唐靜，林慧龍

（草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點實驗室 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅 蘭州730020）

循環(huán)經(jīng)濟(jì)思想［1－3］萌芽可追溯到環(huán)境保護(hù)思潮興起的時代。它是發(fā)達(dá)國家針對工業(yè)化進(jìn)程中出現(xiàn)的資源與環(huán)境問題，探索和建立的一種新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念首先于20世紀(jì)90年代在國際上形成，1998年引入我國并廣為傳播，隨后作為一種新型的經(jīng)濟(jì)模式被提出，已經(jīng)成為中國21世紀(jì)實施科學(xué)發(fā)展、建設(shè)和諧社會的重要戰(zhàn)略之一［4，5］，并于2009年開始施行《中華人民共和國循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》以促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展［6］。

所謂農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，是以資源節(jié)約和循環(huán)利用為特征，從而實現(xiàn)生態(tài)的良性循環(huán)和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。它最重要的實際運作原則是“減量化（Reduce）、再利用（Reuse）、再循環(huán)（Recycle）”，簡稱“3R”原則［7］。循環(huán)農(nóng)業(yè)是世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的最新趨勢，也是對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式的深刻變革［8，9］，使農(nóng)業(yè)在更高層次上實現(xiàn)超常規(guī)、跨越式科學(xué)發(fā)展的有效途徑和載體［10］。同時，中國的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)正處于自發(fā)階段向后現(xiàn)代化階段和草地農(nóng)業(yè)系統(tǒng)階段的迅速轉(zhuǎn)變過程中［11］，發(fā)展農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)是我國的必然選擇。在此基礎(chǔ)上，形成了草地農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的新的運作原則即“系統(tǒng)耦合”［12］，通過充分發(fā)揮其巨大潛勢［13－18］，可促進(jìn)農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)又快又好地發(fā)展。但關(guān)于草地農(nóng)業(yè)在循環(huán)經(jīng)濟(jì)中的作用、地位尚未見報道。

現(xiàn)今伴隨可持續(xù)發(fā)展理念的深入人心，系統(tǒng)耦合時間尺度縮短，空間尺度擴(kuò)張，草地農(nóng)業(yè)除了取得生態(tài)經(jīng)濟(jì)等多方面的效益外，還肩負(fù)起了保障糧食安全的重任［19－21］，“蔵糧于草”［22］的可行性不容置疑。本研究通過對四墩子鄉(xiāng)進(jìn)行能值分析，進(jìn)一步闡述草地農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的特征，進(jìn)而論述草地農(nóng)業(yè)處于農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)中的中心地位。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

四墩子鄉(xiāng)位于寧夏回族自治區(qū)鹽池縣境內(nèi)。氣候?qū)贉貛Щ哪敫珊禋夂颉|經(jīng)107°8′，北緯37°8′。境內(nèi)海拔東高西低，多在1 380～1 500m。西南部最高海拔1 604m。該區(qū)太陽輻射量582.2×103J/（cm2·a），年均溫7.7℃，＞0℃年積溫3 522.5℃。年降水量296.5mm，年蒸發(fā)量2 131.7mm。總土地面積7 933hm2，其中天然草地占5 820.7hm2［23］。

該區(qū)生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱，自從1986年開展“草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)研究與開發(fā)途徑”項目以來，隨著農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)能量、物質(zhì)輸入與輸出的合理調(diào)整，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有了很大的改觀。此后，四墩子成為草地農(nóng)業(yè)力能學(xué)研究的典型試驗地［23］。

1.2 研究方法

能值分析是以能值為基準(zhǔn)，把生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中不同種類、不可比較的能量轉(zhuǎn)換成同一標(biāo)準(zhǔn)的能值來衡量和分析，從中評價其在系統(tǒng)中的作用和地位；綜合分析系統(tǒng)中各種生態(tài)流（能物流、貨幣流和信息流等），得出一系列能值綜合指標(biāo)，定量分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能特征與生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益［24－30］。

1.2.1 初級生產(chǎn)取樣 分別對天然草地、栽培草地、農(nóng)作物及林地的物質(zhì)產(chǎn)量進(jìn)行多次重復(fù)樣方測產(chǎn)。

