農村能源生態係統分析與評價方法
從農村能源綜合建設效益看，主要包括兩方麵的內容：農村能源的生產開發量和節能能力的提高。但由於農村能源結構的多元性，使農村能源綜合開發利用所研究的內容具有廣泛、複雜、多層次性，因此僅從能源效益來評價農村能源建設是不夠的，必須結合能源生態綜合效益進行係統分析評價，揭示能源與生態之間的相互關係，把農村能源建設與生態環境建設結合起來，才能在綜合開發利用農村能源的同時，保護農村生態環境，為農業持續、穩定、協調、高效發展創造有利條件。對農村能源綜合建設係統分析方法的研究，對於我們進行定性、定量分析係統的功能、結構以及對能源生態工程的綜合評價和能源生態結構優化都具有重要的理論依據和實際意義。
一、分析方法
農業生態係統的能、物流分析方法是農村能源生態綜合建設係統分析的基本方法，與其相關的係統分析方法在農村能源生態綜合建設係統分析中的運用，進二步豐富了係統分析方法的內容。
1.係統辨識與建模
係統辨識與建模是係統分析的基礎，通過對係統相關信息、資料的定性和定量調查分析，建立數據庫。係統工程有兩個重要內容，一是對所研究的係統建立數學模型，以此來描述係統的特征以及係統內、外部的各種關係；二是係統的優化處理。在實際應用中應根據問題的需要和所要達到的目的建立不同的數學模型。在農村能源生態綜合建設的係統分析中，對於反映係統功能、結構的能、物流分析，首先應建立能量投入產出模型和係統物質循環平衡模型。
(1)能量投入產出模型的基本結構。
投入產出。編製投入產出表的一個重要原則是準確劃分物質生產部門和非物質生產部門。
(2)係統養分輸入輸出平衡模型。根據研究對象和係統邊界確定係統養分庫，係統內某一時期(如1年)養分輸入輸出平衡用養分循環平衡表來表示。
2.係統功能、結構分析
根據係統功能與結構的協調統一性，即結構決定功能、功能反映結構，來分析農業生態係統的能物流特征，以及係統中各亞係統之間相互依存、互相製約的能物流關係和係統與環境之間的能物流輸入輸出關係，定量描述係統內的能物流通量、流向及能物流效率等係統功能特征，是分析評價係統功能結構的重要指標，為進一步提高係統功能，優化係統結構提供理論依據。因此，對於農村能源生態綜合建設的農業生態係統，如何選取反映係統功能結構的相關分析指標是係統分析的關鍵，根據農村能源生態工程理論，在選擇分析指標時必須根據能源生態綜合效益原則和相互關係，依據當地的實際情況。對農村能源生態綜合建設進行係統分析，建立了一個指標體係。
3.灰色關聯度分析
關聯分析是根據灰色係統理論，進行係統發展勢態的量化比較分析，從而揭示事物動態關聯的特征與程度。灰色係統的關聯度，是按因素發展變化態勢的類似情況來判斷，按時間係列幾何形狀相似程度來區分，反映兩事物發展過程中的聯係程度。
4.主成分分析
主成分分析是將多個彼此相關的指標變換為少數幾個彼此獨立的綜合指標，並要求這些較少的綜合指標(又稱主成分)能反映原來指標的信息。其方法和步驟如下
利用雅可比(JACOBI)法求矩陣月的P個非負的特征值和相應的特征向量。雅可比法是利用矩陣論的這樣一條結論。任一實對稱矩陣4。均存在一正交矩陣r，使矩陣五一定是實對稱矩陣。所以可以用雅可比法求出翮掏特征值和特征向量，
選擇m個主分量。對P個特征值由大到小排序，從P個特征根中選取m個較大的特征根及其相應的特征向量，如選擇排序後的P個特征值中前麵m個因子(m（P)使接近於1(如85％)，就選擇前麵m個因子作為m個主分量，計算幾個樣本m個主分量的排序坐標：
y=UZ
U為m個A相應的特征向量依次按行排列成交換矩陣(U)，z為原始數據進行標準化處理後的矩陣(Z)，Y為m個主分量對靠個樣本的新值即排序坐標(主成分分析坐標)，估計指標P對各主分量m的負荷量。主分量是原來P個指標的綜合效應，不是某個原始指標的作用，須按公式
Lj=jUjl，(i，，=1，2，…，p)
求得各指標在各主分量中的負荷量。
二、係統分析與評價方法的應用
以廣東省五華縣農村能源綜合建設為例，係統分析與評價五華縣農村能源綜合建設對係統功能、結構、能源及生態等綜合效益及其相互關係，為進一步綜合開展農村能源生態工程建設提供理論依據。
1.係統能量投入產出模型和養分循環平衡模型
五華縣農業生態係統能物流分析係統邊界以行政區劃為準。能量折算及營養氮素折算標準均主要參考《農業技術經濟手冊》。
(1)五華縣農業生態係統的能量投入產出模型
①能量投入產出，以l985年、l989年為例。
②投入產出數學模型的基本方程及關係滿足方程表達了各弧係統的生產產品(主、副產品)按用途的分配合理情況。
表達了係統內各亞係統在生產過程中消耗能量的基本構成情況。
產品的直接消耗係數又稱投入係數，它反映了各亞係統的能量投入產出的相互關係及消耗構成，對不同時期直接消耗係數的對比分析，可以反映係統內能量利用的合理性與生產技術水平。完全消耗係數從數量上更全麵、深入地反映了係統內各亞係統之間存在著錯綜複雜的直接和間接的相互能量消耗關係，各亞係統之間的消耗加上皿係統之間各層次的全部間接消耗，稱為完全消耗。
從五華縣係統能量消耗係數比較看，l989年較l985年係統內鈔量消耗利用更為合理，生產技術水平明顯提高，係統內各亞係統之間能量相互消耗關係更為密切。1989年係統內能量的完全消耗係數明顯提高。1985年分配合理，反映了係統內各亞係統之間能量利用更充分，提高了係統的能量效率，從而說明了係統功能增強了，反映了五華縣農業生態係統能量投入產出結構的合理性。
(2)五華縣農業生態係統氮素養分循環平衡模型
反映了係統內各亞係統之間物質循環的相互關係和係統物質循環利用效率狀況，通過對平衡表的分析能找到維持係統物流平衡的主導因素及調控方向，達到提高物質循環利用效率的目的。
2.係統功能結構分析
五華縣農村能源綜合建設通過五年的能源生態工程技術的實施，改善了係統結構，增強了係統功能，取得了顯著的能源生態效益。根據係統分析方法，對五華縣農村能源綜合建設建立係統分析指標體係。
指標量化可以反映係統能。物流分析指標值的變化。五華縣農業生態係統能量投入產出效率有了明顯提高，係統內生物質能利用更加充分、合理，係統內各亞係統之間相互依存、相互製約的能物關係使係統逐步形成一個高效、低耗的良性循環係統，從氮素循環看，物質循環利用率提高了，係統營養元素輸入輸出It漸平衡，係統內生物量積累增加。自給能力增強，增強了土壤肥力。係統優勢度的降低說明。係統結構趨向合理，係統穩定係數的提高表明了係統自穩能力增強了。農村能源綜合建設促進了農業生態係統向良性循環係統演變。
(1)農村能源生產開發量及結構。經過五年的綜合建設，五華縣新增能源開發量
28.77X104tce，其中常規能源2.12×10ttce，占7.37％。到1989年常規能源年開發生產量達8.57X10atce，比l985年增加32.87％；生物質能和其它新能源可開發量達72.7×104tce，比l985增長57.87％。