CN107133453A - 一种沼泽湿地生态系统服务功能的价值评估方法 - Google Patents

一种沼泽湿地生态系统服务功能的价值评估方法 Download PDF

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姜明
吕宪国
王锡钢
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Abstract

一种沼泽湿地生态系统服务功能的价值评估方法，本发明涉及沼泽湿地生态系统服务功能的价值评估方法。本发明的目的是为了解决现有的沼泽湿地生态系统服务功能无法准确的货币化，且不能放在客观统一的标尺下对比分析的问题。具体过程为：一、得到沼泽湿地固碳价值；二、得到沼泽湿地温室气体排放损失价值；三、得到沼泽湿地涵养水源功能价值；四、得到沼泽湿地净化功能价值；五、对沼泽湿地生态系统进行生物多样性维持功能价值评价，得到沼泽湿地生物多样性维持功能价值；六、将归一在同一年份的统一标尺下的步骤一‑步骤五的价值相加，得到沼泽湿地生态系统服务功能的总价值量。本发明用于评价沼泽湿地生态系统服务功能领域。

Description

一种沼泽湿地生态系统服务功能的价值评估方法
技术领域
本发明涉及沼泽湿地生态系统服务功能的价值评估方法。
背景技术
生态系统服务功能在某种程度上可以衡量区域的生态环境质量，为环境保护与生态建设提供科学依据，是人类赖以生存的物质基础，然而在人类对自然利用和改造过程中，往往只注重自然资源的直接消费价值，而忽略生态系统的生态服务功能价值。
栖息地评价程序(Habitat Evaluation Procedures)是早期比较完备的评价程序之一，但其并没有考虑自然生境对人类需要的满足。在HEP提出后，许多湿地评价方法得以发展：HAT(HabitatAssessment Technique)、WET(The Wetland Evaluation Technique)等，但由于其评估依据的因子较少，对不同湿地评估的标准未作明确界定，使用并不广泛。水文地貌学方法(HydrogeomorphicApproach)和湿地快速评价法(Wetland RapidAssessment Procedure)，前者的评价结果只是给出一个反映功能优劣的相对数值FCI(Function Capacity Indice)，而后者也只是求出功能指数，事实上，它们多是依赖于功能指标(生物指标、结构指标)的使用，而不是设法测量功能本身。随后DNDC模型(Denitrification-Decomposition)的应用，它从物质量方面对湿地温室气体排放量进行了评估。
上述模型以指数的形式反映了湿地功能状况，以物质量反映了湿地生物地球化学循环的环节，却没有涉及价值领域的研究，未将服务功能与价值相联系。对服务功能价值进行评估，比较有代表性的是1997年使用的全球静态部分平衡模型，若干研究以此为基础相继展开。湿地生态系统服务功能价值的研究进入了模型发展阶段。但目前沼泽湿地生态系统服务功能无法准确的货币化，且不能放在客观统一的标尺下对比分析。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的沼泽湿地生态系统服务功能无法准确的货币化，且不能放在客观统一的标尺下对比分析的问题，而提出一种沼泽湿地生态系统服务功能的价值评估方法。
一种沼泽湿地生态系统服务功能的价值评估方法具体过程为：
步骤一、对沼泽湿地生态系统进行固碳功能价值评价，得到沼泽湿地固碳价值；
步骤二、对沼泽湿地生态系统进行温室气体排放损失价值评价，得到沼泽湿地温室气体排放损失价值；
步骤三、对沼泽湿地生态系统进行涵养水源功能价值评价，得到沼泽湿地涵养水源功能价值；
步骤四、对沼泽湿地生态系统进行净化氮和磷价值评价，得到沼泽湿地净化功能价值；
步骤五、对沼泽湿地生态系统进行生物多样性维持功能价值评价，得到沼泽湿地生物多样性维持功能价值；
步骤六、将步骤一-步骤五获得固碳价值、温室气体排放损失价值、涵养水源功能价值、净化氮和磷价值、生物多样性维持功能价值归一在同一年份的统一标尺下，将归一在同一年份的统一标尺下的固碳价值、温室气体排放损失价值、涵养水源功能价值、净化功能价值、生物多样性维持功能价值相加，得到沼泽湿地生态系统服务功能的总价值量。
本发明的有益效果为：
