北京城市生态系统的能值动态分析

采用能值理论与分析方法,对北京市1990~2001年间的能值结构动态进行了分析,并采用人均能值、能值密度、生态功能潜力、人口基本承载力、能值自给率、能值货币比率、环境负载率、输入能值比等重要能值指标对该时期北京市城市生态系统的能值状况作了详细分析。研究表明,北京城市生态系统正处于较高发展水平,已基本跨入发达国家水平的行列;但高强度、快速发展给本市带来了巨大的生态环境压力,未来北京的可持续能力建设已势在必行。文章也提出了北京城市生态系统可持续发展能力建设的基本方向。     

深圳市滨海湿地两个观光农业系统的能值整合研究

应用能值研究方法对深圳市海上田园旅游区的芦花湖和农家小院两个观光农业系统进行了生态经济分析.从系统和子系统两个层面,进行了能值产出、环境负载、可持续发展能力的评价与比较;与珠三角另一个观光农业系统(百万葵园)、两个基塘农业系统(菜-鱼、菜-猪-鱼)和一个巴西基塘系统(谷-猪-鱼)进行了横向比较.从货币收益的角度看,农家小院系统的费用使用效率、商品生产获利能力要优于芦花湖系统.但能值整合分析却显示出不一样的结果:两系统内旅游业子系统的能值交换率较高,而二者的农牧业子系统及农家小院系统的水产业子系统的能值交换率均较低,其生产效率仍有待提高.芦花湖系统的环境负载率为7.31,能值可持续发展指标为0.255,分别是农家小院的0.25倍和2.26倍,因而更具长远发展优势.与传统农业相比,观光农业的能值交换率和环境负载率整体偏高,表明其在经济效益创造上优于传统农业,但在自然资源利用和环境压力,以及可持续发展能力等方面与传统农业尚存在差距,在今后的发展中需借鉴传统农业的经验并加以改善,防止观光农业发展中绿色产业褐色化现象的发生.     

生态经济系统的一种整合评价方法:能值理论与分析方法

能值理论与分析方法是目前系统生态学和生态经济学发展的新成果，为复合生态系统开拓了一条定量研究途径，是连接生态学和经济学的桥梁。其理论研究与实践应用具有重要的科学意义和应用意义。文章论述了能值分析理论与分析方法的产生背景、过程、主要的基本概念、特点，指出了其需要解决的问题；并以种植业系统为例，简要介绍了能值分析的基本方法和步骤以及能值指标的计算。     

海南省农业能值分析

应用ＯｄｕｍＨＴ创立的能值分析理论和方法,对海南省农业进行了分析和评价,结果表明：由于自然条件得天独厚,环境资源对农业的贡献很大,环境资源能值占能和率的３０％,高于全国平均值;     

广州与上海城市生态系统能值的分析比较

利用能值分析理论和方法,从自然—社会—经济复合生态观角度对广州和上海的各种生态流进行比较研究。结果表明上海的经济发达程度、居民的能值福利和环境压力都比广州的高,广州在自然可更新资源和人口承载量方面明显优于上海,具有更大的可持续发展潜力。从能值理论和可持续发展角度分析,广州应加强科技力量和提高自然资源的利用效率,上海应在控制人口的基础上探讨更合理的发展模式。     

烟台市生态经济系统的能值分析

利用能值分析方法分析了2013年烟台市生态经济系统的能值流动状况,并提出了相应的能值利用调控对策。2013年烟台市生态经济系统的能值总用量为2.630×1023 sej,人均能值用量为4.044×10^16 sej,能值自给率为22.6%,能值密度为19.14×10^12sej/m^2,能值货币比率为2.848×10^12sej/,电力能值占能值总用量的比例为5.6%,由可更新资源及其产品支持的人口承载力为16.19×10^4人,由可更新资源及其产品、进口产品及技术共同支持的人口承载量为518.6×10^4人,能值可持续指标值为4.986。将上述计算结果与其它国家和地区进行比较表明：虽然目前烟台市经济较发达,能值利用效率和人民生活水平较高,生态经济系统的能值使用总体上符合区域可持续发展的要求,但系统能值自给率较低,生态环境比较脆弱,经济增长对外部输入的能源和资源依赖性较强。据此,提出了调整产业结构、转变经济增长方式、加强电力资源开发、发展科学教育事业等能值利用的调控对策。     

宁夏人地系统的物质代谢和生态效率研究——基于能值分析理论

以能值分析理论为基础,对宁夏回族自治区1985-2005年人地系统的物质代谢和生态效率(即可持续性状态)进行了定量分析研究.结果表明:近21年来,宁夏地区的产出效率不断降低,经济发展水平较低;能值废弃率、环境负荷率均呈持续增长趋势;人口与环境的矛盾不断激化,可持续发展能力不断降低.最后,文章在定量分析评价的基础上对宁夏人地系统演变的趋势进行了简要预测及分析,并针对存在的问题,提出了相应的优化方向和措施.     