1.2.2 次級產(chǎn)品取樣 在四墩子鄉(xiāng)的6個自然村，每村選5戶。對其羊、豬、雞進(jìn)行逐月稱重，并記載毛、蛋產(chǎn)量及役用家畜的工作時數(shù)。最后對家畜增重、產(chǎn)毛、產(chǎn)蛋及役用分別以相應(yīng)的折算系數(shù)換算成能量值（表1）。

表1 生物能和輔助能的能量折算值［31］Table 1 The energy equivalents of biological energy and supplemental energy

1.2.3 商品能量 每個自然村選取15戶。對其當(dāng)年買入和售出的商品種類、數(shù)量進(jìn)行詳細(xì)記載。并參照以往的調(diào)查數(shù)據(jù)，按相應(yīng)的折算系數(shù)折合成能量值，最終確定系統(tǒng)輸入和輸出的能量。

1.2.4 化學(xué)分析 將取得的植物樣品分別在105℃條件下烘干（8～10h），稱重。最后制成樣品，用常規(guī)分析法，分析其營養(yǎng)成分。再用Parr自動絕熱式氧彈測定儀測定全部植物樣品的熱值，同時測定樣品的水分及灰分含量。

1.2.5 太陽輻射能測定 用太陽輻射儀逐日觀測。

1.3 能值指標(biāo)

1.3.1 太陽能值轉(zhuǎn)換率 太陽能值轉(zhuǎn)換率即每單位某種類別的能量或物質(zhì)所含（相當(dāng)）的太陽能值之量。

1.3.2 能值投資率 能值投資率等于人類經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)投入（反饋）的能值與自然環(huán)境資源輸入生產(chǎn)過程的能值之比，前者如燃油、電力、物資和勞務(wù)等，均需花錢購買，故稱為“購買能值”；后者來自自然界無償投入，稱為“無償能值”，包括土地等不可更新資源和太陽光、風(fēng)、雨等可更新資源。它可用于衡量經(jīng)濟(jì)活動在一定條件下的競爭能力，該指標(biāo)可表示系統(tǒng)對環(huán)境資源的利用程度。

1.3.3 凈能值產(chǎn)出率 凈能值產(chǎn)出率為產(chǎn)出（輸出）的能值與反饋（輸入）的能值之比，其中反饋的能值來自人類經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。

1.3.4 環(huán)境負(fù)載比率 環(huán)境負(fù)載比率＝［不可更新環(huán)境資源投入＋不可更新輔助能（電、化石能等）］/［可更新環(huán)境資源投入（太陽能、水資源等）＋可更新有機(jī)能投入（人畜力等）］。

1.3.5 能值可持續(xù)發(fā)展指數(shù) 能值可持續(xù)發(fā)展指數(shù)ESI（emergy sustainability index）為系統(tǒng)能值產(chǎn)出率與環(huán)境負(fù)載率之比。如果一個農(nóng)業(yè)系統(tǒng)能值產(chǎn)出率高而環(huán)境負(fù)荷率又相對較低，則它是可持續(xù)的，反之是不可持續(xù)的。

2 結(jié)果與分析

2.1 寧夏鹽池四墩子鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值指標(biāo)

草地農(nóng)業(yè)亞系統(tǒng)的太陽能值轉(zhuǎn)換率最高為667.230×104sej/J，其次是農(nóng)田亞系統(tǒng)，林地亞系統(tǒng)最低（表2），其產(chǎn)出都是通過綠色植物轉(zhuǎn)化太陽能為初級產(chǎn)品能。草地農(nóng)業(yè)亞系統(tǒng)因增加了動物同化初級產(chǎn)品的次級生產(chǎn)環(huán)節(jié)，所提供的產(chǎn)品能質(zhì)等級最高，具有較高能質(zhì)和較大控制能力，在全系統(tǒng)中扮演中心功能作用；但從另一角度看，作為較高等級者的草地農(nóng)業(yè)亞系統(tǒng)需要較大量低能質(zhì)能量來維持。

農(nóng)田亞系統(tǒng)的能值投資率為16.842，高于全系統(tǒng)、草地、林地亞系統(tǒng)（表2），表明農(nóng)田亞系統(tǒng)每單位無償環(huán)境資源的利用相應(yīng)投入了較高的購買能值，提高了生產(chǎn)成本，降低了競爭能力；另一方面由于購買能值投入較多，導(dǎo)致對無償環(huán)境資源的利用偏高。

