全 文 ：中国生态农业学报 2009年 5月 第 17卷 第 3期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, May 2009, 17(3): 580−587
魏奋子(1963~), 男, 汉族, 副教授, 主要从事环境经济学教学与研究。E-mail: gsweifenzi@tom.com
收稿日期: 2008-03-25 接受日期: 2008-10-27
DOI: 10. 3724/SP.J.1011.2009.00580
基于能值的青藏高原边缘区域农业生态系统
可持续发展分析
——以四川省阿坝藏族羌族自治州为例
魏奋子 1 岳 敏 2
(1. 中共甘肃省委党校 兰州 730070; 2. 西北师范大学地理与环境学院 兰州 730070)
摘 要 运用能值理论对四川省阿坝州农业生态系统进行定量分析与评估。结果表明, 1952~2005年期间, 阿
坝州农业生态系统总能值投入从 1.126×1022 sej·a−1增加到 1.661×1022 sej·a−1, 总能值产出从 5.002×1020
sej·a−1增加到 1.383×1022 sej·a−1, 生态功能潜力从 54.08%下降到 37.02%, 人口基本承载力从 19.94万人增
加到 31.51万人, 能值自给率从 74.58%下降到 54.13%, 能值投资率从 34.0%上升到 85.0%, 能值密度从 1.34×
1011 sej·m−2上升到 1.97×1011 sej·m−2, 能值货币比率从 4.93×1014 sej·$−1降低到 1.81×1013 sej·$−1, 环境
负荷率从 0.85上升到 1.70, 净能值产出率从 0.18上升到 1.82, 可持续发展指数从 0.20增加到 1.07。研究结果
表明, 阿坝州农业生态系统生产效率不断提高, 而生态旅游业对阿坝州农业生态系统的活力和发展潜力至关
重要; 阿坝州农业生态系统的工业辅助能投入不足, 系统的发展建立在对自然资源消耗的基础上, 有不可持
续的危险。并以此为据, 提出了促进阿坝州农业生态系统可持续发展的几点建议。
关键词 能值理论 农业生态系统 可持续发展 四川省阿坝州 青藏高原边缘区
中图分类号: F062.2 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2009)03-0580-08
Using emergy to analysis agro-ecosystem sustainability in the
edge-regions of Qinghai-Tibet Plateau
— A case study of Tibetan and Qiang Autonomous
Perfecture of Aba, Sichuan Province
WEI Fen-Zi1, YUE Min2
(1. Party School of Gansu Province Committee, Lanzhou 730070, China;
2. College of Geography and Environmental Sciences, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, China)
Abstract Quantitative analysis and evaluation of the agro-ecosystem of Aba, Sichuan Province, were conducted on the basis of
emergy theory. Based on the results, there is an increase in total emergy input from 1.126 × 1022 to 1.661 × 1022 sej·a−1, with an
observed increase in total emergy output from 5.002 × 1020 to 1.383 × 1022 sej·a−1 for 1952 ~ 2005. Ecological function potential
drops from 54.08% to 37.02% and the basic population capacity increases from 199 400 to 315 100. Emergy self-support ratio drops
from 74.58% to 54.13%, while emergy investment ratio increases from 34.0% to 85.0%. Emergy density increases from 1.34 ×
1011 to 1.97 × 1011 sej·m−2 and emergy/money ratio decreases from 4.93 × 1014 to 1.81 × 1013 sej·$−1. There is an increase in envi-
ronment load ratio and net energy yield ratio from 0.85 to 1.70 and from 0.18 to 1.82 respectively. Sustainable development index
increases from 0.20 to 1.07. The results therefore indicate a continuous increase in agro-ecosystem production efficiency in Aba.
Eco-tourism plays an important role in the development of the system. However, an unsustainability risk of the system exists due to
insufficient input of industry-assisted emergy and over-consumption of natural resources. From the discussions above, it is important
that sustainable development agro-ecosystem should be promoted in Aba.
