北京蟹岛都市循环农业模式分析.pdf

2008.12 - 62 - 北京蟹岛都市循环农业模式分析* 李 胜1 梁淑敏2,3 付秀平4 路 明5 内容提要：本文对蟹岛系统集成创新模式、 “前店后园”的生态旅游经营模式及其效益进行了分析 研究表明：蟹岛构建了完整的生态型产业循环链，形成了物质循环、能量逐级利用、水资源循环利 用的立体复合系统通过在各系统引进使用新型能源，广泛采用新技术，蟹岛具有显著的系统集成 创新的特征，实现了经济、生态和社会的和谐发展蟹岛模式已经成为北京都市循环农业的典范， 可以作为都市农业的一种发展模式进行推广，对今后都市郊区农业的发展具有借鉴和指导意义 关键词：蟹岛 都市循环农业 模式 效益 一、引言 作为一种全新的理念和策略，循环农业是促进人口、资源、环境相互协调发展的农业经济增长 新方式，其核心是：通过农业技术创新和组织方式变革，调整和优化农业生态系统内部结构及产业 结构，延长产业链条，提高农业系统物质和能量循环利用级数，最大程度地减轻环境污染和生态破 坏，实现农业生产各个环节的价值增值和农村生活环境的优美（尹昌斌等，2006） 。

大城市周边的郊区农村，可以凭借独特的区位优势将其功能定位为都市农业由于都市农业不 仅要为都市提供优质农产品、增加农民收入、富裕农村，而且要为市民提供旅游、观光享受因此， 都市农业必须具有良好的生态环境基础，才能提高经济效益，实现其功能所以，发展都市循环农 业是实现都市农业功能的必然选择 北京蟹岛绿色生态农庄有限公司（以下简称“蟹岛” ）位于北京市朝阳区金盏乡境内，紧邻首都 机场高速路，距离首都国际机场仅7 公里园区总占地面积3180 亩，其中：农业用地2700 亩，水 面350 亩，旅游度假用地130 亩蟹岛以有机食品产、供、销一体化经营为依托，以餐饮、娱乐、 健身为载体，建立起集种植、养殖、加工、旅游、休闲度假、农业观光等多种功能于一体的农业生 态园区 （该园区是北京市唯一的国家级有机农业生态园） 蟹岛种植业农作物包括农田作物和温室大 棚作物，其中，农田生产的有机农产品主要有小麦、玉米、大豆等；温室大棚生产的有机农产品主 要有茄果类、瓜类、豆类、块根茎类、叶菜类等蔬菜养殖业生产的有机产品主要有禽畜肉、蛋和 水产品（蟹、鱼等） ；加工业生产的有机食品主要有小杂粮精深加工产品、白酒、豆腐、豆浆、香油、 醋、酱油、黄酱、麻酱和各种酱菜等。

*本文为国家农业部软科学基金项目“在农业产业化过程中建设循环经济”（项目批准号：0354）和国家农业部基金项目“典型能源生态模式的能流物流分析” （项目批准号：20031018）资助的部分研究成果中国社会科学院陈劲松 副研究员对本文提出了富有建设性的修改意见，北京蟹岛绿色生态农庄有限公司宋旺义、裴小鹤、许海玲帮助搜集了 部分资料，特此致谢 北京蟹岛都市循环农业模式分析 - 63 -二、系统集成创新模式 蟹岛以循环经济为理念，坚持循环农业的核心技术的“4R 原则” （高旺盛等，2007） ，即减量化 （reduce）原则、再循环（recycle）原则、再利用（reuse）原则、可控制化化（regulating）原则， 构建了完整的生态产业链，形成了物质循环、能量逐级利用、水资源循环利用的立体复合系统蟹 岛在种植业、养殖业、加工业、旅游业、污水处理、沼气发酵等系统通过引进使用新型能源，广泛 采用各种新技术，具有显著的系统集成创新的特征 （一）生态型产业链循环模式 蟹岛按照 “植物生产—动物转化—微生物还原” 的食物链生态原理， 构建了完整的生态产业链， 将生产、加工和消费结合起来，以农业生产为基础，发展农副产品加工业和农业旅游服务业，建立 了资源高效利用的农业—农副产品加工业—农业旅游服务业的生态型产业链循环模式。

