河北北戴河区农田生态系统服务功能价值测算研究

农田生态系统是支撑与维持地球生命支持系统的重要组成部分,既具有直接供给农产品功能,又具有调节、支持、文化服务等间接功能。研究选取河北省北戴河区农田生态系统为研究对象,以生态系统服务功能为切入点,运用生态经济学方法,综合测算研究区农田生态系统服务功能价值。研究表明,2014年研究区农田生态系统服务功能所产生的间接价值为直接价值的1.09倍,说明农田生态系统不仅具有高效的、直接的生产功能,而且具有极其重要的生态环境支撑功能。鉴于此在北戴河区农业结构调整过程中,要对其生态系统服务功能给予足够的重视。农田生态系统服务功能的各项指标价值量由大到小排序为农田生产供给价值休闲旅游价值固碳释氧价值废弃物处理价值涵养水源价值社会保障价值土壤形成与保护价值秸秆还田价值净化大气价值。因此,研究认为:北戴河区在加快现代农业园区建设过程中,要大力发展生态休闲农业,全力推进农作物秸秆综合利用,积极发展生态循环农业,合理调整农田利用方式,应注重提高调节、支持、文化服务功能价值,使农田生态系统服务功能价值达到最优化。通过对北戴河区农田生态系统服务功能价值测算,为北戴河区有效保护和永续利用农田生态系统提供决策基础和科学支撑。     

农田生态系统服务及其价值的研究进展

农田生态系统在人类控制下已逐渐演变成了提供农产品的集约化生产系统。尽管与自然生态系统相比, 农田生态系统服务功能有所下降, 但其在提供农产品的同时还在向人类提供大量的生态服务。近年来, 生态系统服务稀缺性变得越来越突出, 农田生态系统的多功能性受到了空前的重视。本文首先明确了农田生物多样性是农田提供多种生态系统服务的基础, 然后回顾了2000年以来国内外农田生态系统服务及其价值化领域取得的主要研究进展, 包括对农田产品供给、碳汇、土壤保持和养分循环、水调节等功能的评价以及对农田生态系统服务及其价值化的综合研究。与此同时, 我们也应该注意到农业生产还对人类社会和自然环境产生了各种消极影响, 认识到权衡农田生态系统在农业生产中的各项利弊的重要性。通过对比不同农业生产模式对农田生态系统服务供给的影响, 提出未来发展多功能农业将是实现农田对人类福祉最大化的重要方向。最后, 文章指出我国发展多功能农业的主要措施是: (1)确保18亿亩耕地在空间上的存在; (2)与森林、草地、湿地、水域等其他自然生态系统在空间上合理配置; (3)在农业区域充分发展以观光休闲功能为主的休闲农业, 实现农田生态系统社会文化价值; (4)逐步实施农业生态补偿。     

茹河流域固原二期工程水土保持生态价值评价

根据茹河流域固原二期水土保持工程项目实施后的生态系统特征和生态系统服务的内涵,选取土壤保持、涵养水源、固碳释氧、净化空气、保护生物多样性等5项指标,运用市场价值法、费用替代法、影子工程法、机会成本法等对该工程项目的生态系统服务功能价值进行了评估。结果表明,项目实施以来,生态系统总服务价值5a累计增加了85 293.09万元。在生态系统各项服务功能价值的贡献中,保持和改良土壤价值量最大(48.86%),几乎占生态服务总价值的1/2,其次是保持和涵养水源价值量(30.16%)、固碳释氧价值量(14.96%)、维持生物多样性价值量(3.70%)、净化空气价值量(2.31%)。研究表明,茹河流域固原二期项目的实施,在保护环境、治理水土流失等方面具有显著作用。     

土地利用变化对干旱区典型流域生态系统服务价值的影响

运用遥感和GIS技术以及谢高地等人提出的生态系统服务价值系数.分析了近30年来玛纳斯河流域土地利用变化对生态系统服务价值的影响.结果表明,1976-2002年问玛纳斯河流域土地利用变化显著,以未利用地大量减少和建设用地持续增加为特点,所产生的环境响应是积极的,生态系统服务年度总价值在波动中提高,由1976年的103.57×10~8元增长到2002年的132.85×10~8元,各单项服务价值总体呈增加趋势,流域生态环境状况向良性发展.     

