（生态学专业论文）门头沟生态系统生态服务功能价值测算及驱动因素分析.pdf

樯l 取 o - _ _ 一 本文的研究区域门头沟区是北京市西部豹重要生态屏障，测算门头沟地区的生态系统服 务功能价值对于促进门头沟地区生态补偿机制的建立，保证北京地区生态安全，实现山区可 持续发展具有重要现实意义。 本研究在分析区域生态系统服务功能价值的评价单元、测算内容、指标体系及评价模型 的基础上。建立了门头沟生态系统生态服务功能价值测算指标体系及模型。在g i s 系统支持 下，对2 0 0 4 年门头沟生态系统服务功能价值进行计算，同时根据计算结果推算出门头沟1 9 8 0 年、1 9 9 2 年、1 9 9 6 年和2 0 0 0 年门头沟生态系统服务功能价值，并运用多元回归方法进行了驱 动因素分析。研究结果表明： ( 1 ) 2 0 0 4 年门头沟生态系统服务总价值为4 9 7 。2 0 8 万元。其中最重要的是保持土壤价 值占总生态系统服务价值的7 6 。而在植被保持土壤价值中，灌木林保持土壤价值为 2 0 1 ，8 8 5 万元，占植被保持土壤价值的5 3 占照个生态系统总服务价值的4 l 。 ( 2 ) 从1 9 8 0 年至2 0 0 4 年，门头沟生态系统服务价值呈现逐年上升趋势。从1 9 8 0 年的 2 7 8 ，0 8 7 万元上升到了2 0 0 4 年的4 9 7 ，2 0 8 万元，生态服务价值平均每年增加7 ，8 2 6 万元。 ( 3 ) 门头沟生态系统服务价值年际变化的驱动因素主要是国家政策、区域经济发展水 平等社会经济因素，除此以外，虽然降雨量在本研究中与区域生态系统服务价值回归差系不 显著，但从长期看它是影响区域生态系统服务价值的一个重要因累， 关键诲ir j 头沟区生态系统服务价值驱动因素 a b s t r a c t a c c o r d i n gt ot h ef u n c t i o no fe c o l o g i c a l p r o t e c t i o ni nm e n t o n g o ud i g 竹i c t t oe v a l u a t et h e v a l u eo f e c o s y s t e ms e r v i c e si sv e r yh e l p f u lt oe c o l o g i c a ls a f e t yi nb e l j i n g o nt h eb a s e so fa n a l y z i n ge v a l u a t i o nu n i t s ，i n d e x e sa n dm o d e l s ，t h ee v a l u a t i o ni n d e xs y s t e m a n dm o d e l so fe c o s y s t e ms e r v i c e sv a l u ei nm e n t o n g o ud i s t r i c tw e r es e tu p s u p p o r t i n gb yg i s s o r w a r e , t h es t u d yv a l u a t e de c o s y s t e ms e r v i c e so fm e n t o u g o ud i s t r i c ti n2 0 0 4 a c c o r d i n gt ot h i s r e s u l t , t h ev a l u e so f e c o s y s t e ms e r v i c e si nm e n t o u g o ud i s t r i c ti n1 9 8 0 ，1 9 9 2 ，1 9 9 6a n d2 0 0 0w e r e c a l c u l a t e d 1 1 1 i ss t u d ya l s ow o r k e do u tt h ed r i v i n gf a c t o r sb ym u l t i - r e g r e s s i o nm e t h o d sa n dt h e r e s u l t ss h o wt h a t ： f 1 ) t h ee c o s y s t e ms e r v i c e sv a l u eo fm e n t o u g o ud i s t r i c ti n2 0 0 4i s4 9 7 x1 0 y u a n a m o n g t h et o t a l v a l u e ，e r o s i o nc o n t r o l i st h em o s ti m p o r t a n t 。