地区就开展了以沼气为节点的循环型农业模式，但由于早期农业发展主要追求数量增长，农业资源与环境的矛盾尚未充分暴露，当时发展循环型农业的必要性还没有充分显示出来。虽然当时的循环型农业得到了大面积推广，但由于技术支撑体系不完善，农民怕麻烦，所以成功的地区很少，到80年代，许多沼气池已经荒废不用，成为一种摆设。随着农业生产的逐步发展，农业生产领域的资源与环境矛盾日益暴露，农业生产效益也受到严峻挑战，到90年代，循环型农业重新得到全面推广。尤其是进入新世纪后，循环型农业道路对各地农业生产发展已显得非常迫切，理论界充分肯定了发展循环型农业的积极意义，全国许多地方循环型农业发展都取得了成功的经验，政策支持力度不断加大，这推动了四川省丘陵区循环型农业的进一步发展。自2000年以来，四川省丘陵区各级部门非常重视循环型农业的发展，普遍根据区域条件发展了以沼气为纽带的多种形式的循环型农业模式，例如，射洪、资阳、盐亭、南充、广安等地区都发展了各具特色的循环型农业模式。四川省丘陵区已成为四川省实践循环型农业的先行地区，近些年来承担的许多国家级或省级循环农业试点项目，已取得了相当丰富的经验，例如射洪县的“饲-猪-沼-果”型循环农业、“粮-酒-糟-猪-沼-粮”型循环农业，资阳市大中型养殖场循环模式、养殖小区及联户养殖循环模式、专合组织模式、产业互助模式等。通过发展循环型农业，四川省丘陵区走上了农业发展的新道路，各类农业资源得到了充分利用，农业生产效益显著提高，生态环境得到了有效保护，实现了经济效益、社会效益、生态效益的统一，四川省丘陵区正在成为四川省乃至中国西部地区循环型农业发展的样板地。目前，四川省丘陵区的大部分地区都走上了循环型农业的发展道路，并且循环型农业发展模式多样，广大农户和大量涉农企业都成为了循环型农业的直接实施者。
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经过10年左右的发展，四川省丘陵区初步形成了比较稳定的循环型农业产业链。循环型农业产业链条是在种植业、林业、畜牧业、渔业及其延伸的农产品生产加工业、农产品贸易与服务业、农产品消费领域之间，通过废弃物交换、循环利用、要素耦合和产业连接等方式形成的呈网状的相互依存、密切联系、协同作用的关系。四川省丘陵区的循环型农业产业链，整合了种植业、养殖业、生物质产业的各种要素，通过产业互助形式实现了农业资源的节约利用和农业废弃物的资源化利用。尽管四川省丘陵区循环型农业实现了上下游产业的互助与协调，但由于区域条件和农业发展水平的限制，循环型农业产业链仍然存在一定的问题，例如，农业废弃物仍然有一定剩余，农业污染并未根除，产业链主要集中于农业生产系统，农业生产与销售脱节等。四川省丘陵区循环型农业产业链的各种问题，一方面阻碍了农业增效潜力的挖掘，另一方面限制了现代农业产业化经营水平的提升。发现循环型农业产业链中蕴藏的各种问题，并提出有针对性的解决方案，优化循环型农业产业链条，这对于目前四川省丘陵区进一步发展循环型农业以及农业增效农民增收都具有非常重要的现实意义。
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Fig.5-2-1 Farmers biogas manure use
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5.2.2 四川省丘陵区循环型农业产业链现存问题诊断
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5.2.2.1 产业规模不匹配
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（1）问题描述。四川省丘陵区“畜-沼-种”循环型农业通过对养殖业、种植业、加工业、生物质产业的有机整合，实现资源的集约化利用以及废弃物的资源化利用，同时达到清洁生产和保护农业生态环境的目的。这种循环型农业的正常运转，需要各产业间的协调与互动，进行合理的规模搭配，形成种养平衡格局，循环发展，才能从根本上改变农业生产方式，达到循环型农业的目的。但是遗憾的是，目前四川省丘陵区虽然广泛推行了“畜-沼-种”型循环模式，但产业规模匹配机制尚未形成，循环型农业发展仍然存在一定的农业资源浪费以及农业环境污染的现象。
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①沼肥供需不均衡。本研究对46名村支书就沼肥利用情况进行了问卷调查，结果如图5-2-1所示。沼肥能满足需要的比例仅为45%，沼肥过量和不足的比例占到总量的55%，其中有8%的农户表示沼肥用不完，并有大量剩余，沼肥略有剩余的农户比例达到26%，沼肥不足的比例为21%。可见，由于产业间
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Fig.5-2-2 Farmers pig-breeding scale
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规模不匹配，四川省丘陵区沼液、沼渣在数量上得到充分利用的不足一半，有超过一半的农户或多或少地存在沼液、沼渣过量或不足的情况。沼肥不足，说明循环型农业的好处尚未得到充分利用，而沼肥过量，将会产生一系列新的问题，例如，沼气池出料难、废弃物环境污染等问题。半数以上的沼肥不均衡利用现状恰恰体现了循环型农业产业链中的规模不匹配问题，即种植业与养殖业的规模协调不平衡，34%的农户存在养殖业发展规模过量的问题，同时也有21%的农户存在种植业发展规模过量的问题。
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②养殖业规模偏小。为了了解农户养殖业的发展规模，本研究对农户生猪养殖情况进行了调查，结果如图5-2-2所示。在修建了沼气池的农户中，生猪养殖规模在30头以上的规模养殖户的比例仅为8.4%，其余都是典型的散养户，其中5头以下的比例达到50.0%，5～10头的比例为22.2%，11～30头所占的比例为19.4%。如果农户一年生猪出栏两次，那么有50%的农户每一栏出栏生猪1～2头。从总体上看，四川省丘陵区生猪的养殖规模是偏小的，小规模分散养殖的传统模式仍然非常普遍，规模化养殖模式发展还很落后。
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③种植业规模偏小。对农户种植业发展规模的调查结果如图5-2-3所示。种植业发展规模超过10亩的农户仅有6%，种植规模在5～10亩的农户占总数的16%，还有28%的农户种植业规模为3～5亩，种植业规模在3亩以下的比例高达50%。从总体上看，四川省丘陵区种植业发展仍然以传统小规模种植模式为主，这种农业发展方式是建立在多年家庭承包经营的基础之上的，农业规模化经营的发展步伐相当滞后。