Key words Emergy, Agro-ecosystem, Sustainable development, Aba of Sichuan Province, Edge-region of Qinghai-Tibet
Plateau
(Received March 25, 2008; accepted Oct. 27, 2008)
第 3期 魏奋子等: 基于能值的青藏高原边缘区域农业生态系统可持续发展分析 581
能值分析是以能值为基准, 把生态经济系统中
不同种类、不可比的能量换算成同一标准的能值(太
阳能值)[1], 以衡量各种资源(包括人、资源、环境)
的投入、产出状况, 为生态系统和经济系统的耦合
架起了桥梁。20世纪 80年代闻大中[2]将能流研究方
法引入农业生态系统, 之后能值理论在生态经济系
统及农业生态系统中的研究实例逐年增多[3−8]。但对
我国西南的高原和山地峡谷区农业生态系统能值的
分析尚不多见。故本文应用能值分析方法和可持续
发展理论, 在对地处青藏高原东南缘的四川省阿坝
藏族羌族自治州大农业生态系统能值投入与产出进
行深入分析的基础上, 对其生态经济系统的结构、
功能和效益等状况进行分析和评价, 以期客观评价
阿坝州“天保工程”和旅游业的生态效益, 为阿坝
州经济与环境保护之间的协调发展提供科学依据。
1 研究区概况和分析方法
1.1 阿坝州概况
阿坝藏族羌族自治州(以下简称阿坝州)位于四
川省西北部 , 青藏高原东南缘 , 地处 100°30′～
104°27′E, 30°35′～34°19′N, 总面积 8.42 万 km2, 平
均海拔 3 500～4 000 m, 高原区和山地峡谷区各占
一半。阿坝州为高原季风气候, 分高山、山原、高
山河谷 3 种气候类型, 年均气温−4～16.2 ℃, 属川
西北高寒地区, 年均降雨量 679.2 mm, 太阳能资源
丰富, 年均日照时数 1 928.1 h, 粮食一般为 1年 1熟
制。全州辖 13 个县(马尔康县、汶川县、理县、茂
县、松潘县、九寨沟县、金川县、小金县、黑水县、
壤塘县、阿坝县、若尔盖县、红原县), 其中 5 个牧
区县、8个半农半牧区县。
1.2 能值分析方法
本研究所用的原始物质、财富投入和产出的数
据来源于《阿坝州统计年鉴(1991-2006)》(2007)、《阿
坝发展 50年(1952-2001)》(2003)、《阿坝州年鉴(2005-
2006)》(2007)及参考文献[9]。在规范的能值分析中,
一般将总能值投入分为 4 大部分, 即可更新环境资
源能值、不可更新环境资源能值、可更新有机能值
和输入资源商品财富能值。本文从研究主题出发 ,
将总能值投入分为 5 大部分, 上述 4 大部分的前 3
大部分不变, 将第 4 大部分, 即输入资源商品财富
能值分割为工业辅助能值与生态旅游投入能值两部
分(表 1)。本文运用 Odum的能值理论, 按照相应的
物质-能量折算系数[10,11], 将投入、产出的各项以实
物量作单位的原始数据折算为以 J 和 g 为单位的能
值分析基础数据, 再将各基础数据乘以相应的太阳
能值转换率, 得到投入、产出的太阳能值(表 1, 表
2)。据此对农业生态系统的结构、功能和效益进行
动态分析, 并与其他地区(国家)的相应指标进行比
较(表 3)。以质量(g)和能量(J)计的太阳能值转换率,
来自蓝盛芳、张希彪和白榆的相关研究成果[3−5, 12]。
本文中, 区域生产总值以 2005年美元的不变价计算。
2 结果与分析
2.1 阿坝州能值投入动态分析
1952～2005 年, 阿坝州农业生态系统的总能值
投入从 1 126×1019 sej增长到 1 660.9×1019 sej, 年
平均增长 0.72%。其中, 可更新环境资源能值和不可
更新环境资源能值略有增长, 可更新有机能值增长
较快, 工业辅助能值和生态旅游投入能值增长十分
迅速(图 1)。
2.1.1 可更新环境资源能值
可更新环境资源能值主要包括太阳能、风能、
雨水化学能、雨水势能和地球旋转能等。由于可更
新环境资源能值取决于气候变化(日照时数、降雨量
等), 所以其数值随气候变化而波动。阿坝州可更新
环境资源能值占总能值投入的比重从 1952 年的
49.37%下降到 2005年的 37.03%, 呈逐年下降趋势。
与其他地区(国家)相比(表 3), 阿坝州农业生态系统
的可更新环境资源能值比率偏高, 说明阿坝州可更
新环境资源能值(主要是气候资源)相对丰富。
2.1.2 不可更新环境资源能值
不可更新环境资源能值主要是指由于水土流失
造成的表土层养分损失。1952～2005 年, 阿坝州不
可更新环境资源能值投入逐渐增长 , 但幅度不大 ,
从 231×1019 sej增长到 284×1019 sej, 不可更新环境
资源能值投入占总能值投入比重逐渐缩小, 从 1952
年的 25.22%降到 2005 年 17.10%, 但这只是总能值
投入中, 除不可更新环境资源能值之外的其他能值
投入迅速增长所致。长期掠夺式的林木采伐、过度
放牧和不合理的垦殖及耕作方式, 导致水源涵养林
