基于能值理论的贵州省生态经济系统分析

运用能值理论和方法,详细分析了贵州省1992—2008年生态经济发展状况。对其环境负载率、废弃物能值比率、能值-货币比率、人均能值用量、能值使用强度、电力能值使用量比、能值投入率、净能值产出率、能值自给率、人口承载力等指标进行了研究,并与其他地区的有关指标进行了比较研究。结果表明:贵州省生态经济发展主要依赖于本地资源,输出能值中仍以原材料输出为主,缺乏深加工和高附加值的产品。环境负荷率由1992年的2.15上升到2008年的3.82之间,表明贵州省环境和资源系统的负荷率在增大。能值-货币比呈现下降趋势,其值在3.82×1013sej/$到2.47×1013sej/$之间,下降的主要原因是由于贵州省的GDP增长较快造成的,受总能值使用量和人口数量的制约,人均能值使用量在13.6×1015sej和11.4×1015sej之间波动。能值使用强度呈上升趋势,其值在1.07×1011sej和1.57×1011sej之间,说明贵州对省内资源利用的不断增强。电力能值使用量比呈上升趋势,这与贵州省加快水电资源开发有关。能值投入率由1992年的0.049上升到2008年的0.107。净能值产出率非匀速下降,在25.3—10.9之间变动,此值高于新疆、四川、甘肃的净能值产出。能值自给率呈现一种波动状态,其比例从1992年的95.7%下降到2008年的88.6%。     

甘肃省生态经济系统的能值分析

能值理论是研究生态经济系统结构和功能的新理论,它以太阳能值为统一尺度,解决了不同类型能量之间无法进行核算的问题,为我们提供了一种新的能量分析理论方法。应用能值理论,对甘肃省生态经济系统进行了能值分析,并对甘肃省总的能值用量、能值货币比率、能值自给率、人均能值用量、能值密度等一系列能值指标进行了定量研究,为甘肃可持续发展提供科学依据与建议。     

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.     

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。     

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.     

鄱阳湖湿地生态能值分析研究

应用奥德姆 (H.T.Odum)创立的生态经济系统能值分析理论 ,定量分析鄱阳湖湿地生态系统内的物流和能流。研究认为分析湿地生态效益主要有 4个步骤 ,即 :(1 )建立概念性的能值分析系统 ,全面反映能值分析方法 ;(2 )能值指标系统分析表制作与能值计算 ;(3)能值指标估算 ;(4 )依能值指标系统分析表和能值图解阐述湿地生态效益。通过整理实地考察所获数据和历史资料 ,运用所提的方法进行分析研究 ,其湿地生态系统能值图解和能值指标分析表的分析结果表明 :鄱阳湖湿地的投入量太阳能值为 3.36× 1 0 1 9sej,产出量太阳能值为 3.0 7× 1 0 2 0 sej,初级生产力为 5 .0 4× 1 0 1 9sej,不可再生能源或资源为 6 .35× 1 0 1 9sej,资本投入 /产出中的生态服务、生态旅游和科研工作太阳能值分别有 8.79× 1 0 1 9sej,4 .80× 1 0 1 9sej,1 .0 5× 1 0 1 9sej,总计 1 .4 6× 1 0 2 0sej,进而得出鄱阳湖湿地生态系统整体投入 /产出的效益良好。湿地水禽的太阳能值为 1 .6 1× 1 0 2 0 sej,说明鄱阳湖湿地在保护水禽方面的地位不可替代 ,在长江流域内有着非常重要的生态功能     

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.     

基于能值分析的中国海洋生态经济可持续发展评价

海洋生态经济可持续发展的研究既是生态经济研究的重要领域,也是海洋经济研究的重点领域。运用能值分析构建中国海洋生态经济系统能值分析模型和指标体系,以中国沿海地区及其附近海域为研究区域,利用2013年的数据对中国海洋生态经济系统的可持续发展水平进行能值测度。研究表明:(1)2013年,中国沿海各省的海洋生态经济总能值为1.70×10~(24)sej,可更新资源能值占主体地位。(2)受沿海各省海洋经济发展水平不同和区域海洋资源储量影响,中国沿海地区海洋生态经济能值密度分布差异较大,能值货币比率以上海为界,南高北低,高中低3种能值产出率结构并存且以中能值产出率结构为主。(3)中国海洋生态经济系统的生态承载力以高承载力和较高承载力为主,但局部地区海洋生态承载力偏低影响区域海洋生态系统平衡。中国海洋生态经济系统环境负载率较大,环境负载率高的地区与我国海洋经济发达地区高度耦合。(4)从可持续发展指数来看,中国海洋生态经济发展的整体可持续性较好,局部地区环境负载率过大和生态承载力偏低严重制约着区域海洋生态经济的可持续发展。     