本发明采用一种沼泽湿地生态系统服务功能的价值评估方法，解决了现有的沼泽湿地生态系统服务功能无法准确的货币化，且不能放在客观统一的标尺下对比分析的问题，可以准确地反应出沼泽湿地生态系统服务功能价值，采用本发明提供的服务功能价值评估方法，可以针对不同年份的价值参数，实现价值的可比性，以获取更加准确的结果，从而更精确地展现沼泽湿地生态系统服务功能，激发人类对自然生态系统的保护意识。2014年固碳成本为55.98元/吨，通过黑龙江省统计年鉴，获得2014年和2010年的商品零售价格指数分别为510.9和469.4，那么2010年固碳成本为51.43元/吨。
附图说明
图1为本发明流程图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种沼泽湿地生态系统服务功能的价值评估方法具体过程为：
步骤一、对沼泽湿地生态系统进行固碳功能价值评价，得到沼泽湿地固碳价值；
步骤二、对沼泽湿地生态系统进行温室气体排放损失价值评价，得到沼泽湿地温室气体排放损失价值；
步骤三、对沼泽湿地生态系统进行涵养水源功能价值评价，得到沼泽湿地涵养水源功能价值；
步骤四、对沼泽湿地生态系统进行净化氮和磷价值评价，得到沼泽湿地净化功能价值；
步骤五、对沼泽湿地生态系统进行生物多样性维持功能价值评价，得到沼泽湿地生物多样性维持功能价值；
步骤六、将步骤一-步骤五获得固碳价值、温室气体排放损失价值、涵养水源功能价值、净化氮和磷价值、生物多样性维持功能价值归一在同一年份的统一标尺下，将归一在同一年份的统一标尺下的固碳价值、温室气体排放损失价值、涵养水源功能价值、净化功能价值、生物多样性维持功能价值相加，得到沼泽湿地生态系统服务功能的总价值量。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述步骤一中对沼泽湿地生态系统进行固碳功能价值评价；具体过程为：
VC＝(CA+CB+CS)×PC
式中，VC为沼泽湿地固碳价值，单位为元；CA为沼泽湿地植物地上固碳量，单位为吨/年；CB为沼泽湿地植物地下固碳量，单位为吨/年；CS为沼泽湿地土壤储碳量，单位为吨/年；PC为固碳成本，单位为元/吨，55.98元/吨(2014年)；
沼泽湿地植物地上固碳量，计算方法为：
CA＝B×Cc
沼泽湿地植物地下固碳量，计算方法为：
CB＝B×Cc
式中，B为沼泽湿地植物生物量干重，单位为吨；Cc为实验室测定植物全碳含量，单位为％。
沼泽湿地土壤储碳量，计算方法为：
CS＝AMS×c×d×ρ
式中，AMS为不同沼泽土壤类型的面积，单位为平方米；c为沼泽土壤类型的有机碳含量，单位为％；d为沼泽土壤类型的土层厚度，单位为米；ρ为沼泽土壤容重，单位为吨/立方米。
其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述步骤二中对沼泽湿地生态系统进行温室气体排放损失价值评价；具体过程为：
式中，VE为沼泽湿地温室气体排放损失价值，单位为元；为CO2排放量，单位为吨/年；为CH4排放量，单位为吨/年；为N2O排放量，单位为吨/年；Pc为固碳成本，单位为元/吨。
其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述 排放量的测定采用中国科学院东北地理与农业生态研究所湿地生态与环境重点实验室的静态暗箱-气象色谱法。
其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述步骤三中对沼泽湿地生态系统进行涵养水源功能价值评价；具体过程为
VW＝Ws×PR
式中，VW为沼泽湿地涵养水源功能价值，单位为元；WS为沼泽湿地涵养水源量，单位为立方米/年；PR为水库库容成本，单位为元/立方米；
沼泽湿地涵养水源量WS，计算方法为：
式中，AM为沼泽湿地的面积，单位为平方米；J0i为根据计算区年降雨量划分得到的降雨量参数，单位为米；i＝1，…，n，n为计算区年降雨量划分的分段数(如三江平原年降雨量划分为300-500mm、500-700mm，则降雨量参数分别取400mm、600mm；分段数为2)；K为产流降雨量(产生径流(地表径流和壤中流)的降雨量)占降雨总量的比例；RM为沼泽湿地生态系统截留降水、减少径流的效益系数。
其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：所述北方区K取0.4，南方区K取0.6；RM值为0.40。
K的选取，我国北方区和南方区以秦岭－淮河一线为界，根据降雨特征分别选取K参数值为：北方区K取0.4，南方区K取0.6；RM的选取，根据已有研究成果，沼泽类RM值为0.40。
