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    基于能值分析的大通湖濕地生態(tài)服務(wù)功能評(píng)價(jià)

    2016-09-15 15:54:16鄒麗梅
    福建林業(yè)科技 2016年4期

    鄒麗梅,孫 謙

    (貴州林業(yè)勘察設(shè)計(jì)有限公司,貴州 貴陽 550003)

    基于能值分析的大通湖濕地生態(tài)服務(wù)功能評(píng)價(jià)

    鄒麗梅,孫 謙

    (貴州林業(yè)勘察設(shè)計(jì)有限公司,貴州 貴陽 550003)

    利用Delphi法構(gòu)建湖泊型濕地生態(tài)服務(wù)功能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并運(yùn)用能值分析法分別對(duì)大通湖濕地2007年、2012年的生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:2007年大通湖濕地生態(tài)服務(wù)功能總能值為2.04×1021sej·a-1,總價(jià)值為18.7億元·a-1,2012年大通湖濕地生態(tài)服務(wù)功能總能值1.78×1021sej·a-1,能值貨幣總價(jià)值為16.3億元·a-1,年均總價(jià)值降低了12.83%。2007年各生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值大小為:生物多樣性保護(hù)功能>涵養(yǎng)水源功能>人文功能>保護(hù)環(huán)境功能>固碳釋氧功能>調(diào)節(jié)氣候功能;2012年為:生物多樣性保護(hù)功能>人文功能>涵養(yǎng)水源功能>保護(hù)環(huán)境功能>固碳釋氧功能>調(diào)節(jié)氣候功能。生物多樣性保護(hù)功能價(jià)值2007年為15.7億元·a-1,占總價(jià)值的84.0322%;2012年為12.9億元·a-1,占總價(jià)值的79.5292%,雖然總價(jià)值量有所下降,但是生物多樣性保護(hù)功能仍然是大通湖濕地最重要的一項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能。

    湖泊型濕地;生態(tài)服務(wù)功能;能值分析;大通湖

    濕地(wetlands)是地球上水陸相互作用形成的獨(dú)特生態(tài)系統(tǒng),是人類重要的生存環(huán)境和自然界最富生物多樣性的生態(tài)景觀之一,而其生態(tài)服務(wù)功能的評(píng)價(jià)更是當(dāng)前研究的一個(gè)熱點(diǎn)。只有將濕地生態(tài)系統(tǒng)功能貨幣化,才能讓人類更加直觀地了解濕地的重要性,從而提高人類對(duì)濕地的保護(hù)意識(shí)。湖泊型濕地是一種非常重要的濕地類型,我國的湖泊型濕地面積占總濕地面積的1/6,因此,對(duì)湖泊型濕地的生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)行評(píng)價(jià)顯得尤為重要,同時(shí),構(gòu)建適合湖泊型濕地的生態(tài)服務(wù)功能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,可以為湖泊型濕地生態(tài)服務(wù)功能的評(píng)價(jià)及保護(hù)提供參考[1-5]。

    以往的濕地生態(tài)服務(wù)功能評(píng)價(jià)多采用和森林生態(tài)服務(wù)功能評(píng)價(jià)相類似的常規(guī)方法,在不同的服務(wù)功能之間,需要采取不同的方法,且不同方法之中使用的參數(shù)也不相同。評(píng)價(jià)過程不僅繁瑣,且準(zhǔn)確性不高,評(píng)價(jià)的結(jié)果也不具對(duì)比性。為解決不同類型能量之間無法進(jìn)行核算和比較的問題,筆者采用能值分析法對(duì)大通湖濕地的生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)行評(píng)價(jià),將生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)流動(dòng)和儲(chǔ)存的不同能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)換為同一種能值——太陽能值,為湖泊型濕地的生態(tài)服務(wù)功能評(píng)價(jià)開辟一條新的途徑。

    1 研究區(qū)概況

    大通湖濕地公園位于湘中偏北,東經(jīng)112°15′28″—112°42′02″、北緯29°01′19″—29°19′16″,屬中亞熱帶向北亞熱帶過渡的大陸性季風(fēng)濕潤氣候區(qū),年均氣溫16.5 ℃,年無霜期264 d,年均降水量1240.8 mm,年均日照時(shí)間1643.3 h。公園主要包括大通湖湖泊及其周邊區(qū)域。其中公園內(nèi)現(xiàn)有森林面積97.16 hm2,湖泊面積為8270 hm2,湖底海拔高程23.7~25.0 m,容積為2.32億m3,大通湖是湖南最大的內(nèi)陸?zhàn)B殖湖,素有“三湘第一湖”之美譽(yù)。

