基于不同填料的人工湿地环境经济价值核算及可持续性评价

为科学评价人工湿地的环境经济价值及可持续发展潜力,以3种典型的人工湿地(填料分别为砾石、沸石和陶粒)为研究对象,采用能值分析的方法,在人工湿地概念化设计的基础上分别核算3种人工湿地系统的环境经济价值,评价其可持续性。结果表明,3种人工湿地的环境经济价值相差不大,砾石1.30×10~(18) sej·a~(-1)、沸石1.20×10~(18) sej·a~(-1)和陶粒1.21×10~(18) sej·a~(-1),其中资源价值是其主要部分,分别占环境经济价值的81.54%、79.97%、80.20%;3种人工湿地的成本价值分别为砾石1.63×10~(17)sej·a~(-1)、沸石6.53×10~(16) sej·a~(-1)和陶粒7.87×10~(16) sej·a~(-1),其中建设成本价值所占比重最大,分别占成本价值的94.48%、91.27%和91.86%;3种人工湿地系统的经济效益比较接近,砾石(1.137×10~(18) sej·a~(-1))沸石(1.135×1018 sej·a~(-1))陶粒(1.131×1018sej·a~(-1)),而效益/成本比率呈现较明显差异,沸石(17.38∶1)陶粒(14.37∶1)砾石(6.98∶1);3种人工湿地系统的可持续性均较高,可持续性指数依次为沸石(209.29)陶粒(137.11)砾石(36.11)。环境经济价值中,资源价值占绝对优势,这表明中水作为一种可再生资源可以降低系统对环境的压力并发挥中水回收利用的潜力。沸石填料的人工湿地相对于其他两种类型的人工湿地具有环境经济效益最为显著、环境负载率最小和可持续发展水平高等优势,该研究可为人工湿地的填料选择及建设运行提供参考。     

湿地生态系统服务价值评价去重复性研究的思考

重复计算一直是困扰湿地生态系统服务价值评价的一个难点问题。湿地生态系统服务的复杂性及其组成分的非线性容易导致在计算湿地生态系统服务价值时容易导致重复计算,如果不能正确的去除湿地生态系统服务价值评价中重复计算的部分,会使评估结果的可信度降低。湿地生态系统服务价值评价的重复性计算主要体现在两个方面,总服务价值评价中的重复计算和部分服务之间的重复计算。湿地生态系统服务由湿地生态系统和生物多样性产生,并为人类福祉做出贡献,在这一过程中,湿地生态系统功能与服务的复杂的关系及服务之间的因果关系容易导致在计算生态系统总的服务价值时重复计算的产生,也就是分类时存在重复计算。部分服务之间的重复计算则主要是由于指标的模糊不清、参数的重复和评价方法的选择导致的。通过分析湿地生态系统服务价值评价重复性计算产生的原因,文章提出了一个具体的解决框架,包括最终服务的确定、指标的明确、模型的构建以及评估方法的选择等。首先,将湿地生态系统服务分成中间服务和最终服务,以最终服务作为最终要评价的服务;其次,针对部分服务中可能存在的重复计算,从指标和参数的明确、评价方法的选择和数学模型的构建等方面进行解决;最后,构建一个优化的湿地生态系统服务价值评价体系。希望通过这些解决办法来降低湿地生态系统服务价值评价中重复计算的可能性,以期更加准确的评估湿地生态系统服务。     

