两个污水处理系统的能值与经济综合分析

运用改进的能值评价指标和经济指标对构建的两个污水处理综合系统("污水处理厂处理+脱水污泥填埋"及"污水处理厂处理+脱水污泥填埋+中水回用")进行了环境可持续性和经济竞争力的综合分析。改进的能值指标(能值产出率SEYR、环境负载率SELR、环境可持续发展指数SESI和能值受益率SEBR)是在考虑研究对象废物及产物能值对环境影响的基础上提出的,更好地反映了系统的特征。结果表明,中水回用系统的增加有利于提升系统的环境可持续发展能力;"污水处理厂处理+脱水污泥填埋+中水回用"系统较"污水厂处理+脱水污泥填埋"系统的经济竞争力差,但却拥有更强的可持续发展能力,有利的经济政策能够刺激其更好的推广运用。     

基于能值理论的成都市生态经济系统可持续性评估

运用能值理论与方法,建立了以能值产出率、能值密度、能值-货币比率、环境负载率和可持续发展指数等9个指标的评价指标体系,并对2005-2009年成都市生态经济系统发展态势进行了定量描述.结果表明:近几年系统能值产出率持续降低,环境负荷率由17.49上升到37.77,可持续发展指数从0.26下降到0.06;城市经济社会综合实力显著增强,但由此造成的环境压力不断增大,阻碍了系统的可持续发展;成都市全面提升可持续发展能力的关键,应从产业结构的优化调整入手,提高资源能值利用效率,大力推行清洁生产,创建循环经济产业链,加大高科技的应用力度和范围.     

基于能值分析的厦门城市代谢可持续性评估

生态城市建设是中国城市转型发展的关键节点,对中国生态文明和新型城镇化发展具有推动作用。研究以中国典型的生态城市厦门市为例,基于城市代谢框架结合能值分析法,对厦门市代谢系统进行各项能值流的核算,构建2010-2017年厦门市能值指标评估体系,选用可持续发展指数、可持续发展能值指标、城市健康水平能值指数3项指标综合评价其生态可持续性,选取部分能值指标与珠海市、深圳市进行对比分析,以期为中国生态城市的可持续发展提供科学参考。结果表明：（1）2010-2017年,厦门市总能值呈上升趋势,2017年的总能值为2.51×10²⁴ sej,是2010年总能值的1.65倍,货币流能值显著增加,废弃物流能值下降。能值自给率由98.30%逐渐递增至99.20%,能值产出率由8.30%逐渐递增至15.20%,环境承载率小于3,属于环境低负荷状态。（2）厦门市可持续发展指标处于1-10之间,表明其生态经济系统具有活力和发展潜力,可持续发展能值指标由2010年的3.67增加至2017年的7.76,表明厦门市的可持续发展性能愈来愈好,城市健康水平能值指数由2010年的6.21上升至2017年的25.80,表明厦门市生态系统处于健康可持续发展的状态。（3）厦门市与珠海市、深圳市的能值指标对比分析表明,厦门市与珠海市均处于富有经济活力与生态可持续发展潜力阶段,且厦门市代谢系统的可持续发展水平整体优于珠海市与深圳市。（4）总体来看,厦门城市代谢系统处于可持续发展阶段,生态城市的建设有利于厦门市实现生态经济的可持续发展,研究对同类型生态城市的建设与可持续发展具有理论参考价值。     

西溪国家湿地公园生态经济效益能值分析

应用生态经济系统能值分析理论和方法,定量分析了西溪湿地公园建立前后生态经济系统的物流和能流,并通过建立新的能值指标从生态环境和经济角度评价了系统的可持续发展能力和产出效率,以期为湿地公园保护模式研究提供借鉴.研究结果表明,西溪湿地公园建立以后,每年能值总投入增加到原来的1.6倍,能值总产出是原来的1.9倍;能值总产出中经济收入减少,但环境产出大幅度增加,其中有机物质产出和生态系统服务能值产出分别是原来的1.5倍和2.3倍.能值指标分析结果表明,湿地公园建立以后系统净环境效益提高,可持续发展能力增强,经济产出率有所降低.研究结果证明,建立湿地公园增加经济投入,改善生态环境,并适当发展湿地旅游增加经济收入,保障系统反馈,能够提高系统可持续发展能力,是湿地资源保护与合理开发利用的有效模式.     