    2 材料與方法

    2.1 數(shù)據(jù)來源

    數(shù)據(jù)主要是通過對(duì)大通湖濕地的實(shí)地調(diào)查獲得,再分別參考《大通湖統(tǒng)計(jì)年鑒》(2012年)[6]和《大通湖統(tǒng)計(jì)年鑒》(2007年)[7],并結(jié)合《大通湖國家濕地公園總體規(guī)劃》[8]中的相關(guān)理論和數(shù)據(jù),獲得最為全面的大通湖濕地生態(tài)服務(wù)功能的相關(guān)數(shù)據(jù)。其中各項(xiàng)服務(wù)功能相關(guān)數(shù)據(jù)見表1。

    2.2 研究方法

    由于濕地的生態(tài)服務(wù)功能給人類帶來的更多是主觀感受,因此采取主觀性較強(qiáng)的Delphi法來構(gòu)建濕地的生態(tài)服務(wù)功能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系顯得更為貼切。然后利用能值分析法,根據(jù)能值轉(zhuǎn)化率將各項(xiàng)服務(wù)功能的總能量轉(zhuǎn)化為太陽能值,根據(jù)能值貨幣比率將各項(xiàng)服務(wù)功能的太陽能值轉(zhuǎn)化為貨幣。本研究采用的美元兌人民幣比率為1美元=6.2元人民幣,能值貨幣比率為1.09×1012sej·元-1。

    表1 大通湖濕地各項(xiàng)服務(wù)功能相關(guān)數(shù)據(jù)

    3 結(jié)果與分析

    3.1 湖泊型濕地生態(tài)服務(wù)功能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

    查閱大量文獻(xiàn)以及走訪濕地相關(guān)專家、學(xué)者以及濕地工作者,選取了調(diào)節(jié)水量、優(yōu)質(zhì)供水、固碳、釋氧等20個(gè)與湖泊型濕地生態(tài)服務(wù)功能相關(guān)的指標(biāo)構(gòu)成初級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表2)。由于所選取的指標(biāo)之間有內(nèi)涵交叉的情況,為了排除對(duì)濕地生態(tài)服務(wù)功能重復(fù)計(jì)算的情況,且為了構(gòu)建一套最適合湖泊型濕地、最精煉、最全面的指標(biāo)體系,采用Delphi法進(jìn)行指標(biāo)篩選。前后經(jīng)過2輪調(diào)查,分別對(duì)2輪調(diào)查結(jié)果的指標(biāo)重要度進(jìn)行判斷。

    按照“5—非常重要、4—重要、3—一般、2—不重要、1—非常不重要”的原則對(duì)指標(biāo)重要度進(jìn)行判斷,在第1輪指標(biāo)篩選中,刪除算術(shù)平均值在3分(一般)以下的指標(biāo),即剔除調(diào)節(jié)溫度、水上娛樂、農(nóng)田灌溉3個(gè)指標(biāo)。留下的指標(biāo)重要性均在“一般、重要、非常重要”的范圍內(nèi)。留下的指標(biāo)根據(jù)第2輪調(diào)查結(jié)果進(jìn)行第2次指標(biāo)重要度判斷(表3)。

    綜上所述,將晶狀體屈光參數(shù)補(bǔ)充到屈光發(fā)育檔案中,有效開展長期、規(guī)范的縱向隊(duì)列研究,對(duì)于明確青少年兒童眼正視化過程晶狀體屈光力的變化,探索與調(diào)節(jié)相關(guān)的視覺反饋機(jī)制等具有獨(dú)特的意義。晶狀體的屈光狀態(tài)受中樞神經(jīng)系統(tǒng)支配,也可因藥物而發(fā)生改變,是眼內(nèi)唯一可調(diào)節(jié)屈光力的屈光介質(zhì)。如果能摸清楚晶狀體屈光改變?cè)谇嗌倌昵獍l(fā)育中的作用機(jī)制,在保證晶狀體透明度的同時(shí),合理改變晶狀體的發(fā)育模式,以及中央及周邊形態(tài),就有可能從晶狀體角度實(shí)現(xiàn)近視早期干預(yù)或控制,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降低近視發(fā)生率及延緩近視進(jìn)展的宏偉目標(biāo)。

