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

為了探究和田河流域綜合治理項目的生態(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)特點的constanza價值系數(shù),依據(jù)研究區(qū)的實際情況進行修正,分析了1990-2010年的土地類型面積變化、生態(tài)服務(wù)價值變化,探討了服務(wù)價值對系數(shù)變動的敏感性.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)敏感性分析驗證,估算結(jié)果對生態(tài)服務(wù)價值系數(shù)的敏感性指數(shù)均在0.35以下,所選價值系數(shù)合理,研究結(jié)果可信.

對遼河流域洪水特征及歷史洪災(zāi)進行分析,提出6點提高防洪能力的措施,即重點河段清淤、完善防洪工程、提高防洪標(biāo)準(zhǔn)、加強水土保持建設(shè)、加強防洪非工程體系建設(shè)、加強流域管理,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、鴨綠江流域為鄰;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、大小凌河流域為界,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、柴河等大型水庫上游發(fā)生大洪水和較大洪水,遼寧省被國家確定為洪水重災(zāi)區(qū)。遼寧省按照“適度承擔(dān)風(fēng)險,有效控制風(fēng)險,主動規(guī)避風(fēng)險”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“全信息動態(tài)綜合優(yōu)化預(yù)報調(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,制約社會經(jīng)濟發(fā)展。本文將石羊河流域劃分為3個大的生態(tài)功能區(qū)和12個二級生態(tài)功能區(qū),對每個區(qū)域存在的主要問題進行了分析。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,也是洱海水補給的重要清潔水源地。為進一步認(rèn)識水資源價值從而科學(xué)開發(fā)和利用水資源,提高節(jié)水意識,對蒼山十八溪流域水資源生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進行了分類并分別對其進行價值評估。采用的評估方法有市場價值法、旅行費用法、機會費用法、影子工程法和影子價格,得到2013年十八溪流域水資源生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價值為32.413億元,包括經(jīng)濟服務(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)價值0.58億元、水力發(fā)電價值0.12億元、漁業(yè)生產(chǎn)價值1.83億元、休閑娛樂價值20.64億元,生態(tài)屏障價值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。從價值量來看,休閑娛樂價值和生態(tài)屏障價值所占比例較高,分別占總價值的63.7%和22%,可見十八溪對于大理市經(jīng)濟發(fā)展以及保護生態(tài)方面具有重要作用。

根據(jù)三峽工程對河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能影響的特點,建立了評價指標(biāo)體系,預(yù)評估了三峽工程全面竣工正常運行后,對河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的6項正面影響和5項負(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養(yǎng)殖也是三峽工程的重要功能;6項正面影響的年功能價值總計489.70×108元。庫區(qū)污染、泥沙淤積和水庫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;對生物的影響和對河流生態(tài)系統(tǒng)的占據(jù),也是不容忽視的負(fù)面影響;5項負(fù)面影響的年功能損失值總計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)多尺度景觀強烈影響河流的理化及生物特征,已成為共識,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。對景觀組成與空間格局影響河流生態(tài)系統(tǒng)的機制與途徑進行了系統(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),填補已有知識的不足,提出今后研究的重點方向:河流景觀分類系統(tǒng)的改進;更具代表性時空數(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,針對水利工程影響因素眾多的特點,對遼寧省內(nèi)遼河流域現(xiàn)有的部分防洪工程,包括水庫、水閘和堤防,采用\"影響輻射\"理念建立指標(biāo)體系,應(yīng)用ahp法對工程布局影響效果進行分析,得出相應(yīng)結(jié)論。

隨著我國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,對流域防洪系統(tǒng)進行綜合評價顯得很有必要,而要進行防洪系統(tǒng)綜合評價首先要建立評價指標(biāo)體系。闡述了社會系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)和防洪系統(tǒng)之間的既相互制約又相互促進的關(guān)系,說明三者處于一種動態(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,分別建立了社會系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)和防洪系統(tǒng)指標(biāo)體系,以期對遼河流域防洪系統(tǒng)進行全面、客觀的科學(xué)評價。該指標(biāo)體系結(jié)合實際作適當(dāng)修改可以應(yīng)用于其他流域的防洪系統(tǒng)評價中。

根據(jù)遼河流域各歷史時期的地形地貌、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,對該流域治澇系統(tǒng)工程減免水澇災(zāi)害的經(jīng)濟效益進行計算與評價。治澇經(jīng)濟效益計算與分析分兩個時段進行,1949～1990年及1990～2005年,采用兩種不同的方法進行評價。前者采用最大3日降雨頻率與災(zāi)害面積曲線法;后者采用實際年系列法。整個計算過程中考慮了資金的時間價值。分析結(jié)果表明,后一個時段多年平均治澇效益明顯高于前一個時段的,說明遼河流域治澇效益自20世紀(jì)90年代后呈上升趨勢,效益顯著。

提出了計算“流量”,即計算受水電開發(fā)影響的河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價值變化量的評估思路和方法,并以廣東省河源市風(fēng)光水利樞紐工程為案例進行了定量分析。在對河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進行分類的基礎(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)功能價值核算的方法和參數(shù),計算受影響的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價值變化量。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)功能價值變化的正效益為7676萬元/a,負(fù)效益為-3894萬元/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)補償措施。

根據(jù)西方經(jīng)濟學(xué)的供給-需求理論,結(jié)合自然資源經(jīng)濟價值的評價方法,建立了水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能影響經(jīng)濟價值評價的理論與方法,并運用市場價值法、機會成本法、影子工程法、防護費用法和恢復(fù)費用法分析評價了三峽工程對河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響。結(jié)果表明,防洪和發(fā)電是三峽工程對河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要正面影響,三峽庫區(qū)水污染、三峽水庫泥沙淤積和三峽水庫淹沒是三峽工程對河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要負(fù)面影響。

就水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能影響進行經(jīng)濟價值評價,是我國水利工作部門近幾年來工作中的重點之一,其對于完善水利工程中的缺點與不足有著重要的作用.因此本文僅就水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能影響經(jīng)濟價值評價進行簡單的介紹,希望對我國水利工程的發(fā)展起到一定的作用.

