基于能值分析的成渝地区双城经济圈农业绿色发展评价

陈昌洪 唐笛

【摘要】农业绿色发展是实现国家“双碳”战略目标、维护国家生态安全的重大举措。依据能值理论与方法，利用成渝地区双城经济圈农业绿色发展相关数据，计量分析成渝地區双城经济圈区域农业生态系统投入能值、产出能值等系统指标，通过能值自给率、能值投资率、可持续指标等能值指标分析区域农业绿色发展状况，得出成渝地区双城经济圈农业绿色发展可持续性良好、具有农业绿色发展竞争优势、农业生态系统对环境造成较大压力等结论，据此提出该区域农业绿色发展对策。

【关键词】农业绿色发展；能值分析；成渝地区双城经济圈

【中图分类号】F323【文献标识码】A【文章编号】1672-4860（2024）01-0026-08

农业绿色发展是农业农村领域为了贯彻落实党的十八届五中全会提出的“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念之绿色理念而形成。2017年9月，中办、国办发布了《关于创新体制机制推进农业绿色发展的意见》，各地积极贯彻实施，取得了明显成效，但是农业绿色发展不均衡，部分地区农业绿色发展进展缓慢，因而探究农业绿色发展的影响因素和可行路径十分必要。

学界对农业绿色发展进行了广泛研究。于法稳^[1]分析了农业绿色发展的动因，认为其发展的核心是水土资源的保护。马文奇、张福锁等^[2]认为农业绿色发展是以食物系统为对象，依据农业和食物系统物质、信息、价值和能量流动规律，实现农业相关的社会、经济、生态、资源等目标协同提升的农业发展新模式。金书秦、林煜等^[3]通过分析农业碳排放数据，提出“以低碳带动农业绿色转型”的减排思路。陆杉、熊娇^[4]测算了长江经济带11个省（市）的农业绿色效率，实证探究了农村金融、农地规模经营以及农业绿色效率之间的内在关联。张林秀、白云丽等^[5]从系统科学视角重新审视了我国农业绿色生产的重要意义及面临的挑战，并从理念和实践两方面提出了应对措施。楚德江^[6]基于公共品属性视角构建了有效的农业绿色技术创新机制。

能值分析是H.T. Odum等^[7]学者于20世纪80年代首创研究生态经济系统的方法。学者们利用能值分析法取得了较多成果。Ghaley和Porter等^[8]利用能值理论分析了丹麦豪艾塔斯川普地区传统小麦生产系统与粮食能量生产系统相结合的资源利用效率。Feitosa等^[9]对巴西旱作地区的农业生态系统进行了能值评价。Das等^[10]应用能值法分析了印度不同食用油材料用作生物柴油生产的可持续性。Asgharipour^[11]等采用能值持续性指数对伊朗吉洛夫特市的黄瓜、番茄、甜椒和茄子生产的温室系统进行了评估。蓝盛芳等^[12]56-57是国内较早开展能值研究的学者，此后学者们运用该理论对我国多领域能值状况进行了研究。李兆亮、罗小锋等^[13]基于能值理论，对2003—2014年中国及各省域单元农业绿色GDP进行了测算，利用空间分析方法研究了农业绿色经济增长的空间格局与收敛特征。王伟、郭晓佳^[14]研究了山西省2000—2016年生态经济系统的主要能值投入与产出、运行效率以及环境负荷状况。朱冰莹、陈留根等^[15]应用生产-生态系统能值测算方法，综合分析其环境安全性和运作持续性，并基于能值收益差异估算出其持续运行的生态补偿标准。赵琳琪、陈源泉^[16]利用能值理论和经济投入产出分析法，对北京郊区农户常规种植、企业常规种植和企业有机种植3种大棚蔬菜的生态经济可持续性进行研究，得出企业有机种植模式是京郊大棚蔬菜生态经济可持续性最优的模式。牟琳、王岩^[17]利用能值分析方法对2007—2016年山东省寿光市农业产业结构及蔬菜生产系统的能值投入、产出及能值指标进行分析，该市蔬菜生产系统的能值总投入处于下降趋势，能值总产出变化趋势为先增加后减小。钟颖、沙之敏等^[18]综合分析了上海市青浦区稻蛙生态种养模式生产系统的能值投入与产出，并评价了其能值效率。