t h ee r o s i o nc o n t r o ls e r v i c ev a l u eo f s h r u b b e r yi s2 x1 0 y u a n , w h i c hi s5 3p e r c e n to fe r o s i o nc o n t r o ls e r v i c ev a l u ea n d4 1p e r c e n to f t h et o t a lv a l o e ( 2 ) f r o m1 9 8 0t o2 0 0 4 。e c o s y s t e ms e r v i c e sv a l u ei nm e n t o u g o ud i s t r i c ti si n c r e a s i n gq u i c k l y 1 1 ”t o t a lv a l u ei n c r e a s e sf r o m2 8 x 1 0 y u e ni n1 9 8 0t o4 9 7 x 1 0 9y u a ni n2 0 0 4 w i t h7 8 l o 7y u a n i n c r e a s e dp e ry e a ri na v e r a g e t h em s u l ta l s os h o w st h a tf o r e s te c o s y s t e mi sm o r ei m p o r t a n tt h a n g r a s sa n dr i v e re c o s y s t e mi ne c o l o g i c a lr e g u l a t i o n o ) t h ea n a l y s i st ot h ed r i v i n gf a c t o r so fc h a n g e so fe c o s y s t e ms e r v i c e sv a l u ei nm e n t o u g o u d i s t r i c ts h o w st h a tt h ep o l i c ya n dr e g i o n a le c o n o m i cd e v e l o p m e n ta r em o s ti m p o r t a n tf a c t o r s w h i c hh a v ear e m a r k a b l ee f f e e to nt h ea r e a so f f o r e s t f r o mr e g r e s s i o ne q u m i o ni ts h o w sm i n f a l l i s n o tr e m a r k a b l e ，b u ti ti so n eo f t h ei m p o r t a n tf a c t o r st oe c o s y s t e ms e r v i c e si nt h el o n gt e r m k e y w o r d s ：m e n t o u g o ud i s t r i c t ，e c o s y s t e ms e r v i c e sv a l u e ，d r i v i n gf a c t o r i i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：曼猫 时间：仞6 年月g 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同 媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名：复南凑时间：1 卯厂年多月细 导师签名时间：年月日 中国农业大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 研究背景及意义 第一章绪论 生态系统为人类提供了生活与生产所必需的食品、医药、术材及工农业生产的原材料等生 态系统产品，另一方面生态系统创造与维持了地球生命支持系统，形成了人类和其他生物生存 所必需的环境条件。然而长期以来在资源无价、环境无价的观念指导下，生态效益来能进入市 场，致使生态资源遭到过度使用，生态系统服务功能受到损害。研究生态系统的经济价值一 方面可以为生态建设和生态恢复提供理论与方法支持，为有效管理环境与生态系统资源提供服 务，具有较强的应用性；另一方面可以为生态国内生产总值( 绿色g d p ) 核算体系的建立提供科 学基础，避免损害生态系统服务的短期经济行为，有利于生态系统的保护并最终有利于人类自 身的可持续发展。 