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。     

西藏生态经济系统的能值分析与可持续发展的政策建议

运用生态经济学的能值理论与方法，以能值作为价值的度量单位，对西藏主要自然资源的状况、可开发利用潜力及其与外界的交流进行了系统的分析，对能值用量、环境负菏率、能值/货币比率、能值自给率、能值功率密度等种指标，与其他国家或地区进行了比较研究，最后就西藏资源的合理开发和可持续发展问题，提出了一些政策建议。     

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。     

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.     

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。     

四种岭南水果种植系统的能值、经济与土壤整合分析

综合运用能值、经济与土壤生态学分析方法,定量研究了番石榴(Psidium guajava Linn)、黄皮(Clausena lansium Skeels)、枇杷(Eriobotrya japonica Lindl)、葡萄柚(Citrus paradisi Maef)4种岭南水果种植系统的物质流、能最流和货币流,综合分析其自然资源基础、经济发展状况及可持续发展程度,并将土壤有机质的消耗纳入不可更新自然资源能值投人分析,为岭南水果业的可持续发展提供科学依据.能值分析表明,4个水果种植系统的可持续发展能力依次为:葡萄柚(0.94)>枇杷(0.15)>番石榴(0.14)>黄皮(0.10).土壤有机质分布与变化分析表明,4种水果种植系统的土壤有机质消耗量依次为:葡萄柚>黄皮>枇杷>番石榴.经济分析表明,4个水果种植系统的经济效益依次为:葡萄柚>番石榴>枇杷>黄皮.综合分析表明,番石榴、黄皮、枇杷三个系统的水果生产效率有待进一步提高;葡萄柚种植系统的水果生产效率、可持续发展能力和经济效益较高,但其对土壤有机质的消耗强度在四个系统中是最高的,这一点在水土流失严重的丘陵地区显然是不容忽视的.同时,如何降低系统在市场交换中的交换性资产流失是四个系统共同面对的问题.     

“奶牛-沼气-牧草”循环型农业系统的能值分析

为探讨“奶牛-沼气-牧草”循环型农业模式（模式I）的结构功能和生态经济效益,应用能值分析方法对其进行研究,并与单一奶牛养殖模式（模式Ⅱ）进行比较。结果表明：模式Ⅰ的净能值产出率（4．06）比模式Ⅱ（4．13）低;模式Ⅰ能值可持续发展指标值为10．27,模式Ⅱ为9．57,模式Ⅰ具有更高的可持续发展能力;模式Ⅰ的环境负载率（0．11）低于模式Ⅱ（0．12）,并且模式Ⅱ能值废弃率为21．72％,模式I为0,因此模式Ⅰ对环境的压力小;模式Ⅰ产出能值反馈率达到30．63％,系统自组织能力强。模式Ⅰ的净效益是模式Ⅱ的1．13倍,但产投比是模式Ⅱ的97．64％。以能值-货币价值计算的生态经济效益分析结果与实际经济效益分析结果基本一致。因此,模式Ⅰ具有环境压力小、自组织能力强、可持续发展能力较强的特征,但仍需进一步优化系统内部结构,提高生产效率。     

西北地区种植业需水分析——以泾河流域为例

采用面积定额法估算泾河流域31个县的农作物需水量,从农作物需水结构着手,探讨农业用水存在的问题。结果表明,泾河流域农作物需水量总计740 543.20万m3,农作物需水占总需水量的比例较高,为41.58%。粮食作物需水定额较经济作物高;就具体作物而言,菜、瓜类、水稻、棉花等需水定额较高,向日葵、薯类、胡麻等较低。各县(区)单位面积需水量差异较大,平均值为4 583 m3.hm-2;泾阳县最高,为5 682 m3.hm-2,定边县最低,为4 022 m3.hm-2。由于事先设定大多数作物的需水定额不随县(区)的改变而改变,因此需水量与作物结构密切相关。农业用水浪费严重,使泾河流域农作物实际用水量远高于需水量的理论计算值。为此,提出合理利用泾河流域农业水土资源的4项对策:调整种植业结构;多角度实施农业节水;完善农业水土资源优化配置定量方法;退耕还林还草,发展生态林牧业。     

