崇明東灘互花米草資源化利用生態(tài)工程系統(tǒng)生態(tài)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià).docx

1、生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào)2021,37(11):1394-1403JournalofEcologyandRuralEnvironmentDOI:1019741/j.issn.16734831.2020.0751辛悅,鄒彩瑜，王磊，等,崇明東灘互花米草資源化利用生態(tài)工程系統(tǒng)生態(tài)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)J.生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào),2021,37(11):1394-1403.XINYue,ZOUCai-yu,WANGLei,etal.TheEvaluationofanEcologicalEngineeringSystemfortheUtilizationofSpartinaalterniflorainChongmingDon

2、gtanJ.JournalofEcologyandRuralEnvironment,2021,37(11):1394_1403.崇明東灘互花米草資源化利用生態(tài)工程系統(tǒng)生態(tài)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)辛悅I,鄒彩瑜1,王磊2，劉金娥1，李秀珍3(1南京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院，江蘇南京210023;2生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所，江蘇南京210042;3華東師范大學(xué)河口海岸科學(xué)研究院，上海200241)摘要：應(yīng)用生態(tài)工程原理，構(gòu)建互花米草(Spartinaalterniflora)生長-收割運(yùn)輸-生物礦質(zhì)液-降脂膠囊-生物炭-護(hù)岸材料產(chǎn)業(yè)鏈，對(duì)崇明東灘互花米草進(jìn)行資源化利用。運(yùn)用能值分析法對(duì)互花米草資源化利用系統(tǒng)的能值效益

3、和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。整個(gè)系統(tǒng)具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，經(jīng)濟(jì)凈收益為964E+09$，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)投比為2778,均高于相似的海岸生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和其他互花米草生態(tài)工程。降脂膠囊子系統(tǒng)在所有子系統(tǒng)中具有最大的經(jīng)濟(jì)投入和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，經(jīng)濟(jì)凈收益為928E+09$,占整個(gè)系統(tǒng)的96%0整個(gè)系統(tǒng)的凈能值效益為398E+22sej,能值投資率和能值產(chǎn)出率高。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高度投入增加了系統(tǒng)的環(huán)境負(fù)荷，系統(tǒng)環(huán)境負(fù)載率為154634,可持續(xù)發(fā)展指數(shù)為0182?？傮w而言,互花米草資源化利用生態(tài)工程系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，具有長期發(fā)展的潛力。關(guān)鍵詞：互花米草；崇明東灘；資源化利用；能值中圖分類號(hào)：Q948文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1673

4、-4831(2021)11-1394-10TheEvaluationofanEcologicalEngineeringSystemfortheUtilizationofSpartinaalterniflorainChongmingDongtan.XINYue1,ZOUCai-yu1,WANGLei之,LIUJin-e1，LIXiu-zhen3(1SchoolofEnvironment,NanjingNormalUniversity,Nanjing210023,China;2NanjingInstituteofEnvironmentalSciences,MinistryofEcologyandE

5、nvironment,Nanjing210042,China;3EstuarineandCoastalResearchInstitute,EastChinaNormalUniversity,Shanghai200241,China)Abstract:Accordingtotheprinciplesofecoengineeringsciences,SpartinaalterniflorainChongmingDongtancanbeutilizedasaresourcebyanindustrialchain,ie.plantgrowth-harvestandtransportation-bio-

6、mineralliquid-lipid-loweringcapsule-biochar-revetmentmaterials.TheemergysynthesiswasusedtocomprehensivelyevaluateemergyandeconomicyieldsofsuchresourceutilizationsystemregardingS.alterniflora.Thesystemhasgoodeconomicyields,withanetyieldof964E+09$andanoutput-inputratioof2778,beingsignificantlygreatert

7、hanothersimilarcoastaleconomicsystemsandotherecologicalengineeringregardingS.alterniflora.Thelipid-loweringcapsulesubsystemhadthegreatesteconomicinput-outputratioamongallsubsystems,withneteconomicyieldof928E+09$,accountingfor96%oftheentiresys-ternThenetemergyyieldofsuchentiresystemwas398E+22sej,indi

8、catingahighemergyinput-outputratio.Thehighsocialandeconomicinputsincreasedtheenvironmentalloadofthesystem,withanenvironmentalloadratioof154634andanemergysustainabledevelopmentindexof0.182.Inconclusion,theresourceutilizationsystemforS.alterniflorahasastrongeconomiccompetitivenessandalong-termdevelopm

9、entpotentialKeywords:Spartinaalterniflora;ChongmingDongtan;utilization;emergy互花米草(Spartinaalterniflora)是原產(chǎn)美洲大西洋沿岸的多年生草本植物，出于保灘護(hù)岸、促淤造陸的目的，于1979年12月被引入中國。由于耐鹽、耐淹的生理特性和極強(qiáng)的繁殖擴(kuò)散能力，在抵抗風(fēng)浪、積累養(yǎng)分、為野生動(dòng)物提供棲息地、固定二氧化碳、釋放氧氣、控制污染和凈化環(huán)境方面提供了重要的生態(tài)服務(wù)23o然而，隨著互花米草在我國沿海灘涂的迅速擴(kuò)張，對(duì)一些本地種產(chǎn)生了威脅，對(duì)沿海灘涂生物多樣性產(chǎn)生了一定影響mm。崇明東灘濕地是長江口規(guī)模最