其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：所述步骤四中对沼泽湿地生态系统进行净化氮和磷价值评价；具体过程为：
VP＝NP×PP
式中，VP为沼泽湿地净化氮和磷价值，单位为元；NP为沼泽湿地氮和磷物质容纳量，单位为吨/年；PP为污水处理费用，单位为元/吨，0.80元/吨(2006年)。
根据国务院国函[2006]77号《国务院关于松花江流域水污染防治规划(2006－2010年)的批复》规定：“加强城市污水处理费征收。到2006年，所有城市、建设污水处理厂的县(市)必须征收污水处理费，地级以上城市污水处理费不低于0.8元/吨，确保设施正常运行。”
其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：所述步骤五中对沼泽湿地生态系统进行生物多样性维持功能价值评价；具体过程为：
VB＝MWTP×NH
式中，VB为沼泽湿地生物多样性维持功能价值，单位为元；MWTP为调研区每户支付意愿的上下限的平均值，单位为元/(户·年)，通过走访调研问卷的方式获得；NH为调研区的户数，单位为户。采用调查问卷的形式，针对沼泽湿地周边乡镇及其上级地市展开调研。
其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：所述步骤六中将步骤一-步骤五获得固碳价值量、温室气体排放损失价值、涵养水源功能价值、净化氮和磷价值、生物多样性维持功能价值归一在同一年份的统一标尺下，将归一在同一年份的统一标尺下的固碳价值量、温室气体排放损失价值、涵养水源功能价值、净化功能价值、生物多样性维持功能价值相加，得到沼泽湿地生态系统服务功能的总价值量；具体过程为：
通过查阅黑龙江省统计年鉴，获得商品零售价格指数，将步骤一-步骤五中的固碳成本、水库库容成本、污水处理费用和调研区每户支付意愿的上下限的平均值归一在同一年份的统一标尺下：
式中，RIi为不同年份的商品零售价格指数；RIj为归一在统一年份的商品零售价格指数；Pi为来自不同年份的已知成本；Pj为归一在统一年份的成本(比如归一在同一年份的统一标尺下的固碳成本、水库库容成本、污水处理费用、支付意愿的上下限的平均值)。
将归一在同一年份的统一标尺下的成本分别代入到步骤一-步骤五的公式中，通过步骤一-步骤五获得归一在同一年份的统一标尺下的的固碳价值量、温室气体排放损失价值、涵养水源功能价值、净化功能价值、生物多样性维持功能价值，进而将步骤一-步骤五的价值相加，得到沼泽湿地生态系统服务功能的总价值量，实现了价值量的对比分析。
例如：通过查阅黑龙江省统计年鉴，获得商品零售价格指数，针对步骤一-步骤五中的固碳成本55.98元/吨(2014年)、水库库容成本0.67元/立方米(1990年)、污水处理费用0.80元/吨(2006年)、支付意愿的上下限的平均值163.52元/(户·年)(2007年)，可将其归一在统一的标尺下，如2010年。
式中，RIi为2014年(510.9)、1990年(220.1)、2006年(412.1)和2007年(435.2)不同年份的商品零售价格指数；RIj为归一在统一年份的商品零售价格指数，2010年(469.4)；Pi为来自不同年份的已知成本，固碳成本55.98元/吨(2014年)、水库库容成本0.67元/立方米(1990年)、污水处理费用0.80元/吨(2006年)、支付意愿的上下限的平均值163.52元/(户·年)(2007年)；Pj为归一在统一年份的成本(比如归一在同一年份的统一标尺下的固碳成本、水库库容成本、污水处理费用、支付意愿)。
将归一在同一年份的成本分别代入到步骤一-步骤五的计算中，通过步骤一-步骤五获得归一在统一的标尺下的固碳价值量、温室气体排放损失价值、涵养水源功能价值、净化功能价值、生物多样性维持功能价值，进而将步骤一-步骤五的价值相加，即为沼泽湿地生态系统服务功能的总价值量，实现了价值量的对比分析。
其它步骤及参数与具体实施方式一至八之一相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：
本实施例一种沼泽湿地生态系统服务功能的价值评估方法具体是按照以下步骤制备的：
