保障粮食安全造成的生态价值损失评估模型及应用

粮食安全和生态安全是我国政府必须切实解决的关系到社会经济发展、人民生活质量提高和社会稳定的重大战略问题。借鉴前人的生态服务价值理论与评估模型的基础上,阐明了保障粮食安全造成的生态服务价值损失的内涵,并以理论分析为依据,分别构建了评估不同类型生态服务价值损失的模型,为了验证所构建模型的可操作性和实用性,以陕西省长武县为案例区,对其2008年保障粮食安全导致的生态价值损失进行了评估,在不同类型生态服务价值损失中,由于不同生态系统的合理转换引起的生态服务价值损失为22834.16×104元;如果将长武县所有粮食生产用地作为林地、草地、水体,与作为耕地相比,可为人们多提供的生态服务价值分别为:21963.30×104元、4095.04×104元、40678.82×104元;单位面积林地、草地、水体可以多提供的生态服务价值量,最高的是水体,为19682.34元/hm2,林地和草地分别为:10627.4元/hm2和1981.37元/hm2。     

乌鲁木齐山地草地生态系统服务价值变化评估——基于遥感与GIS

草地生态系统服务功能是指草地生态系统及其生态过程所形成和维持的人类赖以生存的自然环境及其有效性,中国干旱半干旱地区的草地退化严重制约着生态系统服务功能的。以乌鲁木齐市山地草地为研究靶区,利用遥感图像(Landsat TM/OLI)划分出7种不同草地类型并计算其生态系统服务价值(Ecosystem Service Values, ESV)。使用空间统计方法、网格分析、空间自相关等方法进一步分析研究区山地草地退化程度和ESV变化。结果表明:21年中,乌鲁木齐市草地生态系统服务价值呈现波动性下降趋势,年均减少0.27×10~7元。生态损失主要是由山地荒漠草地(7.44%)、山地荒漠草原草地(10.71%)、山地草甸草原草地(18.32%)和高寒草甸草地(40.69%)退化造成。单项生态系统服务价值中,草地对调节服务(土壤形成)和供给服务的贡献率较高。草地ESVs Moran平均值为0.869(1994—2015年),并且草地ESV与相邻网格(2 km×2 km)具有更高的空间相关性。草地ESV具有明显的空间分布特征,高ESV区基本上分布在南山山区,低ESV区主要分布在平原草地区,博格达山草地亚区呈现随机分布格局。研究区气候变化对草地的影响十分显著,平均气温、平均地表温度、湿度、蒸散量、降水量和风速对草地ESV变化均有一定的影响,过度放牧、不合理垦荒、药用植物过度开发、城市化等人为活动仍然是驱动草地退化的主要因子,因此亟需采取措施保育乌鲁木齐市山地草原生态系统。     

海州湾生态系统服务价值评估

参照千年生态系统评估的分类体系,并考虑污染等因素引起生态系统服务的退化,评估了海州湾生态系统的潜在和实际服务价值.结果表明,2005年海州湾的潜在服务价值为16.64×108元,平均单位面积海域的服务价值为1.90× 106元/km2.潜在服务价值中,供给服务、文化服务和调节服务分别占53.39％,35.48％和10.84％.考虑赤潮、食品中累积的污染物超标以及温室气体排放等因素造成的生态服务质量和数量的退化,2005年海州湾生态系统提供的实际服务价值为14.08×108元,平均单位面积海域的服务价值为1.61×106元/km2.实际服务价值中,供给服务、文化服务和调节服务分别占48.32％,41.94％和9.74％.海水富营养化和污染等因素导致的生态服务价值降低2.56× 108元,影响最大的是食品供给和气候调节服务.     

黑河中上游典型地区草地植被变化及其生态功能损失分析--以山丹县为例

以黑河流域山丹县1986年和2000年TM影像资料为主要数据源,运用遥感信息解译与地理信息系统技术,分析了研究区10多年来草地植被覆盖的时空变化。并参照Costanza等的生态系统服务功能的单位价值和谢高地等人的中国自然草地生态系统服务价值,初步估算退化型草地植被覆盖变化的生态损失价值,对草地植被覆盖变化给研究区生态系统宏观经济所造成的影响进行了分析研究。结果表明:在1986～2000年间,该区域草地植被覆盖总的变化趋势是草地、林地向其它类型转化,即草地植被覆盖总量在逐年减少。高、中、低覆盖度各类草地,分别减少达35％、9．9％和13．8％。草地植被覆盖类型也呈减少趋势,其中高覆盖度草地减幅最大,其次是低覆盖度草地和中覆盖度草地。草地植被利用过度或退化较为严重,生态环境将趋于恶化。由此导致草地生态系统宏观经济价值损失约9 466．8×104CNY／(km2·a)。     