10、大、發(fā)育最完善收稿日期：2020-09-09基金項(xiàng)目：國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2017YFC0506006);國家自然科學(xué)基金(41773077,40973053);科技部重大研究計(jì)劃(2014CB953800);江蘇省環(huán)保課題(2017021) 通信作者E-mail:wlofrcc126com共同通信作者E-mail:liujinenjnueducn41 李加林，楊曉平，童億勤,等.互花米草入侵對(duì)潮灘生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響及其管理J.海洋通報(bào)，2005,24(5):33-38.LIJia-lin,YANGXiao-ping,TONGYi-qin,etalInfluencesofSpartinaal

11、ternifloraInvasiononEcosystemServicesofCoastalWetlandandItsCountermeasuresJ.MarineScienceBulletin,2005,24(5):33-38張晟途，欽佩，萬樹文.互花米草生態(tài)工程能值分析J.南京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2000,36(5):592-597ZHANGSheng-tu,QINPei,WANShu-weng.EmergyAnalysisofSpartinaalternifloraEcologicalEngineeringJJournalofNanjingUniversity(NaturalScie

12、nces),2000,36(5):592-597楊青，劉耕源.濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值能值評(píng)估：以珠江三角洲城市群為例J1環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2018,38(11):4527-4538.YANGQing,LIUGeng-yuanWetlandEcosystemServicesAssessmentBasedonEmergy:ACaseofPearlRiverDeltaUrbanAgglomerationJ,ActaScientiaeCircumstantiae,2018,38(11):4527-4538吉麗娜，溫艷萍.崇明東灘濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估J.中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013,29(5):160-16

13、6JILi-na,WENYan-pingWetlandEcosystemServicesValuationofChongmingDongtanJ.ChineseAgriculturalScienceBulletin,2013,29(5):160-166LILJ,LUHFtRENH,etalEmergyEvaluationsofThreeAqua-cultureSystemsonWetlandsSurroundingthePearlRiverEstuary,ChinaJ,EcologicalIndicators,2011,11(2):526_53442 LUHF,KANGWL,CAMPBELLD

14、E,etalEmergyandEconomicEvaluationsofFourFruitProductionSystemsonReclaimedWetlandsSurroundingthePearlRiverEstuary,ChinaJEcologicalEngineering,2009,35(12):1743T757.43 馬歡.柘林灣海洋牧場(chǎng)生態(tài)系統(tǒng)綜合效益評(píng)估D,上海：上海海洋大學(xué)，2018MAHuan.ComprehensiveBenefitEvaluationofMarineRanchingEcosysteminZhelinBayDShanghai:ShanghaiOceanUni

15、versity,2018張晟途，欽佩，萬樹文.從能值效益角度研究互花米草生態(tài)工程資源配置J.生態(tài)學(xué)報(bào)，2000,20(6):1045-1049.ZHANGSheng-tu,QINPei,WANShu-wen.AnalysisontheResourceAllocationStructureofSpartinaalterniforaEcologicalEngineeringfromtheEmergyBenefitsAspectJActaEcologicaSinica,2000,20(6):1045T049劉金娥，欽佩，周虹霞，等.米草生態(tài)工程加環(huán)效益能值分析J.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2004,15(4):

16、673-677.LIUJin-e,QINPei,ZHOUHong-xia,etal.EmergyAnalysisonanAddedLoopinSpartinaalternifloraEcologicalEngineeringJ,ChineseJournalofAppliedEcology,2004,15(4):673-67744 LIUGY,YANGZF,CHENB,etal.ModellingaThermodynamicbasedComparativeFrameworkforUrbanSustainability:IncorporatingEconomicandEcologicalLosse

17、sintoEmergyAnalysisJEcologicalModelling,2013,252:280-287.45 WANGG,QINP,WANSW,etalEcologicalControlandIntegralUtilizationofSpartinaalternifloraJ.EcologicalEngineering,2008,32(3):249-255作者簡(jiǎn)介：辛悅(1996),女,江蘇鎮(zhèn)江人，主要從事環(huán)境生態(tài)修復(fù)方面的研究。E-mail:1394608743qqcom(責(zé)任編輯：李祥敏)附錄附錄1互花米草資源化利用生態(tài)工程主要能流的原始數(shù)據(jù)計(jì)算AppendixlCalculat

18、ionoftheprimaryenergyflowoftheecologicalengineeringsystemfortheutilizationofSpartinaalterni-florahttp:Hwwwereaccnattachedfile2021071520210715103908805pdf的河口型潮汐灘涂濕地，是亞太地區(qū)水鳥遷徙的重要通道?；セ撞萑肭殖缑鳀|灘鹽沼濕地后快速擴(kuò)張，壓縮了土著植物蘆葦(Phragmitesaustralis)和海三棱鹿草(Scirpusmariqueter)的生長空間，為此政府于2012年12月批準(zhǔn)啟動(dòng)了“上海崇明東灘鳥類國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)互花米草控