基于能值分析的山东省生态足迹

为了更好地了解山东省当前的生态环境状况和可持续发展能力,在对传统生态足迹模型进行简要分析的基础上,提出了基于能值分析理论的生态足迹计算的改进模型。改进生态足迹模型通过将生态经济系统中的各种能量流换算成对应的生物生产性土地面积,并比较计算得出生态足迹和生态承载力,从而衡量山东省的环境可持续发展状况。与传统模型相比,它采用的能值转换率、能值密度等参数更加稳定,更能反映区域特征;同时,它将所有的自然资源转化为太阳能值进行比较,因而具有更强的可比性。采用改进的生态足迹模型,2004年山东省的能值密度为7.710×1014sej.hm-2,人均生态足迹为8.904hm2,人均生态承载力为0.424hm2,人均生态赤字为8.480hm2;采用传统的生态足迹模型,2004年山东省的人均生态足迹为1.830hm2,人均生态承载力为0.581hm2,人均生态赤字为1.249hm2。二者的计算结果生态足迹均超过生态承载力。     

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。     

辽宁省生态经济系统能值分析

运用能值分析方法,对辽宁省生态经济系统1990—2005年的能值流量和由于资源输入、产出、消耗所带来的环境压力及其与可持续发展的关系进行了研究.结果表明,辽宁省总能值用量中有74%以上是不可更新资源,2005年实际人口超过可承载人口的326倍;研究期间,能值产出率从65.40减少到10.13,环境负荷率由2.72上升到7.18,可持续发展指数从24.03下降到1.41.支撑辽宁省经济较快增长的主要是不可更新资源的大量消耗,研究区经济发展对生态系统的压力越来越大,对外部资源的依赖逐渐增强,系统可持续发展能力不断下降.要实现区域可持续发展必须以减量化、再利用、资源化为准则,促进废物再利用和资源的闭合式良性循环,以实现废弃物的最小排放.     

江苏海涂两种水生利用模式的能值分析

自然资源的开发利用模式是多种多样的 ,要明确哪一种模式更优化 ,就必须对其生态经济效益作比较全面的分析评价。传统经济学的劳动价值论或市场价值论只表现了人对生态经济系统的贡献 ,没有体现自然对生态经济系统的贡献 ;传统的能量分析方法 ,把所有的可利用能量看成是等同的 ,没能体现能级和能质的差异[10 ]。能值分析方法克服了以上各方法的缺陷 ,从自然进化和系统演化的角度指出真正财富的共同价值基础能值 ,使得生态经济系统中各种能量、信息和物质能以同一标准进行比较和估算1) 。最大能值流原理提供了几条明确标准 ,反映系统自组织的…     

Emergy-based environmental accounting: Evaluation of Inner Mongolia Autonomous Region

An integrated environmental accounting of the Inner Mongolia Autonomous Region (IMAR) is presented, based on an emergy analysis using data on environmental and economic inputs and outputs within and without IMAR from 1987 to 2007. This includes an analysis of resource and economic structure and trade status. Using these metrics, IMAR is compared with other Chinese regions, as well as the nation as a whole, with respect to the performance and stainability of their respective ecological-economic systems. Results show that more than 85% of the emergy in IMAR was derived from home region sources, indicating a strong capacity for self-sufficiency, even if this amount as a percentage of the total declined from about 93 to 87 percent over the 20 year period. These results also show, that the value of the emergybased stainability index (1.86 in 2007) indicates that IMAR is a sustainable system over medium length time periods. However, the imbalance of trade, the over-dependence on nonrenewable resources, and the high amounts of waste produced per unit of emergy expended, will all hinder the stainability of the system in the longer term context. Suggestions for public policy choices, relevant to these findings, are discussed.     

能值研究的几个前沿命题

简要介绍了能值理论与分析方法的产生过程、基本概念、方法与步骤,并在此基础上就能值理论和方法在应用领域上的拓展研究、在理论体系和评估体系方面的优化研究、与景观生态学的交叉研究、与热动力学理论及其度量尺度间的整合研究、能值流计算方法的探索及能值转换率的统一等能值研究的几个前沿领域和命题进行了系统的综述和分析。     

