本文關鍵詞：基于能值分析的西寧市城市生態(tài)經濟可持續(xù)發(fā)展研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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第25 卷第1 期干旱區(qū)資源與環(huán)境Vol． 25 No． 1 2011 年1 月Journal of Arid Land Resources and Environment Jin． 2011 文章編號: 1003 －7578( 2011) 01 －007 －04 基于能值分析的西寧市城市生態(tài)經濟可持續(xù)發(fā)展研究* 劉志杰1 ，陳克龍1 ，趙志強2 ，蘇茂新1 ，張斐1 ( 1． 青海師范大學生命與地理科學學院西寧810008; 2． 北京大學城市與環(huán)境學院北京100871) 提要: 運用能值分析的理論和方法，通過對西寧市2007 年生態(tài)經濟系統(tǒng)能值貨幣比率、環(huán)境負載率、人均能值使用量、可持續(xù)發(fā)展指數等指標進行了定量分析，并與國內其他城市進行比較。結果表明: 1) 西寧市的自然資源相對豐富，經濟發(fā)展主要依賴本地資源，屬資源輸出型城市，城市環(huán)境壓力相對較小; 2) 2007 年西寧市可持續(xù)發(fā)展指數為125． 3，說明西寧市經濟不發(fā)達，可持續(xù)性較差，但潛力較大。因此未來西寧市的發(fā)展除充分利用優(yōu)勢資源外，更重要的是如何引進外部資源，促進物流、能流、貨幣流的合理流動，來實現城市生態(tài)經濟系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。關鍵詞: 能值分析; 生態(tài)經濟系統(tǒng); 西寧市; 可持續(xù)發(fā)展中圖分類號: F062． 2 文獻標識碼: A 能值與能量不同，它是一個全新的科學概念和度量標準。能值分析理論是20 世紀80 年代由美國著名的生態(tài)學家H． T． Odum 創(chuàng)立的，他將能值定義為一種流動或儲存的能量中所包含的另一種類別的能量的數量，稱為該能量的能值。以能值為基準，可以比較不同類別、不同等級的能量的真實價值［1］。應用能值這一科學概念和度量標準及其轉化單位－能值轉化率，可將生態(tài)經濟系統(tǒng)內不同的能量和物質轉換成同一種能值－太陽能值，用以研究生態(tài)系統(tǒng)與人類社會、經濟系統(tǒng)的復雜關系。從而為生態(tài)經濟系統(tǒng)的定量研究開拓了新的途徑［2］。此后，國外基于能值理論對各時空類型的生態(tài)系統(tǒng)進行了全面而又詳細的研究，如Ulgiati［3］、Brown［4］、Whitfield ［5］等分別對意大利、泰國和佛羅里達州Jacksonville 市進行了能值研究，并取得了一系列重要成果。從20 世紀90 年代開始，嚴茂超［6］、李海濤［7］、隋春花［8］、李占玲［9］等學者先后對西藏、江西、廣州、北京的生態(tài)經濟系統(tǒng)進行了能值分析和可持續(xù)性評估［10］。為深入探討西寧市城市生態(tài)經濟發(fā)展本質，文中運用能值分析方法對西寧市生態(tài)經濟系統(tǒng)的能流、物流和資源環(huán)境進行了定量分析，以尋求適合西寧市生態(tài)經濟系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的對策和途徑。1 研究區(qū)域概況西寧是青海省省會，地處青藏高原河湟谷地南北兩山之間，統(tǒng)屬祁連山系，黃河支流湟水河自西向東

貫穿整個市區(qū)。地理坐標為東經100°52' －101°54'，北緯36°31' －37°28'［18］，全市總面積7649km2 ，2007 年人口215． 3 萬。西寧市境內最高海拔4394m，市區(qū)中心海拔2261m，年平均降水量380mm，蒸發(fā)量1363． 6mm，年日照時數2364． 7h，年平均氣溫7． 6℃ 。西寧市有豐富的自然資源，其中水資源量達13． 99 億m3 ， 礦產種類齊全，現已發(fā)現各類礦產123 種，在全國的總儲量中，有51 種的儲量居前10 位，11 種居首位。農副產品如蠶豆、鹿茸、冬蟲夏草、雪蓮等馳名中外。改革開放以來，西寧市的經濟得到較快發(fā)展，形成了以機械、輕紡、化工、建材、冶金、皮革皮毛、食品為主的工業(yè)體系，2007 年GDP 為343． 