基于能值分析的辽宁省生态经济系统可持续发展评价

基于能值分析构建了包括能值流量、能值来源指标、社会亚系统评价指标、经济亚系统评价指标、自然亚系统评价指标和综合指数等的辽宁省生态经济系统评价体系,全面评估了2000—2010年辽宁省生态经济系统的发展趋势以及可持续性.结果表明:2000—2010年,辽宁省总能值用量从3440.12×1020sej增长到7636.33×1020sej,其中,2010年不可更新资源能值所占比重(68.6%)最大;人均能值从8.32×1015sej增长到17.96×1015sej;能值自给率虽然较高,却从2000年的91.1%下降到2010年的79.9%;环境负荷率从3.22提升到7.80;可持续发展指数由3.47降低到0.64;系统可持续发展性能由6.73降低到1.56.表明辽宁省生态经济系统呈现出不可持续发展的态势.2010年的辽宁省生态经济水平仅达到美国和日本20世纪80年代的水平.     

京津唐城市生态系统能值比较

运用能值(emergy)分析方法,以京津冀地区的北京、天津、唐山为研究对象,建立了复合生态系统与可持续发展的能值指标,对3个城市1991～2005年自然环境与社会经济可持续发展状况进行了比较分析.研究结果表明:1991～2005年期间,由于北京、天津的本地资源能值对经济发展的驱动力不足,城市发展对外部输入能值的依赖程度越来越高;北京、天津、唐山社会子系统的能值指标均呈上升趋势,城市居民生活水平和经济发展水平不断提高;北京经济子系统的各项指标均优于天津和唐山,但环境子系统和能值可持续指标体现出,北京的环境压力最大、可持续发展能力低于天津和唐山.在此分析基础上,对北京、天津、唐山的可持续发展提出了几点建议,为制定城市发展策略和产业调整提供科学依据.     

基于能值分析的福州与厦门城市生态系统比较研究

能值分析方法（Emergy Analysis）为综合评价城市复合生态系统提供了新的手段和方法。以福州和厦门为研究对象,对其城市各种生态流进行计算和归类,建立了相应的城市复合生态系统与可持续发展能值指标,并对两城市复合生态系统中自然、经济、社会三大子系统进行了综合评价与对比分析。结果表明：厦门在经济发展水平和社会人均福利方面优于福州,在生态安全和可持续发展能力方面落后于福州。从能值角度出发,福州应加快城市基础设施建设,加强城郊地区能值反馈,科学引导人口转移;厦门应积极发展绿色产业,降低生产能耗物耗,提高废弃物循环利用率;两城市应加强区际资源互补和消除技术壁垒,促成两城市互补、互利、可持续发展。     

城市可持续发展评价方法及其应用

城市是现代化建设的主要载体,是国家实施科教兴国和可持续发展战略的主要基地。城市将各种社会的、经济的、环境的、文化的因素与冲突融为一体,形成一类社会-经济-自然复合生态系统。如何实现城市的可持续发展,是当今世界研究的重要课题之一。城市可持续发展的评价指标和方法是衡量城市生态规划、建设、管理成效的主要依据。以山东济宁市为例,建立了济宁市可持续发展的指标体系,包括经济发展、生态建设、环境保护和社会进步4类45项指标。采用全排列多边形综合图示法评价城市在各个不同时段的建设成效。研究结果表明,济宁市可持续发展综合指数2004年为0.24,处于Ⅳ级水平,可持续发展能力较差;2006年达到0.45,处于Ⅲ级水平,可持续发展能力一般;2010年达到0.62,进入Ⅱ级水平,可持续发展能力较好;2020年达到0.84,进入I级水平,可持续发展能力优良。评价指标全面,方法直观明了,反映了整体大于或者小于部分之和的系统整合原理,评价结果符合实际,可为城市可持续发展提供参考。     