差异化的生态公益林生态补偿标准——以北京市为例

生态补偿本质是生态系统服务的购买,因此生态补偿标准的制定必须基于生态系统所提供的生态服务价值。2004年开始,北京市逐步对生态公益林进行生态补偿,但补偿项目仍然采用了一刀切的标准制定模式。森林生态系统因树种和林龄的不同,提供的生态系统服务存在较大差异。另外,生态公益林所处的区域位置也决定着其生态系统服务价值发挥的稳定性和相对重要性,是生态补偿标准的制定中必须要考虑的因素。因而,有必要基于生态系统的生态服务价值量核算,并综合考虑生态系统的立地环境、区域定位和资源稀缺度因素,构建差异化的生态公益林生态补偿方案。依据该方案计算的北京生态公益林补偿标准范围在176元/hm~2到2168元/hm~2,其中延庆区和怀柔区的生态公益林补偿标准较高,中心城区和房山区的补偿标准较低。补偿标准的全市平均值为1265元/hm~2,与北京现行山区生态林生态补偿项目的补偿标准相当。构建的公益林生态补偿标准,体现了生态系统的生态服务价值以及生态服务的区位相对重要性差异,为动态化、多元化的公益林生态补偿方案建立提供了可能。     

藏北草地退化与生态服务功能价值损失评估——以申扎县为例

藏北草地是我国重要的畜牧业生产基地和生态安全屏障。基于遥感和GIS技术,利用1990、2000、2010年3期不同时相的TM、ETM+和CEBERS遥感影像,对申扎县草地资源退化状况进行了遥感监测,并采用生态经济学评估模型对草地生态系统8个方面的服务功能价值损失进行了评估测算。结果表明:1990—2010年,申扎县草地退化面积增加了47.40×10~4hm~2,生态系统服务功能价值损失高达5.20×10~8元;其中1990—2000年,草地退化较严重,该时段也是生态系统服务功能价值损失较多的时期;2000—2010年,草地退化趋势变缓。藏北草地提供生物量价值仅约占生态系统服务功能总价值的7.0%,草地生态服务功能远大于其提供的生物量价值,因此必须从生态服务功能的的理念出发去经营草地,从而实现草地的可持续发展。     

森林生态系统服务价值及其补偿校准——以马尾松林为例

森林补偿资金分配与生态系统服务脱钩,是长期以来制约森林生态保护制度发挥作用的关键因素。建立森林生态保护成效与资金分配挂钩的激励约束机制,对于完善生态补偿制度、保障国家生态安全具有重要意义。以马尾松林为例,运用野外调查、实验室实验等方法,精准计量评价马尾松林的固碳、水源涵养、固土保肥、生物多样性等4种主要生态系统服务;以皮尔(R.Pearl)生长曲线为基础构建生态补偿算法,测算基于生态系统服务价值的马尾松林补偿标准。第一,马尾松林生态系统服务价值为10335.86—16358.06元hm~(-2)a~(-1),固碳价值为165.93—521.03元hm~(-2)a~(-1),水源涵养价值为5024.47—11788.30元hm~(-2)a~(-1),固土保肥价值为3597.84—6405.04元hm~(-2)a~(-1),生物多样性价值为178.57—1346.15元hm~(-2)a~(-1)。第二,固碳价值、固土保肥价值在空间上呈现出随纬度增加而减小的格局,水源涵养价值、生物多样性价值与前两者分布格局相反。植被类型、经营方式影响马尾松林生态系统服务价值,混交林生态系统服务价值大于纯林,间伐补植的马尾松林生态系统服务价值高于皆伐后营造的林分。第三,马尾松林生态系统服务补偿标准为0.15×10~3—1.43×10~3元hm~(-2)a~(-1),大小主要受生态系统服务单价影响。本研究为森林生态系统服务精确计量评价、森林生态系统服务补偿标准的确定提供科学量化的依据。     

