国土空间规划中水生态空间及保护线的多维识别技术与应用

水资源短缺制约了很多城市的发展,而水资源的可持续利用潜力与承载能力与水生态空间密切相关。综合考虑水生态空间的系统性和完整性,以济南市为例界定了水生态系统的功能属性,明晰了水生态空间和水生态保护线的基本概念,利用GIS空间分析技术,并协同多种涉水规划,集成水生态系统的复杂功能,提出了水生态空间和水生态保护线划定技术方法,对于城市水生态系统保护及优化国土空间格局具有重要支撑作用。研究结果表明：济南市水生态保护线面积为1992.2 km²,水生态保护线面积仅占水生态空间的60.2%,两者的保护范围有明显差异。从不同维度表征了济南市水生态系统保护空间的分布特点,其中,陆域空间是保障水生态系统服务功能的重要组成部分,滨水岸线是水生态系统最脆弱的区域,水文化空间还有很大潜力有待挖掘,济南市在保障水安全和改善水环境等保护目标上面临较大压力。     

永定河上游流域水生态系统服务价值评估

张家口市是首都的水源涵养区和生态功能支撑区,流经该区域的永定河上游流域发挥着保育水资源的重要作用。为全面认识永定河上游流域水资源生态价值,对流域水生态各项服务功能开展定量评价。以2017年为基准年,综合采用InVEST模型与市场价值法系统评估研究区的水源供给量,以空间和货币的手段直观地表达该地区的水源供给情况;对于空间数据较难获取的地区,采用当量因子法评估水土保持与生物多样性价值;采用分摊法计算水生态旅游价值。结果表明：其总价值量为55.14亿元,约占张家口市各区县平均GDP（81.87亿元）的67.35%。其中,水源供给价值、水力发电价值、水产品生产价值、休闲娱乐价值等直接使用价值为28.64亿元,土壤保持、河流输沙、生物多样性等间接使用价值为26.50亿元,水源供给、休闲娱乐和水土保持功能对研究区域水生态系统价值提升和发展具有重要作用。研究区单位面积的生态价值和经济效益分别为0.35亿元和0.23亿元,生态价值远高于经济效益。本文因地制宜的综合评价方法提升了价值评估的科学性和可靠性,对于基础数据较为缺乏的地区,有一定的参考意义。     

水生态产品价值实现研究

生态产品价值实现是我国在生态文明建设背景下提出的重要举措,对于化解经济发展与生态环境保护之间的矛盾具有重要意义。水生态产品作为生态产品的重要组成部分,其概念界定、价值核算及实现路径研究尚处于起步阶段。本文从上述几方面对已有研究成果进行了梳理,归纳了四种水生态产品价值实现路径：水资源费转税、生态权属交易、流域生态保护补偿、品牌化发展;分析评述了当前水生态产品价值实现存在的不足：水生态权属边界不清晰,水生态产品价值核算体系不完整、核算标准不统一。本文建议通过深入的理论研究和实践探索,逐步明确水生态产品价值实现中相关主体的责任和权益;进一步发展完善水生态产品的价值核算体系,建立更准确、全面的指标体系,以更好地衡量和评估水生态产品的真实价值。     

水功能区划的问题识别及相应对策

总结和评价了现行水功能区划存在的3方面问题:尚未落实流域综合管理模式;以人类用水功能需求为区划基础,未考虑水生态系统的需水要求;管理目标体系不完整,忽视水资源、水环境与水生态之间的耦合关系与近中远期的动态调控.在此基础上,结合流域管理、综合水资源管理、水生态系统完整性评价、水生态服务功能和生态环境需水等理论或方法,提出补充现行水功能区划的3个协调对策:构建“源头控制”的流域综合管理模式;协调人类需求用水功能与水生态需求功能;形成“水资源-水环境-水生态”三位一体和近中远期动态调控相结合的综合管理目标体系.     

鹤庆县湿地生态系统服务功能价值评估

利用云南省第二次湿地资源调查数据,按照生态服务功能价值评估理论及方法,对鹤庆县湿地生态服务功能进行价值评估。结果表明:湿地生态调节功能价值最大,占湿地生态服务功能总价值的82.05%,湿地提供的间接服务价值远远大于直接服务价值。     

