松花江流域水生态系统价值及其可持续利用的研究

松花江流域水生态系统价值及其可持续利用的研究

佟才[1]2004年在《松花江流域水生态系统价值及其可持续利用的研究》文中研究表明水作为一种特殊的生态资源,不仅是人类社会经济的基础,还创造与维持了人类赖以生存与发展的生态环境条件。本文以松花江流域为重点,探讨水生态系统价值的内涵及其影响因素。将松花江流域作为整体,采用环境经济学方法对水环境价值进行估算,并对松花江上游叁湖水域生态系统服务功能价值进行分析计算。在此基础上,研究水资源保护、综合管理,用水资源的可持续利用支持社会、经济的可持续发展。 水资源除具有维持人们生产与生活活动的经济服务功能,包括生活用水、农业用水、工业用水、发电、航运、渔业等;还具有维持自然生态过程与区域生态环境条件的水生态功能,如营养物质的运输、环境净化及维持森林、草地、湿地、湖泊、河流等自然生态系统的结构与过程。松花江是吉林省第一大水系,面积133684km~2,占全省总土地面积的70%,是吉林省工农业生产和人民生活的主要水利资源,蕴育着昂贵的经济效益价值。应用能值可以把能流、物流与货币流综合起来,客观反映自然和人类经济活动的本质和规律,衡量真实的财富。在松花江流域水生态系统价值估算中采用能值分析方法,它是建立在能值系统理论基础上,以自然价值论为依据,人为因素影响很小,结果可信度较高。本文在流域用水结构和水质变化分析基础上,对松花江水生态系统进行能值分析,计算得出松花江水生态系统生物物种能值货币价值为39.17×10~7元,水资源量经济价值2.04×10~(12)元。费用—效益分析是环境经济学的基本分析方法,是目前有关生态系统服务价值的各种评估方法的基础。松花江叁湖保护区湿地生态系统具有巨大的湿地功能、用途和属性价值,采用条件价值法、费用支出法、市场价值法等进行计算,结果表明叁湖保护区湿地价值为146.03亿元/年。 松花江是一个复杂的水生态系统,随着流域的开发,存在的主要问题是:水资源供需矛盾突出;水质污染日益严重:水土流失严重;东北师范大学硕士学位论文摘要水的利用效率不高,浪费严重;流域水资源统一管理体制尚需进一步完善;没有形成水资源优化配置的市场机制。通过对松花江流域、松花湖及其上游流域污染状况进行分析,利用可持续发展理论、流域生态学理论、环境经济学理论等针对流域存在的主要问题提出系列管理对策和工程措施。关键词:松花江流域;能值;水生态系统价值;持续利用

