王玲俊，陳 健

(1.南京工程學(xué)院 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，南京 211167；2.南京工程學(xué)院 產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)與創(chuàng)新管理研究院，南京 211167；3.南京林業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，南京 210037)

1 引言

光伏在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用案例最早以光伏水泵的形式出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代。到了20世紀(jì)80年代，美國最先評估和預(yù)測了光伏發(fā)電在農(nóng)業(yè)部門應(yīng)用的市場，認(rèn)為這一市場潛力巨大[1]。但這一時期存在的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和制度方面的障礙，使得光伏在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用并未得到較好推廣[2]。隨著20世紀(jì)90年代以來光伏發(fā)電的技術(shù)進(jìn)步與成本下降，光伏在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用規(guī)模逐漸擴(kuò)大[3]。并且，全球氣候變暖問題的緩解需要在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中引入清潔能源，而全球人口持續(xù)增長問題的應(yīng)對則需要農(nóng)業(yè)部門生產(chǎn)出更多的糧食，光伏農(nóng)業(yè)的應(yīng)用前景非常廣闊[4]。光伏農(nóng)業(yè)包括光伏在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用和農(nóng)業(yè)光伏兩個方面，其研究也基本從這兩個方面展開。前者主要涉及光伏在農(nóng)業(yè)灌溉中的應(yīng)用[5]、光伏在農(nóng)業(yè)溫室系統(tǒng)中的應(yīng)用[6]、光伏在農(nóng)業(yè)其他方面的應(yīng)用，如農(nóng)業(yè)照明[7]、農(nóng)產(chǎn)品儲存[8]和農(nóng)業(yè)機(jī)械驅(qū)動[9]等。后者主要涉及光伏與農(nóng)業(yè)溫室的耦合[10]、光伏與農(nóng)業(yè)種植的耦合[11]、光伏與農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖的耦合[12]以及這些模式的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效應(yīng)[13]?？傮w而言，光伏在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用解決了偏遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的能源短缺問題，提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境友好性；農(nóng)業(yè)光伏則提高了農(nóng)地資源的利用效率，更多考慮光伏發(fā)電和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之間的平衡問題。值得注意的是，兩者都涉及了光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的“共生”[14]，但以往的研究未對這一問題進(jìn)行深入探討，而該問題對于深刻理解光伏農(nóng)業(yè)這一現(xiàn)象進(jìn)而指導(dǎo)實踐具有重要意義。鑒于此，本文首先分析了光伏農(nóng)業(yè)的產(chǎn)生及構(gòu)成，在此基礎(chǔ)上對光伏農(nóng)業(yè)共生的有關(guān)方面進(jìn)行了探討，包括共生要素和共生效率標(biāo)準(zhǔn)和共生系統(tǒng)。

2 光伏農(nóng)業(yè)的產(chǎn)生及構(gòu)成

2.1 光伏農(nóng)業(yè)的產(chǎn)生

①基于技術(shù)轉(zhuǎn)移理論的分析。新技術(shù)發(fā)明后，隨之而來的則是如何傳播的問題，由此產(chǎn)生了技術(shù)傳播理論，技術(shù)轉(zhuǎn)移方面的研究便源于此。1964年，技術(shù)轉(zhuǎn)移問題在首屆聯(lián)合國貿(mào)易發(fā)展會議上被正式提出，從此開啟了學(xué)術(shù)界了對技術(shù)轉(zhuǎn)移的探討，主要包括國家間的技術(shù)轉(zhuǎn)移、跨國公司內(nèi)部的技術(shù)轉(zhuǎn)移、科研機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)間的技術(shù)轉(zhuǎn)移、產(chǎn)業(yè)之間的技術(shù)轉(zhuǎn)移。光伏在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用是指農(nóng)業(yè)部門將光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用至農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，屬于產(chǎn)業(yè)間的技術(shù)轉(zhuǎn)移，也是低碳環(huán)境友好型技術(shù)轉(zhuǎn)移。

②基于產(chǎn)業(yè)成長理論。根據(jù)產(chǎn)業(yè)成長理論，產(chǎn)業(yè)成長是產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷的生命周期過程。此過程中，產(chǎn)業(yè)規(guī)模會由小變大，而規(guī)模擴(kuò)大、技術(shù)發(fā)展、組織改進(jìn)以及創(chuàng)新的出現(xiàn)引發(fā)了產(chǎn)業(yè)對資源的需求，表現(xiàn)為產(chǎn)業(yè)在形成之后會不斷吸納各種資源進(jìn)行擴(kuò)張。近年來，我國的光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，太陽能發(fā)展規(guī)劃制定的目標(biāo)一再被突破，顯示出政府發(fā)展光伏電力市場的決心。但光伏發(fā)電與其他發(fā)電技術(shù)的不同之處在于其需要大片的土地進(jìn)行電力生產(chǎn)，光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)的結(jié)合可解決其對土地資源的需求問題。