昌都地区生态系统服务功能价值评估

生态系统服务功能是生态学、生态经济学研究的热点问题,对于促进生态系统可持续管理具有重要作用.昌都地区属于青藏高原的一块典型高原生态脆弱区,对其进行生态系统价值评估有利于其生态和经济的可持续发展.运用谢高地等人制定的中国陆地生态系统的价值评估方法,对昌都地区的生态系统服务功能价值进行评估.结果表明:该区各类生态系统的总价值为105 435.12×106元,是当年GDP的37倍.各生态系统类型中林地价值最高,其次是草地.直接利用价值(包括食物生产、原材料生产、娱乐文化功能)每年约为13 567.38×106元,间接利用价值(包括气体调节、气候调节、土壤形成与保护等)约为59 412.5×106元,间接利用价值远远大于直接利用价值,说明间接利用价值对人类的贡献和作用与提供产品本身一样重要.     

河北省生态环境支撑区生态系统服务价值评估

[目的]研究和评估不同生态区主要生态系统服务功能和价值的变化,为区域的生态保护、自然资源核算和生态补偿等决策提供理论依据和参考。[方法]基于1980,2000和2015年的土地利用数据,采用单位面积价值当量因子法构建土地利用二级分类当量表,计算3个时段河北省各生态环境支撑区的生态系统服务价值。[结果]①1980—2015年河北省土地利用的变化主要表现为农田转为城乡建设用地,其他生态用地转为农田的趋势。②以2015年的价格计算,1980—2015年河北省总生态系统服务价值的年平均值约为3.56×10~(11)元。③1980—2015年河北省生态系统服务价值减少约7.00×10~9元。④单位面积生态系统服务价值最高的生态区为燕山—太行山,其次是坝上高原、海域海岸、京津保,最低的为低平原区。⑤1980—2015年京津保生态区生态系统服务价值下降幅度最大为28.1亿元,降低15.0%。[结论] 2000年后的生态环境建设对恢复和提升河北省生态系统服务功能发挥了重要作用。     

喀斯特石漠化生态系统服务价值对生态治理的响应——以贵州花江峡谷石漠化治理示范区为例

为揭示喀斯特石漠化生态系统服务功能价值对生态治理的响应,以贵州花江峡谷为例,将提供产品、涵养水源、保持土壤、土壤肥力、固碳释氧5项功能作为服务价值评估指标,选择生态治理两个时段(前期2000—2005年、后期2005—2010年),基于实测与调查数据,采用物质量和价值量相结合的方法对生态系统服务价值进行了估算。研究区10 a的生态系统类型变化过程中,发生转变的面积14.29 hm2,占总面积的27.7%。其中林分、灌丛、其他生态系统面积有所增加,而耕地、裸岩荒地面积大幅度减少。2000—2005年研究区生态系统类型发生转变的面积11.83 hm2,占土地总面积的22.9%,主要变化区域集中在河岸两侧实施退耕还林区域。2005—2010年研究区生态系统类型发生转变的面积仅占总面积的4.8%,与上一阶段相比转变强度明显降低,变化区域较为分散。研究区生态治理后系统服务价值显著增加,2000—2010年共增加9.61×107元,其中前期增额占18.2%,后期占81.8%。前期年均增长3.49×106元,后期年均增长1.57×107元,后期生态服务价值增长更为显著。其中固定CO2、释放O2价值,产品供给价值和土壤肥力都是服务价值主要组成部分。功能价值的增加一方面源于服务价值低的生态系统向服务价值高的演变(10年间研究区耕地和裸岩荒地向经济生态系统转出868.60 hm2),另一方面归功于生态系统内部服务价值的增加,其贡献率大于80%,是驱动服务价值变化的主导因素。生态治理后生态系统类型间发生明显的空间转变,转变强度、场所与所实施生态治理工程的数量、区域密切相关。治理后生态系统类型间发生转变时间响应较快(前期转变面积占总转变面积的83.0%),但主要服务功能恢复期后才大幅度增加(后期增加功能价值占总增额的81.8%),相比较服务价值变化响应有一定滞后性。     

