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摘要 能值分析的理论和方法现在越来越多地被应用到生态系统的各个领域，该文主要论述了能值分析在农业生态系统中的研究进展及其应用。
关键词 农业生态经济系统；能值分析；尺度；研究方法
中图分类号 Q148 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）23-0325-02
20世纪80年代，能值分析的理论由美国著名的生态学家Odum创立，可转换生态系统内流动和储存的各种不同种类的能量和物质为同一标准的能值，并进行定量分析研究。到20世纪90年代，我国留美学者蓝盛芳将能值理论引入中国，在我国的很多城市、大学以及科研机构等进行了能值研究，后将能值理论应用于多个领域，其中包括在农业生态系统、城市生态系统、森林生态系统以及草地生态系统中的研究。
生态经济系统内部各亚系统间以及其与外部经济、自然环境之间错综复杂。生态系统研究的根本任务是分析系统的经济、生态、社会三大效益，筛选最佳的系统组织模式[1]。近年来，世界各国的学者专家对此均做出了全面的研究和分析。Odum等[2]能值评估了美国的环境、资源、劳务、进出口；蓝盛芳等[3]采用能值分析法分析了中国农业生态系统；严茂超等[4]研究了西藏生态经济系统的能值分析与可持续发展，指出了西藏的可持续发展之路，并对进一步开发西藏资源，实现可持续发展提出了可行性的建议和分析；张耀辉等[5]和刘新茂等[6]分别对海南省农业和广东省种植业系统进行了能值分析，并提出了发展建议。近年来，全球环境与资源问题日益尖锐，人们对农业生态系统能量的研究也越来越重视。总体来说，农业生态系统能值分析的研究主要集中在以下几方面。
1 中国农业生态经济系统能值研究综述
蓝盛芳等[7]把农业系统作为复合的生态经济系统来分析，系统地研究了自然属性和经济特征及其相互关系，解决了能量分析无法克服的不同能质的能量无法比较和加减的难题，得出一系列反映农业生态的能值分析指标体系，并对系统的能量流、物流和价值流进行综合分析，能量分析只能对系统的部分能流加权计算分析。闻大中[8-11]通过研究描述了农业生态系统多样性特征的一些指标，并提出建议。陆宏芳等[12]研究认为能值分析方法用生产某种能量或物质所直接或间接耗用的太阳能值量来衡量该能量或物质的价值，能值分析阶段农业生态系统的能量分析方法亦有不足，如能值指标体系缺乏统一性及系统可持续发展的能值综合评价指标，能值转换率的计算过于繁复等，上述问题的解决与能值分析和能量及耗散分析的结合、能值最大功率的明晰化、物质分析及景观结构分析的结合等共同构成了农业生态系统能量分析发展的几大方向。陆宏芳等[13]从成本价值结构和产出效应价值出发，以顺德市农业系统改革开放22年的发展动态为研究对象，以能值理论方法为主要手段，结合环境经济学方法，开展城市化过程中城市农业系统生态经济动态的分析与评价研究，探索能值方法与环境经济学方法的整合路径，提出一系列生态经济评价指标，认为能值分析方法和环境经济学方法有着较好的互补性和一致性，但在具体指标体系选择与构建及产出端分支的量化上还有待完善。此外，提出了新的评价系统可持续发展能力的能值指标（EISD）=（能值产出率-能值交换率）/环境负载率，即EISD=（EYR×EER）/ELR。
严茂超等[14]运用能值理论与方法，评估中国大陆各省（市）农林牧渔业主要产品的能值及其宏观经济价值，分析比较和排序各省区单位面积产出、人均农产品能值占有情况等指标，综合考虑农林牧渔业主要产品的产出情况，发现山东省产出居全国首位，而通过分析全国农林牧渔业产品的产出指标，发现新疆、西藏等10个省区的土地现实生产力较低。李双成等[15]对中国的经济系统进行研究，结果表明：1978—1998年，除1981年、1989年和1990年外，中国经济发展速度较快，GDP年增长率都在7%以上。经济总量增幅明显，国家综合经济实力明显增强。然而，用基于能值分析的可持续发展指数来衡量，发现中国现行经济发展的可持续性处于下降态势。陈敏刚等[16]研究了中国蚕桑生态系统的内部结构及其与外界自然、环境、经济之间的关系，定量计算反映中国蚕桑生态系统的能值指标，并与中国农业生态系统比较。结果表明，中国蚕桑生态系统亟须提升科技水平，以促进蚕桑资源综合利用。
