基于效益转换的中国湖沼湿地生态系统服务功能价值估算

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导师姓名
周德民
学科专业
地图学与地理信息系统
文献出处
首都师范大学   2014年
关键词
湖沼湿地论文  生态系统论文  服务功能论文  价值估算论文  效益转换论文
论文摘要

湿地与森林、海洋并称为全球三大生态系统,是地球上最富生物多样性的自然生态景观和人类重要的生存环境。湿地作为具有陆地与水面系统间过渡性质的特殊地域单元,是集合了多功能的独特生态系统,发挥着独特的生态效益和服务功能。湿地不仅能够为人类提供动植物产品和水资源,还有巨大的调节功能和环境效益,丰富多样的湿地在调节气候、涵养水源、调蓄洪水、净化水质、维持生物多样性等方面发挥着重要的作用。我国是世界上湿地类型多样、数量丰富的国家之一。由于环境污染、过渡捕捞、人工围垦等原因,湿地生态功能和效益不断下降,动植物栖息地和水生、湿生生物生存环境遭到破坏,给我国水资源供给安全和国家生态安全造成隐患。湿地生态系统服务功能及其价值估算受到越来越多的关注和重视。一方面,随着人类社会、经济的增长,导致对自然生态系统的过度需求剧增,人类对生态系统表现出越来越多的依赖。另一方面,生态系统服务功能需求持续增长所引发的问题变得更加复杂,由于过度捕捞、城市化、污染等原因,全球湿地生态系统的退化,对人类的福祉和经济发展造成的冲击日益加剧。如何度量和评估湿地生态系统为人类提供的广泛多样的服务?如何评估湿地生态系统对于社会与经济福祉的贡献,以便在决策制定过程中提供指导性的帮助?以上研究涉及自然科学、经济学和社会学等领域,是复杂和严峻的时代性问题,必须从多学科交叉角度考虑并解决问题。湿地生态系统服务功能研究是价值评估的基础,将其评估结果通过货币化的形式客观的表现出来,建起了经济学和生态学之间的桥梁,有利于研究生态系统对于社会和经济福祉的贡献,进一步开展对人类福祉具有促进作用的各项活动。本文的研究内容包括:1、结合国内外对于生态系统及其服务功能研究,基于中国的湿地资源环境特征,分析湿地生态系统服务功能以及湿地价值评估的经济学原理和方法。2、研究湿地生态系统效益转换的基本原理和研究方法,包括湿地生态系统服务功能效益转换方法的来源、分类,成果参照法的原理和方法,Meta分析的原理以及其中的多元统计学方法,地理信息系统与遥感技术在自然资源效益转换中的应用等。3、基于成果参照法对全国湖沼湿地生态系统服务功能进行价值估算。在对比了国外Costanza等人、国内谢高地等人在对中国生态系统进行研究得出的湿地单位面积价值量后,选取后者作为本论文的参考基准价值量。随后分析影响湿地价值量高低的诸多自然、社会因子,并选取相关因子(如经济人口因子、生物多样性因子等),对湿地价值基准量进行调整,进行湖沼湿地生态系统服务功能价值量的效益转换。4、基于Meta分析方法对全国湖沼湿地生态系统服务功能进行价值估算。通过对湿地价值评价案例点的文献数据进行搜集和整理,最终得到80个湿地价值评价案例点并建立数据库。基于案例点数据分析各项服务功能的估算方法和单位面积价值量;基于数据库建立Meta回归分析模型,并得出全国湖沼湿地服务功能的价值总量。对分析成果参照法和效益转换方法进行比较,分析其评价结果的有效性,讨论效益转换过程中可能产生的误差来源。本论文的主要研究成果如下:综合国内外对于湿地生态系统及其服务功能的前沿研究,对于中国湿地的生态系统及其服务功能进行总结归纳;基于湿地价值评价案例点,分析湿地生态系统的支持、供给、调节以及文化服务的功能特点,以及对各项服务功能进行货币化评价的经济学方法。探讨效益转换方法在湿地价值评价中的运用,基于国内外已有的湿地单位面积价值量进行成果参照法,并借鉴GIS的空间分析方法等进行调整,计算出2008年全国湖沼湿地面积价值量为5683.1×108元/年,其中全国湖泊湿地生态系统服务价值共计1771.6×108元/年,沼泽湿地生态系统服务功能价值总计3911.5×108元/年。湖泊生态系统价值量最高的省份依次为西藏、黑龙江和青海,而沼泽生态系统价值量最高的省份依次为黑龙江、青海和内蒙。引入Meta分析方法,通过对全国尺度上的湖沼案例点搜集,分析中国湖沼湿地服务功能特点及价值计算方法,对案例点中的数据进行搜集整理并建立数据库,在此基础上建立多元回归模型,实现尺度上推并估算出全国湖沼湿地面积价值量共计为21325.4x108元/年,其中湖泊生态系统价值量为8137.7×108元/年,沼泽生态系统服务功能的价值量为13187.7×108元/年。湖泊生态系统价值量最高的省份依次为西藏、青海和新疆,沼泽生态系统价值量最高的省份依次为黑龙江、内蒙和青海。本文的创新点在于:在湿地生态系统服务功能价值评价相关研究中,对于单个湿地、区域内湿地的研究较多,但对于全国范围大尺度的湿地价值评价较少。本文以基于中分辨率遥感影像提取的全国湖沼湿地数据库作为评价对象,将效益转换方法应用到湿地服务功能价值量研究中,基于成果参照法和Meta分析法开展湿地价值效益转换。对成果参照法进行效益转换,依据中国湖沼湿地特征和国家经济社会国情,考虑到影响湿地生态系统服务功能价值量高低的各类社会、自然因素,通过GIS空间分析方法、数据处理方法等进行逐步调整。Meta分析方法基于对全国尺度的案例点搜集建库,对其进行数值统计,分析中国湖沼湿地服务功能价值量特征。基于SPSS软件对案例数据进行多元统计回归分析,并进行价值量的尺度上推,实现对基于遥感提取中国湖沼湿地资源进行价值量的估算。

