海水養(yǎng)殖業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)能值評價指標(biāo)構(gòu)建

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[摘要]海水養(yǎng)殖業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)是實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)漁業(yè)向可持續(xù)發(fā)展轉(zhuǎn)型的重要模式。以嵊泗列島貽貝產(chǎn)業(yè)為例，運(yùn)用能值理論方法從可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)效率角度構(gòu)建能值指標(biāo)體系，詳細(xì)分析了傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖系統(tǒng)、傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖加工系統(tǒng)、貽貝循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r。結(jié)果表明：貽貝循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)為1.42，具備一定的可持續(xù)性；貽貝的循環(huán)收益率為13.01，其廢棄物有循環(huán)利用潛力，循環(huán)產(chǎn)出率為32.91，投入循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的能值收益較好。填埋/循環(huán)收益比為4.62，相比直接填埋，回收利用廢棄的貽貝殼的效益更大。綜合各指標(biāo)，貽貝循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式在一定程度上可以兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境負(fù)載，具有較好的應(yīng)用價值和發(fā)展前景，是值得推廣的貽貝產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。

[關(guān)鍵詞]海水養(yǎng)殖；漁業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)；能值理論；貽貝養(yǎng)殖；

1前言

隨著科技的提高和經(jīng)濟(jì)全球化的深入，我國海洋漁業(yè)穩(wěn)健發(fā)展，海水產(chǎn)品產(chǎn)量逐年增加，從2009年的2797.53萬t增長至2016年的3490.15萬t。然而，高投入、低效率的傳統(tǒng)海洋漁業(yè)模式資源利用率低下，導(dǎo)致漁業(yè)資源緊張，海洋漁業(yè)生態(tài)系統(tǒng)供給服務(wù)數(shù)量下降。隨著人口的持續(xù)增長，漁業(yè)資源壓力加大，急需一種新的發(fā)展模式來擺脫漁業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展困境。漁業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)以循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論和漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展思想指導(dǎo)海洋漁業(yè)經(jīng)濟(jì)活動，通過清潔生產(chǎn)技術(shù)減少廢棄物排放，提高資源重復(fù)利用率，實(shí)現(xiàn)資源效率最大化，污染排放最小化。發(fā)展?jié)O業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)是解決漁業(yè)發(fā)展與資源環(huán)境矛盾，實(shí)現(xiàn)漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。量化循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水平是判斷漁業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量的主要依據(jù)。只有建立科學(xué)有效的循環(huán)經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)體系，才能對漁業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)測，為漁業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展規(guī)劃提供決策服務(wù)。以美國系統(tǒng)生態(tài)學(xué)家H.T.Odum為首，創(chuàng)立的能值分析方法將系統(tǒng)中不同種類、不可比較的物質(zhì)流、能量流、貨幣流和信息流轉(zhuǎn)換成具有統(tǒng)一單位的能值進(jìn)行分析，利用一系列能值指標(biāo)分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能特征與生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益。能值理論能為評估漁業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的效益和可持續(xù)性及具體實(shí)施過程提供一個系統(tǒng)性的框架。目前，國內(nèi)外已有不少研究者利用能值理論評估農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)等各種循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。M.T．Brown等提出了一系列能值指標(biāo)，評價了不同的材料通過“原料循環(huán)使用”、“副產(chǎn)物利用”、“適應(yīng)性再利用”三種回收途徑的循環(huán)回收效率，研究發(fā)現(xiàn)不同的原材料的循環(huán)使用潛力不同，適合的循環(huán)回收途徑不同；精煉提取成本越高的原材料，直接回收利用獲得的收益最大。本研究基于傳統(tǒng)能值方法，以浙江省舟山市嵊泗列島貽貝養(yǎng)殖區(qū)域?yàn)檠芯繉ο螅⒒谀苤道碚摰难h(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)指標(biāo)體系，從企業(yè)層面評價漁業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率、循環(huán)效率以及對環(huán)境的影響，以期為循環(huán)漁業(yè)的發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

2研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

2.1研究區(qū)概況

嵊泗列島位于杭州灣以東、長江口東南，氣候溫和，年平均氣溫約17℃，多年平均降雨量約1209mm，夏季易受臺風(fēng)影響，年太陽輻射量為4683～4927MJ/m2。海域水體肥沃、潮流較急是貽貝的絕佳養(yǎng)殖地。嵊泗海洋特別保護(hù)區(qū)素有“中國貽貝之鄉(xiāng)”之稱，截至2018年嵊泗列島貽貝養(yǎng)殖面積達(dá)1484hm2，貽貝產(chǎn)量達(dá)159668t，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。嵊泗列島貽貝養(yǎng)殖模式主要為深水浮筏養(yǎng)殖，在海面上用浮子和繩索組成浮筏用纜繩固定于海底，使貽貝苗固著在苗繩上懸掛于浮筏。貽貝苗大部分購買于福建等地的育苗場，養(yǎng)殖周期一般為2～3年。然而，在產(chǎn)量逐年增加的同時，占貽貝重量近1/3的貽貝殼被堆積或傾倒至嵊泗列島附近的海域或海灘，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。貽貝殼含有大量的CaCO3，貽貝殼粉可作為鈣源添加在飼料中或作土壤改良劑。對廢棄貽貝殼進(jìn)行資源化利用，是形成貽貝產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要的一步。

