红树林湿地生态效益能值分析--以南沙地区十九涌红树林湿地为案例

应用生态经济系统能值分析理论,定量分析广州市南沙地区十九涌红树林沼泽湿地的生态效益以及系统内的物流和能流.结果表明,2002年红树林的能值-货币价值为1.88×104美元,湿地水禽和水产的能值-货币价值分别有22.78×104美元和12.00×104美元,湿地系统能值总投入17.96×1016sej,不可再生能源9.44×1016sej;产出能值总量31.28×1016sej.通过湿地生态系统能值分析图和能值分析表,可以看出南沙十九涌红树林沼泽湿地整体投入/产出的效益非常合理,即投入少(10.49×104美元),产出量大(42.82×104美元),说明红树林湿地具有低投入高产出的特点.     

城市环境经济能值综合和可持续性分析

澳门资源缺乏,人口高度密集,其生命支持系统几乎完全依赖进口。近年,澳门经历了经济的繁荣和社会的发展,澳门如何能克服其自身的缺点而生存?试图应用H.T.Odum创立的能值(Emergy)分析理论和方法,从城市生态系统的理论出发,对澳门的能值流进行系统分析研究,通过一系列能值指标,评价澳门城市生态系统自然环境和社会经济可持续发展的状况,为澳门制定发展策略和产业调整提供科学指导依据。2003年澳门城市生态系统应用能值为220×1020sej(Solaremjoules,太阳能焦耳,缩写为sej),输入的购买能值有216×1020sej,出口能值为140×1020sej。旅游博彩业为澳门带来52.1亿美元的收益,折算能值收益为86.5×1020sej,而游客只消费能值32.6×1020sej的商品和服务,旅游博彩业巨大的能值净收益为53.9×1020sej,旅游博彩业的贡献冲击比率为2.65。研究还发现,以相同的货币进行商品交换,中国大陆与澳门的能值交换比率是1.8倍。澳门旅游博彩业的能值剩余和澳门与中国大陆的能值交换优势,是维持澳门生态经济系统的关键因素。最后对澳门的可持续发展状况进行了讨论。     

从能值效益角度研究互花米草生态工程资源配置

应用能值分析的方法 ,分别对江苏省射阳河口的 3种治理方法 :海滨潮间带盐沼湿地 (方案 A)、互花米草湿地 (方案B)和互花米草生态工程 (方案 C)进行能值计算和评价。计算结果为能值投放 A:2 .84 E 1 2 sej/a· m2 ;B:3.67E 1 1 sej/a1· m2 ;C:8.94 E 1 1 sej/a·m2 ;能值产出 A:5.78E 0 9sej/a· m2 ;B:3.4 4E 1 1 sej/a· m2 ;C:3.4 6E 1 2 sej/a·m2。从主要能值指标看 ,A的持续性需以人类活动的不断投入来维持 ,B和 C较 A具有明显的优越性 ,C的能值产出更大。以能值为单位 ,考察资源的最佳配置点 ,B的自然资源对资本和服务的边际技术替代率较大 ,其 MRTS=MP2 /MP1较大说明 B的人类经济活动所投入占的比例较小 ,增加少量的资本和服务投入可取得更大的边际产出。     

湖南省农业生态系统能值演变与趋势

应用能值分析方法,对1999-2008年湖南省农业生态系统的能值总量、投入和产出结构以及各能值指标的变化进行趋势分析.结果表明:研究期间,湖南省农业生态系统总能值使用投入量基本保持平稳,但能值投入结构有变化,其中,不可更新工业辅助能值投入量由4.00E+22 sej增至5.53E+22 sej,可更新有机能值投入量由1.32E+23 sej降至1.20E+23 sej;系统能值产出总量和产出效率均有较大幅度的提高,2008年总能值产出达1.69E+23 sej,比1999年提高23.8％,净能值产出率由0.79升至0.96;由于环境负载率也呈不断上升的趋势(由1.12上升到1.79),可持续发展指数呈缓慢下降趋势,由0.71降至0.54,说明湖南省农业总体属于高消费驱动型生态系统,具有较明显的粗放式发展特征.     

珠海万山海域生态系统服务价值与能值评估

采用生态系统服务货币价值和能值价值分析方法,对珠海万山区2007-2012年海洋生态系统服务价值变化进行分析.结果表明:研究期间,珠海万山区海洋生态系统服务货币价值和能值价值分别由772163万元和1.04× 1022 sej上升至1151284万元和1.97×1022 sej.货币价值和能值价值都能对海洋生态系统服务价值的变动趋势进行预测,但两者所反映的价值结构有所不同,生态能值更能客观地评价生态系统服务价值.生态文明建设对于合理开发海洋资源,优化海洋生态系统服务功能有着重要意义,是推动海洋生态系统服务结构发展的内在驱动力.     

