基于能值分析的农业经营主体可持续发展能力研究*
2018-03-27李首涵郭洪海季明川
李首涵，杨 萍※，郭洪海，季明川
(1.山东省农业可持续发展研究所，济南 250100； 2.农业部华东都市农业重点实验室，济南 250100； 3.山东省农业科学院农业资源与环境研究所，济南 250100； 4.农业部山东耕地保育科学观测试验站，济南 250100)
0 引言
随着我国经济社会不断发展，农业现代化发展短板愈加凸显。当前，我国农业农村正发生深刻变化，传统的农业生产经营体系无法有效对接社会化、市场化、多样化的食品消费需求，农业生产经营方式面临诸多新挑战，传统小农经营规模小、方式粗放、劳动力老龄化、组织化程度低、社会化服务体系不健全等问题日渐凸显，农业生产经营体系急需变革和创新发展。针对当前农业生产经营体系发展现状， 2017年5月，中共中央办公厅、国务院印发的《关于加快构建政策体系培育新型农业经营主体的意见》明确指出，在坚持家庭承包经营基础上，培育从事农业生产和服务的新型农业经营体系是关系中国农业现代化的重大战略，对于推进农业供给侧结构性改革、引领农业适度规模经营发展、带动农民就业增收、增强农业农村发展新动能具有十分重要的意义。
新型农业经营主体的发展与培育成为推动农业现代化建设的关键一环，新型农业经营体系发展效益及可持续发展能力是决定新型农业经营主体生存与发展壮大的决定因素。但什么样的农业经营主体具有可持续发展能力，现有新型农业经营主体的经济效益、可持续发展能力如何，其发展壮大过程中是否能够维持或改进可持续发展能力，与普通农户相比是否具有优势，为了回答这些问题，研究结合调研的实际案例对山东省普通农户、家庭农场和新型农业经营主体融合发展模式展开比较分析，借助能值分析法和物质—价值流分析法，从经济效益和可持续发展能力的视角，对3类农业经营主体的经济效益和生态经济可持续发展能力进行评判，研究结论对促进新型农业经营主体的发展和优化具有一定的指导意义。
1 文献综述与研究方法
1.1 文献综述
21世纪以来，我国农业龙头企业、专业合作社、家庭农场等新型经营主体有了较快发展。目前，全国家庭农场已超过87万家，登记的农民合作社188.8万家，产业化经营组织38.6万个，农业社会化服务组织超过115万个，这些新型农业经营主体发展虽然已经初具规模，但也面临收入下降、成本上升、基础设施薄弱、资金、人才短缺等综合性挑战[1]。《新型农业经营主体发展指数调查(三期)报告》调研数据表明，新型农业经营主体是我国高质量农产品的重要供给力量，同时新型农业经营主体也是资源节约型技术采纳、应用的主力军。但总体来看，新型农业经营主体采用绿色生态可持续生产方式现状不容乐观，化肥、农药、农膜投入仍然偏多[2]。
理论界对新型农业经营主体的研究主要侧重于新型农业经营主体的经营模式、运行特征、经济效益等方面，对新型农业经营主体可持续发展问题涉及较少。有些研究认为，新型农业经营主体具有规模化、专业化、集约化和市场化的特征，符合现代农业发展方向，有利于提高农业生产力和农产品竞争力； 培育新型农业经营主体是实现农村经济增长和农民增收的有效路径[3]。新型农业经营主体可持续发展需要加大政府政策扶持力度、完善农村金融体制和农业社会化服务机制，推动新型农业经营主体专业化建设[4]。农业经营主体能否在市场经济环境下可持续发展，是促进农业现代化发展的关键。但当前研究和实践偏重于新型农业经营主体发展的经济效益和经济上能否可持续，很少有从资源环境可持续利用的视角开展研究。
H.T.Odum[5-6]在20世纪80年代提出了能值(Emergy)概念，在生态系统能量学、生态经济学研究的基础上创立了能值分析法，为衡量和分析自然和人类社会经济活动的真实价值及其关系提供了有效工具，对资源效率的评价、生态环境与经济发展的协调和可持续发展战略的实施做出了开创性贡献。90年代中国学者蓝盛芳[7-8]将能值理论引入国内，之后，能值理论开始被应用于系统生态效益及可持续发展方面的研究。但研究对象多为区域、行业、地市等宏观对象或以作物品种作为系统来研究[9， 15， 19-20]，很少涉及经济运营的微观主体。
1.2 研究方法
为了对农业经营主体可持续发展能力进行全面深入分析，借鉴前人对相关问题的研究成果，选取能值法作为分析农业经营主体生态综合效益及可持续发展能力问题的主要工具。同时，为了与从传统经济效益视角对农业经营主体经济发展能力的分析有所对比，又选取融合了投入产出和会计方法的物质—价值流分析法作为辅助研究工具。这样就可以从经济效益、生态效益等更广的视角对农业经营主体的可持续发展能力问题展开全面、深入研究。
