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.     

基于能值的污水处理系统环境影响分析

污水处理厂及其“产物”(处理水和脱水污泥)的处理处置系统共同构成了污水处理综合系统,它从整体上涵盖了污水处理的全过程.污水处理综合系统在构建和运行的过程中主要包括两方面的环境影响:1)物质资源的消耗;2)排放污染物对环境的危害,而后者在既往有关的污水处理系统分析中往往被忽略.为了更全面地了解污水处理过程的环境影响状况,本文以能值分析理论为基础对污水处理综合系统进行分析,同时,结合生态足迹理论对系统的可持续性进行分析.结果表明:水体污染物的环境影响能值远大于大气污染物,且主要受氨氮排放量的影响;污水处理综合系统的能值消耗主要为废物流能值和本地可更新资源能值;“处理厂系统+填埋系统”的能值利用效率最高,“处理厂系统+中水回用系统+焚烧系统”的能值利用效率最低;“处理厂系统+中水回用系统+填埋系统”的环境可持续性最好,而“处理厂系统+焚烧系统”的可持续性最差.     

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。     

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.     

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.     

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.     

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。     

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。     

煤电生产系统的能值分析及新指标体系的构建

煤电生产是我国废弃物粉尘和酸性气体的排放最主要来源.以某2×600MW超临界燃煤发电机组为案例,按传统能值指标体系分别对简单发电系统、发电加除尘系统和发电加除尘脱硫系统进行能值分析.结果表明,投入废物循环利用系统后可持续性指标反而下降.因此,传统的能值指标已不适合废弃物产生较大的煤电生产系统的可持续性评价.针对这一特点,提出了能反映煤电生产系统的相应指标体系,即有效能值产出率(EEYR)、能值环境影响率(EEIR)、有效能值可持续指数(EESI),计算得出简单发电系统、发电加除尘系统和发电加除尘脱硫系统的EESI分别为2.249、2.628、2.642.随着废物处理程度的提高,系统的可持续性更好,显示出环保系统投入的积极意义.     

污水处理综合系统环境经济效益评估

污水处理、处理水处理和污泥处理是污水处理综合系统的3个基本单元.本文运用能值分析和新构建的能值指标评估了处理水回用与排放、污泥填埋与堆肥对系统整体性能的影响.该系统的价值包括环境收益和产品输出两方面.前者可通过污水处理前后的环境服务差值计算.由于系统内部物质和能量的转化数据难以获知,产品价值通过新提出的替代价值核算.结果表明： “污水处理+处理水回用+污泥填埋”的竞争力最高,“污水处理+处理水回用+蚯蚓堆肥”的可持续性能最高;处理水回用和蚯蚓堆肥均有助于提高系统可持续性;处理水回用与否应综合考虑处理水水质和当地条件;污泥蚯蚓堆肥的资源化效率还有待提高;改进的能值指标更适宜于污水处理综合系统效益评估.     

不同栽培制度下温室黄瓜土壤生物学特性的变化

以连作8年温室黄瓜土壤为研究对象,设计5种栽培制度,以传统两季种植黄瓜、夏季休闲处理为对照,进行3年的盆栽试验,采用第3年数据评价不同栽培制度对土壤质量指标及其相关性、土壤线虫和各茬作物产量的影响.结果表明：夏茬休闲期种植速生叶菜和青蒜增加了土壤微生物量碳含量、微生物总量和蔗糖酶活性,维持了较高的Shannon-Weaver指数,减少了线虫和根结线虫的数量,增加了各茬作物产量,夏茬种植茼蒿、菠菜、青蒜后土壤蔗糖酶活性分别增加了8.9%、36.9%和89.5%,夏茬种植茼蒿和青蒜后Shannon-Weaver指数分别提高了7.7%和9.4%.说明填闲和轮作制度对黄瓜连作土壤质量有一定的修复效果,尤以填闲茼蒿和青蒜效果明显.     

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.     

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。     

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     

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。