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旱天多耙,出苗沒差。
要想莊稼收成好,三犁三耙不可少。
春天創一^遍,秋后多一‘石。
春天人哄地,秋后地哄人。
種地不用問,精耕多上糞。
秋天深翻田,豐收在來年。
秋耕深一寸,頂上一茬糞。
秋耕深,春耕淺,旱澇都保險。
秋天不翻,來年草灘。
秋后耕下地,來年苗得利。
秋后不深耕,來年蟲子生。
耕地不帶耙,誤了來年夏。
修好地邊,多長一圈。
隨割隨耕,賽如壓青。
犁地要深,耙地要平。
犁得深,耙得細,一畝地當兩畝地。犁得深,耙得爛,一年收成當年半。犁地不細,白叫老牛費力氣。
深耕一寸,多打一囤。
深耕細耙,旱澇不怕。
深耕鋤草,穗大粒飽。
稻子出在犁頭上,勤耕深耕長得壯。薄地怕深耕。
翻來又翻去,荒地變熟地。
一滴水一粒糧,水土流失打空場。土蓄水,水養林,林保土,土肥農。山上開一線,平地沖一片。
山無衣,地無皮,人要餓肚皮,山上亂開荒,山下地皮光。
開荒三年丟,梯田百年收。
開了山,漂了川。
水土不下坡,糧食打得多。
地埂不修,有地也丟。
地沒唇坑煞人,堰沒口順水走。
【關鍵詞】FDI;出口;計量分析
1.山東農業FDI及農產品出口現狀
1.1 農業FDI與農產品出口規模
隨著山東省投資環境的不斷改善,山東農業利用FDI的規模不斷擴大。從2001年到2006年,山東省農業實際利用外資占全國農業實際利用外資總量曾階梯增長的趨勢。2005年比2004年增長13.08%,達到37.24%.2006年所占比重達到最高峰,接近全國的五分之二。2007至2009年有所下降,但仍保持在百分之三十以上。截至2009年,全省農業累計利用合同外資48.97億美元。
自1998年以來,山東農產品出口總體上保持穩步增長的趨勢。2004年農產品的出口量有所下降降幅達15%。受金融危機影響,2009年山東農產品出口受到前所未有的沖擊,山東省及時調整出口結構,開拓多元市場,提高產品質量,當年12月份創出了農產品出口額10.9億美元、同比增長27.7%的單月出口最高值。2011年上半年,山東省農產品進出口雙雙實現大幅增長,農產品出口74.3億美元,同比增長37.1%。
1.2 區域分布
山東農業利用外資主要集中在青島、煙臺、威海、濰坊、濱州等沿海城市,外商投資項目數的78%集中于青島、煙臺、威海、濰坊。2009年僅青島市農業批準外資項目13個,同比增長62.5%,占全省農業的17.8%,合同外資金額0.3599億美元,占全省農業的10.1%。濰坊農業合同外資0.1826億美元。相比之下,西部城市與東部有很大差距,菏澤、臨沂、聊城、棗莊等市批準的外資項目只有一兩個。
農產品出口與外資聚集地有很多相似之處。青島、煙臺、濰坊、威海、日照、臨沂是山東省農產品出口的主要城市,2008年這六市的出口額占比高達85%以上。其中,青島出口30.67億美元,同比增長12.3%,占全省農產品出口總額的30.74%。剩下的11地市的出口比重僅占到14.93%與東部城市存在很大差距。
1.3 出口企業性質
加入世貿組織以來,山東省農產品出口貿易的經營主體結構逐漸發生變化。國企在農產品出口市場上的地位降低,外資企業和私營企業異軍突起。2010年外商投資企業出口農產品達66.7億美元,占同期山東口岸農產品出口總值的47.9%。2011年上半年,山東農產品出口實績的企業達3514家,其中,外資企業和民營企業占據主導地位,占整個出口的92%以上。
2.實證分析
本文選取山東省1998-2009年數據為樣本,數據來源于《山東統計年鑒》。變量包括山東省農產品出口(EX)和農業FDI(FDI)。為消除可能存在的異方差問題,文中對上述變量進行了對數化處理。
2.1 單位根檢驗
本文利用Eviews5.0軟件,分別對lnEX、lnFDI的單位根進行檢驗以確定其平穩性,最優滯后期根據AIC準則和SC準則確定。
結果顯示,lnFDI與lnEX的原水平序列數據在10%的顯著性水平下是不平穩的,均存在單位根,為非平穩時間序列,經過一階差分之后,在5%的顯著性水平之下,序列是平穩的,即原時間序列是一階單整的。
2.2 協整檢驗
本文采用EG兩步法檢驗變量之間是否存在協整關系。以LNEX為被解釋變量,lnFDI和lnEX(-1)為解釋變量進行回歸。
農業FDI的系數為正,說明山東農產品出口貿易與農業FDI之間是互補關系。農業FDI每增加1億美元,山東省農產品出口額可以增加0.209億美元。
對上述回歸的殘差項進行ADF檢驗,發現殘差序列是平穩的,這表明lnFDI與lnEX存在(1,1)階協整關系說明他們之間存長期均衡關系。
2.3 誤差修正模型
誤差修正是對協整分析的延伸,誤差修正模型中的誤差項把變量間的短期波動與長期均衡聯系起來。
出口的誤差修正項系數為-0.927,表明校正上一年非均衡的程度為92.7%,說明當短期波動偏離長期均衡時,將以0.927的調整力度將非均衡狀態拉回到均衡狀態。誤差修正項為負,符合反向修正機制。
3.結論及對策分析
山東農業FDI與農產品出口貿易之間存在正相關關系,并且就長期來說這種關系是均衡的,當短期內偏離均衡時又會很快被拉回到均衡狀態。雖然發達國家存在著技術和資金等發面的優勢,但是農產品的生產卻不同于其他產業,它主要依托自然資源、勞動要素的投入,體現為自然資源和勞動力方面的優勢,而在自然資源和勞動力方面的優勢很難再短時期內發生顯著的變化,因此存在長期穩定的均衡關系是合理的。本文研究還存在不足之處,由于文章是立足在宏觀的產業層面,缺乏國別和企業層面的微觀基礎,還需要進一步進行驗證和完善。
加強外資產業選擇的政策性引導,逐步改變外資產業流向不合理的現狀,引導外資流向附加值較高的農業產業領域。山東各地區要根據自身優勢,引導外資投向各自的優勢和主導產業,使其推動其他產業乃至整個經濟的發展,并以此為載體來吸引更多的外資投向農業關聯產業。在吸引外資時應該注意一些問題,首先嚴把外資質量關,對于進入農業的外資一定要嚴格審查,保證引進的外資能夠產生一定的效應,但是不能給我省帶來較大的負面影響。注意外資來源結構的優化,避免過于單一而導致的對個別來源國的依賴。目前我省農業外資主要來源于我國的港澳臺地區及地理位置較近的日韓等國,而擁有先進技術與管理經驗的歐美國家對我省農業的投資較少,今后要鼓勵其在我省農業的投資。
參考文獻:
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關鍵詞:黑龍江省;農業碳排放;脫鉤理論;LMDI模型
中圖分類號:F320 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2013)26-0058-03
全球持續變暖成為制約經濟社會可持續發展的重要因素,20世紀世界平均氣溫上升了0.72℃,而目前全球的經濟社會發展方式若不發生調整,21世紀世界平均氣溫將會上升1.78―4℃[1-2]。農業作為基礎產業,不斷走向現代化、化學化和機械化,大量化肥、農藥等農業化學物資和農業柴油等的使用造成農業源的碳排放持續增加。IPCC(2007)報告顯示,農業是人為溫室氣體第二大排放源,占人為溫室氣體排放的13.5%。FAO指出,農業CH4的排放占人為CH4排放總量的47%,農業N2O排放占到人為排放的58%。我國耕地少、人口多造成我國農業生產嚴重依賴化肥等化學農業生產資料,農業源溫室氣體排放占全國人為排放量的17%,其中,CH4(動物反芻、動物糞便和稻田)、N2O(動物糞便和農田)和CO2(放牧、秸稈燃燒、化肥和農藥等)的排放當量分別為4.2億噸、3.0億噸和2.3億噸CO2當量[3]。黑龍江省作為重要的商品糧基地為保障國家糧食安全做出了重要貢獻,但是由于化肥、農藥等的過度使用土地的不合理耕作和黑土流失,在造成農業面源污染日趨嚴峻的同時,還農業源的碳排放持續增加。本文運用脫鉤理論,量化分析黑龍江省糧食產量和農業碳排放之間的關系,并計量其影響因素和實現方式,以期對黑龍江省控制農業源碳排放,實現農業低碳化、可持續發展,進而推動區域整體經濟的低碳化發展提供政策參考。
一、研究方法與理論
(一)農業碳排放的測算方法
結合前人研究成果并結合黑龍江省實際,黑龍江省農業碳排放主要為種植業生產過程中所引起的碳排放。本文選取了化肥施用量、農藥使用量、農用薄膜和農用柴油消耗量、農業灌溉面積作為測算黑龍江省農業碳排放的主要碳源,其計算公式為:
式中,CE為農業總碳排放量,CEi為第類農業碳源的碳排放量,Ni為第類農業碳源量,δi為第類農業碳源的碳排放系數,化肥的碳排放系數為0.895 6t/t [4],農膜的碳排放系數為5.18t/t,農藥的碳排放系數為4.934 1t/t,農業灌溉的碳排放系數為20.476kg/hm2[2]。
(二)脫鉤理論
工業革命以來,經濟增長尤其是工業發展帶來了嚴峻的環境問題,使得經濟增長與環境狀況之間的關系成為學術界重要的研究課題。Kuznets S(1955)認為經濟發展和環境質量之間呈現“倒U型曲線”,即隨著經濟的發展環境質量將會下降,但是發展到一定階段后環境質量就會逐漸提升[5]。OECD(2002)提出了脫鉤理論,用脫鉤指數來衡量經濟發展的水平,以期打斷經濟發展與環境質量下降之間的耦合關系[6]。Tapio(2005)在脫鉤理論的基礎上提出彈性脫鉤理論,構建經濟發展與環境質量的關系鏈,并將脫鉤指標細化,在克服OECD脫鉤理論的誤差大等缺陷的同時,使得脫鉤理論更具可操作性[7]。國內相關專家和學者在OECD脫鉤理論和彈性脫鉤理論的基礎上分析了國內各個產業和區域經濟的脫鉤狀況。Tapio的彈性脫鉤指標根據彈性值t細化為8個指標,即擴張負脫鉤、強負脫鉤、弱負脫鉤、強脫鉤、弱脫鉤、衰退脫鉤、增長連結和衰退連結[8]。
其中彈性值(t)的具體算法為:
(三)農業CO2排放的LMDI分解法
為了探尋黑龍江省農業CO2排放的影響因素,本文利用對數平均權重Divisia指數法(LMDI)從經濟發展水平、產出效率和勞動力等因素量化分解影響黑龍江省農業碳排放的相關因素[9]。結合前人研究成果,本文對黑龍江省農業碳排放進行如下分解:
式中,C表示農業源碳排放量,本文采用農業CO2排放,Ci表示第i類碳源的碳排放量,GOT表示糧食產量,MPi表示第類碳源的消耗量,SG表示農業播種面積,P為農業勞動力數量。SCi=Ci/GOT表示第i類碳源的糧食產量碳排放強度,EMi=GOT/MPi表示生產效率,SMi=MPi/SG表示單位面積第類碳源的使用強度,SP=SG/P表示農業生產規模,P表示農業勞動力投入量。
鑒于LMDI的“和分解”和“乘積分解”最終結果的一致性[2],本文在計算過程中采用“和分解”,即分部門的效應的加和等于總體的效應[10],分部門的效應分別為農業碳排放強度、生產效率、投入強度、生產規模和勞動力五個部分,其表達式為:
二、數據來源與碳排放測算結果
(一)數據來源
本文使用的數據包括黑龍江省農業生產資料消耗、糧食產量和播種面積的相關數據,具體的數據來自于《黑龍江省統計年鑒2012》。農業生產資料消耗的數據主要包括黑龍江省1993―2011年的化肥、農藥、農用柴油、農用薄膜和農田灌溉面積相關數據。
(二)碳排放測算結果
本文運用式(1),根據前文(一)的數據測算了黑龍江省1993―2011年的農業各類碳源的CO2排放量。具體數據見圖1。
參考文獻:
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Abstract: In order to evaluate the value of development and utilization of the wind energy and solar energy in regional agricultural production of the Yellow River Valley in the western-area of Shanxi Province, the spatial and temporal distribution characteristics of wind energy and solar energy are analyzed by using the analytical methods of climatology and ArcGIS, which are based on the climate data of 11 representative meteorological stations in local area. The results are as follows: (1) There is a trend that decreases progressively from north area to south area on the spatial distribution characteristics of wind energy and solar energy. (2) The mean wind speed is appropriately between 2.0m/s and 2.5m/s, and the wind speed in spring and summer is larger than that in autumn and winter and is about 2.5m/s and 2.0m/s, which cannot be exploited easily. (3)The value of annual solar radiation is about 5467.9 MJ/m2, and the annual sunshine duration is around 2500h, so the solar energy resource in the research area is rich relatively and it is identified as the third level region in China. In addition, it indicated that the percentage of sunshine duration is about 30% in annual sunshine duration when the red dates is maturing and drying. According to the result of investigation, the regional solar energy is meaningful for the processing dryness of agricultural products in local area.
關鍵詞: 風能;太陽能;晉西黃河谷地;ArcGIS;時空分布
Key words: wind energy;solar energy;the Yellow River Valley of Shanxi Province;ArcGIS;spatial and temporal distribution
中D分類號:P422.1;TK51 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2017)22-0155-05
0 引言
能源是人類生存與經濟發展的物質基礎,隨著世界經濟持續、高速的發展,能源供需矛盾日益突出,大力發展風能、太陽能等儲量巨大、無污染的可再生能源,使能源逐漸由化石能源時展過渡到可再生能源時代,已成為能源戰略的必然選擇。這不僅是出于生存的需要,也是經濟可持續發展的必然選擇[1]。
位于山陜交界處的晉西黃河谷地地區,是山西省重要的紅棗加工產出地區,紅棗是當地農民重要的收入來源。為提高當地紅棗的銷售價格及其品質,對紅棗進行人工干燥是不可或缺的環節之一。目前,傳統的紅棗烘干系統依靠燃燒大量的煤炭,對環境造成嚴重的污染,制約當地經濟的可持續發展,若在紅棗加工過程中使用清潔能源將有助于緩解當地的能源壓力,且能夠改善當地的環境污染問題。
近些年來,很多學者對清潔能源的開發利用進行了大量的研究。閆加海,張冬峰等學者通過采用氣候學方法對山西省太陽總輻射的時空分布特征進行分析,客觀評估了山西省的太陽能資源潛力[4]。龔強,于華深,藺娜等學者通過分析遼寧省的平均風速、風功率密度、日照時數、太陽輻射等氣象要素,對該省的風能、太陽能資源作出評估[1]。
上述研究多基于評估省內的風能、太陽能資源利用情況,研究區域范圍較大,研究結果對局地的產業活動的指導意義不大,本文在先前學者研究的基礎上以晉西黃河谷地小區域范圍內的部分氣象站點為依托,通過計算60年間風速、日照時數等氣象要素數據,運用氣候學相關分析方法以及ArcGIS空間分析方法,從時間和空間尺度上評估當地的風能、太陽能資源,并分析能源總量與紅棗干燥過程中傳統能源需求量的匹配情況,為清潔能源應用于晉西地區農業生產的可行性提供科學依據。
1 研究區概況
1.1 地區概況
