生态系统能值理论课件

生态系统能值理论3.1生态价值的产生与发展一、传统经济学价值理论的缺陷二、环境价值论的提出三、生态价值论基本内涵一、传统经济学价值理论的缺陷（一）经济学的价值理论

古典经济学提出的劳动价值论：商品的价值来源于人类的劳动；商品价值的大小取决于生产这种商品所消耗的社会必要劳动时间；商品存在两种价值：一是使用价值；二是交换价值。使用价值决定商品的效用。交换价值决定商品之间的交换关系。马克思《资本论》价值理论任何商品都存在二重性，价值和使用价值；使用价值是具体劳动的产物，价值是凝结在商品中一般人类的抽象劳动。即劳动的二重性决定了商品的二重性。具体劳动体现的是需求与生产力发展水平的矛盾；抽像劳动体现的是生产关系之间的矛盾。传统经济学价值理论的缺陷：价值属性过于狭窄：使用价值和交换价值是商品的基本属性。而环境的价值属性可能更多，如直接使用价值、间接使用价值、选择价值、存在价值、馈赠价值等。同样生态系统也有多种功能，如净化环境、维持生命等更多的价值。价值的内在性质狭窄：劳动才能产生价值，那么如果一种商品没有劳动凝结就不是商品。而环境、生态系统并没有凝结人类的劳动，虽然有使用价值。所以不是商品。环境、资源与生态系统是无限的，取之不尽观点导致了人类社会的环境与生态系统破坏。二、环境价值论（一）环境经济学的环境价值理论环境价值的组成环境价值=使用价值+非使用价值使用价值=直接使用价值+间接使用价值+选择价值非使用价值=存在价值+馈赠价值直接使用价值——从环境中得到的实物资源或服务间接使用价值——环境的生态功能价值选择价值——消费者为了一个未被利用的环境所愿意交纳或支出成本。存在价值——某种环境人们只要知道它存在就会获得某种程度的满意。馈赠价值——为了代际公平，而把某种环境资源留给后代人开发利用的心理感受（环境伦理）2.环境价值的内涵环境价值反应的是主体与客体的关系。在环境经济学中，主体是人类，客体是指人类以外的所有事物。环境的价值是指对主体的价值。这个属性所引发的问题是环境的价值取决于人类的不同发展阶段。环境的价值计算是指沿用经济学的损失的就是我的价值，或得到某种效用所花费的代价。如为了治理某一区域的生态环境所花费的成本就是指环境的价值。后来发展成内涵资产法、旅行费用法、疾病治疗法、意愿支出法等。-环境经济学的价值是以货币来表示其价值的。

三、生态价值论（一）、生态价值论的提出生态价值论是从环境价值论中对其间接使用价值的深入研究，本质上还属于环境价值论。（二生态价值的基本描述描述其基本生态功能1.生物生产功能2.调节气候功能3.减轻洪涝和干旱灾害4.分解恢复功能（通过土壤）5.环境净化功能（三）生态价值的性质1.整体价值和综合价值2.生态价值不可替代性3.生态价值不能用货币来计量3.2生态经济学的能值理论一、环境经济学的价值理论缺陷环境价值论把人类作为主体，环境作为客体的价值观并没有说明环境资源系统内部的运动过程和机制。环境经济学的货币衡量系统只能满足对人类经济系统的描述，而对生态系统物质循环和能量流动无法描述。如果把人类经济系统和环境资源系统作为一个整体，称之为人类经济复合生态系统，没有了主体与客体之分，环境经济学的研究方法体系就受到制约。生态经济学是研究人类生态经济复合大系统的运动规律的，因此需要采用一种不同于货币的统一的衡量单位或衡量体系。二、能值的概念和内涵（一）能量概念及能量分析1.能量是指做功的能力。能量可以分为势能和动能。2.能量在任何系统中是守恒的，既不能被创造，也不能被消灭，但是可以在一定条件下转化为不同的形式。一切能量都可以转化为热能。3.热能的测定和衡量单位是焦耳(J)或卡（Cal),其含义是：1ml水温度升高10C所需的热量为1Cal,或4186J。

1Cal=4186J,或1J=0.000239Cal.4.能量的流动用功率表示，用W表示，功率是单位时间能量的流动量。1W=1J/s5.