基于能值和数据包络分析的城市复合生态系统生态效率评估

生态效率是定量分析生态系统中社会、环境、经济投入与产出关系的有效工具,对量化城市复合生态系统的可持续发展水平起着重要作用。本文综合能值分析和数据包络分析方法,构建新的能值评价指标和新的城市复合生态系统生态效率度量模型指标,并以沈阳为例,从城市能值流和生态效率角度分析城市系统资源、环境、经济的可持续发展情况。结果表明:2000—2010年,沈阳市生态效率呈现波动上升的变化,能值产出率呈波动下降后缓慢上升趋势;环境负载率上升趋势明显,城市发展面临的资源压力不断增大。沈阳市在今后的城市生态系统建设中,应着重优化能源利用结构,提高不可更新资源利用率,促进废弃物资源化利用,全面推动城市可持续发展。     

旅游生态系统能值研究进展

能值分析是以能值为基准,通过能值转换率,有效测度与评价生态系统及经济系统中不同类型的物质流、能量流、货币流及其相互关系的方法。旅游生态系统是特殊类型的人地关系地域系统,是以旅游活动为中心的"自然、经济、社会、旅游"复合系统,利用能值方法进行旅游能值研究可以为旅游可持续发展提供科学建议。通过对国内外相关研究重要文献的梳理,从旅游能值研究尺度与类型角度,分析了国内外相关研究进展,并通过与农业、工业系统的能值研究对比分析,目前研究在理论推进、要素选择、指标构建、方法集成等4个方面,旅游生态系统能值研究存在特殊性,并从理论、方法、内容等3个角度,提出了今后旅游能值研究的方向,以期推动旅游系统能值研究的深入。     

Emergy and economic evaluations of four fruit production systems on reclaimed wetlands surrounding the Pearl River Estuary,China

Emergy and economic methods were used to evaluate and compare a traditional tropical fruit cultivation system, for bananas, and three newly introduced fruit cultivation systems, for papaya, guava and wampee, on reclaimed wetlands of the Pearl River Estuary, China. The goal of this study was to apply ecological engineering principles to fruit production system designs to maximize total emergy benefits and sustainability. The evaluations considered input structure, production efficiency, environmental impacts, economic viability and sustainability. The market effects on emergy exchange were assessed both for purchasing the inputs to production and for selling the fruit. These market effects were also considered in the evaluation of sustainability by using the Emergy Index for Sustainable Development (EISD), which was evaluated with and without taking the change in natural capital (i.e., soil organic matter) into consideration. The results showed that all three of the newly introduced systems are much more sustainable than the traditional banana production system. The guava production system had the highest value of the Emergy Sustainability Index (ESI = 0.40). The high price of wampee gave it the highest economic yield/cost ratio (4.87) and EISD (0.73). Emergy and economic evaluations are complementary methods, with emergy analysis shedding more light on environmental support and impacts of the production systems not considered in the market value, and economic analysis focusing on the effects of markets on fruit production. The Emergy Exchange Ratio (EER) was proposed as a bridge between emergy and economic evaluations for specific systems and/or processes.     

基于能值分析的深圳市三个小型农业生态经济系统研究

应用能值分析方法,通过能值转换率,把深圳市3个农场生态经济系统的能量流、物质流、货币流和信息流转化为统一量纲———能值。在绘制能值系统概图和编制能值分析表的基础上,建立能值评价指标体系对3个系统的能值输入结构、生产效率、环境负载和可持续发展状况等进行分析和比较。此外,比较经济指标与能值分析结果,并采用情景分析对农场未来发展做出预测。能值分析方法不仅考虑环境及其服务功能对经济生产的贡献,同时能值交换率和能值产出率把系统经济流入和产出纳入分析过程,结合环境和经济评价,可用于综合分析农场生态效益和经济效益。研究结果表明:西丽果场是可持续发展能力最高的农场,碧岭现代农业科技园次之,而山海农场的可持续发展能力最低。都市农场应该大比例利用可更新资源,努力发展农业生产,并且积极提升农业的技术含量。在此基础上,控制规模合理地发展旅游经济,走高科技农业生态旅游之路。     

舟山市东极大黄鱼养殖系统能值评估

以能值理论为基础,选择浙江省舟山市东极大黄鱼养殖系统为研究对象,在定量分析大黄鱼养殖系统的物流和能流基础上,通过建立能值评价指标体系,综合评价了东极大黄鱼养殖系统对环境的影响及其可持续性.结果表明:东极大黄鱼养殖系统的太阳能值转换率TR为1.46× 106 sej/J,环境承载力ELR为91.10,能值投入的生产效率PEEl为6.91× 10-7,能值持续性指数ESI为0.011.东极大黄鱼养殖系统虽然生产效率较高,但是过分依赖于外部购买资源,并且系统对环境的压力较大,环境的持续性也较差.另外,与广东珠江口3个不同鱼种养殖系统的有关指标进行了对比,提出了大黄鱼养殖系统的可持续性发展建议.     

