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大庆湿地及水分调节功能价值估算研究

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第27卷第2期 2011年3月 森林工程 Vo1.27 No.2 Mar.,2011 F0REST ENGINEERING 大庆湿地及水分调节功能价值估算研究 李丽娜,张思冲 ,宫晓磊,杨 丹,王明明 (黑龙江省高校地理资源与环境遥感重点实验室(哈尔滨师范大学),哈尔滨150080) 摘要:以大庆湿地为研究对象,结合大庆地区2007年LANDSAT TM遥感图像解译数据和实地调查数据,采用地理 信息系统技术(G1S),分析大庆湿地的主要类型及湿地分布特征,选择影子工程法进行大庆湿地水分调节功能价值估算。 研究表明,大庆湿地所提供的水分调节功能价值主要为稻田和芦苇沼泽湿地洪水价值、湖泊湿地蓄水价值,经估算稻 田和芦苇沼泽洪水价值为4.65亿元,湖泊湿地蓄水价值为1.43亿元,大庆湿地水分调节功能价值为6.08亿元。 关键词:大庆;湿地;水分调节;影子工程法;价值估算 中图分类号:X 171.4 文献标识码:A 文章编号:1001—005X(2011)02—0012—04 Research oil Main Types of Daqing Wetland and the Estimated Value of its Water Regulation Function/Li Lina,Zhang Sichong,Gong Xiaolei,Yang Dan,Wang Mingming(Heilongjiang Provincial Key Laboratory of Harbin Normal University,Harbin 150080) Abstract:Taking Daqing wetland as research object,its main types and distirbution characteristics were all analyzed.Combined with LANDSAT TM remote sensing graphical interpretation data and the field survey data of Daqing area in 2007,the water regulation value of Daqing wetland was esti— mated using shadow project method based on Geographic Information System(GIS).Research shows that the moisture adjustment function value provided by Daqing wetland is rrt ̄inly flood control for rice paddies and reed marshes,and water storage for lake and wetland.Through estimation,it shows that the value of rice paddies and reed marshes in flood control is 465 million yuan,while the value of lake and wetland in water storage is 143 million yuan. Therefore.the value  ̄)aqing wetland in water regulation function is 608 million yuan. Keywords:Daqing;wetland;water regulation;shadow project method;estimated Value 湿地包括江河和湖泊等水面,也包括退潮时水 深不超过6m的海岸水域…。湿地是地球上水陆相 互作用、相互影响而形成的生态系统,是自然界最 方法,适用于湿地类型的生态系统综合评价 J, 提出了水分调节功能价值估算的研究方法,在国际 上,Gretch Daily 等人编著的《生态系统服务功 具有生物多样性特征并与人类密切相关、对人类作 用十分重大的生态系统之一,被誉为“自然之 能》中,也详细分析了湿地生态系统的水分调节 功能价值的估算研究,为本文提供了可参考依据。 