2.2數(shù)據(jù)來源

本研究中用到的數(shù)據(jù)主要包括兩類：（1）水產(chǎn)養(yǎng)殖、水產(chǎn)品加工等實(shí)物量數(shù)據(jù)主要由嵊泗列島金盟水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)合作社、景晟貽貝產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司提供。漁業(yè)產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)主要來自嵊泗列島海洋與漁業(yè)局以及《中國漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》；（2）能值轉(zhuǎn)換率（Unitemergyvalue，UEV）主要來自《能值分析與實(shí)踐》M.T.Brown等以及Buranakarn.V等人的研究，能值轉(zhuǎn)換率均基于能值基準(zhǔn)GBE2016（12.0E+24seJ/a）。

3基于能值的循環(huán)經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)計(jì)算方法

能值是資源、產(chǎn)品和服務(wù)等在形成過程中直接和間接消耗的太陽能之量，單位為太陽能焦耳（solaremjoules，sej）。能值分析主要包括系統(tǒng)能值指標(biāo)分析、系統(tǒng)循環(huán)指標(biāo)分析等，能值投入主要有可更新自然資源R1、不可更新自然資源N、可更新有機(jī)能R2和不可更新工業(yè)能IMP，在此基礎(chǔ)上建立能值指標(biāo)體系。漁業(yè)生態(tài)系統(tǒng)常用的能值指標(biāo)有能值產(chǎn)出率EYR、環(huán)境負(fù)載率ELR、可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)ESI及適用于漁業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的指標(biāo)。能值分析方法為評估漁業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的資源利用效率、環(huán)境壓力和循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可行性提供了科學(xué)的方法，基于能值理論的循環(huán)經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)體系是評價漁業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有效指標(biāo)。能值產(chǎn)出率（EYR）是指系統(tǒng)產(chǎn)出能值與社會經(jīng)濟(jì)投入系統(tǒng)內(nèi)部的能值（不可更新工業(yè)輔助能值與可更新有機(jī)能之和）的比值，是衡量一個生產(chǎn)系統(tǒng)資源利用效率的指標(biāo)。EYR越高表明系統(tǒng)利用資源的效率越高。其計(jì)算公式為：EYR=Y/IMP+R2其中，Y為系統(tǒng)的產(chǎn)出能值，IMP為投入系統(tǒng)的不可更新輔助能值，R2為投入系統(tǒng)的可更新有機(jī)能。環(huán)境負(fù)載率（ELR）是指系統(tǒng)投入的不可更新能值與可更新能值之比，表征區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)承受的環(huán)境壓力。ELR越高，說明系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)活動強(qiáng)度越大，區(qū)域環(huán)境負(fù)荷越大。環(huán)境負(fù)載率的計(jì)算公式為：ELR=（IMP+N）/（R1+R2）其中，IMP為投入系統(tǒng)的不可更新輔助能值，N為投入系統(tǒng)的不可更新自然資源，R1為投入系統(tǒng)的可更新自然資源，R2為投入系統(tǒng)的可更新有機(jī)能?？沙掷m(xù)發(fā)展指標(biāo)（ESI）是系統(tǒng)能值產(chǎn)出率和環(huán)境負(fù)載率的比值，表征研究系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展能力。在一定范圍內(nèi)，ESI越高，單位環(huán)境壓力下的社會經(jīng)濟(jì)效益越好，系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展態(tài)勢越好。資源的可持續(xù)發(fā)展是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的保障，如果系統(tǒng)為追求經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值的增長，過分開發(fā)不可更新資源，那該系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展能力會大大降低。可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)是地區(qū)能值分析評價的關(guān)鍵性指標(biāo)。計(jì)算公式為：ESI=EYR/ELR其中，EYR為能值產(chǎn)出率，ELR為環(huán)境負(fù)載率。循環(huán)收益率（RBR）是將資源轉(zhuǎn)換為原材料的能值與回收循環(huán)的能值之比。RBR反應(yīng)了系統(tǒng)廢棄物的回收利用潛力，即廢棄物被作為資源投入再生產(chǎn)可節(jié)省的能值。RBR低于1時，表示該物質(zhì)循環(huán)利用的能值收益極低。其計(jì)算公式為：RBR=（A+B）/F其中，A為養(yǎng)殖貽貝所需的社會經(jīng)濟(jì)投入之和，B為收獲捕撈成熟貽貝所需的社會經(jīng)濟(jì)投入之和，兩者之和代表系統(tǒng)原材料提取所需的能值，F(xiàn)為回收循環(huán)使用系統(tǒng)廢棄物所需的社會經(jīng)濟(jì)投入之和。循環(huán)產(chǎn)出率（RYR）是循環(huán)物質(zhì)（廢棄物）的能值與用于循環(huán)的能值之比。RYR可用于評估社會通過資源循環(huán)利用效益，它衡量了社會將能值投入循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)后獲得的收益。RYR越高，循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的能值投資收益越好。計(jì)算公式為：RYR=（R+A+B+C）/F其中，R為形成原材料（貽貝）所需的環(huán)境投入，A為養(yǎng)殖貽貝所需的社會經(jīng)濟(jì)投入之和，B為收獲捕撈成熟貽貝所需的社會經(jīng)濟(jì)投入之和，C為去殼貽貝加工所需的社會經(jīng)濟(jì)投入之和，四者之和為廢棄物所含的能值，F(xiàn)為回收循環(huán)使用系統(tǒng)廢棄物所需的社會經(jīng)濟(jì)投入之和。填埋/循環(huán)收益比（LRR），即填埋某一材料需要的能值與用于循環(huán)的能值之比。LRR這一指標(biāo)反應(yīng)相比直接填埋，回收循環(huán)利用所獲得的收益。LRR越大，物質(zhì)循環(huán)對社會收益越大。填埋/循環(huán)收益比的計(jì)算公式為：LRR=F’/F其中，F(xiàn)’為直接填埋系統(tǒng)廢棄物所需的社會經(jīng)濟(jì)投入之和，F(xiàn)為回收循環(huán)使用系統(tǒng)廢棄物所需的社會經(jīng)濟(jì)投入之和。