1.生态型产业链循环模式功能分析本研究以蟹岛都市循环农业园区的自然地域范围为系统边 界，按照各产业在整个园区生态链中发挥的功能，将其产业循环链分为生产者、消费者和分解者三 类（见图1） 图1 蟹岛生态型产业链循环结构模型 加工业系统 （次级生产者） 养殖业系统 （初级消费者） 沼气发酵系统 （分解者） 污水处理系统 （分解者） 种植业系统 （初级生产者） 旅游业系统 （次级消费者） 外部投入 物质产出 自然能 人工能 鱼、蟹苗、畜禽仔 饲料 秸秆还田 麻渣 中水 沼液 沼渣 周边人粪污 禽畜粪污 初级农产品 酒糟、麸皮等加工农产品 加工农产品 初级农产品 温室采摘产品 垂钓、捡蛋、活禽 沼气 餐厨、生活垃圾 生活污水 肉、 蛋、 水产品等 提供发电动力 北京蟹岛都市循环农业模式分析 - 64 - （1）生产者包括初级生产者种植业系统和次级生产者加工业系统其中，种植业系统又分为 农田和温室大棚2 个亚系统 （2）消费者包括初级消费者和次级消费者其中，初级消费者指养殖业系统，包括畜禽养殖 业亚系统和水产养殖业亚系统；次级消费者指旅游业系统 （3）分解者包括污水处理系统和沼气发酵系统。

蟹岛生态型产业链循环模式如图1 所示首先，在种植业系统（初级生产者） ，农作物通过光合 作用将物质和能量转化为小麦、玉米、大豆、蔬菜等有机农产品这些农产品大部分被旅游业系统 （次级消费者）消费，其他农副产品（粮食加工后的麸皮等）以及数百吨的干物质（农作物秸秆等） 则被作为饲料输送到养殖业系统 （次级消费者） 在养殖业系统， 其产品主要有柴鸡、 柴鸭、 羊、 驴、 猪、蟹、鱼等，所生产出的有机食品——肉、蛋、水产品被输送到旅游业系统被游客消费，部分农 产品和禽畜产品被输送到加工业系统（次级生产者）进行加工增值，例如加工成豆制品、白酒等， 然后被输送到旅游业系统供游客消费 部分作物秸秆、 人粪污、 畜粪便等被运送到沼气发酵系统 （分 解者） ， 经过微生物的分解作用， 产生的沼渣和沼液被作为作物养分返回到种植业系统， 形成的沼气 则为旅游业系统提供燃料、为污水处理系统（分解者）提供发电动力 2.生态型产业链循环的特征横向耦合、纵向闭合是蟹岛生态产业链循环模式的主要特点之一 各系统相互间通过能量、 物质交换和共享构成了横向耦合的关系， 并在一定程度上形成了网状结构 系统中没有“废物”的概念，只有“资源”的概念，各环节实现了充分的资源共享，变污染负效益 为资源正效益。

作为“源”和“汇”的种植业系统和其他系统的有效运行，体现出园区“从源到汇 再到源”的纵向闭合种植业系统是整个生态型产业链的起点和终点，为其他系统提供了主要的生 产原料——农产品和副产品，其他系统的消费和分解作用使沼液、沼渣、麻渣、秸秆、中水等又回 到种植业系统，从而实现了物质流动和能量多级利用的纵向闭合 （二）资源的循环高效利用模式 1.水资源的循环利用蟹岛旅游业系统的污水日平均产生量约为 800 立方米，而在节假日旅游 旺季， 蟹岛每天的污水排放量在1200 立方米左右 为防止污水排放给周边环境造成污染， 日处理量 2000 立方米的污水处理系统，能对园区内生活污水进行无害化处理，实现污水资源化循环利用该 污水处理厂采用悬挂链曝气污水处理工艺，经处理后，COD（化学需氧量） 、BOD5（生化需氧量） 、 氨氮、磷酸盐和悬浮物的消减率分别达到了83.1%、90.8%、60.0%、57.1%和81.5%，出水水质达到 了污水综合排放二级标准（GB8978-1996） 经过污水处理厂处理的中水被排放到170 亩的氧化塘，通过水生植物和微生物的作用，进一步 被生物净化； 从氧化塘流出的水经灌溉明渠被引入长80 米、 宽50 米、 厚 50 厘米的沙床再次进行过 滤；沙滤后的水被引入农业区，用于灌溉农田、菜地，养殖鱼蟹和饲养家畜家禽。

