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1、第四章生態(tài)經(jīng)濟(jì)能值分析教學(xué)課題：生態(tài)經(jīng)濟(jì)的能值分析是生態(tài)經(jīng)濟(jì)分析的一種新的重要方法，通過講授使同學(xué)了解生態(tài)經(jīng)濟(jì)的這一最新進(jìn)展。通過案例分析和課堂講授，使同學(xué)掌握能值分析方法并具備初步應(yīng)用能值分析方法進(jìn)行生態(tài)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的能力。第一節(jié)能值理論和分析方法的發(fā)展生態(tài)能量學(xué)能值分析方法能值與資源和經(jīng)濟(jì)一、生態(tài)能量學(xué)1、熱力學(xué)定律熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第二定律（熵增定律）熱力學(xué)第三定律熱力學(xué)第三定律認(rèn)為，當(dāng)系統(tǒng)趨近于絕對(duì)溫度零度時(shí)，系統(tǒng)等溫可逆過程的熵變化趨近于零。第三定律只能應(yīng)用于穩(wěn)定平衡狀態(tài)，因此也不能將物質(zhì)看做是理想氣體。絕對(duì)零度不可達(dá)到這個(gè)結(jié)論稱做熱力學(xué)第三定律。在統(tǒng)計(jì)物理學(xué)上，熱力學(xué)
2、第三定律反映了微觀運(yùn)動(dòng)的量子化。在實(shí)際意義上，第三定律并不像第一、二定律那樣明白地告誡人們放棄制造第一種永動(dòng)機(jī)和第二種永動(dòng)機(jī)的個(gè)圖。而是鼓勵(lì)人們想方高法盡可能接近絕對(duì)零度。目前使用絕熱去磁的方法已達(dá)到10^-6K，但永遠(yuǎn)達(dá)不到0K。2、生態(tài)能量學(xué)生態(tài)能量學(xué)（ecologyenergy)又稱能量生態(tài)學(xué)（energyecology），是能值分析方法的前身。生態(tài)能量學(xué)被認(rèn)為是研究生命系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)之間能量關(guān)系及其能量運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，是生物能量學(xué)和生態(tài)學(xué)相互參透而形成的一門交叉學(xué)科，是生態(tài)學(xué)中的一個(gè)分支學(xué)科。生態(tài)能量學(xué)是研究生態(tài)系統(tǒng)和復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)、傳遞與轉(zhuǎn)化規(guī)律的科學(xué)。生態(tài)能
3、量學(xué)研究生態(tài)系統(tǒng)的能流與其他生態(tài)流，如物質(zhì)流、生物流、信息流等的數(shù)量變化和相互關(guān)系，是研究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能變化規(guī)律的科學(xué)。二、能值分析理論1、奧多姆對(duì)生態(tài)系統(tǒng)能量定律的貢獻(xiàn)原有定律：第一定律：能量守恒定律（ConservationofEnergy）第二定律：熵的定律（LawofEntropy）第三定律：絕對(duì)零度時(shí)的熵為零（DefinitionofEntropyin0°K）以下為H.T.Odum提出：第四定律：MaximumEmPowerPrinciple（最大功率原則）系統(tǒng)的自組織過程或結(jié)構(gòu)的自我設(shè)計(jì)通常會(huì)朝向引入更多能量和更有效地使用能量的方向發(fā)展。第五定律：EmergyH
4、ierarchy通常最大功率的結(jié)果是形成一個(gè)能量轉(zhuǎn)換的層級(jí)結(jié)構(gòu)。第六定律：BiogeochemicalHierarchy物質(zhì)演變的層次性總是與能量轉(zhuǎn)換的層次性緊密相關(guān)，這充分體現(xiàn)在生物地球化學(xué)過程中。2、能值理論的創(chuàng)立奧多姆經(jīng)過長(zhǎng)期研究，綜合生態(tài)、能量生態(tài)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)原理于20世紀(jì)80年代后期和90年代創(chuàng)立了“能值”、太陽能值轉(zhuǎn)化率等概念，并創(chuàng)立了能量理論和分析方法（見教材P77表5.3)太陽能值轉(zhuǎn)化率在生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中，能流從量多而能質(zhì)低的等級(jí)（如太陽能）向量少而能質(zhì)高的等級(jí)（如經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品）流動(dòng)和轉(zhuǎn)化。具有低能質(zhì)的能量，如太陽能、風(fēng)能、雨能等，經(jīng)傳遞與轉(zhuǎn)換而成為高能質(zhì)和能量，維持人
5、類的生存活動(dòng)3、能值分析方法能值分析以同一客觀標(biāo)準(zhǔn)──太陽能值(SolarEmjoul,sej)衡量不同類別不同能質(zhì)的能量的真實(shí)價(jià)值和數(shù)量關(guān)系。應(yīng)用能值的分析方法，把生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)結(jié)合起來，定量地分析系統(tǒng)中自然資源和人類投入對(duì)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)，通過對(duì)系統(tǒng)中的能量流、物質(zhì)流、貨幣流、信息流的能值轉(zhuǎn)換，為資源的合理利用、經(jīng)濟(jì)發(fā)展方針的制定提供了一個(gè)重要的度量標(biāo)準(zhǔn)。三、能值與自然資源和經(jīng)濟(jì)在現(xiàn)實(shí)社會(huì)生產(chǎn)和消費(fèi)中，人們只注意一個(gè)系統(tǒng)中的貨幣流，即系統(tǒng)中的貨幣流出大于其流入，則該系統(tǒng)（或生產(chǎn)過程）就是有活力的，但是，人們常常忽略了其物質(zhì)流或能量流。在一個(gè)生產(chǎn)或生態(tài)系統(tǒng)中，人們追
6、求的是其最大的貨幣流，實(shí)際上，這種最大貨幣流是建立在最大的自然資源的流入基礎(chǔ)之上的，因?yàn)?，要追求最大的貨幣流出和最小的貨幣流入，就必需以最大的自然資源流入為代價(jià)，這種出發(fā)點(diǎn)常常又會(huì)導(dǎo)致自然資源的過度開發(fā)，從而造成資源的可持續(xù)性下降。而能值分析則是對(duì)貨幣流、物質(zhì)流、能量流和信息流的綜合衡量，從而通過最有效的設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)達(dá)到最大的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。第二節(jié)能值原理及其符號(hào)語言能值原理能值符號(hào)及語言一、能值原理1、生態(tài)系統(tǒng)能量來源由太陽能驅(qū)動(dòng)的生態(tài)系統(tǒng)（2000Kcal/m2）由太陽能和潮汐、潮流能驅(qū)動(dòng)的生態(tài)系統(tǒng)（20000Kcal/m2）由太陽能驅(qū)動(dòng)和人工植被組成的生態(tài)
7、系統(tǒng)（20000Kcal/m2）以燃料驅(qū)動(dòng)為主的城市生態(tài)系統(tǒng)（2000000Kcal/m2）2、最大功率原則具有活力的系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)組織方式必須能從外界獲取可利用的能量加以有效的轉(zhuǎn)化利用，并能反饋能量以獲取更多的能量，以應(yīng)存活之需一個(gè)系統(tǒng)為了能與其他系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)而存活和永續(xù)發(fā)展，必需從外界輸入更多低能質(zhì)的能量，同時(shí)，也必需自系統(tǒng)反饋所貯存的高能質(zhì)能量，強(qiáng)化系統(tǒng)外界環(huán)境，使系統(tǒng)內(nèi)部與外界互利共存，不斷獲得能量，以產(chǎn)生最大功率。系統(tǒng)的最大功率原則被稱為“自組織”（self-organization)3
