生态系统服务功能非货币量核算研究

区别于价值量核算方法,基于生态热力学的环境核算方法从物质计量角度开展环境核算,以期打破大多数以人类为中心框架下的经济学方法,而新的方法框架进一步关注对人类及生态有益的生态服务的价值,即不忽视自然界提供的无关人类的相关服务功能。综述了基于生态热力学的环境核算理论基础,从禀赋价值视角重新解读了社会经济系统,从更深层次明确了"当前的"自然资产和生态服务实际是生态系统对资源使用的一种努力和结果,其"过去的"生态过程经历了长时间"试错和优化"。以美国森林生态服务功能案例研究展现了基于生态热力学的生态服务功能核算方法与基于支付意愿的市场价值核算方法与异同,并提出了使用能值方法进行生态系统服务功能核算的六大步骤。最后,针对近期能值方法的改进,给出四点发展展望:1)能值基准的不断更新夯实了生态系统服务功能非价值量核算的基础;2)已有大量能值分析在生态资产和生态服务功能应用案例可为今后的研究提供方法参照和比较的可能;3)生态服务功能价值量和非价值量的差异的根源在于从人类中心论到生态中心论的环境伦理观的转移;4)从生态热力学的视角研究生态服务功能为从能量的角度提出环境税确立了可能性。本研究建议采用双重核算方法,即类似于金融会计中使用的方法一样,用能量来记录环境负债,并建立一个货币化的资产负债表说明经济情况及环境对经济生产的贡献。     

海河流域森林生态系统服务功能评估

森林生态系统在流域中发挥着极其重要的生态作用,为流域发展提供着巨大的服务功能。本研究根据生态系统服务功能的内涵,建立了流域森林生态系统服务功能评价指标体系,利用市场价值法、影子工程法和生产成本法等,定量评价了海河流域森林生态系统服务功能的经济价值。结果表明：海河流域森林生态系统总价值2349.4亿元,其中直接价值358.7亿元,间接价值1990.7亿元。从不同的服务功能类型来看,其价值量大小依次为：涵养水源>固碳释氧>环境净化>提供产品>土壤保持>营养元素循环;从不同的森林类型来看,其价值量大小依次为：松柏类>灌丛>栎类>桦木类>混交林>杨树类>松杉类。但是从各种森林类型单位面积价值量来看,大小依次是：松杉类>松柏类>桦木类>混交林>栎类>杨树类>灌丛。从研究结果来看,海河流域森林生态系统服务功能价值巨大,该结果有利于加强人们对森林生态系统的认识,可以为流域生态系统管理、生态保护和生态补偿提供依据。     

国家公园生态系统生产总值核算——以海南热带雨林国家公园为例

海南热带雨林国家公园拥有我国最具代表性、连片面积最大的热带雨林,生态产品丰富,在开展国家公园生态产品价值实现机制探索上具有得天独厚的优势。本研究基于《陆地生态系统生产总值(GEP)核算技术指南》框架,构建符合热带雨林国家公园特色的GEP核算体系,对2019年海南热带雨林国家公园GEP进行核算。结果表明: 2019年,海南热带雨林国家公园GEP为2045.13亿元,单位面积GEP为0.46亿元·km^-2。其中,物质产品价值为48.50亿元,占国家公园GEP总量的2.4%;生态系统调节服务价值为1688.91亿元,占82.6%;文化服务价值为307.72亿元,占15.0%。从不同生态系统类型来看,以山地雨林、低地雨林、落叶季雨林、热带云雾林等为代表的热带雨林生态系统的单位面积价值量远高于人工林及其他生态系统,表明热带雨林生态系统在提供生态系统服务功能方面具有显著作用。此外,本研究还基于国家公园GEP核算结果,提出进一步探索生态产品价值实现路径和实现机制的相关建议。     

