生态农业产业链系统协调与管理策略研究——以养种循环生态农业为例

摘要

我国是世界上最大的生猪饲养国和消费国,随着近三十年农业产业结构调整,农村劳动力转移,生猪由一家一户分散养殖走向规模化、专业化快速发展轨道。以沼气为纽带的“猪-沼-水稻/果/蔬/棉/猪青饲料”等等养种循环生态农业模式是当前我国尤其是南方农区解决畜禽养殖、化肥农药等农业面源污染主要采取的方式。
　　环境治理是生态农业建设的重要任务,但符合我国国情的生态农业需要兼顾经济效益、环境效益和社会效益。生态农业产业链是一条围绕“消除农业面源污染、提供绿色农产品”进行的“产、加、销”或“产、销”的链状结构,是一个把农业增长、农民增收和生态环境的治理与保护融为一体的现代可持续农业体系。在我国当前以家庭经营为主体的经济格局下,这条产业链上分布着众多的利益主体。
　　本文研究生态农业产业链的协调与管理问题,重点关注养种循环的生态农业。从生态农业产前、产中、产后的视角,采用系统动力学反馈分析理论、演化博弈分析方法,研究制定生态农业产业链的协调和管理策略;以南昌大学系统工程教学科研基地所在的江西银河杜仲生猪规模养殖区生态农业为研究案例,依据生态农业产业链的协调管理策略,针对其养种循环生态农业发展中存在的实际问题,生成银河杜仲生态农业管理对策,并应用系统动力学动态仿真技术检验、评价对策的实施效应;根据银河杜仲规模养种区域内经济、地理环境等具体条件,设计并分阶段实施各项对策工程,最后采用能值分析方法对工程实施的生态效益进行评价。
　　本文主要研究工作和成果如下:
　　(1)规模养殖子系统生产稳定性影响因素的实证分析
　　运用协整理论、基于VAR模型的脉冲响应分析和方差分解技术,分析饲料价格和生猪价格对生猪生产稳定性的长期影响与动态影响,为生态农业产业链养殖子系统的生产决策提供科学依据。结果表明:从长期来看,生猪生产波动的原因主要在于其自身,饲料及生猪的价格长期影响着生猪的生产,且作用显著;生猪生产对自身冲击的当期反应最大,玉米价格和生猪价格对生猪生产的影响具有时滞性。
　　(2)提出社会经济系统管理策略生成的子系统流位反馈环结构分析法,应用此方法研究制定生态农业产业链系统管理策略。
　　针对反馈环构建及其运行规律分析缺乏规范化方法的问题,提出系统管理策略生成的子系统流位反馈环结构分析法,并将此方法应用于生态农业产业链生产系统的反馈结构分析,确定系统各反馈环的关键变量、调控变量及调控因果链,揭示政策作用的杠杆点;依据杠杆点、调控因果链及其极性、遵循整体策略生成原则,确定系统管理策略。
　　(3)进行农户有机生产选择行为纳什博弈与演化博弈分析,分析政府协调策略对此选择行为演化与稳定过程的影响,制定生态农业产业链协调策略。
　　通过构建农户有机生产选择行为的市场纳什博弈与演化博弈模型,分析农户有机生产选择行为的演化稳定过程,研究政府协调策略及其强度对农户有机生产选择行为的演化路径与稳定过程的影响。结果表明:农户有机生产方式选择的演化趋势主要依赖于其所选生产方式获得的利润。减少农户有机种植成本、提高农户有机种植的利润,能增加农户的有机种植偏好,促使农户种植方式选择演化稳定于农产品的有机种植。据此提出生态农业产业链系统的协调策略。
　　(4)银河杜仲生态农业产业链管理对策生成与实施效应动态仿真分析
　　依据所建立的协调与管理策略,针对银河杜仲生猪规模养殖区域生态农业发展中存在的问题,形成银河杜仲生态农业产业链管理对策;采用流率基本入树建模法建立银河杜仲生态农业系统 SD动态仿真模型,并进行模型可靠性检验;通过参数调控,模拟各项对策实施前后相关评价指标变量的变化趋势,通过仿真趋势规律比较分析,评价各项管理对策实施效应,调整确定对策。
　　(5)在银河杜仲生猪养殖区设计并部分实施了对策工程,经济效益明显。
　　第一、二层沼液种植区2012年产杜仲叶20ton,节约杜仲叶购买成本4万元,节约化肥和青饲料购买成本6万元,减少赔偿沼液排放污染稻田支付6~8万元;2012年1月,60千瓦沼气发电机组投入运行,发电年收入13万元;沼气用作生产生活燃料,年节约燃料费10万元。
　　(6)应用能值理论和方法,计算银河杜仲生态农业产业链对策工程的环境承载力及可持续能力,评价对策工程的生态效益。
　　研究结果表明:对策工程的实施,使大量废弃物再生能值反馈回系统,减少了系统对不可再生辅助能的需求,同时也减少了系统污染物的负产出,在可更新资源投入比率、系统的能值产出率和环境承载率等方面都有明显的优势。
　　本文通过生态农业产业链系统协调与管理策略的研究与应用,养种结合,综合开发利用养殖废弃物资源,实现消除养殖废弃物污染和种植业化肥、农药污染,生产绿色能源和绿色农产品的双重目标。为生态农业产业链系统持续经营提供协调管理策略,对我国现代农业发展具有理论和应用价值。