    表2 第1輪指標(biāo)重要度判斷

    表3 第2輪指標(biāo)重要度判斷

    在第2輪指標(biāo)重要度判斷中,采取的方法與第1輪類似,由于要對(duì)指標(biāo)進(jìn)行更深層次的篩選,且第2輪指標(biāo)的重要性均在3分(一般)以上,為了保證所篩選指標(biāo)能充分體現(xiàn)湖泊型濕地的特點(diǎn),因此,選取“3—一般”和“4—重要”2個(gè)重要度的中值3.5作為第2輪指標(biāo)篩選的臨界值,刪除算術(shù)平均值在3.5以下的指標(biāo),即剔除了補(bǔ)充地下水、均化洪水、調(diào)節(jié)濕度、降低噪音、遺傳多樣性5個(gè)指標(biāo)。最后保留12個(gè)指標(biāo)根據(jù)其特點(diǎn)進(jìn)行分類,共分為6大類,構(gòu)成湖泊型濕地生態(tài)服務(wù)功能評(píng)價(jià)體系,見表4。

    3.2 大通湖濕地生態(tài)服務(wù)功能評(píng)價(jià)

    3.2.1 濕地各項(xiàng)服務(wù)功能計(jì)算方法 利用能值分析法對(duì)大通湖濕地生態(tài)服務(wù)各項(xiàng)功能進(jìn)行價(jià)值評(píng)估,其結(jié)果是將各項(xiàng)功能統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為能值,并根據(jù)能值貨幣比率轉(zhuǎn)換成貨幣。各項(xiàng)功能的計(jì)算方法如下。

    1)涵養(yǎng)水源[9]:N=W×ρ×j,式中:N為年涵養(yǎng)水源總能量(m3·a-1);W為年涵養(yǎng)水源量8.445×107(m3·a-1);ρ為雨水密度106(g·m-3);j為雨水的吉布斯自由能4.94(J·g-1)。

    2)降解污染[10]:Vj=∑QjiSi×106,式中:Vj為研究區(qū)年吸收SO2量、年吸收氟化物量、年滯塵量以及年吸收氮氧化物量(g·a-1);Qji為不同森林類型單位面積年吸收SO2量、年吸收氟化物量、年滯塵量以及年吸收氮氧化物量(t·hm-2·a-1),闊葉林、針葉林、灌叢年吸收SO2量分別為88.65、215.60、8.9 t·hm-2·a-1,年滯塵能力分別為10.1、33.2、1.5 t·hm-2·a-1,闊葉林、針葉林年吸收氟化物量分別為4.650、0.500 t·hm-2·a-1,森林年吸收氮氧化物量為6 t·hm-2·a-1。

    表4 湖泊型濕地生態(tài)服務(wù)功能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

    3)優(yōu)質(zhì)供水:每年供飲用水總量。大通湖濕地2012年直接供居民飲用水1620萬t,飲用水價(jià)格為2.4元·t-1。

    4)調(diào)節(jié)氣候[11]:V=S×Em×C,式中:V為調(diào)節(jié)氣候總能量;S為面積;Em為年蒸發(fā)量(mm);C為水的蒸發(fā)熱,取2000 J·kg-1。

    5)提供負(fù)離子[12]:G=5.256×1015×AH(Q-600)/L,式中:G為提供負(fù)氧離子個(gè)數(shù)(個(gè)·a-1);Q為負(fù)氧離子濃度(個(gè)·cm-3);H為林木平均高(m);L為負(fù)氧離子壽命(min);A為林分面積。

    6)生物多樣性保護(hù):擁有物種數(shù)。能值轉(zhuǎn)換率(sej·種-1)=平均每個(gè)物種的太陽能值(12.6×1024sej·種-1)×研究區(qū)面積/全球面積[9]。

    7)固碳釋氧[13]:VCO2=1.63×∑CiSi×106,VO2=1.20×∑CiSi×106,式中:VCO2、VO2分別為每年固定CO2、釋放O2的量(g·a-1)。

    9)科研教學(xué):每年論文頁數(shù)。計(jì)算方法參照Meillaud等[15-18]的方法。在中國期刊文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫中,以大通湖為關(guān)鍵詞檢索最近5 a間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文,每篇論文按6頁計(jì)算。