1.2.1 物质—价值流分析方法及步骤
(1)物质—价值流分析方法
物质流分析是基于物质流核算来评估物质使用效率的方法，其对经济—环境系统中物质的投入和产出进行量化分析，同时建立物质投入和产出的账户，通过物理单位(比如：吨)对物质从发现、采掘、生产、转换、消费、循环使用到最终处置进行核算，分析的物质可以是元素、原材料、产品、制成品，也可以是固体废弃物以及向大气、水体排放的污染物等。物质流分析建立在系统论的基础上，在实践中，一般把研究对象看作一个物质流入流出的系统。
价值是物品或服务的有用性，现实生活中多采用特定的货币来表现某种物品或服务的价值。价值流是社会经济活动的产物，其仅仅在经济系统内部流动，并与能量流或物质流成相反的方向流动。价值分析在现实生活中已经普遍采用，某种经济活动的价值流一般采用成本收益法来计量。
由于不同的资源流转在实物核算中不能直接合并，传统的物质流分析方法无法提供有利于管理决策的基本信息，因而出现了“物质流—价值流”融合的资源价值分析。运用物质—价值流分析方法，可以从物质输入、流转、输出角度进行经济绩效和环境绩效的分析，有助于判定经济活动是否达到既经济又生态高效的目的。
(2)物质—价值流分析法步骤
在物质流分析的实践中，首先要确定物质流分析研究的范围，包括时间边界和空间边界； 其次，需要对物质的输入和输出、物质存储等进行界定。价值流分析法就是在物质流分析的基础上，将某种经济活动中投入产出采用货币计量单位来进行计量、核算，并分析经济活动的成本及效益的过程。
物质—价值流分析步骤，首先，根据对研究对象的辨识及确定的系统边界，选择输入、输出物质分类指标、物质消耗指标； 其次，采用成本会计核算用货币计量的投入价值及产出价值； 第三，利用某种经济分析模型来计算经济活动的利润、收益及投资回报率等经济指标； 第四，根据计算得出的各类经济指标，来分析判断经济活动的优劣或经济活动可否值得去做。
1.2.2 能值分析方法及步骤
(1)能值分析法的基本概念
能值是一种生物物理量，是流动或储存能量中所包含的另一种能量的数量，也可以是产品、劳务形成过程中直接或间接投入有效能的总量[5]。
能值转化率，在系统活动链中的能量转换过程中，存在不同程度的能量消耗，每单位某种能量或物质所包含的能值就是能值转化率。能值转化率是连接热力学能量单位J、物质实物单位g和能值单位的中间转换量。
由于地球上各种资源、产品或劳务形成过程中均直接或间接起源于太阳能，在实践中，多采用太阳能焦耳(Sej)为单位来度量不同类型能量的能值。常用的系统各种成分的太阳能值转换率见表1[5]。
表1 太阳能值转换率及其数据来源[5-9， 15-18]
符号类别项目单位能值转化率数据来源R可更新资源能值太阳能J1Odum，1996风能J2 45E+03Odum，2000雨水化学能J3 05E+04Odum，2000雨水势能J4 70E+04Odum，2000地球循环能J5 76E+04Odum，2000水资源能J8 00E+03Odum，1996可更新产品能值植物产品g2 43E+11Odum，1996畜产品g1 49E+11Odum，1996N不可更新资源能值电力J1 60E+05Odum，1996柴或汽油J1 11E+05Odum，1996F反馈资源能值进口价值总值美元4 05E+12Odum，2002实际利用外资额美元4 05E+12Odum，2002W废弃物能值固体废弃物g1 80E+09Huang，2003废水g6 66E+08Huang，2003废气g6 66E+08Huang，2003EXP输出能值出口总额美元4 05E+12
能值功率是指单位时间内的能值流量。通过计算能值功率，可估算农业经济系统能值总量，有助于科学计量环境和资源的真实价值。
能值/货币比率是指社会经济系统的货币价值所对应的系统能值量，单位：太阳能值/美元(Sej/美元)。
(2)能值分析法的基本步骤
①明确研究对象，确定系统边界，分析研究目的，选择研究切入点。② 收集数据资料； 主要收集与研究对象有关的生态环境、经济发展、资源消耗、系统输入和输出数据资料。③ 编制能值分析表； 分析表的主要核算细目有：原始数据、太阳能值转化率、太阳能值、能值货币价值等。④ 测算能值分析指标体系，分析数据的现实意义； 能值指标体系包括强度指标、结构指标和系统指标等。⑤ 根据能值指标体系计算结果，分析经济系统综合效益与可持续发展情况，提出严谨有效的科学政策建议。