禁牧政策对宁夏盐池县农业生态系统服务影响的能值分析

农牧交错区农业可持续发展问题一直是我国区域农业研究的重要课题,以典型北方农牧交错区宁夏盐池县为例,利用农业生态系统能值分析框架,评估盐池县1991—2016年农业生态系统正反服务,揭示禁牧政策对农业可持续发展的影响。研究结果表明:(1) 1991—2016年盐池县农业投入能值和农业生态系统正反服务能值一直处于增长的趋势,禁牧政策实施以后增长速度高于禁牧之前,其中农业投入能值的增加主要是由于经济反馈能值投入的增加。(2)根据Pearson相关性分析,盐池县农业生态系统服务和反服务在0.01水平(双侧)呈显著的强正相关,农业生态系统服务和反服务具有相同的变化趋势。(3)生态环境的改善、经济反馈能值和农业灌溉面积的增加,可以增强北方农牧交错区农业抵御气候波动的能力。(4)盐池县农业可持续性高于全国和典型农区的平均水平,禁牧政策实施之前盐池县农业可持续性表现出稳定的下降趋势,而禁牧政策实施以后其可持续性表现为上升的趋势,禁牧政策的实施已初步实现农业生产的生态经济效益。     

基于耕地能值-生态足迹的耕地休耕规模研究——以贵州省松桃县为例

区域耕地休耕规模测算是耕地休耕空间配置的重要组成部分，从资源承载力视角理解，其本质是将休耕空间布局于耕地资源承载力相对较低的区域。立足于从区域耕地生态经济系统探索耕地休耕规模，运用能值分析方法和生态足迹方法，以生态严重退化地区、国家第一批休耕试点县的贵州省松桃县为案例区，修正了耕地能值生态足迹改进模型（EC和EF，简称"修正模型"）与耕地能值可持续指数（ESI_cl），测算了松桃县2016年休耕面积范围值。结果表明：（1）耕地能值生态盈亏可以作为乡镇是否应该休耕的判定标准，基于此测算的最大休耕面积关键在于测算生态耕地面积。总体来看，全县耕地能值生态赤字，应该安排耕地休耕；从分乡镇来看，有3个乡镇可以不休耕、25个乡镇应该休耕。按照全县平均统计（SCAL）和按照分乡镇统计（STL），全县最大休耕面积分别19558.62hm²和17673.83hm²。最大休耕面积中等及以上等级的乡镇散布于4个区域的8个乡镇。（2）ESI_cl可以作为休耕乡镇时序的判定标准，其优先休耕乡镇的最大休耕面积之和即为全县最小休耕面积。全县ESI_cl偏低，应该适度休耕。优先休耕、适度休耕和暂不休耕的乡镇分别有2个、23个和3个。全县最小休耕面积1396.10hm²，占耕地面积的1.88%。按照全县平均统计（SCAL），全县休耕面积范围值1396.10-19558.62hm²，占总耕地面积的1.88%-26.34%；按照分乡镇统计（STL），全县休耕面积1396.10-17673.83hm²，占总耕地面积的1.88%-23.8%。修正模型和ESI_cl为测算区域休耕规模提供了更加科学的技术方法，以期为其他类似区域开展休耕实践提供借鉴。     

黄土高原生态与经济系统耦合协调发展状况

在借助系统科学理论建立黄土高原生态与经济系统协调发展耦合模型基础上,提出了黄土高原生态与经济系统耦合发展的评判标准和基本类型,并对黄土高原各县域生态与经济系统协调发展状况进行了研究.结果表明：黄土高原生态经济系统之间的相互作用可分为严重失调发展、轻度失调发展、低水平协调发展、高水平良好协调发展4个阶段,在不同的发展阶段又存在着损益-拮抗-磨合-主导-同步发展的循环往复过程;黄土高原生态与经济系统耦合发展度整体上处于较低水平,其中62.7%的县域处于严重失调发展阶段,30.1%的县域处于轻度失调发展阶段,7.1%的县域处于低水平协调发展阶段.基于耦合模型所建立的协调耦合度,能够较好地反映黄土高原经济社会与生态环境之间的交互胁迫耦合发展状况.正确认识黄土高原生态与经济系统耦合规律,采取适当的发展模式,对于促进黄土高原县域生态与经济协调发展具有重大意义.     

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。     

能值理论在农业生态经济的应用与展望

农业生态经济系统是由农业生态系统和农业经济系统紧密嵌合而成的特殊的人工-自然复合系统, 是人地关系地域系统研究的主要对象之一, 也是关于现代生态经济研究的核心主体之一。文章论述了能值理论内涵与方法, 基于CNKI与Web of knowledge数据库的文献分析表明, 能值理论在中国农业生态经济领域研究具有普遍的认可度;能值研究在基础理论阐释、指标体系开发、案例实证研究等方面取得了进步, 但也存在一些急需解决的关键问题, 主要包括农业能值流程图的绘制, 农业能值强度的区域适用性, 农业能值计算的时空比较研究等三个方面。