杨光[2]2015年在《松花江流域哈尔滨段水环境变化对水生态系统安全的影响研究》文中研究表明随着区域经济和社会的发展,全球范围内与水相关的问题变得十分突出,水资源匿乏、水体污染严重、水灾害加剧等一系列严峻的问题已越来越突出,水环境作为居民生活和生产最基本的物质保障,一旦出现问题,则牵涉面广、影响大、负面效应持续时间长,同时对区域水生态系统安全带来严重威胁,成为区域社会经济健康发展、环境系统良性循环的巨大障碍。近年来,流域水环境和水生态系统安全问题日益受到学界的关注,国内外在水环境变化和水生态系统安全理论和实践方面已经取得了众多进展,大量研究表明,水生态系统遭受着严重破坏主要源于水环境的变化,它们影响了生物圈维持生命的能力。本文的研究突破了以往单纯的水环境变化或水生态系统安全评价研究,选取了研究区水环境代表性因子,筛选出能充分说明水生态系统特征的指标,改进传统的研究方法,建立数学模型,在时间和空间尺度上深入分析水环境变化对水生态系统安全的影响。本文研究成果可以为改善区域水环境和保护区域水生态系统提供技术支撑和理论依据。同时,可以为松花江流域的水资源可持续开发利用、水环境治理、水生态系统的保护提供科学依据和实践参考。本文选取松花江流域哈尔滨段(起点叁家子至终点大亮子)为研究区,选取研究区范围内的松花江流域哈尔滨水文站(老头湾站)2005-2014年的逐日流量监测数据,采用线性倾向估计模型、累计距平法、Mann-Kendall非参数检验等方法,分析流域年内、年际水量变化特征;选取工农业、生活污水中较常出现的溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮及粪大肠菌群六项指标,应用线性倾向估计模型、Spearman秩次相关检验分析法、Mann-Kendall非参数检验法探究松花江流域哈尔滨段两个水功能区域内近十年来水质变化规律;采用主成分分析法及因子分析法对研究区各水质指标含量监测数据进行结构分析,以确定研究区水环境特征污染物;应用河流数学模型对二水源及水泥厂所代表的松花江流域哈尔滨市景观娱乐用水区及哈尔滨市东江桥排污控制区两个二级水功能区的特征污染物水域纳污能力进行计算分析;以2005-2014年市区人口数量、人均收入、GDP、第一产业产值、第二产业产值、第叁产业产值等社会经济因子作为驱动力,采用相关分析法,对研究区水环境各因子的变化做驱动力分析;应用时间序列分析法,对研究区未来5年(2015-2019年)的水环境因子变化做趋势预测分析;选取松花江流域哈尔滨水文站2005-2014年的水位指标监测数据,进行时间维度的水文变化趋势分析;针对研究区地域的差异性,筛选出能够充分反映研究区水文、水质、生物、流域地貌特征、人类干扰五项指标;依据改进的AHP法,计算水文、水质、生物、生境、人类活动各个指标的权重;结合研究区的现状,采用模糊数学法对研究区2005-2014年的水生态系统的安全状态进行评价;选取水深、流速、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、粪大肠菌群等指标作为水环境因子,选取具有水生态系统变化指示作用的浮游植物和浮游动物的物种群落结构指标作为水生态因子,应用Spearman秩相关系数寻找水环境变化与水生态变化的相关性,定性定量分析水量、水质、纳污能力对水生态系统的影响;采用一元回归分析法分析特征污染物与浮游植物及浮游动物群落结构的关系,探析其对生态系统安全的影响;依据研究区实测数据,对水生态系统采用层次模糊综合评价法进行综合状态预警。本文基于对研究区水环境变化特征规律和研究区水生态系统安全特征的研究,深入剖析了研究区水环境变化对水生态系统安全的影响,针对研究区水环境和水生态系统的现状,提出了研究区水环境治理和水生态系统保护的具体措施。