郭 溪，吳澤寧，王慧亮

（鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院，河南鄭州 450001）

區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)用水正負(fù)效益分析及能值評(píng)估

郭 溪，吳澤寧，王慧亮

（鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院，河南鄭州 450001）

從生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度，運(yùn)用能值分析方法，在分析區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)各種生態(tài)流投入產(chǎn)出的基礎(chǔ)上，探討了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水的正負(fù)效益，進(jìn)而以“能值”作為統(tǒng)一的度量尺度，完善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水正負(fù)效益的計(jì)算方法。以鄭州市為例，計(jì)算了該市2011年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)用水的正負(fù)效益，其中正效益為1.62×1021J，負(fù)效益為6.82×1020J，負(fù)效益約為正效益的42.10%，表明鄭州市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水存在負(fù)面問(wèn)題較為嚴(yán)重。認(rèn)為提高水資源及伴隨的可更新資源的利用效率，盡量減少不可更新資源的不合理投入和利用，避免因環(huán)境污染和地下水超采引發(fā)的危害，是減小農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水負(fù)效益的關(guān)鍵。

水資源；正負(fù)效益；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)；能值分析；鄭州市

水是一切農(nóng)作物生長(zhǎng)所必需的基礎(chǔ)物質(zhì)，是農(nóng)業(yè)的命脈，也是整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人類(lèi)生活的命脈［1］，農(nóng)業(yè)用水的可持續(xù)發(fā)展對(duì)國(guó)家和地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用［2］。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)用水主要是通過(guò)農(nóng)作物的光合作用和呼吸作用，將水的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)態(tài)的化學(xué)能，為人類(lèi)提供賴(lài)以生存的農(nóng)產(chǎn)品和工業(yè)原料。然而長(zhǎng)期的高強(qiáng)度土地利用、過(guò)量工業(yè)輔助能投入［3］，以及不合理的水資源開(kāi)發(fā)與利用必然會(huì)引起一系列的生態(tài)環(huán)境損失［4］，如水質(zhì)下降、水土流失、生態(tài)植被退化、地下水位變化等［5］。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)是“光、熱、水、土”等自然因素與“化肥、種子、人力、技術(shù)”等人為因素共同作用的系統(tǒng)，由于難以將各種因素統(tǒng)一定量研究，目前在農(nóng)業(yè)用水正負(fù)效益方面的定量計(jì)算較少，大多是定性分析。而生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)中的能值理論和分析方法［6］為解決這一問(wèn)題提供了一種途徑。本文在總結(jié)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)各種生態(tài)流的基礎(chǔ)上，從能量轉(zhuǎn)化的角度，采用能值分析方法計(jì)算鄭州市2011年農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)用水的正負(fù)效益，指出鄭州市農(nóng)業(yè)用水存在的問(wèn)題，為其農(nóng)業(yè)用水優(yōu)化配置以及節(jié)水型農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供參考。

1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水正負(fù)效益的能值分析方法

1.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水的正負(fù)效益概念

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是高度集約利用自然環(huán)境資源和社會(huì)經(jīng)濟(jì)資源的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)對(duì)水資源的有效利用和轉(zhuǎn)化，不僅為人類(lèi)提供賴(lài)以生存的食品和工業(yè)原料，同時(shí)獲得各種農(nóng)產(chǎn)品的化學(xué)能。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)出的能量主要是各種農(nóng)產(chǎn)品的化學(xué)能，但其不全是農(nóng)業(yè)用水的產(chǎn)出，水資源只有通過(guò)和其他資源、勞務(wù)等多種投入共同作用，才能生產(chǎn)出農(nóng)產(chǎn)品價(jià)值［3］。因此，通過(guò)整個(gè)系統(tǒng)中水資源對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)貢獻(xiàn)率與貢獻(xiàn)量的計(jì)算，提取出水資源對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的價(jià)值，即為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)用水的正效益。

與此同時(shí)，農(nóng)業(yè)用水會(huì)使水成為環(huán)境要素中變化最快的因子。首先，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水包括大量的地下水，而地下水的流動(dòng)性與可控性均較弱［5］，這一特點(diǎn)使得在地下水的開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中，無(wú)論從水量還是水質(zhì)上都是極難恢復(fù)的。一旦人類(lèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)帶來(lái)的水資源改變量超過(guò)了環(huán)境的承受能力，比如地下水超采，隨之而來(lái)的就是相應(yīng)的自然災(zāi)害及經(jīng)濟(jì)發(fā)展受限等。其次，人類(lèi)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)自然環(huán)境資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)和工業(yè)輔助能的大量投入以及不合理利用，也會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染和破壞，帶來(lái)一系列的生態(tài)環(huán)境損失。如種植業(yè)中化肥等的利用會(huì)導(dǎo)致水體、土壤、大氣污染，畜牧業(yè)中的養(yǎng)殖污水會(huì)造成環(huán)境損失，未被動(dòng)植物吸收利用的部分投入也會(huì)造成價(jià)值流失和生態(tài)失衡等一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題［7］。因此，本文將地下水超采造成的直接損失，生產(chǎn)過(guò)程中的環(huán)境污染、水土流失和生態(tài)失衡等間接損失歸納為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水負(fù)效益。

