太湖流域水资源能值转换率计算与研究

从水资源复合系统的角度出发,对复合系统进行能量分析,提出运用能值理论与方法对流域水资源定量分析的思路。论述了能值的基本理论与方法,以太湖流域水系为研究对象,绘制了流域水资源能值系统图,并编制能值分析表,对流域2007—2011年供水水资源的能值转换率进行计算。研究表明:流域水资源能值转换率呈逐年增大趋势,与流域近年为改善流域水环境,加大水环境综合整治及系列工程项目的情况吻合;另外,人工干扰下水资源的能值转换率较天然水资源平均增长24.3%,而且这种增长也呈逐年上升趋势,从2007年的4.31%到2011年的36.4%,说明流域水资源量虽丰富,但安全供水的代价却越来越大。水质型缺水将是20世纪面临的新挑战。

复杂河流水体能值转换率研究

以含有水利工程和支流汇入的复杂河流为研究对象,在考虑了可更新资源、不可更新资源、经济社会反馈和负产出投入能值的基础上,建立了水库水体能值转换率数学模型;考虑水量和能值平衡,建立了支流汇入后干流水体能值转换率数学模型,进而提出了复杂河流水体能值转换率的计算方法,经计算,六冲河干流夹岩水库入库河水化学能平均能值转换率由4.85×10^4sej/J增至下泄后的1.15×10^5sej/J,经过支流白甫河的汇入,汇入点至洪家渡水库间的干流水体能值转换率变为8.87×10^4sej/J.实例研究表明:水利工程的作用和支流的汇入,使得干流水体能值转换率存在空间差异.受水利工程影响后,干流水体能值转换率显著增加;受支流汇入影响后,干流水体能值转换率介于支流和汇入点前干流水体能值转换率之间.

海洋自然资本评估中生物能值转换率的研究

自然资本评估是研究生态系统服务与社会经济发展的重要方式。由于海洋具有特殊性和复杂性、开放性、流动性和多层次耦合性等特点,海洋自然资本评估方法的研究进展缓慢。能值分析理论通过能值转换率将生态系统内流动和储存的各种不同类别的能量和物质转换为同一标准的能值,可衡量和比较不同等级的能量价值,系统完整地反映自然资本价值,这一特点是其他评估方法所缺乏的。为精确量化海洋生物资本价值,本研究引入海洋食物网信息能流图和生态系统能量传递规律,提出了生物能值转换率的经验公式,即Tn=T1·E^1-nL(T1为初级生产者的太阳能值转换率,n为营养级,EL为林德曼效率)。为验证经验公式的可行性,选用相关案例进行了研究,得到海洋食物网中不同食性生物所处营养级及其相应的能值转换率。经验公式有一定误差,具体应用时应通过调研文献和相关数据,确定关键参数的取值范围以提高准确性。本研究得出的经验公式简化了海洋生物能值转换率的计算方法,促进了能值分析理论在海洋自然资本评估中的进一步应用。

探究水力发电的能值转换率计算方法

文章主要针对水利发电的能值转换率计算方法进行分析,结合当下水利发电的能值转换率计算方式应用现状为根据,从水利发电的能值转换率研究方法、相关资料分析以及主要是产出于产入等方面进行深入探讨,主要目的在于更好的推动水力发电行业的发展与进步。

水力发电的能值转换率计算方法

能值转换率是能值计算分析的关键参数。论文根据资源产品的特征和属性,在分析水电工程建设主要投入产出的基础上,提出了水力发电的能值转换率计算方法。案例研究表明:1)中国水力发电的能值转换率总体呈减小的趋势,由2003年的2.41×1012se J/k Wh减小到2014年的5.69×1011se J/k Wh,但于2011年后逐步趋于稳定;2)中国水力发电的能值转换率,与美国水力发电的能值转换率相当,高于利用太阳能发电技术输出的电力的能值转换率,低于热电厂输出的电力的能值转换率;3)影响中国水力发电能值转换率的主要因素是水库淹没及水利设施占用的土地,以及土石方等不可更新资源的投入。研究提出了减小水力发电能值转换率的4个有效途径,并得到了水力发电的能值转换率,可为水电工程生态效应定量分析提供基础数据。

