摘要：【目的】動态评价广西农业生态经济系统运行效率和可持续发展状况，为广西农业可持续发展提供对策建议。【方法】运用能值分析理论和方法，从能值投入、能值产出、系统评价三大方面建立33个指标，深入研究2000—2019年广西农业生态经济系统能值投入、产出情况和运行状况，并对农业绿色GDP进行核算;同时将广西的研究结果与全国平均水平、贵州、云南进行比较。【结果】2000—2019年广西农业生态经济系统总投入能值和总产出能值分别增加9.54%和44.61%，辅助能值投入不足制约了农业资源开发利用效率。农业处于自然资源高度依赖型和劳动密集型的传统发展阶段，特色优势产业不突出。尽管系统处于可持续发展状态，但不够稳定，尤其是2015年以来，可持续性指数下降38.85%，表明系统仍面临较大的环境压力。人均能值用量和能值密度偏低制约了农民生活水平和农业经济发展。农业绿色GDP占比较低，且从2000年的60.13%逐渐下降至2019年的47.73%。广西农业生态经济系统的可持续性指数高于全国平均水平和贵州，但低于云南;农业绿色GDP占比高于全国，但低于贵州和云南。【建议】提升农业劳动力素质、增加农业机械和科技投入，发展生态循环农业;优化能值投入结构，提升农业资源开发利用效率，维持农业生态经济系统可持续发展状态;充分利用森林和海洋资源，打造特色休闲农业、森林生态旅游和海洋农牧场，实现农业生态产品价值。
关键词： 农业生态经济系统;能值分析;农业绿色GDP;广西
Dynamic evaluation of agricultural eco-economic
system in Guangxi
ZHANG Yun-lan
（School of Economics and Trade， Guangxi University of Finance and Economics， Nanning 530003， China）
Key words： agricultural eco-economic system; emergy analysis; agricultural green GDP; Guangxi
Foundation item： Youth Project of National Social Science Foundation （17CJY008）; Youth Project of Guangxi Na-tural Science Foundation （2018JJB180033）; Humanities and Social Sciences Program for Thousands of Young and Mi-ddle-aged Backbone Teachers in Guangxi Universities（2021QGRW058）; Guangxi University of Finance and Econo mics Social Security Key Construction Discipline Research Project（SBX20180009）
0 引言
【研究意义】农业生态经济系统是农业生产过程中自然环境系统和社会经济系统有机结合的复合系统，是人类赖以生存和发展的重要系统（周淑梅和王倩，2017）。广西是传统农业大省，处于国家“两屏三带”生态安全战略格局的南方丘陵山地带，喀斯特地貌分布广泛，生态环境脆弱、农业资源不足、人地矛盾突出、石漠化问题严重，农业生态经济系统面临较大压力（罗海平等，2020）。因此，深入研究广西农业生态经济系统运行状况，对促进广西乡村振兴及保障我国西南、华南地区生态安全具有重要意义。【前人研究进展】能值分析是动态评价农业生态经济系统的有效方法。20世纪80年代末，为弥补生态经济系统能量分析中不同种类能量之间不能直接比较和加总的不足，美国著名生态学家Odum（1988）提出了能值分析理论和方法，即将系统中的能量流和物质流通过太阳能值转换率统一转换为能值后进行量化研究。