能量是生态系统生产的动力（1）生态系统的生产量是指系统在能量驱动下固定物质（生物生产）的数量。（2）初级生产力是指单位时间单位面积上绿色植物经光合作用固定的干物质的总量。用下式表示。

GP=NP+RGP——总初级生产量（干物质）

NP——净初级生产量

R——

植物呼吸所消耗的能量绿色植物每生产一摩尔分子的有机物，就能固定2821KJ的太阳能。非生物环境（气候、土壤、水）生产者（绿色植物）还原者（腐食动物、细菌、真菌）消费者（草食、肉食、大型肉食、杂食动物）太阳

生态系统的营养结构一般模型生态系统

面积平均净初级生产力全球净初级生产量单位面积生物量世界生物量(106km2)(g/m2.a)（106t/a)（kg/m2)(109t)湖泊、河流250010.020.04沼泽2200041224热带森林2020004045900温带森林18130023.430540北方森林128009.620240林地和灌丛76004.2642热带稀树草地1570010.5460温带草原95004.51.513.5冻土带81401.10.64.8荒漠密灌丛18701.30.712.6荒漠裸岩冰雪2430.070.020.48农田146509.1114开阔大洋33212541.50.0030.996大陆架273509.50.010.27河口22000412地球总计5103201643.61836

全球生态系统净初级生产量和生物量比较项目说明人均能量需求食物（3000Kcal/天）+衣物（2000Kcal/天）=5000Kcal/天=1.8X106kcal(人*年）每公顷（hm2）所能提供的能量辐射到地表的太阳6.630X109Kcal/hm2·a其中一般照到植物3.320X109Kcal/hm2·a0.8%的太阳能被植物同化2.65X107Kcal/hm2·a20%的植物为可食用的植物5.3X106Kcal/hm2·a每公顷（hm2）土地人口承载量（仅考虑食物）

（二）用能量观点表达地球的承载力（三）能值概念及内涵概念能值（emergy)是指一种流动或储存的能量中所包含的另一种类别能量的数量，称为该能量的能值。所以也称为内嵌能（embodiedemergy)2.内涵任何形式的能量均来自与太阳能，所以以太阳能为基准来衡量各种能量的能值。任何资源、产品或劳务形成所直接需要和间接需要的太阳能就是该产品的太阳能值。能值分析以能值为基准，把生态系统中不能比较的能量转换为同一标准的能值来衡量分析是生态经济学研究任务之一。生态系统分析就是分析系统的各种生态流（物质流、能量流、货币流、信息流、人口流）的效率。3.3能值原理及其符号语言一、能值原理二、能值符号三、能值图一、能值原理（一）生态系统能量流动普适模型Odum于1959曾把生态系统的能量流动概括为一个普适的模型。从这个模型中我们可以看出外部能量的输入情况以及能量在生态系统中的流动路线及其归宿。普适的能流模型是以一十个隔室（即图中的方框）表示各个营养级和贮存库，并用粗细不等的能流通道把这些隔室年能流的路线连接起来，能流通道的粗细代表能流量的多少，而箭头表示能量流动的方向。最外面的大方框表示生态系统的边界。自外向内有两个能量输入通道，即日光能输入通道和现成有机物质输入通道。达两个能量输入通道的粗细将依其体的生态系统而有所不同，如果日光的输入量大于有机物质的输入量则大体上属于自养生态系统；反之，如果现成有机物质的输入构成该生态系统能量来源的主流，则被认为是异养生态系统。大方框自内向外有三个能量输出通道，即在光合作用中没有被固定的日光能、生态系统中生物的呼吸以及现成有机物质的流失。（二）能值原理Odum从地球作用角度换算出自然界和人类社会主要能量来自于太阳能值得转换，用太阳能值含量表达能值转换率是一个普适的定律。人类经济产品的能值转换率因生产水平不同而不同，能值转化率越高，说明系统的能质越高。在人类复合生态系统中，随着能量沿食物链路径流动和转化，能量逐级减少，但能质逐步提高。具有较高能质的有机体具有较大的控制能力，在系统中扮演中心功能的角色。太阳能、风能、雨能等低能质的能量经传递和转换而成为高能质的能量，维持人类的生存和发展。二、能值符号语言系统能流路线能量来源能量储存热耗散作用键生产者消费者交流键控制键传感器三、生态系统能流图太阳能

