西溪国家湿地公园生态经济效益能值分析

发布时间：2016-10-27 17:41

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第29卷第3期2009年3月；生态学报ACTAECOLOGICASINICA；Vol.29,No.3；Mar.,2009；西溪国家湿地公园生态经济效益能值分析；任丽燕；1,2；,吴次芳；1,3；,岳文泽；(1.浙江大学公共管理学院,杭州310029;2；摘要:应用生态经济系统能值分析理论和方法,定量分；关键词:湿地公园;能值分析;文章编号:10002；Eme

第29卷第3期2009年3月

生态学报ACTAECOLOGICASINICA

Vol.29,No.3

Mar.,2009

西溪国家湿地公园生态经济效益能值分析

任丽燕

1,2

,吴次芳

1,3

,岳文泽

(1.浙江大学公共管理学院,杭州　310029;2.宁波大学建筑工程与环境学院,宁波　315211)

摘要:应用生态经济系统能值分析理论和方法,定量分析了西溪湿地公园建立前后生态经济系统的物流和能流,并通过建立新的能值指标从生态环境和经济角度评价了系统的可持续发展能力和产出效率,以期为湿地公园保护模式研究提供借鉴。研究结果表明,西溪湿地公园建立以后,每年能值总投入增加到原来的1.6倍,能值总产出是原来的1.9倍;减少,但环境产出大幅度增加,其中有机物质产出和生态系统服务能值产出分别是原来的1.5。能值指标分析结果表明,湿地公园建立以后系统净环境效益提高,可持续发展能力增强,,经济投入,改善生态环境,并适当发展湿地旅游增加经济收入,,,是湿地资源保护与合理开发利用的有效模式。

关键词:湿地公园;能值分析;文章编号:100020933(2009)2F205:A

EmergyofecologicaleconomicsystemofXixiNationalWetlandPark

RENLi2Yan

1,2

,WUCi2Fang

1,3

,YUEWen2Ze

1CollegeofPublicAdministration,ZhejiangUniversity,Hangzhou310029,China

2FacultyofArchitecturalCivilEngineeringandEnvironment,NingboUniversity,Ningbo315211,China

ActaEcologicaSinica,2009,29(3):1285～1291.

Abstract:Inthestudy,thematerialandenergyflowsofXixiwetlandwithorwithouttheestablishingofWetlandParkwerequantitativelyanalyzedusingthetheoryofecologicaleconomicsystem.Withtheaimofprovidingreferenceforwetlandparkprotectionpatternresearch,thesustainabilityandproductiveefficiencyofthesystemwereassessedfromtheviewofenvironmentandeconomythroughformingnewemergyindices.Theresultsshowed,theannualtotalemergyinputandoutputwas1.6timesand1.9timesgreaterthantheprevioussystemaftertheestablishingofWetlandPark.Althoughtheeconomicincomewasdecreasing,theenvironmentaloutputsgreatlyincreased,withtheorganicmatteryieldandserviceyieldwere1.5timesand2.3timesgreater,respectively.Besides,theresultsofemergyindicesanalysisindicatedtheestablishingofWetlandParkwouldresultintheincreasednetenvironmentalbenefitsandimprovedsustainability.ConclusioncanbedrawnthatWetlandParkisanefficientapproachtoreasonablyprotectandutilizewetlandresources,meanwhileitcanimprovesustainabilitybyincreasingfeedback,improvingecologicalenvironmentandtraveling.KeyWords:WetlandPark;emergyanalysis;ecologicalandeconomicprofit;Xixi

湿地被称为“生物超市”、“地球之肾”,是全球三大生态系统之一,其生态服务功能和价值已得到广泛认同,湿地的保护与合理利用受到各国政府与学者的普遍重视。湿地公园(WetlandPark)是湿地保护与利用模式之一,也是《湿地公约》所提倡的发展方向。自我国第一个国家级湿地公园———西溪湿地公园建立以来,我

基金项目:国家自然科学基金资助项目(40701177);浙江省科技计划重点课题资助项目(2005C23059);宁波大学科研基金资助项目

(XY0700022)

收稿日期:2008206219;　　修订日期:2008212204

致谢:感谢西溪国家湿地公园管理委员会在本文调查中给予的支持。3通讯作者Correspondingauthor.E2mail:wucifang@zju.edu.cn

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国已建立国家湿地公园18个,逐步探索这一新的湿地保护与开发利用模式。湿地公园的建立能否提高系统的可持续发展能力和产出效率是衡量这一模式成功与否的标准之一,目前国内外对湿地公园的研究较少