尽管能值分析法可以弥补单纯经济分析的一些不足，但在具体应用时应考虑，能值流计算的结果可能因时空范围变化而变动，研究一定时期一定范围内特定生态环境下的能值流应考虑到相关的地理时空变化等问题。
1.2.3 研究方法的选择
在现代农业发展系统中，能量流、物质流和价值流是其存在的三维基本要素，要想对某种现代农业生产经营模式进行综合评价，实证得出真实、客观的结论，需要从现代农业生产经营系统投入产出的视角，结合物耗、能耗、价值流动及生态环境展开全方位的评估与测量。能值分析法融合了物质、能量和价值流，可以把企业或运营主体的经济效益评价扩展到“资源—环境—经济—社会”系统的综合考量。因此，本课题选择能值分析法作为对农业经营主体可持续发展能力的研究方法。
2 农业经营主体可持续发展能力典型案例研究
2.1 研究对象系统边界确定
研究对象选取为山东省农业经济活动的微观主体，课题组将某一农业经营主体作为研究的一个独立子系统，其经营的主要场所占地面积的边界既是该农业经营主体的空间边界。
研究对象时间边界选择为2016年7月至2017年7月。
2.2 数据来源
新型经营主体生产经营情况的数据主要通过田野调查与电话回访获取，重点记录典型子系统的投入产出数据。普通农户的数据来自《全国农产品成本收益资料汇编》，当地GDP、气候、经纬坐标等信息通过统计年鉴、网络数据库查询获得。
2.3 农业经营主体可持续发展能力实证研究
2.3.1 “企业—家庭农场”模式*该模式下，家庭农场与小麦种业企业存在供原种与小麦订购回收的合作关系，属于新型农业经营主体融合发展模式——滨州市惠民县大年陈镇X家庭农场
(1)基本概况
2014年11月11日，X家庭农场在滨州市惠民县工商行政管理局登记注册成立，农场主是姜楼镇新唐村人，家中4口人，两个孩子。农场资产总额30万元，组织形式是个体经营。农场位于惠民县大年陈镇华胜村，北纬37°10′，东经117°31′； 耕地面积44.67hm2，租金4 500元/hm2，租期30年。农场所在地地形平均海拔8m，常年平均气温12.2℃，平均全年日照时数2 641h，年平均降雨量589.4mm，年均太阳辐射约525万kJ/m2。
(2)家庭农场的物质—价值流构成与综合分析
根据调研收集到的数据材料，现将家庭农场的物质—价值流构成要素整理如表2。
表2 X家庭农场物质投入—输出
项目数量单价单项投入(万元)投入有机物质种子小麦8877 5kg3 6元/kg3 1959玉米1038 5kg32元/kg3 3232有机肥劳动力常年雇工2人3500元/月8 4季节雇工8人，30d/人80元/d/人1 92小计16 8391土地44 67hm24500元/(hm2·年)20 1无机物质电能水2 7万t4 30元/t11 61机械耗油3000kg4 0元/kg1 2复合肥53 6t2400元/t12 8640农药450元/hm22 01农机农机折旧4万元/年4小计51 7840合计68 6231输出小麦9900kg/hm22 52元/kg111 4344青储玉米42t/hm2240元/t45 0240合计156 4584净收入79 4353每公顷净收入1 7784
以表2为基础展开家庭农场物质—价值流综合分析。
①物质转化率
物质转化率=输出总物质/输入总物质×100%=1 564 584/686 231×100%=228.00%
②无机物质的利用效率
无机物质利用效率=输出总物质/输入总无机物质×100%=1 564 584/517 840×100%=302.14%
③有机物质利用效率
有机物质的利用效率=输出总物质/输入总有机物质×100%=1 564 584/168 391×100%=929.14%
④经济效益
考虑到家庭农场主自身人力资本的机会成本，全年的经济效益采用考虑到机会成本在内的经济利润来表示。家庭农场全年经济成本=全年的会计成本+农场主人力资本的机会成本。
研究中家庭农场主的人力资本机会成本用2个常年雇工的年工资来近似替代，即家庭农场主人力资本的机会成本=8.4万元； 则家庭农场全年经济成本=68.623 1+8.400 0=77.023 1万元。