1992年，蓝盛芳等（1995）将能值分析理论和方法引入我国，并对农业的能值分析进行论述。之后，国内学者纷纷开展不同区域、不同尺度的农业生态经济系统能值分析，对系统运行的认识逐渐清晰。陈东景和徐中民（2002）计算了张掖地区农业生态经济系统能值投入和产出量。付晓等（2005）通过辽西半干旱区农业生态经济系统的能值分析发现对自然资源的过度利用和对可更新有机能的不充分利用是制约农业发展的主要原因。谢雨萍等（2007）计算出广西恭城县“生态农业+旅游”系统的能值产出率和能值收益率分别是传统生态农业系统的4.74倍和1.94倍。胡小东等（2010）研究了2005年我国西部12个省份的农业生态系统的能值投入、产出情况和运行状态，发现广西和四川等地区环境负载较高，发展潜力不足。陈绍晴等（2012）指出广西恭城县沼气农业复合生态系统的环境负载率低、可持续性强。董晓佳等（2015）发现农业资源利用效率低下导致定西市农业可持续发展能力不足，该状态在河北也存在（周淑梅和王倩，2017）。郑二伟等（2020）、焦士兴等（2021）基于省域生态经济系统能值分析发现，河南省农业发展过度依赖工业辅助能，系统产出效益不高且逐渐偏离可持续发展。【本研究切入点】目前已有研究中，针对广西农业生态经济系统整体的能值分析，尤其是长时间序列的动态评价鲜见报道。【拟解决的关键问题】利用能值分析理论和方法核算2000—2019年广西農业生态经济系统能值投入与产出情况，构建综合指标体系，动态评价系统运行效率和可持续发展状况，并提出优化策略，为广西农业可持续发展提供决策依据。
1. 1 研究区概况
广西地处中国南疆，西南与越南接壤，地理坐标为东经104°28′～112°04′、北纬20°54′～26°23′，属亚热带季风气候，年平均气温17.60～23.80 ℃，年平均降雨量723.90～2983.80 mm。行政区域土地面积23.76万km2，在全国31个省（区、市）中排名第九。山多地少是广西土地资源的主要特点，根据第三次全国国土调查数据，广西耕地面积330.76万ha，人均耕地面积仅0.07 ha。2020年，广西全区生产总值（GDP）22156.69亿元，比2019年增长3.70%，其中第一产业增加值增长5.00%;第一产业增加值占GDP的比例为16.00%。农村居民人均可支配收入14815.00元，比2019年实际增长4.60%。2020年广西常住人口5012.68万人，其中乡村人口2295.58万人，占比45.80%。2019年广西甘蔗、蚕茧、茶叶、水果、肉类、蜂蜜和水产品的产量居全国前十。
本研究以2000—2019年为研究时段，对广西开展基于能值分析理论和方法的农业生态经济系统动态评价，并将评价结果与云南、贵州和全国平均水平进行比较。数据主要来源于FAO统计数据库、EPS数据库和《中国统计年鉴（2001—2020）》《中国农村统计年鉴（2001—2020）》《广西统计年鉴（2001—2020）》《贵州统计年鉴（2001—2020）》《云南统计年鉴（2001—2020）》《广西国民经济和社会发展统计公报（2000—2020）》《广西水资源公报（2000—2019）》。能值计算方法和太阳能值转换率主要参考Odum（1988）、蓝盛芳等（2002）的研究成果。
1. 3 能值分析方法
1. 3. 1 能值计算 能值计算步骤（蓝盛芳等，1995）：（1）搜集农业生态经济系统投入的能量流、物质流数据和产出的物质流数据;（2）通过能量折算系数将不同种类物质和能量转化为以焦耳（J）为单位的能量，不能转化为能量的物质则折算为以克（g）为单位的物质质量;（3）通过能值转换率将能量和物质质量转化为统一量纲（sej）的太阳能值。
1. 3. 2 能值指标体系构建 参考已有文献（朱韵臻和朱玉林，2015;郑二伟等，2020;焦士兴等，2021），并结合广西实际，构建包括投入指标、产出指标和评价指标的能值指标体系，具体如表1所示。