圖1 光伏農(nóng)業(yè)的兩種形式

2.2 光伏農(nóng)業(yè)的構(gòu)成

上述兩個方面都能實現(xiàn)資源的高效利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)，具體而言，光伏發(fā)電在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用體現(xiàn)了光伏發(fā)電技術(shù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的結(jié)合，比如光伏在農(nóng)業(yè)灌溉中的應(yīng)用、光伏在農(nóng)場照明中的應(yīng)用、光伏在農(nóng)產(chǎn)品儲存中的應(yīng)用、光伏在農(nóng)用機(jī)械中的應(yīng)用、光伏在農(nóng)業(yè)病蟲害防治中的應(yīng)用等。上述結(jié)合即為光伏農(nóng)業(yè)共生在現(xiàn)實經(jīng)濟(jì)中的體現(xiàn)形式之一，事實上，在光伏發(fā)電技術(shù)還未完全產(chǎn)業(yè)化之前，這種結(jié)合是光伏農(nóng)業(yè)的主要形式。而在光伏產(chǎn)業(yè)完全形成之后，便出現(xiàn)了另一種形式，也即農(nóng)業(yè)光伏。它是光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門的結(jié)合，常見的有光伏農(nóng)業(yè)大棚、農(nóng)光互補(bǔ)、林光互補(bǔ)、牧光互補(bǔ)、漁光互補(bǔ)和光伏治沙等。

前已述及，光伏在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用主要用來解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的清潔電力需求問題，也即光伏發(fā)電用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。而農(nóng)業(yè)光伏則更多地體現(xiàn)了光伏產(chǎn)業(yè)成長與發(fā)展對資源的需求，當(dāng)然，是在保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的前提下。兩者的相同之處在于光伏發(fā)電對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行電力供應(yīng)。前者是將光伏發(fā)電全部用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，后者則是首先供應(yīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)(一般情況下)，再將剩余電力并網(wǎng)銷售。所以，從概念上講，后者包含前者，光伏在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用可以嵌入到農(nóng)業(yè)光伏中，具體如圖1所示。

3 光伏農(nóng)業(yè)共生要素

德國真菌學(xué)家德貝里(Anion de Bary)于1897年提出了“共生”這一概念[15]，此后，生物學(xué)領(lǐng)域?qū)ι镩g共生展開了深入研究，促進(jìn)了“共生”概念的豐富和拓展。并且，作為自然界中一種普遍存在的生物現(xiàn)象，共生現(xiàn)象對人類因各種需求而創(chuàng)建的各類組織及其之間的關(guān)系的認(rèn)識有著重要啟迪。袁純清(1998)將共生引入到了經(jīng)濟(jì)社會領(lǐng)域，在其著作《共生理論——兼論小型經(jīng)濟(jì)》一書中，他詳細(xì)地闡述了共生的本質(zhì)、條件和影響因素等問題[16]。本部分基于共生理論對光伏農(nóng)業(yè)共生的要素進(jìn)行分析。

3.1 共生單元

根據(jù)共生理論，共生單元是指共生體中進(jìn)行基本能量生產(chǎn)和交換的單位。具體到圖1中提到的兩種形式，共生體中進(jìn)行基本能量生產(chǎn)和交換的單位是：光伏發(fā)電和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，也即共生體中的共生單元。

3.2 共生模式

就光伏在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用而言，共生模式看似為寄生，也即光伏發(fā)電寄生于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；或看似為偏利共生，因為從最終共生體的產(chǎn)出來看，只有農(nóng)業(yè)產(chǎn)出，也即農(nóng)業(yè)生產(chǎn)利用光伏發(fā)電來實現(xiàn)自身發(fā)展，實際上則是兩者都從這一結(jié)合中獲益。從光伏來看，這一形式拓寬了其產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，增加了光伏的產(chǎn)出，實現(xiàn)了其提供清潔電力的價值；從農(nóng)業(yè)來看，光伏發(fā)電的應(yīng)用不僅不會對其產(chǎn)出產(chǎn)生影響，還能促進(jìn)糧食安全[17]，并且，由于生產(chǎn)過程中使用了清潔電力，不會對環(huán)境造成不良影響[18]。綜合上述兩個方面來看，光伏發(fā)電在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用為光伏農(nóng)業(yè)的互惠共生。

