舟山市東極大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)能值評(píng)估

宋 科，趙 晟，蔡慧文，吳常文

(國(guó)家海洋設(shè)施養(yǎng)殖工程技術(shù)研究中心 浙江海洋學(xué)院，舟山 316004)

大黃魚(yú)(Larimichthys crocea)隸屬鱸形目(Perciformes)，石首魚(yú)科(Sciaenidae)，主要分布在中國(guó)東海和黃海南部，曾與小黃魚(yú)、帶魚(yú)、烏賊合稱中國(guó)的“四大海產(chǎn)”。20世紀(jì)70年代，由于對(duì)大黃魚(yú)過(guò)渡捕撈，導(dǎo)致其資源數(shù)量劇烈下降。到80年代，近海主要大黃魚(yú)產(chǎn)卵場(chǎng)受到嚴(yán)重破壞，已經(jīng)不能形成漁汛。我國(guó)在1985年成功地解決了大黃魚(yú)的人工繁殖和網(wǎng)箱養(yǎng)殖技術(shù)［1］。經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，養(yǎng)殖規(guī)模逐步擴(kuò)大，產(chǎn)量也逐年增加。大黃魚(yú)已成為我國(guó)養(yǎng)殖規(guī)模最大的海產(chǎn)魚(yú)類和六大優(yōu)勢(shì)出口養(yǎng)殖水產(chǎn)品之一［2］。隨著大黃魚(yú)網(wǎng)箱養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，養(yǎng)殖活動(dòng)對(duì)海域生境產(chǎn)生了影響，其對(duì)沿海生態(tài)系統(tǒng)造成了破壞［1，3］。如何定量評(píng)價(jià)大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的可持續(xù)性，分析相關(guān)影響因素及找到有效的解決方法，對(duì)于大黃魚(yú)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要理論及現(xiàn)實(shí)意義。

能值理論和方法是以美國(guó)著名生態(tài)學(xué)家、系統(tǒng)能量分析先驅(qū)Odum［4-9］為首，于20世紀(jì)80年代創(chuàng)立的。應(yīng)用能值這一度量標(biāo)準(zhǔn)及其轉(zhuǎn)換單位——能值轉(zhuǎn)換率，可將生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的和儲(chǔ)存的各種不同類別的能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)換為同一標(biāo)準(zhǔn)——能值，以能值為共同單位，為評(píng)估系統(tǒng)中不同類型的能量與物質(zhì)提供一種有效途徑［10-16］。本研究運(yùn)用建立的能值指標(biāo)體系，定量的評(píng)價(jià)了東極大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的可持續(xù)性。該方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于定量評(píng)價(jià)城市［17-18］、水域［19-21］、農(nóng)業(yè)［15，22-24］等各種生態(tài)系統(tǒng)。本文依據(jù)能值理論建立能值指標(biāo)體系，對(duì)東極大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)內(nèi)能流和物流進(jìn)行了分析，評(píng)價(jià)該養(yǎng)殖系統(tǒng)的可持續(xù)性，以期為大黃魚(yú)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究對(duì)象和方法

1.1 研究地點(diǎn)

本研究在浙江大海洋科技有限公司位于舟山市東極海域的養(yǎng)殖基地進(jìn)行。大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)位于30°12'17.9″N、122°41'55.4″E，年均氣溫 16.5℃，年均降雨量 1351mm，年均太陽(yáng)輻射量大約為 4805×106J/m2［25-26］。養(yǎng)殖海域內(nèi)共有大黃魚(yú)深水網(wǎng)箱15個(gè)，每個(gè)網(wǎng)箱的體積是637m3，總養(yǎng)殖面積為66670m2。養(yǎng)殖用大黃魚(yú)幼苗2011年6月前后購(gòu)自于福建省，置于養(yǎng)殖基地進(jìn)行人工養(yǎng)殖，每個(gè)網(wǎng)箱初始放養(yǎng)魚(yú)苗數(shù)量約4000尾，每天投放兩次餌料，養(yǎng)殖周期約6個(gè)月，成活率95%左右，12月份收獲，收獲產(chǎn)量35.75t，個(gè)體平均重量550g，大黃魚(yú)的市場(chǎng)售價(jià)平均值是100元/kg。大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)投入的各項(xiàng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。其中粉碎機(jī)、發(fā)電機(jī)、網(wǎng)箱、漁網(wǎng)的使用壽命均按照10a計(jì)算，一次性投入的基本建設(shè)費(fèi)用使用期限也按照10a計(jì)算(上述5項(xiàng)并不是每年投入，均可重復(fù)使用。依據(jù)浙江大海洋科技有限公司相關(guān)人員經(jīng)驗(yàn)，以及材料的材質(zhì)和性能，將使用壽命定為10a)。