中国草地生态系统服务功能间接价值评价

草地是我国陆地面积最大的生态系统类型 ,对维持我国自然生态系统格局、功能和过程具有特殊的生态意义。目前 ,草地退化导致的区域生态问题越来越突出 ,评价我国草地资源生态服务功能的经济价值 ,尤其是其潜在的生态调节功能和生命支持功能的价值 ,对于制定合理的区域生态保护和经济开发决策、保护和恢复草地生态系统具有重要意义。构成草地生态系统服务功能间接价值的功能指标主要包括侵蚀控制、截留降水、土壤 C累积 (气候调节 )、废弃物降解、营养物质循环、空气质量调节、文化多样性和生境提供等。本研究选取其中的侵蚀控制、截留降水、土壤 C累积、废弃物降解、营养物质循环和生境提供 6类功能进行了评价 ,基于服务功能机制对其物质量评价方法进行了探索 ,并在此基础上对其生态经济价值进行了评价 ,得出我国草地生态系统 6类服务功能的年生态经济价值分别为 2 2 8.2 1× 10 8、6 92 .0× 10 8、6 5 75 .0 6× 10 8、2 2 8.35× 10 8、832 .6 2× 10 8和2 4 6 .77× 10 8元人民币 ,6类功能的总价值为 880 3.0 1× 10 8元。研究结果表明 ,草地生态系统除为社会提供直接产品价值外 ,还具有巨大的间接使用价值 ,而且这种价值对人类的贡献与提供产品本身同样重要。今后草地生态系统服务功能及其价值评价     

藏北高寒草地生态补偿机制与方案

根据藏北那曲高寒草地的生产力、季节放牧重要性、生态服务价值、生态环境敏感性,构建了基于草地亚类的功能分区模型,从空间上将高寒草地划分为适度生产功能区、减畜恢复功能区和禁牧封育功能区,据此构建了基于高寒草地功能分区的分级生态补偿模式,设计了高寒草地生态补偿的组织管理体系及流程、生态补偿的损益评估机制和约束奖惩机制;提出了针对不同功能区的生态补偿方案.根据藏北那曲高寒草地功能分区结果和不同功能区生态补偿内容和目标,确定生态补偿周期为5a,核算出适度生产功能区、减畜恢复功能区和禁牧封育保护功能区分别需要补偿资金19.4亿元、15.77亿元和0.6亿元,每年分别需补偿资金3.88亿元、3.16亿元和0.12亿元,5a全区共需补偿资金35.77亿元,年需7.16亿元.通过对高寒草地的功能分区分级生态补偿,对提高高寒草地的生态保护能力,增加牧民的经济收入,促进藏北高寒草地生态系统的可持续发展具有重要的理论和实践意义.     

基于生态系统服务付费模型的福州市区域生态补偿额度核算

区域生态补偿额度的确定和空间选择是横向转移支付生态补偿机制研究的关键问题。本研究以福州市12区县为基本研究单元,通过核算2015和2018年福州市各区县森林、草地、湿地、农田和海洋五大生态系统的生态功能价值,结合当地经济发展状况,构建生态补偿模型,确定了福州市各区县不同生态系统的生态补偿额度及空间分布。结果表明: 2015—2018年间,生态支付额度最大的地区为鼓楼区(363.84亿元),其次为马尾区、仓山区和晋安区,分别为78.09、69.74和66.69亿元,罗源县和台江区的支付额度较小,分别为29.42和19.03亿元。需要生态补偿的区域中,连江县和长乐区的补偿额度较高,分别为251.20和202.61亿元,其次为永泰县(125.70亿元),再次为闽侯县、福清市和闽清县,补偿额度在100亿元以下。不同生态系统类型的生态补偿区域分布不同,其中,永泰县、闽清县、闽侯县、连江县和罗源县是森林、草地、湿地和农田生态系统的主要生态补偿区,森林、草地、湿地和农田的补偿额分别在24.24～313.79、11.81～207.08、10.15～454.93和57.80～239.54亿元;海洋生态系统的补偿区主要在连江县、长乐区和福清市,补偿额在82.16～478.54亿元。该结果较好地反映区域生态与经济协调发展状况,可为福州市生态补偿机制的完善提供参考。     

基于机会成本法的海洋保护区生态保护补偿标准

建立海洋保护区已被公认为维持海洋生物多样性和防止海洋生态环境恶化的重要途径,而合理实施生态保护补偿是确保海洋保护区建设和管理成效、促进区域经济发展机会公平的关键手段。以土地、海域为载体,从机会成本补偿的角度出发,分别设置了机会成本补偿基数、区域调整系数、分区补偿系数和开发限度补偿系数,构建了海洋保护区生态保护补偿标准测算方法,并选取全国8个省(市)14个国家级海洋自然保护区开展了实证分析。结果表明:2015年案例区的机会成本补偿测算结果介于0.66×10~4—10.69×10~4元/km~2之间,河北昌黎黄金海岸国家级自然保护区和天津古海岸与湿地国家级自然保护区的补偿金额显著高于其他保护区,分别为10.69×10~4元/km~2和10.47×10~4元/km~2,相比之下,其余12个保护区的平均补偿金额为1.70×10~4元/km~2。     

