矿产资源开发生态补偿研究进展

矿产资源的大规模开发对矿区生态环境产生了影响,对国民经济健康可持续发展产生了负面效应,完善矿区生态补偿机制对矿区自然资源破坏及生态环境污染的治理、恢复与校正具有重要意义,是保障矿区可持续发展的关键。本文系统梳理了生态补偿的发展历程、载体及方式、生态补偿的标准以及模式,发现在生态补偿的理论研究上存在一些不足,生态补偿理论研究落后于实践探索,我国矿产资源生态补偿标准的研究缺乏量化分析,并且准市场化的生态补偿模式研究有待促进。在此基础上,提出了深入研究方向:加强矿产资源开发区生态补偿理论研究,完善矿产资源开发生态系统补偿标准的研究,促进准市场化的生态补偿模式研究,以期为矿产资源开发区生态补偿和环境修复提供新的指导。     

中国矿产资源开发区生态补偿研究进展

矿产资源开发区生态补偿是调整利益相关者因资源开采引发的环境利益和经济利益分配不均,并对矿产资源开发造成的外部成本内部化的制度安排。从矿产资源开发区生态补偿的理论研究、生态补偿机制、生态补偿标准,以及多学科交叉研究四方面对我国生态补偿相关研究进行了总结分析。从中发现:我国矿产资源开发区生态补偿仍以政府主导;矿产资源开发区生态补偿机制有待完善,在补偿主体、客体、途径、期限、内容等研究结论仍不明晰;现有补偿主要以经济补偿为主,补偿模式单一、补偿资金不足;生态补偿标准评估方法各有侧重点,尚未形成系统完善的矿产资源开发区生态补偿标准评估方法。今后应加强以下研究:强化生态补偿的理论研究,从市场产权交易和政府监督出发,构建科学生态补偿机制,结合区域自然、社会、经济特征,确定生态补偿标准;科学合理评估矿产资源开发造成的生态服务价值损益;结合生态补偿理论研究,采用多学科交叉分析,根据矿产资源开发阶段,构建矿产资源开发区生态补偿框架体系,明确生态补偿主客体、标准、方式、期限等;提炼矿产资源开发区生态补偿类型与模式,并构建矿产资源开发区生态补偿长效机制。     

基于能值分析的生态脆弱区旅游业可持续发展研究——以甘南藏族自治州为例

旅游可持续发展现已成为世界性诉求,生态脆弱区旅游发展与生态环境保护的矛盾尤为突出,因此,评估生态脆弱区旅游可持续发展的态势对促进区域旅游经济和生态环境的协调发展具有重要意义。以甘南藏族自治州为研究区,采用旅游能值分析方法,基于调查数据、统计数据和能值转换数据,采用旅游输入能值、旅游输出能值、旅游环境负载率、旅游能值交换率和旅游可持续发展能值指数等评价模型,测度了2006—2015年甘南藏族自治州旅游可持续发展水平,旨在推进旅游可持续发展的研究方法的应用,为生态脆弱区旅游生态经济系统的综合评价及持续发展管理提供科学依据。研究表明:(1)2006—2015年,甘南藏族自治州旅游输入、旅游输出能值逐年增长,旅游餐饮、住宿能值占旅游输出能值的59%—82%,刚性需求能值输出占较高比例的能值结构不利于本区旅游业的可持续发展。(2)研究区旅游可持续发展处于不稳定的状态:2006—2008年旅游可持续发展能值指数由2.49降至0.94,大量不可更新资源的消耗造成环境压力较大,旅游系统处于不可持续状态;2008—2015年旅游可持续发展能值指数上升至7.85,为可持续发展状态,但2014—2015年旅游系统有效能值产出效率低,系统可持续性较差。     

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。     

广西生态环境可持续发展评估

生态足迹是一种度量可持续发展程度的方法,能定量判断一个区域生态环境是否处于可持续发展状况。基于生态足迹方法对2003年广西生态环境的可持续发展状况进行了评估。结果表明,广西2003年生态足迹为1.1378 hm2,可利用的人均生态承载力为0.5753 hm2,对资源的需求已超过其供给能力,人均生态赤字达到0.5625 hm2,生态环境已经处于不可持续发展状态,必须采取相应措施促使生态环境发展向良性和可持续方向转化。     

我国大型煤炭基地建设的生态恢复技术研究综述

煤炭能源是我国的主体能源,在我国经济社会发展中具有重要的战略地位。煤炭工业是关系我国经济发展和能源供应安全的重要基础产业。由于受传统发展观的影响,煤炭工业一直存在生产粗放、安全事故频发、资源浪费严重、环境治理和管理滞后等问题。我国大型煤炭基地的建设对提高煤炭供应保障能力起到了关键支撑作用。因此,从区域可持续发展的角度出发,加强矿区的生态恢复,深化煤炭资源的开发利用和环境保护,对促进国家和区域生态环境与社会经济的可持续发展,构建和谐矿区,确保区域乃至全国的生态安全特别是能源安全具有重要的意义。介绍了国家大型煤炭基地的发展历程、分布和开发现状,以及煤炭开采利用带来的一系列生态环境问题,重点阐述了当前我国煤炭基地建设的关键生态恢复技术体系,并从生态恢复与环境管理的角度提出我国大型煤炭基地的可持续发展建议。     