综合利用水库水体能值转换率研究

以综合利用水库为中心的水资源工程系统为研究对象,基于水库水量和水体能量变化分析,在考虑可更新资源、不可更新资源、经济社会反馈和负产出投入能值的基础上,建立了综合利用水库的水体能值转换率、供水工程及水电站能值转换率的数学模型,并以夹岩水利枢纽及黔西北供水工程为例进行验证。实例研究表明:能值转换率的计算与水资源利用方式有关,对于兼有供水、发电的综合利用水库,应同时计算化学能及重力势能能值转换率;不同工程的水体能值转换率不同,水库水体能值转换率最低仅为7.19×10~4sej/J,毕大工程水体的能值转换率最大为1.48×10~5sej/J,总干渠、南干渠和北干渠前段的水体能值转换率居于其中,随着供水工程延伸,水体能值转换率越来越大。

双台河口湿地生态系统物质生产服务价值评价去重复性计算研究

重复性计算在生态系统服务评价研究中是一个突出的问题,严重影响评价结果的准确性,如果不能正确地去除湿地生态系统服务价值评价中重复计算的部分,会使评价结果的可信度降低。文章在传统能值理论的能值转换率基础上,根据能值流程图,提出了能值转换系数的概念,对双台河口湿地生态系统物质生产服务价值进行了评价,以期找到合理的方法将评价过程中产生的重复性计算剔除,使得评价结果更加准确。通过对稳定系统中"分离(split)"、"反馈(feedback)"、"共产物(co-product)"3个基本机制的"预先分析"以看出,未经能值流程图预先分析的能值转换系数结果与经预先分析的结果相比,存在12%~38%的误差,预先分析后的结果更加准确。在此基础上,对双台河口湿地生态系统物质生产服务价值及重复性计算进行了评价。研究结果显示,双台河口湿地生态系统物质生产服务功能年能值价值为34.54×10^(19) sej·a^(-1),在评价过程中产生的重复性计算量为5.95×10^(19) sej·a^(-1),评价过程中重复性计算剔除率为15%,表明在对双台河口湿地物质生产服务进行价值评价时,产生的重复性计算问题不可忽视。通过对湿地生态系统服务流程图的描绘,可以有效剔除评价过程中产生的重复性计算,更加精确地量化湿地生态系统服务的价值。同时,该方法不仅适用于湿地生态系统,对其它生态系统服务价值的评价也有一定借鉴意义。

生态经济系统的一种整合评价方法:能值理论与分析方法

能值理论与分析方法是目前系统生态学和生态经济学发展的新成果,为复合生态系统开拓了一条定量研究途径,是连接生态学和经济学的桥梁。其理论研究与实践应用具有重要的科学意义和应用意义。文章论述了能值分析理论与分析方法的产生背景、过程、主要的基本概念、特点,指出了其需要解决的问题;并以种植业系统为例,简要介绍了能值分析的基本方法和步骤以及能值指标的计算。

能值方法与存在问题分析

能值评价是以能量为工具分析开放系统热力学的一种环境会计方法,它用能值为统一标尺衡量不同质别的能量,是以生态-经济为中心的评价方法。笔者讨论了能值的基本概念、工作流程和草业内涵,比较了国内外研究的异同,指出国内研究需加强能值理论的研究,与国际同行一道完善、加速发展能值的方法论。从能值量化、最大功率原则、能值时间尺度、能值配置、能值与其他热力学参量间关系,以及能值与经济学关系等方面分析了能值基本特征和主要存在问题。虽然能值分析能解决很多其他评估方法不能量化产品与生态服务,但总体上方法过于简化、容易产生误导和评估结果不准确等缺陷,需要理论与方法论的协调发展。分析认为,选择合适参数,进行能值量化,能值综合评价方法,能值与其他热力学参量间关系明晰,能值形成过程时间尺度分析等,可能成为未来能值分析的主要研究方向。