湖南省优势树种森林资源资产负债表编制研究

选取湖南省2016年优势树种森林资源为研究对象,核算了林地、林木、生态服务、森林资源负债与净资产的价值。根据核算结果编制了森林资源资产负债表。结果表明,2016年优势树种林地总价值4938.00亿元,较上年增长12.84%,其中杉木、阔叶林和马尾松林地价值合计占比达91.86%。林地单位面积价值为54797.23元/hm~2。林木账面价值达到3385.06亿元,较上年增长2.19%。其中阔叶树、杉木和马尾松林木账面价值占总价值比重为95%;单位面积平均价值为37564.15元/hm~2。2016年生态服务价值3304.39亿元,较上年增长2.36%,单位面积生态服务价值36669元/hm~2。各生态服务价值在总价值中占比在1.81%(积累营养物质)到25.68%(涵养水源)之间。征占林地等4类森林资源损害因素共计减损森林面积和蓄积分别为1.35万hm~2和48.77万m~3。因此造成的森林资源负债金额由高到低依次为征占林地(618.26亿元)森林火灾(505.48亿元)乱砍滥伐(236.65亿元)毁林开荒(67.12亿元)。林地资产、林木资产和生态服务价值占森林资源总资产价值的比重分别为42.47%、 29.11%和28.42%。森林资源资产负债率为0.26%,资本积累率为6.50%。     

生态系统价值在政策制度设计中的应用——以福州市为例

在探索生态系统价值可复制、可推广、可示范的核算模式的基础上,如何合理应用生态系统价值核算结果、形成生态系统价值政策制度应用体系、促进生态系统服务价值由“核算值”向“政策点”转化是目前亟待解决的问题。本研究以福州市经济生态生产总值(GEEP)和生态系统生产总值(GEP)核算为切入点,对GEEP进行指标筛选,并计算绿金指数和单位面积价值量,分析其在政策制度设计中的应用模式。结果表明: 污染物吸收量、物种保育更新能值、湿地重度威胁面积占比、空气负氧离子释放量、耕地占用率、海洋围填海面积占比、固碳量、释氧量、草地覆盖变化率、海岸防护面积、固体废弃物环境退化成本是显著影响福州市GEEP核算结果的指标;福州市2015和2018年绿金指数分别为1.59和1.23,均高于全国水平;福州市各生态系统单位面积价值量大小依次为湿地生态系统＞森林生态系统＞农田生态系统＞草地生态系统＞海洋生态系统。基于福州市GEEP影响因素和绿金指数、单位面积价值量,本研究构建了福州市生态系统价值核算结果“进决策、进规划、进考核、进监测”的管理制度和模式,为我国形成助推生态文明建设的长效机理机制提供了理论依据。     

山东省农田防护林生态系统服务功能价值核算

研究农田防护林生态系统服务功能价值对于区域经济的发展和生态环境的保护具有重要意义。运用市场价值法、机会成本法、影子价格法等,对山东省2001和2005年农田防护林生态服务功能价值进行了核算。结果表明:2001和2005年农田防护林生态服务功能的总价值分别为95.83亿元和124.97亿元,各项生态服务指标的价值顺序为保育土壤>作物增产>生物多样性保护>固碳供氧>净化空气;生态服务的总价值年均增加7.29亿元,其中保育土壤的价值增加最大为3.23亿元,其余依次是作物增产、生物多样性保护、林产品、固碳供氧、净化空气,增加价值分别为2.19、1.25、0.56、0.05、0.01亿元。因此,农田防护林具有的生态服务功能价值是巨大的,应该尽快建立生态服务市场补偿机制和完善生态服务功能价值评估方法,促进农田防护林从生态型向生态经济型转变。     

黔东南苗族侗族自治州生态保护成效评估

评估一定时期内自然生态系统调节服务功能价值的变化,可体现区域生态保护的实施成效。贵州省黔东南苗族侗族自治州位于我国西南喀斯特地区,森林覆盖率高,是长江、珠江上游的重要生态屏障。以黔东南州为案例,构建了基于生态系统生产总值的评估指标体系,并运用生态系统调节服务价值核算的技术方法,探讨了将生态系统生产总值核算应用于生态保护成效的评估。结果显示,黔东南州2010年生态系统生产总值调节服务价值为2238.78亿元,是当年GDP的7.16倍;重点生态功能区县的单位面积和人均调节服务价值均高于非重点生态功能区县。2000—2010年,黔东南州生态系统生产总值调节服务价值以不变价计算增幅为2.26%;非重点生态功能区县的增幅高于重点生态功能区县。研究表明,生态系统调节服务价值核算可以直接反映黔东南州一定时期的生态环境状态和变化,体现生态保护建设工程综合实施效果,为黔东南州后续生态保护建设提供科学依据。     