19、制和鳥類棲息地優(yōu)化工程”，通過修筑圍堤從空間上阻斷了互花米草擴(kuò)張途徑，并形成了“圍、害L淹、曬、種、調(diào)”的生態(tài)治理方針78,初步取得了一定成效，但難度大，成本高?；セ撞萆L迅速，生物量大，植株具有較高的碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪儲(chǔ)量，可以用作肥料、餌料、燃料、飼料和化工原料等9-11o對(duì)互花米草的生物質(zhì)能進(jìn)行資源化利用，就能化害為利、變廢為寶12o能值分析理論是由美國著名生態(tài)學(xué)家H.TOdum于20世紀(jì)80年代創(chuàng)立的，是可用于定量評(píng)估生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)績(jī)效的理論體系，對(duì)自然資源的科學(xué)評(píng)估和合理利用、經(jīng)濟(jì)發(fā)展方針的制定及生態(tài)系統(tǒng)未來的預(yù)測(cè)，均有指導(dǎo)意義，已廣泛應(yīng)用于各生態(tài)系統(tǒng)的評(píng)估13-14o該文采用

20、能值分析方法對(duì)崇明東灘濕地互花米草資源化利用生態(tài)工程系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過構(gòu)建互花米草生長一收割運(yùn)輸一生物礦質(zhì)液一降脂膠囊一生物炭一護(hù)岸材料產(chǎn)業(yè)鏈，定量分析互花米草的生態(tài)與經(jīng)濟(jì)效益，為進(jìn)一步利用互花米草提供參考。1研究區(qū)概況崇明東灘(3T2531#38N,121°50'122°05E)位于上海市崇明島最東端，南北瀕臨長江入海口，堤外灘涂面積為326km2,核心區(qū)面積為15992km?,標(biāo)高為42m,是我國淤積最快、成陸時(shí)間最晚的潮灘濕地之一口5】。崇明東灘自陸向海依次可劃分為高、中、低潮灘，潮汐類型屬于非正規(guī)半日淺海潮，平均潮差為240320m,屬于典型的亞熱帶季風(fēng)氣候

21、區(qū)，溫和濕潤，四季分明，年均溫度為153°C,年均降水量為1022mm,主要集中在49月，無霜期達(dá)229d,年平均日照時(shí)數(shù)為21295h,太陽總輻射量為4300-4600MJ-m-25】。崇明東灘優(yōu)勢(shì)物種主要有互花米草、蘆葦和海三棱藤草等，其中，互花米草面積約為15km2,高度為115257m,地上和地下部分生物量分別為13和19kg-mW總生物量為48萬t3。崇明東灘潮間帶生物以底棲生物為主，大型底棲動(dòng)物共83種，豐度為63783ind-m-2,生物量為3730g-m",多樣性指數(shù)H'、均勻度指數(shù)J、Simpson指數(shù)D和豐富度指數(shù)d分別為197.052.061和

22、1832010崇明東灘是候鳥遷徙路線上的重要驛站，已記錄到的鳥類有18目54科265利春季鳥類平均密度為1460只-hm",多樣性指數(shù)為208,均勻度指數(shù)為049,優(yōu)勢(shì)度指數(shù)為0222W2O東灘濕地為多種植物、魚類和底棲動(dòng)物等創(chuàng)造了良好的生存環(huán)境，也為鳥類提供了充足的食物和適宜的棲息地，維持了較高的物種多樣性，具有十分重要的生態(tài)價(jià)值S3。2數(shù)據(jù)來源與研究方法21研究方法對(duì)一個(gè)系統(tǒng)中的物流、能流、信息流和價(jià)值流進(jìn)行綜合分析就需要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，能值分析將所有形式的能量(資源、燃料、商品、服務(wù)等直接或間接能源)都轉(zhuǎn)化為太陽能值來表示，將生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)與人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)有機(jī)聯(lián)系起來，定量分析自然和

23、人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的真實(shí)價(jià)值。能值轉(zhuǎn)換率是每單位某種類別能量或物質(zhì)所含能值之量，太陽能值(sej)=原始數(shù)據(jù)x能值轉(zhuǎn)換率心。生態(tài)系統(tǒng)的能量來源主要有兩類:一類來自于自然界無償提供的環(huán)境資源,包括可更新自然資源(renewableresources,R)和不可更新自然資源(norrrenewableresources,N),前者即陽光、風(fēng)、雨水和潮汐等，后者主要是土壤有機(jī)質(zhì)的損失；另外一類來自于人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的反饋，即人類購買資源能值(purchasedinputs,F),包括購買的不可更新資源(purchasednon-renewableinputs,FN)和購買的可更新資源(purchasedren

