林下中藥材生態經濟系統能值應用與展望

摘" 要：林下中藥材產業發展，需要平衡好生態保護和經濟發展的關系。能值理論和分析方法定量分析系統的生態、經濟效率以及可持續發展能力，可為林下中藥材產業可持續發展提供理論支撐和方法保障。該文論述能值理論和分析方法的基本概念、應用范圍，以及其在林下中藥材生態經濟系統應用的意義及步驟，指出系統能值應用時存在的問題，包括計算方法、能值轉換率、系統邊界界定等方面，針對問題提出相應的解決對策并探討未來的發展方向，旨在為能值方法在林下中藥材生態經濟系統的應用提供規范化建議， 推進林下中藥材領域能值研究的進一步發展。

關鍵詞：能值；系統；應用；生態；經濟；林下中藥材

中圖分類號：F326.2" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-9902（2024）24-0107-04

Abstract： The development of the Chinese herbal medicine industry under the forest needs to balance the relationship between ecological protection and economic development. Emergy Theory and analysis methods quantitatively analyze the ecological， economic efficiency and sustainable development capabilities of the system， which can provide theoretical support and methodological guarantee for the sustainable development of the under-forest Chinese medicinal materials industry. This paper discusses the basic concepts and application scope of the Emergy Theory and analysis method， the significance and steps of its application in the ecological economic system of understory traditional Chinese medicinal materials， and points out the problems existing in the application of the system's emergy， including calculation methods， emergy conversion rates， system boundary definition， etc.， puts forward corresponding solutions to the problems and discusses the future development direction， aiming to provide standardized suggestions for the application of the emergy method in the ecological economic system of understory traditional Chinese medicinal materials， so as to promote the further development of emergy research in the field of under-forest Chinese medicinal materials.

Keywords： emergy; system; application; ecology; economy; understory traditional Chinese medicinal materials

黨的二十大報告中指出必須要牢固樹立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，站在人與自然和諧共生的高度謀發展；要樹立大食物觀，構建多元化食物供給體系[1]。近年來，中藥材市場需求急劇增加，出現了中藥材高產低質、產量失衡、土地資源稀缺等一系列問題，限制了中藥材產業健康發展。林下中藥材產業的發展不僅有助于解決中藥材產業出現的一系列問題，還能將“綠水青山”轉化為“金山銀山”，為鞏固鄉村振興提供產業支持并為構建多元化食物供給體系提供支撐。

在林下中藥材產業發展的過程中，正確處理好產業發展和生態保護成為難題，林下中藥材產業可持續發展是亟需解決的問題。在現有的可持續發展評價方法中，能值理論和分析方法是生態經濟系統評價分析的基本工具，可以解決不同類型能量和物質無法進行比較和評價的難題，實現對系統生態、經濟效益以及可持續發展能力綜合定量評價。20世紀80年代，美國生態學家Odum明確提出了“能值”“太陽能值轉換率”等一系列的核心概念，創立了能值理論和分析方法，將能值（Emergy）定義為“產品或勞務形成過程中直接或間接投入應用的一種有效能（Available Energy）總量”，在能值的實際應用中，將太陽能值（Solar Emergy）作為度量各種不同類型能量的基準能值，其單位為太陽能焦耳（Solar Emjoules，簡寫為sej）[2]。20世紀90年代，留美學者藍盛芳首次將能值理論和分析方法引入中國，國內學者開始對能值理論與分析方法進行深入研究。能值理論和分析方法成為生態經濟系統評價分析的基本工具，是生態經濟學研究熱點領域。近年來，能值理論與分析方法應用領域不斷擴展，應用于不同尺度區域[3]、不同產業[4]、自然生態系統[5]和生態經濟系統[6]等多個領域；隨著研究的深入和實踐的需求，能值理論開始與生態足跡[7]、生命周期評價[8]、地理信息系統[9]和數據包絡法[10]等理論和方法結合應用。

1" 林下中藥材生態經濟系統能值應用概況

1.1" 應用意義

能值理論與分析方法在林下中藥材的應用主要體現在分析林下中藥材生態經濟系統的物質、能量流動和系統能值評價指標、評價系統的可持續發展能力以及制定具體的可持續發展策略等方面。能值理論和分析方法在林下中藥材生態經濟系統中的應用具有重要意義，主要體現在以下3個方面。