三江平原沼泽湿地生态系统服务功能价值评价：固碳价值去除温室气体排放损失价值(温室气体交换价值)，即为区域沼泽湿地生态系统的大气调节功能价值，1982-2005年，沼泽湿地固碳价值变化范围在1363.44-1379.26亿元，温室气体排放损失价值变化范围在28.10-34.03亿元(见表1)；大气调节功能价值变化范围在1335.34-1345.23亿元。采用不同时期的商品零售价格指数比值，将不同年份生态系统服务功能价值统一至2000年，实现价值的可比性。不同年份各项服务功能价值由高到低的变化依次是：温室气体交换价值、涵养水源价值、生物多样性维持价值和净化功能价值(见表1)。沼泽湿地服务功能总价值呈现逐年下降的趋势。
表1 三江平原沼泽湿地生态系统服务功能价值评价(亿元)
本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种沼泽湿地生态系统服务功能的价值评估方法，其特征在于该方法具体过程为：
步骤一、对沼泽湿地生态系统进行固碳功能价值评价，得到沼泽湿地固碳价值；
步骤二、对沼泽湿地生态系统进行温室气体排放损失价值评价，得到沼泽湿地温室气体排放损失价值；
步骤三、对沼泽湿地生态系统进行涵养水源功能价值评价，得到沼泽湿地涵养水源功能价值；
步骤四、对沼泽湿地生态系统进行净化氮和磷价值评价，得到沼泽湿地净化功能价值；
步骤五、对沼泽湿地生态系统进行生物多样性维持功能价值评价，得到沼泽湿地生物多样性维持功能价值；
步骤六、将步骤一-步骤五获得固碳价值、温室气体排放损失价值、涵养水源功能价值、净化氮和磷价值、生物多样性维持功能价值归一在同一年份的统一标尺下，将归一在同一年份的统一标尺下的固碳价值、温室气体排放损失价值、涵养水源功能价值、净化功能价值、生物多样性维持功能价值相加，得到沼泽湿地生态系统服务功能的总价值量。
2.根据权利要求1所述一种沼泽湿地生态系统服务功能的价值评估方法，其特征在于：所述步骤一中对沼泽湿地生态系统进行固碳功能价值评价；具体过程为：
VC＝(CA+CB+CS)×PC
式中，VC为沼泽湿地固碳价值，单位为元；CA为沼泽湿地植物地上固碳量，单位为吨/年；CB为沼泽湿地植物地下固碳量，单位为吨/年；CS为沼泽湿地土壤储碳量，单位为吨/年；PC为固碳成本，单位为元/吨；
沼泽湿地植物地上固碳量，计算方法为：
CA＝B×Cc
沼泽湿地植物地下固碳量，计算方法为：
CB＝B×Cc
式中，B为沼泽湿地植物生物量干重，单位为吨；Cc为实验室测定植物全碳含量，单位为％；
沼泽湿地土壤储碳量，计算方法为：
CS＝AMS×c×d×ρ
式中，AMS为不同沼泽土壤类型的面积，单位为平方米；c为沼泽土壤类型的有机碳含量，单位为％；d为沼泽土壤类型的土层厚度，单位为米；ρ为沼泽土壤容重，单位为吨/立方米。
3.根据权利要求2所述一种沼泽湿地生态系统服务功能的价值评估方法，其特征在于：所述步骤二中对沼泽湿地生态系统进行温室气体排放损失价值评价；具体过程为：
<mrow> <msub> <mi>V</mi> <mi>E</mi> </msub> <mo>=</mo> <mn>0.2729</mn> <mo>&amp;times;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>E</mi> <mrow> <msub> <mi>CO</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <mn>25</mn> <mo>&amp;times;</mo> <msub> <mi>E</mi> <mrow> <msub> <mi>CH</mi> <mn>4</mn> </msub> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <mn>298</mn> <mo>&amp;times;</mo> <msub> <mi>E</mi> <mrow> <msub> <mi>N</mi> <mn>2</mn> </msub> <mi>O</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;times;</mo> <msub> <mi>P</mi> <mi>C</mi> </msub> </mrow>
式中，VE为沼泽湿地温室气体排放损失价值，单位为元；为CO2排放量，单位为吨/年；为CH4排放量，单位为吨/年；为N2O排放量，单位为吨/年；Pc为固碳成本，单位为元/吨。
4.根据权利要求3所述一种沼泽湿地生态系统服务功能的价值评估方法，其特征在于：所述排放量的测定采用静态暗箱-气象色谱法。