09 億元，比去年增長15． 3% ，人均生產總值16209 元，增長13． 8%［19］。二者雖都有一定程度的增長，但經濟總量較小。2 方法和步驟( 1) 收集研究區(qū)域的自然地理、社會、經濟等方面的資料，分析研究區(qū)生態(tài)經濟系統(tǒng)運行的主要成分* 收稿日期: 2009 －10 －23 。基金項目: 973 項目: " 青藏高原環(huán)境變化及其對全球變化的響應與適應對策" ( 編號: 2005CB422000) ， 國家科技支撐計劃－高寒地區(qū)植被多樣性對氣候變化的響應模式與管理對策( 編號: 2007BAC03A08 －5 子項目) 資助。作者簡介: 劉志杰，男，山東濰坊人，碩士，研究方向為生物地理。E －mail: liuzhijie19820606@ 163． com 。·8· 干旱區(qū)資源與環(huán)境第25 卷和能值流，建立包括國內生產總值、人口、能源等主要能值流在內的基礎資料庫［11］。( 2) 利用Odum 的能量語言符號，繪制詳細的能量系統(tǒng)圖，從而明確所研究對象各組分與自然環(huán)境的關系。( 3) 為了評價各類別資源在生態(tài)系統(tǒng)中的地位，以及更好的反映研究區(qū)域特征，編制了能值分析表。通過能值系統(tǒng)分析，建立能值指標體系，并通過對各種能值指標進行分析，為制定科學而又合理的發(fā)展對策提供依據，指導生態(tài)經濟系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展［1］。能值結果分析3． 1 西寧市能值流圖和能值匯總表在搜集了各種資料的基礎上，采用Odum 的能量系統(tǒng)語言圖例，繪制了西寧市生態(tài)經濟系統(tǒng)能值流圖( 圖1) ， 并編制了西寧市生態(tài)經濟系統(tǒng)能值指標匯總表( 表1) 。3． 2 西寧市城市能值指標分析( 圖2 －6) 3． 2． 1 環(huán)境負載率環(huán)境負載率是經濟投入能值和不可更新資源與可更新資源能值的比率，它表明了自然對經濟活動的容受力，該指標是對生態(tài)經濟系統(tǒng)的一種預警，如果某生態(tài)經濟系統(tǒng)長期處于較高的環(huán)境負載率下，該系統(tǒng)的生態(tài)功能將不斷退化［7］。西寧市2007 年的環(huán)境負載率為0． 15，這一數值除了低于世

界平均水平( 1． 15) 外，同時也低于國內的蘭州( 0． 70)［12］、徐州( 0． 88)［13］、廣州( 4． 74)［14］、上海( 17． 34)［14］，表明西寧市經濟發(fā)展的環(huán)境壓力較小。3． 2． 2 能值貨幣比率能值貨幣比率是一個國家或地區(qū)當年總表1 2007 年西寧市生態(tài)經濟系統(tǒng)能值指標匯總表能值用量與當年國民生產總值的比值。以農Tab． 1 Emergy indices of ecological －economic system 業(yè)為主的發(fā)展中國家和地區(qū)，直接使用不花of Xining city in 2007 圖1西寧市能值流與貨幣流綜合圖解(a)主要的能值流與貨幣流(b)能值應用匯總;實線為能流，虛線為貨幣流。Fig．1Overviewsystemdiagramof(a)mainsolaremergyandmonetaryflows;(b)summaryofsolaremergyinflowsandoutflows，solidlineisemergyflows，dottedlineismonetaryflowsinXiningin2007錢的本國自然資源，較少使用貨幣購買其他指標名稱表達式數值單位1 可更新資源R 8．63E+22 sej/a 國家的資源產品，同時GNP 較低，因而具有2 不可更新資源N 8．11E+21 sej/a 較高的能值貨幣比率，反之發(fā)達國家的GDP 3 進口能值IMP 0．53E+22 sej/a 較高，從外部購進的資源產品多，因而能值貨4 出口能值EXP 0．52E+21 sej/a 幣比率低［1］。西寧市2007 年能值貨幣比率5 總能值用量U=R+N+IMP 9．97E+22 sej/a 6 能值貨幣比率U/GDP 2．31E+13 sej/$ 為23．1×1012 sej/ $ ，此值除高于世界平均水7 人均能值使用量U/POPU 4．64E+16 sej/ 人平( 4．05×1012 sej/ $ ) 外，也高于國內的蘭州8 能值自給率ESR = ( R +N －EXP) /U 94．3 % ( 4．