表1 東極大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)能值分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)Table 1 Basic data in emergy analysis of large yellow croaker aquaculture system in Dongji

1.2 研究方法

Odum等運(yùn)用能值理論對(duì)不同類型養(yǎng)殖系統(tǒng)進(jìn)行了評(píng)估，表明能值理論不僅能夠客觀地評(píng)價(jià)水產(chǎn)養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)收益，而且能夠評(píng)價(jià)養(yǎng)殖系統(tǒng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。在綜合考慮影響大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的自然資源和社會(huì)條件的基礎(chǔ)上，通過(guò)能值分析理論，以及養(yǎng)殖過(guò)程中的各種物質(zhì)、能量、信息的輸入和輸出能值數(shù)量，構(gòu)建了大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的能值流動(dòng)圖(圖1)。

大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)能量來(lái)源分為可更新的環(huán)境資源投入能值(R)和購(gòu)買(mǎi)的外部資源投入能值(F)。可更新資源包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、雨水化學(xué)能、雨水勢(shì)能、地球循環(huán)、潮汐能，購(gòu)入的外部資源包括養(yǎng)殖期間投入系統(tǒng)中的魚(yú)苗的費(fèi)用、基本建設(shè)費(fèi)、勞動(dòng)力、電費(fèi)、設(shè)備費(fèi)用等。根據(jù)表1和圖1以及系統(tǒng)能值分析理論，建立一系列能值指標(biāo)來(lái)定量分析大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)(表2)。

圖1 東極大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)能值流動(dòng)圖Fig.1 Emergy flow diagram of large yellow croaker aquaculture system in Dongji

表2 東極大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)能值指標(biāo)Table 2 Emergy indices of large yellow croaker aquaculture system in Dongji

太陽(yáng)能值轉(zhuǎn)換率(TR)是大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)中投入的總能值(Y)(Y=R+F，式中R是大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)中投入的雨水化學(xué)能、潮汐能、地球循環(huán)三部分可更新資源的總和，F(xiàn)是大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)中投入的購(gòu)買(mǎi)外部資源的總和)與產(chǎn)出大黃魚(yú)的總熱量(Q)(Q=M×C，M是產(chǎn)出的大黃魚(yú)重量，C是實(shí)驗(yàn)室測(cè)量得到的大黃魚(yú)的熱值)的比值。TR是在產(chǎn)品轉(zhuǎn)換成單位有效能量過(guò)程中所需要的能值，它是能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中或者能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中效率的表現(xiàn)［11，14］。對(duì)于有較高的能值轉(zhuǎn)換率的產(chǎn)品意味著在產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)出一個(gè)單位的有效能量需要更多的能值輸入。

能值功率密度(EPD)是大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)投入的總能值量Y與養(yǎng)殖系統(tǒng)所占的海域面積(area)的比值，表示大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)單位面積投入的能值量。

環(huán)境承載力(ELR)為購(gòu)買(mǎi)的外部資源能值F與可更新資源能值R的比值，表示海水養(yǎng)殖對(duì)于生態(tài)環(huán)境造成的壓力。在大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)中，環(huán)境承載力的值越大表示該養(yǎng)殖系統(tǒng)所承受的壓力也越大。相反，若是該值小則該養(yǎng)殖系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展仍具有開(kāi)發(fā)的潛力［15］。

能值產(chǎn)出率(EYR)是指該生態(tài)系統(tǒng)利用資源的效率，為系統(tǒng)中投入的總能值Y與大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)購(gòu)買(mǎi)的外部資源能值總和F的比值。其數(shù)值大小表明本地資源對(duì)大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程的潛在貢獻(xiàn)率。

能值投入的生產(chǎn)效率(PEEI)，PEEI=EYR/TR，是大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的能值產(chǎn)出率EYR與養(yǎng)殖系統(tǒng)的太陽(yáng)能值轉(zhuǎn)換率TR的比值［27］，表示整個(gè)大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的生產(chǎn)效率，在數(shù)值上等于系統(tǒng)中投入的每單位的購(gòu)買(mǎi)的外部能值所產(chǎn)出的有用的物質(zhì)、能量或者是信息。