这样，既实现了 水资源的再生利用，又营造了一个安全卫生的生态环境 2.地热资源、 湖塘冷热资源的循环利用 蟹岛所在地域拥有丰富的地热资源， 园区内有两眼2400 米深的热水井，出水温度约 67℃，出水量达到 100 立方米/小时出井热水首先供应客房冬季采暖 以及游泳池和洗浴中心；当出井热水温度降至40℃左右时，一部分通过管道被输送到温室大棚，代 替电能为温室加热；一部分被输送到沼气池，用于冬季发酵增温；还有一部分被输送至垂钓中心— —蟹宫最后，当出井热水温度降至20℃左右时，则被用于鱼塘养鱼和农田灌溉通过这样的循环 利用，蟹岛平均每年节约用电170 万千瓦时 蟹岛湖塘水源热泵以湖塘水作为冷热媒体， 加上水窖储能和对错峰电的柔性利用， 达到了节能、北京蟹岛都市循环农业模式分析 - 65 -减排、降低成本和环保等多种效益的统一蟹岛采用了7 套水源热泵机组，夏季启动热泵机组可以 双向利用，制冷量用于客房、餐饮场所、办公室等的制冷，副产品热量用于客房洗浴加温；冬季启 动热泵机组用于客房、餐饮场所、办公室、洗浴等的供暖 3.可再生能源和清洁能源的利用蟹岛非常重视可再生能源和清洁能源的利用，所使用的新能 源主要有沼气、太阳能、地热、浅层地能等。

其中，太阳能的应用包括：太阳能温室、太阳能路灯、 太阳能提水灌溉、太阳能温室浴场和节能建筑等 （三）系统技术集成创新模式 蟹岛通过构建完整的生态产业链，在种植业、养殖业、加工业、旅游业、污水处理、沼气发酵 等系统引进和使用先进技术， 形成了系统技术集成创新模式 从1998 年成立至今， 蟹岛累计投入资 金约2000 万元，主要用于物质循环控制技术、资源多级转化技术、废弃物资源化技术、技术标准化 规范等方面的研究和实践，并在每个系统内推广应用现代科学技术例如，种植业系统采用规范的 育种、有机农业操作技术；养殖业系统采用秸秆糖化技术；加工业系统在小杂粮精深加工方面采用 了国内领先的超微粉碎技术，在保留杂粮本身营养和自然风味的同时，使营养充分释放，更加有利 于人体吸收；沼气系统采用厌氧发酵技术；污水处理系统采用工业处理和生态处理相结合的方法处 理生活污水，充分利用湖塘系统、湿地系统和土地系统净化污水，降低污水处理成本，促进水的循 环再利用；旅游业系统采用可再生能源集成技术、生态化建筑技术、错峰电+水窖蓄能的水源热泵 空调技术等 同时，蟹岛与大专院校和科研院所建立了“产学研”合作关系在企业设立了科技顾问团，聘 请30 多位专家教授作为常年顾问。

中国农业科学院作物所、蔬菜所、植保所、环境保护检验所，中 国农业大学水利与土木工程学院，北京市农林科学院，恒有源科技发展有限公司，北京天普新源电 力科技公司等单位，都是蟹岛都市循环农业系统创新的科技支撑单位 三、 “前店后园”的生态旅游经营模式 蟹岛具有联合企业型（胡山鹰等，2004）的特征，所有企业属于蟹岛所有，链条上所有节点企 业通过紧密合作，降低了交易费用，并将妨碍交易有效进行的因素推出链条之外，从而有利于实现 链条上所有节点企业运作最优化 依托高科技、无污染的有机农业，旅游业逐步发展成为蟹岛的支柱产业蟹岛第一产业和第二 产业生产的农产品及时供应度假区餐厅和各种娱乐场所，突出了产品绿色、安全、无污染的特点， 保证了食物的新鲜，能有效满足游客对健康食品的消费需求，并营造了一个田园风光式的绿色生态 环境，吸引游客前来休闲、观光、度假同时，蟹岛旅游业的发展又促进了农业的发展，形成一个 以园养店、以店促园、农游结合的“前店后园”经营模式 相对于单纯的农业生产或单纯的旅游而言， “前店后园” 的生态旅游经营模式具有高效益、 低风 险的优势将农业生产与旅游活动有机结合在一起，不仅扩大了农业的经营范围，调整和优化了农 业产业结构，还可以通过农业旅游提高农业的附加值以相对减少农业的风险。

同时，二者在经济效 益上也能相互补充在蟹岛的这种模式下，农业系统和旅游业系统二者之间的协调状况决定了整个 蟹岛生态系统具有较高的整体效益蟹岛依据生态学中的。