基于能值分析的喀什可持續發展水平的研究

(喀什師范學院化學與環境科學系，844006)

能值分析理論是 20 世紀 80 年代由美國著名的生態學家 H.T.Odum 創立的，他將能值定義為一種流動或儲存的能量中所包含的另一種類別的能量的數量，稱為該能量的能值。以能值為基準，可以比較不同類別、不同等級的能量的真實價值[1]。自從能值方法提出后，國內外廣泛應用能值分析的方法對城市的生態系統進行研究。如Ulgiati、Brown、Whitfield等分別對意大利、泰國和佛羅里達州Jacksonville市進行了能值研究，并取得了一系列重要成果。國內對于能值分析1方法的運用也很廣泛，劉志杰[2]、葛永銘[3]、陳德偉[4]等分別對西寧市、湖州市、四川省的生態經濟可持續發展進行研究，得出了研究區域的可持續發展的狀態，比較全面客觀的對研究區域的可持續發展做出了評價。

通過國內外運用能值的方法對城市生態系統和可持續發展的研究得到權威的結果，可以看出能值分析理論作為研究城市可持續發展的方法是全面的可行的，為我們采取能值分析的方法來研究喀什的可持續發展水平提供了一定的基礎?？κ沧鳛橐粋€發展中的城市，要實現喀什的可持續發展，首先要整體的研究喀什可持續發展水平，通過能值分析可以為喀什的可持續發展水平進行科學合理的評估，從而為喀什今后的發展情況提供一定的參考依據，實現喀什的可持續發展。

1 研究區概況

喀什地區地處歐亞大陸中部，中華人民共和國西北部，新疆維吾爾自治區西南部。 地處在東經71°39′～79°52′，北緯 35°28′～40°16′之間?？κ驳貐^西部與塔吉克斯坦相連，西南與阿富汗國、巴基斯坦國接壤，邊境線總長888千米。周邊鄰近國家還有吉爾吉斯斯坦、烏茲別克斯坦、印度3個國家。全區總面積16.2萬平方千米，東西寬約750千米，南北長535千米。喀什與周邊八國接壤或毗鄰，是祖國向西開放的重要門戶，戰略地位十分突出。近幾年來，喀什搶抓國家西部大開發的歷史機遇，堅持優勢資源轉換戰略，充分發揮獨特的地緣和資源優勢，以加快發展為第一要務，加快改革開放步伐，大力發展外向型經濟，加大城市基礎設施建設，加快西出大通道、外貿大平臺、出口產品加工大基地建設，經濟社會實現又好又快發展。

2 評價理論和方法

2.1 評價理論

2.1.1 能值的概念

能值(Emergy，引文拼寫帶一個字母“M”)是一個新的科學概念和度量標準，由美國著名生態學家H.T.Odum創立。H.T.Odum(1978)將能值定義為：一流動或儲存的能量所包含另一種類別能量的數量，稱為該能量的能值。他還進一步解釋能值為：產品或勞務形成過程直接或間接投入應用的一種有效能總量，就是其所具有的能值[5]。以能值為基準，可以衡量和比較生態系統中不同等級能量的真實價值與貢獻[6]。任何資源、產品或勞務形成所需要直接和間接應用的太陽能之量，就是其所具有的太陽能值(Solar emergy)，單位為太陽能焦耳。

2.1.2 能值轉換率

能值轉換率是從生態系統食物鏈和熱力學原理引申出來的重要概念。它是衡量不同類別能量的能值(Energy quality)的尺度，與系統的能量等級密切相關。應用能值轉化率可將生態系統或生態系統內流動或儲存的各種不同類別的能量轉換為同一標準的能值，進行定量分析研究。