顺德产业生态系统能值动态分析

虽然当前的产业生态学研究多集中于生产线、企业和产业生态园尺度,但城市无疑是产业系统基本组合单元,城市区域尺度的产业生态学研究是产业生态学研究尺度上推的必经阶段。我国产业生态系统及城市化进程的空间分布不均,以顺德等为代表的东南沿海市(县)产业生态系统的发展历程对中西部地区有拉动和借鉴的双重作用。以能值理论方法为基础,结合环境经济学和区域经济学方法,从系统开放性、本土性、闭路循环性和经济性4个方面,投入和产出端2个角度,对顺德市产业生态系统改革开放22a的发展动态进行分析研究。结果发现,22a系统能值总用量增加15.65倍,能值密度增加16.31倍,人均能值使用强度增加9.70倍,外部不可更新资源用量增加16.32倍。能值废弃率在20世纪80年代不断上升而在90年代迅速下降,但环境负载率则表现为无规律的波动状态。20世纪90年代,系统能值出口率上升至1978年的4.10倍,但能值交换率小于1。结果表明,改革开放22a,顺德产业生态系统自组织能力明显提高,土地资源利用率不断提高,但系统对周边负熵资源,尤其是不可更新资源的依赖性不断提高,人力资源生产力水平提高相对较慢。20世纪90年代污染物处理产业发展迅速,但在系统资料消耗端的绿色化方面则无显明进展。系统对不可更新资源的利用效率不高,产出商品在市场交换中处于表面繁荣背景下的生态经济不利地位。系统已到了向知识密集型发展道路转变的拐点域。能值理论方法与环境经济学和区域经济学分析的整合可以满足产业生态系统分析评价要求,针对产业生态系统特点,进行多尺度、多方面联立评价,实现系统发展现状、动态与动因的整合分析,对产业生态系统优化点的发现与优化方向的确定有直接的意义。     

基塘农业生态工程模式的能值评估

应用能值分析方法及最新推出的评价系统可持续发展能力的能值指标(EISD),分别对珠江三角洲三水市的3种基塘农业生态工程模式进行了系统层和子系统层的能值比较研究。结果表明,模Ⅲ的可持续发展性能最强,其EISD比模式Ⅰ、Ⅱ分别高出58．3％和29．7％;种植业子系统经济效益好,但环境压力大。是模式内可持续发展性最差的子系统;畜牧业子系统生产环效果不佳,但增益环效果明显;渔业子系统经济效益好,环境压力小。是系统内可持续发展性最强的子系统。引入翘嘴鳜的生态经济边际效益显著。     

基于能值分析的环太湖城市群生态经济系统可持续发展研究

采用能值理论与分析方法,研究2015年环太湖城市群生态经济系统的能值流量,并构建多维度的生态经济系统指标体系,综合评价环太湖城市群可持续发展程度和健康水平。研究结果表明：（1）可更新资源利用不足,在能值利用总量中占比最大值仅为7.95%;（2）不可更新资源消耗过度,在能值利用总量中占比最小值达到56.95%;（3）（除苏州市外）可更新资源产品中肉类与水产品占比最小值已达63.08%,急需对传统的农业结构进行调整;（4）不可更新资源产品均以水泥和钢铁为主,占比最小值已达88.02%,应该加快传统的工业转型升级;（5）输入能值占比最大值仅为36.27%,商品进出口呈现贸易顺差,对外经济开放仍有发展空间;（6）废弃物与可更新能值比率最大值仅为12.8%,废弃物能值比最小值仅为0.19%,废弃物排放和利用水平有待提高;（7）湖州市可持续指标ESI和能值可持续发展指标EISD为1.59和2.99,在环太湖城市群中更具可持续发展潜力;（8）苏州市健康能值指数EUEHI和改进的健康能值指数EUEHI''为8.22和1.65,在环太湖城市群中健康水平较低。据此结果提出了有助于环太湖城市群经济社会发展与自然生态环境和谐共赢的可持续发展对策。     

