洞庭湖流域水生态系统服务功能经济价值研究

洞庭湖流域水生态系统服务功能经济价值研究（精选7篇）

洞庭湖流域水生态系统服务功能经济价值研究 第1篇

洞庭湖流域水生态系统服务功能经济价值研究

以洞庭湖流域水生态系统为例,在明确河湖库塘生态系统服务功能内涵的基础上,运用生态学与生态经济学方法对洞庭湖流域各类水生态系统服务功能经济价值进行了评估.结果表明,全流域河湖库塘水生态系统服务功能总价值量为1 106.19亿元,约占湖南省GDP(5 612.26亿元)的.19.7%,其中,城镇和农村生活供水、工农业生产供水、水力发电、内陆航运等直接利用价值为415.698亿元;调洪、输沙、水资源贮存等间接利用价值为690.492亿元.可以认为,流域水生态系统服务功能对湖南省工农业生产的持续发展,维系生态环境健康和人民生命财产安全起到了不可替代的支撑和保障作用.

作 者：李景保 常疆 李杨 周亮 喻小红 LI jing-bao CHANG Jing LI Yang ZHOU Liang YU Xiao-hong  作者单位：李景保,常疆,周亮,喻小红,LI jing-bao,CHANG Jing,ZHOU Liang,YU Xiao-hong(湖南师范大学,资源与环境科学学院,长沙,410081)

李杨,LI Yang(湖南农业大学,经济学院,长沙,410128)

刊 名：热带地理  ISTIC PKU英文刊名：TROPICAL GEOGRAPHY 年，卷(期)： 27(4) 分类号：P331 关键词：服务功能价值   河湖库塘   水生态系统   洞庭湖流域  

 

洞庭湖流域水生态系统服务功能经济价值研究 第2篇

洞庭湖湿地生态系统服务功能价值评估

摘要：在实地调查和试验的基础上,依据资源经济学和生态经济学的理论和方法,针对洞庭湖湿地资源的`特点,对洞庭湖湿地的生态服务功能价值--直接利用价值和间接利用价值进行了货币化评估,由此得出洞庭湖湿地的生态服务功能价值为80.72亿元;其中调蓄洪水的价值为37.12亿元,占45.99%;研究结果表明,洞庭湖湿地生态服务功能价值主要表现在调蓄洪水、供水和调节气候等方面的价值.因此,只有合理开发洞庭湖湿地资源,保护好洞庭湖区湿地生态环境,才能实现洞庭湖区湿地资源的可持续利用,保证湖区经济的可持续发展.作 者：庄大昌  作者单位：南京大学,城市与资源学系,中国江苏,南京,210093 期 刊：经济地理  ISTICPKUCSSCI  Journal：ECONOMIC GEOGRAPHY 年，卷(期)：, 24(3) 分类号：X24 关键词：洞庭湖    湿地资源    价值评估    可持续发展   

洞庭湖流域水生态系统服务功能经济价值研究 第3篇

新疆渭干河流域是干旱区的典型代表, 通过对该区域土地利用变化和生态系统服务价值变化进行研究, 以期总结出干旱区内流河流域土地利用变化对生态系统服务价值影响的一般规律, 为生态环境保护和区域土地资源可持续利用提供科学依据。

1 研究区概况

渭干河流域位于新疆天山山脉与塔里木盆地之间, 介于80°37′83°59′E、41°06′42°40′N[14]。渭干河发源于天山南麓, 是塔里木河流域九大水系之一, 也是天山南坡中段最大的水系, 由黑孜河、卡拉苏河、木扎提河、卡布斯浪河、台勒外丘克河5条支流汇合而成, 干流河长度为452km, 全流域面积为6.79万km2, 其行政区域包括沙雅、新和、库车和拜城4个县。该流域属典型的大陆性气候, 日照时间长, 降水量少, 年平均降雨量473mm;蒸发量大, 平均蒸发量2130mm;气温差异显著, 平均气温10.7℃。整个流域地形条件复杂多样, 北部为天山山脉, 是渭干河流域重要的涵养林区与水源地, 中部是以秋里塔格山为主的低山和丘陵, 渭干河出山口后呈辐射状分布, 在南部形成扇形冲积平原[14]。

2 数据来源和研究方法

2.1 数据来源

文中研究采用的数据来源于土地利用和主要农作物数据:1999年、2003年渭干河流域土地利用数据来源于国家自然科学基金委员会“中国西部环境与生态科学数据中心”, 2007年土地利用数据主要来源于全国第二次土地调查数据;1999年、2003年和2007年主要农作物数据来源于《新疆维吾尔自治区统计年鉴》和《阿克苏地区统计年鉴》。

2.2 土地利用动态度模型

土地利用动态度反映了某区域某一时间段内某种土地利用类型数量的变化速度[15]。它能定量描述土地利用变化总态势及土地利用结构变化差异, 并预测土地利用未来变化趋势[12], 其公式为:

式中, K为研究时段内某类型土地利用动态度;Ua为研究期初某一种土地利用类型的面积;Ub为研究期末某一种土地利用类型的面积;T为研究时段长。

2.3 生态系统服务价值计算

土地利用类型变化必然带来土地生态系统服务的价值发生变化。Costanza等的研究成果使生态系统服务价值的计算原理与方法从科学意义上得以明确[4]。谢高地等[8]参考Constanza的研究成果, 根据中国的实际情况, 总结制定出中国陆地不同生态系统单位面积生态服务价值。本研究在谢高地等的研究成果基础上, 结合乔旭宁[16]的最新研究成果, 基于新疆渭干河流域的实际情况, 对渭干河流域生态系统服务价值进行计算, 公式为:

ESV=∑ (AkVCk) (2) ESVf=∑ (AkVCkf) (3) 式中, ESV为研究区生态系统服务总价值 (元) ;K为研究区域土地利用类型的数目;f为生态服务功能数目;Ak为研究区内第k种土地利用类型的分布面积 (hm2) ;VCk为第k种土地利用类型的生态服务价值系数, 即单位面积上土地利用类型k的生态服务价值 (元/hm2a) ;ESVf为单项生态系统服务价值 (元) ;VCkf为第k种土地利用类型、f种生态服务功能的生态系统服务价值系数 (元/hm2a) 。

2.4 敏感性指数

引用敏感性指数 (Coefficient of Sensitivity, CS) 来确定生态系统服务价值随时间变化对价值系数变化的依赖程度, 以此来检验以上生态系统类型对各种土地利用类型的代表性以及选用价值系数的准确性。引用敏感性指数是把生态系统服务价值对生态价值的单价变化响应作为度量生态系统服务价值对生态价值系数敏感程度的主要表现[12]。

本研究将各类土地利用类型的价值系数分别上调和下调50%来衡量生态系统服务价值的变化, 进而分析生态系统服务价值对生态价值系数的敏感程度, 即指生态价值系数变动1%引起生态系统服务价值的变化情况。敏感性指数计算公式为:

式中, CS表示敏感性指数;VCik、VCjk分别代表研究区第k种用地类型调整前后的价值系数;ESVi、ESVj分别代表调整前后的生态系统服务总价值。如果CS>1, 说明ESV对VC是敏感的、富有弹性的;如果CS<1, 说明ESV对VC是不敏感和缺乏弹性的;CS越小, 表明VC对ESV的影响越小, 其VC的准确性越不重要。

3 结果与分析

3.1 土地利用变化过程分析

19992007年研究区土地利用发生了较大的变化 (表1) 。从土地利用的变化幅度来看, 19992003年耕地、牧草地和水域面积呈下降趋势。其中, 水域和耕地面积减少幅度最大, 分别达47.5103hm2、19.58103hm2;而建设用地和未利用地呈现增加趋势。其中, 未利用地面积增幅最大, 达24.94103hm2;建设用地面积增加了1.15103hm2;林地面积没有发生变化。20032007年, 耕地、牧草地和未利用地面积均呈现减少趋势。其中, 耕地面积减幅最大, 达1.89103hm2;而水域、建设用地和林地面积呈增加趋势。其中, 林地增加面积最多, 达7.16103hm2。从土地利用动态度来看, 19992003年水域的减少速度最快, 其次是耕地、牧草地, 动态度分别为6.45%、1.93%、0.02%。建设用地增加速度最快, 达0.77%。20032007年, 林地增加速度最快, 其次是建设用地、水域, 动态度分别为0.58%、0.50%、0.05%。耕地、牧草地和未利用地减少的速度差别不大。总体上, 19992007水域的减少速度最快, 动态度为3.21%, 其次为耕地、牧草地;建设用地、林地和未利用地的增长速度相近。

3.2 生态系统服务价值 (ESV) 变化过程分析

由式 (2) 计算出渭干河流域生态系统服务价值 (表2) 。从表2可见, 19992007年研究区生态服务价值减少迅速, 8年间减少了34.58亿元。其中, 19992003年渭干河流域生态服务价值呈快速减少趋势, 由1999年的315.88亿元减少到2003年的280.28亿元, 减少了35.60亿元;19992003年, 随着城镇化进程的加快, 建设用地面积在不断增加, 同时由于耕地、牧草地尤其是水域面积的迅速减少, 使生态环境遭到一定程度的破坏, 虽然未利用地面积在增加, 带来的生态系统服务价值也相应增加, 但这并不能阻止由于牧草地、耕地尤其是水域面积减少所造成的区域生态系统服务价值的整体下降趋势。19992003年, 研究区生态系统服务价值呈现回升趋势, 由2003年的280.28亿元增加到2007年的281.30亿元, 增加了1.02亿元。主要原因是耕地和牧草地减少趋势减缓, 同时林地和水域面积开始缓慢增加, 使这一时期研究区的生态系统服务价值开始缓慢回升。由此可见, 土地利用类型的变化是影响该区域生态系统服务价值的最根本原因。

从生态系统服务价值比例来看, 在整个研究区中水域面积比例不到2%, 但却承担了约34%41%的生态服务价值;未利用地面积占总面积的58%左右, 但其生态服务价值所占比例仅9%左右;林地面积比例不到5%, 但其生态服务价值比例却达到14%16%;牧草地面积占总面积的31%左右, 生态服务价值比例仅为26%30%;耕地面积所占比例不足4%, 生态服务价值比例为9%左右;相比之下, 水域在研究区域生态系统中起着至关重要的影响作用。

3.3 生态系统单项服务价值 (ESVf) 变化过程分析

由式 (3) 计算渭干河流域生态系统单项服务价值见表3。由表3可见, 水源涵养、土壤形成和保护的生态服务价值所占比例最大。19992007年生态系统各单项服务价值ESVf呈减少趋势。其中, 19992003年ESVf减少剧烈, 尤其是水源涵养、土壤形成和保护、娱乐文化三项受水域和耕地面积减少的影响, 变化率最大, 达17%20%。20032007年, 随着各项用地减少的趋势减缓以及林地和水域面积的小幅度增加, 除食物生产外所有单项服务价值小幅度上升。总体看, 19992007年水源涵养、土壤形成和保护、娱乐文化三项服务价值减少比例最大。

3.4 敏感性分析

根据式 (4) 将耕地、林地、牧草地、水域和未利用地的生态价值系数分别上下调整50%, 对研究区1999年、2003年和2007年的敏感性指数 (CS) 进行了估算 (图1) 。结果表明, ESV对VC的敏感性指数小于1, 由低到高依次为耕地、未利用地、林地、牧草地、水域。其中, 水域的CS最大, 为0.34%0.41%, 表明当水域的VC增加1%, ESV增加0.34%0.41%。研究结果说明, 研究区内ESV对VC缺乏弹性, 研究结果可信。

4 结语

洞庭湖流域水生态系统服务功能经济价值研究 第4篇

利用1987年和1∶100000 Landsat TM图像解译数据分析了黑河流域土地利用变化,在此基础上,采用中国陆地生态系统服务价值的`测算方法,评估了黑河流域土地利用变化引起的生态环境质量变化.结果表明,在过去的间,黑河流域土地利用变化总的趋势是森林、草地、河流冰川面积大幅减少,耕地、盐碱地和建筑用地迅速增加.这一变化损害了该区域的生态系统服务功能,使生态系统服务总价值(人民币)从404.22亿元/a下降到370.3亿元/a,损失率达到了8.39%.