H.T.Odum從地球作用角度，換算出自然界和人類社會中主要能量類型的太陽能值轉換率見表1。

表1 幾種主要能量類型的太陽能值轉換率

2.2 評價方法

將喀什的生態系統資源分為可更新資源、不可更新資源和輸入資源3大類。R為可更新資源，包括太陽能、雨水化學能、雨水的位能和地球循環能，為避免重復，只取太陽能和地球循環能；可更新資源的產品為發電量、漁產品、 畜牧產品，其中發電量作為集約使用的可更新資源產品。N為本地不可更新資源，包括原煤和天然氣；I 為輸入資源，包括旅游外匯、進口資源。系統總能值可表示為以上三類資源能值總和，即U=R+N+I。利用能值轉換率將原始數據計算所得能量換算成太陽能值，得到喀什市2002、 2004、 2006、 2008、2009、 2010 年各年限能值指標的基礎數據[7](能值分析中原始數據主要來源于 《喀什統計年鑒》，部分數據源自《新疆統計年鑒》 )。

圖1 喀什能源流動圖

3 結果與分析

3.1 可更新資源和不可更新資源的能值變化

2002-2010年喀什的可更新資源能值，總體上在逐年增加，但在某些年份存在一定的波動，在2009年有所下滑，2010年開始回升(圖2)，主要是因為2009年禽肉的減少，根據查閱資料可知，2009年禽流感可能是導致禽肉消耗量減少的主要原因。不可更新資源能值在2002-2010年間處于穩定的增長趨勢，在2009-2010年有明顯的增加(圖3)，分析主要原因是由于2010年喀什被批準成為經濟特區，特區的建設使得喀什在農業、工業、旅游業等各方面都取得了長足的進步，經濟發展迅速。

圖2 可更新資源能值變化趨勢

圖3 不可更新資源能值變化趨勢

3.2 輸入能值的變化

輸入能值2002-2004年快速增長，2004年達到最高點，2004-2010年基本上逐年減少，2008-2010年明顯下降(圖4)，這是因為2004年喀什被評為“中國優秀旅游城市”后，旅游收入大幅增加，而2009年“烏魯木齊7·5事件”發生后，社會不安定因素的存在使得以“旅游城市”著稱的喀什旅游業收入急劇下降，直接導致了輸入資源的減少。

圖4 輸入能值變化趨勢

3.3 可持續發展指數的變化

2002-2010年ESI存在明顯的波動，2002-2004年有所下降，2004-2006年開始回升，2006-2009年繼續呈下降趨勢，2009-2010年迅速上升，達到近些年最高點(圖5)。

圖5 ESI變化趨勢

可持續發展指數 (ESI )為能值產出率(NEYR )與環境負載率(ELR) 之比，如果一個地區的凈能值產出率高而環境負載率相對較低，則在一定程度上表明該地區是可持續發展的，反之如果一個地區的凈能值產出率低而環境負載率相對較高，則表明該地區是不可持續發展的。但并不是 ESI 值越大，可持續性越高，當該指標處于穩定變化時說明可持續發展水平增強。根據可持續發展指數的分級標準，ESI>10 表明欠發達；1

通過比較喀什2002-2010年的可持續發展指數，喀什的ESI基本在1-10之間，說明喀什的經濟具有較強的發展潛力(表2)，同時，從2002 -2010 年喀什ESI值的變化可以看出，喀什可持續發展水平總體上逐年增長，但也在一定范圍內波動，存在一些較特殊的年份，如2004年、2009年、2010年。

表2 2002-2010 年喀什的主要能值比較

注：可更新新資源為R；不可更新資源為N；輸入能值為I；能值總量為U(U=R+N+I)；能值產出率為NEYR；可持續發展指數為ESI。

2004年喀什的ESI值為0.68，表明喀什2004年可持續發展指數分級為消費型城市。通過比較分析2004年喀什的能值數據，2004年喀什的輸入能值較高，導致ESI值較低，是由于輸入能值中旅游收入對ESI的貢獻相對較大。通過搜集資料發現，2004年喀什被評為“中國優秀旅游城市”，這使得這一年喀什的旅游業迅速發展，尤其是國際旅游收入，從2002年的4.18×1017增長到1.88×1018，使得2004年的輸入能值比2002年翻了一翻。旅游收入作為喀什主要的輸入能值，旅游收入的增加導致2004年的環境負載率也隨著增加，從而使2004年喀什的可持續發展指數減小，使得這一年喀什成為了消費型城市。

