吉林省遼河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)LUCC響應(yīng)分析

為了探究和田河流域綜合治理項(xiàng)目的生態(tài)效益,基于和田河流域1990年、2000年、2010年的遙感解譯數(shù)據(jù),并選取符合干旱區(qū)特點(diǎn)的constanza價(jià)值系數(shù),依據(jù)研究區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行修正,分析了1990-2010年的土地類型面積變化、生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化,探討了服務(wù)價(jià)值對(duì)系數(shù)變動(dòng)的敏感性.結(jié)果表明:(1)1990-2010年林地面積增加29.33％,變化幅度最大;草地、耕地、濕地的面積分別減少7.42％,17.45％,7.1％,變化幅度相對(duì)較小;河湖與荒漠面積的減少幅度均在1％以下;(2)和田河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值在1990年、2000年、2010年分別為380.62億元、341.82億元、350.83億元,2000年比1990年減少了10.19％,2010年比1990年減少了7.83％;(3)經(jīng)敏感性分析驗(yàn)證,估算結(jié)果對(duì)生態(tài)服務(wù)價(jià)值系數(shù)的敏感性指數(shù)均在0.35以下,所選價(jià)值系數(shù)合理,研究結(jié)果可信.

對(duì)遼河流域洪水特征及歷史洪災(zāi)進(jìn)行分析,提出6點(diǎn)提高防洪能力的措施,即重點(diǎn)河段清淤、完善防洪工程、提高防洪標(biāo)準(zhǔn)、加強(qiáng)水土保持建設(shè)、加強(qiáng)防洪非工程體系建設(shè)、加強(qiáng)流域管理,為提高遼河流域防洪能力提供參考。

遼河流域位于我國(guó)東北地區(qū)的西南部,位于東經(jīng)116°54′～125°32′,北緯40°30′～45°17′之間。東與松花江、鴨綠江流域?yàn)猷?西接大興安嶺南端,并與內(nèi)蒙古高原的大、小雞林河及公吉爾河流域相鄰;南以七老圖山、努魯兒虎山及醫(yī)巫閭山與灤河、大小凌河流域?yàn)榻?濱鄰渤海;北以松遼分水嶺與松花江流域相接,地跨河北、內(nèi)蒙古、吉林和遼寧四省(自治區(qū)),流域面積為21.96萬(wàn)km2。

2005年汛期,遼河流域的大伙房、觀音閣、清河、柴河等大型水庫(kù)上游發(fā)生大洪水和較大洪水,遼寧省被國(guó)家確定為洪水重災(zāi)區(qū)。遼寧省按照“適度承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn),有效控制風(fēng)險(xiǎn),主動(dòng)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)”的原則,科學(xué)調(diào)度,充分發(fā)揮大型水利工程的防洪減災(zāi)作用,將暴雨洪水的影響和災(zāi)害損失降到了最低限度,實(shí)現(xiàn)了防洪減災(zāi)效益最大化的目標(biāo),并探索出了一種“全信息動(dòng)態(tài)綜合優(yōu)化預(yù)報(bào)調(diào)度”的新方法。

石羊河流域由于水資源短缺和利用不當(dāng)引發(fā)了一系列的生態(tài)環(huán)境問題,制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。本文將石羊河流域劃分為3個(gè)大的生態(tài)功能區(qū)和12個(gè)二級(jí)生態(tài)功能區(qū),對(duì)每個(gè)區(qū)域存在的主要問題進(jìn)行了分析。在生態(tài)環(huán)境問題分析和生態(tài)功能區(qū)劃的基礎(chǔ)上,提出了石羊河流域綜合生態(tài)系統(tǒng)管理的框架,并指出了相關(guān)各個(gè)行政職能部門的職責(zé)和協(xié)調(diào)關(guān)系,為石羊河流域綜合生態(tài)系統(tǒng)科學(xué)管理提出了理論基礎(chǔ)。

