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生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用。对于生态系统服务功能及价值的研究正成为当前生态学研究的前沿课题之一。草地作为我国重要的土地覆盖类型,不仅为牧民提供生存所需的植物资源、畜牧产品,还具有保护生态环境、调节气候,为多种动物提供栖息地、为人类提供旅游场所等多种功能。呼伦贝尔位于内蒙古草原最东北地区。从宏观生态地理格局看,呼伦贝尔草原是东北地区生态安全体系的重要组成部分。其地理位置正处在冬季风由西伯利亚入侵我国东北的大通道上,与大兴安岭森林相匹配,成为我国东北地区一道强大的生态防护屏障,在我国东北的地理格局中具有不可取代的生态功能。相对于其他温带草原区域,呼伦贝尔草甸草原开垦破坏小。随着人口压力的不断增加和生态环境的不断恶化,如何发挥呼伦贝尔草地生态系统的生态效益和经济效益,以不断提高人民的生活水平和维护良好的生态环境愈来愈被人们所关注。因此对呼伦贝尔地区草地生态系统价值评估具有重要意义。
利用对地观察技术,建立随时间变化的生态系统服务价值动态模型评估尚有大量的难题需要解决。定量并且实时反映生态系统经济价值的存量及其变化,不仅有助于人们了解和正确认识生态系统的服务功能及其价值,重视生态系统的保护和合理经营与利用,而且有助于决策者在经济发展的决策中考虑生态环境成本,以建立生态补偿机制和完善生态系统的管理机制。
随着遥感技术的快速发展,利用多尺度遥感测量技术建立草原生态系统价值估算模型、开展草原生态系统价值的评估已成为可能。因此,本研究主要是从遥感的角度出发,探索适宜的价值评价方法,并对呼伦贝尔地区草地生态系统的服务价值进行评价。
在研究中本文依据生态系统价值分类体系,结合遥感技术的特点,建立了基于遥感技术的中国草地生态价值评估指标体系。在进行价值估算时,使用了一系列生态系统效益价值评价方法如市场价值法、替代花费法和影子工程法等,建立了草地生态系统价值估算模型,并对内蒙古呼伦贝尔市的草地生态系统价值进行估算。在估算中主要采用物质量和价值量结合的方法,建立基于遥感和GIS的草地生态价值估算模型。在计算中,草地直接产品价值、气体调节价值、营养物质循环价值和净化大气环境价值都采用NPP进行估算。估算时主要利用植被光合模型(VPM)对呼伦贝尔市进行了遥感模拟。在计算的过程中采用增强植被指数(EVI)、陆地表面水分指数(LSWI)、陆地表面温度(LST)和光和有效辐射(PAR)等参数进行计算。在草地生态系统价值评估指标体系方面,考虑了草地首先作为一种土地资源所具有的土地价值,计算中主要采用收益还原法评价其土地价值。然后利用遥感数据和GIS等技术手段,对草地的直接产品价值、涵养水源价值、气体调节价值、土壤保持价值、营养物质循环价值和净化大气环境价值进行了计算。在对不同的评估指标进行计算时,针对不同的草地类型进行计算,体现了不同类型草地服务功能能力的差异性。本论的研究结论如下:
呼伦贝尔市草地生态系统的总价值为41.8×109元/a,相当于2006年GDP39.51×109元的1.06倍。主要由三方面的价值构成,一是土地价值,为11.38×109元/a,对总价值的贡献率为27.22％;二是草地生态系统的直接产品价值,为1.23×109元/a,占总价值的2.94％;三是草地生态系统的间接服务价值,为29.19×109元/a,占总价值的69.84％。三方面价值中,草地的间接服务价值最大,而直接产品价值所占的比例最小。目前人们对草地生态系统价值的认识主要注重其直接产品价值,忽略了间接的生态服务价值,但是间接的服务价值是远远的大于其直接产品的价值的,约为其的23.73倍。人们评价草原的效益往往以畜产品生产总量的多少为主,从而导致呼伦贝尔草原放牧饲养的牲畜数量不断增长。草地超载过牧(或强度刈割),遏制和减弱了草地生态系统服务功能的发挥,这是导致呼伦贝尔草原退化的主要原因。因此草地管理的重要措施是控制放牧的数量。
草地生态系统间接服务价值中,涵养水源的价值最大,为25.95×109元/a。其次为气体调节价值为2.36×109元/a,营养物质循环价值为1.35×109元/a。土壤保持价值和净化大气环境价值则相对较小,分别为0.81×109元/a和0.74×109元/a。
各种草地类型的单位面积价值中山地草甸类最大,为7.29×105元/km2·a;低地草甸类和温性草甸草原类次之,分别为5.77×105元/km2·a和5.69×105元/km2·a;温性草原类和沼泽类最小,分别为4.49×105元/km2·a和4.83×105元/km2·a。各种草地类型的总价值中,虽然低地草甸类的单位面积价值不是最大,但是由于其草地面积最大,因此其总值最大,为19.37×109元/a;其次为温性草原类,总价值为14.28×109元/a;沼泽类的总价值由于其总面积较小,单位面积也较低,因此其值最小,为0.47×109元/a。
各旗市的草地生态系统价值中,由于地区的草地类型、气候条件和草地面积的差异,价值量也存在很大的差别。最大的几个旗市分别为:新巴尔虎右旗、鄂伦春自治旗、陈巴尔虎旗和新巴尔虎左旗,总价值都大于4×109元/a。海拉尔、根河市和满洲里市三个地区的总价值则很小,都不足1亿元。
各旗市中,除了鄂伦春自治旗、根河市和额尔古纳市由于农业人口较少,草地载畜量还有一定的潜力外,其它地区都存在不同程度超载放牧现象。阿荣旗的超载量最大为325.45万头。其次为扎兰屯市,超载量为270.72万头;莫力达瓦达斡尔族自治旗,超载量为254.71万头。