98 ×1012 sej/$ )［12］、徐州( 7．50 ×1012 9 環(huán)境負載率ELR = ( U－R) /R 0．15 % sej/ $ )［13］、上海( 4．57 ×1012 sej/$ )［14］、廣10 能值產出率EYR = ( R +N +IMP) /IMP 18．8 % 州( 3．79 ×1012 sej/ $ )［14］等地區(qū)。表明西寧11 可持續(xù)發(fā)展指數ESI=EYR/ELR 125．3 市的經濟發(fā)展水平低。3． 2． 3 能值自給率它是一個國家或地區(qū)本地可更新資源和不可更新資源能值投入與其總利用能值之比，是用來描述一第1 期劉志杰等基于能值分析的西寧市城市生態(tài)經濟可持續(xù)發(fā)展研究·9· 個國家或地區(qū)的對外交流程度和經濟發(fā)展程度的。一般情況下，其值越大，該系統(tǒng)的自給自足的能力越強，對內部資源開發(fā)程度也就越高，西寧市2007 年的能值自給率為94． 3% ，這一數值低于國內的蘭州( 95． 0% )［12］、徐州( 96． 90% )［13］，但遠高于廣州( 67． 00% )［14］、上海( 61． 00% )［14］。這一方面表明西寧市自然資源相對豐富，但從外界引入的能值少，經濟發(fā)展程度不高，屬于一種較粗放的經濟發(fā)展模式。另一方面也表明其經濟發(fā)展對本地資源依賴過大。與東中部城市相比，西寧作為生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)，生

態(tài)環(huán)境一旦受到不同程度的破壞，其經濟發(fā)展必然會受到影響。3． 2． 4 人均能值使用量圖2 西寧市環(huán)境負載率與其它城市的比較Fig． 2 Comparison of environmentalloading ratio between Xining and other cities指一個國家或地區(qū)內的人均能值利用量，是用來評價人民生活水平的指標，其值越大表明該區(qū)域的人民生活水平越高。西寧市2007 年人均能值使用量為46．4 ×1015 sej/ 人，此值高于世界平均水平( 3．86 ×1015 sej/ 人) ， 也高于國內的廣州( 19．73 ×1015 sej/ 人) ［14］、上海( 23．19 ×1015 sej/ 人) ［14］、蘭州( 6．08 ×1015 sej/ 人) ［12］、徐州( 5． 73 × 1015sej / 人) ［13］。表明西寧市人均能值使用量較高，其主要是由于西寧市具有豐富的自然資源，而人口密度又不大，可以大量使用免費的自然資源的結果［15，16］。圖3 西寧市能值貨幣比率與其它城市的比較Fig． 3 Comparison of emergy dollarratio between Xining and other cities3． 2． 5 可持續(xù)發(fā)展指數是能值產出率與環(huán)境負載率的相對比值。當一個國家或地區(qū)的能值產出率高而環(huán)境負載率又相對低時，它是可持續(xù)的，反之則是不可持續(xù)的。可持續(xù)發(fā)展指數在1 －10 之間時， 經濟活動富有活力和發(fā)展?jié)摿Γ笥?0 時經濟不發(fā)達，小于1 時為消費型經濟系統(tǒng)［17］。西寧市2007 年的可持續(xù)發(fā)展指圖4 西寧市能值自給率與其它城市的比較數為125． 3，這一數值遠遠大于國內的上海( 0． 30)［14］、廣州Fig． 4 Comparison of emergy self －sufficiency ( 1． 13 )［14］ 等發(fā)達地區(qū)，也大于蘭州( 45． 2 )［12］、徐州( 46． ratio between Xining and other cities 00)［13］等中西部地區(qū)。這說明西寧市的經濟發(fā)展比較落后，可持續(xù)性差，在我國經濟發(fā)展等級中處于較低地位，但同時表明其經濟發(fā)展有著較大的潛力。結果與討論( 1) 通過能值分析可以得知，西寧市2007 年的能值自給率為94． 3% ，表明西寧市的自然資源尤其是可更新資源相對豐富，其經濟發(fā)展主要依賴當地的可更新資源，這就要求我們進一步加強對自然環(huán)境的保護，同時要加大對優(yōu)勢資源的開發(fā)利用程度。( 2) 西寧市屬于資源輸出型的生態(tài)經濟區(qū)域。西寧市2007 年的能值貨幣比率為( 23．1 ×1012 sej/$ ) ， 表明西寧市的經濟發(fā)展水平較低，而且該系統(tǒng)發(fā)展主要依賴本地資源，要改變這種狀況，需要增強系統(tǒng)的開放性，積極引進區(qū)外的先進技術、設備和人才管理經驗，使總的可利用能值獲得較大程度圖5 西寧市人均能值用量與其它城市的比較Fig． 5 Comparison of emergy percapita between Xining and other cities的增長。( 3) 西寧市經濟發(fā)展的環(huán)境壓

