沿海县域农业生态系统能值分析
- 格式：pdf
- 大小：296.53 KB
- 文档页数：8
http://www.paper.edu.cn - 1 - 沿海县域农业生态系统能值分析 陈祥1，陈菁1,2，陈丹1，褚琳琳1，代小平1 1.河海大学现代农业工程系，南京（210098） 2.河海大学农村发展研究所，南京（210098） E-mail：chxhhu@yahoo.cn 摘 要：应用能值分析理论与方法，以我国沿海县域江苏省射阳县农业生态系统为例，通过一系列能值分析指标的定量计算，初步探讨了射阳县农业生态系统可持续发展的状况。对基于能值分析的可持续发展指数的研究表明该系统经济开发程度低，并从能值分析角度提出了合理利用各类资源，优化产业结构的建议，为促进沿海区域农业生态系统可持续发展提供一定的科学依据。 关键词：农业生态系统，能值分析，可持续发展性能指标，苏北
1．引言 上世纪八十年代,美国著名生态学家、系统能量分析先驱H.T.Odum创立了能值分析理论，将太阳能值作为衡量各种能量(能量流、物质流、信息流等)的共同尺度。能值分析理论为正确评价自然资源的价值提供了科学的客观标准，可广泛应用于各种时空尺度、各类型的生态系统的分析与评价[1]。近年来,我国许多专家学者已将其用于诸多领域,如区域生态系统[2][3]、城市复合生态系统[4]、湿地生态系统[5]、水资源价值评估[6]等,能值分析理论不断完善,
实际运用范围也不断拓展,取得了许多重要成果。 改革开放以来，我国沿海地区在加速现代化进程方面取得了举世瞩目的成就，现已成为世界上发展最快和最具有经济活力的地区之一。沿海地区的人口占全国40％，而耕地面积只占全国32％，在工业化和城市化加速发展的同时，农业作为二三产业的基础，其可持续发展能力直接影响、制约着沿海区域的全面发展。但是，对于该区域农业发展水平的评估，基本停留在定性的探讨研究上，从宏观层面对沿海区域农业发展水平的定量评价还很少，这给考查区域的可持续发展能力、制定适合该区域发展的农业生产规划布局带来极大的不便。为此本文采用能值分析理论，以江苏省射阳县为例进行定量分析研究。在对该区域农业生态系统现状分析的基础上,综合考虑其自然资源基础与农业经济发展的现状,为该区域农业经济可持续发展规划的制定提供可靠的科学依据。
2能值分析理论的原理与方法 2.1基本概念 2.1.1能值与能值转换率 传统的能量分析方法无法将不同类别的能量进行比较分析；能值分析则是将不同来源、不同性质的能量转换为同一性质的能值，以此作为衡量各种能量的客观标准和价值尺度。H.T.Odum定义能值如下:某一流动或储存的能量所包含另一种类别能量的数量[1]。在实际应用中以太阳能值作为标准,将不同的能量通过能值转换率统一为太阳能值（单位sej）,以此对生态系统内各级别的能量进行分析评价。能值分析理论和方法可定量评价自然环境在系统生产中的贡献价值,弥补了传统的能量评价方法无法考虑自然环境价值的不足,有助于区域国民经济可持续发展能力的研究。 http://www.paper.edu.cn - 2 - 能值转换率是能值分析中另一重要概念,它以每单位某种类别的能量(单位J)或物质(单位g)所含能值的量,一般采用太阳能值转换率,即单位能量或物质所含太阳能值的量(单位sej/J或sej/g)。能值转换率是衡量能量等级的尺度,转换率越大,表明单位量的物质所含太阳能值的量越大,其能量等级越高。
2.1.2能值指标体系 ⑴净能值产出率：是衡量系统产出对经济贡献大小的指标。其值越高，表明系统获得一定的经济能值投入，生产出来的产品能值(产出能值)越高，即系统的生产效率越高[1].