"奶牛-沼气-牧草"循环型农业系统的能值分析

为探讨奶牛-沼气-牧草循环型农业模式(模式Ⅰ)的结构功能和生态经济效益,应用能值分析方法对其进行研究,并与单一奶牛养殖模式(模式Ⅱ)进行比较。结果表明:模式Ⅰ的净能值产出率(4.06)比模式Ⅱ(4.13)低;模式Ⅰ能值可持续发展指标值为10.27,模式Ⅱ为9.57,模式Ⅰ具有更高的可持续发展能力;模式Ⅰ的环境负载率(0.11)低于模式Ⅱ(0.12),并且模式Ⅱ能值废弃率为21.72%,模式Ⅰ为0,因此模式Ⅰ对环境的压力小;模式Ⅰ产出能值反馈率达到30.63%,系统自组织能力强。模式Ⅰ的净效益是模式Ⅱ的1.13倍,但产投比是模式Ⅱ的97.64%。以能值-货币价值计算的生态经济效益分析结果与实际经济效益分析结果基本一致。因此,模式Ⅰ具有环境压力小、自组织能力强、可持续发展能力较强的特征,但仍需进一步优化系统内部结构,提高生产效率。     

喀斯特生态系统区典型县域的能值分析

应用能值理论和方法,以喀斯特生态系统区典型县石林为例,通过一系列的能值指标定量分析了该县1949—2003年的生态系统的能值流动,评价了该县自然环境生产和社会经济发展,为其制定可持续发展战略提供科学的指导。     

区域生态环境演变与经济增长的耦合效应分析——以宁夏回族自治区为例

以宁夏回族自治区为研究案例,基于1985年以来的相关历史统计数据,以能值分析计算结果为基本依据,采用广义脉冲响应函数、结构分解分析等方法,定量研究经济发展对环境压力的影响,以及生态环境对经济增长的反馈影响。研究结果表明：1985—2005年间,经济发展对区域不可更新资源的依赖度越来越高,对环境产生的压力也不断加大;废弃物排放量随着经济增长在不断加大,而且还未出现废弃物排放量有所降低的趋势。无论是以物质投入为表征的环境压力,还是以废弃物排放为表征的环境压力,都呈上升趋势,导致其上升的主要因素都是经济规模效应,经济结构效应在初期表现出对环境压力的抑制作用,但影响程度不大,随着产业结构的进一步演化,经济结构开始表现出增量效应。技术效应对环境压力的增加总体表现出抑制作用,但不足以抵消经济规模的增量效应。因此,转变经济发展方式,完善和重组区域社会经济活动过程显得非常迫切,这种迫切性将是进一步推动区域循环经济发展的重要驱动力来源。     

村级养殖种植园区碳素物质流分析——以北京市平谷区西柏店村为例

将西柏店村畜禽养殖规模折合为1.5万头猪场当量污染负荷,并将整个园区生产工艺分为养殖、废弃物处理和种植3个阶段,不考虑隐藏流的情况下,以1年为系统边界,通过数据调查、已有资料研究和小区种植试验,采用物质流分析方法分析了西柏店村养殖种植园区在整个生产工艺的碳素流动,以期为村级养殖种植园区大力发展低碳经济提供新的方法和视角,为村级区域循环经济及可持续发展提供减少环境压力解决方案的科学依据。通过园区养殖种植过程的C素分析表明,养殖阶段年输入C素总量为112.52×10^4 kg,其中猪身总固碳量为40.04×10^4 kg,粪碳和尿碳总量为49.29×10^4 kg,以CO2形式代谢排出的C为23.19×10^4 kg。废弃物处理阶段输入的碳主要为粪碳和尿碳,其总量为49.29×10^4 kg,其中9.79×10^4 kg尿碳直接进入种植阶段,39.50×10^4 kg粪碳进入沼气站处理,沼气转化出的碳为11.02×10^4 kg,其中CH4为8.43×10^4 kg,CO2为2.59×10^4 kg,养殖污水中通过CH4排放再加上其他途径释放的碳约有23.66×10^4 kg,占粪碳量的59.89%。进入种植阶段的碳素主要为尿碳、沼渣和沼液的碳素,合计为14.61×10^4 kg,假设该村43 hm^2耕地能全部施用沼肥,不计其他作物种植,1季玉米种植土壤可库存有机碳为60.50×10^4 kg,为进入种植阶段碳素14.61×10^4 kg的4倍,还可增加植物有机碳27.31×10^4 kg。由C素流动分析可知,西柏店村具有可容纳该村养殖废弃物的环境容量,有较好实现养殖废弃物循环利用的条件,但需大力加强畜禽废弃物的管理和处理,提高园区养殖废弃物循环利用效率。     