丹霞山世界自然遗产地旅游生态系统能值分析

基于能值理论与方法,通过实地调研、访谈咨询和查阅文献,搜集研究所需的相关数据,构建丹霞山旅游生态系统能量分析结构图和能值指标体系。从遗产地母系统和景区、乡村旅游亚系统两个层面,从生态、社会和经济3个角度,对丹霞山旅游生态系统的自然资产、生态服务、经济功能和社会效益等主要能值指标进行分析,并将丹霞山的能值研究结果,与其他方法研究丹霞山的研究结果、与其他地区的能值研究结果进行比较。结果表明,丹霞山世界自然遗产地拥有的砂砾岩自然资产总能值为1.94×10~(43) sej,生物多样性总能值为6.09×10~(27) sej,二者合计的总能值——货币价值为4.25×1031 yuan($)。同时,2016年丹霞山世界自然遗产地的生态服务总能值为2.61×1020 sej·a~(-1),社会教育总能值为4.27×10~(21) sej·a~(-1)。得益于得天独厚的自然资源优势,丹霞山景区旅游亚系统社会经济投入强度较低,其能值自给率和能值经济效益分别是乡村旅游亚系统的45倍和4倍。以餐饮和民宿为主的乡村旅游亚系统的人力投入是景区旅游的3倍多的同时,污染物排放环境压力是景区的81倍。丹霞山旅游生态系统、景区旅游亚系统和乡村旅游亚系统的能值可持续ESI指数分别为10.83、4.05和0.02,3个系统分属不同旅游经济发展状态。最后从遗产地、景区、乡村和政府4个方面提出丹霞山旅游生态系统的优化建议,如遗产地方面,扩大遗产地接待游客的面积;景区旅游方面,重点打造科普旅游品牌;乡村旅游方面,规范管理引领美丽乡村建设;地方政府方面,加强环境整治和开发引导。     

洪泽湖湿地生态系统服务功能价值评估研究

根据湿地生态系统服务功能将洪泽湖湿地的生态系统服务价值分为物质生产价值、供水价值、旅游科考价值、物种栖息地价值、调节气候价值、污染净化价值和调蓄洪水价值,并分别对这些价值进行评估,得出洪泽湖湿地生态系统服务功能的总价值为51.21亿元,发现洪泽湖湿地在调蓄洪水、物质生产和环境保护等方面的价值突出。     

天然湿地生态系统评价技术研究进展

当前湿地科学已成为世界各国研究重点,其中湿地评价技术是热点之一。文章回顾了国内外河口、河流和湖库湿地生态系统评价指标体系、湿地生态环境质量现状及脆弱性及其生态系统健康评价技术、湿地生态系统功能、效益、价值评价技术研究现状以及新技术在上述这些领域中的应用。这些研究多是针对常规环境条件下小空间尺度、单一类型或单一动力作用下的湿地生态系统功能、效益和环境质量方面的评价。在此基础上,考虑宏观尺度上湿地生态系统与其周围生态系统的相互作用以及非常规环境条件下湿地生态系统的响应机制,提出完善天然湿地生态系统评价技术需要发展的几个方面,包括湿地-河流生态系统评价、湿地生态系统对临近区域及其子系统可持续发展的影响评价、湿地生态系统反馈评价以及极端条件下湿地生态系统评价技术。     

生态系统功能与生态系统服务的概念辨析

"生态系统功能(Ecosystem functions)"和"生态系统服务(Ecosystem services)"已成为生态学中的重要研究领域.针对国内部分研究人员对"生态系统功能"与"生态系统服务(功能)"概念和术语混淆使用的问题,在归纳总结国内外有关的重要研究的基础上,通过分别论述"生态系统功能"与"生态系统服务"的定义和内涵,辨析和阐明了生态系统"功能"与"服务"的区别与关系.生态系统功能是构建系统内生物有机体生理功能的过程,侧重于反映生态系统的自然属性,是维持生态系统服务的基础;生态系统服务是由生态系统功能产生的,是基于人类的需要、利用和偏好,反映了人类对生态系统功能的利用,是生态系统功能满足人类福利的一种表现.因此"生态系统服务功能"这一术语不准确,容易产生误解.     