4結(jié)果與分析

4.1嵊泗貽貝養(yǎng)殖加工循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)構(gòu)建

最外面的黑框表示嵊泗列島貽貝循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，主要包括養(yǎng)殖系統(tǒng)、去殼貽貝加工系統(tǒng)、貽貝殼粉加工系統(tǒng)等子系統(tǒng)。左側(cè)的是外界投入的可更新自然資源，主要包括太陽輻射能、地?zé)崮?、潮汐能、風(fēng)能、雨水化學(xué)能等。由于當(dāng)?shù)責(zé)o法育出用于養(yǎng)殖的苗種，因此主要從福建購入貽貝苗用于貽貝生產(chǎn)養(yǎng)殖。貽貝從一開始包苗、掛苗、成熟后收獲、去殼加工、貽貝殼回收運(yùn)輸?shù)阶詈蟮臍し奂庸ざ夹枰到y(tǒng)外的能源商品投入和人類勞動。

4.2循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)能值流分析

通過計(jì)算貽貝養(yǎng)殖加工循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物質(zhì)、能量、貨幣流動數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)匯總出貽貝養(yǎng)殖加工循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)能值表。為避免重復(fù)計(jì)算，在實(shí)際核算時常常將三種初級能流（太陽輻射能、地?zé)崮?、潮汐能）相加，與次級能值流、第三季能值流的最大值進(jìn)行對比，取兩者的最大值作為驅(qū)動系統(tǒng)運(yùn)作的可更新自然資源能值（R1）。貽貝屬于濾食性貝類，潮汐作用所引起的水交換帶來的懸浮有機(jī)碎屑和依賴于光合作用的單胞藻與原生動物為貽貝的主要餌料來源。苗種、電費(fèi)和勞動力的能值投入在貽貝養(yǎng)殖中占很大一部分。對傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖加工模式而言，占貽貝重量1/3之多的貽貝殼作為廢棄物直接填埋丟棄。而對貽貝循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)而言，貽貝殼作為貽貝殼粉加工子系統(tǒng)的原料投入，最終生產(chǎn)出貽貝殼粉。