面积锐减, 水土流失面积急剧扩大。2005 年, 全州
水土流失面积 3 万 km2, 占全州总面积的 36.3%; 水
土流失严重, 全州每年输入长江和黄河的泥沙超过
1 000 万 t, 每年流失的土壤养分相当于 3 000 t 化
肥。阿坝州不可更新环境资源能值损失严重的主要
原因 , 一是地理气候等自然条件 , 二是人为因素 ,
即对自然资源的不合理开发利用。
2.1.3 工业辅助能值
阿坝州农业生态系统的工业辅助能值主要是化
肥、农药、农膜、农业机械、电力、燃油等投入的
能值。50 多年来, 阿坝州农业生态系统中工业辅助
能值投入增长迅速, 由 1952年的 0.03×1019 sej增加
582 中国生态农业学报 2009 第 17卷
到 2005年的 30.90×1019 sej, 增长了 1 000倍, 在总
能值投入中所占比重从 1952 年的 0 增加到 2005 年
的 1.86%。但和其他地区(国家)相比, 工业辅助能值
投入比重依然严重偏低, 这是阿坝州农业生态系统
能值投入最主要的特点。2005年阿坝州的农机总动力
仅为四川省的 2%, 化肥施用量仅为四川省的 0.35%。
2.1.4 可更新有机能值
可更新有机能值包括劳力、畜力、种子等方面
的投入能值。阿坝州牲畜粪多用于农牧民的燃料 ,
作物秸秆主要用作牲畜饲草 , 返田的有机肥很少 ,
因此在计算中没有计入有机肥。1952～2005 年, 阿
坝州可更新有机能值的投入从 286×1019 sej 增加到
618×1019 sej, 增加了 1 倍多, 可更新有机能值投入
比重由 1952年的 25.41%增长到 2005年的 37.20%。
和其他地区(国家)相比, 阿坝州农业生态系统的可
更新有机能值投入比率偏高 , 其农业生产至今尚
表 1 阿坝州农业生态系统能值投入和产出项目及能值转换率
Tab. 1 Emergy input and output items and transformity of agricultural eco-system in Aba
项目 Item 转换率 Transformity
投入 Input
太阳能 Sunlight emergy 1
风能 Wind emergy 1.50×103 sej·J−1
雨水化学能 Rainwater chemical emergy 1.82×104 sej·J−1
雨水势能 Rain geo-potential emergy 1.05×104 sej·J−1
可更新环境资源
Renewable environment sources
地球旋转能 Earth cycle emergy 2.93×104 sej·J−1
不可更新环境资源
Nonrenewable environment source
表土流失 Soil loss 6.25×104 sej·g−1
氮肥 N fertilizer 4.62×109 sej·g−1
磷肥 P fertilizer 1.78×109 sej·g−1
钾肥 K fertilizer 1.74×109 sej·g−1
复合肥 Compound fertilizer 2.80×109 sej·g−1
农药 Pesticide 1.62×109 sej·g−1
农膜 Plastic film 3.80×108 sej·g−1
农业机械 Agriculture machinery 2.25×108 sej·J−1
电力 Electric power 1.59×105 sej·J−1
不可更新工业辅助能值
Nonrenewable industry assistant emergy
柴油 Diesel 3.04×109 sej·g−1
劳力 Labor 3.80×105 sej·元−1
畜力 Animal 3.80×105 sej·J−1
可更新有机能值
Renewable organic emergy
种子 Seed 6.6×104 sej·g−1
生态旅游投入能值
Eco-tourism investment emergy
旅游业投入 Tourism input 2.24×1012 sej·元−1
产出 Output
谷物 Grain 8.30×104 sej·J−1
油料 Oil 6.90×105 sej·J−1
糖料 Sugar 8.50×104 sej·J−1
烤烟 Tobacco 1.59×105 sej·J−1
茶叶 Tea 2.40×104 sej·J−1
水果 Fruit 5.30×104 sej·J−1
种植业
Planting
蔬菜 Vegetable 2.70×104 sej·J−1
木材 Wood 4.40×104 sej·J−1 林业
Forestry 木材以外的林产品 Forest product except wood 2.40×1012 sej·J−1
肉类 Meat 1.70×106 sej·g−1
奶类 Milk 2.00×106 sej·g−1
禽蛋 Egg 2.00×106 sej·g−1
羊毛 Wool 4.40×106 sej·g−1
畜牧业
Stock raising
蜂蜜 Honey 2.24×1012 sej·g−1