小城镇复合生态系统能值整合研究

运用能值理论和方法,以湖北省小城镇(大悟县)为案例,对其复合生态系统进行研究,以了解系统的能流结构和特点,为系统持续发展提供科学指导。研究结果表明,该系统能值自给率68.42%,对外界依赖性低,经济安全性高;但人均能值用量和能值密度较低,系统经济不发达。不可更新资源占能值总用量63.51%,属于资源消耗型的经济模式,环境压力较大,不利于区域可持续发展,今后应增加可更新资源的利用,提高不可更新资源的利用效率,增加科技投入,促进该区域可持续发展。     

海南省农业能值分析

应用ＯｄｕｍＨＴ创立的能值分析理论和方法,对海南省农业进行了分析和评价,结果表明：由于自然条件得天独厚,环境资源对农业的贡献很大,环境资源能值占能值利用率的３０％,高于全国平均值（１３％）;净能值产出率为１．２７,高于日本和意大利,可以作为一种能值来源;农牧渔业产品的宏观经济价值远大于市场价值,农业生产中有相当大一部分环境资源无偿投入;环境承载指标为２．４４,远低于日本和意大利,环境压力较小,发展潜力很大。进而提出促进农业持续发展的有关建议与设想。     

国际能值研究热点和前沿的可视化分析

能值用以表征一种流动或储存的能量所包含另一类别能量的数量,即产品或者劳务形成过程中消耗的总能量,常以太阳能为度量标准。能值作为生态经济学中的新概念,它的提出实现了物质流、能量流、经济流、人口流和信息流等的统一量化,架设了“环境与经济间的桥梁”,能值理论和应用目前已成为生态经济学研究的热点领域,能值分析方法正日益发展成为生态经济系统评价的基本工具。文章首先以Web of Science数据库中1998─2013年间收录主题为“emergy”的文献为基础数据,对能值研究的学科、时间、区域和机构等分布情况进行了统计分析,发现能值研究文献数量呈逐年上升趋势,主要分布在生态、环境及能源相关学科,中、美、意大利3国及锡耶纳大学、北京师范大学、北京大学、中国科学院和佛罗里达大学等研究机构表现出较强的研究实力。其次,利用CiteSpace软件绘制了能值研究文献的共被引知识图谱,对其知识基础及核心作者的影响力进行了探讨。图谱研究显示,Odum H T、Brown M T、Hau J L、Ulgiati S等学者及其代表作品对能值理论知识基础的构建及相关研究的推进奠定了坚实的基础。最后,通过对能值研究领域出现关键词及膨胀词的共词分析与词频分析,绘制出能值领域的研究热点演进脉络,并探测环境可持续性、可持续发展、生态系统服务、电力生产、能值核算、生命周期研究法等前沿命题,可见系统可持续发展及能值与其它理论方法的结合应用将成为能值研究的新热点。目前能值研究文献数量持续增长,但其理论研究速度落后于应用范围及领域的延伸速度,能值转换率及评价指标体系已无法满足小区域、微观小系统的研究需求,核心作者及代表作品较少,且欠缺与动态模型及仿真技术的结合应用。因此,未来能值研究     