晉西黃河谷地,位于山西省與陜西省交界處的黃河中上游、呂梁山以西地區,包括陜西省東部及北部的神木、綏德、延長、韓城等地,山西省北部、西部以及西南部的河曲、五寨、興縣、離石、隰縣、吉縣、運城等縣市。地處東經109.46°-112.33°,北緯34.54°-39.73°,位于第二級階梯的黃土高原上,平均海拔為1000m以上。該地屬中緯度暖溫帶半濕潤地區,氣候類型為溫帶季風氣候,年降水量為400-800mm,多集中于夏秋季節。
1.2 紅棗概況
紅棗作為晉西黃河谷地地區的支柱型產業,其產量相當可觀。山西的臨縣、稷山、太谷、石樓、保德、柳林等縣市區,以及陜西的佳縣、清澗、延川、大荔、涇陽、閻良等地為紅棗主要種植區,其產量占到全國紅棗總產量的6.46%和10.23%左右[5]。其中,臨縣的紅棗種植面積約為85萬畝,產量超過4.6億斤,被譽為“紅棗之鄉”。以臨縣克虎鎮的紅棗加工廠為例,當地加工的紅棗主要來自新疆,且從紅棗的篩選到干燥等工序方面有較為完整的加工技術。
2 資料與研究方法
2.1 數據來源
本文的數據來源于中國氣象科學數據共享服務網,主要為晉西黃河谷地地區包括韓城、河曲、離石等在內的11個具有代表性的氣象站點的日數據,內含平均風速、平均氣溫、日照時數等氣象要素數據,時間跨度為1953-2014年(部分站點由于建設原因存在數據短缺,只有2009-2014年的數據,比如韓城、吉縣、神木、延長氣象站點)。
2.2 研究方法
日照時數和到達地面的太陽總輻射量是表征太陽能資源的主要參數[1],本文對于太陽能資源分布狀況的分析主要參考這兩個參數。對于風能資源的評估采用平均風速。
首先對從氣象數據共享網上獲得的11個站點的原始數據進行加工處理,計算各個站點在年、季、月不同時間區段內相對應的平均風速、日照時數、太陽輻射等氣象要素數據,并在EXCEL中制作圖表,從時間尺度上分析風能與太陽能的分布特征。其中,季節的劃分采用氣象學標準:春季為3-5月,夏季為6-8月,秋季為9-11月,冬季為12月和次年1月、2月[6]。
其次,將所求得的氣象要素數據導入ArcGIS軟件中,采用Kriging插值的方法,制作平均風速與太陽總輻射分布的空間等值線圖,從空間尺度分析晉西黃河谷地地區風能與太陽能的資源分布特征。
本文對于太陽輻射的計算主要參考中華人民共和國氣象行業標準(QX/T 89―2008)[7]中所涉及的太陽能資源評估方法,通過計算日天文總輻射量,間接求取月太陽總輻射量和年太陽總輻射量。
2.3 太陽輻射的計算方法
2.3.1 日天文總輻射量
Qn=■(?棕0sin?漬sin?啄+cos?漬cos?啄sin?棕0)(1)
式中:
Qn――日天文太陽總輻射量,單位為兆焦每平方米天(MJ/(m2?d)),本文以每月15日為參考值;
T――時間周期為24×60min?d-1;
I0――太陽常數為0.0820,單位為兆焦每平方米分(MJ/(m2?min));
?籽――日地距離系數,無量綱;
?漬――地理緯度,單位為弧度(rad);
?啄――太陽赤緯,單位為弧度(rad);
?棕0――日出、日落時角,單位為弧度(rad)。
2.3.2 月太陽總輻射量
文中主要\用經驗公式對月太陽總輻射進行計算:
Qm=Q0(a+bS)(2)
式中:
Qm――月太陽總輻射量,單位為兆焦每平方米天(MJ/(m2?d));
S――月日照百分率,查資料獲得;
a,b――經驗系數,分別為0.105和0.708,主要參考王晨亮[8]等人在中國太陽總輻射的氣候學計算法研究一文中所提供的中國北方地區的參數值;
Q0――月天文太陽總輻射量,單位為兆焦每平方米天(MJ/(m2?d)),由每月日天文輻射量乘以該月天數獲得。
年太陽總輻射量由各月太陽輻射量累計可得。
2.3.3 重要參數的計算
①太陽赤緯。
?啄=0.3723+23.567sinx+0.1149sin2x-0.1712sin3x-0.7580cosx+0.3656cos2x+0.0201cos3x(3)
x=2?仔×(N-N0)/365.2422(4)
N0=79.6764+0.2422(y-1985)-INT[0.25×(y-1985)]
式中:
?啄――太陽赤緯,單位為弧度(rad);
x――計算參數,無量綱數;
N0――計算參數;
y――計算年份,無量綱數;
INT()――取整數的標準函數。
②日地距離系數的計算。
?籽2=1.000423+0.032359sinx+0.000086sin2x-0.008349cosx+0.000115cos2x(5)
x――計算參數,無量綱數,由式(4)計算可得。
③時角。
?棕0=cos-1(-tan?漬tan?啄) (6)
3 結果與分析
3.1 風能時空分布特征
3.1.1 年分布特征
由圖1可知,該地區平均風速整體呈現由北向南遞減的趨勢。高值區集中于研究區域北部地區,包括山西西北部的興縣、五寨等地,還有南部的運城,風速為2.5m/s左右。低值區包括研究區域南部的延長、吉縣、韓城等地,以及北部的河曲(地處晉、陜、蒙交界地帶),風速為2.0m/s左右。由于受地形因素的影響較大,五寨、興縣地處呂梁山北段或接近北段地區以及內蒙古高原邊緣,海拔高度較高,約為1000m以上,且為冬季風南下之要沖,屬于山西風能資源高值區,開發利用價值較大[9]。
由圖2可知,部分氣象站點的平均風速整體呈下降趨勢,其中,五寨的平均風速在1989年和1993年下降至2.0m/s以下,運城風速于2002年低至1.90m/s左右。張濤濤,延軍平等人在氣候變化對晉西北地區風能資源的影響一文中提到晉西北風能資源呈明顯減弱趨勢[6],與此結果基本相符。(圖中主要分析了部分具有代表性的氣象站點的60年間平均風速變化趨勢,依次為研究區北部的河曲、五寨,中部的綏德以及南部的運城等地)
盡管運城在1973-1978年間,風速多年持續達到3.0m/s以上,但由于持續時間較短,不宜開發利用。
3.1.2 季分布特征
由圖3可知,晉西黃河谷地地區的平均風速季節性差異明顯,主要表現為春夏風速較大,秋冬風速較小(吉縣、五寨、興縣三地情況較為特殊,秋冬季節風速明顯高于夏季風速)。春季平均風速為2.4m/s左右,高值區集中于綏德、五寨、興縣、運城等地,低值區集中于韓城、河曲、吉縣、延長等地,平均最高風速為3.2m/s左右,平均最低風速為1.6m/s左右。夏季風速僅次于春季風速,平均風速為2.0m/s左右,最高值出現在運城,平均風速為2.8m/s左右,最低值出現在延長,平均風速為1.4m/s左右。秋冬季節風速較小,平均風速為1.9m/s左右,除五寨、興縣、運城等地平均L速略高于2.0m/s外,其余站點平均風速基本維持在2.0m/s以下,最高值為2.5m/s左右,最低值為1.2m/s左右,開發利用價值較小。
3.2 太陽能時空分布特征
3.2.1 年分布特征
由圖4可知,研究區內太陽輻射北部及中部地區明顯高于南部地區,經計算太陽輻射基本維持在5467.9MJ/m2左右,其中河曲、五寨等地為高值集中區,南部的吉縣、延長、運城等地為低值集中區,最高值出現在山西西北部的五寨,約為5904.1MJ/m2,最低值出現在山西西南部的吉縣,約為4826.8MJ/m2。
由圖5可知,研究區內全年日照時數整體呈現由北向南遞減的趨勢,經計算表明其數值可達2500h左右,高值區主要集中于研究區北部地區,包括陜西省北部的神木,山西省的河曲、五寨等地,全年日照時數最高可達2700h左右;低值區主要集中于山西西南部的吉縣、運城以及陜西東部的韓城等地,全年日照時數為2100h左右。中值區包括研究區域中部的離石、隰縣、綏德等縣市,集中于2500h左右。
由圖6可知,該研究區域內日照時數主要集中于6-8h之間,整體呈現下降的趨勢。河曲、五寨兩地在1962-1965年間日照時數出現高值,高達8.7h以上。運城在60年間的日照時數明顯低于其他地區,且其間多次出現極低值,在2007年甚至低至5h以下。
3.2.2 季分布特征
研究區內太陽輻射的季節性差異明顯,其主要表現為夏季最多,均值為1818.6MJ/m2;春季次之,均值為1651.7MJ/m2;秋冬較少,均值分別為1133MJ/m2和865.2 MJ/m2。地理空間分布呈現由北向南遞減的趨勢,與平均風速分布狀況大致相同,山西西北部以及陜西東北部地區為高值集中區,山西西南部以及陜西東部地區為低值集中區。