5.根据权利要求4所述一种沼泽湿地生态系统服务功能的价值评估方法，其特征在于：所述步骤三中对沼泽湿地生态系统进行涵养水源功能价值评价；具体过程为
VW＝Ws×PR
式中，VW为沼泽湿地涵养水源功能价值，单位为元；WS为沼泽湿地涵养水源量，单位为立方米/年；PR为水库库容成本，单位为元/立方米；
沼泽湿地涵养水源量WS，计算方法为：
<mrow> <msub> <mi>W</mi> <mi>S</mi> </msub> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi> </munderover> <msub> <mi>A</mi> <mi>M</mi> </msub> <mo>&amp;times;</mo> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>J</mi> <mrow> <mn>0</mn> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;times;</mo> <mi>K</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;times;</mo> <msub> <mi>R</mi> <mi>M</mi> </msub> </mrow>
式中，AM为沼泽湿地的面积，单位为平方米；J0i为根据计算区年降雨量划分得到的降雨量参数，单位为米；i＝1，…，n，n为计算区年降雨量划分的分段数；K为产流降雨量占降雨总量的比例；RM为沼泽湿地生态系统截留降水、减少径流的效益系数。
6.根据权利要求5所述一种沼泽湿地生态系统服务功能的价值评估方法，其特征在于：所述北方区K取0.4，南方区K取0.6；RM值为0.40。
7.根据权利要求6所述一种沼泽湿地生态系统服务功能的价值评估方法，其特征在于：所述步骤四中对沼泽湿地生态系统进行净化氮和磷价值评价；具体过程为：
VP＝NP×PP
式中，VP为沼泽湿地净化氮和磷价值，单位为元；NP为沼泽湿地氮和磷物质容纳量，单位为吨/年；PP为污水处理费用，单位为元/吨。
8.根据权利要求7所述一种沼泽湿地生态系统服务功能的价值评估方法，其特征在于：所述步骤五中对沼泽湿地生态系统进行生物多样性维持功能价值评价；具体过程为：
VB＝MWTP×NH
式中，VB为沼泽湿地生物多样性维持功能价值，单位为元；MWTP为调研区每户支付意愿的上下限的平均值，单位为元/(户·年)，通过走访调研问卷的方式获得；NH为调研区的户数，单位为户。
9.根据权利要求8所述一种沼泽湿地生态系统服务功能的价值评估方法，其特征在于：所述步骤六中将步骤一-步骤五获得固碳价值、温室气体排放损失价值、涵养水源功能价值、净化氮和磷价值、生物多样性维持功能价值归一在同一年份的统一标尺下，将归一在同一年份的统一标尺下的固碳价值、温室气体排放损失价值、涵养水源功能价值、净化功能价值、生物多样性维持功能价值相加，得到沼泽湿地生态系统服务功能的总价值量；具体过程为：
通过查阅黑龙江省统计年鉴，获得商品零售价格指数，将步骤一-步骤五中的固碳成本、水库库容成本、污水处理费用和调研区每户支付意愿的上下限的平均值归一在同一年份的统一标尺下：
<mrow> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>RI</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>RI</mi> <mi>j</mi> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>P</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>P</mi> <mi>j</mi> </msub> </mfrac> </mrow>
式中，RIi为不同年份的商品零售价格指数；RIj为归一在统一年份的商品零售价格指数；Pi为来自不同年份的已知成本；Pj为归一在统一年份的成本；
将归一在同一年份的统一标尺下的成本分别代入到步骤一-步骤五的公式中，通过步骤一-步骤五获得归一在同一年份的统一标尺下的的固碳价值、温室气体排放损失价值、涵养水源功能价值、净化功能价值、生物多样性维持功能价值，进而将步骤一-步骤五的价值相加，得到沼泽湿地生态系统服务功能的总价值量。
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