渔业 Fishery 水产品 Water products 2.00×106 sej·g−1
生态旅游业 Eco-tourism 旅游总收入 Income from tourism 2.24×1012 sej·元−1
第 3期 魏奋子等: 基于能值的青藏高原边缘区域农业生态系统可持续发展分析 583
表 2 1952年、1978年、1990年和 2005年阿坝州农业生态系统能值投入、产出汇总
Tab. 2 Emergy value of inputs and outputs of agricultural eco-system in Aba in 1952, 1978, 1990 and 2005
年份 Year
项目 Item
1952 1978 1990 2005
能值投入 Emergy input (×1019 sej)
可更新环境资源能值 Renewable environment source emergy 609 613 613 615
不可更新环境资源能值 Nonrenewable environment source emergy 231 264 274 284
不可更新工业辅助能值 Nonrenewable industry assistant emergy 0.03 17.40 20.30 30.90
可更新有机能值 Renewable organic emergy 286 393 496 618
生态旅游投入能值 Eco-tourism investment emergy — — 35 113
总能值投入 Total emergy input 1 126.0 1 287.4 1 438.0 1 660.9
能值产出 Emergy output (×1019 sej)
种植业能值 Planting emergy 16.1 40.9 50.9 43.2
林业能值 Forestry emergy 17.7 209 214 0.99
畜牧业能值 Stock raising emergy 16.2 80.1 174 356
渔业能值 Fishery emergy 0.016 0.041 0.051 0.043
生态旅游能值 Eco-tourism emergy — — 39.1 983
总能值产出 Total emergy output 50.0 330.0 478.1 1 383.2
表 3 阿坝州农业生态系统能值分析指标与其他地区(国家)比较[3−6]
Tab. 3 Comparisons of energy analysis indexes between eco-agriculture system in Aba and other regions (countries)
项目 Item 阿坝州
(2005) Aba
甘肃省(2004)
Gansu Province
广东省(2003)
Guangdong Province
中国(2000)
China
荷兰(2000)
Netherlands
可更新环境资源能值比率
Renewable environment source emergy ratio (%)
37.03 14.12 18.82 27.00 —
不可更新环境资源能值比率
Nonrenewable environment source emergy ratio (%)
17.10 18.69 1.00 20.00 —
输入资源商品财富能值比率
Input resource goods wealth emergy ratio (%)
8.67 27.58 61.87 31.00 —
可更新有机能值比率
Renewable organic emergy ratio (%)
37.21 39.61 18.31 22.00 —
能值自给率 Emergy self-support ratio (%) 54.13 32.81 19.93 0.43 26.29
能值投资率 Emergy investment ratio (%) 0.85 2.05 3.12 1.11 —
能值密度 Emergy density (×1011sej·m−2) 1.97 1.68 4.52 5.35 114.1
人均能值使用量 Emergy per cap. (×1015sej) 19.5 2.94 1.02 4.52 24.31
能值货币比率 Emergy/money ratio (×1012sej·$−1) 18.1 11.88 4.26 8.67 0.96
净能值产出率 Net emergy yield ratio 1.82 1.26 1.25 2.08 16.66
环境负载率 Environment load ratio 1.70 6.08 1.70 2.72 —
可持续性指数 Sustainability index 1.07 0.21 0.73 0.77 —
输入资源商品财富能值包括工业辅助能值和生态旅游投入能值。Input resource goods wealth emergy include industry assistant emergy and
eco-tourism emergy.
