能值分析理论的生态学意义

符瑞晨

一、能值分析理论提出的意义

生态系统(ecosystem)指由生物群落与无机环境构成的统一整体。生态系统的范围可大可小，相互交错，生态系统是开放系统，为了维系自身的稳定，生态系统需要不断输入能量，否则就有崩溃的危险;许多基础物质在生态系统中不断循环，其中碳循环与全球温室效应密切相关，生态系统是生态学领域的一个主要结构和功能单位，属于生态学研究的最高层次。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。

20世纪80年代后期，国际系统生态学和生态经济学领域发展出新的科学概念和度量标准—能值。能值新理论和方法为生态系统、生态经济系统及人类生产活动的研究开拓了一条定量研究的新途径，从能量发展到能值，从能量分析发展到能值分析研究，在理论和方法上都是一个重大的飞跃，在国际学术界引起了强烈的反响并被广泛应用。

二、能值分析的理论基础

能值(Energy)，是指某种流动或贮存的能量所包含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能量的总和。能值不等于实际的能量，而是一定类别和一定数量的能量在一定时间和空间的聚集，其实质上是体现能(Embodied energy)或能量记忆(Energy Memory)，由于各种资源、产品或劳务的能量均直接或间接的起源于太阳能，故多以太阳能值(Solar Energy)来衡量某一能量的能值大小，其单位为太阳能焦耳(Solar Emjoules，即sej)。能值理论以能值为基准，把生态系统或生态经济系统中的物流、能流和价值流转换成同一标准的能值进行评价分析，从而可以定量揭示各种系统的结构、功能、特征及其生态经济效益。

能值分析是以能值为基准，通过能值转化率把生态系统或生态经济系统中不同种类、不可比较的物质流、能量流、价值流以及生态系统服务功能转换成同一标准的能值来衡量和分析，有效地将自然资本的价值纳入了社会经济系统，并将自然、社会和经济等亚系统有机的统一起来。能值分析通过净能值产出率(EYR)、能值投资率(EIR)、能值自给率(ESE)、能值交换率(EER)、能值货币比率(EDR)、能值使用强度(ED)、环境负载率(ELR)、能值可持续发展指数(ESI)等一系列能值指标，来综合评价生态系统或生态经济系统的结构、功能、特征及其生态经济效益，并通过不同地区之间各能值指标的横向比较以及同一地区不同时间各能值指标的纵向比较，来综合揭示系统的可持续发展状况。能值分析方法自创立以来，已在国家、省域、城市、县域、自然资源、工农业等各种生态系统或生态经济系统中得到了广泛的应用和高度重视。

系统的能量等级(Energy hierarchy)密切相关能量在生态系统的食物链中传递转化的每一过程中，根据热力学第二定律，具有较多能量耗散流失，因此，随着能量从低等级的太阳能转化为较高质量，或更高质量更为密集的能量，能量数量的递减伴随着能质和能级的增加。某种能量的能值转换率越高，则表明该能量的能质越高。在能量等级系统中的阶层就越高。

三、学术价值

能值理论和分析方法是由著名生态学家、克莱福奖得主、“系统生态学之父”H.T.Odum创立的，他从20世纪50年代开始生态系统能量分析研究;70年代发展出独创性系统生态学理论方法;80－90年代发展出能值分析理论方法。能值分析的学术思想重视人类社会与环境的相互作用关系，强调人与自然的和谐，从能量、体现能发展到能值，从生态系统理论发展到能量系统理论，从能量分析发展到能值分析，在理论和方法上都是一个重大飞跃。能值理论与分析方法是一种新的环境－经济价值论和系统分析方法，涉及的学科面广，不仅涉及系统生态学、生态系统生态学、能量学、资源学、环境学、系统学、地球科学等自然科学，同时涉及到经济学、社会学、未来学等人文学科。能值被认为是联结生态学和经济学的桥梁，具有重大科学意义和实践意义。在理论上，能值分析为生态经济系统开辟了定量分析研究的新方法，提供了衡量和比较研究方法。

四、应用价值

随着人口迅速增长和经济不断发展，人类对地球的影响空前加大，在人口、资源、环境与经济发展关系上出现了一系列的尖锐矛盾。如何正确分析和处理人与自然、环境与经济的关系，实现可持续发展，是人类面临的严谨问题。为此，长期以来人们一直在寻求一种可以衡量和分析自然环境与人类经济关系的共同尺度。经济系统流通的货币是一种衡量人在经济活动中的作用和贡献的工具，其流动不经过自然和人类社会经济，可用于表达和了解生命与环境、人与自然的关系。然而，不同类别的能量存在质与价值的根本差异，不可加减和比较，至于自然环境资源与经济的本质关系，用一般能量单位更无从衡量和表达。近20年来，国际上发展出能值新概念、理论方法，为衡量和表达环境资源和经济提供了共同的度量标准。能值为环境、资源、人类劳务、信息和发展决策的分析评价提供了新尺度。生态经济系统的能值分析是以能值为共同标准，综合分析评价系统的能物流、货币流、人口流、信息流，得出一系列反映系统结构和功能特征与生态经济效益的能值指标，评价系统的可持续发展性能及决策。在实际应用中，以“太阳能值”衡量某一能量的能值，可以衡量和比较不同类别、不同等级的能量的真实价值，把不同种类、不可比较的能量转换成可以进行比较的同一标准能值。能值观念能让我们以同一中能量类别太阳能为单位，同时比较系统中流动和储存的不同类别的能量及其在该系统中的贡献。应用能值可衡量分析自然环境资源与经济活动的价值以及它们之间的关系，有助于调整生态环境与经济发展，对自然资源的科学评价和合理利用、经济发展方针的制定及实施可持续发展战略均有重要意义。

能值分析也具有重要的生态经济意义，生态学能流与物流的研究发展了系统分析方法，经济学对物质流与价值流也有经济计量方法。但是，如何把能、物流与货币流三种流量综合和相互换算，在能值概念和理论出现之前长期未能得到妥善解决。人们一直在寻找一种可以把生态系统和经济系统统一起来进行定量分析研究的尺度和方法，而新兴的生态学家在其理论发展和实际应用研究上也迫切需要定量话的研究方法，生态学与经济学之间需要一种联结的纽带和共同的度量标准，应用能值，可以把能流、物流与货币流综合起来，并相互换算，以能值概念和理论进行生态经济系统能值分析，可通过能值使各种流沟通和相互换算，以能值为量纲作定量分析研究，并且计算出一系列反映生态与经济效率的能值综合指标体系。所以能值是生态学与经济学交叉联系的桥梁，它为人类重新认识世界提供了一个重要的度量标准。