2 广西农业生态经济系统能值核算与评价
2. 1 广西农业生态经济系统能值投入动态分析
2. 1. 1 能值投入明细 为避免重复计算，广西农业生态经济系统能值投入中，将太阳辐射能、风能、雨水势能和雨水化学能4种能值中最大的一项与地球循环能相加，作为可更新环境资源能值;2019年雨水化学能和地球循环能的能值占比分别为65.85%和34.15%。不可更新工业辅助能值中数量排前5的项目是生产用电、磷肥、氮肥、复合肥和钾肥，2019年占比分别为34.17%、24.63%、15.78%、12.43%和6.95%。可更新有机能值中各项目的数量排序为劳动力>畜力>有机肥>种子，2019年数值占比分别为46.46%、22.43%、20.10%和11.01%，表明系统是以劳动密集型为主的传统农业生产模式。
2. 1. 2 能值投入结构及变化趋势 2000—2019年广西农业生态经济系统能值投入结构及变化趋势如图1和图2所示，总投入能值先波动增加，至2015年后开始减少，但总体增加9.54%。环境资源总投入能值和总投入能值的变化趋势一致，总体增加12.82%，占总投入能值比例在55.00%以上，其中，可更新环境资源能值投入量先波动增加再减少，总体增加3.73%;不可更新环境资源能值投入量增长较快，增加22.98%。从结构上看，除2000和2019年外，可更新环境资源能值一直占主导地位，投入率大于30.00%;其次是不可更新环境资源能值，除2002年为24.64%外，其投入率均在25.00%以上，表明系统运转主要依靠内部自身的自然环境资源，且受气候影响较大。
辅助总投入能值变化趋势较平缓，总体上增加5.27%。其中，不可更新工业辅助能值投入增长最快，增加85.41%，主要原因是复合肥和生产用电大幅增加，分别增加123.71%和327.26%;复合肥占不可更新工业辅助能值的比例从2000年的10.30%增至2019年的12.43%，与此同时，生产用电的占比从14.83%增至34.17%。20年间可更新有机能值减少29.58%，其中畜力和有机肥减少较多，分别为56.54%和20.56%。值得注意的是，自2012年开始劳动力投入减少，但其占可更新有机能值的比例却呈增加态势，一方面是因为工业化、城镇化发展促进了劳动力转移，另一方面是由于畜力投入在2006年出现大幅度减少，导致可更新有机能值出现同步减少。从投入率来看，不可更新工业辅助能值和可更新有机能值的投入比例变化幅度较大，前者从2000年的13.17%提升至2019年的22.29%，表明系统对外界投入的依赖不断增强，现代农业模式逐渐产生，但需要防止化肥和农药过度使用对生态环境造成破坏;后者从2000年的30.28%下降至2019年的19.47%，且在2003年后投入比例均小于不可更新环境资源能值。
2. 2 广西农业生态经济系统能值产出动态分析
2. 2. 1 能值产出明细 广西农业生态经济系统能值产出中，甘蔗、谷物、蔬菜（含菌类）和油料占种植业能值产出比例较高，2019年占比依次为59.22%、24.42%、8.56%和5.67%;林业能值产出中占比前6位的是木材、油茶籽、水果、油桐籽、八角和板栗，分别为49.41%、17.99%、16.36%、5.83%、4.24%和3.69%;畜牧业能值产出中猪肉占比最高，达72.20%以上，其次是禽肉、蚕茧、牛肉和禽蛋，2019年占比分别为17.65%、7.09%、4.36%和3.57%。
2. 2. 2 能值产出结构及变化趋势 2000—2019年广西农业生态经济系统能值產出变化趋势如图3所示，系统总产出能值增加44.61%，其中2000—2018年增加58.02%，2018—2019年减少8.48%，其变化趋势和畜牧业能值产出变化趋势较为一致，因为畜牧业能值产出占系统总产出能值的比例为51.86%～62.70%。研究期内畜牧业能值产出增加19.62%，其中除猪肉能值产出减少外，其他项目的能值产出均有不同程度的增加，体现了人民生活水平有所提高。东桑西移政策引导下，畜牧业能值产出中蚕茧增加最快，增加11.82倍，其次是奶类，增加4.18倍。
