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格尔木地区生态服务功能价值评估及其对地下水资源水利管理的意义

时间:2018-10-18 21:41来源:www.e-lunwen.com 作者:lgg 点击:
本文是一篇水利工程论文,水利工程需要修建坝、堤、溢洪道、水闸、进水口、渠道、渡漕、筏道、鱼道等不同类型的水工建筑物,以实现其目标。
本文是一篇水利工程论文,水利工程需要修建坝、堤、溢洪道、水闸、进水口、渠道、渡漕、筏道、鱼道等不同类型的水工建筑物,以实现其目标。(以上内容来自百度百科)今天为大家推荐一篇水利工程论文,供大家参考。
 
1 引言
 
1.1 研究背景
生态环境是人类赖以生存的基础,在干旱半干旱地区,由于生态环境本身比较脆弱,生态环境问题更加突出。如水资源开发引发绿洲面积缩减,土地荒漠化趋势加剧、草场退化等。这些问题造成了严重的环境公害和经济损失的同时,更是进一步加剧了西北生态恶化的程度。人类活动改变了地下水的状态,诸如地下水位水位和水量变化、地下水水质演化等问题日趋严重,最终导致生态环境恶化以及生态功能丧失。自然环境是人类生活的基础,生态系统服务功能与人类之间相互作用。人类福利状况是人们利用生态系统方式和强度的驱动力,经济发展会引起生态系统的变化,进而导致生态系统服务功能的变化,反过来,生态系统服务功能的变化又会引起人类福利的变化。生态系统为人类提供许多服务和功能,如调节气候、调节水文、土壤保持、空气净化、维持生态多样性、食物生产等,这些生态服务功能是人类生态所必需的,但是由于部分生态服务功能的特点,其价值无法直观的展示。生态服务功能价值对生态系统为人类提供的服务进行量化,不仅可以让人们直观的认识到生态系统的生态价值,同时还能够帮助人类了解生态系统的状况。因此对生态系统生态服务功能价值的评估对于提高人们保护生态环境的意识以及生态文明建设具有重要的价值和意义。此外在干旱半干旱地区,绿州是人类生活的重要场所。人类提供许多的生态服务。人类活动会对绿洲生态遭受破坏,影响人类生活的质量。植被是绿洲重要的标志,开发地下水会对地下水位产生直接的影响,从而对绿洲生态造成影响,最终影响其为人类提供的生态服务功能。因此研究绿洲植被生态水位,对其生态服务功能价值评价对地下水资源的管理具有重要的意义。
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1.2 理论基础
 
1.2.1 生态适宜性理论
生态适宜性是指由区域生态系统具有的气象水文、地质结构、地形地貌、土地资源、矿产资源和动植物等自然属性,以及景观、文化等人文特征所决定的,对某种持续性用途的适宜或限定性程度(向芸等芸,2015)。生物在长期与自然环境协同净化过程中,会对自然环境产生依赖。生物所生存的生态一旦遭受破坏,则生物状态就会发生变化。因此自然界生物若要正常生存和发育,则必须处在一个适宜的生态环境,如植被生长需要适宜的土壤含水率、含盐量以及地下水位埋深等。一旦这些外界条件变化,植被可能生长受到抑制甚至退化死亡。
 