2 省级尺度的农业生态经济系统能值研究综述
曹志宏等[17]用能值理论分析研究了河南省农业生态经济系统运行的特征，并对影响该地区投入产出的问题进行分析，提出该省可持续发展的意见和建议。吴 磊等[18]采用能值分析方法对湖南省农业生态经济系统进行分析，对2008年湖南省农业生态经济系统运行状况进行分析，并对反映系统结构和功能的指标进行深入分析，结果表明：湖南省农业生态经济系统的能值产出率、环境负载率都比较高，应加快调整产业结构，优化能值投入，提高资源产出率，降低环境复杂率，加强生态环境建设，使该省的农业产业更趋于可持续发展。王闰平等[19]对山西省农业生态经济系统进行分析，对2005年山西省农业生态系统的投入产出状况进行能值分析，结果表明：该省的农业生态系统仍然主要依赖人力，属于传统农业，畜牧业取得了一定的发展，果蔬类产值仍然较小。以后的发展要逐渐转移农村剩余劳动力，发展机械化农业。潘 安等[20]对四川省农业生态经济系统进行能值分析研究，得出四川省人均农产品占有量持续增加，农业属于石油型农业，因此该地区要调整农业内部结构，保持种植业的稳步发展，大力发展养殖业，开发四川省的农村劳动力，加大劳务输出，从而增强四川省的农产品竞争力。吴伟程等[21]对江西省农业生态经济系统进行能值分析，结果表明，2005年江西省农业处于传统农业向现代农业的转型期，环境负载率为0.61，可持续发展指数为1.63，应加强农业基础设施建设，增加能值投入，优化产业结构，增大农技推广力度，以促进江西省农业可持续发展。张希彪[22]对甘肃省农业生态经济系统的投入产出指标等进行了分析，结果表明：该省的农业发展对本地资源过分依赖，加之购买能力不足，导致该地区的资源得不到有效的利用。土地生产水平较低，人均能值用量较低，属于高资源消耗型农业。罗昆燕[23]基于能值理论的贵州民族自治地区农业生态经济发展现状研究，以及王建源、刘继展、王明全、刘自强等人分别对山东、江苏、东北和乌鲁木齐等省份的农业进行的能值分析，得出以上几个省的农业发展处于石油农业阶段。 3 市、地区、县级尺度的农业生态经济系统能值研究综述
熊金林等运用能值分析方法对株洲市2001—2008年农业生态系统的投入产出进行分析，结果表明该地区主要依赖人力，尚处于从传统农业向现代农业转变的过渡时期，环境压力大，空间资源利用率低，需根据当地情况调整农业产业结构，使农业生态经济系统可持续发展。孙会东[24]用能值分析法对临洮县农业生态经济系统投入产出和环境负载率进行系统分析，结果表明，该地区净能值产出率为1.18，环境负载率为6.1，可持续发展指数为0.91，属于不可持续的农业生态经济系统。韩清延等[25]以都安自治县为例，分析了该县的能值产出指标，结果显示：该县的能值利用率低，技术文化水平低，农业经济发展相对落后，对环境的依赖程度高，系统的可持续性较差。高红梅等[26]对天津市的生态系统运行状况进行了定量分析。结果显示：该地区的能值产出率较高，可持续发展能力较强，但化肥、农药和地膜等工业辅助能值大幅增加，对环境压力较大，应加大科技投入，降低以化肥为代表的工业辅助能投入，以促进其农业的可持续发展。刘富刚[27]运用能值理论研究了德州市农业生态经济系统，分析了该区的环境资源和经济特征，结果表明：该地区的农业生态经济系统发展程度相对较低，应进一步调控工业辅助的能值投入，提高可更新资源利用率及科技含量，保证农业生态经济的可持续发展。岳 敏等[28]对甘南藏族自治州农业生态经济系统进行研究，结果表明：本地资源没有得到合理利用，现代化程度不高，在生产过程中，科技含量低，资源浪费严重，农业生产效率低，是一种高消耗低产出的发展模式。应采取措施优化产业结构，增加农业生态系统的产出能力。杨 松等[29]对重庆市农业生态经济系统的能值流进行分析，结果表明：应加强重庆市农业农业基础设施建设及科学技术研究，增加能值投入，增大农业推广力度，优化产业结构。