由于生态系统服务功能具有极端复杂性和不确定性，再加上大多数生态系统服务功能具有 公共物品的属性。使得生态系统服务功能的价值计量无法通过常规的市场手段实现，因此生态 系统服务功能如何定价一直成为困扰生态学家和经济学家的世界性难题。目前关于生态系统服 务功能的具体定量评价和知识依然非常匮乏，方法论至今发展缓慢，远远落后于社会的实际需 要：没有定量的生态系统服务功能价值很难有效地约束人们的各种行为和活动( 郭中伟， 1 9 9 8 ：徐中民，2 0 0 3 ) 。生态系统服务功能的价值评估的理论和方法因此成为生态学、生态经 济学、环境经济学研究的热点和前沿。 根据最新的北京市城市总体规划门头沟区将是“两轴一两带一多中心”布局中的“生态 涵养保护区”中重要的组成部分，其主体的功能定位是生态涵养。其中永定河将作为北京市新 的引用水源，需要进行重点治理、恢复和保护。保护门头沟区的山林，关系首都的社会可持续发 展。山区水土流失、泥石流、水早等自然灾害频繁，再加上传统的靠山吃山的生产生活方式对 当地生态环境的影响，门头沟地区的生态环境已经变得十分敏感和脆弱。测算门头沟地区的生 态系统服务功能的经济价值，分析影响该地区生态系统服务功能价值变化的驱动因子，对于保 护好首都环境的天然屏障，保证京津冀北地区生态安全，以及促进该地区生态补偿机制的建 立，实现山区可持续发展具有重要现实意义。 1 2 国内外研究进展 1 2 1 国外研究状况 国外自1 9 9 0 年以来，有许多学者在评估各种类型的生态系统服务功能方面作了大量研究。 其中比较著名的例子主要有( g u o ，2 0 0 1 ；k e r r y ，2 0 0 3 ) ：b r o w n 等人( 1 9 8 9 ) 评价肯尼亚野 生大象的生态旅游价值；f e t e r 等人( 1 9 9 3 ) 亚马逊热带雨林生态系统的经济价值进行了评估； t o b i a s ( 1 9 9 1 ) 评价了c o s t ar i c a n 热带雨林的生态价值；p e a r c e 与m o r a n ( 1 9 9 4 ) 总结了不同生物 资源的经济评价方法：c a c h a ( 1 9 9 4 ) ，l a c y 与( 1 9 9 4 ) ，m u n a s i n g h e ( 1 9 9 4 ) 结合案例研究了自然保 护区的经济评价方法：h y d e 与k a n e i ( 1 9 9 4 ) 。k r a m e r ( 1 9 9 4 ) ，w h i t e 等( 1 9 9 7 ) 通过案例研究了濒 中国农业大学硕士学位论文 第一章绪论 危物种管理的经济价值；g r e n 等( 1 9 9 5 ) 估计了多瑙河冲积平原生态系统的经济价值。其中最 有影响的是1 9 9 7 年c o s t a n z a 等人“”在n a t u r e 上发表了“t h ev a l u eo ft h ew o r l d se c o s y s t e m s e r v i c e sa n dn a t u r a lc a p i t a l ”，在文章中c o s t a n z a 等人则对全球生态系统服务功能进行了划分和 评估，他们将生态系统服务功能归纳为1 7 种类型，并按1 6 种生物群系以货币形式进行估算。 c o s t a n z a 等人的方法使生态系统服务价值估算的原理及方法从科学意义上更加明确，但该研究 的某些数据存在较大偏差，如忽略了生态系统服务功能巨大的空间差异性，对耕地的估计过低， 对湿地又偏高等，为此该研究引起了较多的争议( t b m a i l ，1 9 9 9 ) 。 许多国际组织和机构也在生态系统服务功能研究方面作了很多工作。1 9 9 1 年，国际科学联 合会环境委员会发起次会议，主要讨论了怎样开展生物多样性的定量研究，促进了生物多样 性与生态系统服务功能关系的研究。1 9 9 7 年美国生态学会组织了以g r e t c h e nd a i l y 负责的研究 小组，对生态系统服务功能进行了系统的研究，并且形成了能反映当前这一课蹶研究最新进展 的论文集。2 0 0 1 年6 月，由联合国秘书长安南宣布启动项为期四年的国际合作项目千年 生态系统评估( m i l l e n n i u me c o s y s t e ma s s e s s m e n t ，缩写为m e a ) 该项目目标是满足决策者对 生态系统与人类福利之间相互联系方面科学信息的需求。m e a 的工作主要有以下几个方面：生态 系统服务功能的变化是怎样影响人类福利的；在未来的几十年中，生态系统的变化可能给人类 带来什么影响；人类在局地、国家和全球尺度上采取什么样的对策才能改善生态系统的管理状 况，从而提高人类的福利和消除贫困。 