劉耕源

1 北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院,環(huán)境模擬與污染控制國(guó)家重點(diǎn)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,北京 100875 2 北京市流域環(huán)境生態(tài)修復(fù)與綜合調(diào)控工程技術(shù)研究中心,北京 100875

當(dāng)前政府普遍使用國(guó)民經(jīng)濟(jì)的貨幣經(jīng)濟(jì)核算方法(如國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值、人均收入等)來計(jì)算宏觀經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。但是在過去半個(gè)世紀(jì),由于環(huán)境污染、資源稀缺、生態(tài)退化等問題日益嚴(yán)重,人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)使用給予了更多的關(guān)注。由于傳統(tǒng)的貨幣經(jīng)濟(jì)核算系統(tǒng)不能反映生態(tài)系統(tǒng)的破壞及環(huán)境惡化對(duì)國(guó)民財(cái)富的影響,使得環(huán)境核算(也有文獻(xiàn)翻譯成環(huán)境會(huì)計(jì))方法逐漸步入研究者的視野,并很快成為研究自然資源的儲(chǔ)備價(jià)值的有力工具。如2010年完成的國(guó)際項(xiàng)目“生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性經(jīng)濟(jì)學(xué)(The Economics of Ecosystems and Biodiversity, TEEB)”就嘗試在生產(chǎn)性經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)框架內(nèi)以貨幣方式評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性的貢獻(xiàn)。而其核心思想是在做經(jīng)濟(jì)決策時(shí),將環(huán)境成本作為經(jīng)濟(jì)核算的直接或間接的成本或收益,如常用的綠色GDP,即在貨幣核算基礎(chǔ)上,從GDP中扣除資源耗減成本和環(huán)境降級(jí)成本,很多國(guó)家都嘗試計(jì)算綠色GDP,為此聯(lián)合國(guó)于1993年公布了《環(huán)境與經(jīng)濟(jì)綜合核算體系(SEEA)》,將環(huán)境因素納入國(guó)民核算中,但是由于在實(shí)現(xiàn)過程中面臨的種種困難,加之不夠成熟的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),使得SEEA在施行過程中往往無法很好的達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

新古典主義經(jīng)濟(jì)學(xué)的基礎(chǔ)是在19世紀(jì)末提出,被稱為“邊際革命(Marginal Revolution)”。其一般不強(qiáng)調(diào)環(huán)境在經(jīng)濟(jì)中的作用,將重點(diǎn)從生產(chǎn)手段轉(zhuǎn)移到市場(chǎng)動(dòng)態(tài)[1]。新古典經(jīng)濟(jì)學(xué)家Solow[2]完全將土地從經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)函數(shù)中去除,確定自然的工作可以被制造資本代替。Georgescu-Roegen[3]駁斥了自然可以代替的主張,并斷言經(jīng)濟(jì)學(xué)受到熱力學(xué)限制的約束和限制。Odum[4]提出了類似的主張,他闡明了環(huán)境工作和經(jīng)濟(jì)財(cái)富之間的聯(lián)系。在這個(gè)時(shí)候,環(huán)境對(duì)經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)的估值開始分為兩個(gè)陣營(yíng)：生物物理評(píng)估(能量投入、能量投入回報(bào)、生命周期分析等)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)(條件價(jià)值評(píng)估法、享樂定價(jià)理論、生產(chǎn)函數(shù)分析等),具體方法學(xué)參見文獻(xiàn)[5]。因此,新古典經(jīng)濟(jì)學(xué)原理中經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的關(guān)系完全是脫鉤的,所以在后續(xù)的研究中,如何將人類經(jīng)濟(jì)所依賴的自然資源資產(chǎn)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)統(tǒng)一進(jìn)來可能是生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)研究中最重要的問題之一[6- 9],這也將會(huì)成為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)理論的重要分支之一[5,10]。該項(xiàng)研究的主要問題是：自然資本和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的真正價(jià)值是什么？以及如何量化？但在新古典經(jīng)濟(jì)學(xué)的框架內(nèi),當(dāng)自然資源富足時(shí),其價(jià)值非常小；但是當(dāng)自然資源瀕臨稀缺時(shí),其價(jià)值又開始增加。例如,當(dāng)自然資源(如土地、淡水、濕地)的豐富量與人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的規(guī)模相比很大時(shí),我們不會(huì)去考慮它們的價(jià)值,直到人口的增長(zhǎng)與經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的加快使得這些自然資源變得很有“價(jià)值”。但是這也僅限于那些容易被量化和銷售的資本,譬如土地、森林和淡水資源這些易于被賦予貨幣價(jià)值的自然資源。一些資源至今也沒有定價(jià),如清潔的空氣和雨水等。

在此情況下,更多的環(huán)境核算方法開始主要從物質(zhì)計(jì)量角度開展環(huán)境核算,以期打破大多數(shù)以人類為中心框架下的經(jīng)濟(jì)學(xué)方法的弊端,而新的方法框架進(jìn)一步關(guān)注對(duì)人類及生態(tài)有益的生態(tài)服務(wù)的價(jià)值,即不忽視自然界提供的無關(guān)人類的相關(guān)服務(wù)功能。典型的方法包括：生態(tài)足跡法,即計(jì)算生產(chǎn)性土地的直接、間接需求；物質(zhì)流分析法,即計(jì)算自然界到經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的直接和隱性物質(zhì)投入；體現(xiàn)能核算法,主要計(jì)算全生命周期的累積能量消耗；各種計(jì)量經(jīng)濟(jì)過程排放物的環(huán)境影響核算法,如IPCC溫室氣體核算、CML2000環(huán)境影響系數(shù)等；以及能值分析法,即計(jì)量從生物圈能量運(yùn)動(dòng)角度來衡量某物質(zhì)或某系統(tǒng)所需要的所有能量總和。Odum[11- 12]確定了由太陽(yáng)能、潮汐能和地?zé)崮茯?qū)動(dòng)的生物圈作為自然資源和生態(tài)服務(wù)的原始驅(qū)動(dòng)力的研究,將這些能量核算為太陽(yáng)能等效能量,并用能值進(jìn)行可持續(xù)性評(píng)估和自然資本評(píng)估的核算基礎(chǔ)[13- 14]。上述這些環(huán)境核算方法都能從一定角度反映人類活動(dòng)對(duì)自然資源和環(huán)境的真實(shí)載荷,因而得到了學(xué)界乃至政府組織的廣泛認(rèn)可,成為指導(dǎo)和評(píng)價(jià)環(huán)境績(jī)效和可持續(xù)發(fā)展的重要工具。這些方法的重點(diǎn)是將地球生態(tài)系統(tǒng)的所有部分作為一個(gè)包含結(jié)構(gòu)與過程的功能整體,而人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)只是嵌入其中的一部分而已。這種研究框架可以精細(xì)地核算地球上各個(gè)物種獲得自然資源及服務(wù)(礦產(chǎn)、化石燃料、生物質(zhì)、水、空氣、文化、信息等)的通量、效率、層級(jí)結(jié)構(gòu)及反饋過程,并可看出如何最大程度的提高生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的產(chǎn)出效率。

1 基于生態(tài)熱力學(xué)的環(huán)境核算理論基礎(chǔ)

