養(yǎng)種規(guī)模發(fā)展反饋仿真應(yīng)用研究——以江西德邦養(yǎng)種生態(tài)能源區(qū)域為例.pdf

1、中國在家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制下農(nóng)民專業(yè)合作社、新家庭農(nóng)場不斷產(chǎn)生。養(yǎng)殖業(yè)中家庭養(yǎng)殖場、中小規(guī)模養(yǎng)殖專業(yè)戶成為生豬養(yǎng)殖的主體,但是規(guī)模養(yǎng)殖產(chǎn)生廢棄物污染對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)造成的危害已不容忽視,影響低碳與生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。政府沼氣工程投入有效的抑制了豬糞尿等養(yǎng)殖廢棄物污染。但沼液、沼氣的二次污染產(chǎn)生且日益嚴(yán)重。2002年開始,南昌大學(xué)系統(tǒng)工程研究所、南昌大學(xué)管理科學(xué)與工程博士點在江西省萍鄉(xiāng)地區(qū)泰華規(guī)模養(yǎng)殖區(qū)域掛牌建立了“南昌大學(xué)生態(tài)能源系統(tǒng)工程科研教學(xué)

2、基地”,創(chuàng)建了沼液分流、延遲過濾、氧化儲存、五大養(yǎng)種生物鏈綜合利用高效低碳生態(tài)經(jīng)濟農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)系統(tǒng),成果《丘陵地區(qū)規(guī)模養(yǎng)種生態(tài)能源系統(tǒng)工程研究與應(yīng)用》,獲2008年萍鄉(xiāng)市科技進步一等獎、江西省社科一等獎、江西省科技進步二等獎,江西省政府由科技廳設(shè)課題《規(guī)?；i場畜牧污染控制及循環(huán)利用集成與實施》(時間2008-2011,項目資金100萬)推廣,在國家鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū),從江西北至南建立三個規(guī)模養(yǎng)種低碳生態(tài)能源經(jīng)濟建設(shè)推廣示范基地。其中

3、包括<江西省德邦牧業(yè)有限公司規(guī)模養(yǎng)種低碳生態(tài)能源經(jīng)濟區(qū)>推廣示范基地。江西省德邦牧業(yè)有限公司規(guī)模種豬2萬頭。
　　 南昌大學(xué)管理科學(xué)與工程博士點將基地建設(shè)和博士研究生學(xué)位論文研究緊密結(jié)合,本文在已有研究的基礎(chǔ)上,以江西德邦養(yǎng)種生態(tài)能源區(qū)域發(fā)展為重點,研究中國家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制下養(yǎng)種規(guī)模發(fā)展理論應(yīng)用問題,研究實現(xiàn)養(yǎng)殖區(qū)域環(huán)境優(yōu)美與經(jīng)濟發(fā)展和沼氣能源開發(fā)為三重目標(biāo),將農(nóng)民增收、養(yǎng)殖場豬尿和豬糞的生物質(zhì)資源的充分利用、以戶用沼氣的持續(xù)

4、發(fā)展和周邊苗木及水稻為代表的種植業(yè)健康發(fā)展等問題融入德邦種豬生態(tài)能源區(qū)管理,運用系統(tǒng)動力學(xué)反饋動態(tài)復(fù)雜性分析理論和農(nóng)業(yè)生態(tài)工程技術(shù),針對農(nóng)村普遍存在的養(yǎng)豬規(guī)模養(yǎng)殖沼液累積污染和沼氣供氣不穩(wěn)定的問題,研究提出并且設(shè)計應(yīng)用于農(nóng)村種豬規(guī)模養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)管理和建設(shè)的對策及實施工程。
　　 本文主要研究工作和成果如下:
　　 1.將反饋基模分析及經(jīng)濟學(xué)比較優(yōu)勢理論與案例分析結(jié)合,進行了中國農(nóng)村家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢分析,有

5、利地說明了新家庭農(nóng)場是未來家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制發(fā)展的一條途徑。以1978-2007年萍鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的數(shù)據(jù),分析家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制的4個優(yōu)點,指出了其在發(fā)展過程中的4個成長制約上限,給出了其發(fā)展趨勢的7個觀點,以江西省萍鄉(xiāng)市蘆溪縣竹園農(nóng)民專業(yè)合作社陳茂盛2008年種植500畝水稻為案例,以詳實的數(shù)據(jù),用經(jīng)濟學(xué)的比較優(yōu)勢理論,對比了現(xiàn)代化規(guī)模經(jīng)營的家庭農(nóng)場和傳統(tǒng)的聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制的經(jīng)營模式,有力地說明了新家庭農(nóng)場是未來的發(fā)展趨勢。
　　