扎龙湿地生态系统服务价值评价

从避免重复计算的角度出发,将湿地生态系统服务分为最终服务和中间服务两部分,以最终服务的价值作为湿地生态系统服务的总价值。以扎龙湿地为例,其最终服务包括物质生产、土壤保持、水质净化、气候调节、固碳、调蓄洪水、大气调节、休闲旅游、科研教育和授粉服务,中间服务包括净初级生产力、营养循环、涵养水源、地下水补给和生物多样性维持服务,采用市场价值法、替代成本法和旅行费用法等生态经济学方法对扎龙湿地的生态系统服务进行了评价。结果表明,2011年扎龙湿地生态系统服务总价值为679.4亿元,中间服务价值为471.5亿元,各项最终服务的价值大小为气候调节调蓄洪水大气调节固碳休闲旅游授粉服务物质生产水质净化科研教育土壤保持。扎龙湿地不仅是重要的蓄洪区和泥碳储存地,在区域气候调节方面也起着巨大的作用。针对扎龙湿地的管理,应该保护和恢复湿地面积,同时注意适当的增加旅游。     

京津冀地区生态系统服务时空变化及驱动因素

京津冀地区地处蒙古高原向华北平原过渡地带,是华北平原关键的生态屏障,在区域生态安全格局上具有重要的地位。结合地面观测、遥感监测、模型模拟和GIS空间分析技术,构建了一套京津冀地区生态系统关键服务的生态本底图谱,分析和评估了京津冀地区生态系统结构与防风固沙、水源涵养、土壤保持等关键服务的时空变化特征,并对气候变化和生态工程等驱动因素进行了讨论。结果表明:(1)京津冀地区生态系统类型以农田为主,占全区面积的49.7%。2000—2015年,聚落面积明显增加,农田面积大量减少,森林、草地、水体与湿地面积微弱减小。(2)多年平均生态系统防风固沙量、水源涵养量和土壤保持量分别为5.61×10~8 t、74.58×10~8 m~3、7.98×10~8 t,燕山-太行山森林生态区的生态系统关键服务量最高,西北草原生态区其次,京津唐和华北农业生态区较低。(3)2000—2015年,防风固沙量、水源涵养量均呈不显著上升趋势,增幅分别0.11 t hm~(-2) a~(-1)、0.03×10~4 m~3 km~(-2) a~(-1);土壤保持量呈显著上升趋势,增幅为1.08 t hm~(-2) a~(-1)。森林生态区各生态系统服务量均呈上升趋势(部分地区P0.05);草原生态区的防风固沙量呈不显著下降趋势,其他服务量整体变化幅度较小;京津唐农业生态区和华北农业生态区东部的防风固沙量呈极显著下降趋势,土壤保持量整呈不显著上升趋势。(4)研究区生长季气候趋于暖湿,叠加实施了多项重点生态修复工程,显著提高了区域植被覆盖度,进而提升了生态系统服务量。而在城市化发展过程中,建设用地不断扩张,导致部分农业生态区植被覆盖度下降,生态系统服务量有所降低。     

生态修复项目成本-效益动态评估

生态系统服务价值评估是全球生态学和经济学研究的热点领域,然而,多数学者在开展生态系统服务价值估算时忽略了生态系统在提供服务时所需要的成本或者仅仅计算了部分成本;生态系统服务净价值评估方法虽然对生态系统服务价值评估方法进行了改进,但没有考虑生态修复项目实施前和实施后土地景观变化引起净价值的变化,获得的结果只能反映土地利用的静态效益,不能反映生态修复项目引起土地变更的成本-收益动态变化。因此,构建基于生态系统服务和投入产出相结合的生态修复项目成本-效益动态评估新方法,是生态修复研究领域的重要科学问题。为了弥补这一领域的不足,该研究构建了生态工程成本-效益动态评估新方法,并以三北防护林、天然林保护、退耕还林工程为研究案例,验证了这一评估方法。结果表明,与项目实施前相比,三北防护林、天然林保护、退耕还林工程每年增加的净收益分别为 461.7×10⁹、2930.5×10⁹、530.1×10⁹ 元,收益率分别为29.3%、328.9%、77.0%。六种典型生态修复措施中退耕地种植经济林、荒地种植经济林和天然植被恢复能够在每个省产生净收益,荒地造林、飞播造林和退耕还林的实施会在部分地区产生损耗。依据成本-效益动态评估方法核算的结果可以帮助政府部门选择最佳土地利用和保护措施,最大限度地提高生态修复项目的生态经济效益。由于不同地区社会经济条件和资源禀赋存在较大差异,尊重区域差异因地制宜的生态修复非常必要。     