作 者：王新华 张志强 作者单位：王新华(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室,甘肃,兰州,730000)

张志强(中国科学院资源环境科学信息中心,甘肃,兰州,730000)

洞庭湖流域水生态系统服务功能经济价值研究 第5篇

1 研究区域环境概况

御临河发源于四川省大竹县境内,从黄印乡进入重庆市渝北区,是三峡库区长江段的一级支流。御临河在重庆市渝北区境内包括东河、西河、温塘河和御临河干流。温塘河在统景镇汇入西河,东河、西河在江口汇合后沿石船向斜的丘陵地区从北向南而下至舒家洞口折流,横切明月峡背斜,由洛渍太洪岗汇入长江。本文仅涉及重庆市境内的河段,由北向南流经重庆市全境,涉及渝北区14个乡镇,幅员面积617.8km2。流域内地形复杂,地势西北高、东南低,山地海拔高度为500900m,属亚热带湿润气候区。

2 研究方法

本文所指的御临河流域河流湿地主要包括两部分:河流水体(包括流域内的水库,枯水季水深均不超过6m)、河岸湿地(包括水库边岸湿地)。在本研究中,根据各级河流的宽度把河岸湿地的范围划分为:御临河干流河岸湿地宽度每侧取30m,西河河岸湿地宽度每侧取25m,东河、温塘河河岸湿地宽度取20m。因为河岸湿地的实际宽度是从最低水位直到地下水影响完全消失的区域,所以以上估计考虑了地下水对宽度划分的影响因素。根据上述估算和各级河流流经长度,可计算出御临河流域河岸湿地总面积(表1)。御临河流域有中型水库1座(两岔水库),水库周长约8000m,取平均库岸湿地宽为30m,则两岔水库的库岸湿地面积为24hm2。河流湿地生态系统服务的评价采用市场价值法、碳税法、影子工程法、类比法、旅行费用法。

3 结果与分析

3.1 物质生产功能

御临河流域河流湿地提供的物质产品有原料产品和水产品,主要是慈竹和鱼类等水产品。本文采用市场价值法对其进行评价,公式为:V=∑SiYiPi。式中,V为物质产品价值,Si为第i类物质的生产面积,Yi为第i类物质的单产,Pi为第i类物质的市场价格。慈竹在御临河流域河流沿岸均有分布,但主要集中分布在温塘河及东河,面积约172hm2。根据相关资料,河岸湿地年产慈竹50t/hm2[2],慈竹料竹的市场价为200元/t,因此慈竹的生产功能价值为172万元。御临河流域现有水面面积1401.55 hm2,根据有关资料,取渔业养殖水体水产品产量为1890kg/hm2,则总产量为264.89万kg。按照水产品的市场价格20元/kg,御临河流域水产品的生产功能价值为2648.9万元。综合分析得到御临河流域河流湿地物质生产功能价值为2820.9万元。

3.2 水资源服务与水分调节功能

水资源服务功能价值:御临河流域水资源十分丰富,包括地表水和地下水,其中地表水主要由降水补给,地下水补给主要来源于降水量的直接补给,本文只计算地表水的供水量。按照95%的保证率,2003年御临河流域地表水可供水量为5400.5万m3。本文对水资源服务功能价值的计算按照市场价值法计算,其公式为:水资源服务功能价值=当年工业、农业及生活用水平均价格供水总量。按2003年御临河流域工业、农业及生活用水的平均价格0.8元/m3计算,御临河流域河流水库水资源服务功能价值为4320.4万元。

水分调蓄功能价值:根据蓄水和补水能力对水分调节功能进行了估算,本文运用影子工程法估算:①河岸湿地水分调蓄功能价值估算。首先,计算河岸湿地的水分调节量,公式为:河岸湿地的水分调节量=河岸湿地面积蓄水深度。御临河流域河岸湿地面积为576.1hm2。根据有关资料,河岸湿地的蓄水深度取1.0m,则河岸湿地的水分调节量为576.1万m3。本文采用影子工程法估算河岸湿地水分调蓄功能价值,即以人工建造一个工程来替代生态功能或原来被破坏的生态功能的费用。此处的水分调节功能价值可用修建一个同样蓄水量的水库费用来确定,即水分调节功能价值=水分调节量单位蓄水量的库容成本。单位蓄水量库容成本以19881991年全国水库建设投资计算,以每年新增投资量除每年新增库容量,得到单位蓄水量的库容成本约为0.67元/m3[3],御临河流域河岸湿地水分调蓄功能价值为385.99万元。②水库与河流的水分调蓄功能估算。重庆市境内的御临河流域水库总库容量为4916.61万m3,多年平均径流总量为16.0亿m3,水分调节功能约为流量的10%,即1.6亿m3,因此河流、水库调水总量为:调水总量=水库调水量+河流调水量=2.09亿m3。我们对水库与河流的水分调蓄功能估算采用影子工程法:河流、水库水分调节功能价值=调水总量单位蓄水量的库容成本。本文单位蓄水量的库容成本值取0.67元/m3,计算得到河流水库水分调节功能的价值为1.40亿元。御临河流域河流湿地所提供的水分调节功能价值为上述河岸湿地和水体调水功能价值之和,约为1.44亿元。根据以上的分析,御临河流域河流湿地水资源服务与水分调节功能总价值为1.87亿元。