1.1.1" 評析林下中藥材系統的生態、經濟效益

一是林下中藥材種植既注重經濟效益，也重視生態效益，林下中藥材種植充分利用了林下的空間資源，減少了對土地的額外開墾，通過合理的林下種植，中藥材可以與林木形成互補關系，如增強土壤肥力、保持水土、保護林下資源環境等，從而提高整個林下生態系統的穩定性和抵抗力，實現林下中藥材種植與森林生態系統的良性循環。同時，林下中藥材種植涉及生態環境和經濟社會等多種資源能值，包括林下中藥材種類、種植區域的氣候、土壤狀況及人力成本等。根據能值理論和分析方法可以了解林下中藥材系統內外能量、物質的輸入和輸出，以及系統相互之間的轉換效率。二是運用能值分析方法可以評析林下中藥材的經濟效益和生態效益。能值分析法通過將林下中藥材生態經濟系統不同類型、不可比較的能量和物質轉換為統一的能值單位進行比較分析，從而量化分析系統各個部分的能值指標涵義以及系統的整體價值，更全面地評價整個林下中藥材系統的經濟效益和生態效益，對于了解系統部分和整體的生產力、經濟效益和生態效益具有重要意義。

1.1.2" 提高林下中藥材產業競爭力

運用能值理論和分析方法，可以明確林下中藥材生態經濟系統中各種資源和能量的投入、產出關系，合理配置投入產出資源，高效利用資源。第一，推動林下中藥材種植技術的創新和發展，通過優化種植結構、改進種植技術、提高病蟲害防治水平等措施，進一步提高林下中藥材的產量和質量。第二，促進林下中藥材產業的升級和轉型。林下中藥材種植產業的發展，可以帶動相關產業鏈的發展，如種苗繁育、產品加工、銷售等，通過構建更加完善的產業鏈和價值鏈體系，實現中藥材種植、加工、銷售等環節的協同發展，推動林下中藥材產業的整體發展，提高整個林下中藥材產業的競爭力。第三，運用能值法，評估林下中藥材的生態價值和經濟價值，提升林下中藥材的品質和附加值，為林下中藥材產品定價和中藥材品牌建設提供科學依據。能值分析的結果可以為政府、相關企業和農戶等制定更加科學合理的林下中藥材種植政策和規劃，更好地滿足市場需求，提高林下中藥材產業的市場競爭力。

1.1.3" 促進林下中藥材產業可持續發展

林下中藥材種植更加注重綠色、環保的生產方式，符合可持續發展的要求。一是林下中藥材種植能夠充分利用林下空間資源，利用已有的植被和土壤，有效提高了林地利用效率，減少了對耕地的占用和破壞；二是生產過程中減少化肥、農藥等化學物質的使用，降低土壤的污染和退化，保護土壤質量，減少對環境的污染和破壞；三是能值理論與分析方法能為林下中藥材的可持續發展制定策略。運用能值分析法，計算林下中藥材系統的投入與產出，量化林下中藥材種植過程中的能量流動和價值轉換過程，采用能值計算法算出研究區域林下中藥材系統的可持續發展指數，評析林下中藥材系統可持續發展能力，根據能值分析的結果，合理規劃種植區域、品種選擇和種植密度等要素，優化林下中藥材種植的資源配置，提高資源利用效率。確保林下中藥材種植與森林生態系統的和諧共生。有助于在保護生態環境的前提下，實現林下中藥材種植的經濟效益最大化，推動林下中藥材產業的健康發展，為研究區域的林下中藥材可持續發展提供理論依據，促進林下中藥材產業可持續發展。

1.2" 應用步驟

系統能值分析的具體應用步驟因研究對象和研究問題的不同而存在差異，但基本方法和應用步驟分為6步，以林下中藥材生態經濟系統能值應用為例，基本步驟如下。

1.2.1" 林下中藥材系統相關資料收集

首先，明確基于能值分析的林下中藥材研究目的，如評價林下中藥材的經濟效益、生態效益、可持續發展能力等。同時，需要確定系統研究的內容，包括林下中藥材種植地區、種類、面積等。其次，客觀全面地收集與林下中藥材相關的數據，收集研究區域的氣象數據、系統投入產出的物質和能量數據等。要確保數據的準確性和完整性，為后續能值分析提供可靠依據。最后，將收集數據進行分類整理及貯存。在林下中藥材系統中，將能值投入分為2類，分別是可更新能值投入和不可更新能值投入，在能值產出方面，主要是可更新林下經濟作物產出和廢棄物產出。