1.2 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水的正負(fù)效益計(jì)算

1.2.1 能值理論簡(jiǎn)介

20世紀(jì)80年代，美國(guó)著名生態(tài)學(xué)家Odum［6］創(chuàng)立了能值理論與方法，為生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的定量分析研究開(kāi)拓了新途徑。能值（emergy）是指一種流動(dòng)或貯存的能量所包含另一種類(lèi)別能量的數(shù)量，不同品質(zhì)的能量之間存在一個(gè)轉(zhuǎn)換關(guān)系——能值轉(zhuǎn)換率（emergy transformity），即形成每單位物質(zhì)或能量所含有的另一種能量的量［8］。由于各種能量均直接或間接源于太陽(yáng)能，能值分析以能值為基準(zhǔn)，將系統(tǒng)中不同種類(lèi)不可比較的能量通過(guò)太陽(yáng)能值轉(zhuǎn)換率轉(zhuǎn)換成同一標(biāo)準(zhǔn)的太陽(yáng)能值（solar emergy，單位為太陽(yáng)能焦耳solar em joules），轉(zhuǎn)換計(jì)算公式為

式中：EM為能值，J；τ為能值轉(zhuǎn)換率，J/J或J/g； B為能量或物質(zhì)的量，J或g。

近10多年來(lái)，能值分析方法和應(yīng)用研究十分活躍。在國(guó)際上，20世紀(jì)80年代美國(guó)科學(xué)基金組織率先開(kāi)展能值研究［9］，意大利、瑞典、澳大利亞等國(guó)［6，10］于90年代也相繼開(kāi)展。我國(guó)于20世紀(jì)90年代由留美學(xué)者藍(lán)盛芳引入能值理論，開(kāi)展了國(guó)家與地區(qū)［11-12］、農(nóng)業(yè)［13-14］、濕地［15］和城市方面［16］的能值分析和理論方法研究。目前，在廣州、南京、上海、北京等地的大學(xué)和科研單位均進(jìn)行了有關(guān)研究，已有3個(gè)能值分析研究項(xiàng)目得到國(guó)家自然科學(xué)基金資助［17］。在水資源領(lǐng)域，一些學(xué)者將其應(yīng)用在水資源生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值［18］、水資源系統(tǒng)生態(tài)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)［19］、用水效率［20］等方面，取得了豐富的成果。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)是人類(lèi)所控制和管理的“自然-人工復(fù)合經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)”，其能量流動(dòng)特征不同于自然生態(tài)系統(tǒng)，在很大程度上受制于人類(lèi)活動(dòng)。在分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的能流動(dòng)態(tài)時(shí)，既要考慮自然生態(tài)系統(tǒng)的能流，又要考慮人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的能流［21］。以能值作為統(tǒng)一的度量尺度來(lái)計(jì)算農(nóng)業(yè)用水的正負(fù)效益，其具體步驟為：①對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的能量流動(dòng)特征及過(guò)程做全面分析，收集各項(xiàng)數(shù)據(jù)；②列舉計(jì)算系統(tǒng)主要能值投入及產(chǎn)出，編制能值分析表，構(gòu)建農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)能量圖；③計(jì)算農(nóng)業(yè)用水的正負(fù)效益能值，評(píng)價(jià)農(nóng)業(yè)用水的實(shí)際能值效益。

1.2.2 正效益的能值計(jì)算方法

農(nóng)業(yè)用水來(lái)源主要包括三部分：有效降水、地表水和地下水，利用水資源對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的能值貢獻(xiàn)率，計(jì)算出水資源對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的貢獻(xiàn)量WCQ，即為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水正效益PB。水資源對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的貢獻(xiàn)率為

其中

式中：Ui為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)投入總能值；rp、rsw、rgw分別為有效降水能值、地表水能值和地下水能值；li為各項(xiàng)水資源的利用量；τi為各項(xiàng)相應(yīng)的能值轉(zhuǎn)化率。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水正效益為