基于能值分析的江苏生态经济系统发展态势及持续发展对策

能值分析方法可同时定量研究生态经济系统中环境资源与经济活动的真实价值,因而对合理评估区域经济发展水平、制订正确的社会经济发展对策具有十分重要的意义。文章运用能值分析方法对江苏生态经济系统的发展现状及近20年来的发展态势进行了定量分析,并提出实现江苏生态经济系统持续发展的对策建议。

黑龙江省西部沙地生态经济系统能值分析——以泰来县为例

运用能值分析方法对泰来生态经济系统中能量、资源流动及系统的状况进行了系统的分析,对基于能值分析的可持续发展指数的研究表明该县开发程度低,经济发展落后,并从能值分析角度提出保护本地可更新资源、提高能值反馈率、提高科技含量等相关对策,为泰来制定可持续发展战略提供了基础数据与科学依据。

江苏环境经济系统的能值分析与可持续发展对策研究

能值分析将自然资本的价值纳入人类社会环境经济系统评价范畴 ,解决了传统方法无法衡量自然资本服务价值对经济过程的影响问题。文章通过对江苏主要能值指标的分析 ,得出江苏环境经济系统近 2 0年来的发展是不可持续的 。

宁波市生态经济系统的能值分析研究

能值分析是用于度量自然资本和生态系统服务功能的新方法。该文运用能值理论和方法对宁波生态经济系统的总能值流量、能值货币比率、能值功率密度、环境负载率、人口承载量等主要能值指标进行了定量研究,并提出相关政策建议,为宁波市制订可持续发展战略提供科学依据。

基于能值分析的规模化沼气工程沼液回流工艺生态效益评价

为评价沼气工程沼液回流以及不回流2种模式的优劣,该研究引入相对能值转换系数和生态投入能值的概念,给出了三沼分配产出能值的方法,并选取D(CSTR工艺)和L(USR工艺)2座具有代表性的沼气工程实例应用,每个工程均设定沼液回流和不回流2种模式相对应,利用能值评价指标对2座工程进行了详细的分析。结果表明D工程各项评价指标优于L工程,沼液不回流模式优于沼液回流模式;但当沼气工程无途径消纳产生的沼液时,回流模式可以降低沼液对周边环境的污染,此时沼液回流模式优于不回流模式,L工程周边土地较少,采用回流工艺使环境负载率由2.15降低为1.05,能值可持续指标由0.41增加到0.93。采用何种模式要根据工程实际情况而定,建议沼气工程每处理每吨VS(鸡粪)需配备的土地为0.5hm^2/t,处理每吨VS(牛粪)需配备土地0.2hm^2/t,当周边土地小于需配备土地时,沼气工程应适当采用沼液回流。

深圳市滨海湿地两个观光农业系统的能值整合研究

应用能值研究方法对深圳市海上田园旅游区的芦花湖和农家小院两个观光农业系统进行了生态经济分析。从系统和子系统两个层面,进行了能值产出、环境负载、可持续发展能力的评价与比较;与珠三角另一个观光农业系统(百万葵园)、两个基塘农业系统(菜-鱼、菜-猪-鱼)和一个巴西基塘系统(谷-猪-鱼)进行了横向比较。从货币收益的角度看,农家小院系统的费用使用效率、商品生产获利能力要优于芦花湖系统。但能值整合分析却显示出不一样的结果:两系统内旅游业子系统的能值交换率较高,而二者的农牧业子系统及农家小院系统的水产业子系统的能值交换率均较低,其生产效率仍有待提高。芦花湖系统的环境负载率为7.31,能值可持续发展指标为0.255,分别是农家小院的0.25倍和2.26倍,因而更具长远发展优势。与传统农业相比,观光农业的能值交换率和环境负载率整体偏高,表明其在经济效益创造上优于传统农业,但在自然资源利用和环境压力,以及可持续发展能力等方面与传统农业尚存在差距,在今后的发展中需借鉴传统农业的经验并加以改善,防止观光农业发展中绿色产业褐色化现象的发生。