3.3 污染净化功能

在河流湿地的间接服务功能中,特别重要的是湿地的净化功能。实验证明,在正常条件下河流湿地具有去除水流中有机营养物、无机营养物、有毒污染物和悬浮物的功能。由于河岸带湿地的净化功能无法转换为物质产品,那么其服务价值可由实现相同功效的人类工程投资来衡量。最新研究结果表明,湿地能阻止向临近水域迁移氮约2000t/km2/a[4]。本文采用市场价值法对该流域河岸带湿地的净化功能价值进行评估:①确定该流域河岸带湿地每年能吸收污染物质TN量A(选用河岸带湿地的典型去除物作为代表,计算相应的污水量)。如果采用河岸带湿地作为污水的净化装置,那么据前面计算出的御临河流域河岸带湿地面积5.76km2,可计算出每年去除污水中的氮量为11520t(湿地每年能阻止向临近水域迁移氮量约2000t/km2),即A=5.76km22000t/a=11520t。②根据该流域排污现状确定含有与A同样多的 TN污水量B。资料表明,2000年渝北区御临河流域废水排放总量为227万m3。其中由城市污水、城镇生活垃圾及畜禽养殖业等各种途径排放到该流域水体的TN总量为307.16t,那么B= A227万m3/307.16t=8513.28万m3,即该流域河岸带湿地每年能净化污水5261.88万m3(以御临河水质计算)。③计算人工净化上述废水B的市场价格。采用中等处理设施处理上述废水,其人工净化费用为0.8元/m3[5]。④确定流域河岸湿地的净化功能价值。处理8513.28万m3废水的费用为0.8元8513.28万m3=6810.62万元,因此御临河流域河岸湿地的净化功能价值为6810.62万元。

3.4 旅游休闲功能

旅游休闲功能是指生态系统或者景观为人类提供观赏、娱乐、旅游的场所。御临河由北向南流经渝北区全境,环境优美,拥有景色怡人的温塘河统景峡、曲折幽深的两岔湖水库和风景秀美的御临河干流。本文对御临河流域内温塘河段休闲娱乐价值的评估采用费用支出法,而对两岔湖、御临河干流及西河的评估则运用类比法:①温塘河统景段休息娱乐价值评估采用费用支出法。费用支出法是指旅游者费用支出的总和(包括交通费、食宿费等用于旅游方面的消费)作为该景观旅游功能的经济价值,其公式为:旅游价值=旅行费用支出+旅游时间价值+其它费用。旅行费用支出主要包括游客从出发地至景点的直接往返交通费、食宿费、门票和景点费。旅游时间价值是指由于进行旅游活动而不能工作,损失的价值也是对旅游投入的一部分。其它费用包括用于购买旅游宣传资料、纪念品、摄影等。上述3部分的总和为1.31亿元。②两岔湖、御临河干流及西河的评估采用类比法。参考Costanza[6]等人对全球生态系统服务价值评价的相关数据及国内资料进行估算。Costanza 估算全球330106hm2湿地生态系统单位面积创造的休闲娱乐服务平均价值为574$/a。御临河流域两岔湖水面面积与湖岸湿地面积为390hm2,干流、西河水面面积与河岸带湿地面积总计为927.1hm2,按照上述全球湿地生态系统的单位面积创造的休闲娱乐年服务价值,每年两岔湖、御临河干流及西河湿地生态系统的休闲娱乐服务价值计算为:河岸带湿地休闲娱乐服务价值=单位面积服务价值湿地面积。由上式可得两岔湖湿地的休闲娱乐服务价值为189.62万元;御临河干流及西河的休闲娱乐服务价值为450.76万元。御临河流域河流湿地旅游休闲功能价值总计为1.36亿元。

3.5 文化科研功能

御临河流域河流湿地的类型较多,自然景观完整,形成了独特的湿地景观,具有相当高的文化科研价值。一般而论,对文化科研价值的估算往往都利用科研投资来估算,或者用科研者的实际费用,但要对科研价值进行准确的评估非常困难。我们认为,对御临河流域运用此方法进行评估是不可行的,因为目前该区域还没有完全开发,很少有科研单位组织到该区域进行观察研究,用该方法进行评价显然会低估其潜在价值。

御临河流域所提供的主要科研服务都是在河流湿地进行的一系列相关科研活动,因此本研究取我国单位面积湿地生态系统的平均科研价值382元/hm2[7]和Costanza估算的全球湿地生态系统的平均科研价值861美元/hm2的平均值3897.8元/hm2来估算该该流域河流湿地的科研价值(类比法)。御临河流域河岸带湿地生态系统面积为660.1hm2,河流、水库水域面积为1401.55 hm2,则该流域河流湿地的科研价值为(2061.653897.8)= 803.59万元。

4 讨论

4.1 湿地生态系统服务价值评估结果

本研究采用市场价值法、碳税法、影子工程法、类比法及旅行费用法对御临河流域河流湿地生态系统服务价值进行了估算,总价值为4.39亿元人民币,单位面积河流湿地的生态系统服务价值为213万元/hm2,各项功能价值见图1。

从图1中可见,御临河流域河流湿地生态系统服务功能价值以水资源服务和水调节功能与旅游休闲功能最大,分别为1.87亿元和1.36亿元;其次为污染净化功能0.68亿元;物质生产、气体调节和科研文化功能分别为0.28亿元、0.12亿元、0.08亿元。