式中∑So為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)出總能值。

1.2.3 負(fù)效益的能值計(jì)算方法

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水負(fù)效益NB包括地下水超采造成的能量損失、化肥等輔助能帶來(lái)的環(huán)境污染、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)耦合作用造成的水土流失以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)整體的生態(tài)失衡，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水負(fù)效益可用以上四方面對(duì)應(yīng)損失的能值之和來(lái)表示。

a.地下水超采負(fù)效益。地下水超采負(fù)效益rgc主要計(jì)算伴隨的災(zāi)害程度、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及人口密度［22］損失，計(jì)算公式為

其中

式中：Ep為計(jì)算地下水超采經(jīng)濟(jì)損失的復(fù)合參數(shù)；τgc為能值轉(zhuǎn)換率；GGDP為地均GDP；Pr為人口密度；A為計(jì)算區(qū)域面積。

b.環(huán)境污染負(fù)效益。環(huán)境污染負(fù)效益rep主要計(jì)算種植業(yè)中化肥導(dǎo)致的水體、土壤、大氣污染和畜牧業(yè)中養(yǎng)殖污水造成的環(huán)境損失，根據(jù)化肥施用量及單位化肥環(huán)境成本、畜牧業(yè)排放污水量及水污染損失能值轉(zhuǎn)換率進(jìn)行估算：

式中：qf為化肥施用量；lf為單位化肥施用的環(huán)境成本；qw為畜牧業(yè)排放污水量；τw水污染損失能值轉(zhuǎn)換率。

c.水土流失負(fù)效益。水土流失負(fù)效益rwl主要計(jì)算農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)耦合作用造成的水土流失，為水土流失量與其太陽(yáng)能值轉(zhuǎn)換率之積：

d.生態(tài)失衡負(fù)效益。生態(tài)失衡負(fù)效益rsj主要計(jì)算生物多樣性的減少損失，由于數(shù)據(jù)方面的局限，參考美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)環(huán)境政策中心的相關(guān)研究成果［23］，以農(nóng)業(yè)用水造成的野生動(dòng)物能值損失來(lái)代替生物多樣性減少進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算，即以人類(lèi)取用水資源造成野生動(dòng)物的能值損失進(jìn)行計(jì)算，為地表水、地下水化學(xué)能與取用單位地表水、地下水的野生動(dòng)物損失能值的乘積之和：

式中：ws、wg分別為地表水化學(xué)能和地下水化學(xué)能；rs、rg分別為取用單位地表水和地下水的野生動(dòng)物損失能值。

綜上所述，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水負(fù)效益的能值為

2 實(shí)例應(yīng)用

2.1 研究區(qū)概況

鄭州位于河南省中部偏北，東經(jīng)112°42′～114°14′，北緯34°16′～34°58′，北臨黃河，西依嵩山，東南為廣闊的黃淮平原。鄭州地區(qū)屬暖溫帶大陸性氣候，四季分明，多年平均氣溫14.4℃，多年平均降雨量640.9mm，無(wú)霜期220 d，全年日照時(shí)數(shù)約2 400 h。境內(nèi)大小河流35條，分屬于黃河和淮河兩大水系，其中黃河鄭州段150.4 km。全市多年平均水資源總量為13.4億m3，人均水資源量為210m3。

鄭州市地貌復(fù)雜、土壤類(lèi)型多，雨量適中，適宜多種農(nóng)作物的生長(zhǎng)，主要作物有小麥、玉米、紅薯、大豆、水稻、谷物、棉花、花生、煙葉、白菜、大蔥、土豆、西瓜等。鄭州市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)水平較高，近些年農(nóng)業(yè)用水問(wèn)題日益突出。在各種用水中，農(nóng)業(yè)灌溉用水所占比重一直最大。然而，由于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣，農(nóng)業(yè)用水呈逐年減少的趨勢(shì)［24］。2002年鄭州市農(nóng)業(yè)灌溉用水量為8.79億m3，占用水總量的55.7%；2011年鄭州市農(nóng)業(yè)灌溉用水量為3.39億m3，占用水總量的20.8%。2002年到2011年農(nóng)業(yè)用水平均每年減少約0.54億m3。