系统总产出能值中排第二的是渔业（能值产出只包括水产品一项），其占系统总产出能值的比例在16.30%～21.01%，2000—2019年渔业能值产出增加42.65%。种植业能值产出占系统总产出能值的比例在13.45%～17.41%，研究期内种植业能值产出增加59.32%，这是种植业中各项目增减后共同作用的结果，其中增加最多的是甘蔗，增加154.97%，减少最多的是烟叶，减少58.23%。广西林业资源丰富，森林覆盖率居全国第三。林业能值产出占系统总产出能值的比例不断增加，从2000年4.25%增加至2019年的13.97%，研究期内林业能值产出增加3.76倍，其中木材能值增加11.95倍。
2. 3 广西农业生态经济系统评价指标动态分析
2. 3. 1 能值自给率、能值购买率和能值投资率 能值自给率是反映系统自给自足能力的指标，其值越大说明系统自给自足能力越强。由图4可知，2000—2019年期间广西农业生态经济系统能值自给率较为稳定，最低是2000年的56.55%，最高是2008年的64.76%，平均值61.20%，高于全国平均水平和贵州（表2），说明系统对农业环境资源依赖程度较高。能值购买率是反映经济投入对农业生产贡献和区域经济发展水平的指标。2000—2019年能值购买率变动较为平缓，变动趋势与能值自给率相反，平均值38.80%，低于全国平均水平和贵州，说明系统经济投入较低，导致环境资源不能得到有效利用，农村经济发展较为落后。能值投资率的值越大，说明对系统的开发利用程度越高，区域经济发展水平也越高。2000—2019年系统能值投资率在50.00%～80.00%波动，且总体呈下降趋势，变化趋势与能值购买率较为一致，由2000年的76.85%下降至2017年的58.57%，之后逐渐上升，2019年达71.70%，平均值63.63%，低于全国平均水平和贵州，说明系统生产过程中主要依赖环境资源，购买能值投入不足，资源利用效率和农业生产水平较低。值得注意的是，2017年以来广西大力推动现代特色农业高质量发展，农业生产资料投入增加，系统的能值投资率逐渐提升。
2. 3. 2 能值产出率和能值收益率 能值产出率和能值收益率是衡量系统生产效率的指标。2000—2019年广西农业生态经济系统能值产出率和能值收益率均大于1.00，且不断上涨（图5），说明系统生产效率不断提高，一直处于能值盈余状态，且随着能值投入结构和数量的变化，能值盈余不断增加（图6）。20年间能值产出率增加32.02%，且2018年开始达2.00以上;2018年之前能值收益率持续增长，增加52.44%，由于2019年系统总产出能值减少，导致这一年能值收益率减少9.88%，20年间总体上仅增加37.38%;能值产出率和能值收益率的平均值分别为1.73和4.47，均高于全国平均水平，说明广西农业生产效率高于全国平均水平。
2. 3. 3 环境负载率和可持续性指数 环境负载率越大说明农业生产过程中系统所承受的环境压力越大。2000—2019年广西农业生态经济系统环境负载率上下浮動，均大于1.00，变化趋势不明显（图7），2019年比2000年增加7.99%，平均值1.99，小于全国平均水平和贵州，但大于云南，说明广西增加农业生产投入的空间较大。需要注意的是，广西处于西南喀斯特地区，生态环境极其脆弱，必须兼顾农业生产和生态环境保护，在增加可更新有机能投入和提高资源利用效率的同时适当减少不可更新能值投入，并逐步提高系统生态承载力。可持续性指数是衡量系统可持续发展状态的指标。20年间广西农业生态经济系统可持续性指数在1.49～2.81波动，表明系统具有一定活力但不够稳定，尤其是2015年之后，可持续性指数下降38.85%。从平均值来看，广西农业生态经济系统可持续性指数的平均值为2.29，高于全国平均水平和贵州，但低于云南。