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Fig.5-2-3 Farmers plantingdevelopment scale
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④种养业规模不平衡。尽管从调查的结果来看，单个农户种植业和养殖业的发展规模都很小，但产业规模的不匹配问题却是很明显的。有的生猪养殖大户，以生猪饲养业为主营产业，生猪养殖规模在百头以上，但几乎不经营种植业，或种植业规模根本就跟不上循环型农业发展的规模要求。调查中有3户农户，其生猪养殖规模分别为100、500和800头，而相应的种植业规模分别为2、10和40亩，产业规模明显不匹配。另有一种植业生产规模为400亩的农户，其生猪养殖的数量仅为2头。四川省丘陵区的循环型农业产业链规模不匹配问题突出表现为种养业的不平衡格局，巨大的种养业规模反差，使得部分农户根本无法真正参与到循环型农业发展模式中来，他们修建沼气池只是为了响应当地政府的政策号召，循环型农业的发展只能摆在纸面上，各种农业资源未得到充分利用，废弃物的污染问题没有得到实质性解决，因此阻碍了循环型农业的进一步发展。
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（2）原因分析。
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①农业生产规模小，经营分散。尽管四川省丘陵区于近年来加快了现代农业发展进程，但由于起步较晚，大量农业劳动力外流等原因，小而全的传统农业经营方式依然没有得到根本性改善，农业生产发展仍然显现出农业生产规模小，经营分散的特点。从本研究的调查情况来看，无论是养殖业还是种植业，生产大户的比例都非常低，且种养业规模偏小。在相当有限的农业生产规模的基础上发展循环型农业，虽然易于将沼气池引入传统农业中，却难以形成合理的产业间规模匹配机制。正是因为生产规模偏小，缩减产业规模会引起农业经营收入的减少，扩大生产规模又比较困难，所以无论是养殖业还是种植业，产业发展规模都难以调整。在小规模生产的限制条件下，四川省丘陵区发展循环型农业大多数只能在既有的产业规模上，引入沼气池建设，节约利用农业资源，客观上无法兼顾循环型农业产业链之间的规模匹配问题。
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②农户实施循环型农业具有盲目性，人为确定产业规模。循环型农业克服了传统农业的多种弊端，把对农村生态环境的破坏降低到了最低的程度，有利于农业的可持续发展，因此循环型农业在理论界和实践中都得到推崇。连续几年的中央1号文件以及重要的政府会议都鼓励积极发展循环型农业，建设资源节约型、环境友好型社会。为了大力推广和发展循环型农业，四川省认真贯彻了《国务院关于加快发展循环经济的若干意见》等文件精神，起草了《四川省人民政府关于循环经济的实施意见》《四川省资源节约和综合利用规划》《节能规划》《四川省发展循环经济“十一五”总体规划》等文件，循环型农业得到了各地区的大力支持。然而，作为循环型农业直接实施者的一般农户，并没有完全理解循环型农业的观念，他们仍然只注重农业生产的经济效益，而忽略生态效益的重要性。他们发展循环型农业只是为了响应政府的政策号召，或受到各种优惠政策的激励，例如，为了获取政府沼气池建设资金补贴，因此农户实施循环型农业具有一定的盲目性。在这种情况下，发展循环型农业的科学性和合理性被削弱了，很多农户在实施循环型农业时并不考虑产业间的规模及合理搭配问题，而是根据自己的利益需求，人为地确定种养业发展规模，具有较强的随意性，从而导致了大量的产业规模不匹配现象。
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③产业链条短，农业资源利用途径受限。四川省丘陵区普遍发展的以沼气为纽带的循环型农业，通过在传统的养殖业与种植业之间引入沼气产业，实现了种养业的互动，初步形成了“种植业-养殖业-沼气-种植业”的闭合型农业产业链条。但是，与传统农业发展模式相比，这种产业链条只是在种植业和养殖业之间增加了产生沼气的生物质产业，产业链条仍然较短。国外循环型农业发展较为成功的地区普遍把农产品加工业的发展整合到循环型农业产业链条中，这使得种植业或养殖业在承担提供最终产品的同时，还承担了为农产品加工业提供原料的责任，同时加工业的发展也有利于沼气产业的发展。在四川省丘陵区目前的循环型农业发展模式中，把农产品加工业引入产业链条的还很少，产业链条仅是在种植业与养殖业之间扩展，产业链条较短。这种较短的产业链条，再加上相对单一的种植业品种，限制了各种农业生产资源的利用途径。根据本研究的调查情况，四川省丘陵区有63.3%的沼肥被用于粮食作物的生产，20%的沼肥被用于蔬菜生产，10%的沼肥被用于水果的生产，6.7%的沼肥被用于生产其他经济作物。沼气池的沼液沼渣大多数被作为沼肥利用，其他用途没有得到充分开发。
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5.2.2.2 循环型农业若干技术问题
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（1）问题描述。循环型农业中的关键技术主要涉及作物丰产高效与清洁生产技术、主要农业废弃物高效循环利用技术、畜禽的适度规模和规模化健康养殖技术、酒糟深加工开发生物饲料技术、农产品质量跟踪体系及商品化处理技术等。目前在四川省丘陵区循环型农业发展的过程中主要存在以下问题：
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①猪粪用于沼气虽然解决了燃料问题，但还没有找到符合地区实际情况的沼液、沼渣综合利用方式。沼气综合利用是指将有机废弃物（人畜禽粪便、作物秸秆等）经沼气池厌氧发酵后，所产生的沼气、沼液、沼渣按食物链关系，作为下一级生产活动的原料、肥料、饲料、添加剂和能源等，是一整套改变农村燃料结构和燃烧方式，缓解农村能源短缺矛盾，增强农业发展后劲的科学规范的系列化实用技术。沼液的综合利用方式有：利用沼液作添加剂拌料喂猪、喂鸡、养鱼、养蚌育珠，利用沼液浸种催芽灭菌以及农作物和蔬菜、果树叶面施肥和防治病虫等。沼渣的综合利用方式有：利用沼渣培养食用菌，饲养泥鳅、鳝鱼、蚯蚓、生产配合饲料和优质基肥等（黄座全，2003）。但是四川省丘陵地区，农民对沼液、沼渣的利用还只停留在作为沼肥的初级阶段，沼液沼渣利用效率不高，缺乏对其他各种利用方式的评估和选择。
