1、2002年后，中國的生豬養(yǎng)殖由大城市近郊逐漸向氣候適宜的中西部農區(qū)轉移，至2005年，以長江中下游為中心向南北兩翼擴散的生豬生產帶形成。生豬養(yǎng)殖的規(guī)模效益、南方農區(qū)優(yōu)越的養(yǎng)殖條件和政府的政策導向等因素，促使生豬養(yǎng)殖專業(yè)戶在這一帶農區(qū)不斷發(fā)展壯大，家庭養(yǎng)殖場、中小規(guī)模養(yǎng)殖專業(yè)戶成為中國農村當前和今后較長時期內生豬養(yǎng)殖的主體。 快速發(fā)展的農區(qū)生豬養(yǎng)殖，為農民帶來了比種植業(yè)更多和更快的比較利益，但伴隨而來的養(yǎng)殖廢棄物污染對農業(yè)生態(tài)系統

2、造成的危害已不容忽視。為此，政府部門投入大量資金用于農村沼氣池建設，政策引導農戶以沼氣厭氧發(fā)酵技術處理養(yǎng)殖廢棄物，這在一定程度上解決了生豬規(guī)模養(yǎng)殖糞尿污染問題。 但厭氧發(fā)酵產生的沼液和沼氣引起的二次污染卻隨之出現且日益嚴重。多數已經興建了沼氣池的養(yǎng)殖區(qū)域，尤其是偏遠農區(qū)，富含有機質的沼液直接排入溝渠，以CH4，CO2等溫室氣體為主要成分的沼氣直接釋放入大氣。常常是一戶規(guī)模養(yǎng)豬，整個小流域被污染：農田營養(yǎng)過剩水稻青苗減產，溝渠、小

3、河、水塘因富營養(yǎng)而成為臭水溝、死水塘，糞水、沼液雨天甚至漫入水井，污染飲用水等等，資源變成了污染源，危害嚴重。 本文以生態(tài)系統管理的思想，以地處長江中下游水稻主產區(qū)的江西省為研究背景，選擇江西省萍鄉(xiāng)地區(qū)排上鎮(zhèn)生豬養(yǎng)殖大戶彭玉權的家庭生豬養(yǎng)殖場(泰華豬場)為具體案例，以實現養(yǎng)殖區(qū)域環(huán)境保護與經濟發(fā)展為雙重目標，將農民增收、養(yǎng)殖廢棄物生物質資源的再生利用、以水稻為代表的種植業(yè)健康發(fā)展等問題融入生豬養(yǎng)殖區(qū)域環(huán)境管理，運用系統動力學(S

4、ystern Dynamics，簡稱SD)反饋動態(tài)復雜性分析理論和農業(yè)生態(tài)工程技術，針對農村普遍存在的生豬規(guī)模養(yǎng)殖沼液沼氣二次污染的問題，研究提出并且設計應用了農村生豬規(guī)模養(yǎng)殖生態(tài)系統管理對策及其實施工程，最后還構建了基于農民專業(yè)合作經濟組織的管理對策推廣體系。 本文主要研究工作和成果如下： 1.將養(yǎng)殖場層面的環(huán)境影響評價指標和方法推廣到區(qū)域層面，分別采用成分法、試驗測定法、排污系數法全面而詳盡地計算了江西省生豬養(yǎng)殖業(yè)生

5、態(tài)足跡、單位面積耕地豬糞尿氮、磷的實際承載量、溫室氣體排放的全球暖化潛值四個指標，對江西省生豬養(yǎng)殖業(yè)的環(huán)境影響進行總體評價。結果表明：從總體而言，江西省現有的生豬養(yǎng)殖規(guī)模未超出其耕地的生物承載力，其農村生豬養(yǎng)殖污染是由于豬場廢棄物因綜合利用不利而在養(yǎng)殖區(qū)域內長期大量累積產生。 2.本文綜合運用圖論理論和SD因果關系圖理論，新提出了復雜系統關鍵變量頂點賦權因果關系圖分析法，并應用于實踐。 復雜系統結構流圖中，眾多變量相互之