黄河三角洲自然保护区湿地生态服务功能价值评估

黄河三角洲自然保护区是世界上暖温带保存最完整、最年轻的湿地生态系统之一,具有多种重要的生态服务功能。通过山东省第二次湿地资源调查（2011-2013年）及其它统计数据,结合保护区湿地生态系统的特征、结构及过程,构建了生态系统服务功能价值评估体系,应用生态经济学的理论和研究方法,对保护区湿地生态系统的供给、调节、支持和文化四大类功能进行了全面评估。结果表明:保护区湿地生态系统提供的生态系统服务总价值为123.113×108元,单位面积服务价值为5.93万元/hm2,其中调节服务功能价值最大,为85.773×108元,占总价值的69.78%;其次供给服务功能价值为19.018×108元,占15.45%;文化服务功能和支持服务功能价值分别为11.992×108元和6.330×108元,占9.74%和5.14%。具体提供的15项服务功能价值大小依次为消浪护岸>调蓄洪水>食物>科教>固碳>生物多样性维持>气候调节>供水>保持土壤>大气组分调节>水质净化>原材料>旅游>航运>促淤造陆。货币价值的直观性突显了保护区湿地对当地经济及生态环境的重要性,可提高人们对保护区湿地生态系统的正确认识,为湿地生态系统的保护和管理提供科学的理论依据。     

基于生态系统供给及净化服务功能的贵州省水生态占用研究

针对传统及现有水生态足迹理论及其模型存在的缺陷与不足,本文提出了基于生态系统供给及净化服务功能的贵州省水生态占用概念与模型,将其划分为生物生产和非生物生产的水生态占用两部分,建立水产品、水资源、水环境3类账户,并在此基础上以2000—2014年的贵州省为例进行计算分析,结果表明:(1)水产品账户中,贵州省水产品消费的水生态占用总体呈上升趋势,水生态承载力波动变化较小,水产品消费呈生态赤字状态,且其生态压力较大;(2)水资源账户中,贵州省淡水资源的水生态占用整体呈逐渐上升趋势,水生态承载力则呈明显波动的趋势,且变化幅度较大,淡水资源消费处于生态盈余状态,且其与水生态承载力的变化态势一致,淡水资源消费的生态压力较小;(3)水环境账户中,水环境生态压力主要来源于氮污染,2000—2010年消纳污染的水生态占用变化不大,2011—2014年波动较大,历年生活水污染账户值均大于工业,今后要注重加强生活水污染防治,消纳污染的水生态承载力呈波动变化的趋势,水环境处于生态赤字状态,且其生态压力较高;(4)与现有生态足迹模型的比较分析可知:该模型核算更为全面;不考虑均衡因子,并以最大水生态压力指数来评价区域水生态系统所承受的压力状态具有合理性,更能准确反映贵州水生态的实际情况和水生态文明建设的需要.     

采煤沉陷区农田-水域生态系统变化前后服务价值评估

两淮矿区煤炭大规模的井工开采导致了广泛的土地沉陷和积水,农业生态系统向水域生态系统转变,生态系统结构和功能发生重大变化,采矿前后生态系统服务价值对比研究有助于深入理解采矿活动对区域生态系统扰动影响。该研究参照农田生态系统和水生态系统服务价值评估方法并选取合理的指标体系,对两淮典型矿区农田生态系统向水域生态系统转变前后的生态服务价值进行了定量估算和比较。研究结果表明:由于水生态系统服务功能的多样化,使得其服务功能单位面积总价值均高于此前的农田生态系统,淮南3个研究水域生态系统的服务价值从原来的农田生态系统的53 845元/(hm2·a)增加至95 203~133 089元/(hm2·a)的范围,而淮北2个研究水域生态系统的服务价值则从47 624元/(hm2·a)增加至82 948~93 204元/(hm2·a)的范围;由于大量储水空间的形成,农田生态系统原有的产品提供价值主要转变为供水价值,占总服务价值的45%左右;同时水域水分调节功能和水质净化功能也显著增强,二者在淮南水域占到总服务价值的48%左右,在淮北水域则为40%左右;由于水域生态系统初级生产力显著下降,使得其初级产品提供能力和气体调节能力弱化80%~90%,但生物多样性服务价值显著增加。     

水生态产品内涵及其价值解析研究

水生态产品是生态产品的重要组成部分,目前我国水生态产品的界定、价值核算及其保值增值路径研究尚处于起步阶段。本文从水生态产品的基本属性出发,解析了水生态产品的内涵与分类;通过水生态产品的功能量和价值量核算研究,对水生态产品价值实现路径进行了探讨;并对我国水生态产品价值实现提出政策建议,即开展水生态产品普查,加快建立面向实践的水生态产品价值理论与核算方法体系,推进建立水生态产品价值核算、审计、保护补偿与损害赔偿制度体系,创新探索山水林田湖草生命共同体理念下的生态产品综合价值实现体系,以期推动我国水生态产品的生产能力提升及其保值增值。     

基于LID理念的灰绿基础设施生态耦合设计实证研究

以"低影响开发(LID)"为视角通过灰绿基础设施的生态耦合,应用到陕西岐山县袁家村湿塘修复设计中.探讨解决雨洪问题灰绿基础设施各自优势,以及两者的生态耦合方法.不仅考虑了传统的水环境治理而且扩展到水生态以及水景观,提出了综合水环境解决方案.为创建兼具生态服务功能和人文审美功能的农村水生态修复提供一条思路,丰富海绵城市设计体系的研究.为创建兼具生态服务功能和人文审美功能的农村水生态修复提供一条思路,丰富海绵城市设计体系的研究.     