水分调节功能价值估算主要使用影子工程法和防护 费用法,影子工程法来源于对影子价格的应用,对 于生态系统来说提供预测服务功能是以整个系统的 存在为前提的,这种功能所产生的效益无法应用市 场价格来决定 J,这种方法将本身难以用货币表 。肾”_2]。湿地生态系统具有维持生态平衡、保持生 物多样性、蓄洪防旱、降解污染、补充地下水、调 节气候和防止自然灾害等多种功能,是单位面积服 务价值最高的生态系统。水分调节是湿地的重要功 能之一,湿地具有巨大的渗透能力和蓄水能力,由 于湿地植物吸收,深厚疏松的底层土壤(沉积物) 示的调蓄洪水的价值,用其“影子”价值来计量, 将不可知转化为可知,简单易用。防护费用法实际 堆积,增加土壤下渗,蓄存水分,致使降水进入江 河的时间滞后,人河水量减少,从而减少了洪水径 使用时会因多种行为动机和环境目标等因素导致环 境价值过高或过低的补偿,进而使估价结果产生偏 流,达到削洪的目的 。 在国内,崔丽娟在2001年所著的《湿地价值 差,因其考察的仅是环境资源的使用价值,对环境 资源的非使用价值无法做出合理的评估,所以本文 选择影子工程法进行价值估算。本文以大庆湿地为 研究对象,结合大庆地区2007年LANDSAT TM遥 感图像解译数据和实地调查数据,采用地理信息系 统技术(GIS),分析大庆湿地的主要类型及湿地 分布特征,此次研究定量评估了大庆湿地水分调节 功能价值,对于认识大庆湿地水分调节功能价值, 评估研究》中,创建了一套评估湿地综合价值的 收稿日期:2010—11—03 基金项目:国家自然资助项目(41030743) 第一作者简介:李丽娜(1987一),女,黑龙江七台河人,硕士 研究生。研究方向:生态环境。 通讯作者:张思冲(1962一),女,黑龙江哈尔滨人,博士, 教授。研究方向:生态环境。 有针对性的保护大庆湿地水资源具有现实意义。 第2期 李丽娜等:大庆湿地及水分调节功能价值估算研究 13 1大庆湿地 湿地约占研究区内总湿地面积的19.1%,湿地分 布状况如图1所示。 1.1研究区概况 大庆市位于黑龙江省西部,辖萨尔图、龙凤、 让胡路、红岗、大同5区和肇源、肇州、林甸、杜 尔伯特蒙古族自治县4县,总面积21 219 hm 。该 地区属于安达闭流区,低平原的大部分地区为嫩 江、松花江、乌裕尔河、双阳河和明水县、青岗县 坡地来水的洪泛区,由于地形复杂,降水形成的径 流被地面储存,形成了许多封闭的洼地,积水而形 成泡沼。大庆地区湿地总面积63.39万hm ,总蓄 水能力9亿m。左右 J,市区有湖泡156个。 1.2研究区湿地类型划分 大庆地区地势低平,闭流区内流水不畅,排水 无出处,因而湿地广泛分布 J。研究区内湿地类 型较多,盐沼、人工湿地占较大比例。本文参考国 内外有代表性的湿地分类系统,应用大庆地区 2007年LANDSAT TM遥感图像解译数据和实地调 查数据,采用地理信息系统技术(GIS),结合实 地调查数据,将研究区湿地划分为2个湿地类、7 个湿地型,见表1。截止到2007年底,大庆市自 然湿地约占研究区内总湿地面积的80.9%。人工 表1大庆湿地分类系统 Tab.1 Classification system of Daqing wetland 图l研究区湿地类型分布图 Fi昏1 Distribution of wetland types in research area 1.3研究区湿地分布状况 自然湿地是指目前没有受到或很少受到人类活 活动强烈影响或直接经人类改造形成的湿地类型。 人工湿地包括水库湿地、沟渠湿地、坑塘湿地、虾 动干扰的湿地,主要包括沼泽湿地、盐沼湿地和湖 泊湿地。以2007年的遥感数据为依据划分,以盐 沼湿地为主,面积最大。人工湿地是指已受到人类 蟹盐田湿地和稻田湿地等,其中,稻田湿地面积最 大,库塘湿地面积最小,见表2。 表2 2007年大庆市湿地面积统计(hm ) Tab.2 Statistics of Daqing wetland area in 2007(hm ) 注:数据来源于2007年LANDSAT TM卫星遥感图像 14 森林工程 第27卷 2001—2007年大庆湿地的总变化率很小,从 其分布来看,大庆地区的湿地普遍缺水。