城市化必定给城市环境带来一定的影响,生态环境的发展状况是否能够与城市扩张保持良好的互动,直接明显的指标就是城市内部环境质量的好坏,以及环境质量的演变是否遵循可持续发展的变动方式。对生态资产价值进行评估是政府宏观决策和生态环境建设的必要条件。改革开放20多年来,东莞的发展经历了“农业东莞、工业东莞、商贸东莞、城市东莞”几个阶段,现正全力向“和谐东莞”迈进。其中,工业化是东莞发展最重要、最为关键的阶段,是“东莞模式”的形成时期。工业化的发展必然会导致生态环境的破坏。因此,及时、准确和动态地掌握东莞市生态资产状况,对生态环境建设与保护,为东莞市各级政府部门制定宏观决策具有重要的科学意义。
针对东莞市的区域特点,本专题提出了以下研究内容,包括生态资产评估指标体系的建立、生态资产评估的研究尺度确定、生态资产评估方法介绍、各生态系统服务功能物质量与价值量计算、总生态资产评估以及分析、生态系统变化引发的生态系统服务价值的变化等,具体来看主要包括:
①首先确立了东莞市生态资产核算的指标体系,根据国内外已有研究成果以及基于遥感和GIS技术评估生态资产的特点,选择了7个典型的、具有代表性的指标进行评估。
②确定生态资产评估的尺度。研究基于遥感和GIS技术对生态资产进行评估,因此,其评估的尺度选取非常重要,本研究将根据数据的特点,灵活选取不同的研究尺度,既有TM遥感影像像元的尺度,又有以河流、水库为对象的尺度,同时,在具体分析东莞市生态资产变化时,还将以镇区为研究尺度。
③生态资产评估方法的选取对生态资产评估的结果具有较大影响,因此如何选择合理的评估方法,对生态资产的估算具有重要意义,一方面需要考虑计算出来的生态资产与真实物价水平具有可比性,另一方面需要考虑生态资产在不同时期具有可比性。
④土地是生态系统承载物质的基础,总是对城市的发展起到关键的服务作用,用地方式和类型的转变逐渐改变了原有的土地资源生态系统的服务功能,这同样也成了生态环境研究中需要关注的现象。本研究基于生态系统类型,计算了东莞市1988—2006年之间的生态资产总体变化以及空间上的差异,以期对东莞市的生态系统布局起到一定的指示引导作用。
⑤结合东莞市城市发展的主要规划和定位战略,以及上述研究成果。分析了东莞市生态资产变化规律,进一步提出保护生态环境的相关对策。
本研究使用7个评价指标对东莞市进行生态资产评估,它们分别是生产有机物功能、气体调节功能、营养物质循环功能、保土育肥功能、涵养水源功能、废物处理功能、供水功能等(欧阳志云,等,1999;周可法,等,2006;刘阳,等,2007;于谦龙,2007;高吉喜,等,2007)。表3.2所列是该7类指标的介绍。
表3.2 生态资产评估指标体系
1.生产有机物质功能
植被能够直接吸收和转化太阳光能,产生有机物质,其产品种类繁多、品种多样,既包括生产资料产品,也包括生活消费品;既包括农业加工产品,也包括种植、养殖产品;既包括已经在市场上实现其经济价值的产品(如木材),也包括森林生态系统生产的但并没有在市场上进行交易的产品(如柴薪)。这些产品都有个共性,可以把它们归纳为以有机物质为主体而存在。
生态系统生产有机物质的价值是生态资产的重要组成部分,准确、动态地估算这一功能价值对于生态资产的估算、绿色GDP的核算、社会经济和生态环境的可持发展都具有重要的指导意义和应用前景。
2.涵养水源功能(www.xing528.com)
涵养水源是生态系统一个重要的服务功能。生态系统主要通过截流降水、增加土壤下渗、抑制蒸发、缓和地表径流和增加降水起到涵养水源的服务功能。植被涵养水源功能主要体现在森林乔木冠层、林下灌草层、林地枯枝落叶层及林地土壤层对降水的截留、储存与再分配等功能上,其功能的大小与强弱受植被类型及其环境因子的长期综合影响。它主要与植被类型及林下灌草层盖度,枯枝落叶层性质及现存量,土壤层厚度及孔隙度等因素密切相关。随着森林资源的不断减少,自然生态环境不断发生着不良的变化,森林生态系统的多功能性作用正越来越受国际社会的广泛关注。而探索森林涵养水源功能及其价值评价体系、正确计量与评价方法,又是经营管理与开发利用森林资源、实现最佳经营和最优利用的前提。
3.废物处理功能