深圳市土地利用变化对生态服务功能的影响

选择深圳市为研究区域,基于1996、2000和2004年的土地利用类型图估算了深圳市生态服务价值,探讨了土地利用对生态服务功能的影响。结果表明:1996年深圳市生态系统服务总价值为277597×10⁴元,2000年为291141×10⁴元,2004年为254466×10⁴元。从1996到2004年生态系统服务价值共减少了23131×10⁴元,其中湿地和林地面积的减少是其主要原因。在各种土地利用类型中,林地、水体、湿地、园地产生的价值之和超过了总价值的90%。在各项服务功能中,水源涵养产生的价值最大,其次是废物处理,两者之和约占总价值的40%。从空间上来看,服务价值较高的地区主要分布在深圳市的东南和西南部,而服务价值较低的区域主要以中部为中心向周围扩散。     

基于单位面积价值当量因子的生态系统服务价值化方法改进

生态系统服务价值是生态保护、生态功能区划、自然资产核算和生态补偿决策的依据和基础,并且生态系统服务功能呈现出与生态结构和生态功能密切相关的时空动态变化特征,但目前国内尚缺乏统一和完整的生态系统服务价值的动态评估方法。研究基于文献调研、专家知识、统计资料和遥感监测等数据源,通过模型运算和地理信息空间分析等方法,对单位面积价值当量因子静态评估方法进行了改进和发展,构建了基于单位面积价值当量因子法的中国陆地生态系统服务价值的动态评估方法,实现了对全国14种生态系统类型及其11类生态服务功能价值在时间（月尺度）和空间（省域尺度）上的动态综合评估。初步的应用与评估结果表明,2010年我国不同类型生态系统服务的总价值量为38.1×10¹²元,总体变化趋势为从东南向西北逐渐降低,年内变化多表现为以7月为最高,1月和12月最低。总体而言,尽管还需要进一步地改进和完善,论文构建的评价体系为我国生态系统服务价值的时空动态评估提供了一个相对全面的综合评估方案,从而为我国自然资产评估、生态补偿等方面提供更为全面的科学依据与决策支持。     

基于GIS的城市最小生态用地空间分析模型研究——以深圳市为例

21世纪,全球范围内城市化已经成为人类社会发展的必然趋势,城市扩张不可避免地将大量的森林、农田、草地、湿地和水域等发挥着重要生态服务功能的生态用地转化为城市建设用地,对城市、区域乃至全球的生态系统造成较大的影响。在未来快速城市化过程中,保护必需的生态用地对于维持城市自身生态系统健康、改善城市居民生活质量和城市可持续发展有着重要意义。研究以中国经济特区深圳市为例,将景观生态概念模型与生态系统服务功能价值评估方法结合起来,在GIS技术的支持下,构建了城市最小生态用地空间分析模型,并分别按照保留城市面积30%、40%、50%和60%生态用地的4种情景,分析最小生态用地空间分布的合理性,结果表明论文所构建的最小生态用地模型能够很好地将城市当中具有重要生态系统服务功能的土地提取出来。     

基于生态系统服务功能的城市规划研究

健康的生态系统是城市可持续发展的重要基础,生态系统服务功能及价值评估是评价生态系统的重要指标,森林、草地、湿地等生态系统在调节气候、保持土壤、涵养水源等方面具有重要作用.以宁波市北仑区为例,应用市场价值化方法粗略地分析了该区域的生态系统服务功能现状,结果表明,13年间北仑区的生态服务价值下降11.35%,其中,草地的生态服务价值下降最快,降幅达79.84%.从生态经济学角度阐释森林等生态系统在城市开发建设中的重要性.     

城市生态资源定量评估

城市生态资源定量评估对区域可持续发展具有重要意义. 以城市特色明显的深圳为例,在分析其生态系统特征基础上,提出了深圳市生态资源测算指标体系和分级标准. 该指标体系包括植被覆盖指数、水面覆盖指数、建设用地指数、未利用地指数和污染物排放指数五大类二级指标,以及林地等17个三级指标. 运用所构建的指标体系对深圳市2007年生态资源状况进行了评估,结果表明,罗湖、盐田、龙岗3个区生态资源优秀,福田、宝安、光明3个区生态资源良好,南山生态资源中等,全市生态资源总体表现良好. 该研究结果与深圳市资源环境实际状况基本一致.      

