基于能值理论的张掖绿洲发育演化定量评价

从可持续发展视角对干旱区绿洲发育演化稳定性和驱动力进行全面系统的研究，对内陆河流域生态安全和区域可持续发展是一个具有重要理论及现实意义的研究课题。本项研究拟选取河西走廊黑河中游张掖绿洲为研究区，以绿洲复合生态系统为核心，从生态、经济与社会效益的角度，采用能值分析方法和绿洲发育度方法对绿洲生态系统的结构、功能和效益等进行比较研究，进而对绿洲系统发育演化的状态和特征作出定量评价，揭示绿洲发育演化的内在驱动因素，并预测未来干旱区绿洲的演化趋势。在理论上，为建立干旱区经济、社会与自然环境的协调发展模式，制定我国干旱区的绿洲系统管理调控措施和可持续发展策略提供科学依据；在方法上，为科学评价环境资源的价值和定量分析绿洲生态系统提供一种新思路。

张掖绿洲是典型的灌溉绿洲，农业发达，在河西地区绿洲生态经济系统的可持续发展中占据重要地位。本研究基于绿洲发育演化的基本特征，从灌溉体系建设、水资源利用水平、植被与生态建设、土壤发育程度、农业生产水平、社会经济水平和景观结构等7个方面考虑，制定了绿洲发育度评价的指标体系，通过专家打分法对各指标重要性和完整性进行评价。在此基础上采用变异系数法与因子分析法对黑河中游张掖市的甘州区、临泽县和高台县三个绿洲的发育度进行了评价，比较了三绿洲的发育演化情况。通过变异系数法分析得出，甘州区绿洲的总体发育度为0.45，在所对比的三个绿洲中发育度值最大，说明甘州区绿洲的多项指标的值高于三绿洲的平均值，发育水平较高，依次为临泽绿洲（-0.14）、高台绿洲（-0.3），其发育度值均为负，说明绿洲的结构与功能还不尽完善。因子分析法的分析结果与变异系数法一致，绿洲的总体发育度，甘州区最高，为11.49，临泽县次之，高台县最低。其中主要反映社会发展水平的公因子在三绿洲间的差别很大，甘州区的值最高，高台绿洲数值最低；体现水土资源开发水平的公因子则临泽最高，为0.33，其次是甘州区、高台绿洲。. 本研究应用能值分析的方法，对张掖市及其各县区（甘州区、高台县、临泽县、山丹县和民乐县）的农业生态系统能值投入以及农业生态系统的农、林、牧、渔业的主要产品的能值产出进行分析，并通过能值指标的计算对张掖市及其各县区的能值投入和能值产出概况进行综合评价。通过贡献率的计算，评价各县区的能值投入和能值产出对张掖市生态经济系统的能值投入与能值产出的影响。应用能值理论，以张掖市生态经济系统为研究对象，对其发展现状进行了分析，并对张掖市2000年和2010年总的能值用量、能值货币比率、人均能值用量、能值密度等一系列能值指标进行了定量比较研究，以期为张掖市可持续发展提供科学依据。. 研究结果表明，张掖市2000年的系统能流并不守恒，输出能值远小于输入能值，系统能量利用率较低，主要依赖于本地资源的高强度利用，系统处于不可持续的发展状态；2010年系统的能值利用率明显提高，不可持续性有所改善。对比分析表明，张掖市的能值总投入、人均能值和能值密度均降低，但系统依然处于不可持续的状态，市场竞争能力弱，能值利用率不高，对环境的压力加大。