苏北海滨湿地生态工程模式能值分析

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海滨湿地生态系统具有物质分解,营养循环,物质生产,物质颗粒交换通量调节等生态功能,人类经济活动集中,生境条件波动性强,属于生态脆弱区。苏北海滨湿地生态系统既是具有重要生态功能和多样性价值,又是江苏省经济开发的热土,保护和开发活动存在严重矛盾和冲突。我们认为矛盾的根本原因在于对生态系统价值和开发活动的环境效应缺乏合理评价,同时开发或保护的收益实体和风险承担实体在形式、时间、空间上发生背离。我们尝试构建一个全面的评价体系,对生态经济系统的结构功能、服务功能和可持续性做出评估。 本文提出了内禀型能值和外向型能值的概念,构建了新的能值产出核算体系。内禀型能值是生态经济系统过程的产品用于维持系统的功能、过程和持续发展的能值产出,包括维持系统结构基础、物质基础、信息基础能值,其中信息基础能值主要以生物多样性能值进行衡量。外向型能值是外界环境从生态经济系统获得的可交换和非可交换产品能值和服务能值的总和。能值分析方法弥补了经济评价技术对非市场化生态产品或服务方法上的不足;对内禀型能值和外向型能值的区分弥补了能值分析中副产品处理原则低估生态系统服务能值的不足。 为了充分体现生物多样性价值,本研究首次将多样性信息进行整合,得到一个综合多样性系数Fd,将生物多样性信息整合进能值计算中。 本研究选择了三种养殖模式作为研究系统:核心区的碱蓬系统,养殖沙蚕(Perinereis aibuhitensis Grube);缓冲区的海水养殖系统,养殖缢蛏(Sinonovaculaconstricta);试验区的咸水养殖系统,养殖四大家鱼(Carassius auratus—Hypophthalmichths molitrix/Arichthys nobilis—Megalobrama terminliS—Mylopharyngodonpiceus)。 通过对生态系统的内禀型产出(物质积累,结构基础,多样性信息)和生态系统向外界输出的外向型产出(市场交换产品和非交换生态系统服务产出)指标 进行耦合,本文对苏北海滨湿地盐城自然保护区内三种开发模式进行比较研究和能值分析,得到如下结论: 1.各系统土壤沉积库指标、大型底栖动物多样性指数、大型底栖动物生物量、鸟类多样性指数、微生物量C含量差异显著;微生物活动强度海水养殖系统高于碱蓬系统;微生物生群落生理功能多样性指数海水养殖系统高于碱蓬系统,但统计显示系统间差异不显著。海水养殖系统水体污染效益为正,土壤污染元素污染效益为负值,总污染效应为正;咸水养殖系统水体污染效益和土壤元素污染效应均为负,总污染效应为负;碱蓬系统的总污染效应为正值。海水养殖系统植被固定二氧化碳和释放氧气的效益高于碱蓬系统;鸟类栖息适宜性系数为碱蓬系统>海水系统>鱼塘系统。以上指标的差异性反映了开发利用模式对系统的物质积累、生物多样性、生境质量具有显著影响。 2.能值指标 咸水养殖系统(2.23)和海水养殖系统(1.58)的能值投资比率EIR值接近,均远高于碱蓬系统(0.04),系统的经济化程度高,对自然资源的依赖性较低,与人类经济系统联系密切,系统的运行更多地依靠人类的经营管理活动。 三个系统的主要能值产出指标净能值产出率EYR、生态系统服务产出率Bs、基础能值产出率Beyr、能值可持续性指标有巨大差别。咸水养殖系统的EYR、Bs、ESI均为负值,Beyr也远远低于海水养殖系统和碱蓬系统,主要由于系统之间的生态服务能值产出差别巨大。咸水养殖系统由于污染效应(而且主要由水体的COD构成)能值为负值,抵消了系统所有的正能值产出。海水养殖系统的污染效应为正值且数量巨大,大大提高了系统的服务能值产出。碱蓬系统的多样性信息能值对系统能值产出贡献显著,说明将环境成本和服务产出纳入核算体系以后,现有经济活动的产出效益可能得到完全不同的结果。 碱蓬系统和海水养殖系统能值可持续指标ESI>2,具有较好的可持续能力;咸水养殖系统的ESI<2,认为系统不具有可持续能力。 3.在新的指标体系下,对于能值投资比率EIR、环境负载率ELR和经济效益Be的计算影响不大,而基础能值产出率Beyr、净能值产出率EYR和生态系统服务效益BS、能值可持续指标ESI计算结果差别非常大,对系统的外向型能值产出变化敏感。研究结果表明,对自然资源利用效率高、对人类经济系统反馈依赖性低的生态-经济系统,系统自我维持能力强,生态系统服务价值高,系统综合产出率高,具有较好的可持续能力。人类干扰强度大的复合系统,物质积累、结构特征、系统信息等自我维持产出效率下降,系统自我维持能力降低;生态系统服务产出受人类经济系统波动影响大,对人类干扰具有敏感的响应;复合系统的综合可持续能力也发生强烈波动。目前盐城自然保护区核心区的开发模式受干扰程度较低,系统运行特征接近原生湿地,具有稳定性;试验区和缓冲区内的开发模式受干扰程度高,系统运行与经济系统联系紧密,系统产出效率表现出强烈波动性。 4.根据分析结果,对核心区建议严格控制开发强度和开发范围,防止资源枯竭;由保护区输出技术和种质资源,在保护区外建设特种养殖场兼珍禽异兽观光园,带动周边区域经济发展,经济收益共享。在缓冲区内保留适当面积的互花米草植被,通过植物的富集和转化功能转移利用土壤沉积库中的污染元素;对互花米草植被资源进行开发利用,将“废物”资源化,将污染效应转化为经济收益;增加区域内的景观多样性,为鸟类栖息提供异质性的生境要素,提高生境的栖息适宜性。试验区内营造芦苇湿地进行污染处理并进行综合利用,为鸟类提供隐蔽、筑巢、栖息、觅食场所;在大面积鱼塘中,保留“草岛”,营造浅水带,提高鸟类栖息适宜性。提出以下决策建议:1)建立生态、经济、社会综合评估指标体系;2)制定鼓励和惩罚措施,对非环境友好开发模式征收排污税、栖息地破坏税,用于补偿环境友好开发模式;反之,对环境友好开发模式给予免缴环境税、获得栖息地补偿费、保护收益分享等鼓励。3)以覆盖种生境需求为目标,进行区域产业格局的规划。
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