4.3漁業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的能值指標(biāo)分析

傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖、傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖加工模式和貽貝循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的EYR分別為6.65、1.56和4.57，說明傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖模式和貽貝循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的生產(chǎn)效率較高。貽貝循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)可以開發(fā)貽貝的潛在經(jīng)濟(jì)能值。延長產(chǎn)業(yè)鏈，加大對廢棄貽貝殼的開發(fā)，可以達(dá)到進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。通過“資源—產(chǎn)品—再生資源—再加工”的模式來實(shí)現(xiàn)“低開采、高利用、低排放”的目標(biāo)，對進(jìn)入系統(tǒng)的能量與物質(zhì)進(jìn)行最大程度的利用，提高利用率的同時盡可能地減少污染物的排放，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的效益與質(zhì)量。環(huán)境負(fù)載率ELR可評估系統(tǒng)的生態(tài)承載能力，當(dāng)ELR小于或等于2時，由于生產(chǎn)過程產(chǎn)生的影響可被大范圍的環(huán)境稀釋，生產(chǎn)過程對環(huán)境產(chǎn)生的壓力較小。傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖模式的ELR為1.09，貽貝養(yǎng)殖系統(tǒng)生產(chǎn)過程對環(huán)境壓力較小。傳統(tǒng)的貽貝養(yǎng)殖模式和貽貝循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的ELR分別為2.62和3.21，這是由于隨著產(chǎn)業(yè)鏈的延長，加工環(huán)節(jié)增加，能源和人類勞務(wù)等不可更新工業(yè)輔助能投入的增多。傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖模式的ESI為6.11，處于1～10的范圍，說明傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖模式具有較好的活力及較大的發(fā)展?jié)摿?。這是因?yàn)橘O貝養(yǎng)殖過程無需投放餌料，充分利用了海域生態(tài)環(huán)境提供的自然資源，系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展能力較高。傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖加工模式的ESI為0.60，小于1，表明該模式為高環(huán)境負(fù)載率的消費(fèi)型生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。貽貝循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的ESI（1.42）大于傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖加工模式的ESI（0.60），說明單位環(huán)境壓力下貽貝循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的經(jīng)濟(jì)效益更好，貽貝循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)具備一定的可持續(xù)性，能兼顧社會與環(huán)境效益。能值循環(huán)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可用于評價循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的可行性。本研究中，貽貝的RBR為13.01，RBR大于1說明廢棄貽貝殼具有一定的回收利用潛力。貽貝的RYR為32.91，相對較高，表明能值投入循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的收益較好。貽貝的LRR大于1，表明回收利用廢棄貽貝殼從長遠(yuǎn)來看是大有裨益的。LRR是基于廢棄物填埋所用的能值計(jì)算的，直接填埋廢棄貽貝對整個社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)而言是一種資源的浪費(fèi)，還會產(chǎn)生處理廢棄物的成本。貽貝的LLR為4.62說明相比回收循環(huán)利用廢棄貽貝殼，社會需要投入4.62倍的能值用于填埋廢棄貽貝殼。

5結(jié)論與討論

綜合幾種能值指標(biāo)，貽貝循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式在減少環(huán)境壓力的同時，充分利用了投入系統(tǒng)的資源，資源利用率較高。貽貝加工產(chǎn)生的廢棄物具有可觀的回收利用潛力。貽貝去殼加工自動化程度較高，貽貝去殼加工的同時自動實(shí)現(xiàn)了廢棄貽貝殼的收集工作，減少了廢棄貽貝殼回收工作的成本?；厥绽脧U棄貽貝殼的成本低于直接填埋廢棄貽貝殼的成本，且能產(chǎn)生一定經(jīng)濟(jì)效益。因此，貽貝循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式在一定程度上可以兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境負(fù)載，是值得推廣的貽貝產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。ESI指標(biāo)具有一定的局限性。傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖模式中，收獲后的貽貝直接銷售進(jìn)入市場，廢棄的貽貝殼進(jìn)入外界系統(tǒng)，廢棄物能值在傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖系統(tǒng)中不做統(tǒng)計(jì)。因此，盡管傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖模式的ESI大于循環(huán)貽貝循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的ESI，從整個社會的尺度來看，傳統(tǒng)貽貝養(yǎng)殖系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展程度不一定高于貽貝循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。原材料提取所需的能值越多，材料的循環(huán)回收收益越大。隨著清潔生產(chǎn)方式的推廣，嵊泗列島開始使用易降解的養(yǎng)殖器材替代原有養(yǎng)殖器材，養(yǎng)殖成本可能在短期內(nèi)會有所提高。不同的貽貝養(yǎng)殖方式環(huán)境成本、社會成本不同，其RBR不同。本研究僅考慮了貽貝殼粉加工這一種廢棄貽貝殼的再利用方式。已有研究表明，貽貝殼還可作為鈣添加劑、土壤改良劑、污水處理材料、生物柴油的催化劑等。不同的廢棄物再利用方式產(chǎn)生成本和效益不同，但這些還有待進(jìn)一步研究。

作者：陳昳 邵卓 桂峰 趙晟 單位：浙江海洋大學(xué) 海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院