6、2.進行深入實地分析構(gòu)建五個頂點賦權(quán)圖,用五個頂點賦權(quán)圖的多個頂點的頂點值的動態(tài)變化規(guī)律,證明消除頂點賦權(quán)圖中一個負反饋環(huán)制約和促二個正反饋環(huán)增長的三項管理對策的正確性,實現(xiàn)在家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制下,發(fā)展規(guī)模養(yǎng)殖生態(tài)產(chǎn)業(yè),實施養(yǎng)種和場戶結(jié)合,同時開發(fā)養(yǎng)殖場和農(nóng)戶沼氣能源工程。德邦規(guī)模養(yǎng)殖生態(tài)能源區(qū)是國家戰(zhàn)略《鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)規(guī)劃》產(chǎn)業(yè)區(qū),是要求實現(xiàn)規(guī)模養(yǎng)殖和種植循環(huán)經(jīng)濟的開發(fā)區(qū),是要求實現(xiàn)開發(fā)沼氣能源減少污染物排放(節(jié)能減排)的低碳與生態(tài)

7、產(chǎn)業(yè)區(qū),是由大學(xué)、公司、農(nóng)戶、地方政府等共同參加的創(chuàng)新基地,此規(guī)模養(yǎng)種循環(huán)與節(jié)能減排系統(tǒng)是一個復(fù)雜系統(tǒng)。對此,創(chuàng)建系統(tǒng)動力學(xué)三步頂點賦權(quán)圖分析法進行研究。首先,對實地發(fā)展進行了深入分析,確定系統(tǒng)發(fā)展中的核心變量的因果鏈集合,產(chǎn)生三個正因果鏈構(gòu)成的規(guī)模養(yǎng)殖豬利潤增長正反饋環(huán),四個正因果鏈構(gòu)成的豬糞資源開發(fā)利用增長正反饋環(huán),揭示現(xiàn)行系統(tǒng)發(fā)展的優(yōu)勢;產(chǎn)生三個正因果鏈和一個負因果鏈構(gòu)成的豬尿污染制約負反饋環(huán)揭示系統(tǒng)發(fā)展存在的問題。接著,分類對2

8、005年至2009年1-12月份17種豬的豬糞和豬尿及其中的氮磷鉀資源進行了實際測量和計算,并給出了苗豬、種豬和肉豬的每頭利潤計算等公式,建立了兩個增長正反饋環(huán)和一個制約負反饋環(huán)構(gòu)成的2005-2009年規(guī)模養(yǎng)殖生態(tài)能源區(qū)增長制約頂點賦權(quán)圖,定量揭示現(xiàn)行系統(tǒng)發(fā)展的優(yōu)勢和存在的問題。最后,圍繞兩個增長正反饋環(huán)和一個制約負反饋環(huán)的內(nèi)涵再提出系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展實現(xiàn)規(guī)模養(yǎng)種循環(huán)與節(jié)能減排的管理對策,且通過五個頂點賦權(quán)圖頂點值的變化規(guī)律,證明發(fā)展中,

9、必須實施既開發(fā)生物質(zhì)能源又保護環(huán)境的沼氣工程,必須實行養(yǎng)種和場戶雙結(jié)合開發(fā)生物質(zhì)資源,必須加大投入實施規(guī)模經(jīng)營改變生產(chǎn)方式3條管理對策的正確性,且促進了此三管理對策在養(yǎng)殖區(qū)實施。此三步頂點賦權(quán)圖分析法及研究結(jié)果有重要理論和實際意義,且為后續(xù)定量仿真方程的建立提供了積累。
　　 3.基于五個頂點賦權(quán)圖頂點值建立仿真方程,建立流率基本入樹模型,定量仿真聯(lián)產(chǎn)責(zé)任制下農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展三項管理對策實施后未來十年的變化趨勢,論證對策的正確性

10、。
　　 在頂點賦權(quán)圖的頂點變量和頂點值及模型的分析基礎(chǔ)上,根據(jù)研究目的,構(gòu)建了分別以豬出欄年變化量、豬月均存年變化量、規(guī)模養(yǎng)殖利潤年變化量、豬尿量年變化量、場豬尿產(chǎn)沼氣年變化量、豬糞量年變化量、戶豬糞年產(chǎn)沼氣變化量七個流率變量為根的德邦規(guī)模養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)流率基本入樹仿真模型。
　　 基于三步頂點賦權(quán)法的頂點值建立的仿真模型各變量方程,分別對德邦牧業(yè)規(guī)模養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)在2005-2020年時段系統(tǒng)實施沼氣綜合利用、規(guī)模養(yǎng)殖和

11、豬糞綜合利用三項對策工程前后系統(tǒng)狀況進行情景仿真,定量論證了第五章所制定的管理對策的科學(xué)性及實施的必要性。模擬結(jié)果揭示豬糞豬尿的沼氣綜合利用工程形成循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)生經(jīng)濟效益對規(guī)模養(yǎng)殖形成正向的促進作用,為其可持續(xù)發(fā)展提供了環(huán)境保障。
　　 4.對策實施研究。研究闡述南昌大學(xué)系統(tǒng)工程研究所與江西德邦牧業(yè)有限公司合作進行對策實施的三沼綜合利用工程建設(shè)示范工程,場校結(jié)合的沼氣能源開發(fā)和沼液綜合利用的污染治理工程的工藝流程和運行效果。此工程