凈能值產(chǎn)出率中的反饋能值來自人類經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，它說明經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的能投應(yīng)用效率，Odum［25］認(rèn)為該值應(yīng)在1～6，如果一個系統(tǒng)的凈能值產(chǎn)出率小于1，則該系統(tǒng)的能值將不會增加。林地、農(nóng)田亞系統(tǒng)的凈能值產(chǎn)出率相對較高，主要原因是所利用的無償環(huán)境能值相對高而購入能值利用相對少。草地子系統(tǒng)能值產(chǎn)出率與全系統(tǒng)近似，對自然環(huán)境的依賴性很低，未得到全系統(tǒng)及其他子系統(tǒng)組分的反饋加強(qiáng)，發(fā)生了生態(tài)鏈的斷裂問題，基本上完全依賴于人類社會的購入性反饋投入（表2），可考慮降低草地亞系統(tǒng)購買飼草料能值的投入比例，以提高草地子系統(tǒng)對全系統(tǒng)的依賴性。

表2 寧夏鹽池四墩子鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值指標(biāo)Table 2 The emergy indices of agro－ecosystems in Sidunzi country，Yanchi county，Ningxia

最高的環(huán)境承載力表明農(nóng)田亞系統(tǒng)，一方面在能值利用上的技術(shù)水平較高，另一方面也反映了農(nóng)田亞系統(tǒng)環(huán)境所承受的壓力較大；非常高的環(huán)境負(fù)荷率意味著經(jīng)濟(jì)活動對農(nóng)田亞系統(tǒng)的環(huán)境產(chǎn)生過大的壓力，甚至可能會超過生態(tài)環(huán)境的承載能力。

草地亞系統(tǒng)環(huán)境承載力最低為0.054，遠(yuǎn)低于農(nóng)田亞系統(tǒng)和全系統(tǒng)，表明目前草地亞系統(tǒng)對環(huán)境的壓力相對較小，還有進(jìn)一步開發(fā)利用的潛力。在此需要特別指出的是：草地亞系統(tǒng)由于家畜的介入所產(chǎn)生的間接反饋作用，使農(nóng)田、林地子系統(tǒng)環(huán)境負(fù)載率降低，從而直接導(dǎo)致全系統(tǒng)環(huán)境負(fù)載率較低。

由于化肥、農(nóng)藥投入率極低，草地、林地子系統(tǒng)的ESI值遠(yuǎn)高于全系統(tǒng)和農(nóng)田子系統(tǒng)，表現(xiàn)出強(qiáng)的可持續(xù)發(fā)展性能。更值得注意的是，與農(nóng)田子系統(tǒng)（經(jīng)濟(jì)效益好，但環(huán)境壓力大，是可持續(xù)發(fā)展最差的子系統(tǒng)）相比，草地子系統(tǒng)由于家畜生產(chǎn)（增益環(huán)）的引入對于全系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展性能提高的正面影響作用顯著。

2.2 寧夏鹽池四墩子鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值分析

農(nóng)業(yè)在我國干旱地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位。鹽池縣四墩子鄉(xiāng)地處黃土高原北緣干旱與半干旱區(qū)過渡的交錯區(qū)，屬傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，按產(chǎn)業(yè)類型分為3個亞系統(tǒng)，即農(nóng)田亞系統(tǒng)、草地亞系統(tǒng)和林地亞系統(tǒng)。以該農(nóng)業(yè)系統(tǒng)作為我國農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的一個典型案例，采用能值分析方法，進(jìn)行系統(tǒng)層和子系統(tǒng)層的比較研究（圖1）。整個系統(tǒng)的能值投入、產(chǎn)出見表3。

2.3 寧夏鹽池四墩子鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)投能結(jié)構(gòu)分析

農(nóng)田亞系統(tǒng)能值總流量估算為28.440×1017sej（sej＝solar energy joules，太陽能焦耳），其中可更新環(huán)境資源、不可更新環(huán)境資源、不可更新的工業(yè)輔助能值、可更新的有機(jī)能值各占總能值流量的4.54%，1.07%，70.88%和23.51%（表3）。工業(yè)輔助能值投入最大，電力的能值投入占工業(yè)輔助能值投入總量的56.91%，居于首位，表明工業(yè)輔助能值投入主要是用于灌溉的能源投入，化肥農(nóng)藥的投入占工業(yè)輔助能值投入的18.46%，也不容忽視?？筛碌妮o助有機(jī)能僅次于工業(yè)輔助能，仍占有重要地位，有機(jī)能中主要的能值投入來自有機(jī)肥與人力，表明農(nóng)田亞系統(tǒng)仍屬于傳統(tǒng)種植農(nóng)業(yè)階段。