基于环境保护正外部性视角的我国生态补偿研究进展

通过政策手段使人类的生产、生活对生态环境造成的外部性成本内部化,从而调动人们保护生态环境的积极性,并逐步形成为正面激励环保行动与实践的制度安排,这是国际上对于生态补偿的普遍理解。本文立足于生态补偿是为保护生态环境而额外支付了成本或丧失了发展机会需要给予补偿、以维护环保者持续保护生态环境原动力的特质,阐述了我国生态补偿研究在其定义、理论基础、补偿机制内涵与类型、补偿标准与方式、补偿效果评价等方面所取得的进展,并特别针对当下我国生态补偿实践中需要强化的生态补偿的立法化、补偿标准确立方法的规范化、补偿方式的灵活多元化以及补偿效果持续追踪评价方面的问题提出了建议。     

基于参与性调查的生态输水和治理工程的可持续性

在中国西北内陆干旱地区,生态输水和治理工程是恢复退化生态系统的重要措施,然而工程的可持续发展受到许多社会经济因素的影响.本文基于农户态度、农户生计以及水资源高效利用等,对额济纳旗的农户开展问卷调查.结果表明： 尽管生态输水和治理工程在植被恢复方面取得了巨大成就,但可持续发展仍然受到以下因素影响：由于生态移民的收入主要依赖工程的补偿,造成牧民生计困难,加大了生态治理成果维护的风险;工程对节水农业发展没有起到积极作用,水资源利用效率仍然较低,没有达到最终目的;工程补偿仅仅考虑农牧业损失,对水资源外部性和公共性没有考虑,补偿存在一定的局限性.在进行生态输水和治理的同时,应把发展教育、提供就业机会和技术培训、提高水资源利用效率和建立合理的水资源补偿机制作为环境修复的重要内容.     

基于IAD框架的国外流域生态补偿制度规则与启示

流域生态补偿是改善流域生态环境和流域水资源利用方式、推进生态文明建设的重要制度工具。制度由规则构成,流域生态补偿应该包括哪些规则以及这些规则采取何种形式会对实施补偿的最终结果产生重要影响。应用制度分析与发展（IAD）框架的规则分类讨论流域生态补偿的规则安排,旨在更加深刻地理解规则在流域生态补偿项目中发挥重要作用。介绍了作为理论基础的IAD框架应用规则,运用系统评价法对国外流域生态补偿案例的文献进行回顾,总结归纳一组成功的流域生态补偿制度所具备的特定规则,基于这组规则为我国建立可复制、可推广的流域生态补偿提供借鉴与启示,以期能将流域生态补偿的制度优势转化为流域生态资源的治理效能。     

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.     

采煤沉陷区复垦前后农业生态系统能值变化特征分析

采用能值理论分析方法,比较采煤沉陷区复垦前后农业生态系统能值投入和输出,结果显示,复垦后的能值总投入是复垦前的2.7倍,能值总输出是复垦前的3.1倍,能值投入率是复垦前的7.4倍,说明复垦后的农、业生态系统经济发展水平有所提高;人均能值用量是复垦前的2.7倍,表明复垦后人民的生活水平得到改善;由于复垦后农业产业结构的多元化,各产业结构正处于发展中阶段,因此,净能值产出率由复垦前的0.28降低到复垦后的0.14,但环境负荷率由复垦前的0.5上升到复垦后的3.7,系统稳定性指数由复垦前的0.10上升到复垦后的0.36,从而说明,复垦后的农业生态系统相对复垦前循环利用率和持续发展程度较高。     

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     

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。     

基于能值分析法的矿区循环经济系统生态效率分析

从系统的角度界定了循环经济和矿区循环经济的内涵,提出了煤炭矿区循环经济系统的基本框架,并以能值分析法为基础构建了矿区循环经济系统生态效率评价指标体系与方法。运用所构建的评价指标体系与方法对山东某矿区进行了研究,得出该矿区循环经济系统2007—2011年5年间的能值效率变化趋势图和生态效率指数趋势图,研究结果与该矿区的实际发展趋势基本一致。表明运用能值分析法所建立的评价指标体系具有较强的有效性,并且对煤炭矿区发展循环经济、提高生态效率具有重要指导意义和参考价值。     

Specific emergy of cement and concrete: An energy-based appraisal of building materials and their transport

Use and production of building materials, such as cement and concrete, is a major cause of global ecological problems with special reference to the overexploitation of non-renewable natural resources due to high temperature production processes, fossil fuels combustion, extraction of raw materials and non-recycling. In this paper, an environmental accounting method was applied to the production of cement and concrete in order to evaluate its dependence on natural resources even non-renewable and heavily relied on external inflows. The main steps of the production process (1) cement production, (2) transport of materials and (3) concrete mixing, were assessed by the emergy analysis (spelled with an “m”). This was performed to measure the amount of environmental resource use in terms of equivalent solar energy, extending the energy hierarchy principle to building materials. The resulting unit emergy values of cement and concrete were compared with previous emergy assessments in order to highlight how emergy analysis is sensitive to local context and reference system's boundaries. An Emergy Investment Ratio (EIR) was assessed and presented as a synthetic indicator of sustainability. Results showed a high dependence of cement and concrete production on external resource flows. Furthermore, the high value of EIR suggested a weak competitive capacity due to a high sensitivity to external instabilities.     

