林下中药材生态经济系统能值应用与展望

摘" 要：林下中药材产业发展，需要平衡好生态保护和经济发展的关系。能值理论和分析方法定量分析系统的生态、经济效率以及可持续发展能力，可为林下中药材产业可持续发展提供理论支撑和方法保障。该文论述能值理论和分析方法的基本概念、应用范围，以及其在林下中药材生态经济系统应用的意义及步骤，指出系统能值应用时存在的问题，包括计算方法、能值转换率、系统边界界定等方面，针对问题提出相应的解决对策并探讨未来的发展方向，旨在为能值方法在林下中药材生态经济系统的应用提供规范化建议， 推进林下中药材领域能值研究的进一步发展。

关键词：能值；系统；应用；生态；经济；林下中药材

中图分类号：F326.2" " " 文献标志码：A" " " " " 文章编号：2096-9902（2024）24-0107-04

Abstract： The development of the Chinese herbal medicine industry under the forest needs to balance the relationship between ecological protection and economic development. Emergy Theory and analysis methods quantitatively analyze the ecological， economic efficiency and sustainable development capabilities of the system， which can provide theoretical support and methodological guarantee for the sustainable development of the under-forest Chinese medicinal materials industry. This paper discusses the basic concepts and application scope of the Emergy Theory and analysis method， the significance and steps of its application in the ecological economic system of understory traditional Chinese medicinal materials， and points out the problems existing in the application of the system's emergy， including calculation methods， emergy conversion rates， system boundary definition， etc.， puts forward corresponding solutions to the problems and discusses the future development direction， aiming to provide standardized suggestions for the application of the emergy method in the ecological economic system of understory traditional Chinese medicinal materials， so as to promote the further development of emergy research in the field of under-forest Chinese medicinal materials.

Keywords： emergy; system; application; ecology; economy; understory traditional Chinese medicinal materials

党的二十大报告中指出必须要牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，站在人与自然和谐共生的高度谋发展；要树立大食物观，构建多元化食物供给体系[1]。近年来，中药材市场需求急剧增加，出现了中药材高产低质、产量失衡、土地资源稀缺等一系列问题，限制了中药材产业健康发展。林下中药材产业的发展不仅有助于解决中药材产业出现的一系列问题，还能将“绿水青山”转化为“金山银山”，为巩固乡村振兴提供产业支持并为构建多元化食物供给体系提供支撑。

在林下中药材产业发展的过程中，正确处理好产业发展和生态保护成为难题，林下中药材产业可持续发展是亟需解决的问题。在现有的可持续发展评价方法中，能值理论和分析方法是生态经济系统评价分析的基本工具，可以解决不同类型能量和物质无法进行比较和评价的难题，实现对系统生态、经济效益以及可持续发展能力综合定量评价。20世纪80年代，美国生态学家Odum明确提出了“能值”“太阳能值转换率”等一系列的核心概念，创立了能值理论和分析方法，将能值（Emergy）定义为“产品或劳务形成过程中直接或间接投入应用的一种有效能（Available Energy）总量”，在能值的实际应用中，将太阳能值（Solar Emergy）作为度量各种不同类型能量的基准能值，其单位为太阳能焦耳（Solar Emjoules，简写为sej）[2]。20世纪90年代，留美学者蓝盛芳首次将能值理论和分析方法引入中国，国内学者开始对能值理论与分析方法进行深入研究。能值理论和分析方法成为生态经济系统评价分析的基本工具，是生态经济学研究热点领域。近年来，能值理论与分析方法应用领域不断扩展，应用于不同尺度区域[3]、不同产业[4]、自然生态系统[5]和生态经济系统[6]等多个领域；随着研究的深入和实践的需求，能值理论开始与生态足迹[7]、生命周期评价[8]、地理信息系统[9]和数据包络法[10]等理论和方法结合应用。

1" 林下中药材生态经济系统能值应用概况

1.1" 应用意义

能值理论与分析方法在林下中药材的应用主要体现在分析林下中药材生态经济系统的物质、能量流动和系统能值评价指标、评价系统的可持续发展能力以及制定具体的可持续发展策略等方面。能值理论和分析方法在林下中药材生态经济系统中的应用具有重要意义，主要体现在以下3个方面。