通过上述研究,得出以下结论:(1)研究区水量分析结果表明:2005-2014年研究区流域不均匀系数、完全调节系数和集中度3个指标之间具有较大的相关关系,研究区近十年来各季季均流量在整体上都呈增加趋势,变幅最大的是秋季,其次是夏季,研究区河流来水量主要为夏秋季节流量增加的贡献,2005-2008年属于枯水期;2009-2011年属于平水期;2012-2014年属于丰水期;2005-2014年研究区年均水量整体上呈增加趋势,预测在2015-2019年水量将呈下降趋势。(2)研究区水质分析结果表明:2005-2014年近十年间,二水源监测站化学需氧量呈显着下降趋势;氨氮含量呈极显着下降趋势,水泥厂断面处化学需氧量及氨氮指标在整体上呈极显着下降趋势。预测水质将在2015-2019年内,二水源及水泥厂两监测断面处,溶解氧含量在整体上均呈增加趋势,且增加较为明显。其余各指标含量在两监测断面处从整体来看,均呈下降趋势,其中高锰酸盐指数、粪大肠菌群含量下降较为明显。(3)研究区特征污染物分析结果表明:二水源及水泥厂两个监测断面处的水质特征污染物均为五日生化需氧量及粪大肠菌群,与五日生需氧量显着相关的污染指标为高锰酸盐指数、化学需氧量,与粪大肠菌群显着相关的污染指标为氨氮、溶解氧。(4)研究区纳污能力和驱动力分析结果表明:研究区在保持自身正常水质目标时,二水源监测断面处溶解氧与市区人口有显着的相关性,两监测断面处化学需氧量浓度和氨氮浓度均与人均收入、GDP、第一产业产值、第二产业产值及第叁产业产值具有显着相关性,其中与第二产业产值的相关性最显着。(5)研究区水生态系统的水位因子和水生物因子在2005-2014年的变化特征分析结果表明:近十年来研究区年水位变化较为平缓,水生物种类、水生物量、水生物丰度的最低值均发生于2012年,最大值均发生于2013年。(6)选取水文、水质、生物、生境、人类活动五项指标建立研究区水生态系统安全评价指标体系,根据改进的AHP法计算各个指标的权重。结果表明:水文情势对研究区水生态系统安全性影响极端重要,人类干扰作用对研究区水生态系统安全性影响非常重要。水质、生物以及河流特征项指标对研究区水生态系统安全性影响一般重要。(7)2005-2014年水文的安全值呈减小趋势,水质指标和生物指标出现先减小后增大的趋势,生镜指标具有一定的稳定性,指标安全值较高;人类活动的影响逐年加剧,尤其是2011-2014年,安全评级已经处在了一个较危险的状态。(8)水量对水生态系统安全影响分析结果表明:对于浮游植物,春、夏二季影响群落结构的主要水量因子是水深,而秋季影响群落结构的主要水量因子是流速;对于浮游动物,水深主要在春夏两季,而流速在夏、秋两季对群落结构均有所影响。(9)水质对水生态系统安全影响分析结果表明:对于浮游植物,春、夏、秋叁季中影响群落结构的主要水质因子是化学需氧量及粪大肠菌群;对于浮游动物,春、夏、秋叁季中影响群落结构的主要水质因子是溶解氧、氨氮及汞离子。(10)特征污染物对水生态系统安全影响结果表明:松花江流域哈尔滨段水质特征污染物五日生化需氧量及粪大肠菌群均对浮游植物与浮游动物群落结构指标有显着影响,回归分析结果与spearman相关分析结果一致。(11)纳污能力对水生态系统安全影响结果表明,春、夏、秋叁季中影响浮游植物群落结构指标的是化学需氧量纳污能力值,春、夏、秋叁季中影响浮游动物群落结构指标的是氨氮及汞离子纳污能力值。(12)水生态系统安全预警结果表明:2005-2014年间,研究区水生态系统总体安全评价值介于0.49~0.65之间,研究区水生态安全等级处于一般与较好之间,研究区的预警状态介于轻警与较安全状态之间。2015-2019年间,研究区水生态系统预警判别安全评价值介于0.54~0.58之间,研究区水生态安全等级处于一般与较好之间,研究区的预警状态介于轻警与较安全状态之间。近年来,松花江流域预警状态下降态势得到控制,但是研究区的水环境未恢复至安全状态,需要长期地进行水生态系统的恢复和保护工作。(13)基于研究区水环境变化和水生态系统安全的现状分析及未来趋势预测结果,主要从污染源控制、流域清淤、曝气复氧、生态浮床净化作用、推进污染防治、强化环境监管等方面提出水环境改善的对策;从完善滨水绿化、河岸生态处理、恢复水生植被、建设水体生态修复方案、健全生态保护补偿机制方面提出水生态保护措施。