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②秸秆还田技术还很欠缺，特别是秸秆还田后的腐熟问题仍没有得到根本解决。农作物秸秆是发展循环型农业经济的重要物质基础。秸秆作为重要的生物质资源，其总能量基本与玉米、淀粉的总能量相当。秸秆燃烧值约为标准煤的50%，秸秆蛋白质含量在30%左右，还含有一定量的钙、磷等矿物质，1吨普通秸秆的营养价值平均与0.25吨粮食的营养价值相当，经科学处理秸秆的营养价值还可大幅增加（张文举等，2006）。在循环型农业经济中，作物秸秆经腐熟还田后，可以提升土壤中有机质的有益活性菌含量，使土壤疏松，保水保肥能力增强，同时解决秸秆焚烧造成的污染问题。但是目前使用较为广泛的秸秆腐熟剂用量一般为30千克/公顷左右，价格一般为240～330元/公顷，而且使用不方便，影响了农民使用积极性。
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③农户的分散养殖难以做到畜禽产品加工和贮藏的无公害化甚至养殖的无公害化。家庭分散小规模饲养模式就是以农户家庭为单位，自行生产、销售和管理的一种畜牧业发展模式。该模式的特点是：以家庭作为饲养单位；一般养殖规模不大；饲料主要以家庭的生活生产废物为主，辅以草料、精饲料；畜牧业的生产、经营管理和销售等绝大多数以农户自我为主，是一种自给自足的经济形式（邓国取，2007）。该模式下，养殖户对畜禽粪便的综合利用方法单一、疫病防治手段落后，难以做到养殖的无公害化。另外，小规模分散养殖的农户，对畜禽产品的加工粗糙，贮藏条件简陋，无法达到无公害加工和贮藏的要求。
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④粮食酿酒后，酒糟具有粗纤维含量高、对动物的适口性差、能量低、饲料利用效率差等特点。酒糟饲料的利用方式主要有三种：鲜酒糟直接作饲料、利用微生物发酵法生产单细胞蛋白饲料及活性菌体饲料、干酒糟作饲料。而它们分别具有以下缺点：鲜酒糟直接饲喂牲畜，消化吸收差，且霉烂酒糟易产生病毒害；利用生物发酵法，目前仅仅接种蛋白酵母菌和某些霉菌，菌种单一，有效成分不能全部充分利用，工艺复杂投资高，推广困难；酒糟烘干也需要专业设备的投入，成本太大。
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（2）原因分析。
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①传统农业固有障碍。农业生产的自然风险和市场风险引发的技术风险影响着农民的积极性，农业科技推广的渠道、力度及配套服务非常有限。物质科技投入体制不健全。长期以来，农业科技投入以政府为主体，投入主体及渠道单一化。科技资金投入的不完全透明以及科技推广人员的技术信息的更新速度慢等原因，使农民担心科技推广只是政府行为。另外，政府、企业、农民之间缺乏有效的沟通，因此严重限制了农民对新技术的采用。
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②循环型农业发展中产生的新问题。我国循环经济在理念和实践上是先进的，然而，尽管各单项技术都比较成熟，但在如何把各个技术环节进行有机配合和链接方面仍存在较多的问题，在较大的范围内甚至城乡范围内根据不同的资源、经济社会环境进行循环型农业试验和示范的例子尚不多见，特别是在人口众多、资源稀缺的四川省丘陵地区还没有关于多种循环型农业模式的试验和示范的报道。另外，循环型农业需要各部门、各环节技术的有机链接和配合，但在实际中各部门和各环节的利益往往不一致，利益分配不合理，导致利益较小部门退出，从而使循环链中断。
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5.2.2.3 有机肥销售困难
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（1）问题描述。随着四川省丘陵区循环型农业生产模式的推广与发展，许多有机肥生产企业也建立起来，有机肥行业的生产规模迅速扩大。从农业发展趋势看，有机肥在我国实现农业可持续发展中具有重要的战略地位：①应用有机肥可以培肥耕地，实现农业可持续发展。②应用有机肥可以增强农产品竞争力，发展绿色农业。③应用有机肥可以减少农业面源污染，改善农业生态环境。④应用有机肥可以实现资源高效利用，促进循环经济发展（刘秀梅等，2007）。在传统农业弊端日益暴露的现实下，人们越来越认识到发展现代农业的积极意义，自觉保护生态环境的意识不断增强。随着近年来化学肥料价格的上涨，有机肥行业迎来了良好的发展机遇。目前，四川省丘陵区生产有机肥的企业有很多，许多都是针对当地循环型农业产业链条而建立的，但大多市场不好，销售困难，自己又无法消化，这些因素已经成为有机肥行业发展的主要障碍。
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四川省丘陵区在发展循环型农业的进程中，各地陆续建立起了很多生产有机肥的企业，这些企业将当地多余的畜禽粪便收集起来，再加入农作物秸秆或其他农业生产中的废弃物资源，按照一定的工艺流程，生产成具有一定适应性的商品化有机肥料，达到了变废为宝的目的。伴随循环型农业产业链条发展起来的有机肥行业，进一步延伸了循环型农业产业链条的长度，促进了农业资源集约化利用和废弃物资源化利用向纵深方向的发展。然而，由于种种原因，尽管农业有机肥利用率高，但是目前四川省丘陵区有机肥产品销售困难，市场需求量小，产品供过于求，农民仍然大量使用传统农家肥、绿色肥料、化学肥料等，而较少利用有机肥料，有机肥购买积极性不高。许多有机肥生产企业遭遇了市场的寒冬，面临出货少，库存量较大，价格不稳定，竞争激烈的经营危机，这限制了有机肥生产企业的进一步经营与发展。有机肥销售困难已经成为四川省丘陵区有机肥行业发展的突出问题，对循环型农业产业链条产生了不良影响，限制了四川省丘陵区循环型农业的发展空间。
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（2）原因分析。