能值分析作為環(huán)境核算領(lǐng)域的重要方法之一,能夠持續(xù)受到廣泛關(guān)注的原因是源于它具有一套獨(dú)特的理論和方法體系。能值理論和方法是由美國(guó)著名生態(tài)學(xué)家、系統(tǒng)能量分析先驅(qū)——H.T. Odum,基于其兄弟E.P. Odum無法直觀的表達(dá)能量生態(tài)學(xué)的苦惱,借助于物理學(xué)的電路原理,于20世紀(jì)80年代創(chuàng)立的一個(gè)新的系統(tǒng)分析理論和方法,它從地球生物圈能量運(yùn)動(dòng)角度出發(fā),以太陽(yáng)能值來表達(dá)某種資源或產(chǎn)品在形成或生產(chǎn)過程中所消耗的所有能量,并在此基礎(chǔ)上建立一般系統(tǒng)的可持續(xù)性能值評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。實(shí)際上Odum家族從20世紀(jì)50年代便開始對(duì)生態(tài)系統(tǒng)能量學(xué)進(jìn)行深入的研究、追溯生態(tài)系統(tǒng)中的能流,并在20世紀(jì)70—80年代提出了一些在當(dāng)時(shí)看來的新概念和具有開拓性的重要觀點(diǎn),諸如能量系統(tǒng)、體現(xiàn)能(embodied energy)和能量品質(zhì)(energy quality)等,第一次將能流和經(jīng)濟(jì)流聯(lián)系在了一起。有趣的是,由embodied energy轉(zhuǎn)變到emergy(能值)是1983年由一位在當(dāng)時(shí)在美國(guó)、名叫David Scienceman的澳大利亞的訪問學(xué)者將embodied energy這兩個(gè)單詞捏合到一起而提出的[15],是一個(gè)當(dāng)時(shí)的新詞匯,以至于一段時(shí)間內(nèi),能值研究者發(fā)表文章在寫到eMergy這個(gè)詞的時(shí)候要單獨(dú)大寫字母M,以突出和energy這個(gè)詞的不同。H.T. Odum隨后又創(chuàng)立了能值理論以及提出太陽(yáng)能值轉(zhuǎn)換率(solar transformity)等一系列概念,從能量、體現(xiàn)能發(fā)展到能值,從能量分析發(fā)展到能值分析在今天看來在理論和方法上都是一個(gè)重大飛躍[16]。H.T. Odum[11]在Science期刊上發(fā)表了題為Self-Organization,Transformation的文章,文中闡述了能值理論,論述了能值與能量品質(zhì)、能量等級(jí)等概念的關(guān)系[17]；隨后在1996年出版了第一部能值專著EnvironmentAccounting:EmergyandEnvironmentalDecisionMaking,這本書可以認(rèn)為是能值研究領(lǐng)域的第一本系統(tǒng)的代表作,產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,具有里程碑式的意義。H.T. Odum[11- 12]在他的文章中將自然資本和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)確定為財(cái)富的真正來源(即稟賦價(jià)值視角——Donor Side),盡管當(dāng)時(shí)普遍認(rèn)為只有勞動(dòng)和經(jīng)濟(jì)資本才是財(cái)富的來源(即接收者視角——Receiver Side)。E.P. Odum和H.T. Odum觀點(diǎn)的通常理解是拋開生態(tài)系統(tǒng)的具體物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)特征和連接形式,把能量作為“無差別”的通用“貨幣”,使生命的與非生命的成分連接成為了一個(gè)通過能量執(zhí)行生態(tài)功能、反映生態(tài)關(guān)系的功能性整體系統(tǒng)。在葛永林和徐正春[18]的文章中也提到了“在E.P. Odum把整個(gè)生物圈看作是一個(gè)最大的生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,‘蓋婭理論’把整個(gè)生物圈看作了生命有機(jī)體：由所有生物與地球環(huán)境組成的整合的有機(jī)整體系統(tǒng)。它們相互調(diào)節(jié)、彼此適應(yīng)、共同進(jìn)化。‘活’的地球完全就是這些生物聚集在一塊所表現(xiàn)出的社會(huì)、生物屬性,以及無意識(shí)進(jìn)化對(duì)環(huán)境影響的結(jié)果”。這也說明了從稟賦價(jià)值視角重新解讀了社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng),更深層次明確了“當(dāng)前的”自然資產(chǎn)和生態(tài)服務(wù)實(shí)際是生態(tài)系統(tǒng)對(duì)資源使用的一種努力和結(jié)果,其“過去的”生態(tài)過程經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間“試錯(cuò)和優(yōu)化”。

相比較于其他環(huán)境核算方法,能值分析法具有較為明顯的優(yōu)點(diǎn)：它能夠?qū)⑺胁煌悇e的能量、資源、產(chǎn)品,甚至勞務(wù)和服務(wù)等這種不可比、難合算的項(xiàng)目換算為統(tǒng)一的量綱——“太陽(yáng)能等效能量(太陽(yáng)能值,solar emergy)”,這就為環(huán)境負(fù)載計(jì)算和環(huán)境經(jīng)濟(jì)績(jī)效的評(píng)價(jià)提供了一種新的思路。這種合成性的方法是一種定量評(píng)估技術(shù),用于確定非市場(chǎng)化和市場(chǎng)化資源、服務(wù)、商品和存儲(chǔ)在以給定產(chǎn)品或服務(wù)所需的能值中的環(huán)境價(jià)值[12]。其次,能值理論是基于生物圈內(nèi)物質(zhì)和能量流動(dòng)規(guī)律而建立的,該方法基于能量學(xué)原理[19],系統(tǒng)理論[20]和系統(tǒng)生態(tài)學(xué)[14],在反映自然資源和生態(tài)服務(wù)的真實(shí)價(jià)值上,能值更具有說服力。能值分析不僅是環(huán)境核算的重要方法,它對(duì)物質(zhì)流動(dòng)和能量傳遞的細(xì)致剖析,也使其成為系統(tǒng)分析和評(píng)價(jià)的重要工具。它允許量化支持每個(gè)流量或存儲(chǔ)的環(huán)境工作量,從稟賦價(jià)值視角(donor side)來評(píng)估每個(gè)資源,而不僅僅是基于人類偏好和市場(chǎng)偶然性。簡(jiǎn)而言之,能量被定義為直接和間接支持過程并產(chǎn)生產(chǎn)出產(chǎn)品或服務(wù)所需的總可用能量(通常歸一為太陽(yáng)能等效焦耳,也有的相似研究歸一為宇宙輻射[21])。所有可再生和不可再生、本地和進(jìn)口的流入(物質(zhì)、能量、勞動(dòng)、金錢和信息)流入一個(gè)清單,并通過名為能值轉(zhuǎn)換率(UEV：Unit Emergy Value)的轉(zhuǎn)化系數(shù)將不直接來自太陽(yáng)的流動(dòng)能量轉(zhuǎn)換成太陽(yáng)能等效焦耳,對(duì)該過程產(chǎn)生的所有能量輸入流進(jìn)行統(tǒng)一核算,最后進(jìn)行相關(guān)性能指標(biāo)的計(jì)算。在評(píng)估經(jīng)濟(jì)體中,能源供應(yīng)和經(jīng)濟(jì)績(jī)效之間的關(guān)系由總能源使用量與國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)的比值來衡量,以sej/貨幣單位表示。它表示創(chuàng)造一個(gè)貨幣財(cái)富單位所需的能值投資總量。在能值計(jì)算程序中使用該能值貨幣比,以將與勞動(dòng)和服務(wù)相關(guān)聯(lián)的資金投入轉(zhuǎn)換為能量單位。能值理論與分析方法被認(rèn)為是連接生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)的橋梁,它能夠：(1)為各種生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)各種生態(tài)流的綜合分析開辟了定量研究新方法,提供了一個(gè)衡量和比較各種物質(zhì)流、能量流、價(jià)值流的共同尺度；(2)可以衡量分析整個(gè)自然界和人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng),定量分析資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的真實(shí)價(jià)值以及它們之間的關(guān)系,有助于調(diào)整生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展,對(duì)自然資源的科學(xué)評(píng)價(jià)與合理利用、經(jīng)濟(jì)發(fā)展方針的制定,可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施,均具有重要意義。

