基于生态系统服务价值的博斯腾湖小湖湿地生态需水核算

湖泊湿地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分，适宜的水文条件保障着湖泊湿地生态系统的健康。本文以博斯腾湖小湖湿地为例，依据能值理论系统地计算湖泊湿地各项生态系统服务价值量，并运用相关分析、层次聚类分析等方法结合生态系统服务计算结果与四项关键水文参数，综合确定研究区适宜的生态需水范围。研究结果表明，博斯腾湖小湖湿地生态系统服务价值总量由2013年以前的上下波动（平均年增幅-0.2%，其中有7年为负增长）转变为2013年后的持续增加状态（连续6年增加，平均年增幅6%）；区域来水量则经历了2000-2003年的丰水期、2005-2013年的枯水期以及2013年以来的水量持续增加等三个阶段；生态需水核算结果建议博斯腾湖小湖湿地应保证一年之内日均流量低于8.3 m^3/s的天数不超过72天，而一年之中日均流量超过20.8 m^3/s的天数不低于80天，湿地生态需水量在8.0-8.7 10^8m^3/a之间，最适宜生态水位范围为1047.4-1047.6m。本研究利用生态系统服务价值核算了湖泊湿地生态需水，对区域水资源调控提供了积极的参考价值。     

博斯腾湖流域生态系统服务价值时空演变及权衡协同关系

探讨流域地区生态系统服务价值变化及权衡协同关系,为流域优化土地利用提供科学依据,并为博斯腾湖流域生态系统服务管理优化提供依据。利用1995、2005、2010、2018年4期土地利用类型数据,利用生态系统服务价值表、生态系统服务价值评估模型以及生态系统服务功能权衡协同度（ESTD）模型,评估博斯腾湖流域生态系统服务价值,并分析该流域生态系统服务价值时空变化及权衡协同关系。结果表明：研究区生态系统服务价值总体上呈下降趋势,生态系统服务价值总量由1995年的557.428 ×108元减少到2018年的551.893 ×108元。空间上,生态系统服务价值呈现西南高东北低的特征,较高区域主要分布在中间靠北的山地及南部湖泊,较低区域主要分布在东南部未利用地。权衡协同度模型表明协同关系逐渐成为流域生态系统服务之间的主导关系。土地利用类型变化影响流域内权衡协同情况,应着重处理好流域经济发展与生态保护之间的关系。     

基于能值分析的流域生态系统服务功能价值评估——以东江流域为例

已有的流域生态系统研究大多应用直接市场法、替代市场法和模拟市场法等方法从经济学角度、以货币价值量估算其服务价值。由于流域生态系统的能量最终来源于太阳能，其结构形成、特征功能、生态效应和服务价值等均受制于生态系统对太阳能的吸收，现有方法并不能实现各物质间太阳能的相互转化，也不能实现不同类别服务功能的相互比较，采用能值分析方法能更客观、合理、准确地评价流域生态系统的服务价值。从分析流域生态系统的能量来源、物质循环、结构形成、生态效应、服务功能和消费者干预等综合特征出发，分为淡水供给、物质生产、生态调节、生态支持和文化娱乐共5个一级类型和15个二级类型，应用能值分析技术构建流域生态系统服务功能的价值评价体系及计算模型，并以东江流域为案例，客观定量评价其服务价值。结果表明，东江流域生态系统服务功能的能值货币中，淡水供给为243.72×108元/a，物质生产为42.99×108元/a，生态调节为315.25×108元/a，生态支持为247.35×108元/a，文化娱乐为4.46×108元/a，总能值价值853.77×108元。各类服务功能的能值货币大小排序为：生态调节﹥生态支持﹥淡水供给﹥物质生产﹥文化娱乐，生态服务功能主要表现为生态调节、生态支持和淡水供给，此3项服务功能价值占总价值的94.44%。     

基于TM遥感技术的永定河生态系统服务价值评估模型及应用

针对常规生态服务价值评估方法时间长、工作量大、成本高和当量精度低的问题,永定河生态系统服务价值时空动态分析突破了传统静态评估方法。将GIS技术与因子当量表法相结合,测算出针对永定河河流生态系统的因子当量表和单位面积生态服务价值表,通过线性优化模型计算不同情景下各类土地利用类型面积,以期为生态修复目标提供直接的定量化参考依据。测算永定河北京段总当量为124.91,每当量单位面积生态服务价值基准为2 001.54万元/km2。林地、草地、耕地、水面和其他土地利用类型单位面积生态服务价值依次为28 824.7、2 954.3、1 808.5、215 906.3和565.8万元/km2,其中水生态系统文化娱乐服务功能单位面积服务价值最大,为161 735.1万元/km2。据此,建立了只需遥感影像数据即可快速精准地动态计算区域生态系统服务价值的多元一次回归模型,与基于实地调查法的永定河历史评估结果进行比较,平均偏差为4.54%。利用线性规划方法计算出研究区域生态系统服务价值最大值为2 212亿元,最小值为513亿元;当永定河水面面积最大时,生态系统服务价值为2 212亿元,水面面积最小时生态系统服务价值为976亿元,大于未经优化配置时的432亿元。     