生态系统处理废物功能是指生态系统中,生物类群通过代谢作用(同化作用和异化作用)使环境中的污染物的数量减少、浓度下降、毒性减轻,直至消失的过程。对环境污染的净化是生态系统为人类提供的一项重要的生态服务功能。据测定:树木每生产1kg干物质就要过滤31111m3的空气。每公顷热带雨林每年净化空气为6813×104m3,亚热带杉木林为3000×104m3,东北混交林为2000×104m3,全世界森林每年生产的干物质约373.5×104m3,能净化空气量约为2294362500×108m3,把这些洁净的空气平铺在地球表面足有449m厚,可供40亿人呼吸消耗1万余年。另外,河流、水库、湖泊等具有净化污染物能力,也表现出非常大的服务功能价值。
4.气体调节功能
植物在为人类提供物质产品的同时,也在和大气进行着气体交换,调节大气的组分。生态系统气体调节功能包括大气调节和气候调节。气体调节功能主要指调节CO2/O2平衡,植被通过光合作用与大气交换CO2和O2,从而起到维持大气中CO2和O2的动态平衡、降低大气温室效应的作用。此外,大气中有少量CH4和N2O等温室气体。CH4的单分子增温潜势是CO2的20倍,是地球上仅次于CO2的重要温室气体,N2O也是不容忽视的温室气体,是影响气候变化的重要因素。由于研究手段及其基础研究不足,本研究将不考虑CH4和N2O。随着“全球变暖”问题越来越受到人们的关注,植物固定CO2的功能也就愈发受到人们的重视。此外,由于O2是人类生存必不可少的物质,所以绿色植物通过光合作用释放O2的功能就显得十分重要了。
5.营养物质循环功能
营养物质循环作为植被生态系统的主要过程及基本功能,是系统生产力及持久性的决定因素,同时对生物圈化学环境亦有重大影响,人为因素控制下的植被养分循环是建立可持续农/林业的物质基础。我国主要农林区正处于传统自给农林业向现代集约农林业转变的过程中,生态系统的开放度加大,有效养分流及养分有效性过程加强;同时,也存在着养分流失加剧,养分输入、流出失衡,土壤养分大量进入水体和大气中,造成局部环境养分的富集和污染。养分平衡的主要研究内容有土壤施肥、养分矿化和收获产量、侵蚀、淋洗造成的养分损失,以及过量施用化肥、厩肥所引起的环境负效应等。研究土地利用系统养分平衡可以达到两个目的,一是判断土壤肥力的变化趋势与速率,并深入了解农业生态系统养分循环特征,提高人类在调控养分循环方面的自觉性,使养分循环向有利于人类需要的方向发展;二是判断农业对环境的影响,在获得人类必需的粮食、蔬菜和纤维的同时,所付出的生态成本最低。
6.保土育肥功能
生态系统的保土育肥功能,主要表现在两个方面:一是固土功能,减少土壤侵蚀程度,这主要是因为,植被林冠及地表植物可以截留一部分雨水,减少雨滴对地表的直接冲击和侵蚀作用,降低降水强度,减少和延缓径流,减少对土壤侵蚀。林地土壤由于含有大量的腐殖质,具有较高的透水性能和蓄水性能,使得地表径流最大限度地转变为地下径流,这样可以减少地表径流及其速度,从而减少土壤侵蚀。另外,在有植被的土壤中,树木根系纵横交错,盘根错节,具有固结土壤、减少滑坡和泥石流的作用。二是减少土壤养分流失,随着水土流失,每年被带走的土壤有机质和N、P、K等植物营养物质相当于我国一年生产的4000万吨化肥所含的营养物质量,仅肥力损失每年即达上千亿元。养分流失的后果,不仅导致土地肥力下降,影响农业生产,而且导致水源水质污染,促使河流湖泊富营养化的发生。为了维持土地生产力,必然要加大化肥等物质的投入,这又将进一步带来新的损失。
7.供水功能
水库、河流、湖泊、基塘等水体是储存水资源的天然容器,一方面满足人们生活最基本的用水需要,如提供自来水、饮用水等,另一方面为人们生产提供最基本的物质资料,如为工厂提供大量的工业用水,为农田提供灌溉用水,等等。由此可见,水库、河流、湖泊等对人类社会提供巨大的服务价值,因此,对于水资源丰富的东莞市,估算其供水功能具有非常重要的实际意义。
针对以上研究内容,提出了本课题的研究尺度。研究尺度包括时间尺度和区域尺度。综合大多数的研究来看,针对研究区域自身的特点,采用了宏观、中观以及微观尺度来界定研究对象。基于以上对东莞市生态环境特征的分析,本研究选择了三种尺度来反映整个生态环境的研究,区域尺度包括市、镇区、TM遥感影像像元,时间跨度从1988年延伸到2006年,具体包括1988年、1993年、1997年、2001年、2005年、2006年6个年份,每个时间跨度基本是4年,其中2005年到2006年相差一年。
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