稻麦轮作农田生态系统服务功能价值评估

采用市场价值法、替代工程法和影子价格法,对江苏省典型的种植模式——稻麦轮作农田生态系统的包括农产品生产、大气调节、涵养水分和蓄积洪水、营养物质循环以及保持土壤等主要的生态服务功能价值进行评估分析。结果表明,当前单位面积稻麦轮作农田生态系统服务功能所提供的年平均价值为45 998.08元·hm-2·a-1,其中对环境的调节功能价值为26 458.86元·hm-2·a-1,是直接服务功能农产品生产价值的1.35倍。稻麦农田生态系统每投入1元成本,将会产生3.58元的环境效益。在稻麦轮作农田生态系统环境调节功能中,对大气的调节功能占主体,占总环境调节功能价值的62.20%。政府部门在进行土地利用决策时,应将农田生态系统的环境调节功能重点加以考虑。     

伊洛河流域土壤保持生态服务功能动态变化

[目的]分析河南省伊洛河流域土壤保持生态服务功能的动态变化特征,为流域水土保持和生态管理建设提供参考。[方法]采用修正通用水土流失方程(RUSLE)和统计学方法,分析2010—2020年伊洛河流域土壤保持功能时空变化特征以及影响因素。[结果](1)2010—2020年伊洛河流域土壤保持功能呈递减趋势;空间分布基本一致,整体呈西南高,东北低的分布格局。(2)不同生态系统类型的土壤保持功能差异较大,2010—2020年森林和灌丛生态系统土壤保持总量较高,农田生态系统面积最大,但土壤保持功能较弱。(3)不同海拔和坡度的土壤保持功能随海拔和坡度的增加不断加强。(4)2010—2020年伊洛河流域土壤保持功能空间差异性主要受地形因素的控制,时间变化主要受降雨侵蚀力的影响。[结论]应注重和维护土壤保持功能较强的森林和灌丛生态系统,增强农田生态系统的水土保持措施,从而提高流域土壤保持功能,有助于提升伊洛河流域的生态安全。     

怀来县农田生态系统服务价值分类评估

农田生态系统可以为人类提供各种农产品及多种间接生态服务功能。以河北省怀来县为例,借助GIS工具,从微地貌形态、土壤状况和土地利用类型3个方面选取相应指标,将怀来县农田生态系统分为3个生态类及6个生态亚类,并且从生产服务、调节服务、文化服务和支持服务4个方面选取7个指标构建评估模型,分别对6种农田生态亚类进行生态系统服务价值测算和分析。结果显示,怀来县农田生态系统服务总价值为225 311.90万元,4种农田生态系统服务价值大小为生产服务文化服务调节服务支持服务;不同农田生态亚类的价值差异明显,其中Ⅱ—Ⅱ总价值最高,Ⅰ—Ⅰ最低;根据不同农田生态亚类价值功能组成比例,将6种农田生态亚类分为生产服务主导型和文化服务主导型两种类型,为怀来县未来因地制宜地发展区域农业、保护生态环境提供了参考。     

基于土地利用变化的黄河三角洲生态服务价值损益分析

综合利用遥感和地理信息系统技术,对黄河三角洲1992－2005年间的土地利用变化进行解译判读,构建区域生态系统服务价值评价模型,对生态系统服务价值进行系统核算,量化土地利用变化对黄河三角洲生态系统服务价值的影响。结果表明：黄河三角洲区域生态系统服务价值在1992、1996、2001和2005年分别为48.75×108、49.75×108、58.18×108和 49.22×108元。滩涂地、灌草地和水域是生态系统服务价值构成中贡献最大的3种土地利用类型,占到总生态系统服务价值的80%以上。利用马尔柯夫过程对2010年的土地利用构成和生态系统服务价值进行预测,2010年区域生态系统服务价值将减少为47.77×108元。如果考虑海岸线蚀退的趋势,区域生态系统服务价值将会进一步减少。     