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摘要

ABSTRACT

图目录

表目录

第一章 绪论

第一节 选题意义

一 研究背景

二 研究目的和意义

第二节 国内外研究进展

一 生态系统服务功能及其价值评价研究

二 湿地生态系统服务功能及其价值评价研究

三 生态系统服务功能价值评估过程中的瓶颈

第三节 论文研究内容和技术路线

一 论文研究内容和组成部分

二 论文研究技术路线

第二章 中国湖沼湿地及生态系统服务功能

第一节 中国湿地资源概况

一 湖沼湿地概况

二 中国湖沼湿地分布

第二节 湿地生态系统服务功能

一 生态系统服务功能的概念

二 生态系统服务功能的分类

三 湿地生态系统服务功能价值估算方法

第三章 效益转换研究方法

第一节 效益转换方法概述

一 效益转换的原理

二 效益转换方法的研究进展

第二节 成果参照法进行生态系统价值估算原理

第三节 Meta分析进行价值转换的原理

一 Meta分析中的多元统计分析原理

二 基于Meta分析的湿地价值评价一般步骤

第四节 GIS技术在湿地生态系统研究的应用

一 空间分析技术及在环境经济学中的应用

二 遥感技术在生态环境中的应用

第四章 基于成果参照法的湖沼湿地效益转换

第一节 参照体系的建立及调整方案

一 参照体系的建立

二 生态系统价值量影响因子分析

三 调整体系的建立

第二节 湖沼湿地价值估算结果

第五章 基于Meta分析法的湖沼湿地价值效益转换

第一节 湿地服务价值案例点分析

一 案例点的选取与建库

二 各项生态系统服务功能价格

三 面积因子与价值总量之间关系

四 生态系统服务功能的方法分析

第二节 湖沼湿地Meta模型的构建

一 自变量的选择及建立回归模型

二 模型建立及精度分析

第三节 基于Meta回归模型的全国湖沼湿地价值量估算

第四节 结果分析

一 两种效益转换的比较

二 价值估算精度验证及误差分析

三 本论文研究结果与其他研究的比较

第六章 结论与展望

第一节 主要成果与创新点

一 主要成果

二 创新点

第二节 研究不足与展望

一 研究不足

二 展望

参考文献

附录

致谢

攻读博士学位期间参加的科研工作及发表论文情况

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