蒼山十八溪是大理市主要飲用水源,也是洱海水補(bǔ)給的重要清潔水源地。為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)水資源價(jià)值從而科學(xué)開發(fā)和利用水資源,提高節(jié)水意識(shí),對(duì)蒼山十八溪流域水資源生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行了分類并分別對(duì)其進(jìn)行價(jià)值評(píng)估。采用的評(píng)估方法有市場(chǎng)價(jià)值法、旅行費(fèi)用法、機(jī)會(huì)費(fèi)用法、影子工程法和影子價(jià)格,得到2013年十八溪流域水資源生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價(jià)值為32.413億元,包括經(jīng)濟(jì)服務(wù)功能23.17億元和生態(tài)服務(wù)功能9.243億元,其中,用水供應(yīng)價(jià)值0.58億元、水力發(fā)電價(jià)值0.12億元、漁業(yè)生產(chǎn)價(jià)值1.83億元、休閑娛樂價(jià)值20.64億元,生態(tài)屏障價(jià)值7.122億元、水質(zhì)凈化0.37億元、調(diào)蓄水資源1.56億元、生物多樣性維持0.018億元、降解污染物0.173億元。從價(jià)值量來(lái)看,休閑娛樂價(jià)值和生態(tài)屏障價(jià)值所占比例較高,分別占總價(jià)值的63.7%和22%,可見十八溪對(duì)于大理市經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及保護(hù)生態(tài)方面具有重要作用。

根據(jù)三峽工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能影響的特點(diǎn),建立了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,預(yù)評(píng)估了三峽工程全面竣工正常運(yùn)行后,對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的6項(xiàng)正面影響和5項(xiàng)負(fù)面影響。結(jié)果表明,防洪和發(fā)電是三峽工程的主要功能,年功能價(jià)值分別為106.84×108元和211.70×108元;旅游、減少有害氣體排放、改善川江航道和水庫(kù)養(yǎng)殖也是三峽工程的重要功能;6項(xiàng)正面影響的年功能價(jià)值總計(jì)489.70×108元。庫(kù)區(qū)污染、泥沙淤積和水庫(kù)淹沒是三峽工程的主要負(fù)面影響,年損失值分別為24.06×108、7.22×108和6.27×108元;對(duì)生物的影響和對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的占據(jù),也是不容忽視的負(fù)面影響;5項(xiàng)負(fù)面影響的年功能損失值總計(jì)37.83×108元。

從景觀的視角研究河流生態(tài)系統(tǒng),是目前河流生態(tài)學(xué)中受到廣泛關(guān)注且發(fā)展迅速的內(nèi)容之一。流域內(nèi)多尺度景觀強(qiáng)烈影響河流的理化及生物特征,已成為共識(shí),但有關(guān)量度、整合景觀與河流生態(tài)系統(tǒng)二者之間聯(lián)系的理論體系與方法的建立尚處于起步階段。對(duì)景觀組成與空間格局影響河流生態(tài)系統(tǒng)的機(jī)制與途徑進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié),提出了該領(lǐng)域研究中的主要難題,即如何識(shí)別景觀中人為因素和自然因素的協(xié)變現(xiàn)象,如何衡量多空間尺度景觀對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的交互影響,如何理解景觀閾值的不確定性。為克服當(dāng)前研究面臨的困難與挑戰(zhàn),填補(bǔ)已有知識(shí)的不足,提出今后研究的重點(diǎn)方向:河流景觀分類系統(tǒng)的改進(jìn);更具代表性時(shí)空數(shù)據(jù)的采集;新型景觀指標(biāo)的開發(fā)與應(yīng)用;微觀尺度數(shù)據(jù)與宏觀尺度數(shù)據(jù)的整合等。

遼河流域洪水災(zāi)害嚴(yán)重,針對(duì)水利工程影響因素眾多的特點(diǎn),對(duì)遼寧省內(nèi)遼河流域現(xiàn)有的部分防洪工程,包括水庫(kù)、水閘和堤防,采用\"影響輻射\"理念建立指標(biāo)體系,應(yīng)用ahp法對(duì)工程布局影響效果進(jìn)行分析,得出相應(yīng)結(jié)論。