而第二種形式較為復(fù)雜，需要視具體情況而定。以農(nóng)光互補(bǔ)為例，光伏設(shè)施的遮陰減少了作物的光合作用，但也減少了作物的蒸騰作用，并且，光伏板的清洗用水可以增加土地中的水分。所以，在一些光照特別強(qiáng)烈的干旱地區(qū)，光伏農(nóng)業(yè)共生有利于作物生長，從而增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)值，兩者之間的關(guān)系為互惠共生。而在一些耕種條件較好的地區(qū)，如果種植的是喜陰類作物，如生菜、黃瓜等，則不會對其產(chǎn)量產(chǎn)生不利影響，甚至可以增加產(chǎn)量。此外，光伏設(shè)施提高了農(nóng)業(yè)的抗災(zāi)能力，同時使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加環(huán)保。所以，這種情況下的光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也為互惠共生關(guān)系。而如果在一些耕種條件較好的地區(qū)種植其他作物，此時光伏的介入會減少農(nóng)業(yè)產(chǎn)出，但提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的環(huán)保性。如果后者大于前者，則此時光伏農(nóng)業(yè)為互惠共生關(guān)系；如果后者等于或小于前者，此時光伏農(nóng)業(yè)共生為偏利或偏害(見表1)。但通過技術(shù)改進(jìn)、制度設(shè)計等可以避免后兩種共生的出現(xiàn)。所以，長期來看，更多的光伏農(nóng)業(yè)共生可以形成一種穩(wěn)定的互惠關(guān)系。

表1 光伏農(nóng)業(yè)共生的模式——以農(nóng)光互補(bǔ)為例

3.3 共生環(huán)境

共生環(huán)境則有兩個方面，一方面是光伏農(nóng)業(yè)共生的自然環(huán)境，另一則是光伏農(nóng)業(yè)發(fā)展所需要的社會經(jīng)濟(jì)環(huán)境。自然環(huán)境方面，無論是光伏在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用還是農(nóng)業(yè)光伏，光伏發(fā)電所“置身”于的都是用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自然環(huán)境，也即農(nóng)業(yè)自然環(huán)境，包括土地、光照和氣候等。經(jīng)濟(jì)社會環(huán)境則主要來自于光伏產(chǎn)業(yè)和農(nóng)業(yè)，如兩大產(chǎn)業(yè)所處的技術(shù)環(huán)境、政策環(huán)境、市場需求環(huán)境等。

4 光伏農(nóng)業(yè)共生效率標(biāo)準(zhǔn)

通過上述分析可知，光伏農(nóng)業(yè)共生模式可以是互惠、偏利或偏害，前兩種都可以增加社會福利。對于偏害共生模式，則需要進(jìn)一步判斷，看其是否具備一定的效率標(biāo)準(zhǔn)。所以，本部分參考Trommsdorff(2016)的研究(1)此處參考了Trommsdorff對食品與電力生產(chǎn)混合技術(shù)的經(jīng)濟(jì)分析，該研究為工作論文，文題為：“An economic analysis of agrophotovoltaics:Opportunities，risks and strategies towards a more efficient land use”。，構(gòu)建了一個光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)共生技術(shù)的簡單福利模型。首先介紹了以土地為輸入因子的競爭性單獨(dú)生產(chǎn)技術(shù)的一般設(shè)定和基本假設(shè)，將其作為一種現(xiàn)狀，作為引入共生技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)。進(jìn)而，我們以提高社會福利為基準(zhǔn)，分析了所需共生技術(shù)的生產(chǎn)效率標(biāo)準(zhǔn)。

4.1 基本設(shè)定

一般地，遵循新古典主義福利模型的假設(shè)，將農(nóng)業(yè)糧食(A)和光伏電力(P)視為社會的僅有消費(fèi)品。相應(yīng)的，此處有兩種生產(chǎn)技術(shù)：A(·)和P(·)，兩者都依賴于輸入因子土地，這里以la和lp分別表示用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和光伏電力生產(chǎn)的土地，并滿足：

以上同樣適用于光伏電力生產(chǎn)。由于我們考慮的是一個封閉的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)并對資源的充分利用，土地總量L等于la+lp。進(jìn)而，我們假定社會福利取決于農(nóng)業(yè)糧食和光伏電力之和，將其表達(dá)為：

W(la)=A(la)+P(L-la)