北京市平谷区生态系统服务价值动态

以北京市平谷区1995年和2004年土地利用/覆被数据为基础,利用中国不同陆地生态系统单位面积生态服务价值表对平谷区生态系统服务价值进行了动态分析.结果表明：平谷区生态系统服务价值由1995年的3.291×10⁹元减少到2004年的3.044×10⁹元,变化幅度为-7.50%;耕地和水域面积的减少是该区生态系统服务功能丧失的最主要原因;研究区水域生态系统单位面积生态服务价值量最大,森林生态系统对平谷区生态系统服务价值的贡献最大;该区生态系统服务价值动态变化凸显出研究区土地利用结构的不合理性,应加大研究区森林、农田和水域面积的比重,严格控制耕地向建设用地的转化.作为北京市的应急水源地和生态涵养区,今后须加强对平谷区生态和环境保护力度,促进其经济社会可持续发展,以保障首都水资源和生态的安全.     

基于生态系统服务价值与粮食安全的生态安全底线核算

河北省沿海经济的快速发展导致滨海土地利用结构快速转变,威胁土地生态安全.针对性核算滨海土地生态系统服务价值并测算生态安全底线可为区域生态保护和修复提供依据.本文以河北省东南部黄骅市为研究区,科学地选择生态安全与粮食安全的结合点、设计结合通道并创建结合方式,利用生态系统服务价值和粮食安全标准进行生态安全底线测算.结果表明： 2011年,研究区各地类单位面积生态系统服务价值大小依次为： 湿地＞水域＞园地＞耕地＞草地＞其他土地＞盐田＞盐碱地＞建设用地;各单项生态系统服务价值贡献率从大到小依次为： 养分循环＞水源涵养＞娱乐文化＞物质生产＞生物多样性维持＞气体调节＞气候调节＞净化环境;单位面积耕地粮食产量底线为0.21 kg·m^-2,粮食产值底线为0.41 元·m^-2,单位面积土地生态系统服务价值底线为21.58 元·m^-2,研究区土地生态服务总价值底线值为42.44亿元;2081年研究区生态安全达到底线,以人为主体的生态系统将濒临崩溃.根据生态安全状况,黄骅市可分为生态核心保护区、生态缓冲区、生态恢复区和人类活动核心区.     

长白山森林生态系统服务功能

长白山森林生态系统是亚洲东部最典型的、保存最完好的温带山地森林生态系统, 对维持松花江、鸭绿江和图们江三大流域生态系统的结构和功能具有重要的作 用. 采用物质量和价值量相结合的评价方法, 对长白山北坡森林生态系统的生态旅游、森林林副产品、木材、涵养水源、水土保持、净化空气、营养元素循环等服务价值及其总体服务价值进行了评估及动态分析. 结果表明, 1999年服务功能价值达3.38 ´ 10⁸万元. 涵养水源服务价值是长白山森林生态系统服务价值的主要部分, 占66%, 涵养水源和净化空气作为森林生态系统最重要的生态功能, 其服务价值占总服务价值的80%, 而木材生产的服务价值仅占总价值的7%. 由此可见, 木材生产并不是森林生态系统服务价值中的主要部分, 充分发展长白山森林生态系统其他的生态功能, 才是发挥其生态系统服务价值的最佳途径.     

京津唐城市生态系统能值比较

运用能值(emergy)分析方法,以京津冀地区的北京、天津、唐山为研究对象,建立了复合生态系统与可持续发展的能值指标,对3个城市1991～2005年自然环境与社会经济可持续发展状况进行了比较分析.研究结果表明:1991～2005年期间,由于北京、天津的本地资源能值对经济发展的驱动力不足,城市发展对外部输入能值的依赖程度越来越高;北京、天津、唐山社会子系统的能值指标均呈上升趋势,城市居民生活水平和经济发展水平不断提高;北京经济子系统的各项指标均优于天津和唐山,但环境子系统和能值可持续指标体现出,北京的环境压力最大、可持续发展能力低于天津和唐山.在此分析基础上,对北京、天津、唐山的可持续发展提出了几点建议,为制定城市发展策略和产业调整提供科学依据.     