上述学者对农业绿色发展进行了多角度研究，并应用能值分析方法对多国多省多种农业生态系统进行了分析，取得了较多成果。这为本研究提供了可资借鉴的理论和方法，但迄今鲜见将能值分析理论和方法应用于农业绿色发展研究。本研究将二者有机结合，以成渝地区双城经济圈为例，探讨农业绿色发展的问题及路径。成渝地区双城经济圈建设是国家区域发展战略重要组成部分，研究该区域农业绿色发展对于落实联合国2030年可持续发展议程，实现国家“双碳”战略目标，维护国家生态安全，筑牢长江上游生态屏障具有重大战略价值。2022年中央1号文件提出推进农业农村绿色发展，该研究对于推动该区域绿色发展和高质量发展具有重大现实意义。

一、能值理论分析

能量理论认为，任何产品或服务的能量最终来自太阳能，生态经济系统是一个自组织系统，其运作过程都直接或间接地利用太阳能，能量在系统中变动，既可散失掉部分，又可形成新能量，它们可用能值来表示，从而实现能流、物流和价值流的有机统一。能值是流动或贮存的能量中所包含另一类别能量的数量，一般用太阳能量当量计量，用太阳能焦耳（sej）表示。它通过能值标准将不同类型的能量转化成同一标准的能值，比较分析生态经济系统的能量流、物质流、货币流等，从而得出系统的功能特征及相关经济、生态和社会能值状况。即：能量（j）?能值转换率（sej/j）=能值（sej）。能值分析还能根据能量传递链追踪到能量起点，包括具体的生态服务类型和土地利用类型。该理论以系统观点，突破传统单一系统分析的范式，将生态系统、经济系统和社会系统有机统一，计量分析相关系统的价值，为区域系统可持续发展提供决策依据，促进区域绿色发展。

二、绿色农业发展能值分析

（一）数据来源

根据中共中央、国务院印发《成渝地区双城经济圈建设规划纲要》规定，成渝地区双城经济圈规划范围包括重庆市的中心城区及万州、涪陵、綦江等27个区（县）以及开州、云阳的部分地区，四川省的成都、自贡、绵阳等15个市。本文数据来自该规划范围内县（市、区）2021年统计年鉴、水利年鉴、统计公报等统计资料，以市（县）域为单位搜集农业产值、土地面积、化肥、农药、农膜、农用机械、电力、农用柴油、劳动力、农作物播种面积、农产品产量等社会经济数据。其中，经济数据按2015年不变价格转化，消除价格变化因素影响，从而准确核算研究区域社会经济概况；其余数据通过能值转化率和能值折算系数进行统一转化，进行能值计算分析。

（二）能值分析

1. 确定区域农业生态系统能值构成

根据能值理论，成渝双城经济圈绿色农业的能量生态系统包括能值投入、产出及废物流。能值投入由可更新有机能、可更新环境资源、不可更新工业辅助能和不可更新环境资源构成。可更新有机能是指在绿色农业生产中投入的种子、饲料、有机肥、劳动力等资源。可更新环境资源是指太阳能、地球旋转能、风能、雨水势能等。不可更新工业辅助能是指在绿色农业生产中投入的农用柴油、农药、化肥等生产资料。不可更新的环境资源是指表层土损耗和土壤流失。能值产出是由系统产出的产品和服务的能值总和。废物流是系统的废水、废气、固体废弃物等构成。

2. 绘制系统能量图

在确定绿色农业生态系统的边界和系统内各单元的基础上，确定系统内各单元之间的能量关系和能量的动向，再运用H.T. Odum提出的能量符号和生态系统图解方法绘制绿色农业生态系统能量流动图（图1）。

3. 编制能值分析表

国内外学者对能值投入的太阳能、土壤损耗能、化肥、农药投入能、农产品产出能等要素的折算方法进行了系统研究，形成可应用的能值核算公式，如牲畜饲养利用秸秆的能值折算公式为：相关作物经济产量×草谷比×各类作物饲养利用系数×能量折算系数×能值转换率。本文借鉴现有学者研究成果，将处理后的成渝地区双城经济圈区域农业生态系统的能值投入相关数据，通过能量折算系数统一换算成能量，然后通过太阳能值转换率转化成太阳能值。采用12×10²⁴ sej·a^?1作为全球能值基准。计算结果见表1～4。