4 其他特殊区域、地形的农业生态经济系统能值研究综述
尚清芳[30]对甘肃武威绿洲农业生态经济系统动态发展态势进行了能值分析，系统研究1986—2005年甘肃武威绿洲农业生态经济系统发展水平的能值指标及其发展态势，定量分析了资源环境与经济活动的真实价值。靳雪艳等[31]对紫色土区陈家湾流域农业生态经济系统进行能值分析，研究了四川紫色土区的投入产出状况，得出该地区的系统生产效率较高，但经济不发达，农业生产经济尚处于传统农业阶段，应增加能值投入，增大农业科技投入，加强对可更新资源的回收利用率，提高产出率。周 萍等[32]对黄土丘陵区退耕前后典型流域农业生态经济系统进行能值分析，从资源的投入和产出结构角度对黄土丘陵区退耕还林草政策入手，对环境的资源利用、环境压力、能值指标变化进行比较，结果表明：退耕还林后能值产出率大大降低，畜产品的能值产出也有所下降，但是系统优势度有所上升。付 晓等[33]通过研究朝阳市农业生态经济系统，对比能值评价指标，分析农业生态经济系统发展现状，发现对自然资源的过度利用造成了对当地生态环境条件的恶化，由此产生了对不可更新资源的浪费和对环境的破坏。张希彪[34]分析了陇东黄土高原农业生态经济系统，结果表明：该地区的农业发展是建立在对环境资源过度利用的基础上，处在从传统农业向现代农业转型的阶段。该地区的能值投入水平较低，系统生产优势度不高，应采取措施增加农业生态经济系统的产出能力，减少对环境的压力。
5 结语
能值分析在理论上开辟了定量分析研究新方法，提供了一个衡量和比较各种能量的共同尺度，统一了综合分析生态系统和各种生态流的标准，使得生态学和经济学的定量研究方法更加丰富[35-37]。实践上，应用能值可衡量分析整个自然界和人类社会经济系统，定量分析资源环境与经济活动之间的关系及其真实价值。但是，截至目前，人们对农业生态系统的能值分析研究尚未引起重视，同时也意味着这种分析在具体操作上还有诸多难点和障碍[38-39]。由此可见，农业生态系统的能值分析研究将是农业生态系统能量分析工作的一个重点和方向。
6 参考文献
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关键词 农业生态经济系统；能值分析；尺度；研究方法
中图分类号 Q148 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）23-0325-02
20世纪80年代，能值分析的理论由美国著名的生态学家Odum创立，可转换生态系统内流动和储存的各种不同种类的能量和物质为同一标准的能值，并进行定量分析研究。到20世纪90年代，我国留美学者蓝盛芳将能值理论引入中国，在我国的很多城市、大学以及科研机构等进行了能值研究，后将能值理论应用于多个领域，其中包括在农业生态系统、城市生态系统、森林生态系统以及草地生态系统中的研究。
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1 中国农业生态经济系统能值研究综述
蓝盛芳等[7]把农业系统作为复合的生态经济系统来分析，系统地研究了自然属性和经济特征及其相互关系，解决了能量分析无法克服的不同能质的能量无法比较和加减的难题，得出一系列反映农业生态的能值分析指标体系，并对系统的能量流、物流和价值流进行综合分析，能量分析只能对系统的部分能流加权计算分析。闻大中[8-11]通过研究描述了农业生态系统多样性特征的一些指标，并提出建议。