2009、2010年喀什的ESI有較明顯的波動，比較2009、2010年的數據可以看出，2010年喀什的輸入資源大幅度減少，從2009年的1.28×1018降到6.28×1017，，其中輸入資源中國內旅游收入從2009年的5.93×1017降到2.66×1017，國際旅游收入從2009年的6.69×1017降到了3.38×1017。輸入資源的減少使ESI值增大，從2009年的1.49增大到5.8。根據多方面查閱資料可以知道可能是受2009年“烏魯木齊7·5事件”的發生，對新疆旅游業造成一定的影響，尤其喀什作為一個旅游城市，“7·5事件”的發生導致大量游客不敢前來旅游，直接影響了喀什的旅游收入，使得輸入能值減小，因此2010年喀什的環境負載率減小，ESI增大。

2006-2009年間，喀什被評為“中國優秀旅游城市”以后，喀什的環境負載率又減小，ESI增大，并趨于穩定。這說明2006-2009年間喀什在城市發展過程中不僅重視發展經濟同時也開始重視城市化的生態環境效應以及資源能源的有序利用問題，使得可持續發展能力增強。

喀什2010年的ESI值為5.8，這一數值遠遠大于國內的上海(0.30)、廣州(1.13)[8]達地區。與同為新疆省的烏魯木齊市相比，比2009年烏魯木齊市ESI指數(49)[9]。這說明喀什的經濟發展比較落后，在我國經濟發展等級中處于較低地位，但同時表明喀什經濟發展具有較大的發展潛力。

4 小 結

根據上述分析，2002至2010年喀什的ESI相對穩定，但在一定范圍內存在著波動，通過ESI值表明喀什的經濟具有較強的發展潛力。因此，為了加強喀什的可持續發展，提出以下幾個方面的對策：

(1)由表2數據可看出，喀什輸入能值較少，喀什是中國最西部的邊陲城市，是喀什地區行政公署駐地，南疆的政治、經濟、文化、交通中心，我們應當好好把握我們的地理優勢，大力發展對外貿易，提高輸入資源。

(2)喀什是一個歷史悠久，民族特色濃厚的城市，是古代的絲綢之路，享有“不到喀什，就不算到新疆”的美譽，這些都構成了喀什豐富的生態旅游資源。科學的規劃是旅游開發的前提，要精心制定生態旅游規劃，積極加強景區管理，保護好風景區的生態系統，才能提高經濟效益和可持續發展。

(3)經濟的發展離不開社會的穩定，由表2我們不難看出，近幾年喀什經濟發展有所下滑，特別是旅游業，這與社會的穩定是分不開的，所以我們要堅信，安定是福，共同努力建設我們美好的家園。

參考文獻：

[1]藍盛芳，欽佩，陸宏芳.生態經濟系統能值分析[M].北京：化學工業出版社，2002：1-233.

[2]劉志杰，陳克龍，趙志強，等.基于能值分析的西寧市城市生態經濟可持續發展研究[J].干旱區資源與環境，2011，1(25)：7-10.

[3]葛永銘，陳奕.基于能值分析的湖州市可持續發展水平研究[J].河南科學，2011，4(29)：495-499.

[4]楊德偉，倪華勇，蔣莉，等.基于能值分析的四川省生態經濟系統可持續性評估[J].長江流域資源與環境，2006，3(15)：303-309.

[5]石惠春，孫宏山，甘世民.西北干旱區能值分析理論與應用[J].安徽農業科學，2010，15(38)：8125-8127.

[6]藍盛芳，欽佩.生態系統的能值分析[J].應用生態學報，2001，1，(12)：129-131.

[7]《喀什地區統計年鑒》，《新疆統計年鑒》[M].新疆：新疆出版社，2011.

[8]春花，藍盛芳.廣州與上海城市生態系統能值的比較分析[J].城市環境與城市生態，2006，4(19)：1-4.

[9]貢璐，李小寧，張雪妮，等.烏魯木齊市復合生態系統能值分析[J].干旱區資源與環境，2012，7(26)：179-183.