力小。2007 年環(huán)境負載率為0． 15，，這說明西寧的環(huán)境壓力在生態(tài)環(huán)境承受范圍之內，經濟發(fā)展造成的環(huán)境污染程度相對較輕，但仍然要警惕由于經濟發(fā)展而可能對生態(tài)經濟系統(tǒng)產生的環(huán)境破環(huán)問題。圖6 西寧市可持續(xù)發(fā)展指數與其它城市的比較Fig． 6 Comparison of emergy －based sustainable index between Xining and other cities 注: 西寧數據來源于本研究，蘭州為2000 年數據，徐州為1998 年數據，廣州和上海為2002 年數據，分別來自于參考文獻［12 －14］。·10· 干旱區(qū)資源與環(huán)境第25 卷( 4) 西寧市2007 年可持續(xù)發(fā)展指數為125． 3，表明西寧市經濟發(fā)展的可持續(xù)性較差，但也意味著具有較大發(fā)展?jié)摿Α０凑漳苤捣治隼碚�，可持續(xù)發(fā)展指數與能值是緊密相聯(lián)的，要實現西寧生態(tài)經濟系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，就必須使系統(tǒng)輸出功率最大化而又不破壞生態(tài)環(huán)境［7］。這就要求在發(fā)展經濟的同時兼顧環(huán)境保護，才能促進生態(tài)經濟系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。( 5) 西寧市是典型的中國西部內陸城市的代表，文中對比了西寧市與國內不同區(qū)域和發(fā)展水平的城市之間的發(fā)展指數差異。研究發(fā)現，與廣州和上海等中國東部沿海大城市相比，西寧市在開放度和對經濟腹地區(qū)域資源的利用上具有本質差距，而與處于中西部地區(qū)的徐州和蘭州相比也有一定差距。這種差距一定程度上反映了中國區(qū)域發(fā)展的差異性和階段性，東部城市發(fā)展具有高度外向性，而西部城市的本地資源潛力巨大。( 6) 能值分析方法將環(huán)境要素納入能值計算范疇，在評價指數中體現了環(huán)境及其服務功能對經濟發(fā)展的貢獻，彌補了傳統(tǒng)GDP 評價的不足［1］。然而作為一種新的評價方法，它也存在一些亟待解決的問題， 其中最主要的是能值轉換率問題，人類經濟產品的能值轉換率因地域、生產水平的不同而有所差異，因此對于不同的資源和產品使用同一轉換率是不合適的［1］。另外能值分析方法中缺乏全面衡量生態(tài)經濟系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展水平的綜合指標。這些問題使文中的分析可能有一定的偏差，因此有待進一步研究。參考文獻［1］藍盛芳，欽佩，陸宏芳． 生態(tài)經濟系統(tǒng)能值分析［M］． 北京: 化學工業(yè)出版社，2002: 1 －233．［2］Odum H T． Environmental Accounting : Emergy and Decision Making［M］． John Wily ＆Sons，New York，1995，80 －160．［3］Ulgiati S，Odum H T，Bastinanoni S． Emergy use，environmental loading and sustainability: An emergy analysis of Italy ［J］． Ecological Modeling，1994，73: 200 －268． ［4］BrownM T，McClanahan T． Emergy analysis perspectives of Thailand and Mekong river dam proposals［J］． Ecological Modeling，1996，91: 100

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