    10)休閑旅游:旅游年收入。按保護(hù)區(qū)生態(tài)旅游直接收益數(shù)據(jù)計(jì)算出旅游收入為1.12億元·a-1。

    3.2.2 大通湖濕地生態(tài)服務(wù)功能計(jì)算 由表5、表6、圖1、圖2可以看出,大通湖濕地的各項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能大小,2007年為:生物多樣性保護(hù)功能>涵養(yǎng)水源功能>人文功能>保護(hù)環(huán)境功能>固碳釋氧功能>調(diào)節(jié)氣候功能;2012年為:生物多樣性保護(hù)功能>人文功能>涵養(yǎng)水源功能>保護(hù)環(huán)境功能>固碳釋氧功能>調(diào)節(jié)氣候功能。生物多樣性保護(hù)功能價(jià)值量最大,充分體現(xiàn)了濕地作為巨大“生物基因庫”的特征。人文功能和涵養(yǎng)水源功能大小順序雖然發(fā)生了變化,但都均大于其余功能,說明湖泊型濕地作為科研旅游基地的重要性以及湖泊型濕地中的湖泊部分在涵養(yǎng)水源功能方面發(fā)揮了巨大的作用。

    表5 2007年大通湖濕地生態(tài)服務(wù)功能評(píng)價(jià)

    表6 2012年大通湖濕地生態(tài)服務(wù)功能評(píng)價(jià)

    3.3 大通湖濕地生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值動(dòng)態(tài)變化分析

    大通湖濕地生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值量在2007年時(shí)為18.7億元·a-1,在2012年時(shí)為16.3億元·a-1,減少了2.4億元·a-1,變化幅度為12.83%。其中涵養(yǎng)水源總價(jià)值量由2007年的1.22億元·a-1降到2012年的 0.823億元·a-1,價(jià)值量減少了32.54%;固碳釋氧功能總價(jià)值量由2007年的233萬元·a-1降到2012年的 177萬元·a-1,價(jià)值量減少了24.03%;調(diào)節(jié)氣候功能總價(jià)值量由2007年的121萬元·a-1提高到2012年的126萬元·a-1,價(jià)值量增加了4.13%;保護(hù)環(huán)境功能總價(jià)值量由2007年的8070萬元·a-1降到2012年的 7600萬元·a-1,價(jià)值量減少了5.82%;生物多樣性保護(hù)功能總價(jià)值量由2007年的15.7億元·a-1降到2012年的 12.9億元·a-1,價(jià)值量減少了17.83%;人文功能總價(jià)值量由2007年的5970萬元·a-1提高到2012年的1.72億元·a-1,價(jià)值量增加了85.95%。

    在5 a內(nèi),大通湖濕地的各項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能發(fā)生不同的變化,主要有以下幾點(diǎn)原因:①大通湖濕地的森林面積由2007年的123.4 hm2降到了2012年97.16 hm2,活立木蓄積量也有大幅度減少。森林蓄積量的減少,影響了濕地的固碳釋氧等功能,導(dǎo)致其價(jià)值量減小。②近年來,由于生態(tài)環(huán)境越來越差,加上人為因素的影響,使得大通湖湖底淤泥堆積,導(dǎo)致湖底上升。大通湖整體平均水深降低,湖泊的蓄水量明顯減少。③人類對(duì)大通湖環(huán)境的破壞,以及對(duì)一些珍稀動(dòng)物的誘捕,使得一部分珍稀動(dòng)物數(shù)量越來越少甚至滅絕。大通湖濕地的生物多樣性保護(hù)功能遭到嚴(yán)重影響,生物種類逐年減少。④作為洞庭湖的一個(gè)分支,大通湖濕地的科研價(jià)值越來越受到學(xué)界的重視,專家學(xué)者對(duì)大通湖的研究也越來越多。加上近年來,大通湖區(qū)政府對(duì)大通湖濕地公園的開發(fā),吸引了大批的游客前來旅游休閑,也增加了大通湖濕地的相應(yīng)功能的價(jià)值量。

    4 結(jié)論與討論

    1)利用Delphi法構(gòu)建了擁有一級(jí)指標(biāo)6個(gè),二級(jí)指標(biāo)14個(gè)的湖泊型濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,為大通湖濕地的生態(tài)服務(wù)功能評(píng)價(jià)提供了有力的基礎(chǔ)。