1.1.1" 评析林下中药材系统的生态、经济效益

一是林下中药材种植既注重经济效益，也重视生态效益，林下中药材种植充分利用了林下的空间资源，减少了对土地的额外开垦，通过合理的林下种植，中药材可以与林木形成互补关系，如增强土壤肥力、保持水土、保护林下资源环境等，从而提高整个林下生态系统的稳定性和抵抗力，实现林下中药材种植与森林生态系统的良性循环。同时，林下中药材种植涉及生态环境和经济社会等多种资源能值，包括林下中药材种类、种植区域的气候、土壤状况及人力成本等。根据能值理论和分析方法可以了解林下中药材系统内外能量、物质的输入和输出，以及系统相互之间的转换效率。二是运用能值分析方法可以评析林下中药材的经济效益和生态效益。能值分析法通过将林下中药材生态经济系统不同类型、不可比较的能量和物质转换为统一的能值单位进行比较分析，从而量化分析系统各个部分的能值指标涵义以及系统的整体价值，更全面地评价整个林下中药材系统的经济效益和生态效益，对于了解系统部分和整体的生产力、经济效益和生态效益具有重要意义。

1.1.2" 提高林下中药材产业竞争力

运用能值理论和分析方法，可以明确林下中药材生态经济系统中各种资源和能量的投入、产出关系，合理配置投入产出资源，高效利用资源。第一，推动林下中药材种植技术的创新和发展，通过优化种植结构、改进种植技术、提高病虫害防治水平等措施，进一步提高林下中药材的产量和质量。第二，促进林下中药材产业的升级和转型。林下中药材种植产业的发展，可以带动相关产业链的发展，如种苗繁育、产品加工、销售等，通过构建更加完善的产业链和价值链体系，实现中药材种植、加工、销售等环节的协同发展，推动林下中药材产业的整体发展，提高整个林下中药材产业的竞争力。第三，运用能值法，评估林下中药材的生态价值和经济价值，提升林下中药材的品质和附加值，为林下中药材产品定价和中药材品牌建设提供科学依据。能值分析的结果可以为政府、相关企业和农户等制定更加科学合理的林下中药材种植政策和规划，更好地满足市场需求，提高林下中药材产业的市场竞争力。

1.1.3" 促进林下中药材产业可持续发展

林下中药材种植更加注重绿色、环保的生产方式，符合可持续发展的要求。一是林下中药材种植能够充分利用林下空间资源，利用已有的植被和土壤，有效提高了林地利用效率，减少了对耕地的占用和破坏；二是生产过程中减少化肥、农药等化学物质的使用，降低土壤的污染和退化，保护土壤质量，减少对环境的污染和破坏；三是能值理论与分析方法能为林下中药材的可持续发展制定策略。运用能值分析法，计算林下中药材系统的投入与产出，量化林下中药材种植过程中的能量流动和价值转换过程，采用能值计算法算出研究区域林下中药材系统的可持续发展指数，评析林下中药材系统可持续发展能力，根据能值分析的结果，合理规划种植区域、品种选择和种植密度等要素，优化林下中药材种植的资源配置，提高资源利用效率。确保林下中药材种植与森林生态系统的和谐共生。有助于在保护生态环境的前提下，实现林下中药材种植的经济效益最大化，推动林下中药材产业的健康发展，为研究区域的林下中药材可持续发展提供理论依据，促进林下中药材产业可持续发展。

1.2" 应用步骤

系统能值分析的具体应用步骤因研究对象和研究问题的不同而存在差异，但基本方法和应用步骤分为6步，以林下中药材生态经济系统能值应用为例，基本步骤如下。

1.2.1" 林下中药材系统相关资料收集

首先，明确基于能值分析的林下中药材研究目的，如评价林下中药材的经济效益、生态效益、可持续发展能力等。同时，需要确定系统研究的内容，包括林下中药材种植地区、种类、面积等。其次，客观全面地收集与林下中药材相关的数据，收集研究区域的气象数据、系统投入产出的物质和能量数据等。要确保数据的准确性和完整性，为后续能值分析提供可靠依据。最后，将收集数据进行分类整理及贮存。在林下中药材系统中，将能值投入分为2类，分别是可更新能值投入和不可更新能值投入，在能值产出方面，主要是可更新林下经济作物产出和废弃物产出。