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.     

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.     

基于能值理论的生态资本价值——以阜康市天山北坡中段森林区生态系统为例

能值理论是美国生态学家H.T.Odum依据系统生态学的基本原理和方法提出的,它通过对生态系统能量-价值过程的分析,为生态经济学的研究提供了新的理论和方法。以能值理论为基础,以位于阜康市的天山中段北坡森林区生态系统为研究对象,对系统生态资本的能值流量、资本存量进行了初步的研究,同时,对生态系统服务价值和系统的生态安全也进行了延伸研究。研究结果表明,这里每年的能值流量达6.36×1020sej,相当于货币流2.61亿美元;其中输入能流2.01×1020sej,占系统总能流的31.58%;系统滞留能流1.85×1020sej,占29.01%;输出能流2.51×1020sej,占39.41%。这说明生态系统对能量具有放大作用,进入生态系统的能量虽然在量上没有变化,但却发生了质的变化,低质的能量变成了高质的能量,而且生态系统越复杂,这种转换效率越高。生态资本存量达9.97亿美元,主要存在于土壤中,占资本总量的90.69%,其次是淡水。这说明水、土是生态系统之本,植被之价值不在于其本身,而在于其保持水土的功能。在延伸研究中,生态系统服务价值为1.19亿美元,其中涵养水源4780万美元,占总价值量的40.25%,保持土壤5580万美元,占46.99%。研究还表明目前研究区生态系统处于较为安全的状态,但面临的挑战很大。     

天祝县生态经济系统的能值分析

能值理论为生态经济系统结构和功能的研究提供了一种新的理论和分析方法。本文对甘肃省天祝县生态经济系统进行了能值分析,通过计算天祝县总的能值用量、能值货币比率、能值自给率、人均能值用量、能值密度等指标,定量描述了天祝县生态经济格局和发展状况的总体特征,并与其他国家和地区进行了比较。结果表明:天祝县2008年总的能值用量为2.38×1021sej,人均能值用量只有1.03×1015sej,远远低于其他国家或地区;能值自给率达88.87%,而能值货币比率为3.41×1013sej.$-1,二者均高于国内沿海经济发达的省份。说明天祝县的经济发展是建立在本地资源过度依赖和高强度的利用基础之上,生态经济系统是一封闭的、不具活力的、不可持续的系统。据此提出了一系列促进区域可持续发展措施和建议。     

吉林西部自然保护区湿地生态效益及生态恢复评价

为了对吉林省西部自然保护区湿地生态效益及生态恢复情况进行科学评价,基于生态系统服务价值理论和突变理论构建湿地生态效益评价指标体系,结合生态效益的多元性特征,应用层次分析法和熵值法等多目标规划与决策方法,参照研究区2001年的生态效益研究成果,对其2005和2012年现状生态效益及其生态恢复情况进行评价.结果显示:2005年以来莫莫格保护区的湿地生态效益水平很高,查干湖、向海保护区湿地生态效益处于较高水平,大布苏保护区湿地生态效益水平一般.突变级数法、层次分析法、熵值法等多目标规划与决策方法结合应用,能够科学地体现湿地生态效益的动态性和整体性,准确地反映研究区生态恢复的客观实际情况;近年来吉林省西部自然保护区的生态保护与环境治理工作初见成效,主要保护区的湿地生态系统对人为增益性干扰积极响应,湿地整体效益得到恢复和提高.     

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。     

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.     

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.     

城市可持续发展能力的能值评价新指标

能值理论、方法克服了传统能量与经济分析方法的诸多缺憾,为城市可持续发展的研究提供了全新的视角。但作为一种新兴的理论,其评价指标,尤其是针对城市可持续发展能力的综合评价指标尚不完善。从生态经济效益及环境影响的全面表达角度,剖析了国际现行可持续发展能值指标(ESI)的不足之处,并在此基础上拓展构建了新的可持续发展能值指标(EISD)。以珠江三角洲中山市1996～2000年的发展动态为例进行了案例研究。结果表明,新拓展的可持续发展能值指标．在系统效益评价中考虑了系统能值产出的实际经济效果,在环境影响评价中同时考虑了系统的消耗影响和排放影响,可以更全面明晰的评价城市系统的可持续发展能力、状态及其成因,为系统的优化指明方向。     