因此，當(dāng)以下一階條件滿足時，la會達(dá)到最佳水平，從而社會選擇了一種有效的土地分配方式。

(1)

4.2 共生技術(shù)

現(xiàn)在，我們引入一種無需土地競爭的共生技術(shù)，這一技術(shù)可以同時進(jìn)行糧食和光伏電力生產(chǎn)。但是，就單位土地面積的糧食或電力產(chǎn)量，共生技術(shù)的效率要低于原有的單獨(dú)生產(chǎn)技術(shù)。效率的降低取決于參數(shù)ea和ep，分別代表共生技術(shù)的糧食和光伏電力的生產(chǎn)效率，兩者的取值范圍為[0，1]。除了單位產(chǎn)量的下降，共生技術(shù)與單獨(dú)生產(chǎn)技術(shù)遵循相同的生產(chǎn)函數(shù)。

現(xiàn)在，社會對土地進(jìn)行重新分配，將ls的土地分配給共生技術(shù)，并滿足L=la+lp+ls。進(jìn)一步的，我們將現(xiàn)狀下從糧食生產(chǎn)中拿出分配給共生技術(shù)的土地在ls中的占比表示為t，從而現(xiàn)有用于光伏發(fā)電的土地中拿出分配給共生技術(shù)的土地為(1-t)ls。如此，重新分配的土地ls、la和lp可以下式表示：

ls=tls+(1-t)ls

因此，總的糧食產(chǎn)量可表示為：

(2)

上式可分為三個部分：第一個部分是指單獨(dú)技術(shù)生產(chǎn)的糧食，第二個部分是指在原來用于生產(chǎn)糧食的土地上運(yùn)用共生技術(shù)所生產(chǎn)的糧食，第三個部分則是指在原來用于光伏發(fā)電的土地上運(yùn)用共生技術(shù)所生產(chǎn)的糧食。將式(2)簡化，可得下式：

(3)

由于上述分析同樣適用于光伏電力生產(chǎn)，可將引入共生技術(shù)后的社會福利表達(dá)為：

(4)

4.3 采用共生技術(shù)的效率標(biāo)準(zhǔn)

為了建立效率標(biāo)準(zhǔn)，繼續(xù)對共生技術(shù)的效率進(jìn)行評價。自然而然地，現(xiàn)有狀態(tài)下的社會福利可作為采用共生技術(shù)后社會福利的基準(zhǔn)。

(5)

通過這一方式，我們可以分析ea和ep達(dá)到共生技術(shù)效率提高要求的水平。將式(4)和(5)聯(lián)立解得：

(6)

(7)

上式也可表達(dá)為：

(8)

相較于f(t)，g(t，ep)可能為正，也可能為負(fù)，原因在于不能判定采用共生技術(shù)后的電力產(chǎn)量能否超過現(xiàn)有狀態(tài)下的產(chǎn)量。很明顯，當(dāng)ep增大時，g(t，ep)會減小，而t對g(t，ep)的影響需要進(jìn)行進(jìn)一步分析。為了闡明t的總體影響，我們繼續(xù)對g(t，ep)的一階導(dǎo)數(shù)作了推導(dǎo)。

(9)

式(6)的第三個部分我們將其表達(dá)為F(·)，它代表共生技術(shù)對糧食產(chǎn)出的潛在貢獻(xiàn)。

這里，t的增大增加了糧食生產(chǎn)的潛在貢獻(xiàn)?？偨Y(jié)上述三個部分的影響，我們可將式(6)重新表達(dá)為：

式中的上標(biāo)表示t和ep邊際影響的方向。顯然，ep的增大會降低共生技術(shù)福利提高要求ea達(dá)到的水平。如此，t增大的結(jié)果會被部分抵消。

為了進(jìn)行進(jìn)一步的分析，并由于社會可對t進(jìn)行自由選擇，可將t作為外生變量。簡單起見，這里將t設(shè)為1，也即假設(shè)所有分配給共生技術(shù)的土地都從原用于糧食生產(chǎn)的土地?fù)艹?。這樣一來，式(6)可簡化為：

(10)

由于邊際生產(chǎn)率的降低，上式的分子和分母都大于0，這就意味著式中的分?jǐn)?shù)部分為正。為了估計這一分?jǐn)?shù)的大小，我們假設(shè)ls趨近于0，這一假設(shè)可看作是社會在尋求ea和ep的水平，而該水平可提高從農(nóng)業(yè)糧食生產(chǎn)分配至共生生產(chǎn)單位土地的邊際效率。顯然，上述問題可以通過求分?jǐn)?shù)部分的極限來解決。