產(chǎn)量的能值轉(zhuǎn)換率EERY=Ym/Y，為大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)貨幣產(chǎn)出的總能值Ym(Ym為產(chǎn)量乘以平均售價(jià)計(jì)算得到的大黃魚(yú)的年產(chǎn)值，再乘以貨幣的太陽(yáng)能值轉(zhuǎn)換率)與系統(tǒng)中投入的總能值Y的比值，可以度量大黃魚(yú)銷售中獲得的能值效益。

能值持續(xù)性指數(shù)(ESI)，ESI=EYR/ELR是能值產(chǎn)出率EYR和環(huán)境承載力ELR的比值，該指標(biāo)指示大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的可持續(xù)性。

可持續(xù)性發(fā)展的能值指數(shù)(EISD)，EISD=EYR×EERY/ELR是能值產(chǎn)出率(EYR)與產(chǎn)量的能值轉(zhuǎn)換率(EERY)之積，再除以環(huán)境承載力(ELR)而得。該指標(biāo)是在考慮市場(chǎng)交換對(duì)能值產(chǎn)量影響的條件下，度量大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的可持續(xù)性。

采用能值持續(xù)性指數(shù)ESI以及指示可持續(xù)性發(fā)展的能值指數(shù)EISD來(lái)評(píng)價(jià)養(yǎng)殖系統(tǒng)的可持續(xù)性。ESI是一個(gè)廣泛用于大范圍長(zhǎng)時(shí)期研究持續(xù)性的能值指標(biāo)。另外，EISD是在考慮了市場(chǎng)改變對(duì)于特殊的系統(tǒng)或者過(guò)程作用效果的前提下，指示局部尺度持續(xù)性的指標(biāo)。ESI和EISD這兩個(gè)指標(biāo)在度量持續(xù)性的問(wèn)題中是一對(duì)相輔相成的指標(biāo)。

鑒于對(duì)最佳管理方式考慮，對(duì)大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)中主要的能值投入項(xiàng)進(jìn)行了敏感性分析。通過(guò)改變能值的投入量(本文中選取的是購(gòu)買(mǎi)的外部資源投入能值比例中占前兩位的餌料和幼魚(yú)，以及可更新資源投入比例中占首位的雨水化學(xué)能)。分析能值數(shù)量的改變對(duì)系統(tǒng)的各相關(guān)能值指標(biāo)產(chǎn)生的影響，從而找到系統(tǒng)中的敏感因子，為進(jìn)一步提高養(yǎng)殖系統(tǒng)的可持續(xù)性提供支持［27］。

2 結(jié)果

根據(jù)圖1東極大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)能值流動(dòng)圖，和表1東極大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)能值分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表中各種投入和產(chǎn)出，將各項(xiàng)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的能值(本文中能值轉(zhuǎn)換率均按9.44×1024sej/a的基準(zhǔn)進(jìn)行折算)，對(duì)整個(gè)大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.1 能值評(píng)價(jià)結(jié)果

大黃魚(yú)能值分析結(jié)果見(jiàn)表3。大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)投入的資源分為兩個(gè)部分:可更新資源和購(gòu)買(mǎi)的外部資源，大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)投入的總能值是1.38×1018sej。其中可更新資源有太陽(yáng)能、風(fēng)能、雨水化學(xué)能、地球循環(huán)、潮汐能、雨水勢(shì)能。將其中的雨水化學(xué)能、地球循環(huán)、潮汐能三項(xiàng)加和計(jì)算，得到的可更新資源為1.50×1016sej，占總投入能值的1.09%。雨水化學(xué)能在可更新資源中占比例最大，投入能值量是8.10×1015sej，占總能值投入的0.59%，位于第二的地球循環(huán)，能值量是6.88×1015sej，占總能值投入的0.50%，潮汐能的能值只有1.46×1013sej，占總能值投入接近于0%。購(gòu)買(mǎi)的外部資源有:租金、勞動(dòng)力、幼魚(yú)魚(yú)苗、電能、粉碎機(jī)、發(fā)電機(jī)、網(wǎng)箱、漁網(wǎng)、柴油、餌料、基本建設(shè)費(fèi)等，能值之和是1.37×1018sej，占大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)總能值投入的98.91%。在購(gòu)買(mǎi)的外部資源中以幼魚(yú)魚(yú)苗的投入最大，其能值為5.72×1017sej，占總能值投入的41.47%，其次是餌料，其能值是3.75×1017sej，占總能值投入的27.17%。2011年?yáng)|極大黃魚(yú)的產(chǎn)量35.75t，利用實(shí)驗(yàn)室HWR-15E智能快速熱量計(jì)測(cè)量的大黃魚(yú)的熱值［30］26382J/g，則產(chǎn)出的大黃魚(yú)的熱量(Q)為9.43×1011J。大黃魚(yú)養(yǎng)殖過(guò)程中各項(xiàng)能值投入的百分比見(jiàn)圖2。