所以,用生態(tài)熱力學(xué)的方法重新理解自然資產(chǎn)及生態(tài)服務(wù)功能的產(chǎn)生,可以看出：太陽(yáng)輻射、地月引力造成的潮汐能和深層地?zé)崾侵С值厍蛭镔|(zhì)和能量循環(huán)、維持生物圈可持續(xù)發(fā)展的原始驅(qū)動(dòng)力。通過循環(huán)過程,生態(tài)系統(tǒng)自發(fā)地保持自身遠(yuǎn)離熱力學(xué)平衡狀態(tài)。系統(tǒng)的循環(huán)允許能量、物質(zhì)和信息的連續(xù)收斂和發(fā)散,以及高品質(zhì)能量(如化石燃料)與低品質(zhì)能量(如太陽(yáng)能、地?zé)崮艿?在匯集放大過程中的相互作用[22]。經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)實(shí)際在這個(gè)過程中的作用是加速了能量的流動(dòng)和釋放了新的能力儲(chǔ)存,例如將石油轉(zhuǎn)化為電力和運(yùn)輸服務(wù)、將礦物質(zhì)轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ)設(shè)施和機(jī)械、又將電力、機(jī)械和生態(tài)服務(wù)轉(zhuǎn)化為教育、娛樂、服務(wù)等。所以生態(tài)服務(wù)功能的熱力學(xué)價(jià)值是實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)能量傳輸過程穩(wěn)定性的“緩沖器”。為了防止或者延緩資源能源的衰竭,常用一些經(jīng)濟(jì)“貼現(xiàn)”反哺低品質(zhì)能源,以確保能量基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。例如,在砍伐后重新種植新的樹木、焚燒秸稈并還田以維持土壤有機(jī)質(zhì)與養(yǎng)分、循環(huán)可利用的材料等等。

2 基于生態(tài)熱力學(xué)的生態(tài)服務(wù)功能核算方法

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的定義隨不同組織和研究人員[23- 26]定義不同。一般的定義是,人們從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的益處。這種定義范圍較廣,即任何來自生態(tài)系統(tǒng)的益處均可認(rèn)為是一種生態(tài)服務(wù)。“千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估(MEA)”的2005年的報(bào)告指出,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對(duì)人類社會(huì)和人類福祉是有穩(wěn)定的作用[27]。雖然這種觀點(diǎn)主要側(cè)重于人類價(jià)值觀和偏好(接收者視角),但是MEA研究人員提出的這一整套生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)體系為進(jìn)一步評(píng)估人與生物圈的相互作用提供了重要的起點(diǎn)。MEA文件列出了供應(yīng)、調(diào)節(jié)、支持和文化功能這四種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),這些類別涉及向人類提供產(chǎn)品、調(diào)節(jié)人類所依賴的生態(tài)系統(tǒng)、支持提供服務(wù)的系統(tǒng)以及增強(qiáng)人們的文化娛樂體驗(yàn)等：

a)支持服務(wù)(生產(chǎn)所有其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)所需的服務(wù))：包括土壤形成、養(yǎng)分循環(huán)、光合作用的初級(jí)生產(chǎn)等；

b)供應(yīng)服務(wù)(從生態(tài)系統(tǒng)獲得的產(chǎn)品)：包括食品、淡水、燃料木材、纖維、生物化學(xué)品、遺傳資源等；

c)調(diào)節(jié)服務(wù)(從生態(tài)系統(tǒng)過程的調(diào)節(jié)中獲得的好處)：包括氣候調(diào)節(jié)、疾病調(diào)節(jié)、水資源調(diào)節(jié)、水凈化等；

d)文化服務(wù)(從生態(tài)系統(tǒng)獲得的非物質(zhì)利益)：包括精神和宗教、娛樂和生態(tài)旅游、美學(xué)、教育、感受、文化遺產(chǎn)等。

這4項(xiàng)服務(wù)是為人類社會(huì)提供切實(shí)利益的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),但并且沒有以某種方式支付,因此這些服務(wù)應(yīng)該包括在現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中。所以對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的研究不應(yīng)僅考慮“替代價(jià)格”而應(yīng)該考慮“生態(tài)價(jià)格”的概念。生態(tài)價(jià)格是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對(duì)社會(huì)的總體效益的核算。能值分析是通過單位價(jià)值能源消耗量(即國(guó)家消耗能值總量與國(guó)民生產(chǎn)總值之比),將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的能值轉(zhuǎn)換為貨幣,可以得到生態(tài)價(jià)格的核算值。能值分析認(rèn)為一個(gè)區(qū)域的GDP產(chǎn)生是本地的各種可更新、不可更新、進(jìn)出口產(chǎn)品和服務(wù)共同作用的結(jié)果,借助太陽(yáng)能值對(duì)區(qū)域所有投入的統(tǒng)一核算,可以將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和整體經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)納入到一個(gè)完整的核算體系中,可以用能量單位或者貨幣單位平衡的比較生態(tài)服務(wù)功能與總體經(jīng)濟(jì)價(jià)值,不會(huì)產(chǎn)生估值過大的問題(如貨幣化評(píng)估常常過高的估計(jì)森林的價(jià)值)。生態(tài)價(jià)格是從稟賦價(jià)值的角度更準(zhǔn)確地評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)所需要的能量(即從同一片土地提供的多種生態(tài)系統(tǒng)),而不是傳統(tǒng)的支付意愿方法對(duì)所有價(jià)值的簡(jiǎn)單“堆疊”,這涉及到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估中的“分裂”原則[28]。能值方法協(xié)調(diào)了生態(tài)系統(tǒng)為人們提供的生物物理現(xiàn)實(shí),即為人類提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值。將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)納入經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一核算是至關(guān)重要的,這是因?yàn)槿绻€是從經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼的角度來考慮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),那么在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的降低變得限制經(jīng)濟(jì)活動(dòng)之前,是不會(huì)感覺到這種稀缺性的增加,這時(shí),對(duì)自然資本修復(fù)性的投入成本將會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過生態(tài)服務(wù)功能降低前的維護(hù)性投入。

譬如在Brown和Campbell[29]對(duì)美國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的計(jì)算中可以初步的比較基于能值、能值轉(zhuǎn)換成的“生態(tài)價(jià)值”以及用貨幣方法計(jì)算出的服務(wù)功能的差別(表1)。表中可以看出,他們計(jì)算的森林的生態(tài)價(jià)值是市場(chǎng)價(jià)值的8.2倍,最大的價(jià)值提供是娛樂活動(dòng)(生態(tài)價(jià)值排序第一)而不是水資源供給(市場(chǎng)價(jià)值排序第一)。而沒有市場(chǎng)價(jià)值的生態(tài)服務(wù)功能的價(jià)值是523億美元。

表1 能值、能值轉(zhuǎn)換成的“生態(tài)價(jià)值”以及用貨幣方法計(jì)算美國(guó)森林的生態(tài)服務(wù)功能[29]

* 生態(tài)價(jià)值的計(jì)算是通過前一列的能值量×能值貨幣比(1.9×1012sej/＄),這個(gè)值是全美能值貨幣比的平均值?！癗/A”指缺乏數(shù)據(jù)導(dǎo)致的只列出計(jì)算公式,沒有給出計(jì)算數(shù)值；“—”指沒有考慮該項(xiàng)

當(dāng)前已有不少能值研究針對(duì)不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)開發(fā)了相應(yīng)的核算方法。這里我們提出使用能值方法進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能核算的6個(gè)步驟：

(1)采用最新的能值基準(zhǔn)對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行能值核算,這是獲得將使用當(dāng)?shù)刎泿藕怂阄幕?wù)類功能所需能值貨幣比系數(shù)的重要步驟。

(2)對(duì)研究區(qū)域的生態(tài)資本進(jìn)行核算,該步驟主要是核算產(chǎn)品類供給服務(wù)。

(3)通過開發(fā)區(qū)域系統(tǒng)不同生態(tài)服務(wù)功能的微觀模型來確定產(chǎn)生每個(gè)關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)過程中所需的能值,識(shí)別在每個(gè)生產(chǎn)過程中的能值投入情況。該步驟主要用于核算支持服務(wù)和調(diào)節(jié)服務(wù)。

(4)通過評(píng)估現(xiàn)有市場(chǎng)直接或間接為自然服務(wù)支付的貨幣金額,例如暴雨容納費(fèi)用、碳儲(chǔ)存在碳市場(chǎng)中的價(jià)格、流域保護(hù)的費(fèi)用、空氣/水中污染物處置的費(fèi)用等,這種替代價(jià)格或者影子價(jià)格的方法可以量化一系列生態(tài)價(jià)值,相對(duì)于計(jì)算出與提供的服務(wù)相關(guān)聯(lián)的能量的量。然后借助步驟一的數(shù)據(jù),進(jìn)行文化服務(wù)類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能核算。每種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的貨幣價(jià)值范圍將通過將服務(wù)的能量流量乘以一系列具體的能源與貨幣比來獲得。