[1,2]

,相关研究仅限于定性评价

[3,4]

,基于生态、经济指标的定量分析尚无报道。

能值分析(emergyanalysis)理论和方法是由美国著名生态学家、系统能量分析先驱Odum为首于20世纪80年代创立的。运用能值分析,可以把各种形式的能量以及经济指标转换为统一标准的能值加以比较和研

究,这就可以把生态环境系统与人类社会经济系统有机联系起来,定量分析自然和人类经济活动的真实价值,有助于调整生态环境与经济发展的关系

[5]

。西溪湿地是自然环境和人类活动共同作用形成的生态经济复合

系统,本文将以西溪湿地为研究对象,从生态环境和经济两方面构建指标,评价湿地公园建立前后系统的可持续发展能力和产出效率的变化,以期为湿地公园保护模式研究提供借鉴。1　研究区概况

历史上的西溪湿地面积达60km,、调节杭州城市气候、维护生物多样性与滞洪、成水质污染

[7,8]

[6]

,西溪湿地

受到人类活动的强烈干扰,,工业和生活污水的排放造

。为保护湿地资源9月,建设国家湿地公园是其

中一项重要内容。目前,,成为我国首个国家级湿地公园。

,西侧,,南起沿山河(天目山路),北至文二路延伸段,总面积约为10.08km,以鱼塘为主,并由大面积的河港湖漾水网及狭窄的塘基和面积较大的洲渚相间构成次生湿地地貌景观(图1)。全区属亚热带北缘季风气候,年平均降水量约1400mm,历史上洪涝灾害较为严重。土壤分布主要有红壤、岩性土和水稻土3个土类,其中以红壤和水稻土分布最为广泛,约占总面积的90%以上

[9]

。由于降水丰富,利于沼泽湿地的

形成和发育,加上流域内平原区地势低平,地表径流不畅,且广泛分布的粘性土层阻碍地表水下渗,因而形成大面积湿地

[7]

。

图1　西溪湿地区位图

Fig.1　LocationofXixiwetland

2　研究方法

2.1　能值分析原理与评价方法

相关研究认为,生态经济系统可持续发展的条件要求其具有足够的能值贮存、反馈和大的能值产出,将生态经济系统的能值产出分为经济收入和没有用于交换的能值产出(即在系统中循环,并增加系统的能值贮存),以基础能值改变和净经济效益可评判系统发展的可持续性

[10]

。本文在此基础上进行了更深入地探讨,

从生态环境和经济两方面构建了净经济效益(neteconomicprofit,缩写为NEcP)、净环境效益(netenvironmentalprofit,缩写为NEnP)、环境产出率(environmentaloutputratio,缩写为EnOR)和经济产出率(Economicoutputratio,缩写为EcOR)指标,评价系统的可持续发展能力和产出效率。

如图2所示,系统的能值投入包括来自环境的可更新资源投入和不可更新资源投入,以及来自经济系统的反馈。系统的能值产出一部分可以通过市场交换获得经济收入,增加经济产出,另一部分是生物生长过程中形成的有机物质,贮存在系统内形成环境基础能值。另外,生态系统的大气组分调节、水文调节、环境净化、生物多样性保护及科研教育等生态服务功能产出也是环境产出的重要部分。各评价指标表示为:

净经济效益(NEcP)=经济收入(I)-经济反馈(F)

净环境效益(NEnP)=有机物质产出(OMY)-不可更新资源投入(N)

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经济产出率(EcOR)=经济收入/总投入=经济收入(I)/(可更新资源投入(R)+不可更新资源投入(N)+经济反馈(F))

环境产出率(EnOR)=环境产出/总投入=(有机物质产出(OMY)+生态系统服务(SY))/(可更新资源投入(R)+不可更新资源投入(N)+经济反馈(F))

净经济效益和净环境效益是衡量系统可持续发展的指标。净经济效益为正值说明经济产出大于投入,系统能够再次接受反馈,维持其持续发展,其值为负则不能保证系统持续接受足够的反馈。净环境效益为正值说明系统贮存的基础能值得到不断积累,能维持环境的可持续利用,其值为负则环境基础能值将不断降低,最终导致系统资源耗竭。

经济产出率和环境产出率是衡量系统的经济和环境产出效率的指标。经济产出率是系统经济收入与来自环境和经济的总投入的比值,反映了一定的投入水平之下系统在经济方面的产出水平能值产出与系统能值总投入之比,

