生态农业管理策略及系统协调研究

(1)子系统流位变量的确定

沼气用作燃料或发电是提供清洁能源，解决形成温室气体排放问题的有效途径。沼气发电用于猪场照明、取暖，能减少生猪饲养成本，提高养殖利润；用沼气发电为企业山地种植施用沼液提供动力，能减少有机种植施肥成本。

基于系统实际，确定沼气能源利用子系统包含表4.1所示系统流位流率系中的四个流位变量：绿色生猪出栏数L1(t)，养殖利润L2(t)，绿色青饲料自给量L3(t)，剩余沼气量L4(t)。

(2)子系统包含的反馈环

在枝向量行列式计算所得的14条反馈环中，由这四个流位变量及其流率变量组成的反馈环有4条：

①剩余沼气污染制约绿色生猪生产二阶负反馈环：

(R1，-，L4)(R41，+，A411，+，L1)

②沼气能源利用减少污染二阶正反馈环：

(R1，-，L4)(-R42，+，A422，+，R41)(R41，+，A411，+，L1)

③沼气发电减少饲养成本二阶正反馈环：

(R1，+，L2)(R2，+，-R42)(-R42，+，A422，+，R41)(R41，+，A411，+，L1)

④沼气发电减少种植灌溉成本三阶正反馈环：

(R1，+，L2)(R2，+，L3)(R3，+，A31，+，A422+，R41)(R41，+，A411，+，L1)。

这4条反馈环组成的反馈环结构流图(图4.11)，可由对应的四棵流率基本入树T1(t)、T2(t)、T3(t)和T4(t)，按图论中的嵌运算复合而成。(www.xing528.com)

图4.11　沼气污染与能源利用子系统流位反馈环结构

(3)子系统反馈环关键变量和调控因果链的确定

图4.11右侧二阶负反馈环刻画了剩余沼气对绿色生猪生产的制约；二阶正反馈揭示了沼气能源利用能减少剩余沼气污染，促进绿色生猪生产。左侧二阶正反馈环刻画了沼气用作燃料和发电，能减少绿色生猪饲养成本，增加养殖利润；三阶正反馈环刻画了沼气发电为企业山地青饲料种植施用沼液提供动力，能减少有机种植的灌溉施肥成本，促进企业增加山地有机种植面积；所产青饲料又能减少绿色生猪饲养成本，增加养殖利润。

类似地，我们分析反馈环结构，得到沼气能源利用子系统4条反馈环结构情况如表4.4所示。

表4.4显示，该子系统流位反馈环结构包括两个关键变量，一个调控变量通过两条调控因果链影响着关键变量。

表4.4　沼气能源利用子系统流位反馈环结构

(4)沼气能源利用子系统流位反馈环结构分析结论

结论：沼气能源利用是减少乃至消除沼气污染的关键，沼气利用配套技术水平C4影响沼气能源利用。

“沼气能源利用量R42(t)”是减少沼气污染的关键变量。沼气能源的利用还能减少生猪饲养成本，发电为种植施用沼液提供动力，减少施肥成本，增加企业扩大山地开发有机种植面积的积极性。

调控参数“沼气利用的配套技术C4”，指沼气池产气率、供气的稳定性以及沼气发电技术工艺完善程度等，通过影响用作燃料和发电两种能源利用方式的实施，而影响着企业开发利用沼气资源的积极性。