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图表目录

第1章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 问题的提出和目的意义

1.3 生态农业理论与实践研究现状

1.4 农业产业链管理实践及理论研究进展

1.5 研究思路、内容及方法

1.6 论文的主要创新点

第2章 相关理论及方法综述

2.1 系统动力学理论与方法

2.2 博弈与演化博弈理论与模型

2.3 本章小结

第3章 规模养殖子系统生产稳定性影响因素的实证分析

3.1 规模养殖子系统生产稳定性影响因素的确定

3.2 数据来源与预处理

3.3 玉米价格、生猪价格对生猪生产影响的实证分析

3.4 生猪价格、玉米价格指数对生猪年出栏数的动态影响分析

3.5 本章小结

第4章 生态农业产业链系统管理策略生成的子系统流位反馈环结构分析

4.1 动态性复杂系统管理策略生成的子系统流位反馈环结构分析法

4.2 生态农业产业链生产系统流率基本入树模型的建立

4.3 生态农业产业链生产系统结构流图模型

4.4 系统全部反馈环的树枝向量行列式计算

4.5 子系统流位反馈环结构分析

4.6 三个子系统流位反馈环结构调控变量的综合分析

4.7 生态农业产业链管理策略的确定

4.8 本章小结

第5章 农户有机生产选择行为的市场演化博弈分析与生态农业产业链协调策略生成研究

5.1 有机农产品与常规农产品市场差异化分析

5.2 种植方式决策过程的市场演化模型

5.3 绿色补贴与承担环境责任机制下种植方式选择的演化博弈模型

5.4 生态农业产业链协调策略生成

5.5 本章小结

第6章 生态农业产业链协调与管理策略实施效应的仿真评价研究

6.1 银河杜仲生态农业产业链系统问题分析及协调管理对策确定

6.2 银河杜仲生态农业系统结构流率基本入树模型的建立

6.3 银河杜仲生态农业产业链系统结构流图模型

6.4 模型检验

6.5 生态农业产业链系统管理策略仿真分析

6.6 本章小结

第7章 银河杜仲生态农业产业链系统管理对策实施工程设计

7.1 管理对策实施工程的总体思路

7.2 银河杜仲生态农业养种循环规模化生产环节对策工程

7.3 沼气能源综合利用工程设计与实施效益

7.4 生态农业规模化经营销售环节对策实施

7.5 本章小结

第8章 基于能值理论与方法的对策工程生态效益评价

8.1 能值分析理论与方法概述

8.2 银河杜仲生态农业产业链系统管理对策工程能流状况分析

8.3 工程系统能值计算

8.4 综合利用工程系统投入与产出的能值

8.5 能值计算结果与分析

8.6 本章小结

第9章 结论与研究展望

9.1 主要研究工作和结论

9.2 研究的不足与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间研究成果