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湿地生态系统位于陆生生态系统和水生生态系统之间的过度地带,与森林和海洋生态系统并称为全球三大生态系统,被誉为地球的“自然之肾”。特殊的地理位置使湿地成为地球上具有多种生态功能的独特生态系统,既是最富生物多样性的生态景观,又能为人类提供多种实物与非实物型生态系统服务,为人类生产和生活带来巨大福利。张掖市位于黑河流域中游,境内依托黑河形成的湿地面积有2104.11km2。随着黑河流域人口不断增长和城市建设规模迅速扩张,盲目开发湿地造成地下水位下降、部分湖泊干涸、湿地面积萎缩,威胁到黑河流域的可持续发展。 张掖国家湿地公园是张掖黑河湿地资源保护与恢复的一项重要工作,它与市区相连,发挥着涵养水源、调节气候、净化水质、维护湿地生物多样性和防止沙漠化等多种生态功能。本研究选择张掖国家湿地公园作为研究区域,基于遥感影像数据、气象数据、水文数据、高程数据、土壤数据、统计资料数据和社会调查数据等自然与人文数据集,运用Google earth和GIS软件获取2005年与2011年研究区的土地利用类型数据;应用InVEST模型分别模拟了甘临高地区2005年与2011年的水源涵养服务、土壤保持服务、水质净化服务和碳储存服务的供给量。将不同景观类型的生态系统服务供给量均值运用到研究区,得到上述关键生态系统服务的供给量。最后,通过市场价值法评估作物生产价值得到研究区生态系统服务的直接利用价值;通过替代成本法等评估水源涵养价值、水质净化价值、土壤保持价值和固碳释氧价值,得到生态系统服务的间接利用价值;通过条件估值法评估了生态系统服务的非利用价值。本研究实践了多种方法,揭示了张掖国家湿地公园蕴含的巨大经济价值,试图为区域生态环境可持续发展提供依据。主要研究结论如下: (1)遥感影像解译结果表明,研究区的用地类型主要包括耕地、湿地、林地、水域、建设用地和非利用地6类。从土地利用类型的数量结构看,耕地、水域和湿地为研究区主要的土地利用类型,林地、建设用地和未利用地所占面积相对较小。其中,耕地面积最大,分别为20.82km2(2005年)和17.31 km2(2011年);建设用地面积最小,分别为2.23 km2(2005年)和2.95 km2(2011年)。2005-2011年期间,研究区的土地利用类型发生了较明显的变化。湿地增加了5.76 km2,增幅高达93.66%;建设用地和林地分别增加了0.72 km2和0.11km2。耕地、未利用地和水域的面积分别减少了16.86%(3.51 km2)、39.82%(2.19km2)和14.19%(0.89 km2)。此土地利用类型的转变主要受区域土地利用政策的影响,比如退耕还湿政策引起的耕地面积减少、湿地面积增加。 (2)2005-2011年,研究区的水源涵养总量由27.89×104t增加到41.09×104t;氮保持总量从214.84t增加到250.46t,磷保持总量从17.23t增加到21.23t;固碳总量由14.34×104t提高到14.9×104t,释氧总量由38.79×104t提高到40.3×104t。湿地面积大量增加是上述服务能力增强的主要原因。土壤保持总量由104.51×104t下降到102.13×104t,主要受耕地和未利用地的土壤保持量减少的影响。根据研究区作物种植面积和作物单产数据计算了作物生产总量。由于耕地面积的减少,研究区玉米、小麦和蔬菜等作物总产量由2.37×104t减少为2.00×104t。 (3)2005-2011年,研究区的直接利用价值减少了868.4×104元。间接利用价值中,水源涵养价值增加了75.4×104元,水质净化价值增加了6.34×104元,土壤保持价值减少了149.54×104元,固碳释氧价值增加了151.39×104元。若只考虑上述利用价值,研究区关键生态系统服务价值2005年为3.05×108元,单位面积服务价值为663.01×104元/km2;2011年为3.03×108元,单位面积服务价值为658.3×104元/km2。2005-2011年期间关键态系统服务的利用价值减少了216.93×104元,主要是因为耕地面积减少造成土壤保持价值和作物生产价值的大幅减少。各生态系统服务对利用价值构成的贡献率从大到小依次为固碳释氧、土壤保持、作物生产、水源涵养和水质净化。各地类中,湿地对水质净化价值的贡献最大,林地对土壤保持价值和固碳释氧价值的贡献最大。为了价值评估的全面性,本研究使用CVM估算了湿地公园建成后生态系统服务的非利用价值,结果约为1.15×108元。总体看来,2005-2011年张掖国家湿地公园生态系统服务价值总量增加了1.13×108元,新增价值主要为非利用价值。 (4)基于以上生态系统服务供给和价值的定量分析结果,论文最后结合张掖市发展规划,提出以下政策建议:①重视生态系统服务对经济发展的贡献,将生态系统服务价值纳入区域环境-经济综合核算体系;②把握湿地公园在生态城市建设中的战略优势,开展生态旅游将湿地开发与保护融合起来;③在水资源条件允许的情况下进行合理的土地利用规划,如更多地保护湿地、林地、水域等生态系统服务价值系数较高的土地类型,将其他未利用地开垦为农田或林地可极大地提高生态系统服务价值,进一步提升国家湿地公园的综合服务功能;④利用估值研究结果向公众推广湿地生态系统服务的重要性,进而引导公众共同参与湿地保护与管理,促进保护区周边经济社会持续发展。 本文研究表明,张掖国家湿地公园具有巨大的生态功能价值,保护和恢复其生态系统功能和结构对建设生态城市、促进黑河流域中游地区社会、经济、生态系统可持续发展具有重大意义。