4.2 生态系统服务价值的比较

本文对御临河流域河流湿地生态系统服务价值的评估,主要是从两方面展开的,即湿地的直接使用价值和间接使用价值。在直接使用价值的评估中,重点讨论了该区湿地的物质生产功能、水资源服务、旅游休闲功能、科研文化功能,直接使用价值总计2.15亿元;间接使用价值的评估中重点讨论了气体调节功能、水分调蓄功能及河岸带湿地污染净化功能的价值,间接使用价值共计2.24亿元(表2)。

传统观念中往往认为生态系统的价值为物质生产功能,并没有认识到或完全忽视了生态系统提供的各种功能性服务的价值。根据上述估算,物质生产功能仅占全部功能价值的6.43%。如果在进行土地利用规划时,只重视物质生产功能价值,必然会造成生态系统功能价值的损失。我们将河岸湿地与河流、水库水体生态系统服务进行比较发现,河岸湿地生态系统服务价值占全部生态系统服务价值的30.75%。而且,由于资料搜集的困难,河岸湿地的很多功能价值都未加以考虑。由此可以看出,河岸湿地在流域生态学研究和流域生态环境保护与管理中的重要地位。

2000年,御临河流GDP为15.38亿元,湿地生态系统服务价值占该流域GDP的28.52%。这一结果与肖笃宁对地处环渤海区域的盘锦地区湿地生态系统服务价值的评估结果接近,他们计算得出盘锦地区湿地的总服务价值为50.95亿元人民币,占当地GDP的34%[3];但与Costanza[6]的全球生态系统服务是全球GNP的1.8倍和我国生态系统服务是GDP的1.73倍相比,差距较大。出现这种现象可能是由于缺少相关资料,选取的评价指标较少,因此低估了该区湿地生态系统的服务价值。当然,评价方法的选取也会对结果产生影响。

总体来说,御临河流域河流湿地生态系统服务的价值是十分巨大的,它不但能为人类提供各种物质产品、休闲娱乐及科研文化场所,而且在调蓄洪水、净化水质等方面发挥着重要的作用。所以在进行规划决策时,既要考虑到对现有状况的改造,又要注意到自然生态系统的潜在价值,合理利用和维护自然生态系统内部的生态平衡过程,保证流域生态系统健康及可持续发展。

摘要：御临河流域河流湿地具有非常重要的生态服务功能,包括直接使用价值和间接使用价值。直接使用价值有物质生产功能、水资源服务、旅游休闲功能、科研文化功能等,间接使用价值包括气体调节功能、水分调蓄功能及河岸带湿地污染净化功能的价值等。本研究采用市场价值法、碳税法、影子工程法、类比法及旅行费用法对御临河流域河流湿地生态系统服务价值进行了初步估算,其生态系统服务总价值为4.39亿元人民币,是2000年该流域GDP的28.52%。研究结果表明,御临河流域河流湿地生态系统的服务价值是不容忽视的。在进行流域规划管理时必须重视自然生态系统的潜在价值,才能保证流域生态系统的健康及可持续发展。

关键词：御临河流域,河流湿地,生态系统服务评估

参考文献

[1]Naiman R J,Decamps H,Pollock M.The Role of Riparian Corridors in Main-taining Regional Biodiversity[J].Ecology,1993,3∶309-212.

[2]吴炳生,夏玉芳,黎兴华,等.料慈竹种群结构与产量的研究[J].竹子研究汇刊,1998,17(4)∶13-18.

[3]肖笃宁,胡远满,李秀珍,等.环渤海三角洲湿地的景观生态学研究[M].北京:科学出版社,2001.

[4]Geber,U.Integration of Wastewater Treatment in Agro-ecosystem.Doctoralthesis[M].Uppsala:Swedish University of Agricultural Sciences,2000.

[5]沈耀良,等.废水生物处理新技术理论与应用[M].北京:中国环境科学出版社,1999.

[6]Costanza,R D,Arge R,Groot R,et al.The Value of the World’s EcosystemService and Natural Capital[J].Nature,1997,387∶253-256.

[7]陈仲新,张新时.中国生态系统效益的价值[J].科学通报,2000,45(1)∶17-22.

[8]袁兴中,陆健健,刘红.河口盐沼植物对大型底栖动物群落的影响[J].生态学报,2002.22(3)∶326-333.

洞庭湖流域水生态系统服务功能经济价值研究 第6篇

1 研究区域概况

永昌县东大河林区位于甘肃祁连山国家级自然保护区中部,冷龙岭北麓。地理坐标为东径101°24′~102°10′,北纬38°01′~38°10′。总面积33480hm2。林区为典型大陆性高寒半湿润气候,年均气温1.9℃,年降水量385.2mm,年蒸发量1258.3mm,植物生长期135~150d左右,年均相对湿度约50%~60%。林区现有水源涵养林11500.7hm2 ,其中乔木林4531.6hm2 ,灌木林6969.1hm2 ,森林覆盖率33.8%,活立木蓄积417778m3。

2 生态系统服务功能评估

2.1 涵养水源

2.1.1 调节水量计算公式:U=10C库A(P-E-C)

式中:U为林分年调节水量价值(元/a);C库为水库建设单位库容投资(元/m3);A为林分面积(hm2);P为降水量(mm/a);E为林分蒸散量(mm/a);C为地表径流量(mm/a)。

依据森林生态系统服务功能评估社会公共数据,C库为6.1107元/t;依据有关资料数据,祁连山有林地各植被类型小区均不产生地表径流[4]。林区青海云杉林林分蒸散量为110.13mm,灌木林林分蒸散量为96.9mm[5]。可计算出东大河林区林分调节水量的经济价值每年为1.99108元。

2.1.2 净化水质计算公式:U=10KA(P-E-C)

式中:U为林分年净化水质价值(元/a);K为水的净化费用(2.09元/t);A为林分面积(hm2);P为降水量(mm/a);E为林分蒸散量(mm/a);C为地表径流量(mm/a)。

