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.     

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。     

生态系统的能值分析

论述了国际生态学最新发展的能值（Emergy）分析方法与原理,并与能量分析作比较研究,任何产品或劳务形成过程中所需投入的直接和间接的一种有效能之量称为其具有的能值;单位能量相当的能值称为该能量的能值转换率,能值和能值转移率揭示了能量的能质、等级及其真实价值;以能值尺度可衡量比较不同类别的能量,综合分析各种生态系统的生态流,定量研究生态与经济效率及其关联。     

山东省农业生态系统能值分析

为了更好地评价山东省农业种植业对太阳能资源的利用情况和山东省农业的可持续发展状况,用能值分析方法对山东省农业生态系统的能值投入产出状况、环境承载情况和生态系统运行效果进行了定量分析.结果表明:山东农业生态系统的能值投入中,无偿利用的环境能值贡献率、不可更新的工业辅助能值贡献率和可更新的有机能值贡献率分别为21.0%、54.5%和24.5%;净能值产出率为5.31,环境承载力为6.42,能值密度为7.22×1011sej·m-2;基于能值分析的可持续发展指数为1.52.经分析,山东省农业生态系统能值产出效率相对较高,整体运行状况处于较好水平,但仍处于石油农业发展阶段,应引起关注.为促进山东省农业的可持续发展,应调整能值投入结构,加大农业科技的研究和推广力度,逐步减少石化能源的投入比例.     

生态系统的能值分析

论述了国际生态学最新发展的能值(Emergy)分析方法与原理,并与能量分析作比较研究.任何产品或劳务形成过程中所需投入的直接和间接的一种有效能之量称为其具有的能值;单位能量相当的能值称为该能量的能值转换率.能值和能值转换率揭示了能量的能质、等级及其真实价值;以能值尺度可衡量比较不同类别的能量,综合分析各种生态系统的生态流,定量研究生态与经济效率及其关联.     

基于能值分析的煤炭矿区复合生态系统评价

煤炭矿区复合生态系统评价是对其进行有效管理及调控的手段之一。研究了煤炭矿区复合生态系统内涵,剖析了煤炭矿区复合生态系统的典型特征,论述了运用能值分析方法评价复合生态系统的特殊性;进而,构建了煤炭矿区复合生态系统及其子系统的能值评价指标。选择山东省龙口矿区北皂煤矿为研究对象,进行了实证研究。应用实际数据,测算了2006—2012年复合生态系统及子系统各个能值评价指标。研究结果表明,能值理论与能值分析是评价煤炭矿区复合生态系统的有效方法,各项指标变化反映了复合生态系统的演进趋势;不可再生煤炭资源的过度消耗、可再资源利用率低是这一系统的典型特征;能值评价指标的测算结果表征环境子系统负荷较小。研究结果可为实施有效的煤炭矿区复合生态系统管理提供智力支持和决策参考依据。     

基于能值分析的合肥城市生态系统健康动态评价

随着城市化和城市环境问题的日趋突出,城市生态系统健康评价成为近年来生态学领域研究的热点.本文运用能值分析方法,采用活力、组织结构、恢复力和服务功能维持4个要素,构建了评价城市生态系统健康的能值指标--城市健康能值改良指标,并用于合肥市生态系统的健康评价,然后将评价结果与天津、芜湖、上海、宁波、福州等6座国内城市进行比较...     

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。     

中国蚕桑生态系统能值分析

蚕桑生态系统是我国农业生态系统的重要组成部分.本文采用能值评估原理和方法,系统研究了中国蚕桑生态系统的内部结构及其与外界自然、环境、经济之间的关系,定量计算了反映中国蚕桑生态系统的能值指标,并与中国农业生态系统相比较.结果表明,中国蚕桑生态系统能值投入率(EIR)为3.78,能值产出率(EYR)为4.68,环境负载率(ELR)为0.18,系统能值可持续指标(ESI)为26.0,表明中国蚕桑生态系统环境压力小,生态效益良好,但需进一步提升科技水平,以降低劳动力投入,促进蚕桑资源综合利用.     

基于能值的沼气农业生态系统可持续发展水平综合评价——以恭城县为例

近年来,农村传统的粗放式发展模式对资源和环境造成了巨大的压力,严重阻碍农村的可持续发展进程,为此,国家在农村大力推行以沼气为重点的农村生态建设,加快建立以沼气为纽带的可持续农业发展模式。因此,对沼气农业生态系统的可持续性进行评价对农村能源生态建设和沼气工程的推广具有重要意义。本文选取广西恭城瑶族自治县沼气农业生态系统作为案例,将种植业、养殖业和生态旅游业作为一个复合生态系统,应用能值分析方法将不同能质的能量折算为统一的能值单位,分析了复合农业生态经济系统的可持续发展现状,通过能值分析发现案例区域恭城县沼气农业生态系统具有以下特点:(1)与传统农业生态系统相比,有机肥所占比重较大;(2)水果生产为当地主导产业,生态旅游业有了初步发展;(3)农业的快速发展使人民具有较高物质生活水平;(4)科技水平相对落后,生产率低;(5)沼气替代传统能源,大大减小了环境压力。通过对恭城县农业生态系统发展中的问题进行识别,提出相应政策建议,能够对其未来的发展模式提供参考,对沼气农业生态系统的推广具有重要意义。     

