能值分析理论与实践：生态经济核算与城市绿色管理

目 录

序一
序二
前言
第1章　生态环境核算的缘起 1
1.1　环境经济核算与生态环境核算 1
1.2　基于生态热力学的生态环境核算理论基础 3
1.3　生态环境核算方法的国内外研究概览 5
1.3.1　能值核算理论的发展历程综述 5
1.3.2　自然生态系统能值核算相关研究概述 7
1.3.3　农业系统能值核算相关研究概述 8
1.3.4　生态工程和环境治理工程能值相关研究概述 8
1.3.5　区域生态经济系统能值核算相关研究概述 9
1.4　环境核算由浅绿走向深绿的原因 11
第2章　生态环境核算体系及方法学 14
2.1　生态环境核算基准近二十年的变迁 14
2.2　生态环境核算EmCF数据库构建 16
2.3　地球的可再生初级能值流 17
2.4　地球上可再生次级能值流 19
2.4.1　风能 19
2.4.2　降雨能 20
2.4.3　洋流能 21
2.5　地球可再生第三级能值流 21
2.5.1　波浪能 21
2.5.2　大陆径流地理势能 21
2.5.3　地表径流的化学能 22
2.6　水的能值转换率 22
2.7　放射性矿物 24
2.8　地壳矿物质能值转换率 25
2.8.1　单一元素矿石 25
2.8.2　多元素矿石 27
2.8.3　岩石聚合物的能值转换率 27
2.8.4　珊瑚礁能值转换率 27
2.8.5　海水中的矿物 28
2.9　大气气体 29
2.10　土地、生物质和土壤的能值转换率 30
2.10.1　土地使用 30
2.10.2　土地利用类型转变或占用 32
2.10.3　生物质 32
2.10.4　土壤有机碳 33
2.10.5　土壤 33
2.11　木材 34
2.12　化石燃料 35
2.12.1　泥煤 35
2.12.2　煤 36
2.12.3　油和天然气 38
2.12.4　氦 39
2.13　劳力 39
2.14　需要进一步讨论的几个问题 40
2.14.1　全球能值基准 40
2.14.2　可更新和不可更新 41
2.14.3　生物的能值转换率 41
2.14.4　土地占用的能值转换率 41
2.14.5　核物质 42
2.14.6　矿物质 42
2.14.7　大气气体 42
2.14.8　土地占用、现存生物量和木材收获的计算过程 42
2.14.9　水的计算过程 43
2.15　本章小结 45
第3章　基于生态环境核算的区域可持续性指标体系 46
3.1　面向可持续发展的城市代谢的热力学观 46
3.1.1　城市系统与可持续性 46
3.1.2　城市可持续发展问题的辩论 48
3.1.3　城市代谢和熵增原理 48
3.2　从人类中心论到生态中心论的环境伦理观的转移 51
3.3　区域可持续的时空分异研究 51
3.4　可持续指数与四种表征可持续性指标的相关性研究 61
3.5　本章小结与讨论 67
第4章　国家及省级区域系统代谢过程的生态环境核算 69
4.1　生态环境核算框架构建与改进 69
4.1.1　数据库框架概要 69
4.1.2　方法学与核算内容 70
4.2　数据来源、估算方式及能值转换率修正 71
4.2.1　可更新资源流 72
4.2.2　本地可更新资源流 74
4.2.3　本地不可再生的资源流 76
4.2.4　进口及出口资源流 79
4.2.5　省级基础数据的获取 80
4.3　能值指标体系及空间分析方法 81
4.4　中国省级区域系统生态环境核算结果 82
4.4.1　经济子系统生态环境核算指标比较分析 82
4.4.2　社会子系统生态环境核算指标比较分析 85
4.4.3　自然子系统生态环境核算指标比较分析 87
4.4.4　发展可持续性指标比较分析 88
4.5　中国省级区域生态环境核算空间区位分析 90
4.5.1　生态环境核算来源结构性指标 90
4.5.2　生态环境核算社会发展类指标 92
4.5.3　生态环境核算经济发展类指标 92
4.5.4　区域可持续发展水平综合评估 93
4.6　省级区域系统生态环境核算可持续性相关性分析 95
4.6.1　传统生态环境核算指标相关性分析 95
4.6.2　社会发展与生态环境核算指标相关性创新分析 95
4.7　本章小结 100
4.7.1　研究结论 100
4.7.2　研究展望 101
第5章　城市系统代谢过程的生态环境核算 102
5.1　城市代谢系统分析 102