湿地面积 的变化主要受当地气候条件、人为改变天然湿地用 响,自然湿地面积中沼泽江河湿地的亏损幅度最大 为一58.38%,其中盐沼湿地增加幅度最快为 12.45%。人工湿地中稻田面的变化幅度明显,见 表3。 途、生物资源过度利用、缺乏环境用水等因素影 表3 2001—2007年大庆湿地面积变化(hm ) Tab.3 Changes of Daqing wetland area from 2001 to 2007(hm ) 注:数据来源于2001年和2007年LANDSAT TM卫星遥感图像 2水分调节功能及价值估算 2.1水分调节功能 水分调节功能是湿地生态系统服务功能的重要 组成部分,在所有生态系统中,湿地的水分调节功 接市场法中的一种计算方法。影子工程法指以人工 建造一个工程来替代生态功能或原来被破坏的生态 功能费用,水分调节功能价值等于总水分调节量和 单位蓄水量的库容成本之积 。此方法也可以 认为是在水生态系统被破坏后,人工建造一个工程 能是最强的,湿地能存储过量的水分(过量的水 分发生多雨或河流涨水的季节),过量的水可能来 来代替原来的水生态系统服务功能,用建造新工程 的费用来估计水生态系统破坏所造成的经济损失的 一自降水、径流或者地下水源,具有流量调节作用, 在洪峰来临的时候均化洪水,缓解洪峰带来的损 失。估算水分调节功能价值,可以全面了解研究区 内的水分调节能力,预测水分调节能力,为大庆湿 种方法。 2.3估算过程 本文采用影子工程法。该部分评估可以分两部 地生态系统服务功能价值评估提供数据支持和参考 依据。 2.2价值估算方法 湿地生态系统服务功能价值估算亦可采用市场 价值法、影子工程法、防护费用法、费用替代法和 条件价值法等价值量评估方法 或者迁费用法。 分进行,即稻田、沼泽湿地调蓄洪水价值和湖泊河 流蓄水价值。研究区沼泽湿地面积165 437.01hm , 稻田面积为76 763hm 。研究区内最大的湿地为扎 龙湿地,本文以扎龙湿地的每公顷蓄水值作为研究 区内的平均水平值计算,根据表4,计算得出,每 公顷沼泽湿地可蓄水3 500m ,稻田湿地每公顷沼 。对于水分调 节功能价值估算常常采用影子工程法、防护费用法 本文采用影子工程法,影子工程法又称替代工 泽湿地可蓄水1 500m ,得出稻田和沼泽湿地总蓄 水量为6.94亿1TI 。用存储相同体积的洪水所需的 工程造价来估算此项功能价值。 程法,是恢复费用法的一种特殊形式 J,也是直 表4扎龙湿地各种湿地类型面积及平均水深 Tab.4 Area of each wetland type and the average water depth of Zhalong wetland 计算公式为:Q = ×t。 如图2和图3所示: 和t是影子工程法模型中的 两个重要的因子,因子关系表现为:Q 。c t,Q 。c 。模 型中Q 是参考变量 和t乘积得出的影子价格, 代 表湿地蓄水量,是水分调节价值估算中最基本的生态 因子,t代表单位蓄水量库容成本,是人工费用的具体 表现,计算得出Q 的值就是影子价格。 和t发生微 小或者深刻的变化,都会影响最终的估算结果。 (1)稻田和沼泽湿地调蓄洪水价值。 如图2所示,其中:Q 代表调蓄洪水的价值; 代表湿地调水总量;t代表淹没1 m 库容每年投入 的成本。单位蓄水量库容成本以1988~1991年全 第2期 李丽娜等:大庆湿地及水分调节功能价值估算研究 15 国水库建设投资计算,加上物价变化指数,算出每 建设1In 库容需年投入成本0.67 m E19-201,运 用影子工程法得出湿地调节洪水的价值量=调水总 成本。大庆市区内湖泊星罗棋布,其中包括天然湖 泊、人工湖泊(沟渠和库塘等),在均化洪水方面 起到了极大的作用。由于资料数据的,湖泊的 蓄水价值只对水库湿地进行评估。研究区范围内的 主要蓄水工程有大庆水库与红旗水库,蓄水量可达 2.13亿In 。根据影子工程法,湖泊湿地的蓄水价 值:蓄水总量×单位蓄水量库容成本=2.13(亿 in )×0.67 m =1.43亿元。 量×单位蓄水量库容成本=6.94(亿m )x0.67 (元/m’)=4.65亿元。 (2)湖泊(水库)蓄水价值。 