4. 结果分析

（1）农业生态系统能值投入与产出结构

图2显示了3个区域的分类能值投入结构，可看出可更新能投入产出率最大，远远超过其他指标，同时四川的可更新能投入产出率高于重庆，说明成渝地区双城经济圈单位可更新能产出高，具有农业绿色发展的良好条件，四川区域农业绿色发展比重庆区域更具有优势。

（2）能值来源结构分析

①能值自给率：该指标是农业生态系统中投入至某区域能值占投入到系统总能值的比例。该指标衡量区域系统支撑能力和资源开发程度。一般说来，能值自给率高，区域的能值投入越大，资源开发程度越深，可能出现区域资源过度利用。能值自给率不是越高越好，应该保持在适当范围，确保系统良性运转。由表4可知，该系统的能值自给率为76.8%，处于较高水平，区域农业发展资源开发程度较高，系统支撑能力较强，目前农业生产方式对系统生态环境压力较大，应该警惕资源过度利用。

②可更新环境资源能值投入比：该指标衡量区域内自然资源的生产潜力，一方面说明自然资源影响能值投入大小；另一方面反映系统对区域可更新环境资源的依赖程度。由表4可知，该系统的可更新环境资源能值投入比低于0.01，表明该系统可更新环境资源能值投入低，成渝地区双城经济圈农业发展对可更新环境资源的开发潜力大。

③工业辅助能值比率：该指标是指在系统总能值中经济系统能值所占比例，衡量区域农业发展对工业辅助生产资料的依赖程度。一般来说，系统使用大批工业设备生产的产品，其农业发展依赖程度高。成渝地区双城经济圈系统中，工业辅助能所占比例为23.1%，说明该系统对工业用能产品的依赖程度较低。这是该区域大力贯彻国家关于化肥、农药使用零增长政策的结果，表明该行动效果显著，农业绿色发展措施有效。

④购买能值比：该指标是衡量系统依赖外界资源的程度，是由区域经济发展水平决定。购买能值比越大，表明系统依赖外界资源的程度越高，区域资源禀赋越差，经济发展水平较低。目前为止，该系统购买能值比为23.2%，表明该区域农业生产资源禀赋较好，生产成本相对较低，系统的经济水平较高，具有农业绿色发展良好资源禀赋。

（3）社会子系统的能值分析

对于社会子系统的能值分析，采用能值密度指标分析，该指标是衡量能值集约度的强度。能值密度与社会经济发展程度相关，由于发达地区的社会经济发展快，其能值密度往往高于非发达地区。从表5可知，该系统能值密度为2.86×10¹¹，该值较高说明该区域经济发展较强、经济地位相对较高，具备绿色农业发展的坚实经济基础。但是该值低于山西省，说明以煤炭为主的山西省能值集约度较高。

（4）经济子系统的能值分析

①能值貨币比率：该指标是年度内总能值投入量与所在区域国内生产总值的比值，反映该区域经济系统获取财富所付出的能值流量，数值小，获得相同收益的能量代价低，该值与区域农业经济发达程度成反比。由表5可知，该值为8.51×10¹⁰，大大低于山西省的数值，表明该系统农业经济发展水平较高。

②能值投资率：该指标是指经济系统中需要货币购买的能值与自然环境投入能值的比。自然环境的能值包括系统所有环境资源的能值。一般说来，该数值与系统能值投入获利水平正相关，可推测自然环境对经济活动的承载力。由表5可知，该系统的能值投资率为30.2%，与山西省相比，该值相对较小，可判定该系统能值投资水平较低，生态环境比较脆弱，承载力较低，实施农业绿色发展十分必要。

③能值产出率：该指标是系统产出能值与投入能值之比，类似于经济学“产投比”，可度量系统产出效能。该值越大，系统产出效能大，生产能值高，系统具有产出优势。由表5可知，该系统的能值产出率为9.47，该值是山西省的4.9倍，说明产出效益高，具有较高的绿色农产品生产获利能力。

④能值交换率：该指标是生态系统对外输入值与输出值的比率，反映系统对外贸易中的能值得失。该值越大，表明系统在对外贸易中处于优势地位，反之则处劣势。由表5可知，该系统所表现出的能值交换率值为2.28，远高于山西省，说明该生态系统在对外贸易过程中所处水平较高，具有较强竞争优势，发展潜力大。

（5）自然子系统的能值分析

①不可更新资源能值比：该指标用于衡量系统环境的负荷量。该值越大，表明系统对环境造成的压力越大，对资源的依附性高。由表4可知，该系统不可更新资源能值比为99.8%，说明该区域农业发展对环境造成的压力较大，对资源的依附性较高。