草地亞系統(tǒng)能值總流量為89.275×1017sej，其中可更新環(huán)境資源、不可更新環(huán)境資源、不可更新的工業(yè)輔助能值、可更新的有機(jī)能值各占總能值流量的15.35%，3.61%，1.53%和79.51%（表3）?？筛碌挠袡C(jī)能投入最大，其中補(bǔ)飼飼料的投入占可更新的有機(jī)能值投入總量的93.38%，居于首位，表明草畜失衡是當(dāng)前草地亞系統(tǒng)的首要問題。

林地亞系統(tǒng)能值總流量估算為0.584×1017sej，其中可更新環(huán)境資源、不可更新環(huán)境資源、不可更新的工業(yè)輔助能值、可更新的有機(jī)能值各占總能值流量的24.30%，5.73%，15.82%和54.12%（表3）。可更新的有機(jī)能投入最大，其次為可更新環(huán)境資源。

全系統(tǒng)能值總流量估算為130.786×1017sej，其中可更新環(huán)境資源、不可更新環(huán)境資源、不可更新的工業(yè)輔助能值、可更新的有機(jī)能值各占總能值流量的12.51%，2.94%，20.10%和64.45%（表3）。可更新的有機(jī)能投入最大，其中補(bǔ)飼飼料的投入占據(jù)了較大份額；不可更新的工業(yè)輔助能次于工業(yè)輔助能，仍占有重要地位，其中機(jī)械、電力投入占據(jù)較大比例。

圖1 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值流程示意圖Fig.1 The emergy diagram of agro－ecosystems

3 討論

3.1 草地農(nóng)業(yè)處在大農(nóng)業(yè)的中心環(huán)節(jié)

草地農(nóng)業(yè)是生態(tài)農(nóng)業(yè)的一種，是從西方“有畜農(nóng)業(yè)”發(fā)展而來。它是草地與農(nóng)田、林地相結(jié)合，植物生產(chǎn)與動物生產(chǎn)相結(jié)合，產(chǎn)品生產(chǎn)與流通生產(chǎn)相結(jié)合，包括前植物生產(chǎn)層、植物生產(chǎn)層、動物生產(chǎn)層、后生物生產(chǎn)層［32］。在草地農(nóng)業(yè)系統(tǒng)各生產(chǎn)層之間存在著由3個界面連綴而形成的系統(tǒng)耦合［33］。在一定的空間范圍內(nèi)，草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的4個生產(chǎn)層中的任意2個或2個以上，都可以進(jìn)行系統(tǒng)耦合，并加以優(yōu)化，以達(dá)到持久、穩(wěn)產(chǎn)、豐產(chǎn)的目的。這種耦合具有時間和空間特性，可以形成不同類型的耦合模型［34，35］。據(jù)估算以20世紀(jì)80年代初中國牧區(qū)生產(chǎn)水平為基礎(chǔ)，只要把植物生產(chǎn)層和動物生產(chǎn)層加以耦合，就可以提高生產(chǎn)水平10倍以上［36］。因此，實行草地農(nóng)業(yè)，可實現(xiàn)能量分級利用，達(dá)到物質(zhì)內(nèi)部循環(huán)的目的。

目前，飼料用糧已成為我國糧食生產(chǎn)主要壓力，如果繼續(xù)堅持傳統(tǒng)的“糧—豬農(nóng)業(yè)”，飼料用糧需求數(shù)量巨大，勢必對中國的食物安全造成嚴(yán)重威脅。而建立草地農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，將人食與畜食分開，走節(jié)糧型、非糧型飼料道路是減小糧食生產(chǎn)壓力、優(yōu)化中國人口食物結(jié)構(gòu)、確保糧食安全的一項有效措施［37］。

本研究通過對寧夏鹽池四墩子鄉(xiāng)各系統(tǒng)層和子系統(tǒng)層的能值分析比較，表明草地農(nóng)業(yè)亞系統(tǒng)所提供的產(chǎn)品具有較高能值和較大控制能力，在全系統(tǒng)中扮演中心功能作用；并結(jié)合農(nóng)田和林地亞系統(tǒng)，把土地、植物和家畜聯(lián)系起來，建立土地—植物—動物“三位一體”的農(nóng)產(chǎn)品的物質(zhì)生產(chǎn)體系。同時，說明實施草地農(nóng)業(yè)是發(fā)展農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，更是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)和核心。