2.2 能值分析指標(biāo)

大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)各能值指標(biāo)結(jié)果見(jiàn)表4。表4中各部分的計(jì)算方法見(jiàn)表2和表3，數(shù)據(jù)來(lái)源見(jiàn)表1。此外還將各能值指標(biāo)與珠江口3個(gè)不同魚(yú)種養(yǎng)殖系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的太陽(yáng)能值轉(zhuǎn)換率TR 1.46×106sej/J、能值功率密度EPD 2.07×1017sej·hm-2·a-1、環(huán)境承載力ELR為91.10、系統(tǒng)能值產(chǎn)出率EYR 1.011、能值持續(xù)性指數(shù)ESI為0.011，可持續(xù)性發(fā)展的能值指數(shù)EISD是0.02。

表3 東極大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)能值分析表Table 3 Emergy analysis of the large yellow croaker aquaculture system in Dongji

圖2 東極大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)各項(xiàng)能值投入結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Structure of the emergy inputs to the large yellow croaker aquaculture system in Dongji

2.3 敏感性分析

為了分析能值投入變化對(duì)系統(tǒng)的影響，模擬在實(shí)際養(yǎng)殖過(guò)程中改變某些指標(biāo)投入對(duì)養(yǎng)殖系統(tǒng)造成的影響。通過(guò)增加或者減少相應(yīng)指標(biāo)的能值數(shù)值(表5)，來(lái)分析其對(duì)系統(tǒng)持續(xù)性的影響(選取的是購(gòu)買(mǎi)的外部資源投入能值比例中占前兩位的幼魚(yú)魚(yú)苗和餌料，以及可更新資源投入比例中占首位的雨水化學(xué)能，分別做加倍和減半的處理)［27］。

3 討論

太陽(yáng)能值轉(zhuǎn)換率TR是來(lái)自于總能值投入中轉(zhuǎn)換成有效能量的量，表示系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。本研究中該值是1.46×106sej/J，說(shuō)明在大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)產(chǎn)出一焦耳大黃魚(yú)，需要的有效太陽(yáng)能值輸入量為1.46×106太陽(yáng)能焦耳。與珠江口3個(gè)不同魚(yú)種養(yǎng)殖系統(tǒng)［27］以及養(yǎng)雞系統(tǒng)［32］相比，它們的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換率均在同一個(gè)數(shù)量級(jí)上。該值與Li［27］等研究中3個(gè)不同魚(yú)種養(yǎng)殖系統(tǒng)的平均值1.82×106sej/J相比偏小，說(shuō)明生產(chǎn)1J的大黃魚(yú)需要投入的太陽(yáng)能值與平均水平相比較少，其生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率相對(duì)較高。

表4 東極大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)與珠江口3個(gè)不同魚(yú)種養(yǎng)殖系統(tǒng)相關(guān)能值指標(biāo)的對(duì)比Table 4 The emergy indices comparison of large yellow croaker aquaculture system in Dongji With three aquaculture systems surrounding the Pearl River Estuary

表5 東極大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的敏感性分析Table 5 Sensitivity analysis of large yellow croaker aquaculture system in Dongji