1.2.2" 繪制林下中藥材能量系統圖

在確定林下中藥材系統邊界和系統內容的基礎上，列出林下中藥材系統主要組成部分以及之間的相互關系，分析收集的數據資料，確定系統內各組成部分之間的能量關系和能量流動方向。根據Odum創立的“能量系統語言”及使用規范，以林下中藥材從種植到產出的完整生產周期為界限，繪制林下中藥材能量系統圖，形成系統主要組成部分的系統能量圖解。通過分析林下中藥材能量系統圖，可以按照不同的性質將該系統主要的能量流動進行分類匯總，系統的基本結構、組成部分及系統的物質流、信息流、能量流和貨幣流等的流動方向可以更直觀地呈現，了解系統內外的能量流動情況，便于分析系統各組成部分和生態系統、經濟系統的相互關系。

1.2.3" 編制林下中藥材系統能值分析表

能值分析表一般由輸入和輸出項目名稱、系統原始數據、相應的能值轉換率等組成。根據研究區域的林下中藥材的種類和生態經濟系統的特點，先列出林下中藥材系統的主要輸入項目（能量來源）和輸出項目，確定系統各類輸入和輸出的原始數據、相應的能量折算率和能值轉換率。將搜集和處理得到的數據通過相對應的能量折算率統一換算成能量，運用能值理論的相關計算公式以及相對應的太陽能值轉化率，將林下中藥材系統中的各項能量數據指標統一轉化為太陽能值，便于系統不同類型的能量進行比較分析。

1.2.4" 構建林下中藥材系統能值綜合系統圖

將繪制的林下中藥材能量系統圖進行簡化，將性質類似、重要的項目集結合并成同類項目，構建能夠體現系統資源能值結構及其投入產出的林下中藥材綜合系統圖，達到簡化整個系統的能量使用和能量流動作用，便于整體分析整個林下中藥材生態經濟系統的能值投入、產出以及相互間的能值流動、轉化。

1.2.5" 建立林下中藥材能值指標體系

根據系統研究的目的和實際情況，選取合適的、主要的能值指標，計算林下中藥材系統能值投入產出、經濟社會效益、生態環境效益和可持續發展能力等指標，具體指標包括能值投入率、能值產出率、能值自給率、環境產出率和能值可持續發展指數等，并根據相關的能值理論計算公式將對應的指標計算出來。通過構建林下中藥材指標體系，可以反映該系統的生態效益、經濟效益以及可持續發展性能，定量分析評價系統整體以及各子系統存在的問題，并對不同類型、不同區域的林下中藥材進行整體比較分析，科學的評價自然生態和經濟活動對于林下中藥材系統的作用。

1.2.6" 評價林下中藥材系統發展和提出策略

通過能值指標體系，研究林下中藥材的能量流動和能量轉換，定量分析林下中藥材發展對生態系統、經濟系統的影響，結合能值指標的具體含義，深入分析系統中的各個能值指標。通過能值指標的縱向和橫向比較分析，能夠全面地評價分析系統的發展狀況并根據分析結果對系統的優化提出針對性建議，辨識系統發展中的問題，為林下中藥材的發展提出具體的策略，優化林下中藥材種植結構、提高種植效益、更好地推動林下中藥材產業可持續發展。

2" 林下中藥材生態經濟系統能值應用存在的問題

林下中藥材生態經濟系統與自然生態系統、工業經濟系統既有相同也有不同，介于兩者之間。同時，由于能值理論及分析方法起源于對自然生態系統的分析。所以，當能值方法應用在林下中藥材生態經濟系統時，就會產生一些問題。一是傳統能值理論和分析方法在林下中藥材生態經濟系統分析上的一些局限， 二是研究者對能值方法中的一些細節問題的忽視，主要包括以下問題。

2.1" 能值分析方法中的計算問題

第一，在林下中藥材生態經濟系統中，進行能值分析需要較多的生態、經濟數據，研究所需的數據來源較為復雜，所用的數據均來自于實地調研以及資料收集所得，實地調研數據涉及范圍較廣，數據獲取存在一定的難度；第二，林下中藥材生態經濟系統內外能值流交叉和分支點處的計算方法有差異會影響計算結果的準確性；第三，針對來源相同的多種能值項目，計算投入和產出能值時，要避免重復計算，但在實際能值計算過程中有一定的難度；第四，同一種林下中藥材的計算方法并不完全適應于不同區域的同一種林下中藥材，同一區域不同種類的林下中藥材的能值計算方法也有所不同。