(5)將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值集成到研究區(qū)域現(xiàn)有的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中。

(6)研究結(jié)果將被開發(fā)為標(biāo)準(zhǔn)電子表格,評(píng)估人員可以利用該工具進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估驗(yàn)證與比較。

以2005年計(jì)算美國(guó)森林系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)功能為例進(jìn)行說明(表2),研究發(fā)現(xiàn),那些遠(yuǎn)離市場(chǎng)定價(jià)的自然資本和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的生態(tài)價(jià)值與市場(chǎng)價(jià)值差異更大。在有市場(chǎng)的服務(wù)功能(如供應(yīng)服務(wù)),生態(tài)價(jià)值和市場(chǎng)價(jià)值更緊密的一致,除了水資源供應(yīng)(這種由森林提供的服務(wù)對(duì)于社會(huì)通過基礎(chǔ)設(shè)施復(fù)制而言是昂貴的)。礦石和化石燃料的生態(tài)價(jià)值約為貨幣價(jià)值的30—60倍,巨大的差異反映了社會(huì)從價(jià)格低廉的礦物和燃料中獲得巨大的利益。沒有市場(chǎng)定價(jià)的服務(wù)功能的生態(tài)價(jià)值明顯高于市場(chǎng)價(jià)值,如凈化空氣,這可能會(huì)隨著人們對(duì)大氣污染的敏感程度提高而變化。

表2 美國(guó)森林生態(tài)服務(wù)功能的能值、生態(tài)價(jià)值以及市場(chǎng)價(jià)值(2005年)

3 對(duì)能值方法的批評(píng)與近期的改進(jìn)

與大多數(shù)其他生物物理環(huán)境核算方法一樣,能值這種運(yùn)用統(tǒng)一單位進(jìn)行系統(tǒng)性計(jì)量方法的關(guān)鍵是生態(tài)資產(chǎn)存量的準(zhǔn)確性和能值轉(zhuǎn)換率(UEV)的可靠性。這些觀點(diǎn)構(gòu)成了早期能值研究者與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)家之間針對(duì)生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)、生態(tài)熱力學(xué)和不確定性之間的爭(zhēng)論[30- 33]。大多數(shù)的問題已經(jīng)在過去的十年中得到的解決和回答。但是問題的提出仍然是必要的,也促進(jìn)了這種基于生態(tài)熱力學(xué)方法的進(jìn)一步改進(jìn)。而且,正如Hau和Bakshi[31]所提出的,很多的問題,如不確定性、所選取指標(biāo)的敏感性、量化方法學(xué)的選擇等,這些批評(píng)同樣適用于經(jīng)濟(jì)學(xué)方法及這種類似的基于整體論的方法學(xué)(如生命周期評(píng)價(jià)、物質(zhì)流分析、可用能分析等),這就需要這些相關(guān)領(lǐng)域的研究者共同的努力來進(jìn)行方法的改進(jìn)。下面我們選擇了一些針對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的非價(jià)值量核算方面的核心問題進(jìn)行論述。

3.1 能值基準(zhǔn)的不斷更新夯實(shí)了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能非價(jià)值量核算的基礎(chǔ)

驅(qū)動(dòng)地理生物圈(geobiosphere,Brown和Ulgiati定義geobiosphere的系統(tǒng)邊界是地表上下各1km；時(shí)間范圍是1a)的主要能值流對(duì)能值核算方法來說很重要,因?yàn)樗鼈兪瞧渌鞯膮⒄?是建立UEVs計(jì)算表格的基準(zhǔn)[34]。這個(gè)基準(zhǔn)的雛形可以追溯到20世紀(jì)70年代初,當(dāng)時(shí)只包含了驅(qū)動(dòng)地球生態(tài)系統(tǒng)的太陽(yáng)能；之后在90年代中期,Odum將潮汐動(dòng)力與地?zé)崮芤布{入核算,將它們轉(zhuǎn)化為等量太陽(yáng)能值,從而得出地理生物圈的基準(zhǔn)值為9.44×1024seJ/a。隨后伴隨著能值分析的不斷發(fā)展成熟,出現(xiàn)了不同的地理生物圈能值基準(zhǔn)[15]。在2000年,利用更好的數(shù)據(jù),Odum在考慮了地球運(yùn)動(dòng)的能量吸收后,將1996年的計(jì)算值從9.44×1024seJ/a修正到15.83×1024seJ/a[35]。因而,為了保證能值計(jì)算的精確性和嚴(yán)謹(jǐn)性,在能值核算中需要明確所采用的能值基準(zhǔn)值,因?yàn)樗湍苤缔D(zhuǎn)換率息息相關(guān),是能值轉(zhuǎn)換率計(jì)算的前提條件。所以如果采用Odum修正的能值基準(zhǔn)值,那么參考的2000年以前的能值轉(zhuǎn)換率的值就要相應(yīng)地乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)1.68(15.83×1024seJ/a與9.44×1024seJ/a的比值)。另有Campbell在2000年在重新計(jì)算了潮汐能之后采納9.26×1024seJ/yr作為能值基準(zhǔn)值[36]。2010年,Brown和Ulgiati利用衛(wèi)星測(cè)繪等更為先進(jìn)的技術(shù)手段所得的數(shù)據(jù),依照1996年Odum對(duì)能值的定義重新計(jì)算了全球(即可用能)流值；并采用蒙特卡洛模擬,考慮了來源于地球地?zé)崮艿牟淮_定性(總量和在地幔、地殼間的分布)[34]。結(jié)果得出能值轉(zhuǎn)換率的能值基準(zhǔn)約為15.20×1024seJ/a。蒙特卡洛模擬也是一種應(yīng)對(duì)能值分析不確定性的一種方法。除了值有變化外,能值基準(zhǔn)的名稱也有若干種不同的叫法,Brown等[37]將驅(qū)動(dòng)地理生物圈的可得太陽(yáng)輻射能、地?zé)嵩春统毕珓?dòng)力合稱為地理生物圈能值基準(zhǔn)(geobiosphere emergy baseline, GEB)。2016年,Brown和Ulgiati[38]；Campbell[39]均又發(fā)表了最近計(jì)算的結(jié)果,分別是12.1×1024seJ/a和11.6×1024seJ/a,兩個(gè)值很接近,且平均值為11.9×1024seJ/a,若考慮可接受程度的不確定性,則可定為12.0×1024seJ/a(表3)。這個(gè)值可以被命名為GEB2016,因?yàn)槲磥砣杂行抻喌目臻g,會(huì)出現(xiàn)新的GEB值[37]。

表3 能值基準(zhǔn)值組成及三次計(jì)算結(jié)果比較[38]

a 在以往的研究中,使用的是UEV,但Brown和Ulgiati[38]提出更合適的術(shù)語(yǔ)—等量太陽(yáng)能比率(solar equivalence ratio, SER)；b 類似地,在以往的研究中,使用的是Empower來表示每種源的入流,但Brown和Ulgiati[38]提出更適宜的術(shù)語(yǔ)應(yīng)該是等量太陽(yáng)能值(solar equivalent exergy)；c 括號(hào)內(nèi)數(shù)字表示標(biāo)準(zhǔn)差.