大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的環(huán)境承載力ELR為91.10。該值越高表示養(yǎng)殖過(guò)程對(duì)環(huán)境的壓力越高。理論上如果沒(méi)有不可更新資源的投入，系統(tǒng)僅靠可更新資源的驅(qū)動(dòng)則環(huán)境承載力ELR就等于零［32］。本研究中大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)外部購(gòu)買(mǎi)的能值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于可更新資源的能值輸入，說(shuō)明系統(tǒng)對(duì)外部購(gòu)買(mǎi)能值的依賴程度高。同時(shí)由于系統(tǒng)使用的可更新資源量遠(yuǎn)小于外部購(gòu)買(mǎi)的能值輸入，也是環(huán)境承載力高的原因。對(duì)比珠江口3個(gè)不同魚(yú)種養(yǎng)殖系統(tǒng)［27］的環(huán)境承載力ELR，東極大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)是珠江口養(yǎng)殖系統(tǒng)的3.5倍左右。主要原因是大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)中，勞動(dòng)力和幼魚(yú)魚(yú)苗資金投入等指標(biāo)明顯高于珠江口養(yǎng)殖系統(tǒng)，養(yǎng)殖過(guò)程過(guò)分依賴外部購(gòu)買(mǎi)的資源投入，導(dǎo)致環(huán)境承載力偏高，說(shuō)明現(xiàn)行的大黃魚(yú)養(yǎng)殖模式需要進(jìn)一步完善?？梢酝ㄟ^(guò)兩個(gè)方面來(lái)提高其環(huán)境持續(xù)性:一是通過(guò)改變魚(yú)類幼苗投入量或者提高餌料的利用效率;二是通過(guò)提高勞動(dòng)效率或者改進(jìn)養(yǎng)殖技術(shù)實(shí)現(xiàn)從依靠勞動(dòng)力向依靠技術(shù)的轉(zhuǎn)變。

大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)能值產(chǎn)出率EYR為1.011。EYR的最小值是1，指系統(tǒng)中投入的能值全部來(lái)自購(gòu)買(mǎi)的外部資源，而沒(méi)有利用可更新資源的情況［32］。大黃魚(yú)養(yǎng)殖過(guò)程中更多依賴購(gòu)買(mǎi)的外部資源，而可更新資源對(duì)大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程的潛在貢獻(xiàn)率非常小，說(shuō)明大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)對(duì)購(gòu)買(mǎi)的外部資源的依賴程度相對(duì)較高，經(jīng)濟(jì)成本也相對(duì)較高，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中缺乏優(yōu)勢(shì)，因此對(duì)東極大黃魚(yú)養(yǎng)殖模式的改進(jìn)非常必要。

大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)能值投入的生產(chǎn)效率PEEI為6.91×10-7，其數(shù)值表示大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)中投入每單位購(gòu)買(mǎi)的外部能值所產(chǎn)出的有用的物質(zhì)、能量或者信息的值，該值越大表示系統(tǒng)的生產(chǎn)效率越高。與Li［27］等的相關(guān)研究的3個(gè)不同魚(yú)種養(yǎng)殖系統(tǒng)的平均值6.03×10-7相比偏大，說(shuō)明東極大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的生產(chǎn)效率比之要高。能值投入的生產(chǎn)效率PEEI與太陽(yáng)能值轉(zhuǎn)換率TR均顯示東極大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的生產(chǎn)效率高。生產(chǎn)效率較高但是能值產(chǎn)出率EYR較低，導(dǎo)致這一結(jié)果的原因是系統(tǒng)在養(yǎng)殖過(guò)程中利用的當(dāng)?shù)乜筛沦Y源較少造成的。

大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的產(chǎn)量能值轉(zhuǎn)換率EERY為2.20，該指標(biāo)說(shuō)明通過(guò)銷售大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)獲得的能值比投入的能值多120%。大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)通過(guò)市場(chǎng)交換之后得到的能值遠(yuǎn)高于投入的，也說(shuō)明該系統(tǒng)的生產(chǎn)效率較高。此處與PEEI指標(biāo)的結(jié)果一致。

大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的能值持續(xù)性指數(shù)ESI為0.011，可持續(xù)性發(fā)展的能值指數(shù)EISD是0.02。兩個(gè)持續(xù)性指標(biāo)與Li［27］等相關(guān)研究中珠江口3個(gè)養(yǎng)殖區(qū)的相比偏小，說(shuō)明大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的可持續(xù)性比珠江口養(yǎng)殖區(qū)3個(gè)養(yǎng)殖系統(tǒng)的可持續(xù)性差。從表4看出大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的兩個(gè)表示可持續(xù)性的指數(shù)ESI和EISD值均低于珠江口的養(yǎng)殖系統(tǒng)，分析是由于養(yǎng)殖模式不合理，可持續(xù)性發(fā)展受到影響。而持續(xù)性指數(shù)均與環(huán)境承載力ELR呈負(fù)相關(guān)，因此之前討論的降低環(huán)境承載力也是提高系統(tǒng)可持續(xù)性的有效途徑。