城市化是人類社會發(fā)展的必然趨勢和現(xiàn)代化的必經(jīng)階段,同時城市化也對區(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)、城市化對水環(huán)境的影響和城市化產(chǎn)生的氣候變化對濕地生態(tài)系統(tǒng)影響3方面綜述了城市化對濕地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能影響的研究進展。城市化引起流域內(nèi)人口增加,通常伴隨商業(yè)和工業(yè)活動的增加,這些活動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),致使對濕地水環(huán)境、水生生物、野生動物棲息地都產(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,指出了國內(nèi)外城市化對濕地生態(tài)系統(tǒng)影響研究的不足之處,對國內(nèi)外的研究趨勢進行展望,并對國內(nèi)的研究提出了幾點建議。

以長河流域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)價值的估算模型,定量分析了長河流域土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響.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)用地的增加主要來自耕地、草地的轉(zhuǎn)移.(2)20052015年長河流域土地利用變化的生態(tài)服務(wù)總價值一直減少,其生態(tài)服務(wù)價值由2005年的3509萬元減少到2015年的3485萬元,減少了24萬元;水源涵養(yǎng)、娛樂文化、原材料單項功能生態(tài)服務(wù)價值有所增加,其他6項單價功能生態(tài)服務(wù)價值減少;長河流域所采用的價值系數(shù)缺乏彈性,適合長河流域的實際情況,其生態(tài)服務(wù)價值估算結(jié)果可信.(3)2005-2015年長河流域土地利用類型變化帶來的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的持續(xù)減少,2005-2010年凈減少了6.28萬元,2010-2015年凈減少了19.38萬元.

以長河流域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)價值的估算模型,定量分析了長河流域土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的影響。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)用地的增加主要來自耕地、草地的轉(zhuǎn)移。(2)2005—2015年長河流域土地利用變化的生態(tài)服務(wù)總價值一直減少,其生態(tài)服務(wù)價值由2005年的3509萬元減少到2015年的3485萬元,減少了24萬元;水源涵養(yǎng)、娛樂文化、原材料單項功能生態(tài)服務(wù)價值有所增加,其他6項單價功能生態(tài)服務(wù)價值減少;長河流域所采用的價值系數(shù)缺乏彈性,適合長河流域的實際情況,其生態(tài)服務(wù)價值估算結(jié)果可信。(3)2005—2015年長河流域土地利用類型變化帶來的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的持續(xù)減少,2005—2010年凈減少了6.28萬元,2010—2015年凈減少了19.38萬元。

基于層次分析法的基本原理,構(gòu)建了水庫對河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能影響的生態(tài)足跡評價指標(biāo)體系,運用ahp確定各個評價指標(biāo)權(quán)重。以大伙房水庫為例,進行了水庫對河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能影響的綜合評價,最后應(yīng)用生態(tài)足跡評價模型定量地核算了大伙房水庫4項生態(tài)供給足跡和3項生態(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、土地利用動態(tài)度等動態(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)價值由2000年的243109.36百萬元減少到2015年的242805.95百萬元；嘉陵江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值對價值系數(shù)缺乏彈性,反映耕地面積的變化對研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的變化具有較大影響。

在2005年的遼河流域防洪調(diào)度實踐中,經(jīng)歷了“泄水迎洪、主動防御”,“蓄洪錯峰、調(diào)控洪水”,“制訂預(yù)案、確保水庫安全”3個階段。每個階段都有不同的保護重點,每個調(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)生時的壓力和風(fēng)險。本文介紹了遼河流域2005年采取的“全信息動態(tài)綜合優(yōu)化預(yù)報調(diào)度”新方法的風(fēng)險分析過程。

為了實現(xiàn)土地的可持續(xù)利用和生態(tài)的可持續(xù)維護,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)評價模型為基礎(chǔ),運用馬爾科夫模型對藉河流域的土地利用及生態(tài)服務(wù)價值變化進行評估,結(jié)果表明:研究時段內(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)價值呈增加趨勢,草地和林地占總價值比例達到70%以上;預(yù)測2020年和2030年流域的生態(tài)服務(wù)價值分別增加到5.499億元和5.633億元,1975—2030年間單項生態(tài)服務(wù)價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項占總價值的60%左右。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價值評估研究是可持續(xù)發(fā)展評估研究的關(guān)鍵內(nèi)容和焦點。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)價值計算方法和中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務(wù)價值表,分析近10年來研究區(qū)土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價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)。總趨勢為林地、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)價值的變化。就單位面積的生態(tài)服務(wù)價值而言,各市縣差異非常明顯,整個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)價值均呈現(xiàn)增加趨勢,而上游山區(qū)呈較少趨勢。這表明中下游地區(qū)受到強烈的外界干預(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。