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①企业多、规模小，竞争激烈。四川省丘陵区有机肥生产企业数量很多，而且大多数都是小规模生产，有机肥质量参差不齐，产品市场竞争激烈。目前有机肥产品国家标准还没出台，有机肥生产不需行政许可，市场准入门槛低，因此生产方式多样，投入资金相对不足，且以小作坊生产为主，生产设备简陋，产品质量难以保证。有机肥生产企业主要以当地畜禽粪便以及其他废弃的农业资源为生产原料，除生产设备等不变成本外，企业生产的可变成本很低，经营者正是看中了廉价生产原料的有利可图性，注重短期利益，缺乏对企业的战略规划。由于有机肥行业还缺乏产品质量标准，各有机肥生产企业的生产原料存在一定的差异，最终的产品形态也有所不同，有机肥产品质量参差不齐，有的农户使用有机肥进行生产，并没有取得预期中的效果。大量小规模有机肥生产企业集中在四川省丘陵区，产品种类五花八门，品牌缺乏，市场竞争非常激烈，大多数企业竞争力不强，企业抢夺市场份额的难度很大。
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②本地市场需求量小。为了减少生产成本，大多数有机肥企业都把厂址建在四川省丘陵区有一定发展水平的循环型农业的地区，因为企业的生产原料主要来源于当地的农业废弃资源。对于本地农户而言，在发展循环型农业之后，肥料的利用方式主要是以沼肥取代传统肥料，农户主要将沼气池发酵所产生的沼液、沼渣等用于种植业的生产中，然而多数农户在一定程度上仍然保留了对农家肥、秸秆、绿色肥料的利用，因此对有机肥的需求量较小。另外，在发展循环农业后，化学肥料的使用仍很普遍，据本研究调查，有32%的农户表示发展循环型农业后化肥使用量大大减少，61%的农户表示化肥使用量有一定减少，7%的农户表示其化肥使用量并没有明显减少，根本没有农户表示在发展循环型农业之后完全不再使用化学肥料，因此，化学肥料的持续使用在一定程度上挤占了商品化有机肥料的市场空间。大量有机肥企业的生产都是立足于本地市场，但本地市场对有机肥的需求量较小，导致了有机肥销售困难。
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③外部市场尚未充分开发。有机肥向外部市场销售，发展外向型有机肥生产企业，是有机肥市场营销的一个重要方面。遗憾的是，四川省丘陵区有机肥生产企业的产品销售面临内外受困的局面。除了少量生产规模较大的有机肥生产企业，大多数四川省丘陵区有机肥生产企业对外部市场的开发力度不够，产品外销受到很大的限制。一方面，外部市场的开发成本较高，开发难度较大，多数小规模生产企业难以承受；另一方面，有机肥产品外销面临着较高的运输成本，压缩了产品的利润空间。此外，有机肥产品外销还面临着与当地市场肥料企业竞争的局面，处于信息劣势。因此，许多有机肥生产企业开发外部市场的难度很大，开发力度不够，产品竞争力较弱，产品外销面临较大的困难。有机肥外部市场尚未得到充分开发，产品销售渠道受到很多限制，成为有机肥销售困难的重要原因之一。
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5.2.2.4 循环型农业发展模式陈旧 目前四川省丘陵区农户参与农业循环经济的模式主要有三种，一是沼气模式，二是秸秆利用模式，三是农业产业间综合模式。其中，沼气模式是四川省丘陵区中被广泛采用的模式。据调查，近85%的农户实施的循环型农业模式为沼气模式。秸秆综合利用模式也是一种采用较为广泛的模式，在所调查的农户中，有60%的农户参与了秸秆利用模式。而农业产业间综合模式被农户认知的比例相对较小，只有15%的农户参与了这种模式。该模式主要利用农业产业构成特点来发展循环经济，如“猪-沼-果”“林-草-牧（鱼）”模式，构造了各产业间互补、和谐、共生的农业循环经济（杨锦秀等，2007）。
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通过以上分析可见，目前四川省丘陵区所采用的循环型农业发展模式相对单一，局限于农业内部的小循环模式；主要集中在对农户生产生活的废弃物利用上，缺乏生产环节节能、降污、增产、提质的农业循环经济模式；相对农业循环经济的内涵，仍然是比较初级的模式，特别是参与农业产业间综合模式以及农业与工业、第三产业之间的综合循环模式的比重比较小，而这些模式是提高农业效率、增强农产品竞争力更有力的模式。
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5.3 四川省丘陵区现有循环型农业产业链改良措施与途径
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5.3.1 加强产业协调
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形成科学的产业协调机制，合理确定循环型农业产业链上各个产业的发展规模，是克服四川省丘陵区循环型农业产业规模不匹配问题的关键。当前，四川省丘陵区农业发展仍然保留了传统农业小规模分散经营的典型特征，沼气产业的引入为循环型农业的发展起了至关重要的作用，数量众多的小规模沼气池在各地兴建起来，因此家庭庭院农业是四川省丘陵区发展循环型农业的主要载体。要使众多分散的农户实现循环型农业的产业协调，需要在循环型农业产业链条上进行科学的产业匹配和合理的规模搭配。
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5.3.1.1 科学实施产业匹配 产业的匹配就是指各类型产业或行业在投入和产出方面的匹配，一个行业的产品是否可以成为另一个行业的生产原料，进行相互利用和补充。科学的产业匹配就要求产业间形成通畅的物质与信息流动，实现产业间的紧密衔接，构成一体化的产业链条。四川省丘陵区循环型农业以“畜-沼-种”模式为主，以畜禽业产生的粪便作为沼气池的主要发酵原料，沼气池产生的沼气作为生活能源供农户日常生活应用，沼气池产生的沼液、沼渣作为沼肥应用于种植业的生产，从而取代了人畜粪便直接浇灌农作物的传统方式，同时种植业的产物又为畜禽养殖提供了一定的饲料原料。这是一种可以实现农业资源循环利用的闭合型产业链条，基本上适合四川省丘陵区农业发展实际，产业的配置总体上是合理的，但是种植业、养殖业的品种选择还可以进一步优化，产业链条还可以进一步延伸。
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（1）优化种养业品种选择。目前四川省丘陵区循环型农业产业链条上的种植业品种有很大一部分是粮食作物，其次是蔬菜、水果和其他经济作物。其中，粮食和蔬菜在循环型农业中的比例达到80%以上，而它们的发展规模有限，而且需要消耗大量的沼肥资源。四川省丘陵区种植业作物以低经济效益品种为主，相对能获得较高经济效益的水果和特色经济作物的比例不高。产业匹配的改良途径是多选择具有较高经济效益的种植业作物，尽量少选择粮食作物等高消耗产业的种植业作物，此外各地要因地制宜地选择水果和特色经济作物作为循环型农业的种植业品种。虽然理论上沼气的发酵原料可以有很多种，但受技术条件和需求的限制，畜禽粪便仍然是支撑沼气产业的主要选择，畜禽品种的选择应该以生猪、小家禽为主。