由敏感性分析(表5)得知，變化最明顯的是可更新資源雨水化學(xué)能投入增加1倍時(shí)，大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的能值持續(xù)性指數(shù)ESI增加了54.93%，可持續(xù)性發(fā)展的能值指數(shù)EISD增加了54.03%，環(huán)境承載力ELR降低了35.08%。說(shuō)明提高雨水化學(xué)能的投入是提高養(yǎng)殖系統(tǒng)持續(xù)性、減小環(huán)境承載力的有效途徑。養(yǎng)殖系統(tǒng)中投入幼魚(yú)的數(shù)量減半時(shí)，能值持續(xù)性指數(shù)ESI增加了26.89%，可持續(xù)性發(fā)展的能值指數(shù)EISD增加了60.08%，兩者都有明顯的提高，說(shuō)明大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的養(yǎng)殖密度偏大。另外餌料減半時(shí)，能值持續(xù)性指數(shù)ESI增加了16.12%，可持續(xù)性發(fā)展的能值指數(shù)EISD增加了34.38%，大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的環(huán)境承載力ELR降低了13.73%。說(shuō)明在養(yǎng)殖過(guò)程中存在投餌過(guò)剩的現(xiàn)象，當(dāng)投餌減半時(shí)，大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的環(huán)境承載力會(huì)降低，對(duì)環(huán)境的壓力減小。依據(jù)敏感性分析，雨水化學(xué)能的增加對(duì)大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)能值持續(xù)性指數(shù)和可持續(xù)性發(fā)展指數(shù)影響最大，因此將養(yǎng)殖系統(tǒng)的地址選擇在降雨量較高的區(qū)域，可能是保證養(yǎng)殖系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展的重要條件之一。大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的養(yǎng)殖密度偏大，應(yīng)作適當(dāng)調(diào)整，或降低網(wǎng)箱養(yǎng)殖密度，或適當(dāng)增加養(yǎng)殖網(wǎng)箱的數(shù)量，從而提高系統(tǒng)的持續(xù)性。另外餌料量過(guò)剩也是造成環(huán)境承載力高，環(huán)境持續(xù)性差的原因，所以解決養(yǎng)殖餌料的使用量和利用率也是實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的因素之一。

4 結(jié)論

基于能值分析法評(píng)價(jià)了東極大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)——深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖模式的環(huán)境持續(xù)性。該方法解決了傳統(tǒng)方法中無(wú)法將不同量綱的自然投入和人為投入統(tǒng)一計(jì)算的問(wèn)題，用相同的標(biāo)準(zhǔn)——能值，對(duì)大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)中投入的各種物質(zhì)和能量做了綜合分析，建立相關(guān)的能值指標(biāo)體系評(píng)價(jià)了大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)發(fā)展的可持續(xù)性。

根據(jù)大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)中投入的能值及相關(guān)能值指標(biāo)結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)可更新資源占很小比重，購(gòu)買(mǎi)的外部資源投入中幼魚(yú)和餌料這兩個(gè)指標(biāo)占主導(dǎo)優(yōu)勢(shì)，環(huán)境承載力(ELR)非常高，養(yǎng)殖系統(tǒng)對(duì)購(gòu)買(mǎi)的外部資源的依賴程度相對(duì)較高。而可持續(xù)性發(fā)展的能值指數(shù)(EISD)表明大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的環(huán)境持續(xù)性較差。

為了提高大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)的持續(xù)性，需要特別關(guān)注兩個(gè)問(wèn)題:一是提高系統(tǒng)中使用的自然可更新資源的比例，二是降低購(gòu)買(mǎi)的外部資源的比例。根據(jù)敏感性分析，雨水化學(xué)能的增加會(huì)提高可更新資源的比重，進(jìn)而提高大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)能值持續(xù)性指數(shù)ESI和可持續(xù)性發(fā)展的能值指數(shù)EISD。因此深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖系統(tǒng)選址時(shí)，盡可能選擇降雨較多，可以帶來(lái)較高雨水化學(xué)能投入的區(qū)域，這樣可以提高大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)對(duì)可更新自然資源的利用。另外通過(guò)改變魚(yú)類幼苗投入量或者降低餌料的使用量、提高餌料的利用效率，提高大黃魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)發(fā)展的可持續(xù)性。

［1］ Yang D K，Lin F.On present conditions of the spawning population of Pseudosciaenta Crocea(Richardson)in the coastal waters of northern Zhejiang and suggestions about its fisheries management.Journal of Zhejiang College of Fisheries，1988，7(1):73-77.