基于TM遥感技术的永定河生态系统服务价值评估模型及应用

针对常规生态服务价值评估方法时间长、工作量大、成本高和当量精度低的问题,永定河生态系统服务价值时空动态分析突破了传统静态评估方法。将GIS技术与因子当量表法相结合,测算出针对永定河河流生态系统的因子当量表和单位面积生态服务价值表,通过线性优化模型计算不同情景下各类土地利用类型面积,以期为生态修复目标提供直接的定量化参考依据。测算永定河北京段总当量为124.91,每当量单位面积生态服务价值基准为2 001.54万元/km2。林地、草地、耕地、水面和其他土地利用类型单位面积生态服务价值依次为28 824.7、2 954.3、1 808.5、215 906.3和565.8万元/km2,其中水生态系统文化娱乐服务功能单位面积服务价值最大,为161 735.1万元/km2。据此,建立了只需遥感影像数据即可快速精准地动态计算区域生态系统服务价值的多元一次回归模型,与基于实地调查法的永定河历史评估结果进行比较,平均偏差为4.54%。利用线性规划方法计算出研究区域生态系统服务价值最大值为2 212亿元,最小值为513亿元;当永定河水面面积最大时,生态系统服务价值为2 212亿元,水面面积最小时生态系统服务价值为976亿元,大于未经优化配置时的432亿元。     

东江源区生态系统服务价值时空变化及驱动力研究

掌握河流源区生态系统服务价值的时空变化特征和主要驱动因子，对制定流域可持续发展政策具有重要意义。基于修订的生态系统服务价值当量因子表，选取2007年和2017年两期Landsat遥感影像解译的土地利用数据，探究东江源区生态系统服务价值的时空变化特征，运用地理探测器分析东江源区生态系统服务价值变化的驱动因子。结果表明:(1)2007-2017年间东江源区生态系统服务总价值变化空间分异的形成受多个因子综合作用，其中乡(镇)面积与距水系平均距离、乡(镇)面积与距居民点平均距离的因子交互贡献最大。(2)在中国南方山地丘陵区常见的土地利用类型转换模式中，农田向果园的转化会导致生态系统服务价值的增加，而林地向果园的转化则会导致生态系统服务价值的减少。(3)河流源区生态系统服务价值的时空变化受到自然因子、人为因子及二者之间的交互作用共同驱动。研究结果可为东江源区生态保护政策的制定提供科学依据和理论支撑，也可为其他河流源区开展类似研究提供经验和借鉴。     

环境变化对湿地植物根系的影响研究

湿地生态系统具有独特的水文特征和潜育化土壤环境,湿地植物在生长过程中往往表现出独特的环境适应机制。根系作为植物重要的功能器官,是湿地植物群落与周围环境实现物质循环与能量流动的关键纽带,在发挥植物的生态功能及维持生态平衡中具有重要作用。因此,近年来植物根系生理生态研究越来越受到关注。从湿地植物根系在植物生长及湿地生态系统中的作用出发,综合论述环境因子对湿地植物根系的影响及作用机制,着重评述近年来水分条件、土壤盐分、土壤养分、有毒有害物质以及其他因子对湿地植物根系生理生态特征的影响等方面的研究进展和亟待解决的问题,指出湿地植物根系研究将是湿地生态学的重要研究方向。     

鄱阳湖国家湿地公园湿地生态系统健康评价研究

湿地生态系统与森林、海洋生态系统一起被称为地球三大生态系统,在维持地球生命和全球生态平衡方面具有不可替代的作用。对湿地生态系统健康进行评价,识别影响其健康的重要因子,可为湿地健康的诊断和湿地保护与管理提供依据。以鄱阳湖国家湿地公园湿地生态系统为研究对象,在充分考虑湿地实际情况的基础上,从湿地自然环境、整体功能和社会环境3个子系统选取21项评价指标,运用模糊综合评价法对湿地生态系统健康状况进行了综合分析。结果表明,鄱阳湖国家湿地公园生态系统健康度为0.619,处于第Ⅱ等级(健康);3个子系统中,湿地的自然环境和整体功能分别在0.431和0.540的程度上属于较健康状态,湿地的社会环境健康状况最差,在0.452的程度上属于疾病状态;制约因素主要有土壤性状、物种多样性、物质生产功能、环保投资指数、化肥使用强度、农药使用强度以及人口自然增长率。从评价结果分析来看,湿地自然环境和整体功能受到的影响虽然没有社会环境受到的影响大,但也应引起足够的重视,这两类指标属于长期指标,在短时间不会产生巨大变化。     