焦扬[3]2016年在《空间视角下环境资源非使用价值评价方法与实证研究》文中进行了进一步梳理自然资源与环境物品是人类赖以生存和发展的基础,能够为人类提供物质材料、生命支撑和游憩休闲等重要功能。条件价值评估法(Contingent Valuation Method,CVM)是广泛应用于自然资源、环境物品等公共物品非使用价值评价的重要方法之一。支付意愿(Willingness to Pay,WTP)的距离衰减效应(Distance Decay Effect,DDE)是条件价值评估法研究中的重要问题。现有的条件价值评估法研究将评价对象都看成一个点,并没有充分关注距离衰减效应。本文针对条件价值评估法的发展趋势和存在问题,系统研究环境物品条件价值评估法的理论框架及评价体系,建立空间视角下条件价值评估法的评价方法。本文将评价对象分类为“点”、“线”和“面”,提出一次趋势面及支付意愿等高线图像等概念、模型与方法,从空间视角展开研究。在理论研究的基础上,选择松花江非使用价值为研究对象,设计双边界二分式问卷对松花江非使用价值进行评价,开展面向模型与方法的实证研究。本文构建了支付意愿空间属性的研究框架,给出了空间属性的基本定义,包括对象区域和子区域。根据研究需要给出了子区域的划分原则。对划分后子区域的坐标和支付意愿均值计算,提出了栅格划分与代表值的计算方法。在空间视角下,根据自然资源的不同类型,提出了叁种不同的空间视角,定义为“点视角”、“线视角”和“面视角”,并主要论证了“线视角”和“面视角”的空间属性研究方法。当环境物品为河流或山脉时,适合采用“线视角”对支付意愿的空间属性进行研究。本文提出了基于毗邻关系的距离带划分方法。当环境物品在对象区域内广泛分布时,适合采用“面视角”对支付意愿的空间属性进行研究。本文提出了基于改进Voronoi方法的子区域划分原则及支付意愿一次趋势面构建方法。一次趋势面与传统的空间属性分析方法相比,计算量小,方法简单,同时又可以表明支付意愿的变化方向和剧烈程度,是一种新的空间数据分析方法。最后本文提出了支付意愿等高线图像的构建思想,介绍了建模方法。在实证研究部分,以松花江非使用价值为研究对象,设计了双边界二分式问卷,对黑龙江省与吉林省的75个市县(地区)进行投放,共投放问卷1660份。在有效问卷的筛选上,本文提出相对支付意愿(Relative Willingness to Pay,RWTP)法。最终获得有效问卷1386份。对问卷的基本数据,统计了受访者社会经济属性变量频率及其对应的支付意愿、受访者环保态度变量频率及其对应的支付意愿。通过卡方检验对受访者社会经济属性变量之间的相关关系进行研究。采用Kendall检验对受访者环保态度变量的独立性进行检验。在支付意愿估计中,将受访者支付意愿划分为抗议支付、低支付、中等支付和高支付四个支付区间,并分别计算频数频率。通过灰建模对各支付区间的频率进行拟合,并估计出受访者平均支付意愿为199.71元。级比界区检验和后验差检验结果均说明了拟合的优良性。本文在“线视角”和“面视角”下分别对松花江非使用价值支付意愿的空间属性进行研究,并构建了支付意愿等高线图像。在线视角下,首先依据毗邻关系将对象区域划分为四个距离带。支付意愿统计结果表明,流经区域的正支付率显着高于其他区域。其次通过构建Logit模型对支付意愿的距离衰减效应进行研究,模型结果表明,当自然资源为河流时,将其视为一条曲线,距离衰减效应仍然是适用的,即受访者与河流的距离越远,其支付意愿越低。叁次样条插值结果发现支付意愿并非随距离增加递减至0,而是趋于某一定值。同时发现支付意愿的方差也随距离的增加而递减。通过建立阻滞衰减模型,对支付意愿均值和标准差与距离的关系进行拟合,描绘了叁维图像。在面视角下,首先进行子区域划分。将对象区域划分为800×1000的栅格,通过改进的Voronoi方法完成了子区域划分,明确了各子区域的边界及相邻关系。其次,将75个子区域的支付意愿按分位点划分为四个等级,并构建空间视角下支付意愿的一次趋势面。趋势面构建结果表明,高支付意愿主要集中在松花江流经子区域,表现为上游的支付意愿略低于下游,且按上-中-下游呈递增趋势;支付意愿较低的子区域分散在松花江两侧。Moran系数结果显示支付意愿高的子区域有明显的空间聚集性,支付意愿低的子区域相关性较低,呈相互独立。对象区域整体上没有体现出强的空间聚集性。支付意愿的Probit模型结果表明,当模型中不包含环境物品认知变量时,消费者认知水平对环境物品的影响主要通过个人年收入变量体现;当模型中包含认知变量时,个人年收入变量的显着性降低。因此支付意愿的距离衰减效应本质上是消费者对环境物品的了解程度和认知程度,与环境物品距离越近的消费者对环境物品了解程度越高,对环境物品续存和恢复的要求越迫切,表征为距离衰减效应。最后,本文描绘了松花江非使用价值支付意愿的等高线图像。通过该图像,可以观察到支付意愿较高的地区,较为均匀的分布在松花江流经的城市,或流经城市附近,与松花江距离较远的地区支付意愿相对较低。等高线图像能够比较客观的反映支付意愿的空间变化趋势,其结果与实际调研结果相符,可见用等高线图像来论证支付意愿的空间属性是有效的。同时,“线视角”、“面视角”与等高线图像对松花江非使用价值支付意愿的空间属性研究得到了相近的结论,也说明了空间视角下条件价值评估法理论与方法的有效性和稳定性。本文从理论上初步建立了空间视角下条件价值评估法理论框架与方法体系,从实践上为生态环境非使用价值的空间度量提供可操作的定量评价方法。研究成果完善和丰富了条件价值评估法的理论与方法,提高了评价结果的科学性,弥补了传统条件价值评估法研究模型在空间属性分析中的不足。促进了评价结果在环境评估中的应用,有助于生态补偿制度的实施和利益分配的公平性。

周生贤[4]2007年在《让不堪重负的江河湖泊休养生息》文中进行了进一步梳理让江河湖泊休养生息,就是要实行最为严格的污染物排放总量控制制度,以水环境容量确定发展方式和发展规模;就是要尊重自然规律,充分发挥水生态系统自我修复能力,逐步改变环境恶化状况;就是要综合运用工程的、技术的、生态的方法,加大治理水环境的力度,促进水生态系统尽快步入良性循环的轨道;就是要充分运用法律、经济和必要的行政手段,既要形成严格排放、合理开发的强大压力,又要形成主动治理水环境的积极动力,用高效的办法解决长期积累的环境问题。

参考文献:

[1]. 松花江流域水生态系统价值及其可持续利用的研究[D]. 佟才. 东北师范大学. 2004

[2]. 松花江流域哈尔滨段水环境变化对水生态系统安全的影响研究[D]. 杨光. 东北农业大学. 2015

[3]. 空间视角下环境资源非使用价值评价方法与实证研究[D]. 焦扬. 东北农业大学. 2016

[4]. 让不堪重负的江河湖泊休养生息[J]. 周生贤. 环境保护. 2007

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松花江流域水生态系统价值及其可持续利用的研究
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