水电开发对河流生态系统服务的效应评估与时空变化特征分析——以武江干流为例

水电开发对河流生态系统的影响不容忽视,科学评估其影响有助于建立更可持续的水电开发模式。以武江干流为例,利用当量因子法和功能价值评估法,分析了武江干流梯级水电开发对受淹没影响的河岸带陆地生态系统和河流生态系统服务的效益及损失,并就其对河流生态系统服务的综合效应进行了评估。结果显示：武江干流水电开发使受淹没影响的河岸带生态系统和河流生态系统本身的服务价值均出现增加,价值增量主要体现在水文调节、水资源供给等服务方面;武江干流水电开发对河流生态系统服务的正效应大于负效应,正效应主要体现在发电、水文调节、气体调节等方面,负效应主要体现在维持生物多样性、土壤保持等支持服务方面。研究认为不同规模水电站的正负效应侧重点不同,不同流域单位电能的生态损失难以直接横向比较。结合多年来武江鱼类资源跟踪调查数据,分析了鱼类生物损失指数的变化趋势,探讨了水电开发在时间上的累积生态效应及水电服务的空间格局差异。由于生物多样性等服务的影响难以用货币直接衡量,加上水域的单位面积服务价值远高于其他生态用地类型,导致负效应的价值评估偏保守,武江干流水电开发的正负效应之比偏大。     

生态红线保护下的两江新区土地利用/覆盖情景模拟及生态价值评估

生态保护红线的划定对于维护国家和区域生态安全具有非常重要的作用,是我国在生态环境保护方面的重要举措.为分析生态保护红线划定后区域生态系统服务价值的变化情况,以重庆市两江新区为例,采用CLUE-S模型对未来的土地利用变化情况进行情景模拟,并在此基础上对各地类价值系数进行优化调整构建生态系统服务价值评估优化模型,对不同情景下的生态系统服务价值进行定量计算,分析生态系统服务价值的敏感度及变化度.结果表明:①采用CLUE-S模型对两江新区的未来土地利用进行空间模拟效果较好（Kappa系数达到0.82以上）,模型的普适性较好.②生态价值敏感度结果表明两江新区的生态系统服务价值对价值系数的变化缺乏弹性,结果的可信度高.③2020年生态保护情景下,林地的面积增加量大于自然增长情景,城镇和工矿用地则相反,生态保护红线对于城镇扩张起到了一定的约束作用.④2014年现状、2020年自然增长情景和2020年生态保护情景下的生态系统服务价值分别约为10.53×108、10.50×108和10.88×108元,两种未来情景下耕地的生态系统服务价值减少最为明显,林地、水域服务价值均表现出增加的趋势.⑤林地和水域的生态价值变化度表明其面积变化对生态系统服务价值的影响较大.研究显示,CLUE-S模型进行小区域的土地利用变化情景模拟效果较好,构建的生态系统服务价值评估优化模型计算结果的可信度较高.政府相关部门可以根据生态保护红线及生态系统服务价值评估结果,进一步优化生活、生产和生态空间,使其在城市规划、绩效考核和生态补偿中得到实际运用,在区域的经济可持续发展中起到支撑作用.      

Application of ecosystem health cost-effect analysis in eco-planning in Guangzhou City,China

Ecosystem health has been a focal point and research frontier of applied ecology in recent years, increasingly used in urban ecological studies. To quantify the effect of ecological improvement from eco-planning, an ecosystem health assessment method is used in eco-planning evaluation and decision support in the urban eco-planning research of Guangzhou City of China. Based on features of an urban ecosystem, five factors such as vigor, organizational structure, resilience, ability to maintain ecosystem service, and influence on people’s health were selected to develop the assessment indicator system. Then, to evaluate the validity of planning measures, a cost-effect analysis of the different scenarios on eco-planning was made, taking investment of the planned projects as the cost and ecosystem health state after implementing the scenarios as the effect. To establish priority of all the proposed planning schemes or countermeasures, variation of the ecosystem health state was evaluated when the investment of eco-environmental construction projects changes by ±10%, ±20% and ±50%, respectively. Thus, the order of importance of eco-environment construction projects to the urban ecosystem health state can be worked out, providing a reference for prioritizing the implementation of such urban eco-environmental projects. The study proved the trial value of an ecosystem health evaluation method in urban eco-planning research. Translated from China Population, Resources and Environment, 2005, 15(5): 126–130 [译自: 中国人口资源与环境]