1.2.2 环境价值理论
在人与自然环境长期实践过程中,人们对自然环境的认识不断加强,因此产生了环境价值理论。目前环境价值有关的理论主要有劳动价值理论、使用价值理论以及生态服务功能价值理论。劳动理论把劳动作为价值的唯一来源,因此只有凝结了人类一般劳动的事务才具有价值,否则不具有任何价值。使用价值则认为自然环境存在使用价值,所以自然环境是有价值的。根据马克思对价值和使用价值的论述,有使用价值并不一定具有价值,而具有价值的东西一定有使用价值。随着人类的发展,对自然资源的索取增加,对环境造成的影响日益显著,环境变得稀缺,因此环境具有存在价值。生态服务功能价值理论认为生态系统能为人类提供许多直接或间接的产品。直接产品能直接进入市场,为人类带来直接的利益,如粮食、木材、水资源等,因此生态系统具有价值。然而生态系统人类提供的许多服务因无法直接进入市场,如气体调节、气候调节、土壤形成、固碳释氧等。由于这些生态服务难以进入市场,因此常被人们所忽视。但是如果这些生态服务消失,人类则需要消耗大量的人力物力对其进行修复,所以这些生态服务也具有价值。因此生态服务价值理论提出的目的就是要解决,如何对这些无法直接进入市场的生态服务价值进行衡量的问题。目前关于这些无法直接进入市场的间接价值进行衡量的方法主要有,市场价值法、替代成本法、意愿调查法等。市场价值法主要针对那些能够直接进入市场的品产和服务利用市场价格对其价值进行衡量。替代成本法和意愿调查法主要针对生态系统间接价值衡量的方法,替代成本法主要利用与间接服务功能类似的能够用市场法进行衡量的其他物品替代,计算替代产品的价值来间接衡量,如用水库成本来衡量涵养水源的价值。意愿调查法主要对生态服务受益者进行主观调查来确定生态服务功能价值。此外还有许多其他方法,如能值分析法、物质量评价法等。
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2 研究区概况及生态服务功能价值评估模型
 
2.1 研究区概况
2.1.1 自然地理概况
格尔木位于青海省西部、青藏高原腹地,辖区主要由柴达木盆地中南部和唐古拉山两块不相连的地块组成,总面积约 11.89 万平方公里。格尔木市中心为与格尔木河冲洪积扇平原上,地理坐标为东经 94.89°,北纬 36.42°。距离青海省省会西宁市约 710km,平均海拔约 2780 米,城市总体规划面积为 262km2,目前市区面积 50.3 平方公里;据 2015 人口统计数据,人口总数约 30 万,农村人口较少,不到 10%,绝大部分人口生活在格尔木市区。格尔木交通十分便利,目前公路、铁路、航空立体化交通网络已经建成。公路方面,青藏公路、青新公路、格敦公路主干线经过格尔木市区;铁路方面,青藏铁路 2007 年已经全面通车,途径格尔木,并在市区设立了停靠站点;空中交通方面,格尔木已建成格尔木机场,目前已开通了格尔木至省会西宁、陕西西安、四川成都等地航线。格尔木市重要的交通枢纽,是去往西藏、新疆、甘肃等地的必经之地。战略位置极其重要,一直以来有“兵城”之称。
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2.2 生态服务功能价值评估模型介绍
自从 Costanza(1997)对全球生态系统提供的生态服务功能价值评估以来,国内外学者纷纷对借鉴其对生态服务功能价值评估模型对不同尺度的生态系统进行了价值评估,提出了许多生态服务功能价值评估方法。谢高地(2003)参照Costanza 等(1997)提出的对全球生态服务分类体系以及全球生态服务功能价值评估方法,通过对国内 200 多名具有生态学背景的专家学者调查问卷,建立了中国生态系统生态服务价值评估模型。通过将农田单位面积粮食生产服务价值定为1 个当量,其它生态系统的生态服务功能价值相对农田的重要性给出不同的当量,制定了“中国生态系统单位面积服务价值当量因子表”。由于利用该表进行生态服务功能价值评估对数据要求较低,操作简单,被许多研究者广泛采用。利用谢高地(2003)提出的“中国生态系统生态服务功能价值当量因子表”进行生态服务功能价值评估主要分为 3 个步骤。1)确定单位面积农田生态系统粮食生产服务功能价值。2)确定各类生态系统生态服务单位面积生态服务功能价值。3)计算生态服务功能总价值。
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3 生态服务功能价值评估与分析 ..............15
3.1 土地利用覆盖类型 ............15
3.1.1 数据来源与处理 .....15
3.1.2 数据处理说明 .........15
3.2 土地利用类型覆盖变化分析 .......17
3.3 生态服务功能价值评估 ....21
3.4 生态服务功能价值分析 ....22
3.5 生态服务功能价值敏感性分析 ..............23
3.6 生态服务功能价值与经济协调性分析 .............24
3.7 小结 ..............26
4 地下水与植被生态关系 ....27
4.1 数据与方法 .............27
4.2 植被类型与分布 .....28
4.3 地下水生态水位 .....30
4.4 格尔木绿洲植被生态水位 ...........35
4.5 不同地区植被生态水位对比分析 ..........39
4.6 小结 ..............40
5 开发地下水对植被生态服务价值影响预测框架 ........42
5.1 开发地下水对植被生态服务功能价值预测框架基本思路 ..............42
5.2 案例介绍 ......42
5.3 小结 ..............48
 