1.2.2" 绘制林下中药材能量系统图

在确定林下中药材系统边界和系统内容的基础上，列出林下中药材系统主要组成部分以及之间的相互关系，分析收集的数据资料，确定系统内各组成部分之间的能量关系和能量流动方向。根据Odum创立的“能量系统语言”及使用规范，以林下中药材从种植到产出的完整生产周期为界限，绘制林下中药材能量系统图，形成系统主要组成部分的系统能量图解。通过分析林下中药材能量系统图，可以按照不同的性质将该系统主要的能量流动进行分类汇总，系统的基本结构、组成部分及系统的物质流、信息流、能量流和货币流等的流动方向可以更直观地呈现，了解系统内外的能量流动情况，便于分析系统各组成部分和生态系统、经济系统的相互关系。

1.2.3" 编制林下中药材系统能值分析表

能值分析表一般由输入和输出项目名称、系统原始数据、相应的能值转换率等组成。根据研究区域的林下中药材的种类和生态经济系统的特点，先列出林下中药材系统的主要输入项目（能量来源）和输出项目，确定系统各类输入和输出的原始数据、相应的能量折算率和能值转换率。将搜集和处理得到的数据通过相对应的能量折算率统一换算成能量，运用能值理论的相关计算公式以及相对应的太阳能值转化率，将林下中药材系统中的各项能量数据指标统一转化为太阳能值，便于系统不同类型的能量进行比较分析。

1.2.4" 构建林下中药材系统能值综合系统图

将绘制的林下中药材能量系统图进行简化，将性质类似、重要的项目集结合并成同类项目，构建能够体现系统资源能值结构及其投入产出的林下中药材综合系统图，达到简化整个系统的能量使用和能量流动作用，便于整体分析整个林下中药材生态经济系统的能值投入、产出以及相互间的能值流动、转化。

1.2.5" 建立林下中药材能值指标体系

根据系统研究的目的和实际情况，选取合适的、主要的能值指标，计算林下中药材系统能值投入产出、经济社会效益、生态环境效益和可持续发展能力等指标，具体指标包括能值投入率、能值产出率、能值自给率、环境产出率和能值可持续发展指数等，并根据相关的能值理论计算公式将对应的指标计算出来。通过构建林下中药材指标体系，可以反映该系统的生态效益、经济效益以及可持续发展性能，定量分析评价系统整体以及各子系统存在的问题，并对不同类型、不同区域的林下中药材进行整体比较分析，科学的评价自然生态和经济活动对于林下中药材系统的作用。

1.2.6" 评价林下中药材系统发展和提出策略

通过能值指标体系，研究林下中药材的能量流动和能量转换，定量分析林下中药材发展对生态系统、经济系统的影响，结合能值指标的具体含义，深入分析系统中的各个能值指标。通过能值指标的纵向和横向比较分析，能够全面地评价分析系统的发展状况并根据分析结果对系统的优化提出针对性建议，辨识系统发展中的问题，为林下中药材的发展提出具体的策略，优化林下中药材种植结构、提高种植效益、更好地推动林下中药材产业可持续发展。

2" 林下中药材生态经济系统能值应用存在的问题

林下中药材生态经济系统与自然生态系统、工业经济系统既有相同也有不同，介于两者之间。同时，由于能值理论及分析方法起源于对自然生态系统的分析。所以，当能值方法应用在林下中药材生态经济系统时，就会产生一些问题。一是传统能值理论和分析方法在林下中药材生态经济系统分析上的一些局限， 二是研究者对能值方法中的一些细节问题的忽视，主要包括以下问题。

2.1" 能值分析方法中的计算问题

第一，在林下中药材生态经济系统中，进行能值分析需要较多的生态、经济数据，研究所需的数据来源较为复杂，所用的数据均来自于实地调研以及资料收集所得，实地调研数据涉及范围较广，数据获取存在一定的难度；第二，林下中药材生态经济系统内外能值流交叉和分支点处的计算方法有差异会影响计算结果的准确性；第三，针对来源相同的多种能值项目，计算投入和产出能值时，要避免重复计算，但在实际能值计算过程中有一定的难度；第四，同一种林下中药材的计算方法并不完全适应于不同区域的同一种林下中药材，同一区域不同种类的林下中药材的能值计算方法也有所不同。