3.2 草地農(nóng)業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)特征

草地農(nóng)業(yè)是在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中含有較大比重的草地與養(yǎng)殖業(yè)，使農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)更為優(yōu)化的一種農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，它具有明顯的并通過界面間的耦合所展現(xiàn)出的循環(huán)經(jīng)濟(jì)特征。

表3 寧夏鹽池四墩子鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值投入、產(chǎn)出［23］（1988）Table 3 The emergy input，output of agro－ecosystems in Sidunzi country，Yanchi county，Ningxia

3.2.1 草地農(nóng)業(yè)具有最長的生態(tài)共生鏈 傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)主要依賴植物生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)增長局限于作物單產(chǎn)、作物深加工和副產(chǎn)品加工等方面［38］。而草地農(nóng)業(yè)系統(tǒng)從4個生產(chǎn)層面［39］入手，不僅將動物生產(chǎn)系統(tǒng)與植物生產(chǎn)系統(tǒng)兩者進(jìn)行耦合，還將草業(yè)與林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)等其他涉農(nóng)系統(tǒng)耦合，成為更大的耦合系統(tǒng)，即大農(nóng)業(yè)系統(tǒng)［36］。涉及旅游開發(fā)、植物和動物產(chǎn)品的專業(yè)生產(chǎn)及深加工與物流，涵蓋行業(yè)之廣，產(chǎn)業(yè)鏈條之深，是確保糧食安全的一條捷徑［38］。通過系統(tǒng)耦合，擴(kuò)大能、物流規(guī)模，建立具有多種產(chǎn)業(yè)整合效應(yīng)的現(xiàn)代大農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。以動物生產(chǎn)、后生物生產(chǎn)為農(nóng)業(yè)發(fā)展與農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)之間，以及農(nóng)業(yè)資源開發(fā)與農(nóng)業(yè)資源的永續(xù)利用之間良性耦合的切入點［34］，把延長生物鏈和延長產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)合起來，建立起生態(tài)服務(wù)（前植物生產(chǎn)層）—農(nóng)產(chǎn)品—精細(xì)加工（后生物生產(chǎn)）的生態(tài)共生鏈（圖2）。

圖2 草地農(nóng)業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)特征Fig.2 Circular economy characteristic of grassland farming

傳統(tǒng)上的耕作農(nóng)業(yè)只包含了“土壤—植物”之間簡單的相互循環(huán)，在草業(yè)系統(tǒng)中，它僅存在于最基本的界面（A）即草叢—地境界面之中（圖2）。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)以單一的種植業(yè)為主來維持農(nóng)業(yè)系統(tǒng)運行，割斷了植物與動物的有機(jī)聯(lián)系，且將動物生產(chǎn)定位于十分次要的附屬地位［40］，使植物、動物、微生物三者關(guān)系失常，浪費了可以利用的生產(chǎn)資源，效率低下，不可持續(xù)。其經(jīng)濟(jì)形式是一種 “資源消耗—糧食產(chǎn)品—污染排放”單向線性經(jīng)濟(jì)，其特征是高開采、低利用、高排放。而現(xiàn)代草地農(nóng)業(yè)是將“土—草—畜”三位一體結(jié)合起來，組織成一種“資源—農(nóng)產(chǎn)品—廢棄物—再生利用”閉合式循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。其特征是低開采、高利用、低排放，能最大限度地提高資源利用率，若在現(xiàn)行農(nóng)業(yè)模式的基礎(chǔ)上改行草地農(nóng)業(yè)，全國食物生產(chǎn)的農(nóng)田當(dāng)量數(shù)將達(dá)2.8億hm2，比現(xiàn)行農(nóng)業(yè)系統(tǒng)新增0.52億hm2農(nóng)田當(dāng)量，那么，我國食物生產(chǎn)能力將是現(xiàn)行農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的1.23倍，增幅巨大［41］。