未摆脱以劳动密集型为主的传统封闭式的农业生产
局面。
2.1.5 生态旅游投入能值
生态旅游投入能值包括对景区旅游基础设施的
资金投入和对旅游服务人员的工资等项目的资金投
入。阿坝州的生态旅游业是从 1982 年开始, 由于
1982～1989 年旅游业刚刚兴起, 投入和产出水平很
低, 不计入这一时期的生态旅游投入、产出能值, 不
影响总体分析结果。故本研究从 1990年开始计算。
阿坝州生态旅游投入能值增长很快, 从 1990 年的
35×1019 sej增长到 2005年的 113×1019 sej。
2.2 能值产出动态分析
1952～2005 年, 阿坝州农业生态系统能值产出
呈快速增长趋势, 从 50.02×1019 sej增加到 1 383.2×
1019 sej, 年均增速 6.34%。根据阿坝州农业生态系统
能值产出结构可将其经济发展分为 3 个阶段: 20 世
纪 50～80年代的林业能值经济、20世纪 90年代的
畜牧业和林业能值经济、21世纪初的生态旅游能值
经济。阿坝州已彻底改变了“木头经济”的资源依
赖型的发展方式, 走上了“以生态旅游为主体, 以生
态牧业农业为两翼”的可持续发展之路。历年各项
能值产出占总能值产出的结构变化情况见图 2。
584 中国生态农业学报 2009 第 17卷
图 1 1952～2005年阿坝州农业生态系统能值投入结构动态变化
Fig. 1 Dynamic changes of the emergy input structure of agriculture eco-system in Aba from 1952 to 2005
图 2 1952~2005年阿坝州农业生态系统能值产出结构动态变化
Fig. 2 Dynamic changes of the emergy output structure of agriculture eco-system in Aba from 1952 to 2005
2.2.1 种植业能值
种植业能值主要包括谷物、油料、糖料、烤烟、
茶叶、水果、蔬菜等农作物的产出能值。阿坝州种
植业能值从 1952年的 16.1×1019 sej增加到 2005年
的 43.2×1019 sej, 增长了 1.68倍。但种植业能值占总
能值产出的比重整体呈现下降趋势, 由 1952 年的
32.24%下降到 2005年的 3.12%。从 2005年不同农作
物产出能值占种植业能值的比重看, 谷物和蔬菜是种
植业能值的主要构成部分, 分别占 40.51%和 36.20%。
2.2.2 林业能值
林产品主要包括木材和中药材、食用菌等, 其
中木材是林产品的核心。20世纪 50～80年代, 阿坝
州的整个国民经济是建立在对天然林木的超大规模
砍伐基础上的, 所以这一时期林业能值产出、林业
能值占系统总能值产出的比重均迅速上升, 林业经
济一直是阿坝州经济的支柱。从 80年代开始, 州政
府开始压缩天然林采伐量, 林业能值产出及其比重
迅速下降。1998 年, 阿坝州政府下达了天然林禁伐
令 , 此后 , 林业能值中的木材产出能值下降为零 ,
林业能值只由木材以外的林产品提供。2005 年, 林
业能值产出只有 0.99×1019sej, 只占总能值产出的
万分之七。
2.2.3 畜牧业能值
畜牧业能值主要包括肉类、奶类、禽蛋、羊毛、
蜂蜜等畜牧业产品的产出能值。阿坝州畜牧业能值
从 1952年的 16.2×1019 sej增加到 2005年的 356.0×
1019 sej, 增长了 21倍。1952～1997年, 阿坝州畜牧
业能值产出占总能值产出的比重呈现波动上升趋
势, 由 32.38%波动上升到 45.15%。近年来, 由于旅
游业的迅猛发展, 使畜牧业能值产出占总能值产出
的比重有所下降, 2005 年为 25.67%, 但畜牧业仍然
是阿坝州农业生态系统中仅次于旅游业的第二能值
产出大户。
2.2.4 渔业能值
由于受海拔高、气温低等地理气候条件的影响,
阿坝州没有发展渔业的优势。如 2005年渔业能值产
出仅为 0.043×1019 sej, 在总能值产出(1 383.2×1019
sej)中所占的比重微不足道。