不同施肥模式对华北平原小麦-玉米轮作体系产量及土壤硝态氮的影响

为了探索培育高产粮田的施肥模式,实现氮肥资源的高效利用与环境效益,以华北平原的小麦（Triticum aestivum）-玉米（Zea mays L.）轮作体系作为研究对象,通过2007─2011年4个轮作季,探讨不同的施肥模式对作物产量和土壤硝态氮的影响。试验以处理A（当地传统管理）作为对照,从测土确定施肥量、按作物生长发育明确施肥时期、合理分配各时期的养分配比及增施有机肥等方面改变传统施肥模式,设置3种高产施肥培育模式,分别为处理B（现有高产田推荐管理）、处理C（高肥料投入管理）和处理D（水肥高效管理）,进行田间小区试验。4个轮作季的总产量以处理D为最高,达75430 kg·hm-2,其次是处理C为75166 kg·hm-2,当地传统的产量最低。冬小麦季的吸氮量为处理C和D显著高于A处理,分别高出444.78 kg·hm-2和310.20 kg·hm-2,但与处理B无显著差异;处理D在夏玉米季的吸氮量为776.75 kg·hm-2,显著高于处理A。处理B的氮肥偏生产力值最高为38.21,处理D为36.71,处理A和C均为28.33。各处理经过4个轮作季后,土壤硝态氮均在120-160 cm出现累积峰,A、B、C和D的硝态氮峰值分别为58.65、28.98、105.89、45.29 mg·kg-1。在0-100cm土层,处理B的硝态氮累积量达到144.22 kg·hm-2,显著高于处理A、C、D;所有处理在100-200 cm土层均出现较高的硝态氮累积,处理C高达1021.19 kg·hm-2;0-400 cm的土壤硝态氮累积量分别为724.27、711-92、1324.30、730.70 kg·hm-2。处理A、B、C、D在耕层土壤氮素的表观损失分别为1298.95、653.18、1236.39和718.43 kg·hm-2,处理B、D显著低于处理A、C,D和B间差异不显著。因此,处理D是培育高产的理想施肥模式,合理的施肥量、科学的施肥时期以及有机无机的合理配比是达到高产、提高肥效和环境友好的关键。     

平原河网地区滨岸带外来植物入侵现状及影响研究——以上海青浦区为例

河流滨岸带作为一种典型的开放系统,在受到外界干扰的条件下极易被外来植物所入侵并受到严重影响。以上海青浦区为例,通过对河流滨岸带生态系统入侵植物分布及现状调查,以及对两种入侵植物：白花三叶草（Trifolium repens）和加拿大一枝黄花（Solidago canadensis）群落的物种多样性及其土壤特性的实证研究,探讨外来植物入侵对河流滨岸带生态系统造成的影响。结果表明：目前该地区河流滨岸带外来入侵植物共有14科24种,其科、种数分别占到该生态系统所有植物的48．3％与26．1％。入侵植物白花三叶草与加拿大一枝黄花在春、秋两季均显著降低了河流滨岸带植物群落的物种多样性。此外,两种人侵植物也对当地河流滨岸及土壤特性造成了不同程度的影响,其中对土壤含水量、pH值的影响最为显著。该研究填补了平原河网地区河流滨岸带生态系统外来植物入侵研究的空白,有助于今后开展对该生态系统的评价、恢复及管理工作。     

Simulating spatiotemporal dynamics of urbanization with multi-agent systems—A case study of the Phoenix metropolitan region, USA

Urbanization is a human-dominated process and has greatly impacted biodiversity, ecosystem processes, and regional climate. To understand the socioeconomic drivers of urbanization and project future urban landscape changes, multi-agent systems provide a powerful tool. We develop an agent-based model of urban growth for the Phoenix metropolitan region of the United States, which simulates the behavior of regional authorities, real estate developers, residents, and environmentalists. The BDI (Beliefs-Desires-Intentions) structure is employed to simulate the agents behavior and decision models. The heterogeneity of agents is reflected by adjusting parameters according to the agents’ beliefs, desires and preferences. Three scenarios, baseline, economic development priority and environmental protection, are developed and analyzed. The combination of multi-agent system and spatial regression model is employed to predict the future urban development of the Phoenix metropolitan region. Landscape metrics are used to compare the spatial patterns of the urban landscape resulting from different scenarios in different times. In general, with the rapid urban expansion, the shape of urban patches will become more regular as many of them become coalesced. The spatial analysis of urban development through modeling individual and group decisions and human-environment interactions with a multi-agent systems approach can enhance our understanding of the socioeconomic driving forces and mechanisms of urban development.     