能值基準(zhǔn)的單位中的字母J是大寫的,原因是潮汐動(dòng)力、地?zé)崮芘c太陽(yáng)輻射能本質(zhì)是不同的,所以能值基準(zhǔn)的量度是等量太陽(yáng)能焦耳(solar equivalent joules, seJ),而不是太陽(yáng)能值的單位太陽(yáng)能焦耳(solar emjoules, sej)[39]。無論采用哪個(gè)能值基準(zhǔn),它正如英文名稱“baseline”,是一個(gè)基礎(chǔ)基準(zhǔn)參照值；Odum在他的書中[12]也寫到,基準(zhǔn)值究竟是多少并沒有那么重要,因?yàn)槟苤捣治龅慕Y(jié)果和給定的基準(zhǔn)相關(guān),也就意味著可以用系數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換；Ulgiati教授曾將能值基準(zhǔn)比喻為地理學(xué)中海拔的概念[40]。不過在研究中仍需要選定一種并注意甄別所參考的文獻(xiàn)中的能值基準(zhǔn)值。

在各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域中基礎(chǔ)常數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)并不總是恒定不變的,會(huì)隨著新的知識(shí)而更新；如果能值研究者都能參照一個(gè)統(tǒng)一的基準(zhǔn)值,那么應(yīng)用能值方法的研究產(chǎn)出將更容易進(jìn)行相互比較[37]。這是Brown、Campbell、Ulgiati等能值研究者在2016年對(duì)能值基準(zhǔn)作出重要更新的初衷,這接近二十年的能值基準(zhǔn)不斷更新的過程體現(xiàn)了幾代能值研究者對(duì)科學(xué)的執(zhí)著與嚴(yán)謹(jǐn)。

3.2 已有大量能值分析在生態(tài)資產(chǎn)和生態(tài)服務(wù)功能應(yīng)用案例可為今后的研究提供方法參照和比較的可能

國(guó)內(nèi)外能值研究在近十幾年來日新月異,研究者進(jìn)行了能值理論[41]、方法[42- 45]、基準(zhǔn)[12,34- 35,38- 39]、算法[46- 49]、動(dòng)力學(xué)[50- 53]、不確定性[54- 56]等研究；也有學(xué)者將能值應(yīng)用在不同尺度的生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能分析,如城市或區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)[57- 67]、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)[68- 71]、生態(tài)工業(yè)園[72- 73]、自然保護(hù)區(qū)[74]、旅游業(yè)[75]以及國(guó)家尺度[76- 79]等；在能值與其他方法技術(shù)的比較與結(jié)合上,能值分析與生命周期評(píng)價(jià)(LCA)[80- 83]、生態(tài)足跡[84]、地理信息系統(tǒng)[85- 86]得到了較多的關(guān)注；此外,能值分析的研究對(duì)象還涉及廢棄物處理[87]、建筑物[88- 89]、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[90- 95]等。在國(guó)家層面上,Odum[96]首先對(duì)美國(guó)、瑞士等很多國(guó)家進(jìn)行了能值分析,而后意大利(1994)、中國(guó)(1994)等很多國(guó)家的學(xué)者也陸續(xù)開展了各國(guó)的能值分析。2002年,佛羅里達(dá)大學(xué)Brown教授發(fā)布了其計(jì)算的134個(gè)國(guó)家的能值評(píng)價(jià)結(jié)論(2000年數(shù)據(jù)),為區(qū)域?qū)用娴哪苤笛芯康於酥匾幕A(chǔ),也為全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的能值評(píng)估提供了可在全球尺度比較的參照值。之后在2011年劉耕源與Brown教授一起更新了2004、2008年的世界各國(guó)能值核算數(shù)據(jù)。創(chuàng)新地針對(duì)可更新能源計(jì)算、農(nóng)產(chǎn)品、進(jìn)出口產(chǎn)品等進(jìn)行模型修改和重新計(jì)算,并更新了最新的能值轉(zhuǎn)換率數(shù)值,使結(jié)果的準(zhǔn)確性提升。最終形成國(guó)家環(huán)境核算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)(National Environmental Accounting Database 2.0)并發(fā)布在網(wǎng)站http://www.cep.ees.ufl.edu/nead/供世界能值研究者使用。

依照研究對(duì)象隸屬于不同的系統(tǒng)類型,能值理論的研究領(lǐng)域劃分以下幾類(表4),分別為：自然環(huán)境系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)、環(huán)境治理工程、區(qū)域經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)等。

表4 能值分析方法現(xiàn)有的研究領(lǐng)域

3.3 生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值量和非價(jià)值量的差異的根源在于從人類中心論到生態(tài)中心論的環(huán)境倫理觀的轉(zhuǎn)移

現(xiàn)今越來越多的人們意識(shí)到人類中心主義是引發(fā)并導(dǎo)致環(huán)境破壞的重要原因,森林的退化就是一個(gè)例子。人類中心論可以給出人們之所以伐木的若干種原因：賺錢獲利、建造房屋等,與此同時(shí)卻忽視或不顧及林木本身固有的價(jià)值和所能提供的生態(tài)服務(wù)(影響水循環(huán)、穩(wěn)定土壤性質(zhì)、維護(hù)生物多樣性等)。由此,不但生境遭破壞,其他更大尺度上的對(duì)人類的生態(tài)挑戰(zhàn)也會(huì)逐漸顯現(xiàn)[78]?？上驳氖?許多和環(huán)境保護(hù)相關(guān)的觀念日益涌現(xiàn)來遏制人類中心主義占據(jù)主導(dǎo)。這些觀念主要聚焦于人類作為環(huán)境管理者的角色,而這源于生態(tài)中心主義[97]。

這種管理的角色并不對(duì)人類自身特別對(duì)待,而是同樣注重全球環(huán)境中的其他生物。這種角色對(duì)人類來講也很特殊。但問題在于人類擁有能改變環(huán)境的能力,或許這種改變會(huì)是極具破壞性的,因?yàn)槿祟惸茉谝欢ǔ潭壬蠐碛锌刂谱匀恢械钠渌锏哪芰?。但這種能力絕不能讓人類產(chǎn)生可以駕馭自然界中一切的這種想法；應(yīng)該提倡的是,人類同自然和諧互動(dòng)從而促進(jìn)自然界生物之間維系良好的狀態(tài)[78]。

區(qū)域可持續(xù)發(fā)展?fàn)幷撘丫?。環(huán)保學(xué)者和生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家形成了一個(gè)普遍的共識(shí),即經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)會(huì)被“環(huán)境的再生能力和吸收能力”所限,是有極限的。Liu等[98]提出可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在矛盾,可歸納如下：“可持續(xù)”暗示了能源和資源的全球平均,“發(fā)展”暗示了生產(chǎn)和消費(fèi)的持續(xù)增長(zhǎng)。任何現(xiàn)實(shí)主義的可持續(xù)發(fā)展定義都應(yīng)該是減少而不是增加資源的開采和使用,這才是唯一可以使全球平均消費(fèi)和擴(kuò)張率下降的方法。這也是我們?yōu)槭裁匆絹碓綇?qiáng)調(diào)資源的稀缺性的原因。任何社會(huì)經(jīng)濟(jì)生態(tài)系統(tǒng),最終的可持續(xù)表現(xiàn)都在于促進(jìn)人群福祉、政治的公正以及長(zhǎng)期的生態(tài)平衡等。

Stewardship一詞有哲學(xué)觀念,尤其是倫理道德層面的含義。它同樣也被用來呼吁人們對(duì)環(huán)境倫理的關(guān)注。依照以生態(tài)為中心的觀念,人類應(yīng)該作為生態(tài)系統(tǒng)的守護(hù)者。能值反對(duì)人類中心這種觀念,而將人類只是看做整體自然中的一部分,反映了從人類中心主義向生態(tài)中心主義的變遷[98]。能值的生態(tài)哲學(xué)是一種整體論的觀念,即生態(tài)系統(tǒng)各組成部分相互作用使整體所具有的結(jié)構(gòu)功能要復(fù)雜于各組成部分的單純組合。原文的論述是,“組織層次的一個(gè)重要意義是組分或者子集合可以聯(lián)合起來產(chǎn)生更大的功能整體,從而突現(xiàn)新的功能特性,這些特性在較低層次是不存在的。因此,每個(gè)生態(tài)層次或者單元上的涌現(xiàn)性,是無法通過研究層次或單元的組分來預(yù)測(cè)的。這個(gè)概念的另一種表述是不可還原性,也就是說,整體的特征不能還原成組分特性的綜合”[18]。