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（2）引入农产品加工业。把农产品加工业引入循环型农业的产业链条是四川省丘陵区的有利选择。一方面，农产品加工业可以吸收种植业和养殖业的过剩产品，提高农产品附加价值，克服产业链条上的规模过量问题；另一方面，农产品加工业产生的各种废弃物可以被种养业利用，或作为沼气产业的发酵原料，这在一定程度上克服了由产业规模不足所引起的农业生产资源缺乏的问题。因此，发展农产品加工业有利于科学实施产业匹配。
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5.3.1.2 合理实施规模搭配 在循环型农业产业链条上实施合理的产业规模搭配是实现产业协调的另一个关键方面，在实现了科学的产业匹配的前提下，必须要求互相适度的产业发展规模，才能维持循环型农业的正常运转，否则循环型农业的运行将因规模不适而受阻。根据产业链理论，只有当发生副产品交换的各公司物料需求规模相称时，两个企业才可以达成协议，既利用供方的大部分副产品，又满足买方的大部分需求（高群，2006）。在循环型农业产业链上，合理的产业规模搭配有利于循环合作网络关系的建立和稳固发展，当上下游规模差别较大时，会增加规模大的一方另外再安排剩余物料的复杂程度，例如养殖业过剩的粪便处理问题、种植业过剩产品的消费问题、过剩的沼肥利用问题等。
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四川省丘陵区农业发展以小规模分散经营为主，种养业的规模调整范围受到限制。由于各个农户的土地资源有限，种植业的规模难以迅速调整，并且种植业生产担负着消耗沼液、沼渣的使命，而对一般生猪养殖户来说，生猪养殖规模的调整相对容易。在这样的现实条件下，四川省丘陵区循环型农业产业规模的确定应该是以种植业规模决定养殖业发展规模。首先根据农户所拥有土地资源的数量确定种植业的品种和发展规模，然后依据种植业作物的生长特性以及发展规模，计算种植业生产发展对有机肥料的需求量，并根据一定的技术关系转换为对沼液、沼渣的需求量，再根据畜禽粪便与沼气产物的转换关系确定畜禽的养殖规模，最后确定所需要修建沼气池的池容。最终形成“种植业-沼肥-养殖业-沼气池”的产业规模决定机制，由种植业发展规模决定养殖业发展规模。
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5.3.2 完善科技服务体系
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5.3.2.1 完善科技服务队伍建设 组建专门的循环型农业科技服务队伍，选聘专业科研技术人员，扩充循环型农业技术推广体系，加快农技人才的新老更替；与高校、研究所等科研教育机构建立长期合作关系，定期选派农技推广人员到教育科研机构参加培训和辅导，提升现有循环型农业技术人员业务水平和专业素质；邀请相关领域专家为科技服务队伍进行循环型农业技术讲座、答疑解难；提高技术人员福利待遇，增强农技人才队伍的稳定性。
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5.3.2.2 开展农民技术培训 循环型农业集传统技术与现代技术、生物技术和工程技术于一体，是科技含量高的集约型产业，其发展需要以相关科学技术的发展和文化农民为基础。发展循环型农业经济，需要农业经营者尽快、更好地掌握农业高新技术，因此有必要加大对农民教育的培训力度，宣传循环型农业的有关理论知识，使农民认识了解并接受循环型农业生产方式；经常为农民提供免费的技术培训服务和学习班，提高农民正确使用新技术的能力，特别是四川省丘陵区广泛采用的沼气模式中的沼气池建造和沼气使用技术；定期选派技术人员深入农户，解决农民日常生产过程中遇到的技术难题；培育和完善中介服务机构，为农户发展农业循环经济服务。
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5.3.2.3 全方位实施技术服务 循环型农业是种植业、养殖业和加工业的有机结合，是将不同的生产环节和生产流程整合统一到一个循环链中，因此涉及种植、养殖、微生物发酵等几乎每一个领域的专业知识和技术。这就决定了对循环型农业发展所提供的技术服务不能仅仅局限于某一产业或某一环节，而必须覆盖整个循环链的每一环，向农民提供种植、养殖、加工等全方位的周到技术服务。另外，循环型农业模式的设计、沼气池的建造、专业设备的选购安装以及农产品的贮藏、加工、运输都要求具有一定专业知识的贮备和运用，因此从循环型农业的产前、产中和产后的角度来说，也需要全方位实施技术服务。
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5.3.3 实施农业富余资源对接
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由于四川省丘陵区循环型农业产业链条上的产业规模不匹配，导致部分农业生产资源的闲置与浪费。一些养殖大户，几乎不发展种植业，因此畜禽堆积便得不到处理。一些种植业生产大户缺乏肥力支撑，产品销售压力大。一般的分散经营农户大多数都存在沼液、沼渣过剩或不足的情况，降低了农业资源配置的效率。可见，主营产业的差异难以避免农业富余资源的产生。在不同的农业富余资源中，资源之间的互补性较强，例如，主营养殖业的富余资源为畜禽粪便，主营种植业的富余资源为秸秆、产品等，种养业之间形成了互补性的资源需求。整合四川省丘陵区农业富余资源，实现农业富余资源的对接，促进农业资源的流动，提高资源配置的效率，是实现循环型农业资源节约的重要手段，也是发展循环型农业的基础。
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5.3.3.1 种养业大户之间的资源对接 农业规模经营大户是最容易产生农业闲置富余资源的主体，同时也是产生富余资源最多的主体。种植业生产大户与养殖业生产大户所产生的农业富余资源恰好具有互补关系，在这两类主体之间进行资源对接，有利于互相推动各自产业的生产发展，提高资源利用效率。例如，将养殖业大户所产生的大量畜禽粪便用于沼气池发酵，所产生的沼气用于生活能源，然后将大量剩余的沼液沼渣流向种植业生产大户，用于农作物生长的肥料；种植业生产大户所产生的大量秸秆、鲜叶等可以简单处理作为畜禽饲料，同时将最终粮食产品等提供给养殖业生产大户，作为养殖户的生产原料。这种资源对接要求物料流动便利、生产大户之间的距离近，同时要求各自规范自己的生产行为，提供安全的农业富余资源，协调利益分配关系，形成良性合作的长效机制。