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。     

A sustainability analysis of a municipal sewage treatment ecosystem based on emergy

“Discharge of treated wastewater and sewage sludge landfilling” are the most common practice, which poses threats to the local environment. In this work we first constructed a general sewage treatment ecosystem (STE) which integrated the three systems. Emergy synthesis, with several improved emergy-based indicators which considered the waste input contribution and impacts of emissions, was applied to evaluate two alternative scenarios (scenario 1: sewage treatment system + treated water discharge + sludge landfilling; scenario 2: sewage treatment subsystem + reclaimed water reuse subsystem + aerobic compost production subsystem) for Mingjingtan sewage treatment plant in Wanzhou City of Chongqing in China. Results point out the environmental pressure of scenario 2 is much smaller than scenario 1 although its economic performance is somewhat poorer than scenario 1, and finally the sustainability of scenario 2 is still much better than scenario 1. Therefore, the treated water and sewage sludge reuse can further improve the environmental benefit of the sewage treatment process; however, the STE should be optimized in order to enhance its economic benefit. The proposed methods can help policy-makers make decisions and guide designers and operators to improve the comprehensive performance of sewage treatment processes. In addition, this paper also briefly discusses wastewater integrated management strategy.     

快速城市化生态系统服务格局分析与空间管控——以厦门市为例

快速城市化对生态系统服务产生消极影响,科学识别二者的空间规律并进行管控对国土空间资源可持续开发意义重大。基于土地利用、遥感影像、POI等多源数据,借助ArcGIS、InVEST平台分析厦门市六类生态系统服务的空间分布及权衡协同格局,并引入人工神经网络算法与土地利用程度指数模型定量识别城市化空间格局,通过决策矩阵提出空间管控策略。结果表明：①厦门生态系统服务分布在"陆-海"方向上分异显著,岛外地区综合生态系统服务指数总量占全域的91.78%,其中同安区的总量和均值都处于首位;②生态系统服务之间以协同作用为主,在全局关系中生境质量与雨涝调蓄以及与温度调节的协同水平最高,在局部空间关系中水源涵养与雨涝调蓄的协同水平最高,休闲游憩服务与其他服务的权衡效应最强;③翔安区开发潜力最大,同安区过度城市化问题突出,市域未开发单元中生境质量、水源涵养和雨涝调蓄服务较强,建成单元仅在休闲游憩服务具有优势;④叠加空间细分单元的城市化与生态系统服务特征,得到厦门市生态管控分区和决策矩阵,提出四类单元八种情景的具体管控策略。     

基于能值分析的广东省生态经济系统综合研究

运用能值理论与分析方法,从自然子系统、社会子系统、经济子系统3个侧面,系统与子系统2个层面,对广东省生态经济系统1990年以来的发展态势进行了定量分析.结果表明,广东省属于高度发展地区,系统高度依赖于反馈能值的投入,虽然污染治理卓有成效,但并未从整体上解决环境压力不断增大的矛盾,区域自身可持续发展能力低.广东省对于国际市场的信赖性日益提高,但在大量资源型产品出口和高技术产品进口的不等价交换中处于实际的亏损地位.依靠科技,提高产出品附加值,发挥落后地区自然和人力资源优势,以及发达地区的经济拉动力,是全面提高区域可持续发展能力的关键.     

基于能值理论的中国城市新陈代谢

运用城市新陈代谢能值指标方法,分析了2000和2010年31个典型中国城市的新陈代谢系统构成及发展特征.结果表明: 研究期间,中国城市新陈代谢系统的资源消耗型、沿海外贸型特征明显.内陆城市的非可再生资源能值占城市代谢系统能值总量的比例较高.北京、上海等大都市及东部沿海城市的进出口能值比重偏大,表现出显著的代谢外向型发展特征.在此基础上,明确了城市在实现可持续发展目标过程中的新陈代谢改进方向:发展可再生资源、能源产业;改善非可再生资源、能源利用效率;优化城市进出口服务、货物和燃料结构;弹性的城市新陈代谢管理机制.     

基于能值代数的湿地生态系统服务评价去重复性计算

在对生态系统服务进行评价时,重复计算一直是困扰学者们的一个难题。目前大部分对湿地生态系统服务价值评估的方法都集中于将服务进行简单的分类后,通过经济学的方法计算和评估湿地生态系统服务的价值。而生态系统服务的产生、传输、消费和再生产其实是一个循环的过程,将其生硬的分类进行评估,势必会对结果的精确度造成影响,如果不能正确地去除湿地生态系统服务价值评价中重复计算的部分,会使评估结果的可信度降低。本文通过建立能值流动流程图,对湿地生态系统服务间"分离、反馈、共产物"这三个基本机制进行整体性的预先分析,将计算结果与未经预先分析的计算结果对比,得到结果误差范围为12%~38%。研究表明,经过对系统的预先分析,可以有效地去除重复性计算所带来的误差,使评价的结果更加精确。     

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。