能值分析在农业领域的应用.docx

能值分析在农业领域的应用随着社会经济的飞速发展有限的资源和迅速膨胀的人口之间的矛盾日益严重。生态、经济以及区域可持续发展成为研究的热点。农业生态经济复合系统作为区域生态经济系统的重要组成部分与人类生存息息相关。度量其可持续发展能力成为科学研究的重要课题。20世纪80年代提出的能值分析理论为农业生态经济系统的定量分析提供了研究方法。能值分析属于系统综合分析通过使用能值综合指标定量分析系统的结构功能特征和生态经济效益。国内外学者关于能值分析理论在农业领域的应用研究已经较为成熟陆宏芳等对珠江口湿地的4个水果农业生产系统进行能值分析比较结果表明新引进的3个系统由于较高的水果市场价格发展迅速但以减少不可更新资源为代价。传统的操作技术(比如轮作)可以优化新引进的水果生产系统。JayF．Martin!%选取全球3个农业系统进行能值分析的对比结果证实产出巨大的生产系统更依赖于可更新资源。本文应用能值分析方法研究快速城市化地区不同类型的农场探索农业生产、旅游开发、现代科技等对小型农业生态经济系统可持续发展能力的影响试图寻找适合都市农场的发展模式和优化途径为其发展战略制定提供理论基础和决策依据。1研究方法1．1能值理论美国著名生态学家H．T．Odum于20世纪80年代提出了能值概念并将能值定义为:一种流动或储存的能量所包含的另一种类别能量(一般使用太阳能)的数量单位为太阳能焦耳(SolarEmjoules;缩写为sej)。能值分析统一了能量流、物质流和货币流的量化指标以能值为量纲作定量分析研究是生态学和经济学交叉联系的纽带。能值分析中常用能值转换率作为各能量或物质的转换单位。能值转换率是每单位某种类别的能量(J)或物质(g)所含太阳能值的数量其表达式为:A种能量(或物质)的太阳能值转换率/［sej/J(A)］=形成1J的A种能量(或物质)应用的太阳能焦耳生态经济系统是一个具有耗散结构的自组织系统各种生态系统的能流从数量多、能质低的等级向数量少、能质高的等级流动和转化能值转换率随着能量等级的提高而增加。能值分析中货币流和能值流呈现反向循环。对于经济子系统各生态流、自然子系统与经济子系统界面不宜用能值转换率进行转换度量的生态流采用能值/货币比率(Emergy/Ratio即当年该国全年能值应用总量与当年该国国民生产总值的比)推算出其能值后进行统一分析从而解决在分析评价和应用中自然环境与经济社会的对接难题&。1．2本文能值分析方法步骤能值分析的方法与步骤因研究者和研究对象而有所不同本文参考蓝盛芳等人的总结将采用以下四个部分进行分析:(1)基本资料的收集收集研究对象的自然环境、社会资源以及经济活动的资料。包括平均降雨量以及平均风能等环境数据;各种经济活动指标等。(2)绘制概念型能量系统图确定所研究系统外边界和系统内部组成对其内部能量加以分类利用各种"能量系统语言"图例将系统主要能流标注。(3)编制能值系统分析表列举研究系统的主要分析项目根据能值计算公式求出各流量的原始数据然后将各类别能量(J)、物质(g)和货币()转换成共同的太阳能值(各流量原始数据x相应的太阳能值转换率)。(4)建立能值综合指标体系对系统进行分析和对比。本文采用表1所示的7个能值评价指标主要衡量能值输入结构、生产效率、环境影响、经济可行性与可持续发展能力。1．3经济学评价指标能值分析侧重环境对农场生态经济系统的支持和影响经济分析侧重市场对农场的影响。整合能值分析和经济分析评价体系时能值交换率(EER)和能值产出率(EYR)是能值和经济评估的桥梁。本文选用经济学中基本的投入产出比和收益密度来衡量3个农场经济运营效率和获利能力。1．4情景分析由于本文研究建立在1a数据基础上不具备较长的时间序列分析3个农场的发展情况。为探讨城市农场的未来发展前景本文将设置情景分析展望3个农场未来10a的环境负载率和可持续发展能力。2研究对象和数据获取2．1研究对象简介深圳位于北回归线以南东经113度46'——114度37'北纬22度27'——22度52'属南亚热带海洋性季风气候年均降雨量1967mm;年日照时数1929．80h;多年平均风速2．50m/s有效风能密度100W/m2。作为中国第一个经济特区和我国快速城市化的典型区域深圳市由1980年一个总人口33万年GDP1．50亿元的沿海小渔村30a间发展成为人口891．23万年GDP8201．23亿元的大城市。但随着城市的快速发展人口、经济活动在短时内大量聚集为适应城市功能的改变与提升城市建设用地急剧扩张大面积占用农业生态用地城市生态系统的结构和功能均发生了较大的变化。深圳高速的城市化过程给传统农业带来了极大的冲击由于政府政策以及市场需求等原因传统农业规模已经大大萎缩。