3.4 從生態(tài)熱力學(xué)的視角研究生態(tài)服務(wù)功能為從能量的角度提出環(huán)境稅確立了可能性

Bimonte和Ulgiati[99]指出存在“新的稀缺性”,即生態(tài)支持系統(tǒng)的重要組成部分越來越不夠用。環(huán)境作為主要資源的來源和作為廢物的匯的能力不像過去那樣是無限的。如果僅考慮進(jìn)行資源開發(fā)而不關(guān)心其對(duì)環(huán)境完整性的影響,退化的生態(tài)系統(tǒng)越來越無法提供基本的生態(tài)服務(wù)(水循環(huán)、光合作用、對(duì)生物多樣性的支持等)和資源產(chǎn)品(木材、食品、淡水等)。因此,Bimonte和Ulgiati[99]提出了一種基于Odum的能值方法的稅收工具,指出當(dāng)前基于貨幣化服務(wù)功能核算的環(huán)境政策和稅收計(jì)劃只專注于對(duì)人群收益和損害的部分,并不考慮對(duì)整體生態(tài)環(huán)境的貢獻(xiàn)和對(duì)全球的影響。例如,當(dāng)前設(shè)置碳稅的目的是減少二氧化碳排放以實(shí)現(xiàn)防止全球變暖,但是大氣溫度的變化不僅僅對(duì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)這個(gè)單一參數(shù)產(chǎn)生影響,最核心的是會(huì)造成整個(gè)生態(tài)環(huán)境完整性的破壞。而如果目的是解決生產(chǎn)基礎(chǔ)的問題,那么不能簡(jiǎn)單的通過限制給定的資源使用來實(shí)現(xiàn)。這正如Odum[12]所指出的：“如果從提高效率的意義上說,節(jié)約能源是有益的。但是這種建立在限制燃料使用上的“節(jié)約”的經(jīng)濟(jì)體往往會(huì)降低其經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。征收燃料稅有時(shí)可以作為節(jié)約能源的獎(jiǎng)勵(lì)措施,但限制燃料對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生負(fù)面的放大效應(yīng),可能會(huì)大于效率的提高”。所以我們?cè)O(shè)置環(huán)境稅的目的如果放大到實(shí)現(xiàn)整體生態(tài)環(huán)境的完整性,那么這種稅收政策將注重生態(tài)生產(chǎn)過程(生態(tài)服務(wù)功能)與使用過程(經(jīng)濟(jì)過程)的整體績(jī)效,而不僅僅是考慮單一資源效率或者排放量。例如Bimonte和Ulgiati在他們的文章中提出建議根據(jù)能值可持續(xù)發(fā)展指數(shù)(Environmental Sustainable Index, ESI[100])來建立面向環(huán)境完整性的稅收體系。能值可持續(xù)發(fā)展指數(shù)(ESI)既考慮了經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)(基于能值產(chǎn)出率EYR來衡量能值投資回報(bào)率),又考慮了環(huán)境負(fù)荷(由環(huán)境承載力ELR表示)。而ESI正是EYR和ELR的比。而基于ESI的環(huán)境稅收策略是用于懲罰那些較少使用對(duì)環(huán)境無害技術(shù)或較少使用可再生資源的發(fā)展方式。這種稅收是將維持經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的生態(tài)環(huán)境作為一種“基金”而不是“股票”,環(huán)境稅的目的是通過稅收恢復(fù)其維持經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展的能力,保持這種“基金”不變。這種說法類似于Barnes提出的通過將所有利益相關(guān)者返還給他們所擁有的財(cái)富的一小部分來回報(bào)所有利益相關(guān)者的想法,原則上適用于當(dāng)前的自由市場(chǎng)體系[101]。這種方式可以實(shí)現(xiàn)以下3種效果：1)對(duì)整個(gè)區(qū)域的生態(tài)服務(wù)功能及經(jīng)濟(jì)投入進(jìn)行統(tǒng)一而全面的評(píng)估,并以此為基礎(chǔ)實(shí)施環(huán)境政策；2)稅收的目的為恢復(fù)或維持生態(tài)環(huán)境,這不僅是維持生態(tài)環(huán)境能為人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)提供什么樣的支持活動(dòng),而是為了整體的環(huán)境完整性保護(hù)和恢復(fù)；3)由于稅收的目的不僅是限制經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)單一資源效率或者排放量,也是增加和修復(fù)生態(tài)資產(chǎn)提升服務(wù)功能,這種向生態(tài)環(huán)境“基金”的投資將極大的減緩其折舊率。

4 結(jié)論

本研究梳理了基于生態(tài)熱力學(xué)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能非價(jià)值量核算的理論基礎(chǔ)、方法框架及這種方法對(duì)發(fā)展與展望,可以總結(jié)出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能非價(jià)值量核算方法的兩大特點(diǎn)：

1)這種方法對(duì)與資本(存量)與服務(wù)(流量)的核算不是基于人類偏好而估價(jià)的,而是根據(jù)在劃定的時(shí)空尺度下對(duì)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的環(huán)境支持的需求來估價(jià)的。這樣就使得我們應(yīng)該著重對(duì)那些需要空間尺度大、積累時(shí)間長(zhǎng)、用盡后難以找到替換資源的投入予以更科學(xué)的核算。但這部分的投入由于低品質(zhì)、分散化的特點(diǎn)又很少被市場(chǎng)動(dòng)態(tài)“定價(jià)”或者說根本就沒有“上市”,但是這部分又是至關(guān)重要的,它們反映了生物圈的價(jià)值。

2)能值方法將生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)聯(lián)系在一起的價(jià)值在于體現(xiàn)“反饋控制”的生態(tài)內(nèi)涵。即更加公平的生態(tài)資本定價(jià)及通過環(huán)境稅對(duì)自然資本的修復(fù),這種涵蓋了自然系統(tǒng)的“反饋控制”在常規(guī)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)價(jià)格市場(chǎng)中是不被考慮的。

這里還需要補(bǔ)充的是使用能值方法可以確定生態(tài)資本、服務(wù)功能的“生物圈價(jià)值”,這種價(jià)值實(shí)際是對(duì)現(xiàn)有的貨幣價(jià)值評(píng)估有很好的補(bǔ)充作用。所以在當(dāng)前對(duì)于生態(tài)資產(chǎn)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的核算手段缺乏的情況下,建議采用雙重核算方法,即類似于金融會(huì)計(jì)中使用的方法一樣,用能量來記錄環(huán)境負(fù)債,并建立一個(gè)貨幣化的資產(chǎn)負(fù)債表說明經(jīng)濟(jì)情況及環(huán)境對(duì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的貢獻(xiàn)。正如Barnes所說,現(xiàn)在需要建立一套被其成為“市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)3.0”的全新的金融體系,實(shí)現(xiàn)包括自然的所有“利益相關(guān)者”的財(cái)富回歸[102]。

[1] Gómez-Baggethun E, de Groot R, Lomas P L, Montes C. The history of ecosystem services in economic theory and practice: from early notions to markets and payment schemes. Ecological Economics, 2010, 69(6): 1209-1218.

[2] Solow R M. A contribution to the theory of economic growth. The Quarterly Journal of Economics, 1956, 70(1): 65-94.

[3] Georgescu-Roegen N. The Entropy Law and the Economic Process. Cambridge, MA: Harvard University Press, 1971: 1-476.

[4] Odum H T. Environment, Power and Society. New York: John Wiley, 1971: 1-336.

[5] Daly H, Farley J. Ecological Economics: Principles and Applications. Washington, DC: Island Press, 2004.

[6] Georgescu-Roegen N. Energy and economic myths. Southern Economic Journal, 1975, 41(3): 347-381.

[7] Costanza R. What is ecological economics? Ecological Economics, 1989, 1(1): 1-7.

[8] Martinez-Alier J. Ecological Economics: Energy, Environment and Society. Oxford, England: Basil Blackwell, 1990.

[9] Patterson M. Commensuration and theories of value in ecological economics. Ecological Economics, 1998, 25(1): 105-125.

[10] Faber M. How to be an ecological economist. Ecological Economics, 2008, 66(1): 1-7.

[11] Odum H T. Self-organization, transformity, and information. Science, 1988, 242(4882): 1132-1139.

[12] Odum H T. Environmental Accounting: Emergy and Environmental Decision Making. New York: John Wiley & Sons, 1996.

[13] Odum H T. Ecological and General Systems: An Introduction to Systems Ecology. Niwot: University Press of Colorado, 1994.