。

图2　生态经济系统能流简图

Fig.2　Emergyflowofecologicaleconomicsystem

2.2　技术路线

本文能值分析主要步骤包括:①收集资料:收集和整理西溪湿地公园建立前后的自然环境和社会经济资料。②绘制能量系统图:确定研究系统的边界和内容,绘制能量和能值系统图,形成包括系统主要组分及相互关系的系统图解。③编制能值分析表:计算系统的主要能量流、物质流和经济流,包括原始数据、能值转换率、太阳能值、能值2货币价值等内容。④建立能值指标体系:建立和计算出一系列反映生态与经济效率的能值指标体系,主要有净经济效益、净环境效益、经济产出率、环境产出率。⑤分析与评价湿地公园建立前后的系统发展状况

[5,11]

。

3　结果与讨论

3.1　西溪湿地生态经济系统能流状况

如图3所示,西溪湿地生态经济系统的输入能值一部分是来自环境系统的太阳能、雨势能、雨化学能、风能及底泥和水体能,另一部分是来自于经济系统的反馈能值。在湿地公园建立之前,湿地内原有居民的生产活动以农业和渔业养殖为主,反馈能值的投入形式是芦苇、水稻、淡水鱼、竹林和柿树等农业、渔业养殖的投入。湿地公园建设启动以后,原有居民搬迁,竹林、柿树、芦苇等植物及鱼塘等设施仍然保留,但已不从事生产活动,经济反馈主要是公园一、二期建设及管理的投入。

在湿地公园建立之前,系统输出能值的形式包括农业和渔业养殖的经济收入,芦苇、水稻、柿树等农业栽培作物贮存在系统中未被收获的有机物质积累,以及大气组分调节(固定CO2、释放O2)、环境净化、水文调

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节、生物多样性保护等生态服务功能。湿地公园建立以后,除有机物质积累和生态服务功能等环境产出以外,旅游经营收入是主要的经济产出

。

图3　西溪湿地生态经济系统能量系统图

Fig.3　EmergydiagramofXixiwetlandecologicaleconomicsystem

风能Wind,太阳能Sunlight,雨能Rain,湿地植被Wetlandvegetation,农业栽培植物Agriculturecultivatedplant,浮游植物Phytoplankton,底泥

Mudandsediments,水体Water,底栖动物Zoobenthos,生物多样性Bio2diversity,鱼Fish,水禽Waterfowls,管理、科研与教育Management,researchandeducation,市场Marker,沉积物、营养物质Nutrientsandsediments,旅游Tourism,生态系统服务Ecosystemservice;

F为农业、渔业投入(湿地公园建立之前)或湿地公园投入(湿地公园建立之后)Fisagricultureandfisheryinput(beforewetlandparkwasestablished),orWetlandParkinput(afterWetlandParkwasestablished);

3在湿地公园建立之后农产品和鱼等不进入市场Fishandagriculturalproductsweren’tsoldafterWetlandParkwasestablished;33湿地公园建立之前无旅游产出There’snottourismbeforeWetlandParkwasestablished

3.2　湿地公园建立前后能值投入产出比较

根据《杭州西溪国家湿地公园总体规划(2004～2010)》和调查资料,如表1所示,湿地公园建立之前,西溪湿地生态经济系统每年能值总投入为1.71×10sej,相当于1.85×10US＄。其中农业和渔业养殖的投入资金为1.48×10US＄;环境投入3.43×10sej,相当于3.71×10US＄。湿地公园建立之后,环境投入不变,由于湿地生态环境保护和修复等投入大量资金,使经济投入增加为2.62×10US＄,每年能值总投入增加到原来的1.6倍。

产出方面,湿地公园建立之前,系统能值总产出为1.14×10sej,相当于1.23×10US＄,服务功能产出能值最大,环境总产出是经济产出的3倍。其中,经济收入来源于芦苇、水稻、淡水鱼、竹林和柿树等农副产品,为3.08×10US＄;芦苇、水稻、柿树产生的系统有机物质积累为1.98×10sej;西溪湿地具有丰富的动植物和水生生物资源,在大气组分调节、环境净化、水文调节及生物多样性保护方面发挥着重要作用,其能值产出为8.99×10US＄。建立湿地公园以后,系统能值总产出是原来的1.9倍,服务功能产出能值仍占最大比例,环境总产出与经济产出的比例提高到7∶1。其中,通过发展湿地旅游实现经营收入2.90×10US＄;由于芦苇、竹林等得到补种,且不再收获用于市场交换,而是作为有机物质贮存在系统中,系统的有机物质积累增加为3.05×10sej,比原系统增加0.5倍;由于池塘、河汊、港湾等生态环境得到修复,水质明显改善,湿地