因此，上式的分子就等于現(xiàn)有狀態(tài)下的邊際糧食生產(chǎn)率，而分母部分則是現(xiàn)有狀態(tài)下的光伏電力生產(chǎn)率。同時，由現(xiàn)狀下的一階條件，我們可得：

結(jié)果顯示，當(dāng)ls趨近于0時，式(10)變?yōu)椋?/p>

ea=1-ep，

也即，當(dāng)ea與ep的和大于1時，共生技術(shù)可以提高社會福利。所以，我們可將共生技術(shù)的效率標(biāo)準(zhǔn)寫作：ea+ep>1。事實上，這一標(biāo)準(zhǔn)與Dupraz等(2011)提出的LER>1在本質(zhì)上是相同的。并且，該標(biāo)準(zhǔn)已被許多學(xué)者證明是可以達(dá)到的。比如，上述Dupraz等針對法國蒙彼利埃地區(qū)的光伏農(nóng)場的研究表明，LER位于1.35～1.73。Valle等(2017)通過研究發(fā)現(xiàn)，無論采用靜態(tài)的還是動態(tài)光伏板，LER總是大于1。除此之外，Amaducci等(2018)的研究表明，無論是基于糧食產(chǎn)量還是生物量產(chǎn)量，LER的計算結(jié)果都在1.2以上[19]。

圖2 光伏農(nóng)業(yè)共生系統(tǒng)

5 光伏農(nóng)業(yè)共生系統(tǒng)

5.1 光伏農(nóng)業(yè)共生系統(tǒng)的界定

根據(jù)共生理論，共生系統(tǒng)是共生關(guān)系的集合，共生關(guān)系涉及到共生單元和共生模式。具體到光伏農(nóng)業(yè)共生系統(tǒng)，它是由光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)兩個共生單元通過互惠、偏利或偏害的共生模式形成的共生系統(tǒng)，實現(xiàn)了土地和光照資源的共享，并能發(fā)揮光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的協(xié)同效應(yīng)，且伴有光伏發(fā)電對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的電力供應(yīng)，最終產(chǎn)生光伏電力和農(nóng)業(yè)糧食兩種能量。整個系統(tǒng)會產(chǎn)生新的共生能量，根據(jù)第4部分對光伏農(nóng)業(yè)的共生效率標(biāo)準(zhǔn)的探討，共生能量的可表達(dá)為ea+ep-1或LER-1。

如圖2所示，光伏產(chǎn)業(yè)鏈的應(yīng)用部分——光伏發(fā)電可與農(nóng)業(yè)各生產(chǎn)部門結(jié)合成為各類農(nóng)光模式，形成土地資源共享型共生系統(tǒng)。同時，光伏發(fā)電可應(yīng)用至農(nóng)業(yè)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，形成光伏在農(nóng)業(yè)中的各種應(yīng)用。并且，光伏在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用可嵌入至農(nóng)業(yè)光伏中(見圖1)。因此，光伏農(nóng)業(yè)共生系統(tǒng)中包括三個能量產(chǎn)生與傳遞的環(huán)節(jié)：光伏發(fā)電、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和光伏電力應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

5.2 光伏農(nóng)業(yè)共生系統(tǒng)的特點(diǎn)

根據(jù)共生系統(tǒng)的一般特點(diǎn)，光伏農(nóng)業(yè)共生系統(tǒng)中共生單元間的關(guān)系是多重的，可以是互惠、偏利或偏害，體現(xiàn)為共生系統(tǒng)的多重性。這些關(guān)系同時存在于共生系統(tǒng)中，但某種或某幾種關(guān)系對共生系統(tǒng)的演化起到了決定作用。例如，短期來看，上述三種共生模式都會對光伏農(nóng)業(yè)共生系統(tǒng)的演化起到一定作用；而長期來看，互惠共生模式將更多地出現(xiàn)在共生系統(tǒng)中，對共生系統(tǒng)的演化起主要作用。共生系統(tǒng)中的共生單元之間存在著相互激發(fā)的作用，體現(xiàn)為共同進(jìn)化。具體到光伏農(nóng)業(yè)共生系統(tǒng)，很多時候光伏發(fā)電需要適應(yīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，此時，共生單元的創(chuàng)新能力會有所提高。例如，有學(xué)者提出利用半透明光伏板來提高農(nóng)光系統(tǒng)的效率，該光伏板只透射作物生長所需要的光。創(chuàng)新實現(xiàn)了共生單元與共生系統(tǒng)的共同進(jìn)化，體現(xiàn)為共生系統(tǒng)的共進(jìn)化性。并且，這一進(jìn)化是不可逆的，無論是共生單元還是共生系統(tǒng)，都不可能退回到進(jìn)化前的狀態(tài)，體現(xiàn)為光伏農(nóng)業(yè)共生系統(tǒng)的不可逆性。此外，光伏農(nóng)業(yè)共生系統(tǒng)還具有自主增容性，用以實現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)張。除上述一般特點(diǎn)外，光伏農(nóng)業(yè)共生系統(tǒng)還具有以下特點(diǎn)。

