基于系統(tǒng)動力學的江西省農業(yè)能源循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)研究.pdf

1、本文以系統(tǒng)科學為基礎，運用系統(tǒng)動力學理論方法對以養(yǎng)殖業(yè)為核心，沼氣工程為紐帶，養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)、果業(yè)、水產業(yè)、生態(tài)環(huán)境綜合協(xié)調發(fā)展問題進行研究。 本文主要研究內容和成果有： (1)基于系統(tǒng)科學的思想，研究農業(yè)生產系統(tǒng)的演化特征，確定江西省農業(yè)生產系統(tǒng)演化過程中的主導產業(yè)。 本文利用系統(tǒng)科學反饋基模分析理論，為了刻畫種植業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)相互促進，相互制約的關聯(lián)關系，構造了農業(yè)生產系統(tǒng)產業(yè)發(fā)展的反饋基模，利用建立

2、的反饋基模，對農業(yè)生產系統(tǒng)的結構、功能和運行特征進行了系統(tǒng)分析。提出農業(yè)生產系統(tǒng)作為一個具有自組織結構的系統(tǒng)，要實現(xiàn)其演化的有序，首先必須開放，即農業(yè)生產系統(tǒng)必須面向全國、全世界進行大系統(tǒng)運作，要跳出農業(yè)發(fā)展農業(yè)；還必須遠離平衡態(tài)、漲落，即進行不斷的改革，包括農業(yè)生產系統(tǒng)的運行結構和經(jīng)營模式改革，進行管理制度創(chuàng)新，科技創(chuàng)新，進而使農業(yè)生產系統(tǒng)不斷動態(tài)走向有序。根據(jù)協(xié)同學序參量原理和主導產業(yè)發(fā)展理論，闡述了在農業(yè)生產系統(tǒng)自組織演化過程中，

3、對系統(tǒng)演化起支配作用的序參量就是農業(yè)生產系統(tǒng)的主導產業(yè)。借助主導產業(yè)確立的選擇基準理論，通過對江西農業(yè)的戰(zhàn)略地位和農業(yè)產業(yè)結構調整指導思想的分析，設計了江西農業(yè)生產系統(tǒng)主導產業(yè)確立的定性和定量相結合的選擇基準。 (2)基于系統(tǒng)動力學流率基本入樹建模法，對以養(yǎng)殖業(yè)為核心，沼氣工程為紐帶的農業(yè)能源循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)進行系統(tǒng)仿真研究，論證農業(yè)能源循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式是實現(xiàn)農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要模式。 本文定義以養(yǎng)殖業(yè)為核心，沼氣工程為紐帶

4、，養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)(不包括果業(yè))、果業(yè)、水產業(yè)、生態(tài)環(huán)境綜合系統(tǒng)為農業(yè)能源循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)。稱以養(yǎng)殖業(yè)為核心，沼氣工程為紐帶，養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)(不包括果業(yè))、果業(yè)、水產業(yè)、生態(tài)環(huán)境綜合協(xié)調發(fā)展模式為農業(yè)能源循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式。 在本文研究中，養(yǎng)殖業(yè)重點研究規(guī)模養(yǎng)殖問題。首先對規(guī)模養(yǎng)殖對環(huán)境污染進行了定性、定量和反饋基模分析。在此基礎上，利用系統(tǒng)動力學流率基本入樹建模法，構建了江西省農業(yè)能源循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)的流率基本入樹模型，并創(chuàng)建了刻畫江西省

5、農業(yè)能源循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)的微分方程組，此方程組包括影響農業(yè)能源循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)的7個流位變量和11個調控參數(shù)，實現(xiàn)了利用系統(tǒng)科學方法對農業(yè)能源循環(huán)經(jīng)濟系統(tǒng)的定量刻畫。 (3)創(chuàng)建復雜系統(tǒng)的系統(tǒng)基模生成集方法，并利用此方法對“公司+農戶”規(guī)模經(jīng)營模式進行優(yōu)勢和制約因素的有效分析，實現(xiàn)用系統(tǒng)科學方法對“三農”問題的有效研究。 在系統(tǒng)動力學流率基本入樹規(guī)范建模法的基礎上，首次討論了一個確定的復雜系統(tǒng)的系統(tǒng)基模生成問題。創(chuàng)建了用系統(tǒng)動力

6、學流率基本入樹做嵌運算生成反饋極小基模，由極小基模構成反饋基模生成集的具體方法。給出并證明了基模生成的三個定理。利用創(chuàng)建的系統(tǒng)反饋基模生成集法，對“公司+農戶”規(guī)模經(jīng)營模式進行了系統(tǒng)反饋分析，通過3個2階正反饋極小基模，生成了“公司+農戶”規(guī)模經(jīng)營模式的公司與農戶綜合效益增長基模，從系統(tǒng)科學的角度，論證了在家庭承包責任制下，“公司+農戶”規(guī)模經(jīng)營是農業(yè)進入國內、國際大市場，提高農業(yè)綜合生產能力，實現(xiàn)農民增收的重要組織制度。 (4

7、)以循環(huán)經(jīng)濟理論為基礎，進行農業(yè)能源循環(huán)經(jīng)濟模式案例分析。 以江西省井岡山農業(yè)科技園為典型案例，通過分析科技園原有的養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)、加工業(yè)等子系統(tǒng)的能量、物質流的一般運行模式，分析了原子系統(tǒng)存在的主要問題。在此基礎上，從循環(huán)經(jīng)濟理論出發(fā)，建立了刻畫井岡山農業(yè)技園現(xiàn)有的以沼氣工程為紐帶的生態(tài)農業(yè)系統(tǒng)的結構模型，通過對系統(tǒng)的反饋分析，以實例進一步論證了沼氣工程是降低規(guī)模養(yǎng)殖污染，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的重要途徑。 江西省上高南方果業(yè)科

8、研示范基地是江西省農業(yè)廳與農業(yè)部共建基地。作者從2002年起在基地進行實際試驗研究。為進行有關研究，在南昌大學211工程建設中立項，建立了能源生態(tài)系統(tǒng)工程實驗室。通過建立系統(tǒng)的生態(tài)果業(yè)模式的運行試驗，分析了沼氣工程對發(fā)展生態(tài)果業(yè)，改良紅壤低丘土壤的作用。并通過對基地對比取樣，實驗室對土壤養(yǎng)分數(shù)據(jù)的測試分析，對生態(tài)果業(yè)模式尤其是沼氣工程的實施對紅壤低丘土壤有機質含量的變化進行了統(tǒng)計分析。證明了沼氣工程的實施對紅壤低丘土壤有機質含量的提高有