陆宏芳等[12]研究认为能值分析方法用生产某种能量或物质所直接或间接耗用的太阳能值量来衡量该能量或物质的价值，能值分析阶段农业生态系统的能量分析方法亦有不足，如能值指标体系缺乏统一性及系统可持续发展的能值综合评价指标，能值转换率的计算过于繁复等，上述问题的解决与能值分析和能量及耗散分析的结合、能值最大功率的明晰化、物质分析及景观结构分析的结合等共同构成了农业生态系统能量分析发展的几大方向。陆宏芳等[13]从成本价值结构和产出效应价值出发，以顺德市农业系统改革开放22年的发展动态为研究对象，以能值理论方法为主要手段，结合环境经济学方法，开展城市化过程中城市农业系统生态经济动态的分析与评价研究，探索能值方法与环境经济学方法的整合路径，提出一系列生态经济评价指标，认为能值分析方法和环境经济学方法有着较好的互补性和一致性，但在具体指标体系选择与构建及产出端分支的量化上还有待完善。此外，提出了新的评价系统可持续发展能力的能值指标（EISD）=（能值产出率-能值交换率）/环境负载率，即EISD=（EYR×EER）/ELR。
严茂超等[14]运用能值理论与方法，评估中国大陆各省（市）农林牧渔业主要产品的能值及其宏观经济价值，分析比较和排序各省区单位面积产出、人均农产品能值占有情况等指标，综合考虑农林牧渔业主要产品的产出情况，发现山东省产出居全国首位，而通过分析全国农林牧渔业产品的产出指标，发现新疆、西藏等10个省区的土地现实生产力较低。李双成等[15]对中国的经济系统进行研究，结果表明：1978—1998年，除1981年、1989年和1990年外，中国经济发展速度较快，GDP年增长率都在7%以上。经济总量增幅明显，国家综合经济实力明显增强。然而，用基于能值分析的可持续发展指数来衡量，发现中国现行经济发展的可持续性处于下降态势。陈敏刚等[16]研究了中国蚕桑生态系统的内部结构及其与外界自然、环境、经济之间的关系，定量计算反映中国蚕桑生态系统的能值指标，并与中国农业生态系统比较。结果表明，中国蚕桑生态系统亟须提升科技水平，以促进蚕桑资源综合利用。
2 省级尺度的农业生态经济系统能值研究综述
曹志宏等[17]用能值理论分析研究了河南省农业生态经济系统运行的特征，并对影响该地区投入产出的问题进行分析，提出该省可持续发展的意见和建议。吴 磊等[18]采用能值分析方法对湖南省农业生态经济系统进行分析，对2008年湖南省农业生态经济系统运行状况进行分析，并对反映系统结构和功能的指标进行深入分析，结果表明：湖南省农业生态经济系统的能值产出率、环境负载率都比较高，应加快调整产业结构，优化能值投入，提高资源产出率，降低环境复杂率，加强生态环境建设，使该省的农业产业更趋于可持续发展。王闰平等[19]对山西省农业生态经济系统进行分析，对2005年山西省农业生态系统的投入产出状况进行能值分析，结果表明：该省的农业生态系统仍然主要依赖人力，属于传统农业，畜牧业取得了一定的发展，果蔬类产值仍然较小。以后的发展要逐渐转移农村剩余劳动力，发展机械化农业。潘 安等[20]对四川省农业生态经济系统进行能值分析研究，得出四川省人均农产品占有量持续增加，农业属于石油型农业，因此该地区要调整农业内部结构，保持种植业的稳步发展，大力发展养殖业，开发四川省的农村劳动力，加大劳务输出，从而增强四川省的农产品竞争力。吴伟程等[21]对江西省农业生态经济系统进行能值分析，结果表明，2005年江西省农业处于传统农业向现代农业的转型期，环境负载率为0.61，可持续发展指数为1.63，应加强农业基础设施建设，增加能值投入，优化产业结构，增大农技推广力度，以促进江西省农业可持续发展。张希彪[22]对甘肃省农业生态经济系统的投入产出指标等进行了分析，结果表明：该省的农业发展对本地资源过分依赖，加之购买能力不足，导致该地区的资源得不到有效的利用。土地生产水平较低，人均能值用量较低，属于高资源消耗型农业。罗昆燕[23]基于能值理论的贵州民族自治地区农业生态经济发展现状研究，以及王建源、刘继展、王明全、刘自强等人分别对山东、江苏、东北和乌鲁木齐等省份的农业进行的能值分析，得出以上几个省的农业发展处于石油农业阶段。 3 市、地区、县级尺度的农业生态经济系统能值研究综述
