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农业循环经济发展与模式构建
叶美锋林代炎吴飞龙
（福建省农科院农业工程技术研究所，福州 350003）
摘要：发展农业循环经济是我国农业生产可持续发展的需要，本文基于农业循环经济理念介绍了农业循环经济发展的影响因素及农业循环经济发展模式构建。
关键词：农业；循环经济；发展模式
Agriculture Circular Economy Development and Pattern Construction
Mei-feng YE，Dai-yan LIN, Fei-long WU,(Institute of Agricultural Engineering, Fujian Academy of Agricultural Science, Fuzhou,Fujian,350003)
Abstract： The develop agriculture circulation economy was our country agricultural production sustainable development need, this article introduced the agricultural circulation economic development influencing factor and the agricultural circulation economic development pattern construction based on the agricultural circulation economical idea
Key words：agriculture； circular economy；Development model
我国是个人口大国和资源约束型国家，有限的资源与不断增长的人口之间的矛盾将长期存在。农业作为国民经济的基础产业，面临的资源约束和环境问题日益突出。因此为了经济的全方位的、快速的发展，必须把农业循环经济的发展放在重要的地位，通过以循环经济理念为指导，转变经济增长方式，大力发展循环农业，实现农业的可持续发展。
1.农业循环经济发展理念
循环经济理念最早起源于20世纪60年代美国经济学家鲍尔丁提出的工业循环经济理论，相对于传统的线性经济(资源-产品-污染排放)而言，循环经济是物质闭环流动型经济，它要求系统内部以互联的方式进行物质和能量的转化和利用。而农业循环经济就是把循环经济理念应用于农业系统中，科学地安排不同生物质在系统内部的循环、利用或再利用，最大限度地利用农业环境条件，尽可能减少资源、物质的投入和减少废弃物的产生排放，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”。推进农业循环经济发展的总原则是“3R”原则[2]，即“减量化、再利用、资源化”。减量化原则是通过在农业循环经济运作的源头，即资源投入的输入端，减少物质与能源进入生产和消费过程，以预防和减少废弃物的产生，如在畜禽养殖业中，通过集约化生产，引进新品种，并对饲料的合理配制，降低料肉比，推行畜禽健康养殖，减少饲料成本及药品投入，提高成活率，在减少资源浪费的同时还可以起到降低畜禽废弃物重金属排放的效果。再利用原则是通过在农业生产过程中尽可能多次使用资源或产品，以避免其过早成为垃圾。如猪舍冲栏污水
基金项目：国家科技支撑项目2007BAD89B13及院科技支撑项目Zymb0805共同资助。
作者简介：叶美锋（1981-），福建福州人，研究实习员，从事农业污水治理研究。E-mail：yemeifeng1021@126.com [1]
经过厌氧处理后的可作为鱼塘养鱼、农田灌溉用水，减少水资源浪费与环境污染。资源化原则是通过生产过程中产生的废弃物再次回收，综合利用，以达到从输出端减少废弃物最终处理量的目的，如利用畜禽养殖场固液分离后的畜禽粪渣栽培食用菌，再利用菌渣生产有机肥，使畜禽粪便废弃物完全资源化利用，既防止废弃物排放污染环境又增加了经济效益。
2.农业循环经济发展现状
2.1农业循环经济发展模式发展方向
目前随着国家和地方政府对农村农业循环经济发展的不断重视，国内各省市对农业循环经济都开展了一系列模式构建与推广，就此总结归纳一些较有特色的农业循环经济发展模式。
2.1.1生态农业模式
