前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的农业生态系统能值分析综述，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
一、能值理论发展及理论基础
1、理论发展
美国、意大利、瑞典、澳大利亚、日本等国家于20世纪90年代迅速开展了能值的研究，发展中国家随后也投入到能值理论的研究中。蓝盛芳把能值理论、方法和有关研究介绍到我国，出版我国第一本能值专著《生态经济系统能值分析》，随后我国开始了能值理论的深入研究。
2、理论基础
（1）农业生态系统的能量来源
能量可以贯穿整个农业生态系统的结构和功能。太阳辐射到地球表面的能量首先由农业生态系统的植物经过光合作用吸收，经过食物链和食物网进行能量和信息的流动、转化和传递。然后，未经植物吸收的太阳能是地球表面升温，不同地区因地理位置不同得到的太阳辐射热量有所差异。同时，陆地和海洋的比热不同，造成热能在不同的介质中流动而形成凤、洋流和海浪的活动。海洋、地表水蒸发至空中遇冷形成雨、雪等，雨水具有势能，以地表径流方式冲刷地表土壤有机物质，造成土壤流失。煤炭、石油、天然气等化石燃料是生物有机质在地底经过长年累月形成。因此，太阳能是地球上一切能量形式的基础。
（2）农业生态系统的等级理论与能量品质
农业生态系统的组成部分具有等级关系。等级低者为等级高者提供服务、支持，等级高者则具有控制等级低者的功能。在农业生态系统中等级关系如下：各种特性的生产者利用太阳能进行光合作用形成有机体，稻谷、小麦等产品可以为人类生存提供能量、食物，牧草可以继续为草食性动物提供能量、食物，草食性动物最终为人类提供能量、食物。能量在生态系统中的每一个传递、转换过程，均伴随着能量的流失，随着能量由低级生物向高级的消费者转移，能量越来越少。高等级者具有控制低等级者的特性，其单位能量的能量品质较低等级者要高。
（3）农业生态系统能量流动遵循的原理
热力学第一定律：能量由一种形式转变为另一种形式，总量不变。热力学第二定律：能量在由一种形式转换为另一种形式的过程中，有些能量会形成不具有潜能的热形式耗散。因此，随着能量由较低等级的消费者传至较高等级的消费者，其量越来越小；为了产生高等级的能量，必定消耗大量低等级能量。最大功率原则：具有活力的系统，其组织方式必须能够从外界获取能量，并进行有效转换盒利用，通过系统反馈，获得更多的能量，保证系统持续发展的活力与繁荣。为了符合最大功率原则，系统必须做到：
①构建储存高品质能量的系统。
②从能量储存系统反馈能量以增加外界能量的流入。
③使物质得到循环利用。
④建立控制功能，使系统稳定。
⑤与系统外交换不同类型的能量。
⑥对外界环境系统有益，使自身处于有利条件之中。
二、能值评价的方法与步骤
1、能值定义
生产某种类别的能量所包含或需要的另一类别能量的数量。在农业生态系统中，生产出的农产品在形成过程中直接或间接使用的各种能量的总量，即为该物品或服务的能值。能值法就是根据能值分析理论，从农业生态系统角度出发，将自然生态系统与人类经济系统相结合，以太阳能为基本衡量单位，与能量流图相互补，来研究分析不同时间和空间尺度下的自然和人类—农业生态系统的能量经济行为。
2、能值分析步骤：
（1）农业生态系统相关资料收集
通过调查、测定、计算、收集研究农业生态系统的投入与产出、气象资料等数据，进行整理分类及存储处理。数据的获取可参照权威的统计部门资料和实地考察。
（2）绘制农业生态系统能量系统图
以奥德姆的能量系统语言图例，绘制详细的农业生态系统能量图，组织上个步骤收集的资料，形成包括系统主要组成部分和相关关系及能流的系统能量图解，概括研究对象各组成部分和环境的关系。