［2］ Wang Q Y.From quantity to quality——An inevitable trend in mariculture industry.Beijing:Ocean Press，2009:23.

［3］ Folke C，Kautsky N.Aquaculture with its environment:prospects for sustainability.Ocean＆ Coastal Manage，1992，17(1):5-24.

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

［5］ Odum H T.Systems Ecology.New York:Wiley，1983:644.

［6］ Odum H T.Embodied energy，foreign trade，and welfare of nations//Jansson A M，ed.Integrations of Economy and Ecology.University of Stockolm，Sweden，1984:185-200.

［7］ Odum H T.Ecological economics//Eblen R A，Eblen W R，eds.The Encyclopedia of the Environment.Houghton-Mifflin，New York，1994:159-161.

［8］ Vassallo P，Bastianoni S，Beiso I，Ridolfi R.Fabiano M.Emergy analysis for the environmental sustainability of an inshore fish farming system.Ecological Indicators，2007，7(2):290-298.

［9］ Odum H T.Emergy Evaluation of Salmon Pen Culture.University of Florida Press，2001.

［10］ Odum H T.Self organization，transformity，and information.Science，1988，242:1132-1139.

［11］ Odum H T.Environmental accounting:emergy and environmental decision making.John Wiley and Sons，New York，1996:370.

［12］ Odum H T，Brown M T，Williams S B.Handbook of emergy evaluations，F(xiàn)olios 1-5.Gainesville:Center for Environmental Policy，University of Florida，2000.

［13］ Brown M T，Ulgiati S.Emergy-based indices and ratios to evaluate sustainability:monitoring economies and technology toward environmentally sound innovation.Ecological Engineering，1997，9(1/2):51-69.

［14］ Brown M T，Ulgiati S.Emergy analysis and environmental accounting.Encyclopedia Energy，2004，2:329-354

［15］ Yang J，Chen B，Liu G Y.Emergy evaluation for sustainability of Biogas-linked agriculture ecosystem:a case study of Gongcheng county.Acta Ecologica Sinica，2012，32(13):4007-4016.

［16］ Cheng S L，Ma Y.Emergy theory and its application in environmental management.Areal Research and Development，2005，24(1):96-99.

［17］ Hu D，Wen Q X，Li F，Wang Z，F(xiàn)eng Q，Zhang Y P.Analysis of Emergy Dynamice in Beijing Urban Ecosystem.Urban Environment＆ Urban Ecology，2006，19(6):01-04.

［18］ Song Y Q，Gao M L，Zhang L X.Emergy-based comparative analysis of urban ecosystem in Beijing，Tianjin and Tangshan.Acta Ecologica Sinica，2009，29(11):5882-5890.

［19］ Zhang J M.Appraisal of Oasis Ecologic Economy Based on Energy Analysis in the Manas River Basin of Xinjiang Wei Autonomous Region.Bulletin of Soil and Water Conservation，2007，27(1):151-154.

［20］ Chang S S，Liu S L，Zhang Y，Zhang S S.Energy evaluation of fishery ecosystem in Dalian.Marine Environmental Science，2010，29(1):87-90.

［21］ Wang X Z，Zhang P，Sheng L X.The ecological benefit evaluation and regulation of water Based on emergy analysis.Journal of Anhui Agricultural Sciences，2009，37(31):15348-15349.

［22］ Liang S S，Zhang C Z，Li S Q，Wang L X.Assessment On And Approaches To Farmland Sustainability Via Energy Value In Xi'an City.Resources＆ Industries，2007，9(6):36-40.

［23］ Zhang F，Zhou Z X.Dynamic assessment of agri-ecological system based on emergy analysis in Yan'an City.Agricultural Research in the Arid Areas，2010，28(4):251-257.

［24］ Lv J H，Liu J C，Liu J.Construction of the Energy Analysis Index System of Forest Ecological and Economics Systems.Forestry Economic，2008(12):66-68.