    2)2007年大通湖濕地生態(tài)服務(wù)功能總價(jià)值為18.7億元·a-1,2012年生態(tài)服務(wù)功能總價(jià)值為16.3億元·a-1,總價(jià)值量降低了12.83%。各生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值大小2007年為:生物多樣性保護(hù)功能>涵養(yǎng)水源功能>人文功能>保護(hù)環(huán)境功能>固碳釋氧功能>調(diào)節(jié)氣候功能,2012年為:生物多樣性保護(hù)功能>人文功能>涵養(yǎng)水源功能>保護(hù)環(huán)境功能>固碳釋氧功能>調(diào)節(jié)氣候功能。

    3)大通湖濕地生態(tài)系統(tǒng)在生物多樣性保護(hù)功能方面表現(xiàn)極其顯著,2007年生物多樣性保護(hù)功能太陽能值達(dá)到1.72×1021sej·a-1,能值貨幣價(jià)值為15.7億元·a-1,占總價(jià)值的84.0322%,2012年太陽能值達(dá)到1.42×1021sej·a-1,能值貨幣價(jià)值為12.9億元·a-1,占總價(jià)值的79.5292%。雖然總價(jià)值量有所下降,但是生物多樣性保護(hù)功能仍然是大通湖濕地最重要的一項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能。

    4)從體系各指標(biāo)來看,既綜合了前人關(guān)于濕地生態(tài)服務(wù)功能評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取,同時(shí)又排除了體系中各指標(biāo)內(nèi)涵交叉的情況,且構(gòu)建的指標(biāo)體系對(duì)于湖泊型濕地生態(tài)服務(wù)功能評(píng)價(jià)具有更強(qiáng)的針對(duì)性。是在能值分析法的基礎(chǔ)上對(duì)大通湖濕地生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)行評(píng)價(jià),從能源價(jià)值的角度來重新認(rèn)識(shí)人類與濕地生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系。從濕地的六大生態(tài)服務(wù)功能入手對(duì)濕地進(jìn)行評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)結(jié)果較為全面、嚴(yán)謹(jǐn),且根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果可以對(duì)不同類型的能量進(jìn)行比較,從而可以在同一個(gè)比較級(jí)的基礎(chǔ)上得出濕地各項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能的大小。但是,由于個(gè)別指標(biāo)難以找到準(zhǔn)確的能值計(jì)算公式,在一定程度上影響了計(jì)算結(jié)果的精確度。

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    Assessment of Wetland Ecosystem Services Value in Datong Lake Based on Emergy Analysis

    ZOU Limei,SUN Qian

    (GuizhouForestrySurveyandDesignCo.,Ltd,Guiyang550003,Guizhou,China)

    The articles built a ecosystem service function evaluation system of lake wetland by Delphi,and using emergy analysis method to evaluate ecosystem services in Datong lake in 2007 and 2012,respectively.The results show that the total value of ecological service function of Datong Lake wetland in 2007 was 2.04×1021sej·a-1,with a total value of 1.87 billion yuan·a-1,energy value in 2012 is 1.78×1021sej·a-1, total monetary value is 1.63 billion yuan·a-1, the total annual value decreased 12.83%.The function value of each ecological service in 2007 was:Biodiversity Conservation Function>Conservation Water Function>Human Function>Protecting Environment Function>Carbon Fixation and Oxygen Release Function>Regulating Climate Function;2012:Biodiversity Function>Humanistic Function>Water conservation function>Environmental protection function>Carbon fixation and oxygen release function>Regulating climate function.The value of biodiversity conservation function in 2007 was 1.57 billion yuan·a-1, accounting for 84.0322% of the total value, and the value of 2012 was 1.29 billion yuan·a-1, accounting for 79.5292% of the total value.Although the total value decrease,but the function of biodiversity conservation is still the most important ecological service function of Datong Lake Wetland.

    lakes wetlands;ecosystem services;emergy analysis;Datong lake

    10.13428/j.cnki.fjlk.2016.04.023

    2016-01-29;

    2016-04-04

    貴州省森林資源監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)科技創(chuàng)新人才團(tuán)隊(duì)(黔科合人才團(tuán)隊(duì)(2013)4007);貴州省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院森林生態(tài)監(jiān)測(cè)評(píng)估院士工作站(黔科合院士站(2013)4004)

    鄒麗梅(1989—),女,湖南邵陽人,貴州林業(yè)勘察設(shè)計(jì)有限公司助理工程師,碩士研究生,從事森林資源經(jīng)營管理研究工作。E-mail:841472075@qq.com。

    X171

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    1002-7351(2016)04-0104-07

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