由圖7可知,夏季太陽輻射最高,最高值出現在山西省忻州市的河曲縣,為1985.2MJ/m2,最低值出現在山西西南部的吉縣,為1554.0MJ/m2。春季太陽輻射僅次于夏季,空間分布趨勢與夏季相近,最高值出現在陜西省榆林市神木縣,為1797.7MJ/m2;最低值出現在山西西南部的運城市,為1476.6MJ/m2。秋季太陽輻射與春夏相比明顯有所下降,空間分布特征基本不變,最高值出現在山西西北部的五寨,太陽輻射為1265.1MJ/m2;最低值出現在陜西省延安市的延長縣,太陽輻射為967.2MJ/m2。冬季太陽輻射與秋季相比略微有所下降,區域內太陽輻射分布比較接近,無較大差異,最高值出現在山西西部的隰縣,太陽輻射為955.7MJ/m2;最低值出現在吉縣,太陽輻射為750.6MJ/m2。
3.2.3 紅棗成熟干燥期(9-12月)日照時數所占比重評估
秋冬季節為紅棗收獲成熟并開始干燥的季節,為更好地利用當地豐富的太陽能資源,從而達到代替部分煤炭資源對紅棗進行干燥加工,需要對該時間區段內的太陽能資源豐富度進行評估。本文以晉西黃河谷地地區約60年間各氣象站點9-12月平均日照時數為參考值,在EXCEL中制作表格,分析秋冬季節日照時數占全年日照時數的比重(延長、吉縣、神木、韓城等地除外)。由表1可知,大多數區域所占比例隨時間的推移變化不大,基本維持在30%左右,說明秋冬季節太陽能資源較為穩定,其中,綏德所占比例較小,約為20%左右,說明該氣象站點附近的太陽能資源在春夏季節較為豐富,秋冬相對弱一些。研究區北部的興縣、五寨、河曲等地太陽能資源較為豐富,該時間區段內日照時數所占比重略大于其他地區。
4 討論
近幾十年來,多數學者研究一致表明中國風速存在明顯的下降趨勢[10],晉西黃河谷地地區也符合這一情況,但是變化較小,基本穩定在2.5m/s左右,高值區主要集中在北部地區及南部的運城一帶,低值區主要集中在南部的延長、吉縣、韓城一帶,整體風速值偏小。季節的變化主要表現為春夏大于秋季,區域分布狀況與年相似,但是因為紅棗的干燥處理過程主要在秋冬進行,所以不利于開發利用。
研究區域內年太陽輻射總量為5467.9MJ/m2左右,年日照時數為2500h左右,在我國的太陽能資源區劃中屬于三類地區,太陽能資源較為豐富,相當于170-200t標準煤燃燒所發出的熱量。1953-2014年年間,日照時數變化呈現減小的趨勢,但波動范圍較小,空間分布上呈現由北向南遞減的趨勢,與風速分布狀況相近。太陽輻射在季節分布上主要表現為夏季>春季>秋季>冬季,春夏太陽輻射約為1700MJ/m2左右,秋冬太陽輻射約為900-1000MJ/m2左右,這與韓虹,任國玉等人所研究的黃土高原的太陽輻射分布情況基本一致[11]。
以臨縣克虎鎮為例,當地紅棗干燥技術主要以燃煤為能源驅動蒸汽鍋爐,并將燒煤鍋爐產生的蒸汽分別送入蒸干房,反復抽取空氣直至烘干紅棗為止。平均每干燥1.5t鮮棗大約需要燃燒1t煤,但是煤炭成本過高,且嚴重污染環境,相關數據表明,燃燒1t煤的煙塵排放量為10kg,產生24kg的SO2以及7.6kg的NO2。如果利用太陽能進行干燥,理論上每年可替代燃煤170-200t,即可減少煙塵排放量1700-2000kg,SO2排放量4080-4800kg,NO2排放量1292-1520kg。經研究計算,秋冬收獲季節的日照時數約占全年的30%左右,對于當地的紅棗干燥具有一定的參考應用價值。
5 結論
經研究表明,當地風能資源較差,不宜開發利用,但仍具有一定潛力;太陽能資源較為豐富,且清潔無污染,對于當地農產品的加工干燥具有一定的應用價值。但是使用太陽能干燥紅棗的缺點是干燥周期長,干燥效果一般,且容易受天氣等因素的影響[5]。此外,本文主要從時空角度初步評估了晉西黃河谷地地區風速、太陽輻射、日照時數等氣象要素的時空分布特征,為當地能源利用的可行性提供了一定的依據,具體應用時需結合當地實際情況。
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關鍵詞:農業旅游產業集群;“生態文明”觀;現狀和問題;創新模式
中圖分類號:F592 文獻標識碼:A 文章編號:1003-4161(2011)02-0055-04
一、農業旅游產業集群的含義及類型
近年來,旅游業呈現出空間聚集和集群化發展趨勢。各級政府在新一輪的“十二五”規劃中將培育旅游產業集群作為發展目標寫進議事章程。農業旅游產業是旅游業的一個重要分支。隨著社會主義新農村建設的逐步深化,農業旅游項目應運而生,種類不斷增加,一些原來分散經營的品種通過不斷地優化組合,逐漸集中到一起,農業旅游產業集群進入萌芽期。
(一)農業旅游產業集群的含義
許多學者紛紛從不同的視角對旅游產業集群進行了定義和研究。筆者認為,農業旅游產業集群是以農村區域的旅游吸引物為核心,以開發農村旅游資源、發展農業旅游產業為目的,在業務上相互聯系、相互競爭的旅游企業及其機構、政府部門和非政府組織在地理空間上的趨向和集聚的現象。農業旅游產業集群必須依據專業化分工與協作建立正式與非正式的穩定關系,從而獲得規模經濟與聚集效應,形成更具區域旅游競爭力的新型產業組合形式,并帶動相關產業發展。
(二)農業旅游產業集群的類型
根據國內外產業集群的分類方法――內生性集群和外生性集群,結合農業旅游產業發展實踐,劃分為兩種具有代表性的農業旅游產業集群。
1.資源稟賦型
這種類型的農業旅游產業集群是各地基于自身獨特的資源優勢,使旅游企業在長期競合博弈并建立相互信任關系的基礎上,形成了共享的競爭規范以及長期穩定的合作性競爭關系,并在合作的基礎上不斷推動旅游產品整體的創新。資源稟賦型農業旅游產業集群形成機理見圖1。
2.政府(行業)助推型
這種類型的農業旅游產業集群是由政府把集群戰略作為促進地區農業、旅游業發展或振興的政策和手段,在行業協會或集群組織發揮主要作用的前提下,通過多種措施推動形成的。政府(行業)助推型農業旅游產業集群形成機理見圖2。
二、“生態文明”觀對農業旅游產業集群成長的要求
農業旅游產業的發展必須走“生態文明”的道路,即通過第一產業和第三產業的交叉滲透,形成節約能源資源、保護生態環境、融現代農業與自然資源景觀及旅游資源為一體的優化產業結構模式,打造可持續發展的生態旅游業。
(一)“生態文明”視角下的農業旅游發展再認識
(1)定向于持續發展目標,即把“生態文明”看作一種旅游發展模式,將農業旅游發展與村鎮發展、環境保護緊密結合,認為只有同時具有保護資源和促進農村經濟發展功能的鄉村旅游才是生態旅游。
(2)定向于產品和旅游項目的“綠色化”,即將“生態文明”做為一種旅游產品向市場推銷,向旅游者提供“綠色生態游項目”,同時提供沒有或很少受到干擾和破壞的自然和文化旅游環境。田園觀光旅游、民俗風情旅游、農業科考旅游、采摘體驗旅游等都屬于生態旅游類型。這種類型的旅游活動比一般旅游活動對環境的影響較小并可以增強旅游者的環境意識。
(3)定向于行為規范的“生態化”,即強調旅游者和當地居民的行為規范和環境價值觀。通過旅游活動和旅游教育使旅游者和當地居民樹立資源節約、環境保護意識和環境道德觀。
(二)“生態文明”觀對農業旅游產業集群成長的要求
從“生態文明”的理論出發,農業旅游產業集群的成長必須符合以下要求:
1.農業旅游產業集群的發展必須符合生態環境的承載量并滿足旅游生態資源的要求
旅游生態資源表明一個地區旅游發展可利用資源的容量和質量,有其成長的極限,是農業旅游產業集群成長的營養源泉。農業旅游產業集群發展初期,一般有大量的旅游資源可待開發,且集群成員數量小于資源的承載量,集群規模的成長基本不會受到資源的限制;隨著集群的發展,可開發的旅游生態資源越來越少,生態環境的承載力必將下降,新成員進入集群的障礙也會逐步增多,集群的規模增長將會放緩;當旅游資源的承載量達到極限時,集群發展將陷于停滯。因此,旅游生態資源的開發潛力直接影響集群規模的擴張,當生態環境的潛力接近極限時,如果不能開發新的資源,終將導致集群的衰退。
2.農業旅游產業集群的發展必須重視內部生態的和諧,著力打造生態成長機制
農業旅游產業集群的發展依賴于集群內部成員之間的專業化分工和有序的合作競爭關系。在集群發展初期,由于有大量的生態資源可供選擇和依賴,集群的成長主要受益于成員對資源的開發運用能力;然而,隨著成員數量的增多和資源的爭奪,如果開發利用不當或惡性競爭,旅游資源和集群賴以生存的生態平衡必將遭到破壞,旅游服務質量將難以提高,農業旅游產業發展將受到影響。“生態文明”要求集群成員開展合作基礎上的有序競爭,樹立共生與協調發展的理念,因地制宜地共同開發旅游資源,構建內部生態的和諧,著力打造生態成長機制。
3.農業旅游產業集群的發展必須體現與其他要素的協調關系,不斷完善外部環境