②能值废弃率：该指标反映系统对环境净化水平，与系统资源利用效率呈反相关关系。若该指标越低，说明系统资源恢复水平能力强，对环境净化水平高。由表4可知，成渝地区双城经济圈能值废弃率为1.82×10^-6，该值远远小于1，这说明该系统的恢复水平较高，农业绿色发展基础好。

③环境负载率：该指标是指资源环境系统处于相对平衡状态下，所能承受的人口压力以及经济规模的大小。该值与系统能值利用水平正相关。环境负载率高，系统能值利用水平高，但是该值不是越大越好，超出系统环境承受力，将造成系统环境崩溃。学术界以Brown等^[19]的划分标准进行衡量，相关标准见表6。

由表5可知，该系统环境负载率为1.39，低于山西省的环境负载率，属于低负荷，表明其对自然环境的负荷较低，处于相对平稳的状态。

三、结论与建议

研究表明，区域农业绿色发展态势与农业生态系统能值水平密切相关，通过成渝地区双城经济圈农业生态系统的能值分析可以得出以下结论：

（一）成渝地区双城经济圈农业绿色发展可持续性良好

能值可持续指数（Emergy Sustainability Index，简写ESI）是反映农业生态系统净能值产出率及可持续性的综合性指标。通常的判别标准是：当ESI在1～10之间，表明该生态系统运转协调，可持续性强；当ESI>10时，表明该生态系统资源未有效利用，可持续性差；当ESI<1时，表明它是消耗型、不可持续的生态系统。成渝地区双城经济圈可持续发展指数为6.83，是山西省6.16倍，在1

（二）成渝地区双城经济圈农业具有绿色发展竞争优势

系统能值可持续发展指标（Emergy Index for Sustainable Development，简写EISD）是在可持续发展指数基础上，纳入对外贸易竞争力因素，以此评价区域可持续发展能力和竞争优势。从计算结果看，可持续发展性能指标（EISD）15.6大于可持续发展指数（ESI）6.83，说明其获取能值财富的能力强，在区域产品贸易中具有竞争优势。因此，该区域相关县、市、区应该立足农业资源禀赋，充分发挥比较优势，合理配置绿色农业资源，通过农业绿色发展机制创新，生产更多优质绿色农产品，通过市场交易，获取更多贸易利益。

（三）成渝地区双城经济圈农业生态系统对环境造成较大压力

区域生态系统健康能值指数（Emergy Region Ecosystem Health Index，简写EREHI）是在ESDI的基础上，加上废物能值比和能值自给率。在成渝地区双城经济圈系统中，EREHI因加入ESR和EEW，该指标发生较大变化，达4.14×10⁹，充分说明该系统排放废弃物对环境所产生的压力较大。这需要各级政府协调好经济与环境关系，完善农业绿色发展激励机制和环境危害约束机制，加大农业绿色发展力度，通过大力发展绿色农业、低碳农业和循环农业，实施山水林田湖草综合治理，减轻该系统对环境的压力，筑牢长江上游生态屏障。

最后，感谢西南科技大学国家社科基金培育项目：数字经济驱动农业绿色发展的机理与路径研究（项目编号：23sxb072的资助）。

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Evaluation of Agricultural Green Development in Chengdu-Chongqing Economic Circle Based on Emergy Analysis

CHEN Changhong¹， TANG Di²

（1. School of Economics and Management， Southwest University of Science and Technology， Mianyang 621010， Sichuan， China;2. School of Business， Tianfu College of Southwestern University of Finance and Economics， Mianyang 621000， Sichuan， China）

Abstract： Green agricultural development is a major measure to achieve the national “double carbon” strategic goal and maintain national ecological security. According to the emergy theory and method， using the relevant data of agricultural green development in Chengdu-Chongqing economic circle， the paper measures and analyzes the input emergy and output emergy of the agrarian ecosystem in the area. Through emergy index systems such as emergy self-sufficiency rate， emergy investment rate， and sustainable development index to analyze the status of agricultural green development， it is concluded that the sustainability of agricultural green development in the economic circle is good; It has the competitive advantage of green agricultural development; The agro-ecosystem causes great pressure on the environment. Accordingly， the countermeasures for the green development of agriculture in this region are put forward.

Keywords：green agricultural development， emergy analysis， Chengdu-Chongqing economic circle