1983-2003年澳门生态系统服务价值的变化

以澳门1983年和2003年的统计数据为基础,在分析澳门土地利用和土地覆盖变化状况的同时,对澳门生态系统服务的价值进行了评估,结果表明,按当前价计算,(1)2003年澳门生态系统服务的价值为1983年的2.5倍;(2)1983年澳门生态系统服务的价值为3.302×106 美元,相当于26.5250×106 MOP(澳门元);2003年澳门生态系统服务的价值为8.3396×106 美元,相当于66.992×106 MOP;(3)将2003年澳门生态系统服务的价值与2003年澳门的年生产总值(GDP)646.54×108 MOP相比,2003年澳门生态系统服务的价值相当于GDP的0.1%,体现了澳门城市经济主导型的特征.由于缺乏对建筑用地服务价值的相关研究数据,该结果是对澳门生态系统服务价值的保守估计;(4)1997年全球年人均生态服务价值为5544.7美元/人,而澳门2002年人均生态服务价值仅为18.9元/人,为全球水平的0.34%,反映澳门辖区生态服务的严重不足.澳门人均生态系统服务价值偏低主要是由于澳门辖区小且无水域(由于澳门地处生态服务价值非常高的珠江口河口区,生态服务并不受行政边界的影响,所以澳门实质上的生态服务价值并不低);(5)澳门1983年至2003年之间填海造地635 hm2,填海使邻近澳门的珠江河口湿地面积减少同样的面积,由于河口潮汐地的生态服务价值高达9990美元/(hm2·a),远高于填海得到的草地和裸地,所以20年中澳门及周边河口区净生态服务价值下降为1.306×106美元.     

海南省滨海自然湿地生态系统服务功能价值评估

以海南主岛的滨海自然湿地为研究对象,采用最新的海南省第二次(2009─2013年)湿地资源调查以及海南省统计年鉴(2013年)和相关调查统计资料,构建生态系统服务功能价值评估体系,结合国内外通用的湿地评价方法,对海南省滨海自然湿地生态系统服务功能价值进行了较全面的评估。结果表明,海南省滨海自然湿地生态系统生态服务功能总价值为5 848 665.00万元,其中水文调节价值2 846 803.55万元,固碳价值2 351 567.77万元,动物产品价值1 469 500.00万元,防风消浪价值1 175 287.62万元,生物多样性维持价值985 544.48万元,分别占总价值的31.72%、26.20%、16.37%、13.10%和10.98%,是主要的生态服务功能。文章对海南省滨海自然湿地生态系统所进行的定量评估,不仅可提高人类对滨海自然湿地生态系统的正确认识,还可为湿地资源的合理开发利用以及当地政府湿地保护相关政策的制定提供科学依据。     

南四湖湿地景观格局变化的生态系统服务价值响应

利用1987-2010年5期卫星遥感影像监测南四湖湿地景观格局变化,并且采用市场比较法、影子工程法、工业制氧成本法、碳税法和价值替代法等多种评估方法对南四湖湿地景观格局变化的生态系统服务功能价值响应进行深入探讨.结果表明,南四湖湿地中大量芦苇、荷田等自然湿地景观转化为养殖水域、水稻田等人工湿地,景观格局趋于破碎化;湖泊湿地景观格局变化对于湿地的供给功能、调节功能、文化功能和支持功能均有影响,其中对供给功能和调节功能影响最大.以2010年不变价计算,南四湖湿地景观格局变化导致2010年湿地生态系统服务功能价值比1987年减少3.06亿元,其中大气成分调节功能价值损失11.7亿元,净化功能价值损失3.77亿元,涵养水源功能损失0.65亿元,物质生产功能价值增加13.06亿元,其他功能价值对湿地景观格局变化的响应不明显.     