2.2" 能值转换率的不确定性

能值转换率作为衡量系统中物质或能量层次高低的重要指标，是指某单位物质或能量所蕴含的太阳能值量，运用能值转化率，可以对不同项目的能值量进行计算和比较。能值分析法的重点在于将各种能量和物质转化为统一的太阳能值进行衡量。首先，全球能值基准是能值分析方法中计算系统所有资源、物质的能值转换率的基础，全球能值基准不断地更新变化会导致能值转换率变化，大量的能值分析是以不同的全球能值基准展开研究的，缺少研究的一致性，导致分析结果的不确定性；其次，对于林下中药材生态经济系统中的复杂能量流动和物质循环，涉及到对中药材生长过程中直接或间接消耗的各种能量的准确估算，会导致能值转换率的计算复杂；最后，现有研究的能值转换率可以满足主要的能值分析需要，但是在实际分析上，研究区域、系统甚至个体的能值转换率是不方便查找和不足够引用。

2.3" 系统边界界定不明确

系统边界界定是能值分析前重要的研究准备，边界的界定影响后续系统投入和产出的原始数据计算以及相关能值分析。林下中药材生态经济系统所涉及的投入产出项目众多，不同地域的林下生态环境差异显著，不同种类的林下中药材对光照、雨水等自然资源需求不同。所以，同一中药材在不同区域环境的投入产出项目有所不同，同一区域的不同种类中药材投入产出也略有不同，使得系统边界界定变得复杂。不同的边界界定会产生不同的能值分析结果，增加了结果的不准确性。

3" 林下中药材生态经济系统能值研究展望

3.1" 完善能值计算方法

加强数据的收集，建立能值分析法数据库；根据研究目的，结合生态经济领域的发展，进一步优化和改进能值分析指标，完善和改进能值计算方法，规范建立能值评价指标体系；加强能值理论与其他理论、方法、模型的结合研究，弥补部分理论、方法、模型的使用局限性，更加全面地分析和解决问题；研究的林下中药材生态经济系统需要根据实际情况进行能值分析，具体情况具体分析。

3.2" 优化能值转换率

能值转换率要根据最新的全球能值基准作为研究基础进行选取，根据国际能值学会的研究，以2016年的能值基准作为研究的基础，确保研究结果的准确性；系统的投入和产出相应的转换率要根据最权威、最新的原则选取，若研究所需要的能值转换率来源于不同的能值基准的研究，应根据该能值基准与最新能值基准的比值，换算成最新能值基准下的能值转换率确保研究中所用参数的能值基准的一致性；应该不断加强优化对同一系统不同区域能值转换率的研究，建立同一系统的能值转换率查找系统；细化较小区域、系统个体的能值转化率，进一步完善优化能值转化率。

3.3" 合理界定系统边界

规范林下中药材生态经济系统能值分析的系统界定标准；准确掌握研究的林下中药材的生长习性等，明确林下中药材生态经济系统的投入和产出项目；利用遥感技术、地理信息系统（GIS）等现代科技手段，对林下中药材种植区域的自然生态环境条件进行全面评估，包括土壤、水分、光照等因素，合理界定林下中药材系统边界。

4" 结束语

能值理论和分析方法应用到林下中药材生态经济系统中，从生态、经济多维度综合探究林下中药材发展现状，选取适合林下中药材系统的能值指标，创建林下中药材能值分析指标体系，评析林下中药材可持续发展潜力，可以整体衡量和分析林下中药材生态系统、经济系统以及林下资源环境的价值，有助于评价林下中药材可持续发展能力，促进林下中药材产业可持续发展。但基于林下中药材进行能值分析是一个复杂而系统的过程，需要综合运用生态学、经济学、能值理论等多方面知识。同时，由于能值计算、能值转换率以及系统边界界定的复杂性和不确定性，分析结果可能存在一定的局限性。所以，具体的林下中药材系统需要结合实际情况进行综合考虑和判断。

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基金项目：云南省教育厅科学研究基金项目（2024Y624）；2024年云南省哲学社会科学规划社会智库项目（SHZK2024339）

第一作者简介：周素素（1996-），女，硕士研究生。研究方向为林下经济与林业产业发展。

*通信作者：杨璇玺（1981-），男，硕士，工程师。研究方向为林业调查规划与产业政策。