1 2 2 国内研究进展 我国生态系统服务功能的研究工作源于2 0 世纪8 0 年代开始的森林资源价值核算工作。毕 绪岱( 1 9 9 2 ) 和候元兆( 1 9 9 5 ) 第一次较全面地对我国森林资源价值进行了评估；欧阳志云、 王如松”1 ( 1 9 9 9 ) 等从理论上对生态系统服务功能及其生态经济价值评估方法进行了分析；欧阳 志云、王效科、苗鸿9 1 ( 1 9 9 9 ) 对中国陆地生态系统服务功能价值进行测算和评价；黄兴文、陈 百明1 ( 1 9 9 9 ) 对中国生态资产区划的理论与应用问题进行了探讨；薛达元，包浩生，李文华。1 ( 1 9 9 9 年) 等采用费用支出法，旅行费用法( t c m ) 及条件价值法( c v m ) 对长自山自然保护区生物 多样性旅游价值进行了评估。陈仲新等“”( 2 0 0 0 ) 为了进行对比，完全按照c o s t a n z a 等人的方 法对中国生态系统效益的价值进行了估算，并与世界生态系统服务功能总价值进行了对比，同 时对我国各省区生态系统服务功能价值进行了计算、排序和对比分析：宗跃光等人4 3 ( 2 0 0 0 ) 从 不同土地利用方式产生不同价值量的角度出发，对区域生态系统服务功能服务价值进行了计 算，并将c o s t a n z a 等人单纯的自然资本的价值测算推广到自然资本、经济资本和社会资本的综 合测算；谢高地等人”( 2 0 0 1 ) 对全国草地生态系统服务价值进行了估算：赵荣钦、黄爱民等 “3 。( 2 0 0 3 ) 以及章家恩“”( 2 0 0 4 ) 探讨了农田生态系统各项生态系统服务功能。 我国大多数生态系统服务功能价值评估工作还停留在模仿国外研究的阶段，尤其是采用基 于生态学的类型研究范式，即采用样地测定、类型累加和尺度外推的三段研究范式。这种研究范 式( 李双成，郑度，2 0 0 2 ) 在不同类型生态系统服务功能的确定和单位价值量的核算等方面有着 不可替代的优势，但加总过程中的不确定性、尺度转换的误差以及生态服务功能和价值构成的 地域性差异，构成该范式应用和推广的潜在制约因素。所以完全照搬国外的方法和参数往往导致 2 中国农业大学硕士学位论文 第一章绪论 量簟皇量曼曩皇融皇置暑置量皇篁曼勇曼| 篁量鼍奠量皇量篁皇舅皇墨寡曼鼍皇目量置曼- 一it l 计算结果过于租糙，实际应用价值不大。因此要提高计算的精度，使计算结果更加符合实际情 况就必须对某些参数进行校正。郭中伟”根据不同类型植被、土壤和坡度的组合将兴山县划分 为9 0 种类型共6 1 8 4 块地块，对不同植被、土壤和坡度类型下，生态系统服务功能的价值进行了 测算，该方法在一定程度上校正了生态系统服务功能的地域差异性，提高了计算精度。谢高地 等1 也考虑到了生态系统地域分布条件对生态系统价值大小的影响，基于c o s t a n z a 等提出的方 法，在对青藏高原天然草地生态系统服务价值根据其生物量订正的基础上，逐项估算了各种草 地类型的各项生态服务价值。李双成、郑度等”1 提出目前不同类型生态系统生态资产评估工作应 考虑以下四方面对资本价值实现影响：( 1 ) 环境与生态系统资源的地域空间差异性；( 2 ) 生态服 务功能资本价值的空间流转和异地实现；( 3 ) 生态系统资源和生态服务功能稀缺性与需求性的区 域差异；( 4 ) 社会经济发展水平的区域差异性。提出有必要建立一种基于空间格局的环境与生态 系统生态资产评估的区域范式，首先对评估区域进行生态地域划分，并咀此作为控制性框架指导 各步具体工作。然后分别用生态功能分区、域外价值评估、生态资产稀有性评估、生态资产需 求性评估分别校正以上四个方面存在的问题。最终划定评估区域环境与生态系统生态资产空间 格局。区域范式评估生态瓷产的方法在一定程度上校正了类型评价范式中只依据生态系统生物 属性的做法，将生物属性作为基础，同时重视生态服务功能和其价值量实现过程中的社会经济 因素，使得环境与生态系统资本价值的效用性和稀缺性得到充分体现。 1 3 生态系统服务功能研究中存在的主要问题及未来趋势 1 3 1 生态系统服务功能研究存在的主要问题 1 3 1 1 生态系统服务功能具有复杂性 生态系统服务功能复杂性决定了生态系统服务功能存在着很大的不确定性，对于许多类型 的生态系统人们并没有完全弄清楚它们到底存在哪些方面的功能和服务，这必然给生态系统服 务功能的定量评估带来很大的困难。生态系统服务功能在时空上也存在动态异质性，一些服务功 能很难人为区分和定量描述，给生态系统服务价值的准确计算带来无法克服的困难。 