基于能值分析的西宁市城市生态经济可持续发展研究[1]51

发布时间：2016-10-24 16:35

本文关键词：基于能值分析的西宁市城市生态经济可持续发展研究，由笔耕文化传播整理发布。

第25卷第1期干旱区资源与环境Vol．25No．；贯穿整个市区；界平均水平(1．15)外，同时也低于国内的兰州(；态环境一旦受到不同程度的破坏，其经济发展必然会受；力小；

第25 卷第1 期干旱区资源与环境Vol． 25 No． 1 2011 年1 月Journal of Arid Land Resources and Environment Jin． 2011 文章编号: 1003 －7578( 2011) 01 －007 －04 基于能值分析的西宁市城市生态经济可持续发展研究* 刘志杰1 ，陈克龙1 ，赵志强2 ，苏茂新1 ，张斐1 ( 1．青海师范大学生命与地理科学学院西宁810008; 2．北京大学城市与环境学院北京100871) 提要: 运用能值分析的理论和方法，通过对西宁市2007 年生态经济系统能值货币比率、环境负载率、人均能值使用量、可持续发展指数等指标进行了定量分析，并与国内其他城市进行比较。结果表明: 1) 西宁市的自然资源相对丰富，经济发展主要依赖本地资源，属资源输出型城市，城市环境压力相对较小; 2) 2007 年西宁市可持续发展指数为125． 3，说明西宁市经济不发达，可持续性较差，但潜力较大。因此未来西宁市的发展除充分利用优势资源外，更重要的是如何引进外部资源，促进物流、能流、货币流的合理流动，来实现城市生态经济系统的可持续发展。关键词: 能值分析; 生态经济系统; 西宁市; 可持续发展中图分类号: F062． 2 文献标识码: A 能值与能量不同，它是一个全新的科学概念和度量标准。能值分析理论是20 世纪80 年代由美国著名的生态学家H． T． Odum 创立的，他将能值定义为一种流动或储存的能量中所包含的另一种类别的能量的数量，称为该能量的能值。以能值为基准，可以比较不同类别、不同等级的能量的真实价值［1］。应用能值这一科学概念和度量标准及其转化单位－能值转化率，可将生态经济系统内不同的能量和物质转换成同一种能值－太阳能值，用以研究生态系统与人类社会、经济系统的复杂关系。从而为生态经济系统的定量研究开拓了新的途径［2］。此后，国外基于能值理论对各时空类型的生态系统进行了全面而又详细的研究，如Ulgiati［3］、Brown［4］、Whitfield ［5］等分别对意大利、泰国和佛罗里达州Jacksonville 市进行了能值研究，并取得了一系列重要成果。从20 世纪90 年代开始，严茂超［6］、李海涛［7］、隋春花［8］、李占玲［9］等学者先后对西藏、江西、广州、北京的生态经济系统进行了能值分析和可持续性评估［10］。为深入探讨西宁市城市生态经济发展本质，文中运用能值分析方法对西宁市生态经济系统的能流、物流和资源环境进行了定量分析，以寻求适合西宁市生态经济系统可持续发展的对策和途径。1 研究区域概况西宁是青海省省会，地处青藏高原河湟谷地南北两山之间，统属祁连山系，黄河支流湟水河自西向东

贯穿整个市区。地理坐标为东经100°52' －101°54'，北纬36°31' －37°28'［18］，全市总面积7649km2 ，2007 年人口215． 3 万。西宁市境内最高海拔4394m，市区中心海拔2261m，年平均降水量380mm，蒸发量1363． 6mm，年日照时数2364． 7h，年平均气温7． 6℃ 。西宁市有丰富的自然资源，其中水资源量达13． 99 亿m3 ，矿产种类齐全，现已发现各类矿产123 种，在全国的总储量中，有51 种的储量居前10 位，11 种居首位。农副产品如蚕豆、鹿茸、冬虫夏草、雪莲等驰名中外。改革开放以来，西宁市的经济得到较快发展，形成了以机械、轻纺、化工、建材、冶金、皮革皮毛、食品为主的工业体系，2007 年GDP 为343． 09 亿元，比去年增长15． 3% ，人均生产总值16209 元，增长13． 8%［19］。二者虽都有一定程度的增长，但经济总量较小。2 方法和步骤( 1) 收集研究区域的自然地理、社会、经济等方面的资料，分析研究区生态经济系统运行的主要成分* 收稿日期: 2009 －10 －23 。基金项目: 973 项目: " 青藏高原环境变化及其对全球变化的响应与适应对策" ( 编号: 2005CB422000) ，国家科技支撑计划－高寒地区植被多样性对气候变化的响应模式与管理对策( 编号: 2007BAC03A08 －5 子项目) 资助。作者简介: 刘志杰，男，山东潍坊人，硕士，研究方向为生物地理。E －mail: liuzhijie19820606@ 163． com 。·8· 干旱区资源与环境第25 卷和能值流，建立包括国内生产总值、人口、能源等主要能值流在内的基础资料库［11］。( 2) 利用Odum 的能量语言符号，绘制详细的能量系统图，从而明确所研究对象各组分与自然环境的关系。( 3) 为了评价各类别资源在生态系统中的地位，以及更好的反映研究区域特征，编制了能值分析表。通过能值系统分析，建立能值指标体系，并通过对各种能值指标进行分析，为制定科学而又合理的发展对策提供依据，指导生态经济系统的可持续发展［1］。能值结果分析3． 1 西宁市能值流图和能值汇总表在搜集了各种资料的基础上，采用Odum 的能量系统语言图例，绘制了西宁市生态经济系统能值流图( 图1) ，并编制了西宁市生态经济系统能值指标汇总表( 表1) 。3． 2 西宁市城市能值指标分析( 图2 －6) 3． 2． 1 环境负载率环境负载率是经济投入能值和不可更新资源与可更新资源能值的比率，它表明了自然对经济活动的容受力，该指标是对生态经济系统的一种预警，如果某生态经济系统长期处于较高的环境负载率下，该系统的生态功能将不断退化［7］。西宁市2007 年的环境负载率为0． 15，这一数值除了低于世