家庭农场的年度净收入=销售收入-经济成本=156.458 4-77.023 1=79.435 3万元
家庭农场的年度每公顷净收入=年度净收入/种植面积=1.778 4万元/hm2。
(3)家庭农场的能值构成与综合分析
以X家庭农场为要研究的系统，将流入和流出系统的能量分类整理。按照流入系统的各种要素是否经过人类参与加工，将进入系统的资源分为自然资源和人类加工资源； 根据资源本身是否具有可再生性将其又可分为可更新资源(R)与不可更新资源(N)。根据该分类标准，流入系统的可更新自然资源包括：太阳能、风能、雨水化学能、雨水势能，流入系统的不可更新自然资源主要包括表土层流失； 流入系统的不可更新工业产品主要包括电力、机械、柴油、水、复合肥、农药。流入系统的可更新有机投入要素主要包括劳动力、种子。
系统的产出主要包括主产品及副产品。详细的分类及数据整理结果见表3。
以表3为基础展开家庭农场能值综合分析：
①净能值产出(NPEV)，净能值产出表示系统的能值效益，计算公式为NPEV=Y-I。
X家庭农场的净能值产出=产出能值—流入能值=3.35×1018-7.21×1017=2.63×1018(Sej)
表3 X家庭农场能值投入—输出
①人民币对美元汇率采用研究期内( 201607 ～ 201706) 的中间价平均值，1 美元= 6. 809 9 元
②1 年工作日天数= 365d - 104d 周末休息日- 10d 法定休假日= 251d，季节工8 人，每人工作30d，折合为0. 96 个劳动力
②净能值产出率(EYR)，净能值产出率是衡量系统产出对经济贡献大小和系统生产效率的指标，其值是系统产出净能值与总辅助能值投入的比率。农业生态系统EYR值越高，系统的生产效率越高，越具有区域竞争力。计算公式为：EYR=系统产出净能值(Y-I)/经济反馈能值(F+R2)。
X家庭农场的净能值产出率=产出净能值/经济反馈能值×100%=2.63×1018/(2.07×1017+5.55×1016)×100%=1 001.90%
③能值投资率(EIR)，能值投资率是指生态系统的反馈能值与环境无偿能值比。它是计量经济发展程度和环境负载程度的指标。其值越大表明系统经济发展程度越高，而对环境的依赖越弱。计算公式为：EIR=经济反馈能值(F+R2)/环境的无偿能值(R1+N)。
X家庭农场的能值投资率=经济反馈能值/环境无偿能值×100%=(2.07×1017+5.55×1016)/(4.56×1017+2.28×1015)×100%=57.28%
④环境负载率(ELR)，环境负载率通常用来自系统的购买能值与系统不可更新环境资源能值之和除以系统可更新环境资源能值。一般来说，环境负载率越小，表明农业生态系统的环境承载压力越小，发展潜力越大。计算公式为：ELR=系统不可更新能值总量(F+N)/系统可更新能值总量(R1+R2)。
X家庭农场的环境负载率=系统不可更新能值总量/系统可更新能值总量×100%=(2.07×1017+2.28×1015)/(4.56×1017+5.55×1016)×100%=40.91%
⑤可持续发展指数(ESI)，可持续发展指数是系统净能值产出率与环境负载率的比值。当1
X家庭农场的可持续发展指数=净能值产出率/环境负载率=1 001.90%/40.91%=24.49
由于X家庭农场的可持续发展指数大于10，表明该农场没有得到充分的运营和开发，处在系统不发达阶段。X家庭农场能值综合分析结果的详细情况见表4。
2.3.2 “企业—合作社⊕种植大户”模式*该模式下，种植大户与面粉企业、植保和农机合作社存在合作关系，属于新型农业经营主体融合发展模式——德州市庆云县尚堂镇Z种植大户
表4 X家庭农场能值评价指标汇总
指标项表达式评价值净能值产出(NPEV)Y-I2 63×1018(Sej)净能值产出率(EYR)(Y-I)/(F+R1)1001 90%能值投资率(EIR)(F+R1)/(R+N)57 28%环境负载率(ELR)(F+N)/(R+R1)40 91%可持续发展指数(ESI)EYR/ELR24 49
表5 不同模式农业经营主体的物质—价值及能值评价结果比较
(1)种植大户农业生产经营概况