】3 1 2 价值认识和分类中存在不足 对生态系统服务的经济价值构成的分析和科学分类是进行生态系统服务经济价值评估的基 础。目前学术界对于生态系统服务是否有价值、价值形态如何存在说法不一，莫衷一是。如自 然资源无价论、天然资源无价值，已开发资源有价值论、劳动价值论、t l 然资源内在价值论、 使用价值决定论等等。现行的环境价值评估技术所接受的是p e a r c e 、m c n e e l y 、t u r n e r 等提出 的价值分类框架，即将生态系统总经济价值分为利用价值( 直接利用价值和间接利用价值) 、 遗产价值、存在价值和选择价值。但该价值分类框架也存在一些问题，如没有包括生态系统的 一些基础功能的价值，遗产价值、存在价值和选择价值的划分中存在重叠，分类计算再加总的 办法割裂了各种生态系统服务之间的有机联系和复杂的相互依赖性。 1 3 1 3 市场失灵及价格空缺 3 中国农业大学硕士学位论文 第一章鳍论 生态系统的某些服务功能( 如调节大气、固碳释氧等) 具有外部性和公共物品的属性，决 定了对于生态系统服务功能存在着市场失灵，没有能准确反映生态系统服务价值的市场价格。 在生态系统服务与自然资本的市场发育程度不是的情况下，现有的各种生态系统服务与自然资 本的价值评估方法都存在着一定的局限性( 谢高地，2 0 0 3 ) 。 1 3 1 4 生态系统服务空间异质性 区域生态系统资源的形成明显受制于当地的自然因素因此生态系统服务具有明显的地域 差异性。不同地区，由于立地条件不同，同一类型的生态系统服务功能可能差异很大。如同一 树种，在不同坡度、土壤条件下的涵养水源功能就不一样。另一方面，即使在完全相同的立地 背景下，不同类型的植被的生态系统服务功能差异也很大。如在相同立地条件下，不同类型植 被涵养水源的功能就存在以下差异：天然林和次生林次生灌丛人工果树次生草被。 1 3 1 5 社会经济发展水平的区域差异性 生态系统资本的价值评估技术往往是基于人们的支付意愿( 如旅行费用法和条件价值 法) 、生态资源的效用性和稀缺程度。因此，生态系统服务功能的价值的大小与当地的社会经 济发展水平有密切关系。如发达地区和欠发达地区对湿地生态系统服务价值的认定和市场实现 就存在相当的差距。区位对生态系统服务功能也产生影响。如同质等量的森林生态系统，距离 市中心距离越远，稀缺程度和效用越低，其价值越低。 1 。3 1 。6 重复计算的问题 一般商品的使用功能具有竞争性和排他性，而许多生态系统服务功能不具有竞争性，具有 互补性，如湿地提供游憩功能的同时还能提供净化污水和营养物质储存的功能。因此，具体生 态系统服务累加过程中要注意区分哪些是竞争性的服务，哪些是互补性的服务。如在具体计算 生态系统调节碳氧平衡时如何处理固碳和释氧这两项互补性的生态系统服务争议较大。欧阳志 云“”等、余新晓等“”认为固碳与释氧都具有自身的价值，将二者价值相加作为维持碳氧平衡的 价值，陈光清等“”却认为固碳与释氧是同时进行的，取两价值中较大值作为其价值，薛达远“” 等则认为固碳与释氧为同一生态过程，为不重复计算，则略去释放0z 价值的评估，直接将固定 c0 5 的价值作为维持碳氧平衡的价值。 1 3 1 7 边际性问题 包括以下两个方面的问题；一是许多学者( p e a r c e 等) 认为以c o s t a n z a 为代表的静态区域生 态系统价值计量模型没有建立在边际分析的基础上，其计算结果没有实际意义。他们认为实际 生活中人们在面临决策时更关心的是所在生态系统服务价值边际变化大小，而并不关心现行区 域的总生态价值到底有多大。该方法也无法纳入到常规的经济费用效益分析体系中去。二 是在进行生态系统价值边际分析时。需要区分哪些价值变化是边际变化，哪些不是。自然资源 4 中国农业大学硕士学位论文 第一章绪论 及生态系统服务的价值构成是复杂的，多维的，有些生态系统服务价值的变化不是边际变化， 如有关空间、时间和文化的变化就不具有边际性。 1 3 1 8 尺度问题 不同的研究尺度会影响到土地利用类型的划分，进而影响到生态系统服务价值的大小。如 k o n a r s k a 等。分别以3 0 m 分辨率的l a n d s a tt m 影像和i k m 分辨率的n o a a a v h r r 影像为数 据源划分土地利用类型，采用c o s t a n z a 的方法测算了美国全国的生态系统服务价值。其结果表 明尺度对生态系统服务的估算有较大影响。依据i k m 分辨率的i g b p 数据测算出的总生态系统服 务价值是2 5 8b i l l i o n y r 而以较好分辨率( 3 0 m ) 的n l c d 数据测算出的生态系统服务总价值为 7 7 3b i l l i o n y r ，增长了1 9 8 。