科尔沁沙地东南缘不同生态恢复模式下生态系统服务经济价值估算

植被恢复与重建是遏制沙化过程的有效措施,生态恢复的最终目标是使退化生态系统恢复并维持生态系统的服务功能。基于生态系统服务价值的植被恢复工程效益分析研究有助于提高植被恢复工程的评估水平,以及植被恢复工程的进一步开展。该研究采用市场价值法、替代市场法、影子工程法、碳税法等手段对科尔沁沙地4种典型退化草地恢复方式下的生态系统服务经济价值进行了估算。结果表明,4种恢复方式下,有机质生产价值和生态系统碳贮存价值排序为北京杨(Populus×beijingensis)围草地樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)疏林草地榆树(Ulmus pumila)疏林草地撂荒草地;土壤保持价值和营养物质循环价值排序为北京杨围草地榆树疏林草地樟子松疏林草地撂荒草地;四项生态系统服务的总价值排序为北京杨围草地(8 109.78 yuan?hm~(-2)?a~(-1))樟子松疏林草地(7 774.52 yuan?hm~(-2)?a~(-1))榆树疏林草地(5 941.34yuan?hm~(-2)?a~(-1))撂荒草地(1 893.46 yuan?hm~(-2)?a~(-1)),与撂荒草地比较,3种恢复方式均显著提升了生态系统服务价值,平均增幅为57.92%,其中土壤保持价值与生态系统碳贮存价值占总价值的比例较高,分别为11.38%~12.78%,82.30%~83.28%。综上,科尔沁沙地东南缘营造防护林和稀疏林地有效提高了生态系统服务价值,是较适合降水不足和土壤有效营养元素缺乏的科尔沁沙地的植被恢复模式。     

辽河口湿地生态系统健康诊断与评价

综合考虑生态系统健康标准及河口湿地的生态特征,借鉴压力-状态-响应(pressure-state-response,PSR)模型,从压力、环境状态以及生物响应3方面构建辽河口湿地生态系统健康评价指标体系,并引入突变级数法,对1996年和2000年辽河口湿地生态系统健康状况进行了评价和分析。结果表明,1996年辽河口湿地生态系统健康度为0.979 1,2000年则降至0.961 8,即由健康状态转为亚健康状态,其主要原因为水资源不足和石油类污染加剧。应加强对辽河口湿地区域石油开采的管理,并合理分配利用水资源,保障湿地生态用水,促进辽河口湿地的生态系统健康。     

基于集对分析与三角模糊数的滨海湿地生态系统健康评价

滨海湿地是海洋和陆地相互作用形成的生态交错带,对自然环境变化和人类活动作用响应最为敏感,使其成为相对脆弱的生态系统。科学评价滨海湿地生态系统健康状况及其胁迫因子,对湿地生态系统恢复重建与可持续发展具有重要的现实意义。针对湿地生态系统评价问题的不确定性和模糊性特征,运用压力-状态-响应(PSR)模型构建滨海湿地生态系统健康评价指标体系,运用层次分析法确定了各指标的权重,根据集对分析原理定量描述评价样本与评价标准等级之间隶属关系的模糊性,利用分段三角模糊数表示集对差异度系数的连续变化过程和不确定性,进而建立了基于集对分析与三角模糊数耦合的滨海湿地生态系统健康评价模型,并将该模型应用于海兴湿地生态系统健康现状评价。结果表明:海兴湿地生态健康综合联系数为-0.380,相应的级别特征值为3.760,系统整体处于一般病态水平。其中压力系统、状态系统和响应系统的级别特征值分别为3.580、3.976和2.948,说明海兴湿地生态系统的自然状态受到了人类活动过度干扰,外界胁迫引起系统的结构失调和服务功能衰退。影响系统健康的主要因子为农药施用强度、水资源开发利用率、湿地面积退化率、水体富营养化、环保投资占GDP比重、湿地保护意识等。该模型计算过程简单直观,评价结果客观合理,在湿地生态系统健康评价中具有参考价值。     

湿地服务价值评估的复杂性及研究进展

湿地服务价值评估具有重要的理论意义和应用价值。由于湿地具有类型多样、分布广泛和过程复杂等特点,湿地服务价值评估极具复杂性。主要表现为:湿地科学是一门年轻的科学,其过程与功能研究有待深入;对生态系统服务及其价值认识上还存在分歧;湿地服务价值研究具有多学科交叉的特点等。近年来,国内外湿地服务价值评估发展很快,取得了丰硕的研究成果,但也存在着一些问题与不足,如对湿地研究成果的利用不够充分;评估理论和方法有待完善;评估标准和评估结果差异较大等。因此,今后湿地服务价值评估研究应该将重点放在理论探索和方法完善方面,对应用研究加强引导和规范。从湿地生态系统过程与功能的机理入手,认真研究和改进湿地服务价值评估的手段、方法和技术,使湿地服务价值评估结果更具说服力、可比性和实用性,为湿地的科学管理,生态补偿机制的制定以及社会经济可持续发展提供有力支持。     