研究选取的第二类农业经营主体是参与融合发展的种植大户，调查对象为庆云县尚堂镇王高村种植大户Z，家庭人口3人。Z通过土地流转方式，大力发展优质小麦种植，玉米是倒茬作物。目前种植面积57.4hm2，全部为通过租赁流转获得，租金1.44万元/hm2，租期14年。地块位置，北纬37°41′，东经117°26′； 地形平均海拔10m，土壤pH 7.2，有机质含量1.478，常年平均气温12.9℃，平均全年日照时数2 600h，年平均降雨量579.8mm，年均太阳辐射约124.8万kJ/m2。
2016年秋季收获玉米总产量430.5t，卖出价格1.4元/kg； 生产总成本1.030 5万元/hm2。2017年夏季收获小麦总产量368.9t,单价2.8元/kg； 生产总成本1.284 0万元/hm2。全年用电量1.6万kW，灌溉水用量1 200t/(hm2·年)，年度用柴油162L，使用复合肥1 650kg/hm2，农药投入费用19.2kg/hm2， 20.08元/kg。家庭劳动力投入3人，常年雇工4人，季节雇工40人，农忙时节需要工作28d/月。农机总动力111.5kW，农机具主要包括拖拉机8台，耕整、插秧机4台，收割机1台，烘干机1台，其他4，购置成本160万元。年经营总收入100万元，其中来自农业生产的收入28.53万元。
目前主要是自己市场销售。运营模式：面粉厂+合作社—种植大户。与植保合作社、农机合作社、面粉厂有合作关系，植保合作社和农机合作社提供农资、农机服务，面粉厂等企业作为销售渠道。
(2)种植大户Z的物质—价值流及能值构成与综合分析
种植大户Z的物质—价值流及能值构成与综合分析原理、方法及过程与惠民县大年陈镇华胜村X家庭农场的相同，具体分析结果见表5。
3 农业经营主体可持续发展能力分析
对农业经营主体可持续发展能力的研究主要从经济效益、生态效益及可持续性的视角展开，具体分析过程及实证结果如表5。
3.1 物质—价值流实证结果
通过物质—价值流各项评价指标的计算结果来看，每公顷年度净收入由大到小依次为家庭农场(1.778 4万元/hm2)、种植大户(1.153 1万元/hm2)、普通农户(0.439 6万元/hm2)； 物质转化率由大到小依次为家庭农场(228.00%)、种植大户(173.09%)、普通农户(117.59%)； 无机物质利用效率由大到小依次为家庭农场(302.14%)、普通农户(265.03%)、种植大户(206.35%)； 有机物质利用效率由大到小依次为种植大户(1 073.88%)、家庭农场(929.14%)、普通农户(211.38%)。
综上所述，家庭农场和种植大户等新型农业经营主体各项指标均优于普通农户，单纯看经济效益，家庭农场单位土地净收入最高。
3.2 能值法实证分析结果
通过能值法分析各项评价指标的计算结果来看，每公顷年度净能值产出由大到小依次为家庭农场、普通农户、种植大户，表明“家庭农场”模式能值效益最高； 净能值产出率由大到小依次为家庭农场、种植大户、普通农户，表明“家庭农场”模式的生产效率最高，市场竞争力最强； 能值投资率由大到小依次为普通农户、种植大户、家庭农场，表明在现有生产技术条件下，普通农户对自己掌控资源的利用程度较高，对外部经济资源环境的依赖较弱； 环境负载率由大到小依次为普通农户、种植大户、家庭农场，表明“家庭农场”的环境承载压力最小，发展潜力较大； 可持续发展指数由大到小依次为家庭农场、种植大户、普通农户，并且“家庭农场”的环境发展指数>10，表明该模式对环境资源的利用不充分，具有较大的可持续发展潜力； 种植大户的可持续发展指数大于普通农户的可持续发展指数，并且均处于(1， 10)区间，表明两种模式均富有活力，但是农户的可持续发展潜力小于种植大户。
3.3 结论与讨论
综合物质—价值流和能值分析法的实证分析结果，可以得出结论：新型农业经营主体可持续发展能力优于普通农户，并且，家庭农场单位土地净能值产出和净收入均是最高的，可持续发展指数在3种模式中也最高，表明家庭农场未来具有较大的发展空间，可持续发展能力最大。
研究结论是在对典型案例分析基础上得出的，尚需扩大研究对象的范围和数量来进一步证实。研究对象的生产运营模式在本研究的分析模型中未能充分考虑，比如，家庭农场的运营并不是独自参与市场竞争的，而是与种业公司签订了订购合同，采用了融合发展模式； 种植大户也采用了通过与两类专业合作社、面粉加工企业合作的融合发展模式。因此，今后的研究应将农业经营主体运营模式等因素纳入分析模型，以增强对农业经营主体可持续发展能力分析结论的普适性。
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