并且尺度可以影响到每个州的生态系统服务相对全美国总生态系统 服务的贡献大小。缅因州在较粗的尺度下其生态系统服务占全美国总生态系统服务的1 0 ，而在 较好的尺度下占到2 0 。 1 3 2 生态系统服务功能未来研究趋势 1 3 2 1 加强生态学基础研究与观测 目前生态系统服务功能的分类缺乏统一标准，某些生态系统服务功能( 农田生态系统、荒 漠生态系统、冰川生态系统等) 的各项殷务价值至今还没有研究资料，以及一些生态系统的部 分功能和服务价值也没有相关研究成果。这些方面的突破要求加强生态学基础研究，深入定量 了解生态系统的结构、功能与过程及生态系统服务功能的形成机制，发展针对森林、湿地、草 地、荒漠、海洋与农田等不同生态系统服务功能评价方法。 1 3 2 2 进行生态系统服务功能区域差异性校正 不同区域的生态系统服务价值受自然地域分异和社会经济差异影像，存在较大差异。校正 区域差异性，确定针对不同地域、不同杜会经济发展特征的服务功能及经济价值的评价方法应 是今后发展的一个重点。包括更准确地获取特定区域的自然、社会、经济各方面的数据信息， 以及采取实验观测与系统模拟相结合、自然科学和社会科学有机结合的手段，利用特定区域的 生物物理属性数据( 地形、土壤、植被) 和社会经济属性数据( 交通、经济水平) 来校正区域 差异性。 1 3 2 3 更好地与经济学接轨，揭示生态和经济过程的联系及其动态变化 生态系统服务价值计量只有更好地与经济学接轨，才能对经济活动产生影响，发挥更大的 作为，今后应着重开展以下两方面工作： ( 1 ) 改造现行的静态顺时描述模型，构建把生态与经 济联系在一起的地区动态模型和全球动态模型，以便更好地理解其中生态系统中物理生物过程的 复杂动态以及这些过程对人类福利的影响。 ( 2 ) 重点将由生态系统服务价值存量的计量转向研 究生态系统服务价值数量和质量的边际变化及其对人类福利损失的影响。 5 中国农业大学硕士学位论文 第一章绪论 1 3 2 4 生态系统服务价值评估技术标准化问题 具体来说生态系统服务价值评估技术标准化应包括以下几方面：一是要统一生态系统服 务的分类；二是统一生态系统单位价格的量化方法和数据标准化( 包括规范如何处理重复计算 的问题、尺度性问题、规范评估方法的选取、统一选取参数校正空间异质性和区域经济差异性 等) ，三是完善生态系统服务价值评估的经济技术方法体系。只有在生态系统服务价值评估技 术标准化方面实现突破，才可能得到公认的标准评估结果，也才可能真正实现生态一环境一经 济核算体系( 绿色g n p ) 的建立。 1 3 2 5 建立生态环境一经济综合核算体系( 绿色g n p ) 建立生态一环境一经济综合核算体系是生态系统服务价值评估的评估研究的根本目标。从 目前来看。国民生产总值( g n p ) 等衡量经济指标没有反映自然资源、环境资源的流量与价值 的变化，不能明确地反映工农业活动对生态系统服务造成的破坏，也就无法衡量可持续发展 ( 陈正新，2 0 0 1 ；谢高地。2 0 0 3 ) 。因此，从可持续发展的角度出发应尽快对现行g n p 进行改 造，建立绿色g n p 。而生态系统服务价值评估工作的开展将有助于促进国内绿色g n p 的建立， 最终实现人类自身的可持续发展。 基于以上认识，本研究顺应生态学和生态经济学的发展趋势，运用遥感、地理信息系统等 先进的信息手段，采用环境经济学的方法进行区域生态系统服务价值评估。就已有关于区域生 态系统服务价值评估研究存在的问题和不足，本研究力求有所改进：其一，本研究中利用地 形、土壤、植被等物理生物信息校正了生态系统服务的空间异质性，在一定程度上提高了计算 精度。其二，研究区域上本研究选取的门头沟地区属于较典型的经济发展相对落后，生态系 统服务功能价值巨大的地区，在此区域开展生态系统服务价值估算及研究其动态变化。揭示出 生态系统服务价值边际变化与当地人们的各种活动的关系。及其引起的人类福利的变化对该地 区制定政策有很大的帮助，现实意义较大。其三在研究方法上，整个研究由点到面。通过典型 区域、典型的野外观测调查与社会调查，同时结合地理信息系统技术手段。搜集获取各项数据 资料，基于3 s 及s p s s 等数据处理软硬件的支持，运用对比分析法、层次分析、回归分析、主 成分分析、模糊评判和模型等多种方法开展研究，力求达到综合集成。其四在研究内容上，除 了进行静态生态系统服务价值计量外，本研究还深入定量研究该地区生态系统服务价值变化， 并且以生态学理论为基础。从自然环境、杜会发展、经济、政策等不同视角与层面，比较全面 系统的深入分析探讨其变化的驱动力，并据此提出该地区可持续发展的相应政策建议。 