徐州市生态经济系统的能值分析

本文应用能值理论,对徐州地区生态经济系统进行了分析,主要涉及能值投入率、能值使用强度(能值密度)、人均能值使用量、人口承载力、电力能值使用量比、能值—货币比、环境负荷率、净能值产出率、可持续发展指数等9个指标及其发展趋势,并与其他国家和地区的有关指标进行了比较研究。结论表明,徐州市是资源输出型的生态经济区域,经济发展仍处于欠发达阶段,还有较大的经济发展潜力。

基于能值理论的耕地质量评价研究——以河南省为例

耕地质量评价是耕地质量管理及可持续利用的基础。基于能值理论,利用耕地投资回报率和压力系数分别衡量耕地的产出能力及可持续利用能力,建立了耕地质量评价模型,并用该模型测算了1999—2008年耕地质量指数动态变化和2008年各地市的耕地质量指数分布。结果表明,由于耕地生产投入回报率下降和压力系数上升,近10年来河南省耕地质量呈缓慢下降趋势;2008年耕地质量指数区域分异明显,主要是耕地压力系数区域差异显著,耕地投入回报率也有一定的影响。建议河南省应转变耕地能值投入结构,改善耕地生态环境,提高耕地生态系统的回馈产出能力;中北部经济相对发达的地市是耕地质量管理的重点区域。

工业系统能值理论应用研究进展

能值理论由于考虑了环境投入以及将不同物质和能量置于同一个平台上进行评价的特性而得到了广泛的应用。鉴于能值理论研究的深入以及工业系统自身的复杂性,本文系统回顾了能值理论在工业系统中的应用与相关理论研究进展,总结了其在能值指标体系的建立与改进、能值代数的阐释以及联合其它理论方法对工业系统进行评价等热点问题的研究情况,同时指出构建统一的能值评价体系以及对系统内部进行更深入的研究将会成为新的能值理论研究方向。

生态经济系统的能值研究——以攀枝花市生态经济系统为例

生态经济系统是一种最广泛阐述生态系统与经济系统之间关系的体系,重点探讨人类社会的经济行为与其所引起的资源和环境嬗变之间的关系,它是生态系统与经济系统相互交叉具有边缘性质的研究领域。生态经济系统研究的对象是复杂的生态经济巨系统,其目的是研究人类经济活动与生态环境关系及其规律,指出了人类社会子系统的存在必须依赖于生态经济系统的平衡和自调节机制。目前具有多种生态经济系统研究的方法,本文选用美国著名生态学家H.T.Odum于20世纪80年代创立的能值分析(emergy analysis)理论和方法对区域的可持续发展进行度量和评估。利用各种资源的能值转换率(transformity),将其以太阳能焦耳(Solaremjoules)为统一尺度,解决了不同类型能量之间无法进行核算问题,为我们提供了一种新的能量分析理论。

现代绿洲生态系统的能值特征及其规律

生态系统的能值特征是生态系统结构与功能的综合性反映,也是生态系统物质循环、能量流动以及信息传递特征的反映.应用能值分析的原理与方法估算了新疆北屯绿洲生态系统能值特征.结果表明:北屯绿洲生态系统2005年末的能值投入为7.84×1020sej,产出为7.46×1020sej.从能值角度讲,北屯农业经济系统能值输入主要依靠外界有偿能值,属于资源输入型,对外界依赖程度较高,环境资源利用率低,相关的能值指数从不同角度反映了绿洲生态系统的能值特征及耗散机制.