猪粪沼肥生物质资源化利用子系统流位反馈环结构分析

(1)子系统流位变量的确定

消纳绿色生猪养殖粪尿需一定面积的农地，企业开发自有山地利用粪肥沼肥种植蔬菜、猪青饲料，以及周边农户选择施用粪肥沼肥种植均能提供消纳养殖粪尿的农地。企业种植的猪青饲料为绿色生猪提供了绿色饲料，减少其饲养成本，能增加养殖利润。基于此，确定猪粪沼肥生物质资源化利用子系统包含表4.2所示流位流率系中的五个流位变量：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)，未利用猪粪及沼肥粪肥量L5(t)，消纳猪粪尿需要农地面积L6(t)。

(2)基于流位变量的子系统反馈环确定

在枝向量行列式计算所得的14条反馈环中，由这五个流位变量及其流率变量组成的反馈环有7条：

①消纳粪尿农地需求制约规模三阶负反馈环两条：

(R1，-，L6)(R6，+，L5)(R512，+，L1)、 (R1，-，L6)(R6，+，L5)(R511，+A411，+，L1)

②青饲料种植减少饲养成本三阶正反馈环两条：

(R1，+，L2)(R2，+，L3)(R3，+，A31，+，L6)(R6，+，L5)(R511，+，A411，+，L1) ，(R1，+，L2)(R2，+，L3)(R3，+，A31，+，L6)(R6，+，L5)(R512，+，L1)

③企业绿色饲料种植消纳有机肥二阶负反馈环：

(-R52，+，A31+，L6)(R6，+，L5)

④企业蔬菜种植消纳有机肥二阶负反馈环：

(-R52，+，A53，+，L6)(R6，+，L5)

⑤农户蔬菜种植二阶负反馈环：

(-R52，+，A52，+，L6)(R6，+，L5)

这7条反馈环组成的反馈环结构图(图4.10)，可由对应的五棵流率基本入树T1(t)、T2(t)、T3(t)、T5(t)和T6(t)，按图论中的嵌运算复合而成。(www.xing528.com)

图4.10　猪粪沼肥生物质资源化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分析

图4.10最外层两条负反馈环为消纳猪粪尿农地需求制约三阶负反馈环； 中间两条五阶正反馈环，刻画了企业开垦养殖区域内自有荒山地，利用猪粪、沼肥种植青饲料，为绿色生猪养殖提供青饲料，减少饲养成本A21(t)，增加养殖利润；左下角三条二阶负反馈环、分别揭示企业和周边种植业施用猪粪沼肥，能减少未利用猪粪沼肥量，缓解对新增农地需求的强度。

类似于4.5.2节的反馈环结构分析，表4.3归纳了猪粪沼肥生物质资源化利用子系统7条反馈环结构情况。

表4.3　猪粪沼肥生物质资源化利用子系统流位反馈环结构

表4.3显示，此子系统流位反馈环结构包括五个关键变量，五个调控变量通过四条调控因果链影响着关键变量。

(4)猪粪沼肥生物质资源化利用子系统流位反馈环结构分析结论

结论1：“需新增农地面积”是猪粪沼肥生物质资源化利用对策作用的杠杆点。子系统结构的7 条反馈环，其中有2 条正反馈环刻画消纳粪尿农地不足对养殖规模和利润的制约，“需新增农地面积R6(t)”是关键变量；5条负反馈环刻画了人参与的围绕“需新增农地面积”而进行的改良系统结构行为。

结论2：制定资源化利用具体对策，可考虑扩大“山地的开垦比例”，提高“沼液施肥技术水平”和“有机种植收益因子”几方面。

企业对自有山地的开垦比例通过调控因果链r(t)A54(t)影响着两条改良结构负反馈环的关键变量，从而影响着反馈环的作用强度。

“沼液施肥技术水平”和“有机种植收益因子”通过调控因果链影响着企业及周边种植业施用猪粪沼肥的决策，是确定粪肥沼肥资源化利用对策的切入点。

结论3：消除养殖污染的对策可从增加“年种植有机肥消纳量”及“沼气的能源化利用量”入手。子系统两条负调控因果链“R52(t)L5(t)”与“R42(t)L4(t)”揭示，增加调控变量“年种植有机肥消纳量R52(t)”及“沼气的能源化利用量R42(t)”，能通过减少关键变量“未利用猪粪及沼肥L5(t)”和“剩余沼气量L4(t)”的值，从而减小乃至消除养殖粪尿污染制约。