24、ewableinputs,FR)25O主要能值指標(biāo)如下：(1) 能值產(chǎn)出率(emergyyieldratio,EYR)為系統(tǒng)產(chǎn)出能值與經(jīng)濟(jì)反饋能值之比，它是衡量一個(gè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)產(chǎn)出對(duì)外界經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)大小的指標(biāo)。(2) 環(huán)境負(fù)載率(environmentalloadratio,ELR)為不可更新資源投入能值總量與可更新資源投入能值總量之比，它反映一定的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)水平下系統(tǒng)所承受的壓力。(3) 可持續(xù)發(fā)展指數(shù)(emergysustainableindex,ESI)為能值產(chǎn)出率與環(huán)境負(fù)載率之比，它能反映系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展程度。22數(shù)據(jù)獲取與計(jì)算方法整個(gè)互花米草資源化利用生態(tài)工程系統(tǒng)以米草生長為起點(diǎn)，以護(hù)岸材

25、料的制備為終點(diǎn)，構(gòu)建以下6個(gè)子系統(tǒng)：(1)米草生長系統(tǒng):米草在自然界提供的無償能值下成片生長，發(fā)揮了調(diào)節(jié)空氣、植被護(hù)堤、土壤沉積物、鳥類多樣性和大型底棲動(dòng)物多樣性等生態(tài)功能。(2)米草收割運(yùn)輸系統(tǒng);在每年的臺(tái)風(fēng)季節(jié)（1012月）過去后，收割互花米草地上部分進(jìn)行開發(fā)利用。整個(gè)收割運(yùn)輸過程的人工成本為575元-hm-2,用小船和拖拉機(jī)運(yùn)輸，運(yùn)輸距離為10km。（3）生物礦質(zhì)液（BML）提取系統(tǒng)：由南京大學(xué)生物技術(shù)研究所研制成功的BML是從互花米草中提取的一種無毒具有濃郁甜香味的深棕色黏稠狀液體，較多的黃酮類化合物使其具有抗氧化作用和增強(qiáng)免疫力等生物活性，對(duì)心血管病具有防治和保健作用。收割的米草運(yùn)輸

26、至工廠后，通過加熱濃縮等過程，從米草中提取濃縮BMLO（4）降脂膠囊制備系統(tǒng):將提取的BML和米草粉混合，填充進(jìn)購買的膠囊殼，制備得到降脂膠囊。（5）殘?jiān)苽渖锾肯到y(tǒng):提取BML后的互花米草殘?jiān)嘤糜谑秤镁呐囵B(yǎng)、蚯蚓的養(yǎng)殖及生物有機(jī)肥的制備等26o考慮到互花米草秸稈內(nèi)部呈海綿狀，有許多豎直的通氣孔，適合對(duì)生物炭比表面積、孔容及吸附能力等指標(biāo)的要求，該研究用米草提取BML后得到的殘?jiān)苽涓咝锾?，生物炭產(chǎn)出量（以干重計(jì)）為03t-，產(chǎn)品售價(jià)為2500元-t_10己有研究表明它對(duì)水體中某些污染物（如鎘）的吸附性能遠(yuǎn)高于市場(chǎng)現(xiàn)有生物炭0刀。（6）護(hù)岸材料制備系統(tǒng):以秸稈生物炭和河道淤泥為原料可

27、制備得到生態(tài)型護(hù)岸基材，既能合理利用清淤底泥，又能發(fā)揮固土護(hù)坡功能。向脫水后的河道淤泥中投入互花米草秸稈生物炭，混合后充分?jǐn)嚢杈鶆?，然后依次添加穩(wěn)定劑和固化劑并再次攪拌均勻，制備得到淤泥基生物炭多孔材料。通過文獻(xiàn)查閱與實(shí)地調(diào)查，結(jié)合上海統(tǒng)計(jì)年鑒,收集崇明東灘自然環(huán)境、地理?xiàng)l件等數(shù)據(jù)和互花米草資源化利用工程系統(tǒng)運(yùn)行過程中與投入產(chǎn)出相關(guān)的物質(zhì)、能量和資金投入等數(shù)據(jù)。該工程主要能流的原始數(shù)據(jù)計(jì)算方法28404-408見附錄29-35。3結(jié)果與分析31互花米草資源化利用工程的能值效益互花米草資源化利用工程的能值系統(tǒng)圖見圖1,能值分析結(jié)果見表鐘35-37，能值指標(biāo)計(jì)算結(jié)果見表p38JO圖1互花米草資源化

28、利用工程能值系統(tǒng)圖Fig1EmergysystemsdiagramoftheecologicalengineeringsystemfortheutilizationofSpartinaalterniflora該工程所研究的互花米草能值和經(jīng)濟(jì)效益對(duì)應(yīng)的互花米草面積為15km2,時(shí)間為1ao互花米草生長系統(tǒng)反映了在沒有人為干擾的情況下互花米草在灘涂自然生長創(chuàng)造的生態(tài)效益，潮水的周期性漲落是海岸帶鹽沼的一個(gè)重要特征，互花米草生境具有明顯的潮汐作用，輸入的可更新環(huán)境資源中潮汐能最大。大型底棲動(dòng)物是鹽沼濕地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，具有最大的能值輸出，植被對(duì)空氣的調(diào)節(jié)作用也是能值輸出的重要部分。整個(gè)系統(tǒng)最