土地利用变化的人文驱动因子对新疆生态系统服务价值的影响

应用谢高地等人的生态系统服务价值系数,结合敏感度分析,探讨了1996-2008年新疆维吾尔自治区土地利用变化所引起的生态系统服务价值的变化,并进一步分析了土地利用变化的人文驱动因子对生态系统服务价值的影响。结果表明,该区域1996-2008年生态系统服务价值从7062.1671亿元增加到7168.987亿元,共增加106.8139亿元,表明该区域生态系统服务价值总体呈现持续增加趋势;在该区域生态系统服务价值中,废物处理价值最高,水源涵养价值次之,原材料价值最低,13a间各服务类型的价值总体上均呈增加趋势;新疆在13a间人均生态系统服务价值损失0.82万元,减幅达19.52%。这表明新疆地区由于人口的增长,环境压力呈持续增大趋势。影响新疆生态系统服务价值变化的人文因子可归纳为经济、人口和城市化水平因子,其中经济因子与生态系统服务价值呈正相关,而人口和城市化水平因子与生态系统服务价值呈负相关。     

基于意愿调查法的水稻田生态服务价值研究——以江苏省苏州市为例

[目的]水稻田具备重要的生态服务价值,通过调查城乡居民对稻田生态服务价值的支付意愿,量化水稻田的生态服务价值。[方法]以苏州市为例,在稻田生态系统服务及价值评价方法的基础上,采用意愿调查法(CVM)法和相关计量模型研究了稻田生态服务价值和城乡居民对稻田生态服务价值的支付意愿及其影响因素。[结果](1)苏州市稻田生态服务价值为3.75×1010元,单位面积稻田生态服务价值为4.52×105元/hm2;(2)68.99%市民和65%的农民家庭愿意为稻田生态服务价值付费,支付额度分别为1 230.43元/户和434.67元/户;(3)受教育程度、家庭总人数、工作人数(劳动力人数占比)、被抚养人数和家庭收入等是影响城乡居民支付意愿的重要因素。[结论]稻田生态服务价值有其重要性,有必要将稻田生态服务价值纳入资源配置决策,建立稻田生态补偿机制。     

长沙-株洲-湘潭市主城区土地利用变化的生态环境效应

根据长株潭(长沙—株洲—湘潭市)主城区1996-2008年土地利用变更调查数据,采用Costanza生态系统服务价值的计算方法,参照谢高地的生态服务价值系数,结合敏感性(CS)分析,评估了研究区域土地利用类型的生态系统服务价值,并利用灰色模型对其发展趋势进行了预测分析.结果表明,研究期内,研究区生态系统服务价值从1996年的1.69×109元减少至2008年的1.48×109元.根据灰色模型的预测结果,得到2035年研究区域生态系统服务价值将减少至1.08×109元.区域价值受损的主要原因是土地利用转化导致生态服务价值的流向变化,耕地、林地、水域向建设用地的转移导致生态服务价值的负流向.研究区域快速城市化和以追求GDP高速增长的发展模式已给生态安全带来了巨大压力.     

黄土高原湿地生态系统服务功能价值评估——以陕西省千湖国家湿地公园为例

[目的]对黄土高原湿地生态系统服务价值进行科学估算,以保障该区域湿地的生态服务功能,为制定区域生态保护和生态补偿政策提供科学支撑。[方法]以陕西省千湖国家湿地公园为研究对象,结合千湖湿地基本数据和其他相关资料,将千湖国家湿地公园生态系统服务功能价值分为直接使用价值和间接使用价值,包括物质生产,气体调节和水源涵养等7项具体的生态系统服务价值;采用市场价值法、影子工程法和碳税法等方法,对各项生态系统服务价值进行估算。[结果]在千湖湿地各项生态功能服务价值中,气体调节服务价值最高,为2.90×10~8元/a,占总价值的87.5%,其次为科研文化服务价值为1.90×10~7元/a,占总价值的5.73%,而水质净化价值最低为3.00×10~5元/a,占总价值的0.09%,单位面积生态服务价值约为7.90×10~5元/hm~2,小于同样位于陕西省的洽川湿地单位面积生态服务价值量。[结论]陕西省千湖国家湿地公园生态系统服务功能总价值约为3.30×10~8元,间接服务价值约为总价值的90.5%,直接服务价值约为总价值的9.5%。     