环境DNA在水生生态系统生物量评估中的研究进展

环境DNA (Environment DNA, eDNA)技术因其无创、高效、经济、灵敏等特点在水生生态系统生物评价中愈来愈引起人们的重视。文章围绕eDNA技术的内容、应用现状和面临的挑战3个方面,系统综述了该技术在实验室环境和野外环境水生生态系统生物量评估中的应用进展,探讨其优劣势、生态过程、评估错误等内容,展望了该技术在水生生物量评估领域的应用前景,以期为eDNA技术的相关应用研究提供参考。     

胶州湾滨海湿地保护区内池塘封闭式养虾技术

滨海湿地处于陆地生态系统和海洋生态系统的交错过渡地带，其结构复杂，功能多样，并具有巨大的生态、经济和社会效益，对维持生态平衡和物种多样性起着非常重要的作用。笔者于2008～2010年参与了“胶州湾湿地生态系统功能保护与生态修复研究”项目，在胶州湾滨海湿地保护区内开展池塘封闭式养虾技术研究，旨在改变传统的开放式养虾模式，由污染环境变向保护湿地，由简单管理转向精细管理。经过2年的试验，初步总结出一套池塘封闭式养虾技术，现介绍如下：     

粤港澳大湾区湿地生态风险评估

为了整体把握粤港澳大湾区湿地生态系统风险水平，以 GlobeLand30地表覆盖产品、气温和降水站点数据、MODIS NDVI产品和人口、GDP、粮食作物单产等统计资料为主要数据源，基于PSR模型，采用层次分析法（AHP）构建湿地生态风险评估体系，分析了湿地的外界压力、自身状态和响应指标的变化特征，并对2000-2020年大湾区湿地生态风险进行综合评估。结果表明：（1）该区域湿地生态压力变化呈现先下降后增长的趋势，经济的快速发展和城市扩张是影响湿地生态风险的主要压力因素；（2）湿地生态风险的状态水平逐渐下降，呈现“外高内低”的分布格局，景观内部破碎化相对严重。生态响应水平波动较小，但整体生态系统服务价值呈下滑趋势；（3）粤港澳大湾区2000年、2010年和2020年湿地生态风险评估值分别为0.470、0.426和0.418，风险水平为“较高风险”。高风险地区比重下降了21.15%，中风险区域提升了约11.54%。从空间上看，西部和东部地区湿地生态风险显著降低，大部分城市的风险水平处于中等或者较高等级。粤港澳大湾区湿地资源的修复和管理面临众多挑战，建议处理好城市建设和湿地保护的矛盾、提升公众保护意识、注重与非湿地系统的调控并完善相关制度，更好地协调湿地生态条件和社会经济发展之间的关系，服务于粤港澳大湾区建设的国家战略需求。     

基于PSR模型的鸣翠湖湿地生态系统健康评价

为给鸣翠湖的管理和生态修复提供科学依据,以PSR概念模型为基础,构建了3个子系统27个指标的健康评价指标体系,采用层次分析法测定权重、模糊综合评判模型计算生态系统健康综合指数,确定鸣翠湖湿地生态系统健康等级。鸣翠湖湿地处于亚健康状态。3个子系统中,状态指标最大隶属度为0.2333,属于亚健康状态;压力指标最大隶属度为0.2677,属于健康状态;响应指标最大隶属度为0.4553,属于亚健康状态。制约鸣翠湖生态系统健康的疾病因子主要是景观多样性单一、化肥施用强度大、水质污染、干旱指数偏高。基于各影响因子之间的关联性和制约性,在修复鸣翠湖湿地生态健康主要制约因子的同时应综合考虑其他因素,适度干预。     