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5.3.3.2 种养业大户与分散农户之间的资源对接 种养业生产大户与数量众多的小规模分散经营农户在同一区域范围内共同发展生产，这可能是四川省丘陵区发展循环型农业的普遍现象。在这种发展环境下，种养业生产大户将不可避免地产生数量较多的农业富余资源，生产大户与小规模分散经营农户在产品上既存在竞争关系，又存在互补关系。利用产品之间的互补关系，实现农业资源对接，是处理农业富余资源的有效途径。为了降低产品竞争性，促进农业富余资源的充分流动，小规模分散经营农户应该适当缩减与农业生产大户主营行业相同产业的发展规模，而将农业资源用于互补产业的生产中。例如，在养殖业生产大户与周边地区多个分散经营农户的资源对接中，养殖大户将畜禽粪便用于沼气池发酵，将产生的沼气输送到周边地区，作为农户作物生活能源，同时将大量沼液、沼渣分配给其他农户，用于农作物肥料原料；周边的小规模分散经营农户应当缩减其养殖业发展规模，将农业资源应用于种植业生产，将种植业中的有用产物提供给养殖业生产大户，这样，既减弱了在养殖产品上与生产大户的竞争，又能更好地促进与生产大户的资源对接，从而形成产业协调发展的长效机制。同理，与种植业生产大户对接的小规模分散经营农户，应当利用种植大户的资源优势，缩减种植业发展规模或选择差异化的农作物品种，扩大养殖业的发展规模。由于小规模分散经营农户的组织化程度低，给一对多的资源对接机制带来了一定的困难，因此需要协调种养业大户与分散农户之间的各种关系，降低合作风险。
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5.3.3.3 区域之间农业富余资源对接 区域农业富余资源对接是农业资源对接的高级形式，它适用于区域内部的富余资源缺乏互补性，但不同区域之间的富余资源存在互补性的特殊条件，在形式上可能呈现出“一对一区域对接”“一对多区域对接”和“多对多区域对接”。这种农业资源对接的运行方式是：首先通过村民整合，把区域内分散的农业富余资源集中起来，然后按一定的交换关系用本区域农业富余资源去换取对接区域的互补性农业富余资源，最后根据一定的分配机制，把交换的农业富余资源分配给各个分散的农户，用于农业生产。由于农业富余资源的整合存在较大的难度，区域的范围不应当太大，并且要求区域之间存在着互补性的产业。针对四川省丘陵区的农业发展现状，以村作为区域资源对接的单位比较合适。区域资源对接模式要求各区域成立中间交易组织，不仅要负责区域间农业富余资源的交换，而且还要负责本区域农业富余资源的集中与分配，其中涉及的利益关系较为复杂，需要进行合理地设计各种利益分配机制。同时，区域之间农业富余资源的交换关系和交换方式涉及许多技术问题，需要区域双方共同解决，并协调好长期的合作关系。
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5.3.4 振兴有机肥行业
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5.3.4.1 政策引导与扶持 施用有机肥是现代农业持续发展的重要基础，加快有机肥的开发利用步伐，提高有机肥的利用率，改善生态环境是今后有机肥工作的方向，是加强耕地质量建设，实现农业可持续发展的重要措施（胡荣根，2008）。因此，政府应在政策上予以大力扶持。四川省政府将尽快出台鼓励有机肥企业建设的政策法规，实行依法养地，鼓励和提倡农民积极使用有机肥，对开发利用有机肥，培肥土壤活动进行补贴，如对有机肥工厂化和无害化处理进行补贴，对购置有机肥生产机械设备和技术研究、试验示范进行补贴。
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5.3.4.2 加大力度扩大宣传 政府有关部门要加强宣传力度，使农户提高对有机肥的认识，积极引导农业从过分依赖化肥到以有机肥和化肥相结合的方向发展，采取有利政策导向，规范农业生产经营组织和生产劳动者用地必须养地的行为，鼓励投入一定数量的优质商品有机肥（刘秀梅等，2007）。把握当前化肥价格高涨，农业生产成本提高的趋势，抓住机遇，通过广播、电视、报纸发放宣传材料、召开现场会等方式加大力度扩大宣传，提高农民的认识，转变农民的观念，纠正其长期依赖化肥的思想，引导农民积极地使用有机肥，逐步建立起用地养地相结合的良性循环机制（彭浩，2008）。
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5.3.4.3 改进生产条件，加大科技支撑 有机肥必须实现工业化生产，才能提高效率，保证质量。四川省丘陵区有机肥企业效益普遍不好，一是生产规模太小，设备简陋，工艺落后；二是农民对商品有机肥的认知度低，缺乏使用商品有机肥进行标准化生产的意识和需求。提高产品品质是克服有机肥销售难的重要途径，四川省丘陵区有机肥企业要扩大生产规模，采用先进的生产设备和工艺，实行有机肥标准化生产。有机肥产业发展时间短，企业研发能力弱，需要社会科技力量的支撑，诸如畜禽粪便的发酵、粪便的无害化处理、有机肥质量控制都有待深入研究；各级财政和科技管理部门应加大项目支持，组织科研力量与企业联合攻关；农业部门应建立商品有机肥示范基地，研究适合不同地区、不同作物的有机肥配合使用方法，提供各种作物专用肥配方，并对农民进行培训指导（蔡志远等，2008）。
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5.3.4.4 有机肥企业市场营销改良 首先应集中科研单位、大专院校肥料学专家和植物营养学专家的力量，开发出环保高效优质的有机肥产品，确保品牌产品的质量，奠定坚实的企业生产基础；其次再邀请数位有经验的营销人员，开展产品的宣传，打造“绿色农业专用肥料”品牌，适应市场的需要。在建设营销网络时，应重点联系绿色食品生产基地和经济作物产业化基地，通过农业技术推广部门，增加大额订单；重点针对大量需要有机肥的区域如种植经济作物、蔬菜瓜果的地区和土壤贫瘠、养分匮乏地区，进行试验示范，充分体现产品的优势。最后向种植业农户宣传有机肥料知识，培训种植大户专业知识。初期销售范围在以生产地为中心的500千米半径以内，之后伴随着物流配送体系的完善，逐渐将销售范围扩大到800～1000千米半径内，对于精品有机肥、专用有机肥还可以争取开拓国际市场（刘秀梅等，2007）。