農業旅游產業集群的發展受到內外環境要素的影響,除了資源稟賦外,自然條件、人文社會環境、充足的市場供需條件、政府及相關部門的高效服務、居民和利益相關者的態度等都是重要的制約因素。因此,必須高度重視社會經濟環境支撐體系的建設,始終維持與外部環境的和諧關系,形成集群發展與社會組織要素和非社會組織要素的良性互動。
三、“生態文明”視野下農業旅游產業集群發展現狀及存在的問題
筆者以我國生態旅游典型代表村鎮為例,對其農業旅游產業發展現狀及存在的問題進行了抽樣調查。在問卷調查結果分析的基礎上,我們梳理現狀,查找問題,提出“生態文明”視野下農業旅游產業集群發展普遍面臨的困境。
(一)“生態文明”視野下農業旅游產業集群發展現狀
1.農業旅游產業集群多以傳統產業形態為發展基礎
調查數據表明,當前我國的農業旅游多以田園觀光休閑游產業(100%比例)、農產品、土特產品產銷業(90%比例)、民俗文化體驗游產業(90%比例)等傳統產業形態為主,集群發展演變過程中鮮見以生態養生、現代農業科普等代表新型產業形態和生態發展方向的集群發展模式。
2.農業旅游產業集群社會效應初顯
調查數據表明,100%的受訪者認為農業旅游產業集群的發展對當地經濟發展起著重要的促進作用;90%的受訪者認為農業旅游產業發展為“生態文明”建設提供了經濟保障,并增強了生態資源的發展潛力;同時,農業旅游產業集群發展帶動了就業結構的改善,促進了農民的增收致富,豐富了城鎮居民的生活,
推動了村莊整治和農村基礎設施建設,部分實現了生態資源的保護和合理利用,在鄉村旅游配套客房數、床位數、餐飲娛樂等方面均取得長足進展。
(二)“生態文明”視野下農業旅游產業集群面臨的問題
1.集群發展特色不明顯,旅游吸引物單一化,雷同化
目前,農業旅游產業集群化發展一般以下列五種模式為根本,即農業觀光游、鄉村休閑游、自然生態游、民俗文化游、古鎮(古村落)游。這幾種模式因受到游客的喜愛而成為各地競相發展的首選,其結果造成產品單一、雷同建設等問題;相鄰地區農業旅游產業群之間及其產業集群內部各企業之間沒有互補性,集群發展特色不明顯,惡性競爭時有發生,相互之間“價格戰”過度。部分鄉村旅游開發過分地依賴于自然資源,對地方特色、民俗風情、人文內涵等要素不夠重視,服務項目大同小異,細節不注重,特色不鮮明,給人“千人一面”的感覺,旅游吸引力缺乏,最終導致鄉村旅游品牌資產快速衰減。
2.集群規模小,產業聯動效應不顯著
到目前為止,農業旅游產業集群呈現出規模小,資源不足,經營分散的特點,不能形成完善的一套融吃、住、行、游、購、娛為一體的旅游活動體系和產業鏈。如一些采摘項目,產業發展僅限于“吃”、“購”、“娛”,而對于“住”與“行”由于配套設施所需資金大,不容易在短期內得以補償,致使產業發展功能缺位,甚至出現產業鏈斷裂的危險,從而不僅不能發揮集群的獨特功能,而且經濟效益也不顯著。農業旅游產業集群規模小還表現在旅游業僅局限于與農業的結合,缺少與鄉鎮工業、商業多方聯系,農村中工業、農業、旅游三者沒有結合成有機的產業鏈,產業聯動效應還不夠顯著。
3.集群內部缺乏系統規劃與管理,未能實現資源的整合利用
農村旅游景點分散,景區地域分布較廣,組織線路的難度較大。要想整合農村旅游資源并實現集約化運作,集群內各企業必須根據自己的實力和當地的一些資源優勢統籌發展,以期形成集群競爭力并實現良性循環。目前的情況是鄉村旅游區缺乏總體規劃,集群化發展盲目性很大,一哄而上、重復建設、低層次開發、環境破壞現象嚴重。不僅造成資源、財力、人力、物力的巨大浪費,而且由于沒有進行統一規劃,鄉村旅游與傳統旅游景點之間也缺乏有機聯系,共生性差,從而降低了對游客的吸引力。
4.集群賴以生存的公共設施薄弱,管理多頭化
農村旅游點衛生狀況還不理想,例如:排污排水通道不暢、農家旅館設備簡陋、缺乏基本的消毒設施和衛生監督,生活垃圾嚴重污染環境等。在安全性方面,由于開辦休閑旅游后,導致農戶家用電器增多,負荷加重,而電線電路并沒有得到相應的改造和定期檢修,極易漏電走火,造成安全隱患;一些位置相對偏僻的農家旅館,在保障游客生命安全方面也缺乏必要的設施。加之,“生態文明”視野下農業旅游是農業、旅游業與環保業交叉的一種形式,需要農業部門、當地政府、旅游部門以及環保部門的合作、交流與溝通。而目前的情況是部門之間缺乏溝通,多頭管理現象嚴重。
5.集群發展受自然條件影響,季節性強,不利于環境和資源的自我修復
“生態文明”觀要求旅游發展持續化、均勻化,以利于環境和資源的自我修復。然而,由于農業受自然條件的影響,具有明顯的季節性特點,致使農業旅游產業集群也具有非常鮮明的季節性。像采摘節、賞花節前后僅持續十幾天甚至幾天的時間,這就造成了旅游旺季資源消耗嚴重、集群內部競爭嚴重甚至無序競爭現象,不利于環境和資源的自我修復。
四、基于“生態文明”觀的農業旅游產業集群創新模式
農業旅游產業集群及其內部所屬企業獲得競爭優勢的重要途徑是創新,也是推動集群持續發展的重要保障。從旅游產業集群的創新理論和案例研究以及筆者的調查來看,基于“生態文明”觀的農業旅游產業集群創新動力來源于集群內充分的生態位要素、資源以及企業間合作關系,而企業間激烈的競爭壓力所產生的推力、創新帶來的績效拉力以及集群外部生態條件支撐體系又為創新提供了中介和平臺。
(一)優勢生態位選擇創新
旅游產業集群生態位是旅游產業集群的資源支撐和經營管理狀況等本體特征與旅游產業集群所處的生態環境條件、人文環境條件、資源開發條件、區位條件、客源條件等要素互動匹配后所處的狀態。農業旅游產業集群發展具有非常明顯的生態文明特征,要求走生態位錯位發展、優勢發展、個性化發展道路,從而明確不同集群在一定區域旅游市場中的發展定位,以期形成農業旅游產業集群獨特的自我發展空間。
1.優勢生態位選擇定位
為了避免各地區農業旅游發展由于生態位重疊而導致的惡性競爭和生態環境惡化,產業集群必須因地制宜,在資源稟賦優勢的基礎上選擇特色化、典型化生態位發展策略。為此,必須做到:
(1)優勢生態產品定位
農業旅游產業集群拳頭產品必須特化并具有鮮明的個性和差異性。為此,增加農業旅游產品開發投入,挖掘“特色文化”內涵,豐富產品內容十分重要。可以充分利用農村地區的農業資源,如利用周圍耕地、果園、魚池、水潭等開展插秧、鋤草、割稻、采摘、垂釣、劃船等娛樂活動;也可以借助草坪舉辦小型茶話會、歌舞會、野外燒烤等,提高游客的參與性和體驗性;還可以借鑒北京、上海等大都市發展農業旅游的經驗,把土地租給城市居民,讓他們自由耕作,主要目的不是以生產經營為目的,而是體驗耕作的樂趣,從而打造各具特色、各有所強、各有所優的產品組合,帶動集群產業鏈的發展。
(2)集群市場開發特化
農業旅游產業集群發展所依托的市場必須特化,即找準自身相對優勢的旅游細分市場并進行有針對性地開發。為此,應該注重對集群所在區域的特色品牌塑造,提高其知名度、美譽度,采取更加務實、更加靈活多變的方式,進行點線面、海陸空、多角度、全方位、立體式的宣傳;針對當地農業旅游特色量身定制營銷計劃,通過營銷手段進行需求旺季分流,減少農業旅游需求隨季節波動的不良影響,使農村服務能力在一年中得到更均勻的發揮。
2.優勢生態位拓展創新
生態位拓展要求農業旅游產業集群具備不斷開發新產品和特色產品系列的能力,從而不斷延伸產業集群生態空間,拓寬集群生態位深度與寬度,實現集群可持續發展。為此,應該改變農村旅游業由農戶自發發展的局面,發揮地方政府主導作用,把農村旅游的發展規劃與產業布局、人口集聚、新農村建設、土地利用、城鎮化進程和生態環境保護等有機結合起來,統籌規劃和建設村莊的基礎設施、公共設施、休閑場所和旅游配套服務設施等,實現產業集群“布局更加合理、定位更加科學、特色更加鮮明”的發展目標。同時,兼顧農民生產生活和游客休閑旅游的雙重需求,結合“山、海、灘、島、湖、潮”等各具特色的生態旅游區,發展差異化的休閑觀光農業產業群、生態養生產業群、農事種植產業基地等凸現各地優勢的產業建設,讓農業旅游逐漸形成“一戶一業”、“一村一景”、“一鎮一品”、“一區一特”的發展格局。
(二)資源整合利用技術創新
如果不考慮資源的承載容量,農業旅游產業集群盲目發展和規模的擴張將會造成相同或類似資源需求在一定空間、時間范圍內過度集中,從而導致集群發展所依托的資源短缺。本研究中的資源由基礎條件、資本、人力資源和社會資源構成,它們與集群競爭力的關系如圖3所示。我們關心的是這些資源如何通過一定的機理整合成集群的競爭力,自覺維護生態平衡,實現農業旅游產業集群的可持續發展。
1.基礎條件利用技術創新