基于PSR模型的云贵高原湿地生态系统健康评价

威宁草海湿地生态系统健康对我国云贵高原生态安全格局建设具有重要意义。为了保护高原湿地威宁草海的基本生态系统服务功能,促进其生态系统健康发展,通过对威宁草海湿地的生态系统健康进行评价,为湿地生态恢复和环境保护提供决策支持。利用PSR(Pressure-State-Response)模型框架,从压力(P)、状态(S)和响应(R)3个方面建立评价指标体系,采用熵权法和模糊数学法建立评价模型,把草海湿地生态系统健康分为"很健康、健康、较健康、不健康、疾病"5个等级。结果表明,威宁草海湿地生态系统健康属于"不健康"等级,隶属度值为0.2934、0.3415、0.2061、0.1077、0.0513;其中,压力要素为"疾病"等级,隶属度值为0.4323、0.2862、0.1768、0.0241、0.0806;状态和响应要素均为"不健康"等级,状态要素隶属度值为0.2202、0.3174、0.2361、0.1128、0.1135,响应要素隶属度值为0.1534、0.4273、0.2307、0.0866、0.1020。压力要素的影响因素主要包括人口过多、环保压力大、化肥施用强度大、农药施用多;状态要素的影响因素主要包括湿地流域保水能力差、水量稳定性低、植被覆盖率不高、水土流失严重、土地生产力下降;响应要素的影响因素主要包括地保护意识不强、环保投入少、污水处理率低、物质生活指数不高。在草海生态系统建设过程中,应控制人口增长、减少农药和化肥施用量、提高植被覆盖率、治理水土流失。     

吉林省湿地淡水资源供给功能及其价值核算

湿地淡水资源供给是一项重要的生态系统服务功能,主要包括城镇居民生活用水、工业(矿业)用水和农业用水三大部分。以2013年吉林省湿地淡水供给资源作为研究对象,采用市场价值法,进行省域尺度上与人类生活、工业生产等关系密切的淡水供给服务识别与核算,研究吉林省不同湿地类型和不同行政区的淡水资源供给量和淡水资源供给价值,分析其淡水资源供给的空间分布及其贡献率。结果表明,2013年吉林省湿地淡水资源供给总量为20.81×10~8m~3,其中湖泊湿地、河流湿地、人工湿地和沼泽湿地供给淡水量为8.06×10~8m~3、6.04×10~8m~3、4.00×10~8m~3和2.71×10~8m~3;核算吉林省湿地淡水资源供给总价值为83.84亿元/年,其中湖泊湿地占38.73%,河流湿地占29.01%,人工湿地占19.25%,而沼泽湿地所占比例最小,仅13.01%。在各组成城市中,湿地淡水资源供给价值以松原市最大,核算价值为26.28亿元/年,占总价值的31.34%;白山市最小,为2.6亿元/年,占总价值的3.11%。利用价值量化的方法表征淡水供给为吉林省发展提供的经济价值,对区域水资源优化配置、促使社会经济和生态环境协调发展以及湿地保护具有重要的理论和现实意义。     

湿地生态系统磷迁移转化机制研究进展

磷在湿地生态系统中的生物地球化学行为备受关注。湿地土壤以有机磷(OP)为主,无机磷(IP)为辅。铁铝结合态磷(Fe/Al-P)是IP的主要组分,钙镁结合态磷(Ca/Mg-P)惰性最强。OP因与土壤成分固定程度较低,更易在土壤中移动,而成为优于总磷(TP)可指示水体富营养化程度的指标。土壤酸碱度、温度、有机质含量、干湿交替和C∶N∶P是影响湿地生态系统磷生物地球化学循环过程的关键环境因素。耕地恢复为湿地后,湿地土壤TP含量基本呈升高趋势。速效磷(A-P)因对土壤理化性质的改变比较敏感,不同区域研究结果差异较大。随着退耕年限的延长,湿地土壤对磷的最大吸附量(Xm)、最大缓冲容量(MBC)和吸附常数(K)逐渐升高;但退耕初期,湿地土壤对磷的解吸率较高,可能会造成周边水域水体富营养化。     

生态修复工程对天津清净湖生态服务价值影响评估

本研究以天津中新生态城污水库为研究对象,通过建立生态服务价值评价指标体系,对比分析生态修复工程实施前污水库和实施后清净湖的生态服务价值变化,评估修复工程投入与工程实施后产生的生态效益。结果表明,污水库生态服务价值估算为2546.78万元/a,调节服务是主要服务类型,占总价值量的99.46%;生态修复工程(总投资1.5亿元)实施后,生态服务价值估算为15093.05万元/a,文化服务成为主要服务类型,占比87.8%。对比分析发现,生态修复工程带来的生态效益明显增加,总价值增加了5.9倍,其中景观美学增值明显。研究以清净湖为例初步探讨了生态修复工程对污染生态系统服务价值的影响,为开展类似城市水体生态修复项目决策提供科学依据和借鉴。