随着我国大力实施“乡村振兴战略”,种养一体化能源化、资源化利用模式已经成为农业供给侧结构性改革的重要环节。由于种养一体化模式不同案例之间差别较大,普遍缺乏参照性和可比性,因此有必要通过合理的评估模型探讨该模式的抗风险能力和可持续发展能力,从而进一步构建适合我国本土化的区域种养一体化能源化、资源化利用模式评价与优化的方法学体系。论文对EMA(能值分析)和LCA(生命周期评估)基于不同视角的潜在联系进行了回顾性分析,并以相关研究案例为基础,论证了两者耦合发展的可行性,构建了 Em-LCA评估模型;以鲁西地区某“沼-猪-玉”种养一体化循环经济模式为研究对象,并构建了两类情景,方便对系统进行对比分析。研究发现,情景A的经济能值产出占比为96.22%,而情景B的经济能值产出仅62.04%,说明情景B因废弃物未被资源化利用而失去大量能值,即情景A有效改善了系统的经济性;两种情景的ELR(环境负载率)均低于5,表明案例中两类情景不会造成系统区域不可逆的功能退化;情景A的EER(能值交换率)比情景B高57%,表明纳入废弃物综合利用系统后会获得更高的经济收益。论文对EMA与Em-LCA两种模型进行了对比分析,以情景A为例,研究发现两种模型的ESI(可持续性指标)均高于1,证明目标系统处于可持续发展水平;EMA模型评估所得的EISD(可持续发展性能指标)和ESI均比Em-LCA模型高45%,究其原因主要体现在ELR指标上,即系统下游能值消耗会造成明显的环境负荷,进而降低系统的可持续性。此外,论文对两类情景的可持续性进行了讨论,以Em-LCA模型为例,情景A的ESI指标比情景B高9%,其EISD指标比情景B高71%,说明EISD指标可以更明确地表征系统间的差异,也佐证了对种养一体化循环经济链条进行合理补链的必要性,即通过物质能量的多层级循环利用,将固定在废弃资源(如秸秆、粪便)中的能值以高品位资源或能源的形式进行利用,可以有效改善系统性能,提高其可持续性。为弥补EMA和Em-LCA模型在环境影响评估方面的不足,利用LCA模型对系统进行了评估,研究发现情景A的终点环境影响与情景B相似,说明多层级物质循环利用并没有增加区域的环境负荷。以“3R”原则为导向,依据各类能值流的占比情况,结合敏感性分析,识别系统的关键能值流,构建基于供给侧视角的系统可持续性能优化模型;并依据各流程环境影响占比,识别关键流程,构建基于需求侧视角的环境影响优化模型。论文通过上浮或下降五类输入能值,分析对于五种关键指标的影响。结果表明原料设备类能值流输入占比最高,敏感性最高,其上浮10%后,EYR(净能值产出率)降低 6.97%,EER 降低 6.97%,EMA 模型的 ELR 升高 7.45%,ESI 降低 13.42%,EISD 降低 19.45%;Em-LCA 模型的 ELR 升高 5.13%,ESI 降低 11.51%,EISD降低17.68%,表明Em-LCA模型具有更强的抗干扰能力以及更全面的指标内涵,引入生态服务能值和环境影响能值对自然生态系统可持续能力的评估具有积极意义。论文对两种视角的优化方案集成研究分析发现,两者在扩展种植规模、采取间作种植、采用技术手段提高系统内部资源循环利用程度等方面表现出高度的一致性,说明无论从提高系统可持续性的角度,还是改善环境性能的角度,上述方案都应当作为优化的重点。总之,基于“3R”原则的种养一体化模式优化设计方案,可以为相关系统评价提供科学的依据,也为类似研究提供新的视角。