生态农业模式是我国农业循环经济建设中发展最早的模式[3-5]，早在20世纪40年代就开始实行粮、豆轮作，混种牧草，混合放牧，增施有机肥，采用生物防治，实行少免耕，减少化肥、农药、机械的投入等；80年代创造了许多具有明显增产增收效益的生态农业模式，如稻田养鱼、养萍，林粮、林果、林药间作的立体农业模式，农、林、牧结合，粮、桑、渔结合，种、养、加结合等复合生态系统模式，鸡粪喂猪、猪粪喂鱼等有机废物多级综合利用的模式。是循环农业的重要组成部分和当前的典型代表，在我国发展已有相当成功的模式。由于我国南北方地域气候、环境、经济条件等各项因素差异较大，因此各地实施的生态农业模式也各有不同。在辽宁省实行的“四位一体”生态农业模式，以沼气为纽带，种植业和养殖业相结合，通过生物质能转换技术，在农户的土地上，在全封闭的状态下，减少污染物的排放，更高效的实现物质循环和能量多层次综合利用，目前已在东北地区大范围推广21万户，具有良好的市场前景。还有在南方地区推广的“猪－沼－果”生态农业模式，以及在此模式基础上因地制宜衍生出的“猪－沼－稻－鱼”、“猪－沼－茶”等模式，则是通过以沼气为纽带，带动畜牧业、林果业等相关农业产业共同发展，与此同时，还将加工业引入了以种植业和养殖业为主体的循环链条中，实现“种、养、加”一条龙生产，扩大了生产规模，延伸产业链条，提高经济效益，带动种养业的快速发展，目前该模式已在各地区也已取得良好成效[6]。在西北地区则是根据当地生态脆弱，水土资源匹配不合理等实际情况，通过“山地种养结合”、“小流域开发治理”、“林间套作”等多种模式，发展小规模的生态循环农业生产。通过以土地为基础，以沼气为纽带，形成以农带牧、以牧促沼、以沼促果、果牧结合的配套发展和良性循环体系，以解决西北地区干旱地区的用水，促进农业持续发展，提高农民收入。
2.1.2 农业废弃物循环利用模式
农业废弃物资源利用模式就是指将废弃物、农副产品等经过一定的技术处理后变成有用的资源，再通过种植、养殖、加工等生产过程，生产出新的产品，即利用农业废弃物与农业资源之间的循环发展经济。农业废弃物主要包括农林生产过程中产生的植物残余类废弃物，畜牧生产过程中产生的动物类残余废弃物，农业加工过程中产生的加工类残余废弃物等，这些废弃物中还含有丰富有机质、N、P、K养分，若利用得力，既可解决废弃物环境污染问题，又可为企业、农户创造显著经济效益。目前在该方面研究应用比较广泛的包括农作物秸杆的综合利用及畜禽养殖废物资源化循环利用等。
2.1.3 循环生态农业园区发展模式
循环生态农业园区发展模式是把农业的发展纳入到生态农业园区中，以生态农业园区建设为基础，通过加工业的发展带动相关农业产业的发展，加工业主要生产原料来自农业生产，而生产过程产生的有机垃圾等固体废物能够转变成为良好的农业资源，从而减少化肥、农药的投入，形成以农业为主体的农业和工业互动的循环经济模式。建立“龙头企业+科研机构+基地+农户”、“公司+合作社+农户”的产业发展模式和利益联结机制，通过依托科研机构开展新品种研究及技术指导，提高农业生产技术水平，创立企业品牌，并使农民有效参与到产业系统中，让农民真正分享到企业的利益，得到更多的实惠，实现共同富裕。
2.2农业循环经济发展的主要影响因素
推行农业循环经济的要害是在农业生产过程中减少资源、物质的投入量和减少废弃物的产出与排放量，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，因此，以福建省为例，运用区域农业循环经济发展评价指标体系，对福建省农业循环经济发展水平进行了综合评价分析可以知道，目前福建省发展农业循环经济，实现农业经济与生态环境效益的“双赢”的主要影响因素集中在资源减量投入、资源安全和资源循环利用指标。而根据2002的福建农业循环经济发展的主要障碍因素排序分析[8]，排名前五名的分别是为农业耗水系数、禽畜粪便资源化率、化肥使用强度、农药使用强度、农膜使用强度，排名前五位的有4个是资源减量投入方面的，说明长期以来资源大量投入是影响福建农业经济增长的主要原因之一。随着资源投入不断增加，导致单位面积投入的农业资源量过大，影响了农业系统的消费能力，给系统造成了巨大压力，因而制约福建农业循环经济的发展。此外，资源安全和资源循环利用指标排名也较前，特别是资源循环利用指标中的禽畜粪便资源化率，排在第二，障碍度达14.57％。因此，只有充分关注并处理好这些因素，才能使农业循环经济取得更大的发展。[7]
2.3 农业循环经济发展策略
目前，全国上下对农业发展循环经济方面的研究，基本上还处于初始发展阶段，缺少对物质循环和价值增殖等量化研究和系统分析，仍有许多理论、技术、政策以及法律法规等方面问题亟待学术界研究解决。具体来说，一是需通过政府干预措施，制定与完善相关法律、法规，明确各级部门、相关企业及农业生产者各自的职责与权益，同时指定经济激励措施以增强农业经济发展积极性；二是增加科技投入，提高农业循环经济的科技创新度，并全面推广先进技术，对各地比较有代表性的循环型农业发展模式，进行更系统、深入的分析与研究，并提出改进建议或措施；三是应根据各区域环境条件、资源情况及当前循环型农业发展的实际出发，有选择地分析、比较国内外先进地区循环型农业发展的经验与成果，从全方位、多层次的对循环型农业的发展、制度以及模式创新进行研究，以便制定出适合当地实际的农业循环经济发展模式。