［25］ Zhu S X，Zheng P N.Community Structure of Large Zoobenthos in Cay Intertidal Zone in Dongji Island of Zhejiang in Summer.Journal of Anhui Agricultural Sciences，2010，38(26):14470-14473.

［26］ Zhoushan Statistical Yearbook.Compiled by Zhoushan Bureau of Statistics，2011

［27］ Li L J，Lu H F，Ren H，Kang W L，Chen F P.Emergy evaluations of three aquaculture systems on wetlands surrounding the Pearl River Estuary，China.Ecological Indicators，2011，11:526-534.

［28］ Lu H F，Kang W L，Campbell D E，Ren H，Tan Y W，F(xiàn)eng R X，Luo J T，Chen F P.Emergy and economic evaluations of four fruit production systems on reclaimed wetlands surrounding the Pearl River Estuary，China.Ecological Engineering，2009，35(12):1743-1757.

［29］ Lu H F，Lan S F，Li L，Peng S L.New emergy indices for sustainable development.Journal of Environmental Sciences，2003，15(4):562-569.

［30］ Liang J R，Jin J X.Methods for the determination of animal calorific value.Chinese Journal of Zoology，1986，3:33-36.

［31］ Campbell D E，Brandt-Williams S L，Meisch M E A.Environmental Accounting Using Emergy:Evaluation of the State of West Virginia.EPA/600/R-05/006.USEPA，Office of Research and Development，Washington DC，2005:116.

［32］ Hu Q H，Zhang L X，Wang C B.Emergy-based analysis of two chicken farming systems:a perspective of organic production model in China.Acta Ecologica Sinica，2011，31(23):7227-7234.

參考文獻(xiàn):

［1］ 楊德康，林飛.浙江北部近海大黃魚(yú)生殖群體現(xiàn)狀.浙江水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報(bào):1988，7(1):73-77.

［2］ 王清印.從產(chǎn)量到質(zhì)量——海水養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì).北京:海洋出版社，2009:23.

［15］ 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.

［16］ 程淑蘭，馬艷.能值理論及其在環(huán)境管理中的應(yīng)用.地域研究與開(kāi)發(fā)，2005，24(1):96-99.

［17］ 胡聃，文秋霞，李鋒，王震，馮強(qiáng)，張艷萍.北京城市生態(tài)系統(tǒng)的能值動(dòng)態(tài)分析.城市環(huán)境與城市生態(tài)，2006，19(6):01-04

［18］ 宋豫秦，曹明蘭，張力小.京津唐城市生態(tài)系統(tǒng)能值比較.生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，29(11):5882-5890.

［19］ 張軍民.基于能值分析的新疆瑪納斯河流域綠洲生態(tài)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià).水土保持通報(bào)，2007，27(1):151-154.

［20］ 常偲偲，劉素玲，張蕓，張樹(shù)深.大連市漁業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值分析.海洋環(huán)境科學(xué)，2010，29(1):87-90.

［21］ 王學(xué)志，張萍，盛連喜.基于能值分析的水生態(tài)效益評(píng)價(jià)與調(diào)控研究.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37(31):15348-15349.

［22］ 梁珊珊，張承中，李雙強(qiáng)，王蘭霞.基于能值分析的西安市農(nóng)業(yè)用地可持續(xù)性評(píng)估與對(duì)策研究.資源與產(chǎn)業(yè)，2007，9(6):36-40.

［23］ 張芳，周忠學(xué).基于能值分析的延安市農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)評(píng)估.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2010，28(4):251-257.

［24］ 呂潔華，劉俊昌，劉婕.林業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)能值分析指標(biāo)體系構(gòu)建.林業(yè)經(jīng)濟(jì)，2008(12):66-68.

［25］ 朱四喜，鄭盼男.浙江東極島夏季巖礁潮間帶大型底棲動(dòng)物的群落格局.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38(26):14470-14473.

［26］ 舟山統(tǒng)計(jì)年鑒.舟山市統(tǒng)計(jì)局編，2011.

［30］ 梁杰榮，金菊香.動(dòng)物熱值的測(cè)定方法.動(dòng)物學(xué)雜志，1986，3:33-36.

［32］ 胡秋紅，張力小，王長(zhǎng)波.兩種典型養(yǎng)雞模式的能值分析.生態(tài)學(xué)報(bào)，2011，31(23):7227-7234.