土地利用/覆被变化对土地生态系统有机碳库的影响——以吉林省通榆县为例

土地利用/覆被变化对陆地碳循环影响显著.文章基于实地采集的土壤、植物样品的测试数据和1989、2004两年8月陆地卫星TM遥感影像数据,采用生态系统类型法分析吉林省通榆县1989-2004年耕地、林地、草地、盐碱地、沙地等11 种地类之间土地利用变化对土地生态系统有机碳库的影响.计算结果表明1989-2004年通榆县土地生态系统有机碳库共损失了3.18 TgC(1Tg=106t),年均损失约为0.265 Tgc.其中,湿地、草地有机碳库分别损失5.54 TgC和3.71 TgC,盐碱地面积的增加导致有机碳库损失4.75 TgC.林地面积增加和沙地面积减少分别使有机碳库增加了4.58 TgC和3.75 TgC.研究区总体上为一个碳失汇,草地退化、湿地萎缩、土地沙化和盐碱化造成了有机碳库的碳损失,而植树造林、草地植被的恢复和重建等活动则可以显著增加土壤有机碳储量.该研究对于评估自然环境与人为活动影响下,特别是大规模土地整治与生态修复对土壤有机碳的增汇潜力和固碳效应的影响具有重要的理论意义和应用价值.     

Preliminary techno-economic analysis of three typical decentralized composting technologies treating rural kitchen waste: a case study in China

● Decentralized composting (DC) is a profitable KW treating technology. ● SAC and BEC were economically attractive in rural area, while HDC was unprofitable. ● KW handling subsidy plays a vital role in making DC profitable. ● SAC and BEC have great potential in promoting rural KW treatment. This study was designed to evaluate whether the decentralized rural kitchen waste (KW) composting technologies used in China can be widely applied. To this end, we completed a techno-economic analysis of three typical types of KW compositing, namely solar-assisted (SAC), bio-enhanced (BEC), and heat-dewatering composting (HDC). These evaluations revealed that all three technologies produce composting products that meet China’s organic fertilizer standard and that both SAC and BEC are economically self-sustaining and generate net profits (18824.94 and 17791.52 US$/a) and positive net present values (32133.11 and 25035.93 US$). Subsequent sensitivity analysis demonstrated that the KW-handling subsidy plays a critical role in making decentralized composting economically attractive. Based on these analyses, we believe that reducing the coverage area of SAC, reducing the operating cost of BEC and HDC, upgrading composting products, and strengthening secondary pollution control would aid in supporting the technological improvement of these processes. Moreover, providing appropriate subsidies and promulgating specific standards and policies for KW fertilizer are key strategies for decentralized rural KW composting management.     

江南丘陵红壤区的农业水资源特征与调控利用——以江西省余江县为例

农业水资源按分布空间分为大气降水、地表水、土壤水和地下水。江南丘陵红壤区的各类水资源特征是:大气降水丰沛而时空分配不均;地表水多而径流、蒸发量大;红壤贮水库容小、深层水多而有效性差;地下潜水较多而承压水少。针对上述特征,应因地制宜通过工程、生物、农艺措施进行水资源调控,针对“四水”进行人工降雨,地表水集蓄,增加土壤深层水、有效水利用和潜水开发等,以蓄丰补欠、趋利避害,提高水资源的利用率。     

传统农业区土地利用对土壤氮素季节动态变化的影响——以官厅水库上游延庆盆地为例

土地利用对土壤养分时空动态变化的影响,不仅影响到土壤中养分元素的利用效率,同时会影响到养分流失的危险性和区域非点源污染的形成。本文通过野外采样分析,按照不同时期对官厅水库上游延庆盆地内的玉米地、蔬菜地、果园、其他经济类用地的土壤全氮含量进行了测定;分析了不同农业用地影响下土壤氮素的季节动态变化特征和土壤垂直剖面变化。结果发现:(1)0～40cm是玉米地养分活跃层;蔬菜地的养分含量在0～10cm土层变化最剧烈;果园整个剖面上养分变化均较剧烈;其它经济用地在25～40cm土层养分变化较大;(2)果园和蔬菜地是研究区内养分活动最活跃的土地利用方式,蔬菜地的表层养分流失风险性最高,对于地表水和地下水具有很高的潜在影响;果园在整个剖面上养分变化较大,其发生养分的淋溶流失的风险性最高;玉米和其他经济用地养分变化不大。研究结果建议,传统农业区在开展农业结构调整时,尤其是将传统的农作物种植改为蔬菜地和果园时,必须加强对农田生态系统研究,实施严格的科学管理,提高养分的利用效率,降低对环境的影响。