隨著我國(guó)許多流域防洪體系建設(shè)的逐漸完善和水利部門防洪思路的逐漸改變,對(duì)流域防洪系統(tǒng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)顯得很有必要,而要進(jìn)行防洪系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)首先要建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。闡述了社會(huì)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和防洪系統(tǒng)之間的既相互制約又相互促進(jìn)的關(guān)系,說明三者處于一種動(dòng)態(tài)的協(xié)調(diào)平衡中;結(jié)合三者之間的關(guān)系,從遼河流域?qū)嶋H情況出發(fā),考慮資料收集的可行性,以全面而精練為準(zhǔn)則,分別建立了社會(huì)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和防洪系統(tǒng)指標(biāo)體系,以期對(duì)遼河流域防洪系統(tǒng)進(jìn)行全面、客觀的科學(xué)評(píng)價(jià)。該指標(biāo)體系結(jié)合實(shí)際作適當(dāng)修改可以應(yīng)用于其他流域的防洪系統(tǒng)評(píng)價(jià)中。

根據(jù)遼河流域各歷史時(shí)期的地形地貌、水文氣象、洪澇災(zāi)情、水利工程建設(shè)狀況等條件,通過綜合分析論證,對(duì)該流域治澇系統(tǒng)工程減免水澇災(zāi)害的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行計(jì)算與評(píng)價(jià)。治澇經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算與分析分兩個(gè)時(shí)段進(jìn)行,1949～1990年及1990～2005年,采用兩種不同的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。前者采用最大3日降雨頻率與災(zāi)害面積曲線法;后者采用實(shí)際年系列法。整個(gè)計(jì)算過程中考慮了資金的時(shí)間價(jià)值。分析結(jié)果表明,后一個(gè)時(shí)段多年平均治澇效益明顯高于前一個(gè)時(shí)段的,說明遼河流域治澇效益自20世紀(jì)90年代后呈上升趨勢(shì),效益顯著。

提出了計(jì)算“流量”,即計(jì)算受水電開發(fā)影響的河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值變化量的評(píng)估思路和方法,并以廣東省河源市風(fēng)光水利樞紐工程為案例進(jìn)行了定量分析。在對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行分類的基礎(chǔ)上,根據(jù)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能可能受到水電開發(fā)影響的現(xiàn)實(shí)情況和影響特征,選擇適當(dāng)?shù)纳鷳B(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值核算的方法和參數(shù),計(jì)算受影響的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值變化量。案例研究結(jié)果表明,風(fēng)光水利樞紐工程開發(fā)方案引起的河流生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值變化的正效益為7676萬(wàn)元/a,負(fù)效益為-3894萬(wàn)元/a,負(fù)效益占到其正效益的一半以上,說明該工程開發(fā)對(duì)東江河流生態(tài)系統(tǒng)的消極負(fù)面影響也是不容忽視的,應(yīng)采取適當(dāng)?shù)纳鷳B(tài)補(bǔ)償措施。

根據(jù)西方經(jīng)濟(jì)學(xué)的供給-需求理論,結(jié)合自然資源經(jīng)濟(jì)價(jià)值的評(píng)價(jià)方法,建立了水利工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能影響經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)價(jià)的理論與方法,并運(yùn)用市場(chǎng)價(jià)值法、機(jī)會(huì)成本法、影子工程法、防護(hù)費(fèi)用法和恢復(fù)費(fèi)用法分析評(píng)價(jià)了三峽工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響。結(jié)果表明,防洪和發(fā)電是三峽工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要正面影響,三峽庫(kù)區(qū)水污染、三峽水庫(kù)泥沙淤積和三峽水庫(kù)淹沒是三峽工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要負(fù)面影響。

就水利工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能影響進(jìn)行經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)價(jià),是我國(guó)水利工作部門近幾年來(lái)工作中的重點(diǎn)之一,其對(duì)于完善水利工程中的缺點(diǎn)與不足有著重要的作用.因此本文僅就水利工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能影響經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)價(jià)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹,希望對(duì)我國(guó)水利工程的發(fā)展起到一定的作用.