29、終得到的產(chǎn)品為降脂膠囊和護(hù)岸材料，降脂膠囊制備子系統(tǒng)在所有子系統(tǒng)中具有最大的經(jīng)濟(jì)反饋能值投入和能值產(chǎn)出，能值效益達(dá)到380E+22sej,高于其他子系統(tǒng)。護(hù)岸材料制備子系統(tǒng)的能值效益為880E+20sej,能值產(chǎn)出率最大,表明該系統(tǒng)生產(chǎn)效率最高，經(jīng)濟(jì)活力最強(qiáng)。整個(gè)系統(tǒng)的能值產(chǎn)出率為28134,處于較高水平,表明系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)反饋能值大，經(jīng)濟(jì)開發(fā)程度高，對(duì)自然資源的依賴性低，但較高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)投入強(qiáng)度不可避免地增加了系統(tǒng)的總體環(huán)境壓力，整個(gè)系統(tǒng)的環(huán)境負(fù)載率達(dá)到1546340當(dāng)ESI<1時(shí)，屬于消費(fèi)型經(jīng)濟(jì)，系統(tǒng)進(jìn)口資源或勞務(wù)量在總能值使用量中所占比例較大，環(huán)境負(fù)載率較大；當(dāng)ESI值為11。時(shí)，表明經(jīng)

30、濟(jì)富有活力和發(fā)展?jié)摿Γ划?dāng)ESI>10時(shí)，則表明經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá),意味著對(duì)資源的開發(fā)利用不夠。該研究中總系統(tǒng)ESI值僅為0182,說明互花米草這一系列高度依賴人為活動(dòng)的開發(fā)利用對(duì)環(huán)境造成了很大壓力，降低了系統(tǒng)的可持續(xù)性能。表1互花米草資源化利用工程能值分析結(jié)果Table1EmergyanalysisoftheecologicalengineeringsystemfortheutilizationofSpartinaalternifloraW原始數(shù)據(jù)能值轉(zhuǎn)換率太陽能值/sej能值一貨幣價(jià)值/$1互花米草生長系統(tǒng)輸入可更新環(huán)境資源（R1）太陽能675E+16J100E+00sej-jT2862-75

31、675E+16165E+04風(fēng)能122E+14J791E+02sej-JT2862-75965E+16236E+04雨水化學(xué)能741E+13J196E+04sej2862-75145E+18355E+05雨水勢(shì)能617E+11J113E+04sej-jT2862-75697E+15170E+03潮汐能344E+14J213E+04sejJT62-75733E+18179E+06地球旋轉(zhuǎn)能150E+13J368E+04sej-J-12862-75552E+17135E+05小計(jì)681E+16J1950E+18232E+06不可更新環(huán)境資源（N1）表土流失能28E+13J794E+04sej-jF

32、2862-75102E+18248E+052輸入總和105E+1957E+06輸出互花米草生物量480E+04t528E+14sej-36253E+19620E+06護(hù)岸作用335E+05$409E+12sej-$_136137E+18335E+05鳥類多樣性536E+11J381E+07sej-J'135204E+19499E+06大型底棲動(dòng)物多樣性511E+13J191E+06sej-JT®976E+19239E+07土壤庫有機(jī)質(zhì)967E+13J445E+03sej-JT35】430E+17105E+05總磷222E+08g226E+10sej-g_135502E+181

33、23E+06總氮185E+08g584E+09sej-g_135108E+18264E+05總鉀253E+08g221E+09sej-g_135559E+17137E+05含水量770E+11J521E+04sej-J-U35401E+16981E+03小計(jì)713E+18174E+06植被固定二氧化碳303E+06$409E+12sej-124E+19303E+06植被釋放氧氣324E+06$409E+12sej-$_136133E+19324E+06棲息地價(jià)值458E+05$409E+12sej-$136187E+18458E+05輸出總和179E+20438E+072互花米草收割運(yùn)輸系統(tǒng)輸

34、入購買的不可更新資源（FN2）柴油212E+04$409E+12sej-$_136866E+16212E+04人力（收割）758E+03$409E+12sej-$_136310E+16758E+03人力（運(yùn)輸）121E+05$409E+12sej-$_136496E+17121E+05輸出互花米草195E+04t528E+14sej-t_136103E+19252E+063生物礦質(zhì)液提取系統(tǒng)輸入互花米草195E+04t528E+14sej-t_136103E+19252E+06購買的可更新資源（FR3）純凈水351E+12J402E+07sej-36141E+20345E+07生物質(zhì)能源779

35、E+03t968E+12sej-t_136754E+16184E+04購買的不可再生資源（FN3）人力340E+11J220E+06sej-J_136749E+17183E+05加熱器213E+02$409E+12sej-$136873E+14213E+02續(xù)表1Table1(Continued)項(xiàng)目原始數(shù)據(jù)能值轉(zhuǎn)換率太陽能值/sej能值一貨幣價(jià)值/$沸浴鍋213E+02$409E+12sej-$_136873E+14213E+02濃縮儀213E+02$409E+12sej-$_136873E+14213E+02電力848E+13J221E+05sej-J_136188E+19458E+06輸