贵州草海湿地生态系统服务价值评估

贵州草海是中国三大高原淡水湖泊之一,其湿地生态系统能给人类提供产品和服务,为社会可持续发展提供基础,由于其价值没有被量化,人们对其重要性缺乏直观认识,导致了湿地的不合理开发及利用。根据草海湿地的特征,运用市场价值法、影子工程法、问卷调查法等定量评估了2010年草海湿地生态系统最终服务价值,包括供给服务、调节服务和文化服务。结果表明,草海湿地生态系统服务总价值为4.39×108元,其中供给服务价值为0.74×108元,调节服务价值为1.14×108元,文化服务价值为2.51×108元;所计算的10项服务按其价值大小排序为:休闲娱乐生物多样性与景观资源保护水资源供给调蓄洪水气候调节补给地下水大气组分调节原材料生产水质净化食物生产;单位面积服务价值为16.40×104元/hm2,是2010年贵州省威宁县单位面积GDP产值的16.91倍。从研究结果来看,草海湿地生态系统服务价值较大,为草海湿地的管理及保护提供了一定参考依据。     

不同视角下基于InVEST模型的流域生态补偿标准核算——以渭河甘肃段为例

补偿标准是生态补偿项目研究的核心内容。为提高补偿标准的可操作性,以渭河干流甘肃段为研究区,基于流域生态补偿标准范围界定,在考虑耕地向多种林地转化情况下采用In VEST模型和加权法核算流域新增生态服务量,并以新增生态服务价值为补偿上限,农户机会成本为补偿下限,先从国家新一轮退耕还林政策导向视角,探讨15°—25°和25°以上坡耕地退耕还林的差异化补偿标准。再从利益公平分配视角,耦合机会成本投入与生态系统服务产出,探讨生态补偿净收益不同地区的差异化补偿标准。结果表明:(1)渭河干流甘肃段退耕还林,生态补偿标准范围为146.39—481.98万元km~(-2)a~(-1)。(2)重要水源地一级保护区和保留区迎水面15°—25°坡耕地全部退耕还林需补偿金额13.95—33.55亿元。25°以上坡耕地全部退耕还林需要补偿金额12.96—28.35亿元。(3)各县/区比较,退耕还林净收益麦积区最大,陇西县最小。其生态补偿范围分别为202.23—727.92、96.99—136.53万元km~(-2)a~(-1)。     

中国农业昆虫生态调节服务价值估算

昆虫是生物多样性最丰富的物种类群,其在维持生态系统功能,维系并保持着自然界的生态平衡,满足人类需求中的具有重要作用。讨论了昆虫生态服务价值的定量估算方法,基于2007年统计数据,计算了我国农牧业生产中昆虫传粉功能、天敌昆虫控害功能和分解作用的服务价值。结果表明,昆虫在我国农业生产中传粉服务价值为6790.30×108元,占其当年农作物生产总经济价值的54.05%;天敌昆虫的控害服务价值为2621.00×108元,占其当年重要作物总经济价值的9.09%;分解昆虫(甲虫)对牧场牛羊排泄物的分解作用的价值远超过90.84×108元。由此估计出了我国2007年农业昆虫生态调节服务总价值超过9502.14×108元,相当于当年国内生产总值GDP的3.7%。显示昆虫所产生的生态调节服务价值,与我国森林或草地生态系统的直接和间接服务价值处于同一数量级,同样具有巨大的经济价值。为保护与利用昆虫生物多样性,发挥其生态服务功能奠定了基础。     

江苏省陆地和生态红线区域生态系统服务价值

生态红线是最为关键的生态保护区域边界,是生态安全的底线。以2013年江苏省划定的生态红线区域为研究对象,在土地利用现状分析的基础上,对生态系统服务价值进行了评价。结果显示:江苏省陆域生态红线区域的生态系统服务价值为564.15亿元/a,占全省陆地生态系统服务总价值的48.69%,其中水体的生态系统服务价值最大,占生态红线区域的比例高达78.34%;生态红线区域的土地平均生态系统服务单位面积价值为2.47万元/hm~2,是全省平均的2.18倍,其中湿地最高,生态系统服务单位面积价值达5.55万元/hm~2,是全省平均的4.89倍,其次是水体、林地和草地;在已划定的生态红线区域中,各类生态系统占全省相应土地类型的面积比例排序与生态系统的单位面积价值排序完全一致,显示出生态系统类型的单位面积价值越大,受保护的程度越高。