太湖流域水生态系统服务及其空间差异

以太湖流域土地利用资料、水文水质资料和统计资料为基础,对流域尺度上水生态系统服务功能及其空间差异性进行了评价与分析。结果表明,太湖流域水生态系统的水供给功能为3.70×1010 m3/a,水产品功能为6 681.180t/a,水路旅客周转量为4.604×108人/(km.a),水路货运周转量为2.90×1011t/(km.a),蓄水总量为4.53×109 m3/a,调节水量为7.69×109 m3/a,固碳量为4.28×106 t/a,释放O2量为1.14×107 t/a,净化污水量为6.30×109 t/a,年输沙量为1.22×106 t/a,造陆面积为189.851hm2/a;水生态系统服务功能总价值为9.10×1010元/a,不同服务功能价值量排序为:旅游>航运>调蓄>水质净化>固碳释氧>水供给>水产品>输沙造陆;太湖流域单位面积水生态系统服务功能价值为19.22元/(m2.a),且存在较大空间差异,其顺序为:浦西区>武澄区>浙西区>杭嘉湖区>湖西区>阳澄区>太湖区。     

华北平原农田生态系统服务评价及灌溉效益分析

农田生态系统为人类提供农产品等服务的同时,对生态环境也产生负面影响。本文基于千年生态系统评估(MA)框架,以华北平原典型高产农田区域——河北省石家庄市栾城区为研究对象,应用能值理论分析农田生态系统投入,从供给、调节和支持3方面分析农田生态系统正、负服务产出;应用分摊系数法求解农田灌溉净效益,计算能值指标并评价农田生态系统可持续发展状况。结果表明:研究期间栾城农田生态系统能值年均总投入(1.00×1012 sej·m~(-2))中,不可更新工业辅助能(6.81×1011 sej·m~(-2))与不可更新环境资源(灌溉用地下水,2.57×1011 sej·m~(-2))投入之和占总能值投入的90%以上,说明农田生态系统消耗了大量不可更新资源;农田提供的正服务(1.82×1012 sej·m~(-2))主要是农产品供给(1.07×1012 sej·m~(-2)),负服务(5.87×1011 sej·m~(-2))以温室气体排放(5.31×1011 sej·m~(-2))为主;考虑农田生态系统环境负效益,计算栾城农田灌溉效益分摊系数为0.32,灌溉净效益为3.94×1011 sej·m~(-2),灌溉效益偏低;栾城区能值可持续发展指标取值为0.10~0.18,属于典型的消费型农田生态系统,迫切需要探索出一条低能耗,高产出的真正意义上的高质量农田发展之路,实现农田生态系统健康可持续发展。     

基于Clue-S模型的石马河流域东莞段生态系统服务价值变化情景模拟

[目的]探究生态系统服务价值演变的内在作用机制,旨在寻求以流域为单元的生态农业和城镇的优化配置模式。[方法]基于土地利用及生态服务价值相关理论与方法,以石马河流域东莞段2010-2020年土地利用数据为基础,利用Clue-S模型对2025年土地利用格局进行模拟,得出2025年区域在生态安全、耕地优先和建设发展3种情景下的土地利用空间布局和优化配置结果,分析各情景下流域生态系统服务价值时空格局。[结果]在2010-2020年,石马河流域东莞段生态服务价值下降了1.80×10⁷元,主要为耕地、林地、园地转出。2025年在耕地优先、生态安全、建设发展的情境下ESV分别为9.44×10⁷,9.62×10⁷,9.38×10⁷元,除了生态安全之外,其余两个情景较2020年生态系统服务价值ESV都有下滑。[结论]对处于快速城镇化发展且生态与发展矛盾突出的地区,进行流域生态系统服务价值进行模拟与分析,有利于增强对区域在不同发展模式下生态系统服务价值空间布局的认识和理解,为土地利用规划与生态经济协调发展提供宏观的参考。