36、出生物礦質(zhì)液（BML）232E+08$409E+12sej-$_136951E+20232E+08殘?jiān)?10E+06$409E+12sej-$_136450E+18110E+064降脂膠囊制備系統(tǒng)輸入生物礦質(zhì)液（BML）232E+08$409E+12sej-$_136951E+20232E+08購買的可更新資源（FR4）米草粉835E+05$409E+12sej-$_136342E+18835E+05購買的不可再生資源（FN4）人力141E+04$409E+12sej-$_136577E+16141E+04膠囊殼314E+08$409E+12sej-$136128E+21314E+08攪拌機(jī)1

37、43E+02$409E+12sej-$136586E+14143E+02微波干燥器380E+02$409E+12sej-$136155E+15380E+02膠囊填充器103E+03$409E+12sej-$136420E+15103E+03電力426E+13J221E4-05sej-JT36941E+18230E+06輸出降脂膠囊983E+09$409E+12sej-$136402E+22983E+095殘?jiān)苽渖锾肯到y(tǒng)輸入殘?jiān)?10E+06$409E+12sej-$_136450E+18110E+06購買的不可再生資源（FN5）設(shè)備投入347E+05$409E+12sej-$_136142

38、E+18347E+05電力投入118E+05$409E+12sej-$_136482E+17118E+05人力投入404E+05$409E+12sej-$_136165E+18404E+05輸出生物炭515E+06$409E+12sej-$_136211E+19515E+066護(hù)岸材料制備系統(tǒng)輸入生物炭515E+06$409E+12sej-$_136211E+19515E+06購買的可更新資源（FR6）淤泥485E+05$409E+12sej-$136198E+18485E+05黏土質(zhì)骨料297E+05$409E+12sej-$_136121E+18297E+05購買的不可再生資源（FN6）鈣

39、質(zhì)添加劑870E+05$409E+12sej-$136356E+18870E+05固化劑145E+05$409E+12sej-$136595E+17145E+05能耗用水339E+04$409E+12sej-$_136139E+17339E+04用電388E+04$409E+12sej-$136159E+17388E+04燃料能源615E+05$409E+12sej-$_136251E+18615E+05其他人工費(fèi)619E+04$409E+12sej-$_136253E+17619E+04耗材費(fèi)645E+03$409E+12sej-$_136264E+16645E+03運(yùn)維費(fèi)323E+03$4

40、09E+12sej-$_136132E+16323E+03設(shè)備折舊987E+04$409E+12sej-$_136404E+17987E+04輸出護(hù)岸材料223E+08$409E+12sej-$136912E+20223E+08有關(guān)互花米草生長系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)來源及計(jì)算，前文均有所提及。收割運(yùn)輸系統(tǒng)、生物炭制備系統(tǒng)、護(hù)岸材料制備系統(tǒng)投入和產(chǎn)出的物質(zhì)及其原始數(shù)據(jù)為實(shí)地調(diào)研所得，BML制備系統(tǒng)、降脂膠囊制備系統(tǒng)的工藝流程及相關(guān)的投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)參考LU等26的研究。其中，收割運(yùn)輸系統(tǒng)主要考慮人力和能源消耗，其他投入如收割機(jī)等未作考慮。能值轉(zhuǎn)換率主要參考藍(lán)盛芳等2862_75、LIU35、lU等【36的研

41、究成果。該文以最新的全球能值基線120E+24sej-作為能值研究的基礎(chǔ)，其他能值基線的能值轉(zhuǎn)化率通過基線換算轉(zhuǎn)換成該研究使用的能值轉(zhuǎn)換率370能值-貨幣價(jià)值以美元為單位，采用1美元兌換67人民幣的匯率，能值，貨幣比率取4O9E+I2sej-$'136表2米草資源化利用工程系統(tǒng)能值指標(biāo)計(jì)算結(jié)果Table2EmergyindicesoftheecologicalengineeringsystemfortheutilizationofSpartinaalternifloraML為生物礦質(zhì)液。除米草生長外的子系統(tǒng)沒有可更新環(huán)境資源的能值投入，REL和IES可用于總系統(tǒng)的計(jì)算，但不適用于子系統(tǒng)

42、，故子系統(tǒng)采用Rh*和ks*進(jìn)行計(jì)算380指標(biāo)名稱單位表達(dá)式米草生長收割運(yùn)輸BML降脂膠璽1生物炭:護(hù)岸材料總計(jì)可更新環(huán)境資源能值投入sejR950E+1800000950E+18不可更新環(huán)境資源能值投入sejN102E+1800000102E+18購買的可更新資源能值投入sejFr00151E+20954E+2C)805E+18243E+19148E+20購買的不可再生資源能值投入sejFn0613E+17195E+19129E+21355E+18766E+18132E+21能值產(chǎn)出sejY179E420103E+19970E+20402E+22211E+19912E+20413E+22凈能