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5.3.5 创新循环型农业模式
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循环型农业以提高农业资源的多级循环利用作为改善农业生态环境和提高农业效益的重要手段，其主要发展模式应当以农业内部产业循环为核心，加强与其他产业的联合，构建以农业为主体的新型资源循环体系，实现物质能量最大化利用和整体效益最高的目标。
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目前四川省丘陵区循环型农业模式主要是一家一户的沼气模式以及低水平的废弃物利用模式，这些模式均没有体现出集约化、规模化的特点。因此应针对四川省丘陵区农村经济发展的资源约束因素，选择起点更高、技术含量更高、具有良好发展前景的模式进行推广和应用。
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5.3.5.1 发展立体农业 立体农业是传统农业和现代农业科技相结合的新发展，是多种相互协调、相互联系的农业生物（植物、动物、微生物）种群，在空间、时间和功能上的多层次综合利用的优化高效农业结构。主要有农田立体农业模式、丘陵山地立体农业模式、庭院立体农业模式、水域立体农业模式等。
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5.3.5.2 发展节水农业 节水农业是提高用水有效性的农业，是水、土、作物资源综合开发利用的系统工程，其本质是提高应用于农业的单方水的经济产出效益，包括灌溉水和自然降水的产出效益。近几年四川省丘陵地区连年出现干旱，发展节水农业已成为丘陵地区发展农业的关键。
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5.3.5.3 延长农业循环链条 突破传统农业仅仅或主要从事初级农产品原料生产的局限性，实现“种养加”“产供销”“贸工农”一体化生产，农业的内涵应得到拓宽和延伸，农业的链条应通过延伸更加完整，农业的领域通过拓宽，使得农工商的结合更加紧密。
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第6章 结论与展望
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6.1 研究的主要结论
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6.1.1 研究总结
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6.1.1.1 完善了循环型农业发展的基础理论 本项目研究基于循环经济理论，遵循3R原则，对循环型农业的基础理论进行了拓展，完善了循环型农业的内涵、特征及其经济效益的实现形式，为进一步的研究奠定了基础。
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6.1.1.2 归纳了循环型农业的比较理论 本项目研究跳出传统经济学以追求经济效益最大化为目标的“理性经济人”假设的经济学分析框架，充分考虑经济、生态、社会三方面效益统一的现实需要和可持续发展目标，归纳总结并比较了循环型农业与传统分析框架下的现代农业在基础理论、资源配置理论、产权理论与需求理论的不同特征与具体形式。
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6.1.1.3 提炼了循环型农业的系统理论 本研究认为，农业本身是一个相当复杂的系统，这表现在农业生产既是自然再生产也是经济再生产过程，二者交织在一起决定了农业发展研究必须从系统的角度进行研究。而且，可持续发展的目标是生态、经济、社会效益的协调统一，这就涉及三大系统各类因子间的相互影响、相互作用。从循环型农业系统整体性假定、系统组成要素、系统结构功能、系统物质能量流分析及系统的外部环境方面，提炼出循环型农业的系统理论。
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6.1.1.4 构建了循环型农业发展研究的方法体系 循环型农业发展的研究方法不能局限于传统农业经济的分析框架，本研究从循环型农业系统内部资源及利用水平测量、循环型农业发展现状水平测评及障碍度诊断、循环型农业发展的系统预测三个阶段，分别引入生态足迹模型、数据包络分析法、投入产出模型、层次分析法、熵值法和BP神经网络模型，构建了循环型农业发展理论的方法体系。
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6.1.1.5 归类了循环型农业发展的基本模式 紧扣循环经济的本质特征，经过长时间的理论分析与实践应用，本项目研究归纳抽象出循环型农业发展的“资源节约型”“资源再利用型”和“资源开发型”三大基本模式类型，使得种类繁多的循环型农业模式、生态农业模式有了更清晰的归类，并更能突出其根本特征，为实践应用中对不同模式的科学选择提供了明确的理论依据。
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6.1.1.6 提出了循环型农业发展的技术和制度支撑体系建设 技术进步与制度创新是推动循环型农业发展、推进社会进步永恒的车轮。本研究首先从理论体系构建需要的角度，提出了循环型农业发展的技术体系建设与制度支撑体系建设，进一步完善了循环型农业发展的理论，同时对实践运用具有指导意义。
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6.1.1.7 评估了四川省循环型农业发展的现状与未来 运用生态足迹分析法定量评价出1995—2004年四川省人均生态足迹基本呈逐年递增的趋势；人均生态承载力呈先逐年递增后递减，又递增的波动性变化；人均生态赤字量不断扩大，且呈持续增长态势，尤其是耕地赤字量快速增加，这表明四川省当前的发展是处于不可持续阶段，而且不可持续的程度有不断加剧的趋势。运用层次分析法、熵值法对四川省循环型农业发展进行评价和预测。结果说明当前减少系统单位物质投入强度，提高农业资源利用效率，是促进四川省循环型农业发展的关键环节和基础性工作；社会经济因素排在环境安全前面，也显示出四川省社会经济发展落后的状况，这对循环型农业发展水平有较大的制约。四川省循环型农业发展的分类指标——资源减量投入、资源化再利用和环境安全这三类指标值远低于社会经济发展水平，这不仅验证了四川省农业的发展一直注重经济效益，而忽视了资源环境容量和生态效益的事实，同时也说明了四川省循环型农业发展水平在很大程度上也受到这种非平衡发展的制约。为提高四川省循环型农业发展，须采取措施提高资源减量投入水平、资源化再利用效率，保护森林资源，加强水土流失治理。