3.农业循环经济模式构建与实施成效
根据以上各地区制定与实施的农业循环经济模式构建可以看出，在推行发展农业循环经济的过程中，对目前影响农业经济发展的最主要因素是资源的大量投入与资源循环利用问题，而目前农业循环经济发展的研究过程中研究的重点和难点也就是农业废弃物资源化利用，目前我国农业废弃物中主要的产物包括农业桔杆、农产品加工下脚料以及畜禽粪便废弃物等，其中又以畜禽粪便废弃物为最主要污染物，这些废弃物的年产量巨大，如果不经过处理会对
环境造成极其严重影响，而这些废弃物中还含有丰富有机质、N、P、K养分，通过我国农业废弃物资源化潜力分析(表1)可见其巨大的商业开发前景[9]。
农业废弃物资源化潜力分析表
种类
畜禽粪便
农业秸杆
生活垃圾
林业废弃物
加工废弃物
其他
合计 数量/108t26 7.0 2.5 0.5 1.5 0.5 39.0 肥料 有机质/10t N/10t 27399 36386 1748 6250 3205 3040 2001 80029 1470 430 69 120 34 84.8 56.6 44能源 4P/10t 294 57 7.3 72 55.5 17.3 11.5 K/10t 1109 651 37 249 500 101.8 67.9 4热值/10KJ 沼气/10m 标准煤/10t 32 100 12 23 7.3 22 6.7 203 497.84 1546.86 177.8 346.71 111.13 328.93 102.24 3111.5 1.12 3.48 0.40 0.78 0.25 0.74 0.23 7.0 15838蔬菜类废弃物 1.0 2264.4 459.1 2715.7
因此，针对这一发展趋势对各地区实行的农业循环经济模式进行分析，可归纳出以下两种模式：一是以种植业为农业循环模式基础，在此基础上结合农副产品加工业，种植业为农产品加工业提供原材料的同时，种植过程中产生的农作物秸杆可利用秸秆气化制气、秸秆压块成型制炭和锅炉集中直接燃烧等形式，其中秸秆气化目前在国内已开始得到较大规模的推广应用，通过秸秆气化产生的一氧化碳、氢气、甲烷等可燃性气体，可成为直接供生活和工业生产用的优质能源；农作物秸秆、籽壳还可作为食用菌栽培基料，既可提高秸杆转化率，有可降低食用菌栽培成本[10-11]。而菌渣可作为有机肥的生产原料，生产出的有机肥又可以用于农产品种植，实现一个以有机肥为中心的闭和循环体系。例如在以种植业为主的山东章丘
[12]，当地大力发展秸秆气化，实现了能源循环利用。目前已建成六处大型秸秆气化站，可消化秸秆1.5万亩/年。如刁镇巩家以各种秸秆为气化原料，产气量400立方米/小时，气柜容量为600立方米，日均消耗作物秸秆2000多公斤，年可消化作物秸秆近1000吨，消化利用1000多亩的秸秆。当地还大力发展食用菌养殖，通过利用小麦、玉米等秸秆作为培养基发展食用菌生产，提高秸秆综合利用率。目前已修建了水寨、枣园、双山等20余处食用菌养殖基地，面积达到300万平方米，年消化秸秆近6万亩。产菌后的菌渣通过生物发酵技术制成生物肥料，或是把桔杆加工成制成颗粒状饲料，可实现秸秆综合利用的产业化生产，目前已建成济南澳利、凤凰山、东旺等六家生物有机肥厂和白云湖、金土地等五家以作物秸秆为原料的饲料厂, 年消化玉米秸秆近20万亩。一方面提高种植业作物产量，培肥地力，并构建了一个完整的生态闭合循环系统，另一方面扶持壮大了龙头企业，实现了秸秆转化增值。
另一种是以种植业养殖业结合作为农业循环经济模式的基础，以沼气为纽带，带动养殖业、种植业及农产品加工业的共同发展，该模式主要是利用厌氧发酵技术，使畜禽粪便转化为养殖业内部或种植业的原料或能源，实现养殖粪便的潜在经济价值，同时实现养殖废物零排放。通过对畜禽粪便污水进行固液分离后，猪粪渣可以作为原料栽培食用菌，菌渣与猪粪渣生产有机肥，分离出的污水经过厌氧发酵处理后产生的沼液作为液体肥料用于农田施肥，处理产生的沼气可作为生活生产燃料，还可以用于发电以提供养殖场及周边农户生活用电[13]。目前福建省福清市一个年生猪存栏数1万头的猪场，利用菌渣及猪粪渣年可实现生产有机肥
3000吨，年产沼气量达11万m3用于发电利用，预计年发电量将达17.0万度，则年可节约电费11.5万元。沼液用于鱼塘养鱼及灌溉用肥料，年可节省肥料27万元，年新增产值达360万元，新增利润100万元，猪场采用废弃物循环利用模式运行3年，已全部收回投资，经济效益显著。
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