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1、水利学报2008年12月SHUILIXUEBAO第39卷第12期文章编号:055929350(2008)1221384206基于能值理论的区域水资源复合系统生态经济评价1,21,231陈丹,陈菁,关松,陈祥(1.河海大学农业工程学院,江苏南京210098;2.河海大学农村发展研究所,江苏南京210098;3.湖北清江水布垭工程建设公司,湖北宜昌443002)摘要:从水资源复合系统的功能与特点出发,提出了采用能值(Emergy)理论与方法对区域水资源复合系统进行生态经济评价的新思路。论述了能值理论与方法的基本原理,
2、绘制了区域水资源复合系统的能值系统图,编制了系统的能值分析表,构建了区域水资源复合系统的能值指标体系,并以我国东南沿海某县域为例进行了应用研究。实例表明,基于能值理论的区域水资源复合系统生态经济评价方法具有可行性和应用前景。关键词:水资源;复合系统;能值;生态经济评价中图分类号:TV213文献标识码:A1研究背景水资源可持续利用理论与方法是目前讨论与研究的热点,而从复合系统角度来研究水资源问题已[1-5][3]达成共识。集成的水资源管理被认为是当前水资源管理研究最前沿的范式。水资源复合系统可以认为是一个由水生态系
3、统和社会经济系统相互联系、相互作用和相互耦合而形成的具有一定结构和[2,6]功能的有机整体,而水资源则是生态系统和社会经济系统之间的重要纽带。如何客观认识与衡量水资源的真实价值,以及对水资源复合系统的结构状态进行定量、客观和科学的评价,是制定水资源可持续利用与管理对策的基础。而如何定量复合系统中的资源与环境价值及其效应,探求一种客观的尺度对物流、能流和价值流进行统一测度,以实现社会、经济与生态的整合,是解决水资源问题的关键所在,[6-9]也是目前研究所面临的难题。能值(Emergy)理论与方法是近年来在系统生态学
4、、生态系统能量学和生态经济学上发展出来的新理论体系,它为复合生态系统的定量研究开拓了一条新途径,并采用“能值”这一新的科学概念和度量尺度,为衡量自然资源的价值及其对社会经济发展的真实贡献提供了客观[10-13]定量的标准。因此,本文基于能值理论对区域水资源复合系统进行生态经济综合评价。2研究理论与方法211能值理论与水资源复合系统能值理论与方法由美国著名生态学家H.T.Odum在20世纪80年代初期提出,主要用于生态系统与社会经济系统的整合研究,可定量分析资源环境与经济活动的真实价[14-17]值以及它们之间的关
5、系。其理论依据是:生态经济系统是一个自组织系统,其中所有的任何形式的能量都来自太阳能,随着能量在系统中的流动,一部分散失掉(熵),而同时形成具有较高等级的新形[13]式的能量。通过追溯研究,任何一种形式的能量都可以用同一种形式的能量来表示。能值分析以能收稿日期:2008204209基金项目:河海大学自然科学基金资助项目(2007416911);江苏省高等学校研究生创新计划项目(2005-71)作者简介:陈丹(1979-),男,湖北荆门人,讲师,博士,主要从事水土资源规划与生态经济方面研究。E2mail:cd980
6、23217@yahoo.com.cn—1384—值为基准,将生态经济系统中不同种类、不可比较的能量通过能值转换率转换成同一标准的太阳能值(即SolarEmergy,单位为太阳能焦耳SolarEmjoules,简写为sej),分析其在系统中的作用和地位;通过综合分析各种生态流(能物流、货币流、人口流和信息流),得出一系列能值综合指标,定量分析系统的结构功能特征与生态经济效益。能值同时考虑了能量的数值大小和质量等级,可以衡量和比较生态系统中不同等级能量的真实价值和贡献。水资源复合系统的基本功能是能量转化、物质循环和价
7、值增值,而能量是该系统存在和发展的基础。由于人类活动作为主要驱动因子之一,决定了该系统在结构和功能上具有特有的性质。其突出的特点有:(1)物质、能量的输入和输出量大;(2)人工辅助能的投入量大;(3)水资源及其服务供应与废水、物反馈的相互作用。而能值理论可为水资源复合系统的复杂特性分析与评价提供新的思路。通过绘制水资源复合系统的能量系统图,分析系统内外各种能量流之间的作用关系,选取系统的主要能量流,将这些不可相加或比较的能量转换成统一的能值,实现水资源及其环境效应的定量化,进一步编制能值分析表,建立相应的能值指标
8、体系,可对系统进行生态经济综合评价。212能量系统图及能值分析表21211能量系统图的绘制根据水资源复合系统的特点绘制能量系统图,明确系统的基本结构、系统内外相互关系和主要生态流的方向。其基本步骤包括以下几个方面。(1)确定系统的边界。系统的边界是系统分析研究的基础和范围,采用四方框作为边界将系统内的各组分及作用过程与系统外的有关成分及作用分开来进行确定。区域水资源复合系