2.2 系統(tǒng)能量網(wǎng)絡(luò)和能值流指標(biāo)計(jì)算

根據(jù)鄭州市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和主要能源、物質(zhì)、信息等生態(tài)經(jīng)濟(jì)流情況，構(gòu)建鄭州市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)能量系統(tǒng)如圖1所示。能值投入包括可更新自然資源（陽(yáng)光、風(fēng)能、地表水、地下水、雨水等）、不可更新自然資源（土壤）、可更新有機(jī)能（種子、人力、畜力、有機(jī)肥等）、不可更新工業(yè)輔助能（化肥、農(nóng)藥、電力、農(nóng)用機(jī)械等），其中用水來(lái)源主要包括有效降水、地表水和地下水，能值產(chǎn)出主要為各種農(nóng)產(chǎn)品，除了一小部分農(nóng)產(chǎn)品滿(mǎn)足農(nóng)民生活需要和留做種子外，大部分均進(jìn)入市場(chǎng)。

王莽史建國(guó)三年（公元11年）河水在魏郡元城（今河北大名東）以上決口，洪水泛濫了近六十年，到東漢明帝永平十二年（公元69年），經(jīng)過(guò)王景治河后，出現(xiàn)了一條新河道，即《水經(jīng)注》以及唐代《元和郡縣志》里的黃河。這條黃河已較西漢大河偏東，經(jīng)今黃河和馬頰河之間至利津入海。這條大河穩(wěn)定了六百多年，其間當(dāng)然也有多次決口，但無(wú)大的改流。直到唐朝末年開(kāi)始在河口段有部分河段改道。[10]（鄒逸麟，1980，黃河下游河道變遷及其影響概述）宋朝初年，棣州（今山東惠民、濱縣一帶）境內(nèi)“河勢(shì)高民屋殆逾丈”。

圖1 鄭州市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能量系統(tǒng)

根據(jù)收集的原始數(shù)據(jù)及相應(yīng)能值轉(zhuǎn)換率計(jì)算各種生態(tài)流的能值，將其分類(lèi)匯總，編制能值分析表。其中，有效降水取農(nóng)業(yè)用地降水量的51%［25］，地表水、地下水原始數(shù)據(jù)來(lái)自于《河南省水資源公報(bào)2011》，其他原始數(shù)據(jù)來(lái)自于《鄭州市統(tǒng)計(jì)年鑒2012》，能量換算參照文獻(xiàn)［26-27］，能值轉(zhuǎn)換率、能值/貨幣比率數(shù)據(jù)參照文獻(xiàn)［8，18］。

鄭州市2011年農(nóng)業(yè)用水中，有效降水為7.22億m3，地表水為0.99億m3，地下水為3.20億m3。有效降水所占比例最大，但這部分水資源通常被忽視；其次是地下水，這與鄭州市的地下水開(kāi)發(fā)利用程度較高有關(guān)；而鄭州市地表水資源相對(duì)匱乏，所以農(nóng)業(yè)所用地表水也較少［24］。雖然雨水用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于地表水、地下水，但由于其能值轉(zhuǎn)換率較低，有效降水能值僅為5.51×1019J。遠(yuǎn)低于地下水的能值4.07×1020J，地下水能值占農(nóng)業(yè)用水能值的77.7%，地下水的大量開(kāi)采加劇了地下水水位的下降。

鄭州市2011年能值產(chǎn)出總量為2.22×1022J，其中種植業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)、漁業(yè)產(chǎn)品能值所占比重依次為34.10%、0.01%、58.80%、7.19%。由此可知，畜產(chǎn)品在鄭州市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中占主導(dǎo)地位，這也表明人們?nèi)粘Ｉ钪袑?duì)其需求量較高；而林產(chǎn)品在能值產(chǎn)出中所占比重極小，這與鄭州市保護(hù)森林、嚴(yán)禁砍伐林木的生態(tài)環(huán)保政策密切相關(guān)［28］。

2.3 鄭州市農(nóng)業(yè)用水正負(fù)效益計(jì)算

2.3.1 農(nóng)業(yè)用水正效益計(jì)算結(jié)果

根據(jù)第1.2.2節(jié)所述方法計(jì)算農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的貢獻(xiàn)率和產(chǎn)出能值。

2011年鄭州市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中總投入能值為7.20×1021J，其中水資源投入能值為5.24×1020J，對(duì)應(yīng)得出水資源對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的貢獻(xiàn)率為7.28%。因此，在2.22×1022J的總產(chǎn)出能值中，水資源對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的貢獻(xiàn)量達(dá)到1.62×1021J。綜上所述，鄭州市2011年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水正效益為1.62×1021J。

2.3.2 農(nóng)業(yè)用水負(fù)效益計(jì)算結(jié)果

鄭州市2011年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水負(fù)效益的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1，其中地下水超采損失計(jì)算參考文獻(xiàn)［23］。水土流失損失計(jì)算參考文獻(xiàn)［29］，2011年鄭州市水土流失面積取5 km2，按土壤流失量1362.4 t/km2［30］計(jì)算，鄭州市每年因?yàn)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)導(dǎo)致水土流失損失土壤6810 t。