草地農(nóng)業(yè)一頭兒帶動種植業(yè)，一頭兒推動加工業(yè)，中間拉動服務(wù)業(yè)，在整個產(chǎn)業(yè)鏈條中處于核心地位。草地農(nóng)業(yè)的模式，強(qiáng)調(diào)實現(xiàn)生產(chǎn)層中物質(zhì)的閉環(huán)循環(huán)，其中一個重要的方式就是建立草地農(nóng)業(yè)體系中不同流程和不同區(qū)域之間的橫向共生。即通過不同生產(chǎn)層或流程間的橫向耦合實現(xiàn)資源共享，為廢棄物找到下游的“分解者”，達(dá)到變污染負(fù)效益為資源正效益的目的。從某種意義上講，現(xiàn)代大農(nóng)業(yè)之路就是一條農(nóng)業(yè)系統(tǒng)耦合的系統(tǒng)創(chuàng)新（技術(shù)加體制）和產(chǎn)業(yè)升級之路，從農(nóng)業(yè)的工業(yè)化，又進(jìn)一步到智能化，然后達(dá)到更高層次的農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，即草地農(nóng)業(yè)，導(dǎo)入發(fā)達(dá)國家大農(nóng)業(yè)的經(jīng)營理念和高新技術(shù)，進(jìn)軍草業(yè)，這是農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢，也是中國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的必然之路［32］；同時，也是我國可持續(xù)發(fā)展及兼顧生態(tài)和民生需要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)［42］。

3.2.2 草地農(nóng)業(yè)可以實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的根本目標(biāo)——經(jīng)濟(jì)與生態(tài)的協(xié)同發(fā)展 生態(tài)經(jīng)濟(jì)循環(huán)圈（系指生態(tài)經(jīng)濟(jì)再生產(chǎn)的循環(huán)往復(fù)和周而復(fù)始的轉(zhuǎn)化過程）的矛盾，既由人類的生產(chǎn)和消費活動引起，也是由人類的生產(chǎn)和消費活動而激化。也就是說，生態(tài)經(jīng)濟(jì)循環(huán)圈的資源消耗和環(huán)境污染主要是通過經(jīng)濟(jì)循環(huán)圈的生產(chǎn)和消耗活動引起的。而循環(huán)經(jīng)濟(jì)以“3R”原則作為指導(dǎo)人類社會經(jīng)濟(jì)活動的準(zhǔn)則，來強(qiáng)化生態(tài)經(jīng)濟(jì)圈的循環(huán)轉(zhuǎn)換功能，通過強(qiáng)化生態(tài)循環(huán)圈和經(jīng)濟(jì)循環(huán)圈的雙重轉(zhuǎn)換機(jī)制，以尋求生態(tài)循環(huán)圈和經(jīng)濟(jì)循環(huán)圈的協(xié)同分展。

草地農(nóng)業(yè)在生態(tài)循環(huán)中起著承上啟下的作用，草食牲畜可將農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化為肉、奶、毛、皮等畜產(chǎn)品，同時，養(yǎng)殖產(chǎn)生的畜禽糞便，既可直接還田，也可通過工程措施，經(jīng)厭氧發(fā)酵提取生物質(zhì)能——沼氣，以解決農(nóng)村的能源問題。依托草地農(nóng)業(yè)發(fā)展農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，變廢棄物為資源，增加畜產(chǎn)品和再生能源產(chǎn)出，減少環(huán)境污染，在我國潛力巨大，意義非凡。例如，如果中國改變畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)，壓縮養(yǎng)豬數(shù)量的1/3，將耗糧型家畜代之以草食家畜，可節(jié)約6.7×107t谷物，將大大緩解糧食壓力［20］。從草原生態(tài)方面來看，隨著我國草原保護(hù)和建設(shè)力度的進(jìn)一步加大，草原保護(hù)制度的廣泛推行，草原畜牧業(yè)將在草原生態(tài)環(huán)境逐步改善的同時得到進(jìn)一步發(fā)展，實現(xiàn)草原畜牧業(yè)與草原生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展，將過去單純強(qiáng)調(diào)畜牧業(yè)頭數(shù)指標(biāo)，過渡到強(qiáng)調(diào)廣袤草原的生態(tài)服務(wù)價值。我國北方廣袤草原所提供的生態(tài)服務(wù)價值遠(yuǎn)勝于單純追求經(jīng)濟(jì)效益的系統(tǒng)所能提供的產(chǎn)品價值，且較后者更穩(wěn)定，更符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的時代命題，透過不同層次不同水平耦合模式的生態(tài)經(jīng)濟(jì)評價，使人們意識到草地農(nóng)業(yè)較之傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)所表現(xiàn)出的新興的前所未有的巨大產(chǎn)業(yè)前景。