可计算出东大河林区林分净化水质的经济价值每年为0.68108元。

2.2 保育土壤

2.2.1 固土计算公式:U=AC±(X2-X1)/P

式中:U为林分年固土价值(元/a);A为林分面积(hm2);C±为挖取和运输单位体积土方所需费用(元/m);X1为林地土壤侵蚀模数(t/hm2a);X2为无林地(t/hm2a)这里参考林区过度放牧小区土壤侵蚀模数;P为林地土壤容重(t/m3)。

依据相关资料,公式中X2与X1差为563.77(t/hm2a)[6],P为青海云杉林为0.714(t/m3)、灌木林为0.97(t/m3)[7],C±为12.6(元/m3),可计算出东大河林区林分固土的经济价值每年为0.96108元。

2.2.2 保肥计算公式:U=A(X2-X1)(NC1/R1+PC1/R2+KC2/R3+MC3)

式中:U为林分年保肥价值(元/a);A为林分面积(hm2);N为林分土壤平均含氮量(%);P为林分土壤平均含磷量(%);K为林分土壤平均含钾量(%);M为林分土壤有机质含量(%);R1为磷酸二铵化肥含氮量(%);R2为磷酸二铵化肥含磷量(%);R3为氯化钾化肥含氮量(%);C1为磷酸二铵化肥价格(元/t);C2为氯化钾化肥价格(元/t);C3为有机质价格(元/t)。

祁连山森林灰褐土的有机含量为6.47%,全N为0.15%,全P为0.1%,全K为1.02%[1]。可计算出东大河林区林分保肥的经济价值每年为6.96108元。

2.3 固碳释氧

2.3.1 固碳计算公式:U=AC碳(1.63R碳B年+F土壤碳)

式中:U为林分年固碳价值(元/a);B年为林分净生产力(t/hm2a);C碳为固碳价格(1200元/t);R碳为CO2中碳的含量(27.27%);F土壤碳为单位面积森林土壤年固碳量(t/hm2a1);A为林分面积(hm2)。

祁连山青海云杉林、灌丛林土壤年固碳量分别为0.1698t/hm2a、0.0873t/hm2a[7];可计算出东大河林区林分固碳的经济价值每年为0.13108元。

2.3.2 释氧计算公式:U=1.19C氧AB年

式中:U为林分年释氧价值(元/a);B年为林分净生产力(t/hm2a);C氧为氧气价格(1000元/t);A为林分面积(hm2)。可计算出东大河林区林分释氧的经济价值每年为0.23108元。

2.4 积累营养物质

森林植物通过生化反应,在大气、土壤和降水中吸收氮、磷、钾等营养物质并贮存在体内各器官的功能。森林植被的积累营养物质功能对降低下游面源污染及水体富营养化有重要作用。

计算公式:U=AB年(N营养C1/R1+P营养C1/R2+K营养C2/R3)

式中:A为林分面积(hm2);B年为林分净生产力(t/hm2a);N营养为林木含氮量(%);P营养为林木含磷量(%);K营养为林木含钾量(%);C1为磷酸二铵化肥价格(元/t);C2为氯化钾化肥价格(元/t);R1为磷酸二铵化肥含氮量(%);R2为磷酸二铵化肥含磷量(%);R3为氯化钾化肥含氮量(%);可计算出东大河林区林分积累营养物质的经济价值每年为2.95108元。

2.5 净化大气环境

2.5.1 吸收二氧化硫计算公式:U=K二氧化硫Q二氧化硫A

式中:K二氧化硫为二氧化硫治理费用(1.2元/kg);Q二氧化硫为单位面积森林年吸收二氧化硫量(kg/hm2a);A为林分面积(hm2)。

根据《中国生物多样性国情研究报告》,针叶林对二氧化硫平均吸收能力为215.6kg/hm2a[3]。可计算出东大河林区林分吸收二氧化硫的经济价值每年为1.12106元。

2.5.2 吸收氟化物计算公式:U=K氟化物Q氟化物A

式中:K氟化物为氟化物治理费用(0.69元/kg);Q氟化物为单位面积森林年吸收氟化物量(kg/hm2a);A为林分面积(hm2)。

针叶林对氟化物平均吸收能力为50kg/hm2a[8]。可计算出东大河林区林分吸收氟化物的经济价值每年为1.56105元。

2.5.3 吸收氮氧化物计算公式:U=K氮氧化物Q氮氧化物A

式中:K氮氧化物为氮氧化物治理费用(0.63元/kg);Q氮氧化物为单位面积森林年吸收氮氧化物量(kg/hm2a);A为林分面积(hm2)。

针叶林对氮氧化物平均吸收能力为600kg/hm2a[8]。可计算出东大河林区林分吸收氟化物的经济价值每年为1.7106元。

2.5.4 滞尘作用计算公式:U=K滞尘Q滞尘A

式中:K滞尘为降尘清理费用(0.15元/kg);Q滞尘为单位面积森林年滞尘量(kg/hm2a);A为林分面积(hm2)。

针叶林对氮氧化物平均吸收能力为3320t/hm2[8]。可计算出东大河林区林分吸收氟化物的经济价值每年为2.26106元。

2.5.5 提供负离子

计算公式:

U=5.2561015AHK负离子(Q负离子-600)/L

式中:K负离子为负离子生产费用(5.8185元10-18/个);Q负离子为林分负离子浓度(10000个/cm3);A为林分面积(hm2);H为林分高度(12m);L为负离子寿命(10min)。

可计算出东大河林区林分提供负离子的经济价值每年为1.56106元。

2.6 娱乐文化功能

参考我国单位面积生态系统的平均科研价值[9]和Costabza[10]等人对全球温带森林生态系统科研文化功能价值的平均值199元/hm2,来计算出本林区科研文化功能经济价值为2.29106元。