1 4 研究技术路线及方法 1 4 1 研究内容 ( i ) 定量估算门头沟地区生态系统服务功能价值及其变化，重点计算主要生态系统的生态 系统服务功能。 6 中国农业大学硕士学位论文第一章绪论 ( 2 ) 筛选影响生态系统服务功能价值变化的自然与社会经济各个层面的驱动力因子，深入 分析各个层面驱动因子与生态系统服务功能价值变化之间的相互关系。 ( 3 ) 依据门头沟生态系统服务功能变化的态势，提出促进该地区可持续发展的政策建议。 1 4 2 研究方法 ( 1 ) 研究由点到面，通过典型区域、典型的野外观测调查，应用历史与现状调查法、野外 调查法获取所需信息、资料和数据。 ( 2 ) 搭建g i s 、r s 和s p s s 信息平台，进行门头沟生态系统服务功能的价值估算、评价及 生态区划。借助地理信息系统软件a r c i n f o 和a r c v i e w 、遥感图像处理软件e n v i 、统计软 件e x c e l 和s p s s ，对各种数据进行相应处理，其中g i s 是数据处理的中枢。 ( 3 ) 基于已有专家知识和理论。应用对比分析法、层次分析、回归分析、主成分分析、模 糊评判和模型等方法，结合专家打分法，分析研究各项数据资料，以完成各项研究内容。 1 4 3 技术路线 基于门头沟地区土地利用图划分门头沟地土地利用类型，依据门头沟的首都生态屏障地 位，选择几种主要的生态功能类型作为测算对象；另一方面依据环境经济学的各种价值评估技 术确定评估所采用的测算模型、基准，确定每一类生态系统服务功能的每种生态系统服务的单 位物质量和价值量；最后基于g i s 进行每种类型、每种生态系统服务价值面积加总，得到两期 门头沟地区主要生态系统服务功能的价值。对于生态系统土壤保持、涵养水源、调节大气等功 能测算时利用土壤、地形、植被等信息作为调整因子。 在上一步研究的基础上，根据相关的门头沟地区杜会经济及自然环境等统计资料、已有研 究成果、实地调查，从自然作用和人为作用两方面分析引起门头沟生态系统服务价值变化的驱 动力，其中自然作用主要从地质、水文和气候变化入手，人为作用又从社会、经济与政策三个 层面进行剖析，最后依据生态系统服务功能变化的态势，提出促进该地区可持续发展的政策建 议。 7 中国农业大学硕士学位论文第一章绪论 图i - ! 技术路线 f i g1 - 1r r c hf r a m e w o r k 8 中国农业大学硕士学位论文 第一章绪论 1 5 研究区概况憎1 门头沟区位于北京城区正西偏南，东经1 1 5 。2 5 0 0 ”至1 1 6 。1 0 0 7 ”，北纬3 9 0 4 8 3 4 ”至 4 0 。1 0 ，3 7 ，一之间。东西长约6 2 k m ，南北宽约3 4 k m ，总面积1 4 5 5 k m 2 。其东部与海淀区、石景山区 为邻，南部与房山区、丰台区相连，西部与河北省琢鹿县、涞水县交界，北部与昌平区、河北 省怀来县接壤，属太行山余脉。 1 5 1 自然区域概况 1 5 1 _ i 地形地貌 门头沟区位于华北平原向蒙古高原过渡的山地地带，属太行山和燕山山系，地势西北高 东南低。地貌总体特征是：山多坡陡，山高谷深，山坡陡峻，峭壁林立，2 5 。以上面积占总面 积的7 0 ，地形骨絮形成于中生代的燕山运动。山地占总面积的9 8 5 ，平原面积仅占1 5 。西 部山地是北京西山的核心部分，山体高大，层峦叠蟑，海拔1 5 0 0 m 左右的山峰1 6 0 余座，相对 高差大多在1 0 0 0 m 左右。地势由西北向东南倾斜，平原十分有限，只有2 1 7 9 k m 2 ，占全区土地 面积的1 5 。 地貌类型可基本划分为中山、低山、河谷台地和永定河洪积冲积平原。中山区面积最大， 约占全区山地总面积的5 0 ；低山区面积次之，约占4 8 ：近山麓地区主要由黄褐色黄土状物质 组成，前缘有明显的陡坎，高度平均5 l o m ；永定河冲积扇平原区仅占很少，平均以0 4 的坡 度向东南缓和倾斜，主要由砂石和黄土状亚沙土组成，地形平坦，土层深厚肥沃，易耕性强， 基本上没有侵蚀，是本区耕地和果园的主要分布区。 从侵蚀和植被角度可划分为：侵蚀中山；海拔在1 0 0 0 m 以上，地形陡峭，沟谷深切，相 对高差大于5 0 0 m ，人为活动较少，植被较好。侵蚀低山：海拔在5 0 0 - 1 0 0 0 m ，地形稍缓，切 割中等，沟谷有较厚沙砾堆积，相对高差在2 0 0 5 0 0 m ，人为活动较强，植被鞍差。侵蚀丘 陵：海拔在5 0 0 m 以下，地形平缓，河谷开敞，阶地发育，相对高差在2 0 0 米以下，人为活动强 烈，植被极差。 i 5 1 2 气候资源 本地区处于东部湿润区和西部干早区之间，属中纬度大陆东岸季风型气候。