3.2.3 草地農(nóng)業(yè)的系統(tǒng)耦合原則是農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的技術(shù)保障 謀求農(nóng)林牧副漁以及其他涉農(nóng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展，必須遵循“系統(tǒng)耦合原則（system coupling）”，系統(tǒng)耦合原則是在“3R”原則基礎(chǔ)上，提出的新增原則。

系統(tǒng)耦合是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部經(jīng)過自由能—系統(tǒng)會聚—超循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)育而發(fā)生的高一層的新系統(tǒng)。這一新系統(tǒng)的出現(xiàn)，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)分級管理提供了方便。新系統(tǒng)的驅(qū)動力為非平衡態(tài)系統(tǒng)的自由能的積累。農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的非平衡態(tài)和作為超循環(huán)驅(qū)動力的自由能是普遍存在的，因而超循環(huán)所形成的系統(tǒng)耦合的可能性也是普遍存在的。系統(tǒng)耦合在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)化的過程中，從多方面導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)潛力的解放［12，34］。

實施系統(tǒng)耦合原則可以增大農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)各要素間的物質(zhì)流量，減少系統(tǒng)流入和流出的物質(zhì)量，實現(xiàn)物質(zhì)、能量、信息在時間、空間、數(shù)量上的最佳運用，合理調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生系統(tǒng)進(jìn)化，多方面釋放系統(tǒng)的催化潛勢、位差潛勢、多穩(wěn)定潛勢和管理潛勢［12－19，34－38］。

系統(tǒng)耦合是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一大特征，其過程也是系統(tǒng)進(jìn)化，潛能從低級到高級釋放的過程，更是促進(jìn)農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的捷徑。

草地農(nóng)業(yè)將飼草種植和草食家畜養(yǎng)殖引入農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，有效彌補(bǔ)了以谷物生產(chǎn)為主體的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的缺失環(huán)節(jié)（圖2），使農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的組分更加完備。在此基礎(chǔ)上，若將農(nóng)區(qū)的優(yōu)良家畜與牧區(qū)的優(yōu)良牧草互作為耦合系統(tǒng)，不僅可以提升生產(chǎn)效益，還可兼顧經(jīng)濟(jì)效益。如肅南山地－張掖北山荒漠－臨澤綠洲復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的耦合模式中，在現(xiàn)有能值投入水平和科學(xué)管理力度下，其動物生產(chǎn)系統(tǒng)和綠洲植物生產(chǎn)系統(tǒng)的宏觀經(jīng)濟(jì)價值可提高4.6倍［17］。同時以綠洲子系統(tǒng)作為中心，進(jìn)行物質(zhì)交換和能量流通，可大幅度提高周圍荒漠子系統(tǒng)和相鄰山地子系統(tǒng)的生產(chǎn)力［17］。

鑒于草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)具有發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)的良好基礎(chǔ)，通過在各個生產(chǎn)層之間開展不同層次、不同地區(qū)的系統(tǒng)耦合，施行草地農(nóng)業(yè)，調(diào)整和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，延長產(chǎn)業(yè)鏈條，提高農(nóng)業(yè)系統(tǒng)物質(zhì)的循環(huán)利用和能量的梯級使用，以提高循環(huán)效率，并逐步形成以草地農(nóng)業(yè)為核心的農(nóng)林牧復(fù)合系統(tǒng)。

4 結(jié)論

本研究通過對寧夏鹽池四墩子鄉(xiāng)的案例分析，表明實施草地農(nóng)業(yè)系統(tǒng)不僅在提高能量轉(zhuǎn)化效率方面有積極作用，而且在增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、高產(chǎn)性、階段自持力等生態(tài)效應(yīng)方面具有舉足輕重的作用。進(jìn)一步論證了草地亞系統(tǒng)在整個農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中扮演著重要的中心功能角色。

實施草地農(nóng)業(yè)，尤其是進(jìn)行廣泛的系統(tǒng)耦合是發(fā)展農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，更是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)和核心。

系統(tǒng)耦合不僅是草地農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的新增原則，也是大農(nóng)業(yè)發(fā)展到一定階段的必然，還是解決我國農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能流模式的誤區(qū)即普遍存在生態(tài)鏈簡化甚至斷裂問題的出發(fā)點。

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