2.7 生物多样性保护计算公式:U生物=S生A

式中:U生物为林分年物种保育价值(元/a);S生为单位面积年物种损失的机会成本(元/hm2a);A为林分面积(hm2)。

林区Shannon-Wiener指数为6[11]。可计算出本林区年物种保育价值为2.27108元。

3 评估结果

经研究,东大河天然林区生态系统服务功能经济价值为16.26108元。涵养水源功能价值2.67108元,其中调节水量功能价值1.99108元,净化水质功能价值0.68108元;保育土壤功能价值7.92108元,其中固土功能价值0.96108元,保肥功能价值6.96108元;固碳释氧功能价值0.36108元,其中固碳功能价值2.67108元;积累营养物质功能价值2.95108元;净化空气功能价值6.8106元,其中吸收二氧化硫功能价值1.12106元,吸收氟化物功能价值1.56105元,吸收氮氧化物功能价值1.7106元,滞尘功能价值2.26106元,提高负离子功能价值1.56106元;娱乐文化功能价值2.29106元;生物多样性保护价值2.27108元。

4 讨论

东大河林区森林生态系统的兴衰直接关系到镍都金昌经济和社会的可持续发展,客观、科学、准确地评价其森林生态系统服务功能价值对提高人们的环境保护意识,促进将东大河林区生态环境的保护被纳入地方国民经济核算体系及正确处理社会经济发展与生态环境保护之间的关系具有重要的现实意义[12]。但是,在进行东大河林区生态系统服务功能价值评估中还有许多不足之处:

1)由于本林区森林生态系统多功能、多效益综合监测体系还不完善,在进行生态服务功能价值评估时采用的基础数据如林分蒸散量、土壤侵蚀模数等为文献资源数据,这对东大河林区生态服务功能价值评估的准确性势必产生一定的影响。

2)鉴于本林区森林防护功能对增加农作物、牧草年产量没有科学的数据资料,未对该林区森林防护功能价值进行评估。

3)当前对森林生态系统服务功能评估中,对森林游憩功能的评估多采用收益资本化法[3]、费用支出法[13],市场价值法[12]等。由于东大河林区森林旅游业尚处于待开发状态,因此采用文献资料在森林生态服务功能评估中的科研文化功能价值的平均值。

洞庭湖流域水生态系统服务功能经济价值研究 第7篇

水环境是城市生态环境系统中不可或缺的密切要素,随着人口迅速增长和社会经济的加速发展,水环境安全问题成为城市发展的关键因素。为准确评价太湖水生态环境和辅助应对水环境的污染,针对太湖流域水环境管理实际情况,构建太湖水生态环境管理决策支持系统,针对太湖流域湖体和河流的水环境状态进行方案模拟,并通过对相关政策标准、技术体系、处置规则的查询分析,从而科学合理地辅助流域水环境管理与决策。本文介绍基于响应式开发技术Bootstrap,结合丰富的Arc GIS API for Javascript组件集,开发太湖水环境管理决策支持系统。

1 开发技术

开发太湖水环境管理决策支持系统,有前期设计中,综合考虑系统移动性、可维护性、数据扩展性等特点,决定采用Bootstrap技术开发系统前端,ASP.NET MVC模式开发中间层,Arc GIS API for Javascript用于地图数据显示,Mongodb用于数据存储的数据库。如上技术组合可以快速构建一个网络、移动端适用的GIS应用框架,框架采用主流的技术和可扩展的数据模式,能满足于不同的应用环境,框架的建设具有可扩展性、可移植性,便于将来的升级改造与扩大系统的管理对象与服务内容。

1.1 Bootstrap

Bootstrap来自Twitter,是近年最受欢迎的前端框架之一。Bootstrap是基于HTML,CSS,JAVASCRIPT的,它简洁灵活,使得Web开发更加快捷。它由Twitter的设计师Mark Otto和Jacob Thornton合作开发,是一个CSS/HTML框架。Bootstrap提供了优雅的HTML和CSS规范,它即是由动态CSS语言Less写成。

Bootstrap最大的特点即是响应式开发,它能适应不同的浏览器、各种不同的终端硬件设备。Bootstrap开发天生具有灵活性与可扩展性,它包含了丰富的Web组件,根据这些组件,可以快速地搭建一个漂亮、功能完备的网站。其中包括以下组件:下拉菜单、按钮组、按钮下拉菜单、导航、导航条、路径导航、分页、排版、缩略图、警告对话框、进度条、媒体对象等。

1.2 ASP.NET MVC

ASP.NET MVC是微软官方提供的以MVC模式为基础的ASP.NET Web应用程序框架。它由Castle的Mono Rail而来。MVC是一种使用MVC(Model View Controller模型—视图—控制器)设计创建Web应用程序的模式。Model(模型)表示应用程序核心(比如数据库记录列表);View(视图)显示数据(数据库记录);Controller(控制器)处理输入(写入数据库记录)。MVC模式同时提供了对HTML,CSS和Java Script的完全控制。Model(模型)是应用程序中用于处理应用程序数据逻辑的部分。通常模型对象负责在数据库中存取数据;View(视图)是应用程序中处理数据显示的部分。通常视图是依据模型数据创建的;Controller(控制器)是应用程序中处理用户交互的部分。通常控制器负责从视图读取数据,控制用户输入,并向模型发送数据。

MVC分层有助于管理复杂的应用程序,同时也简化了分组开发,不同的开发人员可同时开发视图、控制器逻辑和业务逻辑。

1.3 Arc GIS API for Javascript

本系统从形态上分,属于WEBGIS的表现形式,Web GIS是指基于Internet平台,运行在WEB上的地理信息系统。经过互联网技术的高速发展,WEBGIS开发也有多种技术与方法,包括基于CGI的WEBGIS、基于服务器API的WEBGIS、基于Active X的WEBGIS、基于Java Applet的WEBGIS等,多种的技术方法可根据不同的系统特点、主题,选择对应的开发技术。本系统采用进化的基于Java Applet的开发技术,它是根据Java Script技术实现的调用Arc GIS Server REST API接口的一组脚本。