2. 3. 4 生产优势度和稳定性指数 生产优势度是衡量系统各产业间能值生产均衡性的指标，其值越大说明系统内产业间越不均衡，某一个产业占主导。2000—2019年广西农业生态经济系统生产优势度较低且波动下降（图8），下降22.94%，平均值0.41，略低于全国平均水平，也低于云南和贵州，说明系统各产业间能值产出相对均衡，产业发展优势不突出，自身资源优势利用不足。稳定性指数是衡量系统能值生产稳定性的指标，其值越大说明系统结构越稳定，系统的反馈和自我调节能力越强。2000—2019年广西农业生态经济系统稳定性指数缓慢增长，总体上增加19.68%，平均值1.10，高于全国平均水平，说明系统结构较为稳定且反馈和调节机制增强。比较稳定性指数和生产优势度变化趋势可看出，二者存在近乎相反的变化。
2. 3. 5 人均能值用量、能值密度和能值货币比率 人均能值用量是衡量人民生活水平的指标。2000—2019年广西农业生态经济系统人均能值用量波动上涨（表3），增加24.26%，平均值6.66E+15 sej/人，低于全国平均水平和云南，说明广西农业生态经济系统人均享受的能值有所提高，但由于能值投入水平较低，导致人均能值用量低，从而制约了农民生活水平。能值密度是衡量经济发展等级的指标。20年间广西农业生态经济系统能值密度下降10.00%，平均值4.75E+11 sej/m2，高于全国平均水平，低于云南和贵州，说明广西农业生态经济系统开发程度和能值利用强度不高，农业经济发展水平较低。能值货币比率是衡量自然资源对经济贡献大小的指标，其值越大说明单位货币能换取的能值越多。20年间广西农业生态经济系统能值货币比率呈快速下降趋势，减少82.58%，平均值7.93E+11 sej/元，小于全国平均水平、云南和贵州，说明广西自然资源对农业经济发展的贡献逐渐减小，需进一步挖掘资源优势，提高资源利用效率，促进农业经济发展。
2. 3. 6 农业绿色GDP 2000—2019年广西农业生态经济系统中农业绿色GDP变化趋势如图9所示。20年间广西农业GDP快速增加5.29倍，其中，不可更新环境资源能值—货币价值增加6.06倍，占比从26.70%增至29.98%;不可更新工业辅助能值—货币价值增加9.65倍，且其占比增长快速，从13.17%增至22.29%;而农业绿色GDP仅增加4.00倍，农业绿色GDP占比从2000年的60.13%下降至2019年的47.73%，平均值56.00%，低于云南和贵州。由此可见，农业绿色GDP占比降低的主要原因是不可更新工业辅助能投入量快速增加，大量资源消耗的同时加剧了环境污染和破坏，次要原因是水土流失加剧导致不可更新环境资源能值投入增加。农业绿色GDP占比减少说明农业经济发展中资源环境付出的比例加大，不利于农业可持续发展的负面效应增强。
2. 4 广西农业生态经济系统主要能值评价指标与全国平均水平、贵州、云南的比较
以2019年为例，将广西农业生态经济系统主要能值评价指标与全国平均水平、贵州、云南进行比较，广西环境负载率高于贵州和云南，可持续性指数介于贵州和云南之间，生产优势度低于全国平均水平、贵州和云南，而系统稳定性指数则最高（表2）。广西人均能值用量低于全国平均水平和云南，能值密度低于贵州和云南。广西能值货币比率较低，低于全国平均水平、贵州和云南，农业绿色GDP占比也低于贵州和云南。因此，总体看来，近期广西农业生态经济系统优于全国平均水平，但由于不可更新工业辅助能值投入不足，资源利用效率不高，和同处于西南喀斯特地区的贵州、云南相比，还有一定差距，尤其是和云南的差距较大。
3 讨论