5 开发地下水对植被生态服务价值影响预测框架
 
5.1 开发地下水对植被生态服务功能价值预测框架基本思路
植被生态系统是干旱半干旱地区最重要的自然生态系统之一,与地下水关系最为密切,其提供的生态服务功能十分重要。地下水位的高低植被生态影响较大,而地下水开发直接影响水位变化,对植被生态系统影响较大,目前地下水资源管理中由于没有对地下水开发对生态服务功能定量评估方法,导致现有地下水资源管理中没有考虑地下水开发对生态服务功能价值变化影响。本文尝试将生态服务功能价值评估应用到地下水开发对植被生态影响评价中,实现对地下水开发对植被生态服务功能损害定量评价,为地下水资源管理中定量考虑地下水开发对植被生态服务功能变化提供思路和方法。框架基本思路为:1)通过研究地下水与植被之间关系,确定植被生态水位;2)单位面积植被生态服务功能价值校正;3)利用数值模型模拟预测地下水开发下地下水位;4)植被生态服务功能价值影响评估。格尔木地区总体水文地质研究程度较高,八十年代完成了格尔木市幅、格尔木东农场幅、达布逊湖幅 1:20 万区域水文地质普查,格尔木市区先后完成了 1:5 万及 1:10 万供水水文地质勘查,在冲洪积扇轴部先后开展了格尔木市一期、二期城市水源地、盐湖集团一期、二期、三期水源地、燃气电站水源地勘探,格尔木市区和察尔汗盐湖矿产开发区曾开展了各种专项水文地质方面的调查研究工作,建立了区域水文系统和地下水系统,水文地质条件基本查清,采用各种方法确定的水文地质参数在实践中得到验证。
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结论
 
本文通过对格尔木 1980-2015 年生态服务功能价值评估以及对格尔木绿洲植被与地下水关系研究,取得的主要研究成果如下:
1)从 1990-2015 年,耕地、水域以及建设用地总体增加,从 2000-2010 年草地和盐碱地面积均有所减小。2010-2015 年盐碱地覆盖面积增加明显,草地和湿地覆盖面积减少明显。
2)格尔木多年生态服务功能总价值平均 437.7 亿元。研究区土地利用覆盖类型中荒漠覆盖面积最大,约占研究区面积的 50%,但其生态服务功能价值却占总价值不到 10%,荒漠是制约格尔木生态服务功能价值提高的主要因素。草地和湿地生态服务功能价值巨大,约占格尔木生态服务功能总价值的 70%,草地和湿地生态服务服务功能是维护格尔木生态环境稳定的基础。研究区生态服务功能价值总体缺乏弹性。格尔木生态经济为微度不协调,有一定的恶化趋势,应该引起重视。
3)通过对格尔木绿洲地下水与植被关系,发现格尔木绿洲植被与地下水位埋深之间存在较强的相关关系,利用植被 NDVI 以及出现的频率与地下水位埋深关系,确定了格尔木绿洲植被适宜生长水位区间为 1.5-4m,地下水位大于 5m 时植被生长明显受到抑制,大于 7m 时大部分植被服务生态。
4)在干旱半干旱地区,植被生长对地下水依赖程度较高,地下水开发直接影响地下水位,评价植被生态服务功能价值可以间接的定量反映地下水开发对生态的影响。本文提出了定量评估地下水开发所引发的生态服务损害的框架,并给出了案例。该框架使得在地下水管理中实际地考虑在地下水资源开发过中所引发的生态系统服价值的变化成为了可能。
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参考文献(略)
(责任编辑:gufeng)
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