通过Arc GIS API for Java Script可以将Arc GIS Server提供的地图资源和其他资源(Arc GIS Online)嵌入到Web应用中。它快速创建交互式的地图应用。它能调用Arc GIS Server的GP服务,提供专业的分析结果;它能使用Arc GIS Server的REST API,提供显示、查询、分析等功能;它可以同时调用多个Arc GIS Server的服务,轻松实现服务聚合。

1.4 Mongo DB

Mongo DB是一个基于分布式文件存储的数据库。由C++语言编写。旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。Mongo DB是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品,是非关系数据库当中功能最丰富,最像关系数据库的。他支持的数据结构非常松散,是类似json的bson格式,因此可以存储比较复杂的数据类型。

2 系统功能

在太湖流域空间数据库、辅助决策模型库、太湖仿真情景库和太湖水生态健康评估参数库的支持下,构建太湖水生态管理决策支持系统,以实现太湖水生态基础数据和环境数据等数据的实时获取和分析处理;针对太湖流域湖体和河流的水生态环境状态进行方案模拟和比选,并通过对相关政策标准、技术体系、处置规则的查询分析,从而科学合理地辅助流域水环境管理与决策(见图1-2)。主要具备以下功能:太湖流域水生态环境基础空间数据管理和分析功能;太湖流域水质分析和水生态健康预警评价;国家和地区水质、水生态的相关政策文件查询;太湖流域水环境管理案例方案与辅助决策报告。

2.1 数据管理

系统的数据来源于太湖主管部门、监测中心、监测站,主要包括水质、水生态、物种等基础数据、水文监测数据、管理政策文件、社会经济数据等,主要实体有行政区划、遥感影像、DEM数据、土地利用数据污染源空间数据库、监测点空间数据、水环境常规监测数据、水污染特征监测数据、水生态毒性数据、应急预案、法律与法规等。系统提供对数据的导入导出、数据在线编辑、空间数据基础操作、属性数据查询汇总、文本数据浏览等常规功能。

2.2 模型库管理

系统的模型库主要包括河流水质评价、水质预测分析模型以及水生态系统健康评价等。系统模型库通过输入参数得到模拟结果。系统的模型参数输入界面供用户设置参数,也可调用接口导入数据。河流水质评价通过输入相应参数值可直接计算得到河流断面水质值。在河流水质监测数据的基础上,通过对比《地表水环境质量标准GB3838-2002》中基本项目标准限值,确定河流水质类别。该功能可以实现对实时、日报、月报、季报、年报监测数据的综合分析,以反映不同时期的水质状况。同时,借助统计分析(平均值、列表或趋势图等)功能,实现对一定时间段内水质变化的趋势分析,以及一定区域范围内水质状况的综合分析。河流水质预测模型分为点源和非点源污染两类。点源预测模型采用河流二维扩散水质模型,非点源污染采用排污当量系数法计算不同类型非点源污染物入河负荷。

2.3 管理政策查询

管理政策查询主要实现流域水生态环境有关的管理政策文件的检索、标记及下载,包括国家、地方两级的水环境法律法规、规章制度、标准技术规范以及相关规划等多方面。根据决策者的水环境管理需求,通过输入关键字以实现相应类别与等级的管理文件查询。

2.4 决策支持方案

决策支持方案针对流域水生态环境状况进行管理方案模拟和比选,并依据模型的模拟结果和基础数据的分析与统计,制定不同情景的水环境管理调控方案,为管理决策提供信息支撑。根据模拟情况提供合理预案,系统通过接口进行对相关信息进行展示;预案查询:预案库中储存了已有的预案及其处置方式,通过关键字搜索可查看相关预案的处置过程。案例库查询:案例库存储了已往发生突出状况的案例,包括突出状况站点、突出状况等级、风险等值、突出状况指标等信息,还可查看具体处理过程。

3 结语

基于Bootstrap与Arc GIS API构建的流域水生态环境管理决策支持系统,从技术框架角度出发,把响应式开发与WEBGIS进行了联动;从管理部门角度出发,实现了数据管理、风险评估、辅助决策等业务功能。该系统的建立,能与现有系统、现有数据库进行快速融合与扩展,能提高流域水环境管理的工作效率,也为今后环境管理决策支持平台的建设提供参考。

摘要：在太湖流域水环境管理的需求下,文章基于Bootstrap技术框架、ARCGIS API等技术,研究设计主流、合理、科学的架构,开发太湖水环境管理决策支持系统,实现太湖水质、水生态数据的管理、模型库的模拟和辅助决策支持等功能,从而有助于流域水环境管理部门进行水质污染预测,水环境状况分析、评价及决策,提高流域水环境管理的效率,也为今后环境管理决策支持平台的建设提供参考。

关键词：水生态环境,决策支持,WEBGIS,Bootstrap,ArcGIS API

参考文献

[1]章艳锋.北京城市水环境监控预警信息管理与决策支持平台研究[D].北京:清华大学,2012.

[2]俞露,陈吉宁,曾思育,等.区域水环境安全预警系统框架的建立及应用[J].环境监测管理与技术,2005(6):7-10.

[3]Microsoft Corporation.ASP.NET MVC:The Official Microsoft ASP.NET Site[EB/OL].(2012-2-10)[2016-05-23].http://www.asp.net/mvc.

[4]孙静,万杰,李亚龙.以Bootstrap为基础建立响应式安徽省地震局网站[J].四川地震,2015(3):38-41.

[5]张楠.基于Google Maps API与Arc GIS Java Script API的矢量数据采集方法研究[D].南京:南京农业大学,2011.