5.2　城市系统的生态环境核算研究方法 103
5.2.1　基于能值的城市代谢模型图的绘制 103
5.2.2　城市代谢系统的绿色核算体系 104
5.3　北京市代谢系统生态环境核算结果分析 108
5.3.1　北京市基础能源资源流分析 108
5.3.2　北京市代谢系统能值核算与分析 108
5.4　本章小结与讨论 120
5.4.1　城市结构和效率的动态变化 121
5.4.2　城市代谢系统分析的多尺度嵌套 122
第6章　基于生态环境核算的城市生态环境影响评估 124
6.1　城市代谢与城市生态环境影响 124
6.1.1　耦合了科技、福祉和环境的评估体系 124
6.1.2　生态环境核算：一种不只是技术层面的方法 125
6.2　基于生态环境核算的城市生态环境影响评价方法 125
6.2.1　基于生态环境核算的环境影响评估模型 126
6.2.2　生态环境影响评价 128
6.2.3　环境影响修正后的生态环境核算指标 132
6.2.4　污染物的测定 133
6.3　基于生态环境核算的城市生态环境影响评价结果与讨论 134
6.3.1　城市不同代谢过程中的直接和间接流分析 136
6.3.2　修正后能值指标综合评价 141
6.4　本章小结 143
第7章　基于生态环境核算的城市健康评价和发展模式分析 145
7.1　城市健康与生态环境核算 145
7.2　基于生态环境核算的城市健康评价方法 147
7.2.1　城市健康指标选择 147
7.2.2　基于生态环境核算的城市生态系统健康指数 148
7.2.3　中国31个典型城市的健康程度测算 148
7.3　基于生态环境核算的城市健康及发展模式分析 152
7.3.1　城市聚类分析 152
7.3.2　中国城市健康程度空间结构分析 154
7.4　城市健康与环境经济要素关联性讨论 156
7.4.1　经济增长与环境绩效的协同分析 156
7.4.2　经济增长和城市生态系统健康 157
7.5　本章小结 158
第8章　城市生活用水系统的生态环境核算 160
8.1　城市生活用水供给过程 160
8.1.1　研究背景 160
8.1.2　城市生活用水供给研究进展 161
8.2　基于生态环境核算的城市生态用水系统模型构建 162
8.3　北京市原水开采、调配过程的生态环境核算 163
8.3.1　地表水源 164
8.3.2　地下水源 164
8.3.3　南水北调水源 164
8.3.4　海水淡化水源 171
8.4　城市生活用水原水处理生态环境核算 171
8.4.1　地表水 171
8.4.2　地下水 173
8.4.3　南水北调入京水 175
8.4.4　海水 177
8.4.5　多种生活用水取水方式环境影响比较分析 178
8.5　城市生活用水配水系统生态环境核算与综合评估 179
8.6　基于不同水源的供水过程优选分析 180
8.7　本章小结 183
第9章　城市生态系统服务功能的生态环境核算 185
9.1　生态服务功能的非货币量核算 185
9.2　我国的环境损害现状与生态服务功能核算需求 188
9.3　国内外城市雨洪利用与研究现状 191
9.3.1　国外城市雨洪利用现状 191
9.3.2　国内城市雨洪利用现状 192
9.3.3　国内外城市雨洪研究方法评述 193
9.4　城市尺度生态服务功能的生态环境核算方法 194
9.5　大连市海绵城市建设实践 196
9.5.1　大连市基本情况 196
9.5.2　大连市典型雨水收集系统模式构建 197
9.6　城市生态服务功能的生态环境核算结果分析 200
9.6.1　绿色屋顶 200
9.6.2　雨水引流浅沟 201
9.6.3　人工湿地 202
9.6.4　典型雨水收集系统服务功能价值评估 203
9.7　生态服务功能核算方法再思考 205
9.7.1　货币量与非货币量核算框架与方法学比较 205
9.7.2　核算方法的接口设计 210
9.8　本章小结 218
9.8.1　主要结论 218
9.8.2　政策与建议 219
第10章　城市产业系统的生态环境核算 221
10.1　城市产业系统生态环境核算框架 221
10.2　武夷山市产业特征分析 222
10.2.1　武夷山生态敏感性分析 222
10.2.2　武夷山市主要产业特征分析 225
10.3　武夷山市三种核心产业生态环境核算 227