⑵能值投入率：用来判定经济活动在一定条件下的竞争力,也可以作为指标用于测知环境资源条件对经济活动的负荷量。过大的经济投入,输入大量购进的能值,将使其生产的产品竞争力降低。相反,如果系统具有较低的能值投入率, 即意味着经济投资率低, 需要购买的能值较少, 其产品可以较低的价格出售。一个经济系统要有竞争力,必须具有低能质的可更新资源与高能质的能量适当搭配,即必须遵循能值搭配原则。 ⑶环境承载力：是对经济系统的一种警示，若系统长期处于较高的环境负荷率，系统将产生不可逆转的功能退化或丧失。从能值分析角度来看，外界大量低能质的输入以及过度开发本地不可更新资源是引起环境系统恶化的主要原因。 ⑷能值密度、人均能值用量和人均能值产出量：是有效反映人民生活水平和经济发展程度的3个指标。 ⑸评价系统可持续发展性能的指标：评价农业生态系统的可持续发展能力，需要建立评价系统可持续发展性能的特定指标。可持续发展要求既要促进经济、社会的发展，又要保持生态环境的健康，即在不给予生态经济系统较大环境压力的前提下，谋求较高的经济收益。因此，以能值产出率×能值交换率/环境负载率为指标，来评价生态经济系统的可持续发展能力。
2.2 基本方法 鉴于研究个案之间的差异性,能值分析的过程有所差别,在参考前人研究的基础上,本文的研究包括以下步骤： ⑴客观全面地收集要分析的区域农业生态系统的能物流、信急流及货币流资料。主要从农业生态系统的发生因素、人文因素、生物因素和非生物因素着手，可通过所研究区域农业生态系统最基础的自然地理及经济资料(包括地图及统计资料)和实际调查得到，并整理分类，输入计算机贮存处理。太阳能值转换率和各种计算公式取自H·T·Odum的著作。 ⑵编制能值分析表，计算各种能值流。该表包括资源类别、资源流动量、太阳能值转换率、太阳能值及宏观经济价值等项目，显示各种生态流由原始数据量导出能值流的过程，标准能值分析表包括6项内容，即编号、项目、原始数据、太阳能值转换率、太阳能值及宏观经济价值。对农业生产中各类投入与产出统一换算成太阳能值，并进行比较分析。 ⑶构建系统的能值综合结构图。对系统生态流进行集结和综合，依据研究需要，选择建立能值分析指标体系(诸如净能值产出率、能值投入率、环境承载力、基于能值分析的可持续发展指标等)，对所研究的区域农业生态系统定量分析评价。 ⑷以能值分析得出的各种能值指标和分析结果与其他国家或地区的相应系统进行比较，作为制定资源环境和农业持续发展策略的依据。 http://www.paper.edu.cn - 3 - 3. 应用实例 3.1射阳县概况 射阳县自然资源丰富，是江苏省面积最大、最具经济发展潜力的县之一，位于苏北沿海中部，海岸线总长103公里，地势平坦,海拔较低。土地总面积2795平方公里，拥有滩涂7.3万公顷并以每年500多公顷的速度向大海扩展。射阳县全年四季分明，降水集中，2004年全年降水量603.3毫米，低于历年年平均降水量。全年无霜期221天，日照时间在2200小时左右,日照时数占 65% ，年辐射量116～121kcal/cm2，年平均气温为15.3℃，属典型的海
洋性气候，适于农业、林业、渔业、牧业的发展, 全县现有耕地面积158.84万亩，农副产品资源优势突出，棉花总产连续7年夺得全国第一，是江苏省面积最大的高品质棉生产基地。近年来，农产品出口总额增长势头迅猛，农业生产总值也由2000年的51.87亿元增至2004年的79.96亿元[7]。射阳县作为沿海县域，其区域优势较为明显，地理资源条件极其优越。
但是，与全国其它沿海区域一样，射阳县农业生产也存在许多缺陷与不足，诸如农田过量施用化肥，有机肥投入不足，导致土壤肥力下降；农药的大量喷洒，导致生态系统局部失衡现象严重。这些都严重制约着射阳县农业生态系统的持续稳定发展。运用能值分析对其进行定量的评估，可以全面考查射阳县农业生产所需支付的环境成本，也为区域可持续发展提供了量化的参照标准。
3.2射阳县农业生态系统能值投入与经济产出 通过对射阳县2004年统计资料的调查，原始数据经过能量、能值两步计算，得到详细的农业生态系统能值投入与产出表(表1、表2和表3)。
表1射阳县农业能值投入评价(2004年) 项 目 原始数据 能值转换率 sej/J或sej/ g 太阳能值
sej 宏观经济价值
美元 太阳能 1.19×10
19J 1 1.19×1019 8.15×105
风能 1.95×10
16J 1.47×103 2.86×1019 1.97×106
雨水势能 3.11×10
13J 1.05×104 3.26×1017 2.24×104
雨水化学能 7.13×10
15J 1.82×104 1.30×1020 8.91×106
地球循环能 3.47×10
15J 2.93×104 1.02×1020 6.99×106
可更新资源EmR 小计 2.72×10
20 1.87×107
化肥 3.34×10
11g 2.80×109 9.35×1020 6.42×107
农药 1.19×10
10g 1.62×109 1.93×1019 1.32×106
农业机械 2.47×10
12J 7.50×107 1.85×1020 1.27×107
农膜 1.67×10
9J 3.80×108 6.35×1017 4.36×104
电力 6.48×10
13J 1.59×105 1.03×1019 7.07×105
燃油 3.71×10
14J 6.60×104 2.45×1019 1.68×106
不可 更新 工业 辅助 能 EmF 小计 1.18×1021 8.07×107
有机肥 1.05×1011g 2.70×104 2.84×1015 1.95×102 种子 2.86×1014g 6.60×104 1.89×1019 1.30×106 可更新有机能人力 3.63×10
14g 3.80×105 1.38×1020 9.47×106