2.2.5 生态旅游产出能值
阿坝州具有发展生态旅游的得天独厚的自然条
第 3期 魏奋子等: 基于能值的青藏高原边缘区域农业生态系统可持续发展分析 585
件, 加上国家西部大开发的契机, 近年来阿坝州生
态旅游业迅猛发展, 已具备了一定的产业体系和产
业规模, 成为全州经济发展速度最快、消耗资源最
小、投资收益率最高、最具活力的支柱产业和新的
经济增长点。2005年, 阿坝州生态旅游收入 43.9亿
元, 占 GDP的 63.57%。1990～2005年, 生态旅游业
能值产出从 39.1×1019 sej增加到 983.0×1019 sej, 占
总能值产出的比重也由 8.18%增长到 71.14%。
2.3 能值指标动态分析
2.3.1 生态功能潜力与人口基本承载力
生态功能潜力用来描述在一个系统中可更新环
境资源能值对总能值投入的贡献程度。生态功能潜
力越高, 表明这个系统对可更新环境资源的依赖程
度越高, 同时也表明这个系统的可更新环境资源更
为丰富。生态功能潜力的计算式为: 生态功能潜力
＝可更新环境资源能值比率＝可更新环境资源能值
/总能值投入×100%。不可更新环境资源能值比率、
输入资源商品财富能值比率、可更新有机能值比率
的计算式, 与可更新环境资源能值比率的计算式类
似 , 均为相应指标的投入能值与总能值投入的比
值。人口基本承载力是指在保持当时人均能值使用
量(总能值投入/总人口)不变的条件下, 系统可更新
环境资源能值所对应的人口量, 表示自然生态环境
的人口承载能力, 计算式为: 人口基本承载力＝可
更新环境资源能值 /总能值投入×当时实际人口＝
生态功能潜力×当时实际人口。
1952～2005 年, 阿坝州的生态功能潜力逐年下
降, 从 1952年的 54.07%下降到 2005年的 37.03%(图
3)。随阿坝州辅助能值(工业辅助能值和可更新有机
能值)投入的快速增加, 可更新环境资源能值的相对
比例逐年减少。与其他地区(国家)相比(表 3), 阿
坝州的可更新环境资源能值比重偏高 , 说明阿坝
州的可更新自然资源相对丰富, 生态功能潜力相对
较高。
阿坝州的人口基本承载力呈先上升后减少的趋
势, 从 1952 年的 19.94 万人上升到 1982 年的 33.95
万人, 之后又稍有下降, 2005年为 31.51万人。表明
阿坝州的自然生态先是与其人口状况相适应的, 后
来, 随人口数量增加和人均能值使用量提高, 生态
系统负荷上升。2005 年, 阿坝州的人口规模已经超过
了其人口基本承载力的 1.70倍, 人口压力已经凸现。
2.3.2 能值自给率与能值投资率
能值自给率是环境资源能值占系统总能值投入
的比例, 反映系统发展对自身自然环境的依赖程度,
计算式为: 能值自给率＝(可更新环境资源能值+不
可更新环境资源能值)/总能值投入×100%。1952～
2005 年 , 阿坝州的能值自给率从 74.58%降低到
54.13%(图 4)。尽管阿坝州农业生态系统对自身资源
环境依赖性逐渐降低, 但与其他地区(国家)相比(表
3), 阿坝州能值自给率依然偏高 , 说明阿坝州农业
发展过多依赖本地环境资源, 工业辅助能值投入不
足, 经济发展程度不高, 是一种资源消耗型的发展
模式。
能值投资率是来自经济系统的购买能值与输入
系统的自然环境无偿能值的比率, 计算式为: 能值
投资率＝来自经济系统的购买能值 /来自自然的环
境资源无偿能值×100%＝(工业辅助能值+可更新有
机能值+生态旅游投入能值)/(可更新环境资源能值+
不可更新环境资源能值)×100%。其值越大表明系统
经济发展程度越高 , 对环境的依赖越弱。1952～
2005 年 , 阿坝州农业生态系统的能值投资率从
34.0%上升到 85.0%, 其农业发展程度逐渐提高。但
与其他地区(国家)相比(表 3), 阿坝州能值投资率还
是偏低, 农业生态系统投入单位环境资源能值所对
应的辅助能投入较少, 经济发展对环境的依赖程度
较强。
图 3 1952～2005年阿坝州农业生态系统生态功能潜力和人口基本承载力动态变化