湿地生态系统服务功能评估研究进展

介绍了湿地生态系统服务功能评估发展历程和生态系统服务价值评估的理论基础,对湿地生态服务功能评估的流程、方法、指标体系建立给出了参考范例,并探讨了生态服务价值评估在方法和技术上需要改进的几个方面,主要包括评价方法的统一、生态过程价值的理解、计量参数修正、标准和体系的选择、对生态服务功能状态好坏分级评估。阐述了生态系统服务价值评估还存在某些问题及有待今后发展的理论和方法来改进和完善的途径。     

基于遥感和FORCCHN的中国森林生态系统NPP及生态服务功能评估

气候变化背景下定量评估中国森林生态系统净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)及生态服务功能,对于更好地理解全球变化背景下中国森林生态系统碳循环的演变规律以及正确评价森林在中国生态环境建设中的作用具有重要意义。以中国森林生态系统为研究对象,应用遥感数据和基于个体的中国森林生态系统碳收支模型FORCCHN,模拟了1981—2017年中国森林生态系统净初级生产力NPP,并对其固碳释氧生态服务功能进行了评估。结果表明,(1)1981—2017年期间,中国森林生态系统单位面积NPP量和NPP总量年际变化呈现较为明显的增长趋势。其中,NPP总量在2.02~2.53 Pg·a~(-1)之间波动,平均为2.36 Pg·a~(-1),最大值出现在2004年,最小值出现在2010年。(2)NPP年代际增长十分明显,其中,21世纪00年代和21世纪10年代之间的增加幅度最大。(3)NPP空间分布的基本特点是南高北低,且近36年各地森林生态系统单位面积NPP增加量差异显著,其中,西南林区单位面积NPP量增幅最为明显,最大增幅超过666.7 g·m~(-2)·a~(-1);东南林区单位面积NPP量增幅也很明显,最大增幅超过444.4 g·m~(-2)·a~(-1)。(4)近36年来,中国森林生态系统固碳价值和释放氧气价值均呈波动增加趋势,固碳释氧总价值140 883.3×10~9 yuan,且释放氧气价值为固碳价值的2.82倍。     

河口水生态完整性评价方法研究和进展

河口是连接淡水和海洋环境的重要过渡区,在维持生物多样性和生态系统服务方面发挥着重要作用。河口的生态完整性对于生态系统的可持续管理和保护至关重要。本文对河口生态完整性评价进行了文献计量学分析,重点介绍了河口生态完整性评价的评价方法和指标选择。主要包括物理化学指标、生物指标和社会经济指标。通过案例研究系统分析了不同指标选取对河口生态完整性评价的重要性。最后,指出了在河口生态完整性评价中仍面临一些问题,并针对这些问题提出了几点建议。     

烟台市生态经济系统的能值分析

利用能值分析方法分析了2013年烟台市生态经济系统的能值流动状况,并提出了相应的能值利用调控对策。2013年烟台市生态经济系统的能值总用量为2.630×1023 sej,人均能值用量为4.044×10^16 sej,能值自给率为22.6%,能值密度为19.14×10^12sej/m^2,能值货币比率为2.848×10^12sej/,电力能值占能值总用量的比例为5.6%,由可更新资源及其产品支持的人口承载力为16.19×10^4人,由可更新资源及其产品、进口产品及技术共同支持的人口承载量为518.6×10^4人,能值可持续指标值为4.986。将上述计算结果与其它国家和地区进行比较表明：虽然目前烟台市经济较发达,能值利用效率和人民生活水平较高,生态经济系统的能值使用总体上符合区域可持续发展的要求,但系统能值自给率较低,生态环境比较脆弱,经济增长对外部输入的能源和资源依赖性较强。据此,提出了调整产业结构、转变经济增长方式、加强电力资源开发、发展科学教育事业等能值利用的调控对策。     