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表1　西溪湿地生态经济系统能值分析表

Table1　EmergyanalysisofXixiwetland

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项目

Item

原始资料

Rawunits2.96×1016J6.97×1013J4.84×1013J3.12×1012J

能值转换率

Transformity

太阳能值

Solaremergy2.96×1016sej1.08×1018sej4.30×1017sej1.94×1015sej1.08×1018sej

能值2货币价值

Emdollarvalue3.20×103US＄1.17×105US＄4.64×104US＄2.10×102US＄1.17×105US＄25×105US＄29×105US＄×105US＄

可更新资源投入Renewableresources

1太阳能Sunlight

2雨化学能Rain,chemical3雨势能Rain,geopotential4风能Wind,kinetic

1sej/J15444sej/J8888sej/J623sej/J

合计Total

不可更新资源投入Nonrenewableresources

5底泥Mudandsediments6水体Water

3.32×1014J2.47×1013J

3509sej/J48000sej/J

1.16×1018sej1.19×182.18合计Total经济反馈Feedback

湿地公园建立前BeforetheestablishingofWetlandPark

7农业、渔业投入Agricultureandfisheryinput1.US＄

12US＄9.26×1012sej/US＄2.85×1019sej4700sej/J5.18×104sej/J4.40×104sej/J3.78×107sej/g5.11×107sej/g9.26×1012sej/US＄6.66×105sej/g9.40×1016sej/种9.26×1012sej/US＄4700sej/J3.20×104sej/J4.40×104sej/J3.78×107sej/g5.11×107sej/g9.26×1012sej/US＄6.66×105sej/g9.40×1016sej/种9.26×1012sej/US＄1.08×1016sej/人2.58×1014sej/人

1.37×1019sej2.43×1019sej3.08×106US＄2.82×1016sej1.90×1018sej5.10×1016sej4.44×1017sej4.42×1017sej3.90×1019sej8.1×1018sej3.53×1019sej2.69×1019sej5.83×1016sej2.94×1018sej5.10×1016sej4.44×1017sej4.42×1017sej3.90×1019sej8.1×1018sej4.74×1019sej7.17×1017sej6.82×1018sej8.63×1019sej

1.48×106US＄2.62×106US＄

湿地公园建立后Afterthe8湿地公园投入W9经济收入I6US＄

6US9.26×1012sej/US＄5.99×1012J3.67×1013J1.16×1012J1.18×1010g8.66×109g4.21×106US＄1.22×1013g376种

2.90×106US＄1.24×1013J9.20×1013J1.16×1012J1.18×1010g8.66×109g4.21×106US＄1.22×1013g504种

7.74×104US＄633人3.35×105人

能值产出establishingofWetlandPark有机物质产出Omatteryield

10芦苇Reed11水稻Rice12柿树Persimmon

3.05×103US＄2.05×105US＄5.51×103US＄4.79×104US＄4.77×104US＄4.21×106US＄8.75×105US＄3.81×106US＄2.90×106US＄6.30×103US＄3.17×105US＄5.51×103US＄4.79×104US＄4.77×104US＄4.21×106US＄8.75×105US＄5.12×106US＄7.74×104US＄7.37×105US＄9.32×106US＄

生态系统服务Serviceyield

13固定CO2CO2absorbing

14释放O2O2releasing

15环境净化Environmentpurification16水文调节Waterregulation

17生物多样性保护Bio2diversityprotection18经济收入Income

湿地公园建立后AftertheestablishingofWetlandPark有机物质产出Organicmatteryield

19芦苇Reed20竹林Bamboo21柿树Persimmon

生态系统服务Serviceyield22固定CO2CO2absorbing

23释放O2O2releasing

24环境净化Environmentpurification25水文调节Waterregulation

26生物多样性保护Bio2diversityprotection

科研教育Researchandeducation

27科研项目Research

28科研人员、专家科研考察Investigation29中小学生、青少年科普教育Education

①②[7,19]　　能值转换率参照文献[10,12～18],原始数据来自《杭州西溪国家湿地公园总体规划(2004～2010)》及实地调查　Fortransformity,see

references[10,12～18];Rawunitscomesfrom《MasterplanofXixiNationalWetlandPark》(2004～2010)①②andinvestigation

①李健娜.杭州西溪湿地生态系统服务功能研究.西南大学硕士学位论文,2006.②蔡建国.杭州湿地植物生态习性及景观设计研究.北京林业大学博士学位论文,2006.

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