能值分析在生态经济中的应用

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能值分析在生态经济中的应用

 

美国著名生态学家、系统能量分析先驱H.T.Odum于20世纪80年代创立了能值分析的方法和理论。能值是一种流动或贮存的能量中所包含的另一种类别能量的数量,即产品或劳务形成过程中直接或间接投入应用的一种有效能量[1-2]。能值分析是以能量为基准,把生态系统或生态经济系统中不同种类不可比较的能量换算成同一标准的能值来衡量和分析。能值分析方法的提出,克服了传统经济学与能量分析方法无法在统一的尺度上对不同质的资源价值进行量化计算的局限,为量化分析、评价自然及经济活动的产品和服务提供了一个统一的平台。中国学者于二十世纪90年代中期开始把能值理论应用于生态经济系统的分析,主要应用于自然生态系统、农业生态系统[3]、城市生态系统[4]、工业生态系统[5]以及区域生态系统[6-9]的发展现状和可持续性的分析、评价。目前对三江平原黑土区进行能值分析还鲜有报道。本研究将为佳木斯市合理开发自然资源,实现经济的可持续发展提供基础性数据与依据。   1佳木斯市概况   佳木斯市地处中国东北部,位于黑龙江、乌苏里江和松花江汇流的三江平原腹地。东邻双鸭山市,西依哈尔滨、伊春市,南接牡丹江、七台河、鸡西市,北邻鹤岗市,东隔乌苏里江、北隔黑龙江与俄罗斯的哈巴罗夫斯克(伯力)边区相望。全市总面积3.27万平方公里,总人口251万。佳木斯市是黑龙江省东部地区的经济、文化中心和重要的交通枢纽。这里资源丰富、土质肥沃,是世界三大黑土平原之一的三江平原主体。佳木斯市属中温带大陆性季风气候,冬长夏短,无霜期130天左右,年有效积温平均值为2521℃,年平均降水量510毫米左右。   2佳木斯市生态经济系统的能值分析   2.1方法与步骤   第一,收集佳木斯市的自然地理、社会和经济发展等各方面的资料,分析该区生态经济系统运行的主要成分和能值流,建立包括国内生产总值、人口等主要能值流在内的基础数据库;第二,编制各种能值分析表,计算系统的主要能量流、物质流和经济流;第三,建立能值指标体系,由能值分析表及系统能值综合结构图,进一步建立和计算出一系列反映生态与经济效率的能值指标体系,诸如能值投入率、净能值产出率、人均能值量、能值交换率、环境承载率、能值密度、能值/货币比率等;第四,根据能值分析结果,对佳木斯市生态经济系统的发展状况做出评价,为佳木斯市生态经济系统的可持续发展提出相应对策和建议。   2.2佳木斯市能值分析的框架及赋值   根据H.T.Odum等相关研究成果,对佳木斯市资源、环境等方面的资料转换计算,可得2007年佳木斯市经济系统能值分析的基础数据(见表1)。该数据反映了2007年佳木斯市生态经济系统能值流的分布态势。由表1可以看出,在2007年佳木斯市生态经济系统中,可更新资源(包括雨水和地球旋转)的能值投入为2.54×1021sej,占佳木斯市能值使用量的34.48%。可更新资源产品以粮食、肉类和牛奶的能值量为最大,分别为4.89×1021sej、4.18×1021sej和7.44×1020sej,合计占本地可更新资源产品的82.92%。在不可更新资源的消耗中,以水泥和电力的能值为最大,分别为2.29×1021sej和1.11×1021sej,占总能值使用量的45.10%。佳木斯市环境经济系统反馈能值为5.16×1020sej,主要指进口商品,占总能值使用量的6.85%;出口能值总量为2.18×1021sej,占总能值使用量的29.56%;废弃物总能值4.13×1020sej,占总能值使用量的5.61%。宏观经济价值是指某种资源或产品所具有的能值相当于多少流动的货币,某一资源或产品宏观经济价值较高时,表明它对经济贡献率较大。   2.3佳木斯市生态经济系统能值指标的计算与评估   根据以上数据,应用H.T.Odum给定的能值指标计算公式,以历年佳木斯市相关统计资料为依据[10],编制了用于系统发展水平分析的2001-2007年佳木斯市生态经济系统能值分析表(见表2)。同时又将佳木斯市2007年主要能值分析指标与同年部分国家和中国江、浙两省及宁波市进行比较,可得如表3所示。根据表2与表3可分析佳木斯市经济发展主要能值指标变化趋势。   (1)能值货币比率是指全年消耗的总能值与该年度国内生产总值的比值。单位货币相当的能值量,反映了系统货币的实际购买能力。能值/货币比率高,单位货币能值高,经济开发程度较低;反之则开发程度较高。佳木斯市2007年能值货币比率为3.17×1012sej/$,接近世界平均水平,高于大多数国家和地区。说明本市的经济发展水平还不高,经济基础比较落后的现状。   (2)能值功率密度指单位时间单位面积上流动的能值。能值密度更能反映一个国家或地区经济发展水平,发达国家或地区的能值密度远远高于不发达国家和地区。佳木斯市环境经济系统的能值功率密度低于江、浙两省及宁波市,高于印度和世界平均水平。废弃物占总能值使用量的比例可衡量能值使用的有效性及经济活动对环境资源的破坏程度。