[14] Odum H T. Emergy and Policy. Gainesville: University of Florida, 1994: 25-29.

[15] Brown M T, Ulgiati S. Emergy analysis and environmental accounting// Cleveland C, ed. Encyclopedia of Energy. Oxford, UK: Academic Press, Elsevier, 2004, 329-354.

[16] 呂翠美. 區(qū)域水資源生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的能值研究[D]. 鄭州: 鄭州大學(xué), 2009.

[17] 藍(lán)盛芳, 欽佩, 陸宏芳. 生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)能值分析. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2002.

[18] 葛永林, 徐正春. 奧德姆的生態(tài)思想是整體論嗎？ 生態(tài)學(xué)報(bào), 2014, 34(15): 4151-4159.

[19] Lotka A J. Contribution to the energetics of evolution. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1922, 8(6): 147-151.

[20] von Bertalanffy L. General Systems Theory. 3rd ed. New York: Braziller, 1968.

[21] Chen G Q. Exergy consumption of the earth. Ecological Modelling, 2005, 184(2/4): 363-380.

[22] Brown M T, Ulgiati S. Emergy evaluation of the biosphere and natural capital. Ambio, 1999, 28(6): 486-493.

[23] Farber S C, Costanza R, Wilson M A. Economic and ecological concepts for valuing ecosystem services. Ecological Economics, 2002, 41(3): 375-392.

[24] Boyd J, Banzhaf S. What are ecosystem services? The need for standardized environmental accounting units. Ecological Economics, 2007, 63(2/3): 616-626.

[25] U.S. Environmental Protection Agency [U.S. EPA]. Mitigation banking factsheet. (2010-01-05). http://www.epa.gov/wetlands/facts/fact16.html.

[26] U.S. Department of Agriculture, Forest Service [USDA FS]. Valuing ecosystem services: capturing the true value of nature’s capital. 2007. (2010-10-14). http://www.fs.fed.us/ecosystemservices/pdf/ecosystem-services.pdf.

[27] MEA. Millennium Ecosystem Assessment. Ecosystems and Human Well-being: Synthesis. Washington, DC: Island Press, 2005.

[28] Carroll J C, Gobler C J, Peterson B P. Resource limitation of eelgrass in New York estuaries: light limitation and nutrient stress alleviation by hard clams. Marine Ecology Progress Series, 2008, 369: 39-50.

[29] Brown M T, Campbell E. Natural capital and environmental services of the U.S. national forests——an emergy synthesis approach. Final Report. Gainesville: Center for Environmental Policy, University of Florida, 2007, 176. http://www.cep.ees.ufl.edu/emergy/documents/publications/BrownCampbell_2007_NatCapEnvServ-USFS-FinalReport.pdf.

[30] M?nsson B ?, McGlade J M. Ecology, thermodynamics and H.T. Odum′s conjectures. Oecologia, 1993, 93(4): 582-596.

[31] Hau J L, Bakshi B R. Promise and problems of emergy analysis. Ecological Modelling, 2004, 178(1/2): 215-225.

[32] Cleveland C J. Energy quality// Cleveland C J, ed. Encyclopedia of Earth. 2008. http://www.eoearth.org/article/Energy_quality.

[33] Ingwersen W W. Uncertainty characterization for emergy values. Ecological Modelling, 2010, 221(3): 445-452.

[34] Brown M T, Ulgiati S. Updated evaluation of exergy and emergy driving the geobiosphere: a review and renement of the emergy baseline. Ecological Modelling, 2010, 221(20): 2501-2508.

[35] Odum H T. Energy, Hierarchy and Money[D]. Toronto, Canada: The International Society of Systems Sciences Meeting, 2000: 1-13.

[36] Campbell D E. Proposal for including what is valuable to ecosystems in environmental assessments. Environmental Science & Technology, 2001, 35(14): 2867-2873.

[37] Brown M T, Campbell D E, De Vilbiss C, Ulgiati S. The geobiosphere emergy baseline: a synthesis. Ecological Modelling, 2016, 339: 92-95.

[38] Brown M T, Ulgiati S. Assessing the global environmental sources driving the geobiosphere: a revised emergy baseline. Ecological Modelling, 2016, 339: 126-132.

[39] Campbell D E. Emergy baseline for the Earth: a historical review of the science and a new calculation. Ecological Modelling, 2016, 339: 96-125.

[40] Ulgiati S, Agostinho F, Lomas P L, Ortega E, Viglia S, Zhang P, Zucaro A. Criteria for quality assessment of unit emergy values//Proceedings of the 6th Biennial Emergy Evaluation and Research Conference. Gainesville: University of Florida, 2010.

[41] Amaral L P, Martins N, Gouveia J B. A review of emergy theory, its application and latest developments. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016, 54: 882-888.

[42] Brown M T, Herendeen R A. Embodied energy analysis and EMERGY analysis: a comparative view. Ecological Economics, 1996, 19(3): 219-235.

[43] 董孝斌, 嚴(yán)茂超, 董云, 楊凌志, 張玉芳, 張新時(shí). 基于能值的內(nèi)蒙古生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)分析與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究. 地理科學(xué)進(jìn)展, 2007, 26(3): 47-57.

[44] Liu G Y, Yang Z F, Su M R, Chen B. The structure, evolution and sustainability of urban socio-economic system. Ecological Informatics, 2012, 10: 2-9.

[45] Liu G Y, Yang Z F, Chen B. Emergy-based urban dynamic modeling of long-run resource consumption, economic growth and environmental impact: conceptual considerations and calibration. Procedia Environmental Sciences, 2012, 13: 1179-1188.

[46] Le Corre O, Truffet L. Emergy paths computation from interconnected energy system diagram. Ecological Modelling, 2015, 313: 181-200.

[47] Tiruta-Barna L, Benetto E. A conceptual framework and interpretation of emergy algebra. Ecological Engineering, 2013, 53: 290-298.

[48] Le Corre O, Truffet L, Lahlou C. Odum-Tennenbaum-Brown calculus vs emergy and co-emergy analysis. Ecological Modelling, 2015, 302: 9-12.

[49] Tennenbaum S E. Emergy and co-emergy. Ecological Modelling, 2015, 315: 116-134.

[50] Tilley D R, Brown M T. Dynamic emergy accounting for assessing the environmental benefits of subtropical wetland stormwater management systems. Ecological Modelling, 2006, 192(3/4): 327-361.

[51] Tilley D R. Dynamic accounting of emergy cycling. Ecological Modelling, 2011, 222(20/22): 3734-3742.

[52] Tilley D. Transformity dynamics related to maximum power for improved emergy yield estimations. Ecological Modelling, 2015, 315: 96-107.

[53] Zarbá L, Brown M T. Cycling emergy: computing emergy in trophic networks. Ecological Modelling, 2015, 315: 37-45.

[54] Reza B, Sadiq R, Hewage K. A fuzzy-based approach for characterization of uncertainties in emergy synthesis: an example of paved road system. Journal of Cleaner Production, 2013, 59: 99-110.

[55] Hudson A, Tilley D R. Assessment of uncertainty in emergy evaluations using Monte Carlo simulations. Ecological Modelling, 2014, 271: 52-61.

[56] Yi H, Braham W W. Uncertainty characterization of building emergy analysis (BEmA). Building and Environment, 2015, 92: 538-558.

[57] 隋春花, 藍(lán)盛芳. 廣州城市生態(tài)系統(tǒng)能值分析研究. 重慶環(huán)境科學(xué), 2001, 23(5): 4-6, 23.

[58] 劉耕源, 楊志峰, 陳彬, 張妍, 張力小. 基于能值分析的城市生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)——以包頭市為例. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2008, 28(4): 1720-1728.

[59] 張力小, 楊志峰, 陳彬, 劉耕源, 梁競(jìng). 基于生物物理視角的城市生態(tài)競(jìng)爭(zhēng)力. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2008, 28(9): 4344-4351.

[60] Ascione M, Campanella L, Cherubini F, Ulgiati S. Environmental driving forces of urban growth and development: an emergy-based assessment of the city of Rome, Italy. Landscape and Urban Planning, 2009, 93(3/4): 238-249.