熊金林等运用能值分析方法对株洲市2001—2008年农业生态系统的投入产出进行分析，结果表明该地区主要依赖人力，尚处于从传统农业向现代农业转变的过渡时期，环境压力大，空间资源利用率低，需根据当地情况调整农业产业结构，使农业生态经济系统可持续发展。孙会东[24]用能值分析法对临洮县农业生态经济系统投入产出和环境负载率进行系统分析，结果表明，该地区净能值产出率为1.18，环境负载率为6.1，可持续发展指数为0.91，属于不可持续的农业生态经济系统。韩清延等[25]以都安自治县为例，分析了该县的能值产出指标，结果显示：该县的能值利用率低，技术文化水平低，农业经济发展相对落后，对环境的依赖程度高，系统的可持续性较差。高红梅等[26]对天津市的生态系统运行状况进行了定量分析。结果显示：该地区的能值产出率较高，可持续发展能力较强，但化肥、农药和地膜等工业辅助能值大幅增加，对环境压力较大，应加大科技投入，降低以化肥为代表的工业辅助能投入，以促进其农业的可持续发展。刘富刚[27]运用能值理论研究了德州市农业生态经济系统，分析了该区的环境资源和经济特征，结果表明：该地区的农业生态经济系统发展程度相对较低，应进一步调控工业辅助的能值投入，提高可更新资源利用率及科技含量，保证农业生态经济的可持续发展。岳 敏等[28]对甘南藏族自治州农业生态经济系统进行研究，结果表明：本地资源没有得到合理利用，现代化程度不高，在生产过程中，科技含量低，资源浪费严重，农业生产效率低，是一种高消耗低产出的发展模式。应采取措施优化产业结构，增加农业生态系统的产出能力。杨 松等[29]对重庆市农业生态经济系统的能值流进行分析，结果表明：应加强重庆市农业农业基础设施建设及科学技术研究，增加能值投入，增大农业推广力度，优化产业结构。
4 其他特殊区域、地形的农业生态经济系统能值研究综述
尚清芳[30]对甘肃武威绿洲农业生态经济系统动态发展态势进行了能值分析，系统研究1986—2005年甘肃武威绿洲农业生态经济系统发展水平的能值指标及其发展态势，定量分析了资源环境与经济活动的真实价值。靳雪艳等[31]对紫色土区陈家湾流域农业生态经济系统进行能值分析，研究了四川紫色土区的投入产出状况，得出该地区的系统生产效率较高，但经济不发达，农业生产经济尚处于传统农业阶段，应增加能值投入，增大农业科技投入，加强对可更新资源的回收利用率，提高产出率。周 萍等[32]对黄土丘陵区退耕前后典型流域农业生态经济系统进行能值分析，从资源的投入和产出结构角度对黄土丘陵区退耕还林草政策入手，对环境的资源利用、环境压力、能值指标变化进行比较，结果表明：退耕还林后能值产出率大大降低，畜产品的能值产出也有所下降，但是系统优势度有所上升。付 晓等[33]通过研究朝阳市农业生态经济系统，对比能值评价指标，分析农业生态经济系统发展现状，发现对自然资源的过度利用造成了对当地生态环境条件的恶化，由此产生了对不可更新资源的浪费和对环境的破坏。张希彪[34]分析了陇东黄土高原农业生态经济系统，结果表明：该地区的农业发展是建立在对环境资源过度利用的基础上，处在从传统农业向现代农业转型的阶段。该地区的能值投入水平较低，系统生产优势度不高，应采取措施增加农业生态经济系统的产出能力，减少对环境的压力。
5 结语
能值分析在理论上开辟了定量分析研究新方法，提供了一个衡量和比较各种能量的共同尺度，统一了综合分析生态系统和各种生态流的标准，使得生态学和经济学的定量研究方法更加丰富[35-37]。实践上，应用能值可衡量分析整个自然界和人类社会经济系统，定量分析资源环境与经济活动之间的关系及其真实价值。但是，截至目前，人们对农业生态系统的能值分析研究尚未引起重视，同时也意味着这种分析在具体操作上还有诸多难点和障碍[38-39]。由此可见，农业生态系统的能值分析研究将是农业生态系统能量分析工作的一个重点和方向。
6 参考文献
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