2007年佳木斯市废弃物的能值占总能值5.61%,经济活动对环境的破坏不十分明显。   (3)电能是高品质的能量,电力能值占总能值的比例,可以反映一个国家或地区的开发程度和人民生活水平。一般情况,发达国家电力的使用程度大大高于发展中国家。佳木斯市这一指标很低,说明其工业化程度很低,人民生活水平也较低。   (4)环境负载率代表了系统能值利用强度或环境所承受的压力。佳木斯市环境负载率为1.9,远低于其它国家和国内发达地区,高于印度和世界平均水平,说明经济的发展对环境资源的压力较小。   (5)人口承载力的计算结果可见,2001年-2007年佳木斯市生态经济系统的人口承载力上限和下限都不大,其中,2007年人口承载力的上限与下限分别为6930000和866000,而该年底佳木斯市总人口为2510000人,超过下限承载量。同时,由2001年-2007年承载力的变化趋势可见,佳木斯市生态经济系统的人口承载力有减小的趋势,因此,保护环境、保护资源是实现该区可持续发展亟待解决的基本问题。#p#分页标题#e#   (6)由表2可以看出,驱动经济发展的本地资源占总能值投入的比例由2001年的96.24%下降到2007年的92.99%,说明外界输入能值是增加的,但由表3又可看出,佳木斯市该项指标明显高于其它5地,说明佳木斯市生态经济系统运行过程中接受的外部反馈输入仍极低。(7)表2数据表明,流入佳木斯市生态经济系统的总能值、人均能值消费量在近6年呈增长趋势,总能值由2001年的4.97×1021sej增加到2007年的7.34×1021sej,人均能值消费量由2001年的2.07×1015sej/人增长到2007年的2.93×1015sej/人。人均能值用量是反映一个国家居民生活质量的主要指标之一,人均能值使用量越高,表示该国(或地区)人均享受的能值越高,一般来说,生活水平也越高。通过表3可以看出佳木斯市人均能值比江、浙两省和宁波及美国都低,并低于世界平均水平,但稍高于印度,这说明佳木斯市的平均生活水平很低。   3基于能值分析的佳木斯市生态经济系统可持续发展对策   基于能值分析的可持续发展指数体系(ESI)是建立在输入(R+N+IMP)、输出(EXP)及反馈(IMP)能值流之间运算基础之上的。ESI是对能值产出率(NEYR)与环境负载率(ELR)的相对比较。NERY=(R+N+IMP)/IMP,ELR=(IMP+N)/R。很显然,如果一个国家或地区的经济系统能值产出率高而环境负载率又相对较低,则它是可持续的,反之是不可持续的,但并不是ESI值越大,可持续性越高。ESI<1为发达国家,ESI值在1和10之间表明经济系统富有活力和发展潜力,ESI﹥10则是经济不发达的象征。通过前面数据计算得出佳木斯市2001、2003、2005、2007年的ESI值分别是32.05、21.74、9.82、7.50。佳木斯市驱动经济发展的本地可更新资源占总能值的投入比超过92.99%,能值货币比率较高,电力占总能值的比例远低于其它国家和地区,这都说明佳木斯市经济发展中应用的资源能值基本上都是依靠本市的资源系统,其工业化程度和经济开发程度较低。针对以上问题,我们认为:   第一,增加开放程度,尤其是扩大对俄的进出口贸易。环境经济系统作为耗散结构系统,必须不断地从外界输入负熵流,以保持系统的有序性。佳木斯市位于东北亚经济中心,濒临俄罗斯,地理位置优越。利用优惠政策招商引资,借助外力发展自己。在引入资金能值的同时,还要重视先进技术和管理经验等无形的科技能值的引进、消化和创新,形成适合佳木斯市的放大能值。利用口岸优势,发展加工贸易。增加外贸出口产品的种类和数量,提升出口产品的档次和数量,增加产品的附加能值,扩大市场占有份额,提高产品的竞争力。   第二,调整产业结构,提高资源利用效率。目前佳木斯市总能值用量的92.99%来自于区内,其中58.5%为不可更新资源,电力能值仅占总能值用量的15.09%,说明佳木斯市的经济增长主要依靠原材料的大量投入来实现,是典型的资源、数量型经济,这种传统的高资源消耗的粗放经济增长模式,使佳木斯市产业结构层次低,效益比较差。资源开发导向型区域的经济增长是不稳定的,因此必须加快对工业产业结构调整,改变目前的资源初级开发和粗加工型状况,努力进行新能源(风能、太阳能、生物质能)的开发和应用。大力发展农畜产品加工工业,延伸产业链条;加强循环经济的建设,减轻环境压力。   第三,加快现代农业发展,尤其是发展绿色无公害农业。随着经济的发展,生活水平的提高,人们对于绿色无公害产品的需求不断增加,可利用三江平原的农业资源优势,扶持农业龙头企业,发展绿色无公害产品,增加产品附加值,促进农业经济健康可持续性发展。   第四,加强旅游业的发展。旅游收入是外部能值输入的主要部分,且旅游业的发展可以带动相关众多产业的发展,加快能值的流动。佳木斯市位于三江平原腹地,有着全国最大的湿地景观-三江湿地和冬季冰雪景观;原始的人文景观-赫哲族民俗风情。因此应大力发展国内国际旅游,把旅游业作为经济发展新的增长点。