①共生類型為資源共享。一般而言，光伏產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用端——光伏電站的建設(shè)需要大片的土地或水域，并且光伏電力的產(chǎn)生需要充足的光照資源，這與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需要的資源基本相同。所以，光伏農(nóng)業(yè)共生系統(tǒng)是一種資源共享型共生系統(tǒng)。

②共生單元來自不同領(lǐng)域。光伏農(nóng)業(yè)共生系統(tǒng)的共生單元為光伏發(fā)電和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，兩者分別來自光伏產(chǎn)業(yè)和農(nóng)業(yè)，兩大產(chǎn)業(yè)來自不同的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。首先，光伏產(chǎn)業(yè)屬于第二產(chǎn)業(yè)，農(nóng)業(yè)屬于第一產(chǎn)業(yè)；其次，光伏產(chǎn)業(yè)屬于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，農(nóng)業(yè)屬于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。所以，光伏農(nóng)業(yè)共生系統(tǒng)是橫跨第一、第二產(chǎn)業(yè)，聯(lián)合新興產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的共生系統(tǒng)。

③共生系統(tǒng)存在于同一組織內(nèi)部。準(zhǔn)確來講，光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)共享的是土地或水域空間，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)利用接近土地或水域的那部分以及地下或水面下方的空間，光伏發(fā)電則利用距離土地或水面一定高度的上部空間。而這樣的空間分配很難在不同組織中進(jìn)行，這就決定了光伏農(nóng)業(yè)共生系統(tǒng)必須在同一組織內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)行。而現(xiàn)實經(jīng)濟(jì)活動中，通常采用的模式是光伏企業(yè)與農(nóng)業(yè)企業(yè)合作開發(fā)項目，項目完成后由新設(shè)企業(yè)對項目進(jìn)行運(yùn)行和維護(hù)。

6 結(jié)論

光伏與農(nóng)業(yè)結(jié)合的研究由來已久，但以往的研究僅提及了光伏農(nóng)業(yè)共生，并未進(jìn)行進(jìn)一步探討。本文分析了光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的原因及構(gòu)成，在此基礎(chǔ)上研究了光伏農(nóng)業(yè)共生要素、共生效率標(biāo)準(zhǔn)和共生系統(tǒng)。光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的原因有技術(shù)轉(zhuǎn)移和產(chǎn)業(yè)發(fā)展兩個方面，它由光伏在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用和農(nóng)業(yè)光伏兩個部分構(gòu)成。光伏農(nóng)業(yè)共生要素中，共生單元為光伏發(fā)電和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，共生模式可以是互惠、偏利或偏害，共生環(huán)境包括農(nóng)業(yè)自然環(huán)境和光伏農(nóng)業(yè)所處的經(jīng)濟(jì)社會環(huán)境。通過構(gòu)建福利模型并推導(dǎo)，得到光伏農(nóng)業(yè)共生效率標(biāo)準(zhǔn)為ea+ep>1。也即，光伏農(nóng)業(yè)共生模式可以是互惠、偏利或偏害，但需達(dá)到共生效率標(biāo)準(zhǔn)ea+ep>1。光伏農(nóng)業(yè)共生系統(tǒng)是由光伏發(fā)電與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)兩個共生單元通過互惠、偏利或偏害的共生模式形成的，除了一般共生系統(tǒng)所具有的多重性、共進(jìn)化性、不可逆性、和自主增容性外，它還具有共生類型為資源共享、共生單元來自不同領(lǐng)域、共生系統(tǒng)存在于同一組織內(nèi)部的特點(diǎn)。

與以往研究不同，本文從共生視角對光伏農(nóng)業(yè)進(jìn)行了較為深入的理論探討，揭示了光伏農(nóng)業(yè)的共生特性，得出的結(jié)論對該領(lǐng)域的后續(xù)研究具有一定的啟示作用。