城市化是人類社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)和現(xiàn)代化的必經(jīng)階段,同時(shí)城市化也對(duì)區(qū)域濕地生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響。從城市化的水文效應(yīng)、城市化對(duì)水環(huán)境的影響和城市化產(chǎn)生的氣候變化對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)影響3方面綜述了城市化對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能影響的研究進(jìn)展。城市化引起流域內(nèi)人口增加,通常伴隨商業(yè)和工業(yè)活動(dòng)的增加,這些活動(dòng)需要更多的城市土地,從而導(dǎo)致流域內(nèi)不透性增加,這給流域內(nèi)濕地生態(tài)系統(tǒng)造成了重要的影響,表現(xiàn)為:①城市化所及地區(qū)的產(chǎn)匯流過程發(fā)生顯著變化,導(dǎo)致濕地徑流的調(diào)節(jié)作用和維持生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的作用發(fā)生退化;②城市地表徑流中含有大量的污染物質(zhì),致使對(duì)濕地水環(huán)境、水生生物、野生動(dòng)物棲息地都產(chǎn)生了重要的影響,并污染城市飲用水水源,危及人類健康;③城市化導(dǎo)致流域氣候變化,影響濕地水文、生物地球化學(xué)過程、植物群落及濕地生態(tài)功能等。最后,指出了國(guó)內(nèi)外城市化對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)影響研究的不足之處,對(duì)國(guó)內(nèi)外的研究趨勢(shì)進(jìn)行展望,并對(duì)國(guó)內(nèi)的研究提出了幾點(diǎn)建議。

以長(zhǎng)河流域2005年、2010年、2015年的遙感解譯數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),采用數(shù)學(xué)模型分析了土地利用變化特征,然后根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的估算模型,定量分析了長(zhǎng)河流域土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響.結(jié)果表明:(1)2005-2015年,耕地逐漸減少,建設(shè)用地逐漸增加,林地、草地、水域先增后減;耕地主要向草地、建設(shè)用地轉(zhuǎn)移,建設(shè)用地的增加主要來(lái)自耕地、草地的轉(zhuǎn)移.(2)20052015年長(zhǎng)河流域土地利用變化的生態(tài)服務(wù)總價(jià)值一直減少,其生態(tài)服務(wù)價(jià)值由2005年的3509萬(wàn)元減少到2015年的3485萬(wàn)元,減少了24萬(wàn)元;水源涵養(yǎng)、娛樂文化、原材料單項(xiàng)功能生態(tài)服務(wù)價(jià)值有所增加,其他6項(xiàng)單價(jià)功能生態(tài)服務(wù)價(jià)值減少;長(zhǎng)河流域所采用的價(jià)值系數(shù)缺乏彈性,適合長(zhǎng)河流域的實(shí)際情況,其生態(tài)服務(wù)價(jià)值估算結(jié)果可信.(3)2005-2015年長(zhǎng)河流域土地利用類型變化帶來(lái)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的持續(xù)減少,2005-2010年凈減少了6.28萬(wàn)元,2010-2015年凈減少了19.38萬(wàn)元.

以長(zhǎng)河流域2005年、2010年、2015年的遙感解譯數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),采用數(shù)學(xué)模型分析了土地利用變化特征,然后根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的估算模型,定量分析了長(zhǎng)河流域土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響。結(jié)果表明:(1)2005—2015年,耕地逐漸減少,建設(shè)用地逐漸增加,林地、草地、水域先增后減;耕地主要向草地、建設(shè)用地轉(zhuǎn)移,建設(shè)用地的增加主要來(lái)自耕地、草地的轉(zhuǎn)移。(2)2005—2015年長(zhǎng)河流域土地利用變化的生態(tài)服務(wù)總價(jià)值一直減少,其生態(tài)服務(wù)價(jià)值由2005年的3509萬(wàn)元減少到2015年的3485萬(wàn)元,減少了24萬(wàn)元;水源涵養(yǎng)、娛樂文化、原材料單項(xiàng)功能生態(tài)服務(wù)價(jià)值有所增加,其他6項(xiàng)單價(jià)功能生態(tài)服務(wù)價(jià)值減少;長(zhǎng)河流域所采用的價(jià)值系數(shù)缺乏彈性,適合長(zhǎng)河流域的實(shí)際情況,其生態(tài)服務(wù)價(jià)值估算結(jié)果可信。(3)2005—2015年長(zhǎng)河流域土地利用類型變化帶來(lái)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的持續(xù)減少,2005—2010年凈減少了6.28萬(wàn)元,2010—2015年凈減少了19.38萬(wàn)元。

基于層次分析法的基本原理,構(gòu)建了水庫(kù)對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能影響的生態(tài)足跡評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,運(yùn)用ahp確定各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重。以大伙房水庫(kù)為例,進(jìn)行了水庫(kù)對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能影響的綜合評(píng)價(jià),最后應(yīng)用生態(tài)足跡評(píng)價(jià)模型定量地核算了大伙房水庫(kù)4項(xiàng)生態(tài)供給足跡和3項(xiàng)生態(tài)需求足跡。