基礎條件包括集群發展所依托的自然條件(地理地貌、土壤、水資源、植被、氣候等)、旅游吸引物及其開發利用程度、交通條件等。資源整合利用技術要求農業旅游產業集群發展進程中,必須改變片面化、單一化發展思路,綜合考慮基礎條件的承載能力,加強相關科學技術的理論研究與實踐應用,進行認真細致有效的環境影響評價論證并建立區域環境容量監測系統,建立資源動態數據庫,實施氣象監測、環境監測、生物資源消長變化、地貌保護、動植物保護、安全保護、景點選址保護,再到生態恢復、燃料結構調整等一系列措施,及時地科學地解決生態旅游發展過程中產生的各類問題,提高資源整合利用效力。
2.資本利用技術創新
在農業旅游產業集群開發初期,就應該對當前和未來可使用資本進行整體規劃,合理安排不同發展階段的開發重點,解決好產權關系和各種相關利益主體關系,形成開發梯度,控制好集群生態系統的承載量,促進集群的可持續發展。
同時,資源整合利用機制要求農業旅游產業群的發展應吸引民營企業和一些民間資本的投入。要重點推動農村旅游開發項目和各種支農資金(如小額貸款)掛鉤,引導大型旅游企業參與集群旅游項目的開發和經營,引導社會資金投向農村旅游,鼓勵發展各類為“三農”提供服務的金融中介組織,依法建立區域性擔保基金或擔保機構,促進農村旅游加速發展。
3.人力資源利用技術創新
良好的生態道德可以使人們自覺地考慮自身行為對環境的影響,依靠內在的信念和社會輿論的作用,保證在享受環境、認識環境的同時達到保護環境的目的,從而推動農業生態旅游可持續發展。為此,作為資源整合重要一極的人力資源,必須首先加強旅游管理人員的生態理念及其生態保護專業素質的培訓,強化其責任心和事業心,提高自覺維護生態平衡的責任感;其次,教育旅游者在旅游活動中奉行生態道德,尊重當地文化習俗、,激發旅游者熱愛自然、保護生物多樣性的高尚品質;再次,充分運用各種媒體和現代化等技術手段,盡快培養當地居民和社會公眾的生態環境保護意識與法制觀念。
4.社會資源利用技術創新
社會資源包括集群發展所依托的公共設施資源、當地居民及其他利益相關者所構成的社會環境等要素。基于資源整合利用的要求,加快農村基礎設施建設,解決交通、飲水、供電、供氣、通訊等制約農業旅游發展的瓶頸問題,完善農民飲用水工程、路網、電網、通信網建設和旅游污水和垃圾收集、處理工作,加強社會資源集約化利用程度已勢在必行。
同時,要重視維護與集群利益相關者的和諧關系,保護集群所在地居民的利益,提高其參與旅游開發并成為集群產業鏈中重要組成部分的積極性,為農業旅游產業集群發展注入新的活力。
(三)集群內部合作競爭制度創新
一方面,農業旅游產業集群的競爭優勢得益于相似及相關企業和機構的地理集聚度、合作程度(彼此間的互補與共生)、相互學習和創新效應、地理可進入性等。另一方面,集群內部成員之間的競爭又非常激烈。因此,構建和諧暢通的“生態產業鏈”,使集群內企業從共存中獲益,必須在政府及相關管理機構的引導和企業自身的努力下,實施制度創新戰略。
1.政府管理職能創新
各級政府要樹立生態文明觀念,改變農業旅游和農村經濟發展中重復建設嚴重、亂占耕地、破壞礦產資源和生態平衡現象;進一步推進政府職能轉變,改變以往包辦代替企業的招商引資和投資決策行為,強化市場配置資源的基礎性作用,加強市場監管,構建社會管理體系,做好公共服務工作;深入整頓規范集群成員競爭秩序,制定相關法律和規章,反對不正當競爭,嚴厲打擊侵犯知識產權、制假售假和危害集群生態環境的違法行為。
2.行業協會管理創新
要加快發展農業旅游行業協會的作用,完善集群內相關企業的分工協作網絡,拓展集群生態發展空間;促進各種群體及成員的合作意識、互助意識,構建公平、和諧的集群共生環境;鼓勵創新、保護知識產權、加強質量監督、引導集群成員發展多樣化經營和產品創新,鼓勵差異化發展,避免集群成員間由于生態位重疊而造成競爭過度。
關鍵詞:食用菌;廢棄物;栽培料;循環利用
中圖分類號:S39 文獻標識號:A 文章編號:1001-4942(2017)01-0155-05
Abstract Along with the rapid development of edible fungus industry in China, the traditional production mode with wood chips as the main cultivation material will be severely limited. To select the agricultural waste resources widely distributed with large output and high content of organic matter for production of edible fungus has better economic benefit and ecological benefit. In this paper, based on the analysis of characteristics of agricultural wastes in China, the application situation of agricultural wastes on the production of edible fungi at home and abroad was introduced, and its main problems in China at present stage were pointed out. Finally, the development direction for edible fungi culture with agricultural wastes was discussed, and the proposals were put forward for improving the theory system of edible fungi production with agricultural wastes and establishing the standardization technology system of edible fungi cultivation.
Keywords Edible fungi; Waste; Cultivation material; Cyclic utilization
食用菌是指可供人們食用的一類大型真菌[1],在物質循環的過程中,除了充當物質的還原者以外,同時又是對人類有貢獻的次級生產者[2]。其主要是以農作物秸稈、畜禽糞便等農業廢棄物中的大分子物質,如纖維素、半纖維素、木質素、蛋白質、多糖等為主要原料,通過菌絲體分泌的水解酶及氧化酶將栽培原料高效降解,最終形成可供人們食(藥)用的高蛋白食品。我國是世界食用菌生產第一大國, 2014年農業經濟中產值僅次于糧、菜、果、油之后的第五大類作物[3,4]。目前, 中國的香菇、平菇、金針菇、草菇、黑木耳、銀耳、滑菇、靈芝等產品的產量均居世界第一位[5]。中國食用菌的產量從1978年占全球總產量的5.7%發展到2009年的80%以上[6]。隨著食用菌在藥用領域的深入研究,其具有的免疫調節、抗腫瘤、抗氧化、抗衰老、保護神經系統、降血脂、護肝等功能,日益受到廣泛關注[7-9],這就促使其需求量越來越大,生產所需的原材料也逐漸增加。
農業廢棄物(agricultural residue)是指人類在組織農業生產過程中所丟棄的有機類物質的總稱,其主要包括植物性廢棄物(如農作物秸稈、林木枝條、雜草、落葉、果實外殼等)、動物畜禽糞便、農副產品加工廢棄物和農村居民生活廢棄物[10]。隨著國家農業和農產品數量的增加,這些被稱作“放錯位置的資料”也將逐年增加[11],其如何被合理有效地利用將成為我國面臨的一個重要農業和環境問題。近年來,隨著我國經濟的快速發展、農村能源消費結構改善和替代原料的應用,不少農村地區出現了地區性、季節性、結構性的秸稈過剩,特別是在糧食主產區和沿海經濟發達的部分地區,農業廢棄物隨意堆棄與焚燒現象嚴重,不僅浪費資源、污染環境,還嚴重威脅交通運輸安全。隨著食用菌傳統栽培基質棉籽殼價格的快速上漲與新型栽培基質的開發應用,農業廢棄物栽培食用菌技術在我國已越發成熟,其推廣應用后將大幅降低現階段的食用菌生產成本,并可實現農業廢棄物在生產中的高效循環利用,真正實現農業廢棄物的變廢為寶。
本文就我國農業廢棄物的特點、農業廢棄物在食用菌生產上的應用現狀、現階段農業廢棄物生產食用菌存在的主要問題以及農業廢棄物栽培食用菌的發展方向等內容進行了綜述,旨在為推進農業廢棄物在食用菌生產上的循環利用提供借鑒與參考。
1 我國農業廢棄物的特點