[61] Campbell D E, Garmestani A S. An energy systems view of sustainability: emergy evaluation of the San Luis Basin, Colorado. Journal of Environmental Management, 2012, 95(1): 72-97.

[62] Liu G Y, Yang Z F, Chen B, Ulgiati S. Emergy-based urban health evaluation and development pattern analysis. Ecological Modelling, 2009, 220(18): 2291-2301.

[63] Liu G Y, Yang Z F, Chen B, Zhang L X. Modelling a thermodynamic-based comparative framework for urban sustainability: incorporating economic and ecological losses into emergy analysis. Ecological Modelling, 2013, 252: 280-287.

[64] Liu G Y, Yang Z F, Chen B, Ulgiati S. Emergy-based dynamic mechanisms of urban development, resource consumption and environmental impacts. Ecological Modelling, 2014, 271: 90-102.

[65] 劉耕源, 楊志峰, 陳彬. 基于能值分析方法的城市代謝過程研究——理論與方法. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2013, 33(15): 4539-4551.

[66] 劉耕源, 楊志峰, 陳彬. 基于能值分析方法的城市代謝過程——案例研究. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2013, 33(16): 5078-5089.

[67] 李金平, 陳飛鵬, 王志石. 城市環(huán)境經(jīng)濟(jì)能值綜合和可持續(xù)性分析. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2006, 26(2): 439-448.

[68] Rydberg T, Haden A C. Emergy evaluations of Denmark and Danish agriculture: assessing the influence of changing resource availability on the organization of agriculture and society. Agriculture, Ecosystems & Environment, 2006, 117(2/3): 145-158.

[69] 王建源, 薛德強(qiáng), 田曉萍, 陳艷春. 山東省農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值分析. 生態(tài)學(xué)雜志, 2007, 26(5): 718-722.

[70] 楊松, 孫凡, 劉伯云, 杜洋文, 李霞. 重慶市農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)能值分析. 西南大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2007, 29(8): 49-54.

[71] 王閏平, 榮湘民. 山西省農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)能值分析. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2008, 19(10): 2259-2264.

[72] 王靈梅, 張金屯. 火電廠生態(tài)工業(yè)園的能值評(píng)估. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2004, 15(6): 1047-1050.

[73] Geng Y, Sarkis J, Ulgiati S, Zhang P. Environment and development. Measuring China′s circular economy. Science, 2013, 339(6127): 1526-1527.

[74] 李洪波, 李海燕. 武夷山自然保護(hù)區(qū)生態(tài)旅游系統(tǒng)能值分析. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2009, 29(11): 5869-5876.

[75] Lei K P, Liu L, Hu D, Lou I. Mass, energy, and emergy analysis of the metabolism of Macao. Journal of Cleaner Production, 2016, 114: 160-170.

[76] 李寒娥, 藍(lán)盛芳, 陸宏芳. H.T.奧德姆與中國(guó)的能值研究. 生態(tài)科學(xué), 2005, 24(2): 182-187.

[77] Ohnishi S, Dong H J, Geng Y, Fujii M, Fujita T. A comprehensive evaluation on industrial & urban symbiosis by combining MFA, carbon footprint and emergy methods—Case of Kawasaki, Japan. Ecological Indicators, 2017, 73: 513-524.

[78] Liu X Y, Liu G Y, Yang Z F, Chen B, Ulgiati S. Comparing national environmental and economic performances through emergy sustainability indicators: moving environmental ethics beyond anthropocentrism toward ecocentrism. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016, 58: 1532-1542.

[79] Siche J R, Agostinho F, Ortega E, Romeiro A. Sustainability of nations by indices: comparative study between environmental sustainability index, ecological footprint and the emergy performance indices. Ecological Economics, 2008, 66(4): 628-637.

[80] Liu G Y, Hao Y, Dong L, Yang Z F, Zhang Y, Ulgiati S. An emergy-LCA analysis of municipal solid waste management. Resources, Conservation and Recycling, 2017, 120: 131-143.

[81] Raugei M, Rugani B, Benetto E, Ingwersen W W. Integrating emergy into LCA: potential added value and lingering obstacles. Ecological Modelling, 2014, 271: 4-9.

[82] Wilfart A, Prudhomme J, Blancheton J P, Aubin J. LCA and emergy accounting of aquaculture systems: towards ecological intensification. Journal of Environmental Management, 2013, 121: 96-109.

[83] Pizzigallo A C I, Granai C, Borsa S. The joint use of LCA and emergy evaluation for the analysis of two Italian wine farms. Journal of Environmental Management, 2008, 86(2): 396-406.

[84] Nakajima E S, Ortega E. Carrying capacity using emergy and a new calculation of the ecological footprint. Ecological Indicators, 2016, 60: 1200-1207.

[85] Mellino S, Buonocore E, Ulgiati S. The worth of land use: a GIS-emergy evaluation of natural and human-made capital. Science of the Total Environment, 2015, 506-507: 137-148.

[86] Arbault D, Rugani B, Tiruta-Barna L, Benetto E. A first global and spatially explicit emergy database of rivers and streams based on high-resolution GIS-maps. Ecological Modelling, 2014, 281: 52-64.

[87] Liu G Y, Yang Z F, Chen B, Zhang J R, Liu X Y, Zhang Y, Su M R, Ulgiati S. Scenarios for sewage sludge reduction and reuse in clinker production towards regional eco-industrial development: a comparative emergy-based assessment. Journal of Cleaner Production, 2015, 103: 371-383.

[89] Yi H, Srinivasan R S, Braham W W, Tilley D R. An ecological understanding of net-zero energy building: evaluation of sustainability based on emergy theory. Journal of Cleaner Production, 2017, 143: 654-671.

[90] Berrios F, Campbell D E, Ortiz M. Emergy evaluation of benthic ecosystems influenced by upwelling in northern Chile: contributions of the ecosystems to the regional economy. Ecological Modelling, 2017, 359: 146-164.

[91] Coscieme L, Pulselli F M, Marchettini N, Sutton P C, Anderson S, Sweeney S. Emergy and ecosystem services: a national biogeographical assessment. Ecosystem Services, 2014, 7: 152-159.

[92] Gr?nlund E, Fr?ling M, Carlman I. Donor values in emergy assessment of ecosystem services. Ecological Modelling, 2015, 306: 101-105.

[93] 崔麗娟, 趙欣勝. 鄱陽(yáng)湖濕地生態(tài)能值分析研究. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2004, 24(7): 1480-1485.

[94] 趙欣勝, 崔保山, 楊志峰. 紅樹林濕地生態(tài)效益能值分析——以南沙地區(qū)十九涌紅樹林濕地為案例. 生態(tài)學(xué)雜志, 2005, 24(7): 841-844.

[95] 楊謹(jǐn), 陳彬, 劉耕源. 基于能值的沼氣農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展水平綜合評(píng)價(jià)——以恭城縣為例. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2012, 32(13): 4007-4016.

[96] Odum H T, Odum E C. A Prosperous Way Down: Principles and Policies. Niwot: University Press of Colorado, 2001.

[97] Merchant C. Radical Ecology. New York: Routledge, 1992.

[98] Liu G Y, Brown M T, Casazza M. Enhancing the sustainability narrative through a deeper understanding of sustainable development indicators. Sustainability, 2017, 9(6): 1078.

[99] Bimonte S, Ulgiati S. Exploring biophysical approaches to develop environ-mental taxation tools. Envitax, to face the “new scarcity”//Economic Institutions and Environmental Policy. England: Ashgate Publishing Limited, 2002, 177-200.

[100] Ulgiati S, Brown M T. Monitoring patterns of sustainability in natural and man-made ecosystems. Ecological Modelling, 1998, 108(1/3): 23-36.

[101] Barnes P. Who Owns the Sky?: Our Common Assets and the Future of Capitalism. Washington, DC: Island Press, 2001.

[102] Barnes P. Capitalism 3.0. A Guide to Reclaiming the Commons. San Francisco: Berrett-Koehler Publishers, Inc, 2006.