根據(jù)嘉陵江流域2000、2005和2015年3期土地利用遙感影像數(shù)據(jù),將地理數(shù)學(xué)方法與gis相結(jié)合,研究了嘉陵江流域15年各種土地利用類型的面積變化、土地利用動(dòng)態(tài)度等動(dòng)態(tài)變化信息,并估算了各種土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。結(jié)果表明,2000—2015年,嘉陵江流域耕地面積持續(xù)減少,而建設(shè)用地、草地、水域、林地和未利用地面積增加；嘉陵江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值由2000年的243109.36百萬(wàn)元減少到2015年的242805.95百萬(wàn)元；嘉陵江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)價(jià)值系數(shù)缺乏彈性,反映耕地面積的變化對(duì)研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化具有較大影響。

在2005年的遼河流域防洪調(diào)度實(shí)踐中,經(jīng)歷了“泄水迎洪、主動(dòng)防御”,“蓄洪錯(cuò)峰、調(diào)控洪水”,“制訂預(yù)案、確保水庫(kù)安全”3個(gè)階段。每個(gè)階段都有不同的保護(hù)重點(diǎn),每個(gè)調(diào)度方案的最終目的都是降低汛期可能產(chǎn)生的大洪水或洪水發(fā)生時(shí)的壓力和風(fēng)險(xiǎn)。本文介紹了遼河流域2005年采取的“全信息動(dòng)態(tài)綜合優(yōu)化預(yù)報(bào)調(diào)度”新方法的風(fēng)險(xiǎn)分析過程。

為了實(shí)現(xiàn)土地的可持續(xù)利用和生態(tài)的可持續(xù)維護(hù),以藉河流域5期土地利用數(shù)據(jù)和構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)價(jià)模型為基礎(chǔ),運(yùn)用馬爾科夫模型對(duì)藉河流域的土地利用及生態(tài)服務(wù)價(jià)值變化進(jìn)行評(píng)估,結(jié)果表明:研究時(shí)段內(nèi)坡耕地、梯田、林地和草地的總面積占流域面積的90%以上,坡耕地面積逐期減少,梯田和林地面積增加;1975—2030年流域總的生態(tài)服務(wù)價(jià)值呈增加趨勢(shì),草地和林地占總價(jià)值比例達(dá)到70%以上;預(yù)測(cè)2020年和2030年流域的生態(tài)服務(wù)價(jià)值分別增加到5.499億元和5.633億元,1975—2030年間單項(xiàng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值中土壤形成與保持、維持生物多樣性、氣候調(diào)節(jié)和氣體調(diào)節(jié)4項(xiàng)占總價(jià)值的60%左右。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值評(píng)估研究是可持續(xù)發(fā)展評(píng)估研究的關(guān)鍵內(nèi)容和焦點(diǎn)。在遙感和gis技術(shù)支持下,本文分析了2000-2008年石羊河流域各市縣土地利用及其變化。在此基礎(chǔ)上,參考costanza生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算方法和中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務(wù)價(jià)值表,分析近10年來(lái)研究區(qū)土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響及其變化情況。結(jié)果表明:在2000-2008年間,石羊河流域土地利用變化以耕地、未利用地和草地為主,主要體現(xiàn)在流域中下游地區(qū)?？傏厔?shì)為林地、草地和未利用地的面積減少,耕地和建筑用地的面積顯著增加。這一變化直接影響到生態(tài)服務(wù)價(jià)值的變化。就單位面積的生態(tài)服務(wù)價(jià)值而言,各市縣差異非常明顯,整個(gè)流域存在明顯的自上而下的空間梯度分異。近10年間,流域中下游地區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值均呈現(xiàn)增加趨勢(shì),而上游山區(qū)呈較少趨勢(shì)。這表明中下游地區(qū)受到強(qiáng)烈的外界干預(yù),區(qū)內(nèi)環(huán)境正朝著有利于生態(tài)環(huán)境恢復(fù)的方向轉(zhuǎn)變,而上游山區(qū)生態(tài)環(huán)境則呈現(xiàn)有所惡化的趨勢(shì)。