如图3所示,其中:Q 代表湖泊湿地的蓄水 价值; 代表湿地蓄水量;t代表单位蓄水量库容 { 删 熏 t单位蓄水量库容成本(兀/m3)t单位蓄水量厍容成本t兀/m3) (a) (b) 图2变量关系图 Fig.2 Variable graph 3结论与讨论 运用影子工程法计算,大庆湿地所提供的蓄水 调洪价值主要为稻田和芦苇沼泽湿地和湖泊湿地蓄 水价值,经估算稻田和芦苇沼泽价值为4.65亿元, 湖泊湿地蓄水调洪价值为1.43亿元,大庆湿地水 分调节功能价值之和为6.08亿元。 影子工程法本身也有一定的缺陷,它最主要的 缺点是值不唯一,时空差别大。影子价格仅能从微 观的产品角度进行估价,并不具备从功能(例如 防洪蓄水功能)角度对其进行评估。所以只能通 过设想来建造一项可以实现生态系统某一特殊功能 的工程(建设水库)来间接评估生态系统的价值, 建造该工程的所有花费即为该生态系统服务功能的 价值。由于最新实测数据的缺乏,针对大庆湿地水 分调节功能价值估算的研究结果与实际有所偏差, 而且不同年份和季节,湿地的蓄水情况不同,这些 问题还没有很好地解决,如何发挥水分调节的潜能 和通过人为良性干扰提高水分调节能力是今后研究 的方向。研究机构应多采集最新的湿地数据和经济 投人信息,以及更新数据信息系统,以便于采取多 种数据结构模型和价值估算方法,进行大庆湿地的 生态系统综合评价分析,建立良好的评估机制,为 大庆湿地的可持续开发与利用提供科学依据。 吕 昌 t单位蓄水量库容成本(元/m3)t单位蓄水量库容成本(元,m3) (a) (b) 图3变量关系图 Fig,3 Variablegraph 【参考文献】 [1]李文发,湿地的类型[J].大庆社会科学,2008(1):411-415. 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[13]孙昌平,刘贤德,孟好军,等.黑河流域中游湿地生态系统服务 功能价值评估[J].湖北农业科学2010,49(6):1519—1523 (下转第72页) 72 森林.工程 第27卷 (1)振动沉管成桩施工时坍落度控制在3— 为总桩数的10%。 (5)桩间土检验是在CFG桩施工完毕后采用 标准贯入、静力触探和钻孔取样等方法进行桩间土 质量检验。试验桩的数量不低于总桩数的0.2%, 且每一个作业点不少于3根,按比例随机抽取,分 布均匀。 8结束语 5cm;长螺旋钻孔管内泵压成桩施工时坍落度控制 表1 CFG桩复合地基施工质量检验 Tab.1 Quality test of CFG pile compound ground work construction 云南被称为“地质博物馆”,地基条件十分复 杂,工程质量面临着严峻考验,弓I起全国建筑界的 广泛关注。2007年2月6日中国建筑科学研究院 岩土工程领域专家闫明礼就云南地基问题与全省建 筑方面的专家进行了交流,建议在云南推广CFG 桩复合地基技术 j。从此,CFG桩地基处理技术 在云南逐步展开。经过科研工作者和大量施工技术 人员的不懈努力,CFG桩地基处理技术在云南软 在16—20cm,且尽量取低值。 基处理中取得可喜的成绩,也积累了大量宝贵的经 验。 (2)对已成桩的CFG桩进行抽芯试验,用于 评价桩身质量,如抗压强度、含灰量、坚硬程度、 搅拌均匀性等。进行抽芯试验的桩数为总桩数的 1%,且每一个作业点不少于6根;抽芯取样时按 比例随机抽取,要求分布均匀; 对怀疑有问题的桩 及结构设计为关键的部位的桩需要重点抽取;抽芯 不合格的桩要求在其附近加倍进行抽芯检验,以判 断是否为个别现象,如仍出现不合格桩,就必须查 清范围,采取补救措施。 (3)单桩和复合地基承载力采用现场载荷试 验检验,试验桩的数量不低于总桩数的0.2%,且 官宝路改扩建工程4标段中CFG桩的应用正 是在大量经验积累的基础上,结合当地的地质条 件、施工条件和经济条件一次成功的实践。既使新 的地基处理技术得到推广,也充分利用了当地材 料,节约了成本,同时也为今后本地区类似的工程 施工提供了一个成功的实例。 【参考文献】 [1]郑俊杰,张建平.CFG桩与石灰桩联合处理不均匀地基[J].施 工技术,2000(9):31—32. 每一个作业点不少于3根,按比例随机抽取,分布 均匀。 [2]高 峰.CFG桩软土地基应用与分析[J].山西建筑,2008,34 (36):99—100. 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