本研究结果表明，2000—2019年广西农业生态经济系统可更新环境资源能值投入均超过50%，而2016年安徽农业生态经济系统仅15%（马世昌和吴晓磊，2019），农业生产过于依赖自然环境资源，农业经济发展模式为资源高消耗型，但环境资源能值对农业经济的贡献率逐渐减弱;辅助总投入能值逐渐增加，资源开发程度有所提高，但能值密度和人均能值用量仍处于较低水平，制约着农村经济发展水平和农民生活水平;化肥和劳动力在辅助总投入能值中分别排第一和第二，农业处于劳动密集型的传统发展阶段，且化肥的大量使用加大了生态环境压力，该问题在郑二伟等（2020）对河南的研究中也存在。尽管广西农业生产效率较高，农业生态经济系统处于可持续发展状态，但不够稳定，这与甘肃定西（董晓佳等，2015）、河南（焦士兴等，2021）情况一致。农业绿色GDP占比逐渐减少，农业经济发展的生态环境代价不断加剧。另外，广西农业特色优势资源开发和利用不充分，产业发展优势不够突出。本研究结果与胡小东等（2010）关于2005年广西农业生态经济系统的研究结果较为一致，但长时间序列研究能更直观展现系统动态变化情况。
4 建议
4. 1 优化能值投入结构，提升资源开发利用效率
广西农业生态经济系统能值投入结构不够合理，大部分为环境资源能值投入，辅助能值投入不足，且辅助总投入能值中主要是劳动力和化肥投入，机械和农膜的投入占比不足1.00%，资源开发利用效率较低。因此，在充分利用太阳能和雨水能的同时，要优化辅助能值投入。首先，优化农业劳动力投入，打造生产型、经营型和服务型的新型职业农民队伍。积极转移农业剩余劳动力的同时，加大对农业生产者和经营管理者的培训，重点培养农民企业家、农民致富带头人，提高农业从业者文化素质、生产技术水平、经营管理能力和生态保护意识。其次，采用测土配方施肥，控制化肥使用量，注重有机肥和化肥的合理搭配，推广秸秆还田，提升人畜粪尿利用率，大力发展生态循环农业。第三，在加大辅助能值投入的同时，提高农业机械化水平、推广设施农业，引进新品种和新技术，不断提升农业资源開发利用效率，走技术集约型道路。
4. 2 提升环境承载力，维持农业可持续发展状态
广西是典型的喀斯特地区，自身生态环境脆弱，加之人口高度聚集和过度垦伐，人地矛盾突出，石漠化问题严重。尽管广西农业生态经济系统处于可持续状态，但系统不够稳定，尤其是2015年以来，可持续性指数大幅下降。另外，广西农业绿色GDP占比低于贵州和云南，且不断下降，到2019年占比不足50.00%。因此，要将农业生产、农民生计和生态环境保护相结合。一方面，统筹开展山水林田湖草生态保护和修复工程，大力实施水土流失防治、石漠化治理、矿山修复、农田质量提升等重点项目，改善农业生态环境。另一方面，总结经验、因地制宜，积极调整农业产业结构。推广农林牧复合的保护性发展模式，应用中科院专家团队在环江毛南族自治县的研究成果，通过种草养牛和种桑养蚕等模式走生态保护和特色发展道路，达到增加农民收入和保持水土、固碳的综合效果，促进农业可持续发展。
4. 3 依托生态产品价值，大力发展现代特色农业
森林和海洋是广西两大特色优势资源，但传统农业的资源利用效率不高，不足以实现其生态产品价值，导致农业经济效益低。因此，要依托生态产品价值，积极探索价值实现路径，充分利用特色资源优势，采用互联网+农业的模式，通过一二三产业融合，推动现代特色农业高质量发展。首先，充分利用优美的自然山水风光，发展特色休闲农业。其次，充分利用林业资源优势，发展林下经济和森林生态旅游。最后，充分利用海洋和红树林资源大力发展海洋农牧场。值得注意的是，基于丰富的山林资源，广西畜牧业占比较高，但优势不突出，作为现代特色农业发展的主要产业，应积极培育新型经营主体，采取“公司+合作社+家庭农场”的模式，开展适度规模化经营，进行畜牧产品精深加工，延长农业产业链，提高农业附加值。
本文系农业生态经济系统安全评价与预警研究之二。
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基金项目：国家社会科学基金青年项目（17CJY008）;广西自然科学基金青年项目（2018JJB180033）;广西高等学校千名中青年骨干教师培育计划人文社会科学类项目（2021QGRW058）;广西财经学院社会保障学重点建设学科研究项目（SBX20180009）