海洋生态系统能流图3.4能值分析方法及其应用一、能值转换率二、主要能值指标体系及其含义三、能值分析基本方法四、能值分析的基本应用一、能值转换率某种能量（物质）的太阳能转换率称为1J某种能量（物质）的太阳能（Sej/J)能值就是某种能量所含的太阳能总量能值=太阳能转换率x该种能量数量(Sej)能值作为生态系统的共同度量标准，可以分析生态系统的能量利用效率。各种能量（物质）太阳能值转换率有很多种计算方法，属于生态学研究的重点任务之一。

术语定义有效能（availableenergy)能值（emergy)太阳能值（solaremergy)太阳能值转换率（solartransformity能值功率（empower)能值/货币比率（emergy/$ratio)能值-货币价值（emdollarvalue)具有做功能力的潜能产品形成所需直接和间接投入应用的一种有效能总量）产品形成所需直接和间接投入应用的太阳能总量（sej)单位能量（物质）所含的太阳能值的量（sej/j,sej/g)单位时间内的能值流量（sej/time)单位货币相当的能值量（sej/$)能值相当的市场货币价值，即以能值来衡量财富的价值。各种能值投入典型能值转换率项目太阳能太阳能转换率Sej/j太阳光能1风能663有机物、木材、土壤62500雨水潜能8888雨水化学能15444化石燃料66000电能159000项目

太阳能值转换率(sej/J)粮食8.30×104油料8.40×104蔬菜及瓜果2.7×104茶叶2.0×105咖啡2.0×105猪、牛、羊肉1.71×106水产品1.71×106林产品1.03×1013各种农产品能值系数（太阳能转换率）二、主要能值指标体系及其含义（一）能值投入产出表序号

项目

代号太阳能值（1020sej)1可更新资源emr66.22不可更新资源emn2.283不可更新工业辅助能emf14.824可更新的有机能em0144.525环境资源总投入I=emr+emn68.486总辅助能投入U=emf+emo159.347总能值投入T=I+U227.82海南省2000年农业能值投入产出一览表序号能值产出代号太阳能值8热带农产品Y1137.999畜产品Y237.7010海产品Y326.8511总能值产出Y=Y1+Y2+Y3202.54续上表（二）生态经济复合系统能值指标体系能治指标指标表达式指标释义能值结构

能值自给率（Emr+Emn)/Emu评价环境的支持能力输入能值比率

Em1/Emu评价对输入能量的依赖程度可更新资源能值比率

Emr/Emu环境潜在容量社会亚系统评价指标

人均能值量Emu/人口数人口生活水平

能值密度Emu/土地面积评价能值集约化程度

人口承载量（Emr+Em1)/人均能值量评价目前条件下人口承载数

人均燃料能值Emfuel/人口数量对化石能源的依赖程度

人均电力能值Emel/人口数量评价区域城市化程度经济亚系统指标

能值货币比率Emu/GNP评价区域社会发展水平

能值交换率Em1/Emo评价区域对外交流程度

能值货币价值Emu/能值货币比率评价区域经济总量

电力能值比Emel/Emu评价区域工业化发展程度

输入能值与自由能值比率Em1/环境资源能值评价企业竞争力水平自然生态亚系统指标

能值投资率(Em1+Emr)Emr环境对经济发展的承载力

可更新能值比率Emr/Emu环境利用潜力

废物与可更新能值比率Emw/Emr环境对污染容量

废弃物与总能值比率Emw/Emu废弃物的利用率

环境人口承载力Emr/(Emu/p)环境对人口的承载力（三）海南省能值指标体系及含义序号能值指标指标表达式指标值指标释义1环境能值比率环境资源能值/总能值0.30环境资源能值贡献2辅助能值比率辅