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6.1.1.8 剖析了四川省丘陵区循环型农业的实践内容 四川省丘陵区的循环型农业发展在四川省最具代表性。本研究从整体到局部，从集中到分散，深入剖析了四川省丘陵区循环型农业发展的五类典型模式，并列举了在实践中所指导的十余个市县区循环型农业模式的选择和产业链的构建，归纳总结了当前四川省丘陵区发展循环型农业存在的具体问题，进一步提出了改进其发展的对策建议。
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6.1.1.9 诊断了四川省丘陵区循环型农业产业链现存主要问题从更微观层面研究，找出了四川省丘陵区循环型农业产业链上的四个突出问题：第一，产业规模不匹配，表现为沼肥供需不均衡，种养业不均衡；第二，循环型农业的若干技术应用不成熟，包括种养业生产技术、沼气利用技术、农业废弃物处理技术等；第三，伴随循环型农业发展起来的有机肥行业产品销售困难，本地市场需求量小，外地市场未充分开发，有机肥行业发展面临困境；第四，四川省丘陵区循环型农业发展的模式相对单一、陈旧，缺乏创新之处。
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6.1.2 研究的主要观点
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（1）循环型农业的发展过程是一个漫长的过程，更是复杂的系统工程。循环经济发展的历程也将伴随着社会生产结构、人们消费观念、国家上层建筑经历一次巨大的变革，它们相互影响，相互制约，需要人类价值观、生态伦理观的不断改进，需要社会制度的转变与完善，也需要有一个完整的经济理论研究体系与框架来指导理论的研究与社会的实践。这种社会的演进在长期内必将会影响自然生态系统的改进，为人类的可持续发展带来新的希望。
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（2）循环型农业增长模式是对传统农业经济增长方式的挑战。循环型农业通过“减量化、再利用、再循环”的方式减少农业系统的外部投入，改变以现代农业生产物质投入的多少衡量农业现代化的标准，而将以废弃物的减少、污染物排放的减少、资源转化率与产品产出增加水平来衡量。
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（3）循环型农业发展是建设和谐社会、新农村，农业可持续发展的必然选择。区域农业面临生态环境退化、资源约束、农业人口众多且文化科技素质低下等现状，循环型农业是区域农业发展最好的内能补给、增加负熵、改善环境的农业增长方式和迫切选择，也是构建低碳型社会的基础模式。
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（4）四川省丘陵区循环型农业发展不仅能实现传统农业经济正的外部性，净化空气、改善环境，而且能弱化负外部性，减少农业对环境的污染、生态的破坏，还能增强四川省丘陵区农业自身的资金、资源累积，实现内能的自我补给，促进农业增效农民增收。
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（5）四川省丘陵区循环型农业发展的关键仍是依靠技术、制度的创新。技术、制度创新是循环型农业发展的先决条件。这无论对涉农企业还是农户，都提出了较高的生产技术要求，目的是通过提高技术效率改善低效率的要素投入使用方式，加强对废弃物的综合利用，以及对可再生资源的循环利用，实现产业链的延长，解决投入成本高、废弃物污染和可再生资源低效使用的问题。制度的创新能促进农业资源的节约利用，改进资源的综合利用效率，改变传统经济增长方式的末端治理观念，真正实现农业资源最优配置。
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6.2 研究展望
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本项目重点构建完善了循环型农业理论与方法研究体系，并在四川省及其丘陵区进行了实践应用研究，取得了一定的成果。但还有许多问题需进一步研究和探讨。
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（1）基于循环经济的循环型农业理论，融合了多学科知识，但由于循环经济理论发展起步比较晚、涉及的学科知识较多，在研究过程中对各种知识的掌握深度不够、运用的灵活度欠缺，因此在此基础上建立的理论与方法体系，有待深入研究，如循环型农业发展的数学描述和计量模型建立，农业生态经济系统各系统之间的关联度的定量描述，非物质循环对物质循环的动力机制等。
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（2）对区域循环型农业的计量研究还需要建立更为完整的数据库体系。由于过去我国资源数据没有相关的统计，使得许多资源环境的数据获取困难，因此本项目研究依据可得性原则提出的循环型农业发展综合评价指标体系还需完善。今后可考虑在不同农业区域构建具体的指标体系，同时建议国家相关统计部门将有关指标（如资源型产业产值资源生产率、秸秆综合利用率、畜禽粪便综合利用率、资源循环利用率、资源消费降低率等）纳入统计范畴，并出台相应的统计方法，以便更好地研究循环型农业发展状态。
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（3）作为理论的实践应用，区域循环型农业发展的模式实践、战略规划和实施方案，今后还需要做连续的跟踪反馈研究，及时诊断问题、解决问题。在实践中因地制宜，进行模式的创新，针对不同的生产对象、组织模式构建最适的循环型农业产业链，并能提出动态的调整方案，以适应生产力水平发展和社会需求变化。
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循环型农业的理论、方法研究和社会实践应用，还有很长的路要走，但它是21世纪国际社会的发展趋势。相信在科学发展观的指引下，循环型农业研究一定会有更新的突破。
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