Fig. 3 Dynamic changes of potential of ecological function and basic population capacity of agriculture eco-system in Aba from
1952 to 2005
586 中国生态农业学报 2009 第 17卷
图 4 1952～2005年阿坝州农业生态系统能值自给率和能值投资率动态变化
Fig. 4 Dynamic changes of the ratios of emergy self-support and emergy investment of agriculture eco-system in Aba from 1952 to 2005
2.3.3 能值密度和能值货币比率
能值密度是用来评价系统的能值集约度和强度
的指标, 反映研究地区的经济发展强度和经济发展
等级。能值密度越大, 说明经济越发达, 经济发展等
级越高。计算式为: 能值密度＝总能值投入/区域面
积。阿坝州农业生态系统的能值密度从 1952 年的
1.34×1011sej·m−2 上升到 2005 年的 1.97×1011
sej·m−2, 呈缓慢上升态势(图 5)。但和其他地区相
比, 阿坝州农业生态系统能值密度偏低, 经济发展
还处于较低等级。
能值货币比率是每年总能值使用量与当年地区
生产总值的比率, 反映了经济系统的发展程度。计
算式为 : 能值货币比率＝总能值投入 /区域生产总
值。1952～2005 年, 阿坝州的能值货币比率从 49.3
×1013sej·$−1 降低到 1.81×1013sej·$−1, 其经济社
会发展水平不断上升。但与其他地区(国家)相比(表
3), 仍然处于较低水平。2005年, 阿坝州每 1美元的
地区生产总值中, 包含了 18.10×1012 sej的能值, 是
全国(2000年)平均值 8.67×1012 sej的 2.09倍, 是广
东省(2003年)4.26×1012 sej的 4.25倍, 是荷兰(2000
年) 0.96×1012 sej的 18.85倍。
2.3.4 环境负载率、净能值产出率与可持续发展指数
环境负载率是权衡系统能值利用技术水平和环
境承载压力的指标, H. T. Odum 认为, 这个比率很
像电路负荷一样, 较高的比率数值说明在系统中存
在高强度的能值利用和高水平的科技力量, 同时对
环境系统保持着较大的压力[1]。计算式为: 环境负载
率＝(总能值投入−可更新环境资源能值)/可更新环
境资源能值。1952～2005 年, 阿坝州环境负荷率从
0.85上升到 1.70(图 6)。表明随着阿坝州经济发展水
平的提高, 对环境的压力也在同步增长。
净能值产出率反映单位辅助能值投入所对应的
能值产出量, 是衡量系统生产效率的标准。计算式
为: 净能值产出率＝总能值产出/(工业辅助能值+生
态旅游投入能值+可更新有机能值)。该值越大, 表明
系统生产效率越高。1952～2005 年, 阿坝州农业生
态经济系统的净能值产出率波动上升, 尤其是近年
来增长十分迅速, 从 1997 年的 0.78 增长到 2005 年
的 1.82。
可持续发展指数(ESI)是对净能值产出率与环境
图 5 1952～2005年阿坝州农业生态系统能值密度和能值货币比率动态变化
Fig. 5 Dynamic changes of emergy density and ratio of emergy to money of agriculture eco-system in Aba from 1952 to 2005
第 3期 魏奋子等: 基于能值的青藏高原边缘区域农业生态系统可持续发展分析 587
图 6 1952～2005年阿坝州农业生态坏境负载率、净能值产出率和可持续发展指数动态变化
Fig. 6 Dynamic changes of the ratios of environment load and net energy yield, and sustainable development index of
agriculture eco-system in Aba from 1952 to 2005
负荷率的相对比较。一般而言, 当一个地区的净能