1.1 資源分布廣、產量大
我國是一個農業生產大國,也是農業廢棄物產出量最大的國家,農作物秸稈、畜禽糞便等廢棄物隨處看見,且絕大多數被隨意拋棄。據統計,我國僅農作物秸稈就有近20 種,年產量約7.0×108 t,其中稻草2.0×108 t,玉米秸稈2.0×108 t,小麥秸稈1.0×108 t,豆類和雜糧作物秸稈1.0×108 t,花生、薯類和甜菜等秸稈藤蔓1.0×108 t;畜禽糞便年產量約為26.0×108 t,其中牛糞10.7×108 t,豬糞2.7×108 t,羊S3.4×108 t,家禽糞1.8×108 t,其它畜禽糞便合計7.4×108 t;林業廢棄物(不包括薪炭林)0.5×108 t;其他類的有機廢棄物約有0.5×108 t[12],并且隨著社會經濟迅速發展和人口的增加,廢棄物總量將以年5%~10%的速度遞增,預計到2020 年我國總的廢棄物年產量將超過50.0×108 t[13]。
1.2 營養豐富、有機質含量高
由于農業廢棄物的品種和產地的不同,其理化性質也存在較大差異,其除含有主要元素C、H、O外,還含有N、P、K、Ca、Mg、S 等多種元素[11]。農作物秸稈與食用菌傳統栽培基料木屑和棉籽皮的化學組成基本相似,主要由纖維素、半纖維素和木質素三大部分組成。畜禽糞便含有大量未消化的蛋白質、礦物質、維生素、粗脂肪和碳水化合物等(表1)。因此,農業廢棄物可完全滿足食用菌的生長需要,產出的食用菌產品在質量和產量上都不亞于棉籽殼[14-16]。如利用農業廢棄物玉米芯、木屑、棉籽殼、甘蔗渣、稻草粉等為原料,再輔加有機氮源(如豆餅、麩皮、米糠、玉米面、棉籽餅等)、礦物質元素等進行平菇生產,其生物轉化效率可達到100%~150%。
2 國內外農業廢棄物在食用菌生產上的應用
食用菌生產是現代農業的重要組成部分,在農業生產中起到了承載與傳遞的作用,并可實現物質與能量的循環轉化。其產品不僅是人類重要的蛋白供應,而且是醫療保健品和功能食品的重要來源,對完善人類飲食結構,提高免疫功能有著重要的促進作用。此外,在食用菌生產過程中,培養料物質結構發生質的變化,可使原料纖維素含量降低50%、木質素含量降低30%、粗蛋白含量增加6%~7%、粗脂肪含量增加1倍左右,并利用這些分解產物產生大量可以利用的菌體蛋白(子實體)[19]。因此,食用菌生產可提高農業廢棄物的利用價值和再生效率,改善農業生態環境,降低農業生產成本。
我國利用農業廢棄物生產食用菌的規模與效益水平還遠遠落后于歐美等發達國家,荷蘭、德國、美國、日韓等國家都有專業的生產機構進行農業廢棄物的食用菌工廠化生產。雙孢蘑菇的生產在歐美一直是一個變廢為寶的環保產業,其產量與質量均處于I先水平。近幾年,我國在農業廢棄物生產食用菌方面做了大量工作,尤其在栽培基質方面進行了多方位的試驗,開發了多種農業廢棄物栽培食用菌的配方,并研發了一系列與栽培相關的技術裝備。
2.1 國內農業廢棄物在食用菌生產上的應用
我國是世界上人工馴化與栽培食用菌最早的國家,人工馴化栽培的食用菌品種已達40余種。早期的香菇、木耳等食用菌主栽品種都是在段木上進行接種生產,在20世紀50年代我國以木屑為主料的食用菌代料栽培技術試驗取得成功,并在全世界范圍內進行推廣應用。隨著食用菌產業擴大與科技發展,食用菌新型栽培基質不斷被開發,利用農林廢棄物制備食用菌栽培原料已成為研究熱點。范凌云等[20]利用稻草秸稈進行了蘑菇大棚栽培試驗,效果非常顯著。袁建生[21]進行了玉米秸稈、小麥秸稈與豬、牛、羊糞便混合發酵后栽培姬松茸的試驗,并總結出一套農業廢棄物栽培姬松茸的新技術,該技術得到了菇農的極大認可。齊志廣等[22]進行了玉米秸稈培養料栽培草菇的試驗,結果表明該試驗方案可行,且可降低生產成本。夏敏等[23]利用棉稈和玉米秸稈、玉米芯等為主原料與用純櫟木屑為主原料進行了栽培香菇后的蛋白質營養對比試驗,結果表明采用作物節本代料和純木屑代料栽培的香菇子實體蛋白質均有較高營養價值,且二者之間無顯著差異。趙秀芳等[24]采用大蒜稈為主料進行香菇栽培試驗,生物轉化率可達98%,且可減少生產過程中的雜菌污染,提高產量。孔祥輝等[25]研究表明,在木屑中添加30%玉米芯、50%玉米芯或30%豆稈的混合代料栽培黑木耳,菌絲生長及木耳產量均較好。苗人云等[26]采用花生殼、木屑、玉米芯、油菜稈、黃豆稈、獼猴桃枝、高粱殼等資源部分替代棉籽殼栽培金針菇,結果表明30%的花生殼替代棉籽殼栽培金針菇,其產量比用棉籽殼栽培提高33.11%,栽培效益明顯提高,并可顯著降低原料成本。周帥[27]、陳麗新[28]、陳君琛[29]、胡燕[30]等在進行食用菌新型基質栽培的研究中,分別測試出了玉米皮、花生殼、葡萄枝、谷稈以及花椒子中的粗蛋白含量和粗纖維含量,并通過合理組合與營養強化,完成了在秀珍菇、姬菇、茶樹菇等食用菌品種上的栽培試驗,結果表明農業廢棄物與傳統栽培料相比,生物轉化率均有較大的提高。
近十年來,我國食用菌生產研究人員和廣大栽培工作者為食用菌栽培技術的完善和發展做出了重要貢獻,食用菌的栽培規模和產量有了很大的提高。但是,隨著人民生活水平的提高,國內外市場對食用菌的需求量逐年增加,現有的原料資源難以滿足不斷擴大的栽培需要。因此,新型培養料的研究與開發刻不容緩,農業廢棄物作為食用菌生產的主要原材料將越來越得到重視。
2.2 國外農業廢棄物在食用菌生產上的應用
歐美食用菌的生產和消費主要以雙孢蘑菇為主,以農作物秸稈與畜禽糞便為栽培原料進行工廠化、專業化生產。亞洲食用菌生產主要以木腐菌為主,日本和韓國的木腐菌工廠化生產技術走到了世界前列,栽培料以木屑為主;東南亞國家近年食用菌發展較快,其食用菌生產也以木腐菌為主,品種主要為香菇等常見木腐菌食用菌品種,培養料主要以木屑為主。近年來非洲的納米比亞、贊比亞、坦桑尼亞、肯尼亞、埃及等都陸續開始了食用菌的生產,其高端市場需要的雙孢蘑菇工廠化的成套栽培技術引自歐美,而農業式的栽培多數是糙皮側耳,引自我國[4]。
現階段,歐美雙孢蘑菇栽培呈現了工業化生產,均已形成專業化、集約化、規模化、工廠化、機械化直至自動化的生產。美國專業從事雙孢蘑菇菌種生產的 Sylvan 公司已在全球建立了十多家連鎖企業。而從事培養料業務的荷蘭Heveco培養料公司,建有大型發酵隧道,將發酵的優質培養料直接或播種后供應給農戶,年栽培次數可達6次,1 m2 平均產菇 26~32 kg,極大地提高了工效與菇房設施的利用率。
3 我國農業廢棄物生產食用菌存在的主要問題
一、農業生產的特點
1 地域性特點。農業是人類利用動植物的生長和繁殖來獲得產品的物質生產部門。由于其生產對象是動植物,需要熱量、光照、水、地形、土壤等自然條件。而不同動植物生長發育的自然條件不盡相同,再加上世界各地的自然條件、經濟條件、技術條件和國家政策差別很大,因而農業形成了明顯的地域性特點。
“灌云西部一條嶺,多是大豆和紅薯。”因為灌云西部地區地勢相對較高,所以在一些嶺地上,人們往往種植大豆、玉米、紅薯等較為耐旱的作物。
灌云中東部地區是主要的水稻產區;灌云縣是全國著名的棉花生產基地,以棉花產量大、質量優而聞名全國,其棉花產地主要集中在偏東部的楊集鎮、四隊鎮、圖河鄉、魯河鄉等鄉鎮。
結合灌云的作物種植體現的地域性特點,筆者引導學生分析并得出結論:作物分布呈現出的地區差異,是土壤條件、水源條件等諸多因素共同作用的結果。這樣既使學生掌握了地理知識,又培養了他們對本鄉本土的熱愛之情,提高了他們觀察生活、獨立思考的能力。
2 季節性和周期性特點。動植物的生長發育有一定的規律,并且受自然因素的影響,而自然因素則隨季節變化出現相應的變化,呈現一定的周期性。農業生產的一切活動都與季節有關,必須按季節順序安排,所以農業生產具有明顯的季節性和周期性特點。
灌云地處溫帶,雖理論上屬于北方,但它是介于我國南方與北方之間的過渡地帶。在長期的農業生產中,人們總結出了一些與農業生產活動密切相關的諺語,如“白露早,寒露遲,秋分種麥正適時”、“高粱熟,收稻谷”、“麥揚花,排黃瓜”、“青蛙打鼓,豆子入土”等,非常淺顯易懂,以指導人們不違農時,適時地完成“春耕夏種秋收”等各類農業活動。
這樣,教師有意識地結合鄉土地理材料,可讓學生在理解教材內容的基礎上,充分認識到地理知識對現實生活的指導作用,進而可讓學生嘗試把學到的知識運用到家鄉的建設中來。長此以往,學生就會發現,地理知識不是空洞的,而是生動有趣的,從而對地理學科產生興趣,大大提高學習積極性。
二、影響農業區位的因素
影響農業區位的因素主要有自然條件、經濟條件及技術條件等。