栽植生姜对不同种植模式下紫色土微生物生物量及水解酶活性的影响

研究了岷江下游紫色丘陵区玉米+红薯间作、大豆单作、生姜连作、水稻-紫云英轮作等4个典型种植模式下栽植生姜后土壤微生物生物量碳、氮、磷含量和水解酶活性的变化特征.结果表明： 栽植生姜显著降低了4个种植模式下土壤微生物生物量碳、氮和磷含量,但各种植模式之间存在较大差异.其中,玉米+红薯间作和水稻-紫云英轮作模式下土壤微生物生物量碳、氮的下降幅度明显低于大豆单作与生姜连作模式,但土壤微生物生物量磷下降幅度明显较高.栽植生姜显著降低了土壤酸性磷酸酶活性,其下降幅度以玉米+红薯间作模式最大,水稻-紫云英轮作模式最小;土壤转化酶活性在生姜连作模式下显著降低;土壤脲酶活性在大豆单作、生姜连作和水稻-紫云英轮作模式下均显著降低.相对于其他模式,栽植生姜使玉米+红薯间作模式下的土壤维持了较高的转化酶和脲酶活性.     

京津冀地区水源涵养价值流动分析及生态补偿额度

科学测算生态补偿额度是推进生态补偿落实、实现区际经济与生态保护协调发展的重要基础。以京津冀为研究区,应用InVEST模型及影子工程法定量测算2005年、2010年和2018年的区域水源涵养服务价值量,利用生态系统服务供需比识别水源涵养价值输出区,运用断裂点公式和场强模型分析价值流动的时空特征,并基于价值转移量和地理探测器探测的主导因子构建水源涵养生态补偿模型,计算了京津冀各县（区）的水源涵养服务补偿额度。结果表明：（1）2005年、2010年和2018年京津冀地区水源涵养服务价值分别为19.4×10⁸元、40.2×10⁸元和47.8×10⁸元,林地对水源涵养价值增加起着至关重要的作用。（2）各流域内水源涵养服务价值输出区主要分布在太行山脉、燕山山脉和坝上高原地区,且输出区数量呈增加态势。（3）2005年、2010年和2018年各流域水源涵养流入到消费区的价值的高值区变化较大,主要发生在滦河山区、北三河山区、大清河山区和永定河册田水库至三家店区4个流域内,低值区的分布则变化较小;但受森林覆盖率、水系以及地形的影响,水源涵养服务价值转移量总体呈增加趋势。（4）基于水源涵养生态补偿模型,得到京、津、冀三地支付金额比例为2.04：1.61：1,各县（区）需支付补偿金额在0-340.95万元;而京、津、冀三地受偿金额比例为1：0：1.87,各输出区的受偿金额则在0-545.75万元之间。     

基于土地利用的博斯腾湖流域生态系统服务价值时空变化

探讨土地利用变化及其对生态服务功能价值影响，是促进流域生态环境保护和资源合理配置的重要理论依据和决策支持。采用改进的生态系统服务价值评估、热点分析等方法探究了博斯腾湖流域1995-2018年土地利用变化与生态系统服务价值时空（ESV）演变。结果表明：（1）流域旱地、建设用地面积持续增加；荒漠、草甸、湿地、水域、灌木面积呈现波动增长趋势；裸地、草原、冰川积雪、阔叶、针叶面积呈现波动下降趋势。（2）流域23年间ESV呈减小-增大-减小-增大的波动增大趋势，调节服务和支持服务构成流域ESV主体。水域、草甸和草原是流域ESV变化主要的贡献因子和敏感因子，其中水域和草甸为正向贡献因子；草原为负向贡献因子。（3）流域ESV总体空间分布呈"北偏高，南偏低"，唯一高值集聚区（博斯腾湖）点缀在低值区的格局，ESV南北空间差异明显；研究区年平均湿地和水域面积之和仅占总面积的3.61%，主导着整个流域生态系统服务价值的变化，是流域环境保护和生态建设的重心。（4）流域生态系统服务价值热点区域变化不大，冷点区域面积大且呈缩减趋势。流域北部的ESV空间演变较为显著，其原因是荒漠和裸地、草原和草甸等自然生态系统转换频繁。研究区南部的绿洲区的扩张使得局部冷点区转为次冷点区。     