值产出率高而环境负荷率低时, 它的可持续发展指
数较高, 经济发展的可持续性较强。计算式为: 可持
续发展指数＝净能值产出率/环境负荷率。但 ESI并
不是越大越好, ESI在 1到 10之间表明经济系统富有
活力和发展潜力, ESI大于 10是经济不发达的象征,
ESI小于 1时为消费型经济系统。1952～2005年, 阿
坝州可持续发展指数整体呈上升趋势, 但长期小于
1, 1952 年仅为 0.20。近年来由于生态旅游的推动,
从 2004 年起, 阿坝州的 ESI 开始大于 1(2005 年为
1.07), 表明阿坝州农业生态系统从消费型转变为可
持续发展型, 也证明了生态旅游业对阿坝州农业生
态系统活力和发展潜力的极端重要性。
3 结论
1952～2005 年, 阿坝州农业生态系统的生产效
率在逐步提高, 尤其是天然林禁伐和生态旅游业的
发展, 促使经济形态从原来资源依赖型的“木头经
济”, 变为以具有可持续发展潜力的生态旅游为支
柱的“旅游经济”, 完成了一次质的飞跃。但工业
辅助能值投入不足, 种植业、畜牧业生产方式比较
落后, 种植业、畜牧业的发展依然是建立在对自然
资源的过度利用基础上, 发展有不可持续的危险。
笔者建议, 一要继续大力发展生态旅游业, 加强旅
游干线的交通、通信、食宿等基础设施建设, 提高
旅游从业人员的综合素质, 搞好旅游产品的深度开
发。二要加强生态环境建设, 进一步实行退耕还林
还草、荒山造林和草场“三化”的治理, 提高农业
生态系统的承载力, 为初级和次级生产力的形成提
供巨大的能值储备。三要努力提高农牧民的文化素
质, 增加农业生产的技术含量, 增加农牧业科技的
研究和推广力度 , 降低农牧业单位产品的能值消
耗量。
参考文献
[1] Ulgiati S., Odum H. T., Bastianoni S. Emergy analysis of
Italian agricultural system—the role of energy quality and
environmental inputs[M]//Bonati L., Cosentino U., Lasaqni M.
Trends in Ecological Physical Chemistry. Milan, Italy: El-
sevier, 1992: 187−215
[2] 闻大中. 农业生态系统能流的研究方法(Ⅰ、Ⅱ、 )Ⅲ [J]. 农
业生态环境 , 1985 (4): 47−52; 1986 (1): 52-56; 1986 (2):
48−51
[3] 李双成 , 傅小锋 , 郑度 . 中国经济持续发展水平的能值分
析[J]. 自然资源学报, 2001, 16(4): 297−304
[4] 白榆, 陆宏芳, 何江华, 等. 基于能值方法的广东省农业系
统分析[J]. 生态环境, 2006, 15(1): 103−108
[5] 张希彪. 基于能值分析的甘肃农业生态经济系统发展态势
及可持续发展对策 [J]. 农业现代化研究 , 2007, 25(5):
165−171
[6] 张耀辉 . 农业生态系统能值分析方法[J]. 中国生态农业学
报, 2004, 12(3): 181−183
[7] 周建 , 齐安国 , 袁德义 . 湖南省生态经济系统的能值分析
[J]. 中国生态农业学报, 2008, 16(2): 488−494
[8] 姚作芳, 葛大兵, 陈云飞, 等. 绥宁县生态示范区农业生态
系统能值分析[J]. 中国生态农业学报, 2008, 16(3): 732−736
[9] 阿坝藏族羌族自治州 2000-2006 年国民经济和社会发展统
计公报. http://www.abazhou.gov.cn/zhuanti/tjgb/
[10] 骆世明 . 农业生态学 [M]. 北京 : 中国农业出版社 , 2001:
447−458
[11] 《农业技术经济手册》编委会. 农业技术经济手册[M]. 北
京: 农业出版社, 1984: 1057−1093
[12] 蓝盛芳, 钦佩, 陆宏芳. 生态经济系统能值分析[M]. 北京:
化学工业出版社, 2002