基于能值方法的广东省农业系统分析

采用能值理论和方法对广东省农业系统的能值投入结构和产出特征进行分析,以期弥补单纯经济分析中出现的自然环境投入价值缺失的不足,并尝试加入农业基本建设投资和农业保险的计量,完善系统投入结构的能值计算。同时,引入Y*/Y指标使广东省农业系统的生产水平与全球平均水平相比较,以利于评价广东省农业系统的生产力及其发展水平,并为其优化发展提供理论依据和现实指导。研究结果:广东省农业系统2003年的能值投资率(3.12)、环境负载率(1.70)、能值/货币比率(4.26E 12sej.$-1)、净能值产出率(1.25)和Y*/Y(0.96)。上述结果与中国平均水平、中国其他省份以及一些发达国家(如意大利和日本)的相应指标比较,表明广东农业系统发展水平高于全国平均水平,低于发达国家。系统能值投入产出结构分析发现,不可更新的工业辅助能值占系统投入总能值的61.92%。为此,应进一步提高农业的可更新能值投入和优化投入结构。     

不同干扰方式下松江湿地沉积物细菌群落结构特征

松江湿地是我国面积最大的天然城市湿地,沉积物微生物对湿地环境变化响应敏感.为了解不同干扰方式下松江湿地细菌群落多样性变化特征,运用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术,对比分析4种干扰方式(农业、工业、旅游和保护)对沉积物细菌群落结构的影响.结果发现:片段长度为91.5 bp的T-RF普遍存在于6个湿地中,除呼兰河口(农业)湿地外,均为最优势菌;87.5 bp T-RF只存在于呼兰河口(农业)和阿什河(工业)湿地,且为呼兰河口(农业)湿地最优势菌(41.15%);93.5 bp T-RF出现在金河湾(旅游)、白鱼泡(旅游)、太阳岛(旅游)和滨江(保护)湿地.细菌多样性指数滨江(保护)湿地最高,呼兰河口(农业)湿地最低.序列比对表明这些优势菌群分别属于变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes).冗余分析(RDA)结果表明,呼兰河口湿地(农业)细菌群落受总氮(TN)影响较大;阿什河湿地(工业)细菌群落与总碳(TC)、总磷(TP)、TC/TN和p H具有较高的相关性;太阳岛湿地(旅游)受p H和TC/TN影响较大;而金河湾(旅游)、白鱼泡(旅游)和滨江(保护)湿地细菌群落与环境因子相关性较小.本研究表明不同干扰方式下松江湿地沉积物细菌群落特征及其影响因子存在显著差异,结果可为松江湿地生态系统的保护与恢复提供科学依据.     

滨海湿地类自然保护区的成本效益研究——以江苏盐城湿地珍禽国家级自然保护区为例

以江苏盐城湿地珍禽国家级自然保护区为例,分析了滨海湿地生态系统所提供的生态系统服务及保护该系统所产生的成本。采用市场价值法、影子工程法和专家评估法估算了保护区内滨海湿地生态系统服务价值。2010年盐城保护区内滨海湿地生态系统产生的保护成本为8.18×109元,其中管理成本为1.95×107元,机会成本为8.16×109元;保护区产生的效益为1.83×1010元。结果表明,盐城保护区获得的效益远大于其付出的成本,盐城保护区的存在具有经济学上的收益优势。因此,在盐城滨海湿地建立自然保护区具有巨大的生态效益,这种优势更多地体现为长期的综合效益,且难以用货币形式直接兑现。对待自然保护区建设与管理应形成整体、长期的理念,不能因短期利益和局部利益而牺牲自然保护区,真正做到对保护区的永久保护和持续利用。