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作物杂志,2021, 第1期: 175–181 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2021.01.024

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

湖南主要大田作物系统投入产出的能值分析

周江1(), 谢宜章2, 向平安1,2()   

  1. 1湖南农业大学洞庭湖区域农村生态系统健康湖南省重点实验室,410128,湖南长沙
    2湖南农业大学商学院,410128,湖南长沙
  • 收稿日期:2020-05-10 修回日期:2020-11-10 出版日期:2021-02-15 发布日期:2021-02-23
  • 通讯作者: 向平安
  • 作者简介:周江,主要从事生态农业领域研究,E-mail： 1090903824@qq.com
  • 基金资助:
    湖南省自然科学基金项目(2020JJ5265);国家科技支撑计划(2012BAD14B17);湖南省教育厅科学研究优秀青年项目(19B255);湖南省社科成果评审委员会项目(XSP20YBC402)

Emergy Analysis of Inputs and Outputs of Major Field Crop Ecosystems in Hunan Province

Zhou Jiang1(), Xie Yizhang2, Xiang Ping'an1,2()   

  1. 1Rural Ecosystem Health Laboratory of Hunan Dongting Lake Area, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, Hunan, China
    2Business School, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, Hunan, China
  • Received:2020-05-10 Revised:2020-11-10 Online:2021-02-15 Published:2021-02-23
  • Contact: Xiang Ping'an

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摘要：

比较不同作物系统的投入产出,是优化作物生产结构和设计农田可持续经营政策的重要前提。采用能值分析法,对湖南油菜、棉花、烤烟和水稻系统的投入产出情况进行分析,并比较各系统的能值评价指标。研究发现,整体上这4种作物系统的投入对自然资源依赖程度较低,主要依靠市场投入,具体表现为机械与燃料能值投入增加,农用化学品投入占比基本不变,人力投入与有机肥投入减少。尽管4种作物系统的环境负载率均小于3,但都呈上升趋势。这4种作物系统的能值可持续发展指数顺序为油菜>棉花>水稻>烤烟。本研究表明,传统利润率严重低估油菜、棉花和水稻系统对环境的贡献。鉴于油菜系统对环境压力较小,在注意控制其环境负载率的前提下,可适当扩大其种植规模。

关键词: 油菜, 棉花, 烤烟, 水稻, 能值分析, 效率, 湖南

Abstract:

Comparing the inputs and outputs of different field crop ecosystems is an important prerequisite for optimizing crop production structure and designing sustainable farmland management policies. In this paper, the input-output status of oilseed rape, cotton, flue-cured tobacco, and rice ecosystems in Hunan province was analyzed using the emergy analysis method. The emergy evaluation indexes of each ecosystem were compared. It was found that the inputs of four crop ecosystems were less dependent on natural resources and mainly rely on market inputs. Specifically, the input of emergy of machinery and fuel increased, the input of agricultural chemicals remained unchanged, and the input of manpower and organic fertilizer decreased. Although the environmental load ratios (ELR) of the four crop ecosystems were all less than three, they all showed an upward trend. The order of emergy sustainability index (ESI) of four crop ecosystems was oilseed rape > cotton > rice > flue-cured tobacco. This paper argued that conventional profit margins seriously underestimate the contribution of oilseed rape, cotton, and rice ecosystems to environment. In view of the low environmental pressure of oilseed rape ecosystem, considering the control of its ELR, its planting scale can be appropriately expanded.

Key words: Oilseed rape, Cotton, Flue-cured tobacco, Rice, Emergy analysis, Efficiency, Hunan province

图1

2006-2018年湖南主要大田作物种植面积及种植结构变化[9]

图2

湖南主要大田作物系统自然资源能值占比变动趋势

图3

湖南主要大田作物系统工业能值占比变动趋势

图4

湖南主要大田作物系统可更新有机能值占比变动趋势

图5

湖南主要大田作物系统购买能值占比变动趋势

图6

湖南主要大田作物系统化肥+农药能值变动趋势

表1

2006-2016年湖南主要大田作物系统能值指标

项目
Item		 油菜Oilseed rape 棉花Cotton
2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018
EIR 3.99 4.63 5.07 4.09 5.13 4.28 5.11 11.38 11.50 8.91 9.59 9.27 8.49 10.23
EYR 14.62 11.39 14.07 10.24 11.84 9.64 12.69 8.38 6.74 6.81 7.66 5.89 7.63 8.08
ELR 0.29 0.30 0.42 0.50 0.64 0.63 0.92 0.34 0.40 0.43 0.41 0.40 0.44 0.46
ESI 49.70 38.18 33.75 20.31 18.49 15.39 13.77 24.68 16.72 15.89 18.76 14.57 17.54 17.73
项目
Item		 烤烟Flue-cured tobacco 水稻Rice
2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018
EIR 16.61 17.30 13.45 13.94 13.35 13.06 15.89 5.61 6.76 5.35 5.97 9.73 5.27 6.79
EYR 0.08 0.09 0.08 0.08 0.07 0.08 0.08 2.50 2.48 2.17 2.14 2.04 2.19 2.46
ELR 0.60 0.49 0.57 0.69 0.80 0.84 1.01 0.57 0.80 0.86 1.05 1.41 1.33 1.54
ESI 0.13 0.19 0.14 0.12 0.09 0.09 0.08 4.40 3.12 2.53 2.03 1.45 1.64 1.59

表2

2006-2018年湖南主要大田作物系统的利润率

年份
Year		 成本–收益分析法[16]
Cost-benefit analysis method		 能值分析法（只计算购买能值）
Emergy analysis method (only
calculating purchasing emergy)		 能值分析法（含自然资源能值）
Emergy analysis (including
natural resources emergy)
油菜
Oilseed
rape		 棉花
Cotton		 烤烟
Flue-cured
tobacco		 水稻
Rice		 油菜
Oilseed
rape		 棉花
Cotton		 烤烟
Flue-cured
tobacco		 水稻
Rice		 油菜
Oilseed
rape		 棉花
Cotton		 烤烟
Flue-cured
tobacco		 水稻
Rice
2006 9.83 51.88 -0.79 35.29 1 362.33 737.69 -91.94 150.40 1 069.38 670.05 -92.40 112.52
2008 58.67 -13.46 19.20 37.53 1 039.17 574.39 -90.74 148.16 836.80 520.42 -91.24 116.16
2010 8.82 81.81 -5.04 31.23 1 306.84 580.84 -92.05 116.97 1 075.16 512.14 -92.60 82.82
2012 -24.42 -4.69 -2.16 27.48 923.88 666.31 -91.72 113.60 722.89 593.93 -92.27 82.93
2014 -16.27 -59.87 -8.56 13.91 1 083.68 488.66 -92.70 103.97 890.69 431.32 -93.21 84.96
2016 -43.32 -38.96 -5.20 10.94 864.18 663.01 -92.42 119.47 681.53 582.61 -92.96 84.47
2018 -16.71 -50.51 2.08 6.98 1 169.17 707.85 -92.09 145.72 961.56 635.90 -92.56 114.17
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