1 在講解影響農業區位的氣候因素(水源)時,可以引用諺語“春雨滿街流,收麥累死牛”。在我國西北、華北地區,春雨只占年降水量的10%~15%,有的地方甚至不足10%,因此在灌云歷來就有“十年九春旱”、“春雨貴如油”的說法。究其原因,春季緊隨秋、冬兩個少雨季節,土壤墑情本身就不好,較易形成冬春連旱,且春季氣溫回升較快、有風日多,在陽光照射下,土壤水分蒸發、散失較快。同時,春季我國夏季風勢力較弱,來自海洋的暖濕氣流多在華南、江南一帶與冷空氣交鋒,形成豐沛的降水;而西北、華北地區的雨季往往要到7月份才到來。總之,華北地區由于降水少、蒸發旺而導致了春早,春雨的豐沛程度對農業收成有顯著影響。
2 在講解影響農業區位的技術因素時,也可引用灌云當地的一些諺語。如“莊稼一枝花,全靠肥當家”、“種田不要問,深耕多上糞”、“種子不純,坑死活人”、“種子不好,豐收難保”、“種子買得賤,空地一大片”等。
三、工業地域的形成類型
歷史的長河將我們帶到21世紀的今天,社會飛速發展,科技日益進步,隨之而來的農業發展面臨的水質污染、土壤板結、農產品安全等問題也越來越嚴重。因此,認同農耕文明、傳承農耕文明,在現代化農業生產過程中尤顯重要。
一、蘊含科學精神的農學思想和優良傳統
(一)協調和諧的天地人關系
在古代農業文明中,中國農業長期領先于世界其他文明古國。之所以如此,一個非常重要的原因就是,我們擁有一個具有整體觀念、強調人與自然和諧相處之道、依靠自然規律來運行的“天人合一”農學思想。
這種天地人和諧相處的思想,也是中國傳統農業的指導思想,常被稱為“三才”理論。“三才”論認為,人既不是大自然的奴隸,也不是大自然的主宰,而是“贊天地之化育”的參與者和調控者。在農業生產中,人類只有尊重和掌握客觀自然規律,才能做到事半功倍。
(二)趨時避害的農時節令安排
中國傳統農業特別強調農時的重要性,主張“勿失農時”“不違農時”。在“農時”的把握過程中,先民們還發明了指導農業生產的“二十四節氣”。“清明前后,種瓜點豆”等諺語以及“打春牛”等鄉村民俗,講的都是要按照時令開展農事活動。
時的概念還包含生產過程中對時機的把握。古人認為,只有合理地把握時機,才能夠實現利益最大化。早在兩千多年前的先秦時代就已經有了“以時禁發”的措施。漢代班固的《漢書?貨殖列傳》中說:“順時宣氣,蕃阜庶物”,較為準確地概括了中國傳統農業中經濟再生產與自然再生產的關系。
(三)辨土肥田的施肥養地措施
土地是農作物生長的載體,是主要的農業生產資料。人們要根據不同的土壤類型和土壤肥力情況選擇種植不同的作物。而農耕的首要條件就是需要保持土地的肥沃。
“地可使肥,又可使棘”,就是告訴我們在用地的同時要注意養地。通過休耕或施肥,保護與提升耕地的質量。我國農業持續生產數千年而不衰,另一個很重要的原因就是我們的先民做到了這一點,從而保證了“地力常新壯”。
我國“十三五規劃”提出有計劃地進行“輪作休耕”試點,目的就是讓過勞的耕地得以休息,實現藏糧于地。
(四)種養三宜的作物布局選擇
不同的農作物有著不同的生長習性,在不同的土壤、氣候條件下,分布著不同的植被和生物群落。必須針對性地選擇植物的生長地區,采取不同的栽培和管理措施。人們將順應植物生長習性的方式概括為“物宜”“時宜”和“地宜”,合稱“三宜”。生物的這種特性,要求我們不能盲目引種。“橘逾淮北而為枳”反映的就是這個現象。
(五)變廢為寶的物質循環利用
在中國傳統農業中,我們的祖先將城鄉百姓生產、生活中產生的廢棄物(人糞、畜糞、 渣糞、草木灰、青苗、骨蛤粉、灶土、塘泥等)變成肥料施入田地中,變廢為寶,有效地實現了農業生態系統內部的物質循環。
為了更好地利用農業廢棄物,日前,農業部等6部委聯合印發了《關于推進農業廢棄物資資源化利用試點的方案》。《方案》要求各地務必高度重視,把試點工作納入到本省(區、市)生態文明建設總體布局中,作為深化農業供給側結構性改革、推進農業可持續發展的重要平臺,明確責任分工、加強協作配合、制定配套政策,精心組織實施、確保取得實效,并從本地實際出發逐步擴大試點范圍。
(六)御欲尚儉的治國理家態度
先人們提倡“強本節用”。一是強調努力生產,積糧備荒。二是提醒百姓控制欲望,節制消費。同時,告誡統治者對物力的使用,不能超過自然界和老百姓的負荷限度。
古代的節用思想對于今天仍然具有警示和借鑒的作用。要實現社會、生產的可持續發展,實現國家的長治久安,就必須牢記“節用御欲”的古訓,樹立勤儉建國、厲行節約的風尚。
二、農耕技術的完整體系
在中國古代天人合一思想的指引下,古代勞動人民在生產實踐中,創造性地發明了一系列農耕技術,這些技術在今天仍然具有強大的生命力。
(一)精耕細作的技術體系
我國農業精耕細作生產技術萌芽于春秋戰國時期,最先產生于北方。由于人多地少,決定了土地連作的耕作模式。但是,久而久之,地力終會衰退。于是,先人們發明了“代田法”,通過溝壟互換的方式,實現連年種植基礎上的土地休閑;又因為黃河流域春天播種時風沙大,種子發芽時水分不足,需要保墑而發明了耕、耙、耱技術方式。魏晉南北朝時期,形成了完整的耕、耙、耱、壓、鋤等相結合的旱地耕作技術。
隨著經濟重心的南移,至宋代,南方水田耕、耙、耖、耘、耥精耕細作體系也已基本形成。在日益完善的同時,南北耕作體系交匯融合,不斷創造出越來越先進的農業耕作技術,共同構成傳統農業精耕細作技術體系的重要組成部分。
中國古代的精耕細作技術,為中華文明和社會經濟的持續發展奠定了物質基礎,是中國古代農業強大生命力的來源,也是中華文明得以持續發展的深厚根基。既塑造了中國傳統文化的基本面貌,也對亞、歐農業產生了深遠影響。
(二)創制革新的生產工具
我們這里所講的語言藝術,包括言詞語言和肢體語言兩個部分。在高中地理教學過程中,怎樣才能做到課堂言詞的生動形象和肢體語言的明快呢?我在自己的教學實踐中,總結出了以下幾點:
1.要多方位、多層次地挖掘生動形象的言詞材料
可以從下面幾個途徑中獲得:
1.1 深挖教材內容,從教材本身去發掘一些生動形象的語言材料,寓教于樂,激發學生興趣
現行的中學地理教材中有不少地方語言是很生動形象的。如地形、地貌、地勢描寫的內容有"蜀道之難,難于上青天"、藏北高原地貌特點是"遠看是山,近看成川"、新疆的地形輪廓是"三山夾兩盆"等。類似的描述還有很多,如果教師能在課堂上用表情去朗讀,或者繪聲繪色的描述一下,都能激發學生的學習興趣,又能突出主題,還能增強記憶,達到并超過預定效果。
1.2 運用地理詩歌來加強課堂的語言藝術
教師要善于學習,平時注意收集些詩、詞、歌謠,或自己編寫一些地理詩歌,在教學中針對學生的年齡特征有選擇性地加以引用,不這樣僅能活躍課堂氣氛,而且有助于學生對課本知識的記憶和理解,并能擴大知識面。如我在教學過程中,為了增強同學們對東亞季風的了解,引用了《黃土高坡》這首歌的一句:我家住在黃土高坡,大風從坡上刮過,不管是東南風,還是西北風,都是我的歌,我的歌……聽完這段歌,同學們既記住了東亞的冬夏風,同時為解釋黃土高原的水土流失奠定了基礎。還有,唐代詩人張藉"天星附地能為石"的佳句,科學地說明了隕石的來歷和成因;劉禹錫的"海潮隨月大,江水應春生",反映了海潮與南方河流漲落的規律。總之,運用生動形象的地理詩歌來增強課堂的語言藝術,已被大多數地理教師所肯定并運用于教學實踐中,相信地理詩歌的應用將會更加廣泛。
1.3 利用課外時間收集諺語、古語、俗語、典故來豐富課堂語言
諺語、俗語等等都是人們長期生活和生產斗爭經驗的概括與總結,有些諺語或俗語看似粗俗,卻極其富有哲理。在地理課堂教學言語中,準確及時地插入一些諺語或俗語,有時可以起到點石成金的作用。在講授四季更替時,可指出二十四節氣是我們祖先在歷法上一個獨特的創造,同時引用一些農諺來創設教學情境。例如江南農諺:"清明谷雨兩相連,浸種耕種莫遲延","插秧過立夏,插無(不)插也罷","七蔥、八蒜、九蕎頭"(閩南話念起來都是有壓韻的),這些農諺揭示了農業生產的季節性,要求農民在生產過程中要因時制宜,如果違反農時,就會造成農業減產。
1.4 修辭是語言的美化劑
運用修辭可使教學語言形象生動、富有理趣情趣,從而增強語言的吸引力和提高語言的表達效果。地理課堂上,常用的修辭格有比喻、夸張和擬人等。如在講到抽煙有害健康時,我說:"抽煙有四大好處,一是可以演包公(很黑),二是可以防小偷(晚上一直咳嗽),三是節省衣料(很瘦),四是永遠不老(早死)。"
此外,在地理教學語言中,還可以使用成語、別稱、趣聞、謎語、散文、文言文甚至小說節選等文體,只要運用適時適度且切換自如,加上豐富的感情、無限的激情,即可使教學語言熠熠生輝、妙趣無窮。
2.在藝術語言材料確定后,教師要在肢體語言上下工夫