6、間錯綜復雜的因果關系有時難以用數學方程式表達，系統仿真方程的建立是一個十分困難的問題，而且方程的可靠性也無法檢驗，成為制約系統動力學定量分析應用發(fā)展的瓶頸?；诖?，本文構建了介于SD因果關系圖模型和流圖模型之間的中間模型--關鍵變量頂點賦權因果關系圖(簡稱頂點賦權圖)模型，提出定性與定量相結合的復雜系統頂點賦權因果關系圖分析法。該方法從系統因果關系圖關鍵變量的頂點值開始，由頂點因果鏈的關聯關系、試驗測試數據、頂點的實際意義等，計算出某一

7、時點上所有頂點的值，代入因果關系圖，得到該時點的頂點賦權圖；之后通過比較各時點頂點值的變化，可動態(tài)分析各正反饋環(huán)與各制約負反饋環(huán)的反饋作用力度變化規(guī)律，從而尋找減弱甚至去除上限子系統各負反饋環(huán)對系統增長制約作用的杠桿解。 本文將該方法應用于研究案例泰華生豬規(guī)模養(yǎng)殖生態(tài)系統發(fā)展主要制約問題的反饋動態(tài)復雜性分析，并據此提出了保障生豬規(guī)模養(yǎng)殖生態(tài)系統可持續(xù)發(fā)展的沼氣、沼液綜合利用的生態(tài)系統管理對策。 3.構建了泰華生豬規(guī)模養(yǎng)殖

8、生態(tài)系統的SD模型；新提出并運用了主導基模仿真分析法。 (1)在頂點賦權圖反饋分析的基礎上，針對泰華生豬規(guī)模養(yǎng)殖生態(tài)系統管理對策，根據流率基本入樹建模法，構建了由生豬數、總純收入、生豬收入、稻谷收入、蔬菜收入、沼氣收入、水稻產量、蔬菜地面積、沼液污染量與沼液綜合利用量、沼氣量十棵流率基本入樹構成的泰華生豬規(guī)模養(yǎng)殖生態(tài)系統的SD流率基本入樹模型，建立了系統各變量的仿真方程。 (2)采用基于系統強簡化流率基本入樹模型的枝向量

9、行列式反饋環(huán)算法，計算出系統結構流圖的所有反饋環(huán)，分析利用這些反饋環(huán)，分別構建刻畫系統三大制約問題的三個主導反饋基模。新提出并應用主導反饋基模仿真分析法，有針對性地模擬仿真相應的管理對策實施效果，檢測其科學性和局限性，提出對策改進方向，為對策實施提供有效的理論指導。 4.在泰華養(yǎng)殖區(qū)域內設計并實施了管理對策工程，環(huán)境、經濟效益顯著。 根據泰華生豬養(yǎng)殖區(qū)域的地理、環(huán)境、經濟等的具體實際，設計的沼液、灌溉用水分流三級沉淀凈化

10、工程，于2005年11月～2006年4月在區(qū)域內建成，投入運行后的2006、2007連續(xù)兩年稻谷產量得到提高；旨在解決沼液季節(jié)性污染設計的冬閑田沼液有機蔬菜種植工程自2005年冬啟動，種植面積在逐年擴大，所種植的蔬菜2006年經江西省農產品質量安全檢測中心檢測，達到蔬菜類綠色食品標準；旨在解決沼氣污染而設計的沼氣能源利用工程正在建設之中。泰華養(yǎng)殖區(qū)域通過管理對策的綜合實施，已取得了良好的環(huán)境經濟綜合效益． 5.通過系統分析廣大中

11、小生豬養(yǎng)殖戶發(fā)展的上限制約，及農戶專業(yè)合作經濟組織對消除養(yǎng)殖戶發(fā)展制約作用，研究構建并應用了依托農戶生豬養(yǎng)殖專業(yè)合作經濟組織的管理對策在輻射區(qū)域內的推廣體系，獲顯著效益。 本文通過管理對策的綜合實施，種養(yǎng)結合，綜合開發(fā)利用養(yǎng)殖廢棄物資源，實現環(huán)境保護與經濟發(fā)展的雙重目標，推動了區(qū)域內生豬養(yǎng)殖健康發(fā)展、養(yǎng)殖廢棄物資源化利用生產綠色無公害食品、農民增收、污染治理模式的良性循環(huán)。這充分揭示了：用系統動力學反饋動態(tài)復雜性反饋仿真理論和多