武夷山自然保护区生态旅游系统能值分析

能值理论与分析方法已经被广泛应用于对人类社会和自然界研究的各个层面.将武夷山国家自然保护区视为生态旅游系统,运用能值理论及其分析方法对其进行讨论和研究.由于传统的能值方法未能完全反映生态旅游系统的一切价值,研究中将条件价值法(CVM)与能值分析相结合,试图能够完整的体现出生态旅游系统的全部价值.在此认识的基础上提出了理想能值交换率等概念.并且将对该系统的研究结果与类似系统进行了横向比较.研究结果表明:(1)武夷山自然保护区生态旅游系统能值密度为7.31×1011sej/m2,低于福建省的16.02×1011sej/m2;而人均能值量为2.80×1016sej/m2,高于福建省人均能值5.75×1015sej/m2;净能值产出率为3.60,略高于广西恭城月柿生态农业旅游经济系统的2.79;武夷山自然保护区生态旅游系统理想能值交换率为0.70.(2)武夷山自然保护区自然环境条件良好,发展潜力较大;社区经济欠发达,居民生活水平较低;系统生产效率低,与外界贸易失衡,生态旅游处于探索阶段.     

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.     

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。     

H.T.奥德姆与中国的能值研究

简要论述了由霍华德.汤姆.奥德姆创立的能值理论与方法在中国的传播并综述了多年以来中国的能值研究进展.能值理论与方法在中国的传播始于1990年霍华德·汤姆·奥德姆第二次访华.在此期间,即1990年8月1日至1990年8月21日他访问了台北、广州、北京和沈阳,并作了多个学术报告,如"自组织与系统生态学"和"能值分析与环境评价"等.从此以后,我国的广州、北京、南京和沈阳、佛山等多座城市的大学和科研机构先后开展了10多年的能值研究,能值理论应用于多个领域,包括国家、省、市、自然保护区等生态经济系统的能值评估、农业生态系统、城市生态系统、环境与资源、废水处理、生态工程和工业的能值评价.用中文或英文发表关于能值的学术论文60多篇,由霍华德.汤姆.奥德姆所著的3本关于能值的书被翻译为中文,能值概念、理论和方法被10多部中文书刊引用,2本关于能值的中文专著已发表.能值分析的研究工作已得到国家自然科学基金资助,其中有些课题已结题,有些课题正在进行中.能值理论与方法已被许多中国生态学家所接受,但在应用过程中仍存在许多问题.     

基于能值理论的有色金属矿产资源开采生态补偿机制

矿产资源为中国经济的高速增长提供了不竭的动力,但在其开采过程中也带来了诸多的环境问题。在当今资源、环境的约束下,如何采取适宜的量化方法来表征矿产资源开采所带来的生态环境损失,并在此基础上确定合理的生态补偿标准,成为了一项重要的研究课题。选取我国有色金属采选业为研究案例,并基于能值分析方法,核算了矿产资源开采过程中造成的直接、间接环境损失,提出了生态补偿指数,用以为生态补偿标准的制定提供参考依据。对能值分析指标的计算和分析结果表明,从可持续发展角度,生态补偿指数为89.18%,说明我国有色金属采选业的环境投入较高,需要的补偿费用较多;能值产出率为9.24,表明有色金属采选业的生产效率高;环境承载率为238,呈现高负荷状态,区域环境所承受的压力巨大;可持续发展指数为0.039,表明我国有色金属采选业处于不可持续状态,急需采取相关环境保护措施进行调整。从经济成本角度,我国有色金属采选业需要的生态环境补偿费用约为4.38×109元,现阶段征收的资源税费远低于生态恢复的治理费用,不能够覆盖生态修复治理成本。最后根据本文研究内容得出我国有色金属采选业面临的主要问题,分别从宏观角度、微观角度及长远角度3个方面给出了相应的政策建议。     

米草生态工程加环效益能值分析

根据生态工程加环原理,在互花米草生态工程(Spartina alterniflora Ecological Engineering,SAEE)基础上设计一个深度开发的增益环,选取天然植物纤维与互花米草提取物——生物矿质液(Biological Mineral Liquid,BML)共同制成降脂胶囊,并应用能值分析的方法对SAEE+胶囊的加环设计(SAE Eand Capsule SAEEC)进行了经济、生态、社会复合效益评估,与SAEE相比,加环设计(SAEEC)的经济投入增加,能值投资比率(Emergy investment ratio,EIR)是SAEE的1．37倍;经济收益是SAEE的2．13倍,经济收益产投比是SAEE的1．46倍;净能值效益(Netemergy yield,NEY)是SAEE的3．18倍,净能值产出率(Evaergy yield ratio,EYR)是SAEE的2．20倍,经济效益和生态效益均得到提高,体现了生态工程加环增益的基本设计原则。