43、值效益（NEY,Yne）sejYne=Y-(R|Fr+Fn)170E+20969E+18800E+20380E+22950E+18880E+20398E+22凈效益（NEB,Bne）sejBne=Y_(Fr+Fn)179E+20969E+18800E+20380E+22950E+18880E+20398E+22能值產(chǎn)出率（EYR,Rey）Rey二YJ(Fr+Fn)1680356891791418192853628134環(huán)境負(fù)載率（ELR,Rel）Rel二(Fr+Fn+N)jR0107154634Rel*=(N+Fn)/(R+Fr；'010701291352044103158387可持續(xù)

44、發(fā)展指數(shù)（ESI.Ies）Ies=ReyIRel0182Ies*-Rey1Rel*44054132484125905243354B32互花米草資源化利用工程的經(jīng)濟(jì)效益將互花米草資源化利用工程的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)匯總于表3,可知整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)凈收益為964E+09$,其中，降脂膠囊子系統(tǒng)貢獻(xiàn)最大，其收益占整個(gè)系統(tǒng)的96%。護(hù)岸材料制備系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)投比最大，為2855,表明該系統(tǒng)能夠以少量社會(huì)經(jīng)濟(jì)投入獲得較高的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，市場(chǎng)化潛力大。上海市2018年GDP為327E+12元澎】，若該工程的經(jīng)濟(jì)價(jià)值可以完全實(shí)現(xiàn)，所得效益（646E+10元）幾乎占上海GDP的2%,可以為當(dāng)?shù)靥峁?qiáng)勁的經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)。表3互花米草資源化

45、利用工程系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)值Table3EconomicindicesoftheecologicalengineeringsystemfortheutilizationofSpartinaalterniflora項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)投入/$經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出/$經(jīng)濟(jì)凈收益/$經(jīng)濟(jì)產(chǎn)投比1互花米草生長系統(tǒng)00016802互花米草收割運(yùn)輸系統(tǒng)150E_|05252E06237E_|063生物礦質(zhì)液提取系統(tǒng)418EH07234E408192E+085604降脂膠囊制備系統(tǒng)549EH08983EH09928E+0917915殘?jiān)苽渖锾肯到y(tǒng)197E406515EH06318E-0626126護(hù)岸材料制備系統(tǒng)781E+06223

46、E+08215E+08855總計(jì)360E+08100E+10964E+0927784討論自互花米草引進(jìn)我國灘涂以來，充分發(fā)揮了保灘護(hù)堤、促淤造陸的生態(tài)功能，但也帶來了一系列負(fù)面影響，如絞殺土著物種、危害貝類養(yǎng)殖、侵占航道、誘發(fā)赤潮等等4。-4門。讓互花米草在灘涂自生自滅，不但浪費(fèi)其巨大的生物資源，也可能會(huì)造成米草種群的矮化和退化?；セ撞萆鷳B(tài)工程在發(fā)揮互花米草防風(fēng)消浪作用的基礎(chǔ)上，應(yīng)用生態(tài)工程原理對(duì)其進(jìn)行深度開發(fā)利用，能更好地發(fā)揮其生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益4幻。崇明東灘互花米草生長的自然環(huán)境能值輸入主要包括太陽能、風(fēng)能、雨水化學(xué)能、潮汐能等，接收的自然界輸入總能值為105E+19sej,輸出總能值為17

47、9E+20sej。相關(guān)研究表明珠江三角洲各城市濕地生態(tài)系統(tǒng)總服務(wù)價(jià)值在120E+20382E+21sej之間“a】，可知崇明東灘互花米草鹽沼濕地在維持生物多樣性、調(diào)節(jié)空氣和鳥類棲息等方面創(chuàng)造了較大的生態(tài)服務(wù)價(jià)值。吉麗娜等4們對(duì)崇明東灘濕地2011年服務(wù)功能價(jià)值進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果表明其總價(jià)值為3168億元,供給服務(wù)價(jià)值和旅游、休閑服務(wù)價(jià)值所占比例較大。互花米草的生長完全依靠自然資源的投入，對(duì)環(huán)境沒有壓力，但也沒有面向市場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，之后幾個(gè)子系統(tǒng)的加入有效彌補(bǔ)了這方面的經(jīng)濟(jì)缺憾，最終整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)凈收益達(dá)到964E+09$0表435-36,45-49顯示，在相似的海岸（河口）地區(qū)，互花米草資源化利用

48、工程系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)凈收益高出其他生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)幾個(gè)數(shù)量級(jí)，水產(chǎn)養(yǎng)殖（鰭魚、黑魚、鯨魚、沙蠶、蛤）3545、河口種植（香蕉、木瓜、石榴、黃皮）捉6】和海洋牧場(chǎng)（以漁業(yè)為主，分為網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)、海藻增殖區(qū)、貝類底播區(qū)、增殖流放區(qū)和人工魚礁區(qū)5個(gè)功能區(qū)）4刀生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)投比分別為210299、182487和7171211,均低于該系統(tǒng)的產(chǎn)投比（2778）。表4還顯示，海岸生態(tài)系統(tǒng)同樣依賴社會(huì)經(jīng)濟(jì)投入，對(duì)環(huán)境造成壓力，種植和養(yǎng)殖業(yè)ESI值分別為010040和004072,略高于該系統(tǒng)ESI值（0182）,但在可持續(xù)性都不高的情況下，該系統(tǒng)具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力，經(jīng)濟(jì)活力高。互花米草生態(tài)工程中BML的提取是相當(dāng)