10.3.1　武夷山市核心产业能值流核算 227
10.3.2　武夷山市主要产业生态经济评价 234
10.3.3　武夷山市产业经济效益和生态压力脱钩分析 238
10.4　本章小结 239
10.4.1　产业优化建议 239
10.4.2　研究结论 240
第11章　城市工业绿色发展与废物协同处置政策比选研究 242
11.1　城市工业绿色发展实践 242
11.2　废物协同处置研究方法 244
11.3　基于生命周期的4种污泥原料替代及协同处置分析评估 246
11.3.1　水泥原料替代和协同处置生产工艺 246
11.3.2　4 种污泥处理工艺情景设置 250
11.3.3　4 种污泥处理工艺物质流核算及环境影响分析 251
11.3.4　运输过程物质流核算及环境影响分析 258
11.3.5　结果讨论 259
11.4　4 种污泥协同处置方案的能值分析及比选 260
11.4.1　能值投入流分析 260
11.4.2　环境影响分析 267
11.4.3　能值指标分析 268
11.5　本章小结 270
第12章　生态环境核算的动力学机制及实践 272
12.1　系统演化模拟在生态环境核算中的运用 272
12.2　城市代谢系统的生态环境动态核算模型构建 273
12.3　城市代谢系统的生态环境动态核算单要素预测及分析 281
12.3.1　土地利用类型的变化 281
12.3.2　城市资产的变化 282
12.3.3　其他存量的变化 282
12.3.4　环境和经济损失 284
12.3.5　能值指标的变化 284
12.4　本章小结 285
第13章　基于生态环境核算的城市循环经济发展策略研究 287
13.1　循环经济的国内外实践与管理 287
13.1.1　循环经济的国内外实践 287
13.1.2　城市是循环经济的有效调控节点 289
13.1.3　协同管理是循环经济一体化管理的重要手段 290
13.2　循环经济发展研究的方法学及生态环境核算在管理方面的应用 291
13.2.1　城市循环经济量化分析研究进展 291
13.2.2　城市循环经济、运行体系与管理机制综述 293
13.2.3　城市能-水-食物耦合管理与循环经济 294
13.3　基于能-水-食物耦合的城市循环经济政策效果计算器（UCEC）开发 296
13.4　基于生态环境核算结果的城市生态调控模式分析 301
13.5　本章小结 304
第14章　基于数据不确定性的城市发展战略的最优路径选择 305
14.1　生态环境核算数据的敏感性分析 305
14.2　生态环境核算数据的标准化方法 305
14.3　结果计算与分析 306
14.4　本章小结 310
附录A　本书部分术语与简称 311
附录B　基于能值的生态系统服务价值计算方法 313
B.1　森林 314
B.1.1　土地利用类型简介 314
B.1.2　服务功能列表 315
B.1.3　基于能值的服务功能计算方法 317
B.1.4　说明1：其他森林类型未纳入研究对象的原因 320
B.1.5　说明2：相关参数与计算方法 320
B.2　湿地 326
B.2.1 　土地利用类型简介 326
B.2.2　服务功能列表 327
B.2.3　基于能值的服务功能计算方法 328
B.2.4　说明：相关参数与计算方法 331
B.3　农田 332
B.3.1　土地利用类型简介 332
B.3.2　服务功能列表 333
B.3.3　基于能值的服务功能计算方法 334
B.3.4　说明：相关参数与计算方法 337
B.4　草地 340
B.4.1　土地利用类型简介 340
B.4.2　服务功能列表 340
B.4.3　基于能值的服务功能计算方法 342
B.4.4　说明：相关参数与计算方法 345
B.5　荒漠 346
B.5.1　土地利用类型简介 346
B.5.2　服务功能列表 346
B.5.3　基于能值的服务功能计算方法 347
B.6　盐碱地 350
B.6.1　土地利用类型简介 351
B.6.2　服务功能列表 351
B.6.3　基于能值的服务功能计算方法 352
B.7　其他 355
B.7.1　土地利用类型简介 355
B.7.2　服务功能列表 356
B.7.3　基于能值的服务功能计算方法 358
附录C　基于GEB2016能值基准的常用资源的能值转换率 362
参考文献 373
索引 411