基于能值分析的湖北省农业生态系统评价

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1、摘要：应用能值理论对湖北省农业生态系统的能值投入、产出状况、相应能值指标进行定量分析。结果表明，湖北本地资源已得到有效利用，农业现代化程度较高，但环境压力大、资源依赖性强，为不可持续消费型农业经济系统，进而提出促进湖北农业系统持续发展的建议。　　关键词：能值分析；农业生态系统；可持续发展；湖北　　能值理论和分析方法由美国著名生态学家Odum H T 于20世纪80 - 90年代创立，是一种新的环境–经济价值论和系统分析方法，其跨多门自然学科和人文学科，被认为是联结生态学和经济学的桥梁，为生态经济系统开辟了定量

2、分析。　　历史上，人类一直在寻求合适的方法来准确地测量物品的价值，产生了诸多价值理论，主要包括有限资源价值论、收益决定价值论、使用价值决定论、劳动价值论、学派边际效应论、均衡价值论。这些经济学价值论以货币作为衡量环境资源、商品、劳务等财富的工具，并在交易中具有等价物的作用，但是并不意味着其能够衡量生态环境、资源的价值。以马克思的劳动价值论为例，其以人类的社会平均劳动价值来衡量商品价值，但忽略了自然环境的贡献价值，因为产品在形成的过程中不仅消耗了人类的能量，而且与其相关的物质资源（比如水、阳光等）也被消耗了，但

3、是这部分价值并没有反映到产品的价值中。还有如生态价值中包含的有机质的合成生产贮存与循环、调节气候、土壤肥力的更新、环境净化、自然灾害减轻等功能并没有用货币衡量。为了探索适用于生态经济系统研究的价值理论，出现了能量价值理论和能值价值理论。能量分析将人类社会经济系统和各种生态系统视为能量系统并对其进行研究，因为系统中的组分以及其作用无不伴随能量的流动、转化与贮存[1]。然而能量流、物流与货币流具有不同的性质，不能直接比较和进行数量加减。如何对生态资源环境资源的价值进行科学核算，将三种流综合并相互换算，建立生态学与

4、经济学之间联结的纽带和共同的度量标准，成为生态经济学重要的研究课题。　　Odum H T创立的能值理论，以能值为量纲，建立了一系列反映生态与经济效率的能值综合指标体系。自产生以来，能值分析被广泛应用于不同空间层次的生态经济系统分析、资源环境价值与生态工程评估、区域可持续发展能力评价等方面。把能值分析方法应用于农业生态系统的研究有：S.Ulgiati（1993）、R.Mitchell（1979）、E.Lefroy,Rydberg.T.(2003)、严茂超等（2001）、蓝盛芳等（1995）、张耀辉（1999）、

5、张希彪（2004）、付晓、吴钢等（2005）[2-9]。这些研究主要集中于各区域农业生态资源的贮存价值、总能值用量、能值的流入流出情况、人口承载力和能值投入率、能值使用强度、环境负载率。本文针对2005年湖北省农业生态系统进行能值分析。　 1 研究区概况　　湖北省土地总面积为18.59万平方公里，地理位置为北纬29°05′～33°20′、东经108°21′～116°07′之间，北靠河南，南接江西、湖南，东邻安徽，西依四川，西北与陕西接壤。东西宽740.6公里，南北长470.2公里，全省土地划分为平原、岗地、丘

6、陵、山地四种地貌类型。湖北属亚热带季风气候区，年均温15～17℃，7月均温为27～29℃，江汉平原最高温在40℃以上，有“火炉”之称，为中国酷热地区之一。全省各地年太阳总辐射在3200～4800兆焦耳/平方米之间，平均日照1150～2245小时，无霜期在230～300天之间，年均降水量在800～1600毫米之间。湖北素称“千湖之省”。众多的湖泊集中分布于长江与江汉之间。2005年，湖北省总人口为6031万人，地区GDP达6520.14亿元，耕地面积3161.17千公顷，农林牧渔业劳动力1101.29万人，农林

7、牧渔业总产值为1775.58亿元。湖北省作为我国产粮基地之一,其农业生态系统的可持续性影响到全省甚至我国社会经济的可持续发展。　　2 研究方法及数据来源　　2.1 能值　　能值(Emergy)不同于能量(Energy),它指任何物质或能量所包含的另一种能量的数量，进一步解释为产品或劳务形成过程直接或间接投入应用的一种有效能总量。任何自然资源的形成和人类创造的产品、劳务等都需要直接或间接利用的太阳能之量，那么这些价值的大小变可以由凝结在自然物中的太阳能值来表达，为此将太阳能焦耳（Solar emjoules，缩

8、写为sej）作为统一的单位来表示这些价值的形成所包含的太阳能值（Solar emergy），这样，从系统生态学观点说，能值理论从本质上揭示了自然资源的真正价值，自然资源对经济的贡献以其实际贡献决定，而不是供求规律决定[10]。　　2.2 能值转化率　　能值转换率（Transformity）指每单位能量（J）或物质（g）所含有的能值，为了统一度量，均用太阳能值转换率来表示，即每单位能量或物质相当于由多