49、重要的一環(huán)，張晟途等MS對(duì)互花米草進(jìn)行綠色食品（主要包括BML及總黃酮系列產(chǎn)品）的開發(fā)利用，獲得了一定的經(jīng)濟(jì)效益，且ESI值為404（表4）,系統(tǒng)具有良好的可持續(xù)性。劉金娥等Si對(duì)互花米草BML進(jìn)行提取，并在此基礎(chǔ)上增加一個(gè)增益環(huán)，由BML制備降脂膠囊，加環(huán)設(shè)計(jì)使生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)和能值效益增加，筆者研究結(jié)果與之一致。隨著加工鏈的延長，系統(tǒng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)投入強(qiáng)度增大，在經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力提高的同時(shí)，環(huán)境負(fù)荷增大，降低了系統(tǒng)可持續(xù)性。LU等咬設(shè)計(jì)了7步互花米草增值加工鏈，并在我國江蘇省展開實(shí)踐，通過互花米草收獲-產(chǎn)品運(yùn)輸-生物礦物液體提取-降脂膠囊制備-食用菌栽培基質(zhì)-蚯蚓飼養(yǎng)-生物有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)鏈，對(duì)互花米草進(jìn)行逐

50、級(jí)利用，年收入為366E+06$-hm"（表4）。筆者研究中15km2互花米草年收入為964E+09$，即643E+06$-hm",說明筆者研究中互花米草利用系統(tǒng)具有更大的經(jīng)濟(jì)效益。由于該系統(tǒng)高度依賴人為活動(dòng)，尤其是降脂膠囊子系統(tǒng)中膠囊殼的購買需要大量的經(jīng)濟(jì)投入，導(dǎo)致ELR值達(dá)到154634,但相對(duì)于整個(gè)上海生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)（ELR為311）而言，該系統(tǒng)的環(huán)境壓力并不高5?！?。該系統(tǒng)ESI值僅為0182,對(duì)人工系統(tǒng)的高度依賴和高環(huán)境負(fù)荷使系統(tǒng)的可持續(xù)性不足。為了獲得高經(jīng)濟(jì)效益，現(xiàn)階段互花米草的利用方式主要是BML提取和降脂膠囊制備，在此基礎(chǔ)上延伸產(chǎn)業(yè)鏈，未來的利用方式可以考慮減

51、少人工投入，更多地依賴自然系統(tǒng)，以盡可能低的經(jīng)濟(jì)反饋維持系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)收益是未來的主要研究目標(biāo)。此外，由于EYR值（28134,表4）較高，該系統(tǒng)的ESI值（0182）仍然高于LU等36研究中的ESI值（0008,表4）,具有更好的可持續(xù)性。表4米草資源化利用工程系統(tǒng)與其他相關(guān)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)能值比較Table4EcologicaleconomiccomparisonbetweenSpartinaalternifloraecologicalengineeringsystemandotherrelatedecologicaleconomicsystems項(xiàng)目NEY/sejNEB/sejEYRELRESI

52、經(jīng)濟(jì)凈收益/$經(jīng)濟(jì)產(chǎn)投比來源文獻(xiàn)米草資源化利用工程系統(tǒng)398E+22398E+22281341546340182964E+092778該研究海岸（河口）生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖鰭魚214E+17223E+171042342005997E+04$-hm-225945黑魚237E+17248E+171052017005682E+04$-hm-226945妒魚304E+17315E+171042614004731E+04$-hm-229945沙蠶102E+18123E+18333461072301E+0524935蛤206E+18266E+18224418054650E+0521035果園香蕉700E+

53、13147E+151041001010899E+03$-hm-225246木瓜649E+15790E+15116406029905E+03$-hm-218246石榴132E+16146E+16131324040962E+03$-hm-219846黃皮892E+15103E+16130660020235E+04$-hm-248746海洋牧場(chǎng)2011年113E+21119E+211161636183143E+081211472013年129E+21135E+21451392115175E+0871747其他互花米草生態(tài)工程綠色食品開發(fā)257E+12291E+12634157404165E+0657148護(hù)堤+BML812E+18258E+19568905063165E+0657149護(hù)堤+BML+降脂膠囊814E+18260E+1912501224102352E+0683249七步加工產(chǎn)業(yè)鏈432E+1510081329280008366E+06$-hm'2295836NEY為凈能值效益，NEB為凈效益，EYR為能值產(chǎn)出率，ELR為環(huán)境負(fù)載率，ESI為可持續(xù)發(fā)展指數(shù)。整個(gè)生態(tài)工程實(shí)際運(yùn)行起來還需要考慮一系列問題，比如互花米草在潮間帶生長，不易收獲和運(yùn)輸；互花米草中鹽分含量較高，容易變濕，不利于互花米草貯藏等。此外，該系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效