表1 鄭州市2011年農(nóng)業(yè)用水負(fù)效益計(jì)算

2011年鄭州市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)用水正效益為1.62×1021J，負(fù)效益為6.82×1020J，負(fù)效益高達(dá)正效益的42.10%。農(nóng)業(yè)用水負(fù)效益中，生態(tài)失衡負(fù)效益占比為67%，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水負(fù)效益的主要部分，這是由于用水過(guò)程中造成的水質(zhì)污染在一定程度上損壞了河流的自?xún)裟芰?，使河水理化性質(zhì)惡化，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)動(dòng)植物品種更加單一，進(jìn)一步加劇了生態(tài)多樣性的破壞與喪失，進(jìn)而造成嚴(yán)重的生態(tài)系統(tǒng)失調(diào)［31］。水土流失負(fù)效益所占比例為17%，說(shuō)明鄭州市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料投入量大且利用效率較低，浪費(fèi)了大量能值資源。種植業(yè)與畜牧業(yè)生產(chǎn)造成的環(huán)境污染負(fù)效益所占比例為12%，這是鄭州市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理帶來(lái)的弊端。雖然地下水超采部分所占比例僅為4%，但地下水超采會(huì)引起地下水位的變化，其上升或下降會(huì)直接導(dǎo)致水土、水鹽平衡失調(diào)，土壤質(zhì)量下降，造成土地荒漠化、鹽漬化、生態(tài)植被退化等嚴(yán)重問(wèn)題［5］，因此不可輕視地下水超采問(wèn)題。

3 結(jié) 語(yǔ)

從生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度，采用能值分析方法對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行研究。在對(duì)系統(tǒng)能值投入與產(chǎn)出分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)能值指標(biāo)體系建立起投入與產(chǎn)出的數(shù)量關(guān)系，以反映系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效率，評(píng)價(jià)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能及運(yùn)行狀態(tài)；從生態(tài)角度入手，考慮了用水過(guò)程中引起的環(huán)境負(fù)效應(yīng)，以能值作為統(tǒng)一的度量尺度，

提出了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)用水正負(fù)效益的計(jì)算方法。將該方法應(yīng)用于鄭州市，計(jì)算得鄭州市2011年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)用水正負(fù)效益分別為1.62×1021J和6.82× 1020J，說(shuō)明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水在取得正效益的同時(shí)，也會(huì)隨之帶來(lái)相當(dāng)大程度的負(fù)效益。鄭州市今后農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)適當(dāng)減少不可更新資源的投入并提高其利用效率，充分利用可更新資源。本文在計(jì)算時(shí)沒(méi)有考慮地表水和地下水重復(fù)利用量，這樣會(huì)使研究結(jié)果存在一定的偏差；在生物多樣性減少損失能值中，

只考慮野生動(dòng)物的損失，因此本文方法有待進(jìn)一步的完善。

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Emergy evaluation of positive and negative effects of water utilization in regional agricultural production system

GUO Xi，WU Zening，WANG Huiliang
（School ofWater Conservancy and Environment，Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，China）

Based on analysis of the inputand outputof various ecological flows in a regional agricultural production system，the positive and negative effects ofagriculturalwater utilization were evaluated through emergy analysis from a perspective of ecological economics.Then，with the emergy as a normalized basis，the method of calculating the positive and negative effects of agriculture water utilization was improved.Using Zhengzhou City as an example，the positive and negative effects of water utilization in the agricultural production system of the city in 2011 were calculated.The results show that the positive effectwas 1.62×1021J，and the negative effect was 6.82×1020J，which was about 42.10%of the positive effect，indicating that the city's agriculture water utilization was in a significantly negative situation.Improving the utilization efficiency of water resources and the accompanying renewable resources while minimizing the unreasonable investment and utilization of nonrenewable resources，and avoiding the harm caused by environmental pollution and overexploitation of groundwater are the keys to solving the problem of negative effects of agriculturalwater utilization.

water resources；positive and negative benefits；agricultural production system；emergy analysis；Zhengzhou City

P339；S271

A

1006 - 7647（2016）04 - 0001 - 05

10.3880/j.issn.1006 7647.2016.04.001

2015- 07 30 編輯：鄭孝宇）

國(guó)家自然科學(xué)基金（51379191）

郭溪（1990—），女，博士研究生，主要從事水資源優(yōu)化配置與規(guī)劃管理研究。E-mail：zzuguoxi@163.com