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 as a Life Cycle Impact Assessment Indicator

Founded in thermodynamics and systems ecology, emergy evaluation is a method to associate a product with its dependencies on all upstream environmental and resource flows using a common unit of energy. Emergy is thus proposed as an indicator of aggregate resource use for life cycle assessment (LCA). An LCA of gold mining, based on an original life cycle inventory of a large gold mine in Peru, is used to demonstrate how emergy can be incorporated as an impact indicator into a process‐based LCA model. The results demonstrate the usefulness of emergy in the LCA context. The adaptation of emergy evaluation, traditionally performed outside of the LCA framework, requires changes to the conventional accounting rules and the incorporation of uncertainty estimations of the emergy conversion factors, or unit emergy values. At the same time, traditional LCA boundaries are extended to incorporate the environmental processes that provide for raw resources, including ores. The total environmental contribution to the product, doré, is dominated by mining and metallurgical processes and not the geological processes forming the gold ore. The measure of environmental contribution to 1 gram (g) of doré is 6.8E + 12 solar‐equivalent Joules (sej) and can be considered accurate within a factor of 2. These results are useful in assessing a process in light of available resources, which is essential to measuring long‐term sustainability. Comparisons are made between emergy and other measures of resource use, and recommendations are made for future incorporation of emergy into LCA that will result in greater consistency with existing life cycle inventory (LCI) databases and other LCA indicators.     

能值生态足迹模型的改进——以海南为例

通过对比总结现有能值生态足迹模型研究成果,从能值密度、能值生态承载力、能值生态指标分类和整合等方面分析了模型存在的问题,在此基础上,构建了消费端和供给端构建足迹账户体系,并提出能值生态足迹和能值生态承载力模型的改进和优化。利用改进模型,实证分析了2000—2016年海南生态经济系统的变化特征。结果表明:(1)能源账户和生物产品账户足迹大幅增加。污染账户和建设用地账户足迹状态稳定。(2)生产承载力随着技术进步不断提高,而环境承载力随着人类对环境资源的占用强度增加不断下降。(3)海南生态环境整体表现为生态盈余,但污染账户、能源账户盈余缩减,2011年能源账户开始出现生态赤字。通过足迹账户的构建,能够更清晰地追踪各账户和各类土地能值生态足迹、能值生态承载力以及能值生态盈余/赤字产生的变化,能值生态足迹模型改进之后能够更客观反映区域生态经济系统状况,为地区有针对性开展环境管理和保护提供依据。     

西部欠发达地区生态经济系统能值分析——以青海省海西蒙古族藏族自治州为例

青海省海西蒙古族藏族自治州（简称海西州）生态环境脆弱,快速发展的工业活动对当地生态环境造成严重破坏。海西州地处青藏高原东北部,是我国重要的生态安全屏障之一,在全国生态建设中处于特殊地位。能值分析法是一种基于热力学理论的环境核算方法。利用能值分析法对海西州生态经济系统运行现状进行评估;并应用能值指标评价海西州生态经济系统的可持续发展水平;通过对能值指标的时间序列分析揭示海西州生态经济系统的发展趋势,以期为海西州生态经济系统的可持续发展提供参考依据。研究结果表明,2016年支撑海西州生态经济系统运行的总能值投入量为6.69×10²⁴ sej,是2010年总能值投入量的1.94倍。在2010-2016年的7年内,不可更新资源的能值投入占当年总能值投入量的比例均超过90%,而可更新资源能值投入量与从系统外输入到海西州的能值量占比均较低。基于能值的指标分析显示：海西州的人均能值使用量、能值密度、能值货币比率、环境负载率分别从2010年的8.84×10¹⁸ sej/人、1.15×10¹³ sej/m²、3.05×10¹⁴ sej/US$、103.02增加到2016年的1.65×10¹⁹ sej/人、2.22×10¹³ sej/m²、9.12×10¹⁴ sej/US$、213.47;而相应的能值产出率、能值可持续发展指数则分别从2010年的2.66×10³和25.84降低到2016年的1.23×10³和5.74。研究结果表明虽然海西州经济得到发展、人民生活质量得到提高,而经济发展对当地不可再生资源依赖较大,给环境造成的压力不断增加。为从长远角度实现海西州的可持续发展,亟需转变经济发展方式,降低对不可更新能源的过度开发。此外,研究结果显示,海西州的能值交换率小于1,这说明研究时间范围内,海西州在对外贸易过程中处于不利地位,因此需增加单位产品的附加值以促进能值流的合理流动。