界平均水平( 1． 15) 外，同时也低于国内的兰州( 0． 70)［12］、徐州( 0． 88)［13］、广州( 4． 74)［14］、上海( 17． 34)［14］，表明西宁市经济发展的环境压力较小。3． 2． 2 能值货币比率能值货币比率是一个国家或地区当年总表1 2007 年西宁市生态经济系统能值指标汇总表能值用量与当年国民生产总值的比值。以农Tab． 1 Emergy indices of ecological －economic system 业为主的发展中国家和地区，直接使用不花of Xining city in 2007 图1西宁市能值流与货币流综合图解(a)主要的能值流与货币流(b)能值应用汇总;实线为能流，虚线为货币流。Fig．1Overviewsystemdiagramof(a)mainsolaremergyandmonetaryflows;(b)summaryofsolaremergyinflowsandoutflows，solidlineisemergyflows，dottedlineismonetaryflowsinXiningin2007钱的本国自然资源，较少使用货币购买其他指标名称表达式数值单位1 可更新资源R 8．63E+22 sej/a 国家的资源产品，同时GNP 较低，因而具有2 不可更新资源N 8．11E+21 sej/a 较高的能值货币比率，反之发达国家的GDP 3 进口能值IMP 0．53E+22 sej/a 较高，从外部购进的资源产品多，因而能值货4 出口能值EXP 0．52E+21 sej/a 币比率低［1］。西宁市2007 年能值货币比率5 总能值用量U=R+N+IMP 9．97E+22 sej/a 6 能值货币比率U/GDP 2．31E+13 sej/$ 为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，也高于国内的兰州8 能值自给率ESR = ( R +N －EXP) /U 94．3 % ( 4．98 ×1012 sej/$ )［12］、徐州( 7．50 ×1012 9 环境负载率ELR = ( U－R) /R 0．15 % sej/ $ )［13］、上海( 4．57 ×1012 sej/$ )［14］、广10 能值产出率EYR = ( R +N +IMP) /IMP 18．8 % 州( 3．79 ×1012 sej/ $ )［14］等地区。表明西宁11 可持续发展指数ESI=EYR/ELR 125．3 市的经济发展水平低。3． 2． 3 能值自给率它是一个国家或地区本地可更新资源和不可更新资源能值投入与其总利用能值之比，是用来描述一第1 期刘志杰等基于能值分析的西宁市城市生态经济可持续发展研究·9· 个国家或地区的对外交流程度和经济发展程度的。一般情况下，其值越大，该系统的自给自足的能力越强，对内部资源开发程度也就越高，西宁市2007 年的能值自给率为94． 3% ，这一数值低于国内的兰州( 95． 0% )［12］、徐州( 96． 90% )［13］，但远高于广州( 67． 00% )［14］、上海( 61． 00% )［14］。这一方面表明西宁市自然资源相对丰富，但从外界引入的能值少，经济发展程度不高，属于一种较粗放的经济发展模式。另一方面也表明其经济发展对本地资源依赖过大。与东中部城市相比，西宁作为生态环境脆弱区，生