（3）编制能值分析表
列出农业生态系统的主要能量来源和输出项目，计算能值分析表中各类别资源能流量，以J为单位，物质以g为单位，将各类别能量、物质转换成共同的能值单位，编制出云南省农业生态系统投入与产出能值表。
（4）构建农业生态系统能值综合系统图
为简化第二步复杂的能量系统图，可将重要的性质类似的项目集结和综合，构建能够体现系统资源能值机构及其产出的综合系统图，以便整体分析评价。
（5）建立能值系统分析指标体系
由第（3）步的能值分析表及第二步的集结性系统图，可进一步建立并计算出一系列反映生态与经济效率的能值指标体系，以分析经济界面，评价农业生态系统对经济系统的贡献和经济对农业生态系统的作用。
（6）系统发展评价和策略分析
通过能值指标分析和系统结构功能的能值定量分析，为制定正确的系统管理措施和发展策略提供科学依据，指导生态经济系统良性运行与可持续发展。
三、能值转换率
为了顺利完成能值指标的计算，需要收集相关的数据，根据气象资料和统计年鉴和实践调查可以得到指标的数据。农业生态资源的投入与产出项目可以认为是由太阳辐射能直接或间接得到的产品，产品的能值转换率等于它包含的能值除以它的能量（质量），即单位能量（质量）所包含的能值。实际使用的能值单位是太阳能焦耳。不同类别的能量具有不同的能值，因而在能量系统中所处的不同能级，或以不同能量形态存在的能量则具有不同的能值转换率。产品形成过程中用于转化的能量越多，即消耗的能值越多，则该产品的能值转换率就越高。这是因为产品形成所进行的每一次能量转化过程，均有许多有效能量被消耗，结果转化成数量少得多的另一种能量。因此，新产品的能值增加了，但其蕴含的能量相对于输入应用的能量而言则降低，每单位产出能量的能值明显增大，产品的能质和能级提高。能值转换率就是衡量能量等级的尺度，而且明显地使用于一切物质、能量或信息。宇宙中有多少能量等级，就有多少能值转换率。奥德姆从地球作用的角度换算出自然界和人类社会主要能量类型的太阳能值转换率。自然资源及其产品能值转换率比较一致，而人类经济产品的能值转换率则因生产水平和效率差异而出现差别。因此对于农业生态系统中投入与产出项目的能值转换率可以参照奥德姆和蓝盛芳等的研究成果。
四、能量计算
在确定好太阳能值转换率之后，要找到各个项目的能值总量，需要找到各个项目的原始能量和能质的总量原始数据。参照相关资料，得出各个项目的能量计算公式。
（1）太阳能=太阳常数×日照时数×面积×（1－反射率）。
（2）风能=高度×空气密度×涡流扩散系数×风速梯度×总面积。
（3）雨水势能=总面积×平均海拔×平均降水量×雨水密度×重力加速度。
（4）雨水化学能=农业用地面积×平均降雨量×雨水的吉布斯自由能×雨水密度。
（5）潮汐能=总面积×0.5×潮汐次数×潮高的平方×水密度×重力加速度。
（6）地球旋转能（地球循环能）=区域面积×热通量。
（7）土壤流失能=（土壤流失量－土壤生成速率）×区域面积。
（8）表层土损耗能=耕地面积×土壤侵蚀率×单位质量土壤的有机质含量×有机质能量。
（9）其他一些主要原料、燃料、产品能值计算。公式=项目的年消费量或者年生产量×相应的能量折算系数。
五、结语
能值研究在我国开展已经20多年，由农、林、牧、副、渔子系统扩展到农业生态经济和城市生态经济系统等多个领域，并产出大量研究成果，对生态环境的可持续发展提供了数据指标。发达国家已经开始了大范围的农业生态系统的能值统计，中国部分省份也在开展农业生态系统的能值统计，不过西南地区开展工作较晚，研究成果较少，因此西南地区的农业生态系统的能值统计成为今后的研究重点。农业生态系统能值统计工作往往缺乏方法指导，研究内容对农业生态系统能值统计和评价具有指导意义。
作者：宋嘉 熊理然 刘云 单位：云南师范大学