2.2" 能值轉換率的不確定性

能值轉換率作為衡量系統中物質或能量層次高低的重要指標，是指某單位物質或能量所蘊含的太陽能值量，運用能值轉化率，可以對不同項目的能值量進行計算和比較。能值分析法的重點在于將各種能量和物質轉化為統一的太陽能值進行衡量。首先，全球能值基準是能值分析方法中計算系統所有資源、物質的能值轉換率的基礎，全球能值基準不斷地更新變化會導致能值轉換率變化，大量的能值分析是以不同的全球能值基準展開研究的，缺少研究的一致性，導致分析結果的不確定性；其次，對于林下中藥材生態經濟系統中的復雜能量流動和物質循環，涉及到對中藥材生長過程中直接或間接消耗的各種能量的準確估算，會導致能值轉換率的計算復雜；最后，現有研究的能值轉換率可以滿足主要的能值分析需要，但是在實際分析上，研究區域、系統甚至個體的能值轉換率是不方便查找和不足夠引用。

2.3" 系統邊界界定不明確

系統邊界界定是能值分析前重要的研究準備，邊界的界定影響后續系統投入和產出的原始數據計算以及相關能值分析。林下中藥材生態經濟系統所涉及的投入產出項目眾多，不同地域的林下生態環境差異顯著，不同種類的林下中藥材對光照、雨水等自然資源需求不同。所以，同一中藥材在不同區域環境的投入產出項目有所不同，同一區域的不同種類中藥材投入產出也略有不同，使得系統邊界界定變得復雜。不同的邊界界定會產生不同的能值分析結果，增加了結果的不準確性。

3" 林下中藥材生態經濟系統能值研究展望

3.1" 完善能值計算方法

加強數據的收集，建立能值分析法數據庫；根據研究目的，結合生態經濟領域的發展，進一步優化和改進能值分析指標，完善和改進能值計算方法，規范建立能值評價指標體系；加強能值理論與其他理論、方法、模型的結合研究，彌補部分理論、方法、模型的使用局限性，更加全面地分析和解決問題；研究的林下中藥材生態經濟系統需要根據實際情況進行能值分析，具體情況具體分析。

3.2" 優化能值轉換率

能值轉換率要根據最新的全球能值基準作為研究基礎進行選取，根據國際能值學會的研究，以2016年的能值基準作為研究的基礎，確保研究結果的準確性；系統的投入和產出相應的轉換率要根據最權威、最新的原則選取，若研究所需要的能值轉換率來源于不同的能值基準的研究，應根據該能值基準與最新能值基準的比值，換算成最新能值基準下的能值轉換率確保研究中所用參數的能值基準的一致性；應該不斷加強優化對同一系統不同區域能值轉換率的研究，建立同一系統的能值轉換率查找系統；細化較小區域、系統個體的能值轉化率，進一步完善優化能值轉化率。

3.3" 合理界定系統邊界

規范林下中藥材生態經濟系統能值分析的系統界定標準；準確掌握研究的林下中藥材的生長習性等，明確林下中藥材生態經濟系統的投入和產出項目；利用遙感技術、地理信息系統（GIS）等現代科技手段，對林下中藥材種植區域的自然生態環境條件進行全面評估，包括土壤、水分、光照等因素，合理界定林下中藥材系統邊界。

4" 結束語

能值理論和分析方法應用到林下中藥材生態經濟系統中，從生態、經濟多維度綜合探究林下中藥材發展現狀，選取適合林下中藥材系統的能值指標，創建林下中藥材能值分析指標體系，評析林下中藥材可持續發展潛力，可以整體衡量和分析林下中藥材生態系統、經濟系統以及林下資源環境的價值，有助于評價林下中藥材可持續發展能力，促進林下中藥材產業可持續發展。但基于林下中藥材進行能值分析是一個復雜而系統的過程，需要綜合運用生態學、經濟學、能值理論等多方面知識。同時，由于能值計算、能值轉換率以及系統邊界界定的復雜性和不確定性，分析結果可能存在一定的局限性。所以，具體的林下中藥材系統需要結合實際情況進行綜合考慮和判斷。

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基金項目：云南省教育廳科學研究基金項目（2024Y624）；2024年云南省哲學社會科學規劃社會智庫項目（SHZK2024339）

第一作者簡介：周素素（1996-），女，碩士研究生。研究方向為林下經濟與林業產業發展。

*通信作者：楊璇璽（1981-），男，碩士，工程師。研究方向為林業調查規劃與產業政策。