态环境一旦受到不同程度的破坏，其经济发展必然会受到影响。3． 2． 4 人均能值使用量图2 西宁市环境负载率与其它城市的比较Fig． 2 Comparison of environmentalloading ratio between Xining and other cities指一个国家或地区内的人均能值利用量，是用来评价人民生活水平的指标，其值越大表明该区域的人民生活水平越高。西宁市2007 年人均能值使用量为46．4 ×1015 sej/ 人，此值高于世界平均水平( 3．86 ×1015 sej/ 人) ，也高于国内的广州( 19．73 ×1015 sej/ 人) ［14］、上海( 23．19 ×1015 sej/ 人) ［14］、兰州( 6．08 ×1015 sej/ 人) ［12］、徐州( 5． 73 × 1015sej / 人) ［13］。表明西宁市人均能值使用量较高，其主要是由于西宁市具有丰富的自然资源，而人口密度又不大，可以大量使用免费的自然资源的结果［15，16］。图3 西宁市能值货币比率与其它城市的比较Fig． 3 Comparison of emergy dollarratio between Xining and other cities3． 2． 5 可持续发展指数是能值产出率与环境负载率的相对比值。当一个国家或地区的能值产出率高而环境负载率又相对低时，它是可持续的，反之则是不可持续的。可持续发展指数在1 －10 之间时，经济活动富有活力和发展潜力，大于10 时经济不发达，小于1 时为消费型经济系统［17］。西宁市2007 年的可持续发展指图4 西宁市能值自给率与其它城市的比较数为125． 3，这一数值远远大于国内的上海( 0． 30)［14］、广州Fig． 4 Comparison of emergy self －sufficiency ( 1． 13 )［14］等发达地区，也大于兰州( 45． 2 )［12］、徐州( 46． ratio between Xining and other cities 00)［13］等中西部地区。这说明西宁市的经济发展比较落后，可持续性差，在我国经济发展等级中处于较低地位，但同时表明其经济发展有着较大的潜力。结果与讨论( 1) 通过能值分析可以得知，西宁市2007 年的能值自给率为94． 3% ，表明西宁市的自然资源尤其是可更新资源相对丰富，其经济发展主要依赖当地的可更新资源，这就要求我们进一步加强对自然环境的保护，同时要加大对优势资源的开发利用程度。( 2) 西宁市属于资源输出型的生态经济区域。西宁市2007 年的能值货币比率为( 23．1 ×1012 sej/$ ) ，表明西宁市的经济发展水平较低，而且该系统发展主要依赖本地资源，要改变这种状况，需要增强系统的开放性，积极引进区外的先进技术、设备和人才管理经验，使总的可利用能值获得较大程度图5 西宁市人均能值用量与其它城市的比较Fig． 5 Comparison of emergy percapita between Xining and other cities的增长。( 3) 西宁市经济发展的环境压

力小。2007 年环境负载率为0． 15，，这说明西宁的环境压力在生态环境承受范围之内，经济发展造成的环境污染程度相对较轻，但仍然要警惕由于经济发展而可能对生态经济系统产生的环境破环问题。图6 西宁市可持续发展指数与其它城市的比较Fig． 6 Comparison of emergy －based sustainable index between Xining and other cities 注: 西宁数据来源于本研究，兰州为2000 年数据，徐州为1998 年数据，广州和上海为2002 年数据，分别来自于参考文献［12 －14］。·10· 干旱区资源与环境第25 卷( 4) 西宁市2007 年可持续发展指数为125． 3，表明西宁市经济发展的可持续性较差，但也意味着具有较大发展潜力。按照能值分析理论，可持续发展指数与能值是紧密相联的，要实现西宁生态经济系统的可持续发展，就必须使系统输出功率最大化而又不破坏生态环境［7］。这就要求在发展经济的同时兼顾环境保护，才能促进生态经济系统的可持续发展。( 5) 西宁市是典型的中国西部内陆城市的代表，文中对比了西宁市与国内不同区域和发展水平的城市之间的发展指数差异。研究发现，与广州和上海等中国东部沿海大城市相比，西宁市在开放度和对经济腹地区域资源的利用上具有本质差距，而与处于中西部地区的徐州和兰州相比也有一定差距。这种差距一定程度上反映了中国区域发展的差异性和阶段性，东部城市发展具有高度外向性，而西部城市的本地资源潜力巨大。( 6) 能值分析方法将环境要素纳入能值计算范畴，在评价指数中体现了环境及其服务功能对经济发展的贡献，弥补了传统GDP 评价的不足［1］。然而作为一种新的评价方法，它也存在一些亟待解决的问题，其中最主要的是能值转换率问题，人类经济产品的能值转换率因地域、生产水平的不同而有所差异，因此对于不同的资源和产品使用同一转换率是不合适的［1］。另外能值分析方法中缺乏全面衡量生态经济系统可持续发展水平的综合指标。这些问题使文中的分析可能有一定的偏差，因此有待进一步研究。参考文献［1］蓝盛芳，钦佩，陆宏芳．生态经济系统能值分析［M］．北京: 化学工业出版社，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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