A semantic study of the Emergy Sustainability Index in the hybrid lifecycle-emergy framework

Emergy-based indicators are claimed to be useful outcomes of the emergy evaluation framework, which aims at guiding decision-makers toward environmental sustainability. The calculation of the Emergy Sustainability Index (ESI), in particular, seems widely consensual among emergy scholars, but several variants actually exist in the scientific literature, which may lead to different interpretations or misunderstanding of the ESI result. This paper proposes a semantic study of two variants in both components of the ESI (the Emergy Yield Ratio and the Environmental Loading Ratio, respectively EYR and ELR), to enhance standardization and reproducibility in the calculation of emergy indicators. It is shown that ESI can be consistently defined at the level of the production site as well as from a lifecycle perspective, although several case studies in the literature use an intermediary version with inconsistent system boundaries. A recent definition of lifecycle-oriented EYR is made operational by the development of an algorithm to be implemented in the emergy accounting software SCALE. However, the classification of foreground inputs needs further precision. ESI is also decomposed using partial derivatives, in order to analyze the influence of each input category and retrieve generic recommendations. These multiple outcomes demonstrate the added value of hybrid lifecycle-emergy evaluation to identify specific potential actions toward enhancing ESI of human activities.     

Emergy evaluations of three aquaculture systems on wetlands surrounding the Pearl River Estuary,China

Emergy and economic analysis, accompanied by sensitivity analysis, were used to evaluate the ecological economic characteristics of three fish aquaculture systems on wetlands surrounding the Pearl River Estuary in China. The sustainability of these systems was compared to two aquaculture systems and two wetland systems, to provide reference conditions for the best use of limited wetland areas. We found that the three systems studied had similar emergy characteristics, despite their very different economic characteristics. Counter intuitively, the high economic input and output mode did not have higher environmental impact or lower sustainability compared with low economic input and output mode. Apparently, the sustainability of an intensive aquaculture system is determined mainly by how many natural renewable resources are exploited. The large differences in economic benefit and environmental impacts between the mangrove reserve and the aquaculture systems demonstrated the important role of nature reserves on preserving the sustainability of an estuary. Transformity (TR) and Emergy Yield Ratio (EYR) are both indicators of system efficiency, but from different points of view, and they produced opposite results in assessing the efficiency of the same system in this study. The ratio of EYR to TR might be used in addition to the EYR and transformity as a discreet perspective on overall system production efficiency.     

基于传统生态足迹方法和能值生态足迹方法的黑龙江省可持续发展状态比较

运用传统生态足迹方法及其改进方法——能值生态足迹方法,对2005年黑龙江省可持续发展状态进行了分析.结果表明：2005年,采用能值生态足迹方法和传统生态足迹方法计算的黑龙江省生态赤字分别为1.919和0.6256 hm²·cap^-1.2种方法得到的研究区生态足迹均超过生态承载力,表明该区域经济社会发展处于一种不可持续的发展状态.能值生态足迹方法从能量角度探讨了人类物质需求与生态系统资源供应的关系,并采用能值转换率、能值密度等更加稳定的参数进行计算,一定程度上克服了传统生态足迹方法的缺陷.     

基于能值及系统动力学的中新天津生态城可持续发展模式情景分析

可持续发展动态评价是确保我国第一个国际合作建设的中新天津生态城项目成功的关键基础之一.在对中新天津生态城自然经济状况、功能结构和规划建设指标体系等分析基础上,将能值分析和系统动力学方法相结合,基于功能流视角将生态城系统划分为能物流、货币流及人口流子系统,构建了中新天津生态城可持续发展的能值评价指标体系及系统动力学模型,设计了惯性情景、科技情景、经济情景、环保情景及协调发展情景等5种生态城发展情景,并对各情景下的可持续发展状况进行了仿真和动态评价分析.结果表明：在经济与环境协调发展情景下,中新天津生态城的GDP、能值积累量、货币积累量均呈稳步增长趋势,能值废弃率、废弃物能值比、环境负载率等较小,能值可持续指标(ESI)和生态效率指数(UEI)均处于较低水平,但比其他几种方案更具活力,是中新天津生态城的最佳发展模式.