三水市农业生态系统经济能值投入产出分析

进行生态学与经济学系统分析方法的交叉探索,将能值这一全新的生态经济度量尺度引入经济学投入产出分析表,对广东省珠江三角洲三水市农业生态系统经济能值的直接消耗系统和完全消耗系统分析,弥补经济学分析中自然环境投入价值缺失的同时,为复合系统能值分析中各系统间互作分析的量化评价探索了新的途径。分析结果表明:三水市农业生态系统中种植业、渔业、畜牧业和林业之间存在经济能值的依存关系,有着直接的相互作用。种植业、渔业和畜牧业子系统间的经济能值交流网络较为发达。在种植业、渔业、畜牧业和林业中,渔业对种植业的完全消耗系数最大,达到3.461×10-2,畜牧业对种植业的完全消耗系数也最大,达到了8.423×10-2;种植业对渔业的完全消耗系数最大,达到了7.685×10-2。林业与种植业、渔业、畜牧业互相的完全消耗系数都比较小,林业和其它三个子系统的经济能值交流较弱。种植业子系统是整个三水市农业生态系统的基础,渔业和畜牧业在种植业的基础上发展,对物质和能量的再利用起了重要作用。林业子系统是三水市农业生态系统内部物质能量交流网络的薄弱环节。三水市农业生态系统的内部结构有待进一步调整,以加强各子系统间的互作,提高物质与能量的使用效率。     

广东省农业现代化科技示范区的能值分析与评价指标研究

为了从生态经济学角度揭示农业现代化示范区园区的生态经济运行质量,探索一条能更客观、更简单地评价农业科技园区的新途径,文章运用能值理论和方法,分析和评价了广东省农业现代化科技示范区的能值投资率、能值产出率、能值密度、人均能值用量、环境负载率、能值生产率、每万元产值消耗能值和基于能值分析的可持续发展指数等指标,并从中筛选出其能值评价的主要指标。主要结果如下,(1)从2000—2004年,广东省农业现代化科技示范区的总投入能值和总产出能值呈现快速增加的趋势,能值密度和环境负载率持续增加,人均能值使用量,能值投资率和能值生产率呈波动增加的趋势,而能值产出率,可持续发展指数和每万元产值消耗能值呈波动下降的趋势。这说明该示范区总体上呈现快速发展的趋势,经济实力和科技竞争力不断增加。(2)本研究运用主成分分析法、因子分析法和实证对比研究法提出评价农业现代化科技示范区的最佳指标是人均能值使用量和环境负载率。     

Emergy and emergy algebra explained by means of ingenuous set theory

Emergy is an important concept that has originated several effects in ecology, systems ecology and sustainability science. Its communication, however, has always presented several problems, since it does not follow the same rules of conservation as other energy-based approaches. Attempts have been made to clarify emergy by means of more formal/mathematical approaches, but the problem persists. In this paper, we have introduced a view of emergy and of its algebra based on ingenuous set theory. By means of this simple tool, emergy can be defined as the set of solar exergy that is directly and indirectly necessary to make a product. The operation that correctly sums the emergy “carried” by the inputs to a process is the union. This definition and the operation of union are able to account for all the rules of emergy algebra.     

基于能值理论的雄安新区生态系统物质供给服务功能研究

城市生态安全的核心问题是生态系统服务的供需平衡.量化分析生态系统供给服务,有助于掌握区域粮食安全和相关产业绿色化水平.运用能值理论定量分析了雄安新区生态系统物质供给服务供需关系和农田生态系统供给负面服务,同时,结合历史数据分析了不同利用类型土地生态系统能值产出的变化.结果表明:1)为提供畜禽产品的其他用地是生态系统供给...     

Ecological network and emergy analysis of urban metabolic systems: Model development,and a case study of four Chinese cities

Analysis of the structure and function of urban metabolic systems is an important goal of urban research. We used network pathways and network utility analysis to analyze the basic network structure of the urban metabolic system and the complex ecological relationships within the system, providing a new way to perform such research. Using four Chinese cities as examples, we developed an ecological network model of the urban metabolic system. By using network pathway analysis, we studied the changing relationships between metabolic length and the number of metabolic pathways, and between metabolic length and reachability. Based on the distribution of the number of metabolic pathways, we describe the basic structure and intercompartment relationships of the system. By using the sign distribution in the network utility matrix, we determined the ecological relationships and degree of mutualism between the compartments of the system. The basic components of the system consisted of the internal environment, the external environment, and the agricultural, industrial, and domestic sectors. With increasing metabolic length, the ecological relationships among the components of the system became more diverse, and the numbers of metabolic paths and their reachability improved. Although the basic network structure of the four cities was identical, the mutualism index differed. Beijing's mutualism index was superior to that of Shanghai, and much higher than those of Tianjin and Chongqing. By analyzing the structure and function of the urban metabolic system, we provide suggestions for optimizing the structure and adjusting the relationships, and propose methods for the application of ecological network analysis in future urban system research.