京津冀城市群生态网络构建与优化

生态安全是人类生活的基本保障,快速城镇化致使大型生态源地破碎化、岛屿化,生态环境问题日益严重。构建生态网络不仅能加强生态源地间的连通性,完善生态功能,还能提高生态系统的综合能力,改善恶化的生态环境问题。以京津冀为研究区,基于地理空间分析技术确定京津冀生态源地,对研究区内的林地、湿地、草地,结合生态红线等进行区域叠加从而完成源地提取;基于最小成本路径方法,考虑土地利用及高程影响因子,提取京津冀城市群生态廊道,分析统计廊道分布情况;结合重力模型与重要生态源地连通性筛选出京津冀重要生态廊道,叠加现有国道、河流构建生态网络,对重要生态节点进行分析。研究结果表明,生态源地面积占研究区总面积比例为21.76%,林地、湿地、草地面积占总生态源地面积分别为82.78%,11.05%,6.17%;不同地貌区域生态源地类型不同,林地主要分布在山区,湿地主要分布在平原区域,草地主要分布在研究区西北部;景观成本值平原区域高于草原和山区,北京、天津、石家庄城区及周边景观成本值最高;采用最小成本路径模型提取廊道579条,其中张家口、承德区域生态网络较好,平原区域生态源地及生态节点缺失较为严重。最后,对北京、天津、白洋淀、衡水湖等重点生态区域提出修复和保护意见,为京津冀城市群发展提供参考。此外,本研究对其他地区生态网络的构建提供理论依据与技术支持。     

三峡库区森林土壤大孔隙特征及对饱和导水率的影响

土壤大孔隙是土体内孔径较大能优先传导水分的根孔、洞穴或裂隙,大孔隙内优先流的产生是土壤水分运动研究由均衡走向非均衡的标志。利用原状土柱的水分穿透试验,对三峡库区山地不同林型覆盖下土壤的大孔隙结构进行了研究,分析了温性阔叶林棕壤、针阔混交林黄棕壤、暖性针叶林黄壤及弃耕草地剖面内大孔隙的剖面分布特征及其对土壤饱和导水率的影响。结果表明:研究区内森林土壤的大孔隙当量孔径在0.3—3 mm之间,占土壤总体积的0.15%—4.72%。大孔隙中孔径0.3—0.6 mm的大孔隙密度最大,占大孔隙总数量的72.2%—90.4%;而孔径1 mm的孔隙仅占大孔隙总数量的1.26%—8.55%。土壤大孔隙密度和大孔隙面积比的顺序为:温性阔叶林棕壤针阔混交林黄棕壤针叶林黄壤弃耕坡地。各孔径段的大孔隙密度在不同样点均呈现A层-B层-C层逐渐减小的趋势,大孔隙密度与有机质含量呈显著正相关关系。土壤饱和导水率与不同孔径大孔隙的密度、面积比均成显著正相关关系,孔径1mm的大孔隙仅占大孔隙总数量的1.26%—8.55%,但决定了饱和导水率84.7%的变异。此外,森林土壤饱和导水率与各土壤层的有机质含量成显著正相关关系,有机质的增多有利于改善土壤的入渗性能。     

基于环境星与MODIS时序数据的面向对象森林植被分类

林区地形复杂、植被分布无序,且森林植被光谱信息相近,因而森林二级类型边界的确定成为土地覆盖遥感分类的难点。选择吉林省东部山区为研究区,以环境星影像(HJ-1 CCD)和中等分辨率成像光谱仪(MODIS)时序数据为基础,采用面向对象的分类方法进行森林植被类型的提取。分类特征参数主要选取了HJ-1 CCD的光谱和纹理特征,以及MODIS时序数据的物候特征。研究区总体分类精度为91.5%,Kappa系数为0.88,森林二级类型的分类精度均较高,其中落叶阔叶林的制图精度达到了97.1%。所用的面向对象分类方法与未加入物候特征的面向对象分类方法相比,森林二级类型的分类精度得到大幅度提高。     

基于MODIS和CASA模型的伊春市森林植被NPP变化特征及其影响因子分析

植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)是判定生态系统质量状况和碳汇的重要因子,反映了植被群落的生产能力和生态过程,对调节全球碳平衡、增强生态服务功能具有重要的意义.本文基于MODIS卫星遥感资料和改进的CASA模型,利用2000-2019年MOD17A3HGF的NPP年际数据和气象...