气候特征是： 春季干早多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽湿润，冬季寒冷干燥。因地形的变化局部气候差异很 大。水热分布自东南向西北逐渐减少。随海拔升高，温度和降水的垂直递变明显， 区内气温差别较大，年平均气温变化在3 1 2 之间。月平均气温一月份最冷，七月份最 热，月差在3 0 以上。i o c 积温变化范围在2 4 9 0 4 0 4 49 c 之间，全区无霜期在2 0 0 天左右。 本区降水的时空分布变化很大，全区多年平均降水量为5 3 9 n m 降水总量为7 6 8 1 0 9 m 3 。 降雨在一年内集中在6 至8 月，占全年降水量的7 0 以上，且多以暴雨出现因而早洪灾害频 繁，春早夏洪，旱洪交替；自六十年代以后，降水呈减少趋势，到了八十年代，年平均降水量 只有4 1 7 m m ；给工农业生产和人们生活用水带来很大困难。 9 中周农业大学硕士学位论文 第一章绪论 1 5 i 3 水文和水资源 门头沟区境内水资源分为地表水和地下水两部分，水资源缺乏。流经境内的河流分属3 个 水系，其中属海河水系的永定河流域面积最大，为1 3 6 8 0 3k m 2 ；属大清河水系的白沟河流域的 面积次之。为7 3 2l ( n 1 2 ；属北运河水系的流域面积最小，仅为1 3 8 2k 珥2 。永定河是全区最大的 过境河流，河道长1 0 0 余1 c ，主要支流有刘家峪沟、湫河、清水河、下马岭沟、清水涧、苇甸 沟、樱桃沟、门头沟等，大小支流共3 0 0 余条。本区地表水资源总量为6 3 7 1 0 3 y ，而可供 水资源量只有5 3 x1 0 8 m 3 y 。境内中、小型水库7 座，总库容量8 l o m 3 ，主要功能是发电或调 蓄供水。境内地下水的储存条件、补给、排泄关系复杂，由于渗漏、回灌、蒸发等原因区内 地下水可供水量只有2 5 i o v y 。总的情况是，山区的地下水以补给地表水为主，南部平原地 区以地表水补给地下水为主。 河流特征是：流域范围内坡度陡，河道坡降大，入境处海拔3 7 3 m ，出境处为7 3 m 河道 坡降为2 9 9 ，故水流湍急。河道水量丰枯差距大，最大时1 8 0 1 年曾达9 4 0 0 m 3 s ( 龙泉 雾) ，最小时只有几个流量旱季甚至断流；水流含砂多，一般年份含砂4 ，故史有“浑 河”、“小黄河”之称。 地下水分布，地域差异很大，以清水河谷地比较丰富，清水河道以南属贫水地带，以北为 缺水和无水区，村镇、人口分布稀疏。官厅山峡南区、北区及中区，因水文地质条件复杂，多 为砂岩裂隙分布区，地下水埋藏深，开采困难。东部山前一带的裂隙和断裂发育，表层和深层 水丰富，但本地区是煤炭资源埋藏丰富地区，因煤矿开采，破坏了地下水水脉，导致很多地方 水源干涸。 i 5 i 4 土地资源及土地利用结构 门头沟区的土壤属地带性褐土。分为山地草甸、山地宗壤、碳酸盐褐土等3 大类，8 个亚 类9 3 个土种。土壤垂直地带性变化明显。其中山地淋溶褐土分布最广，占全区总土地面积的 5 5 2 ，多分布在2 0 0 8 0 0 m 的山坡或山麓阶地上；碳酸盐褐土则主要分布在低山及河谷地带， 土壤疏松、土层深厚，易耕性强，是本区耕地和鲜果的主要分布区；山地棕壤分布区气候凉 湿、土壤水分丰富、但坡度较大，不宜农耕是本区林业生产的主要基地。 门头沟区土地总面积1 4 5 0 7 k m 2 ，2 0 0 4 年土地利用类型如图i - i ，林地面积最大，达7 0 。 园地和耕地有限，分别只有3 和1 ，未利用土地1 8 5 ，这与门头沟区山地居多、平原过小、交 通不便、经济相对落后等密切相关。 1 0 表卜1 门头沟区士地利用结构变化趋势( 占土地总面积x ) t a b1 - 1l a n dm c h m u g et r e n d si nm e n t o u g o ud i s t r i c t 图i - i2 0 0 4 年门头沟区土地利用结构图 f i g1 - 1l a n du s es t r u c t u r eo f m e n t o u g o ud i s t r i c ti n2 0 0 4 土地结构的变化显示了产业结构的变化和经济发展水平。当经济不发达，解决温饱问题是 人们的首要问题，土地利用体现为耕地等生产功能：随经济发展水平的提高，肉蛋奶果酒等副 食品的需求增加，果园、畜牧、水产等多种经营用地相应增加；经济进一步发展，居住和交通 需求增大，人们对娱乐休闲、人居环境、生态环境的需求不断提高，必将驱动土地利用方式的 进步变化。土地利用方式的调整将会对区域生态系统服务功能产生重要影响。 1 5 1 5 植被和生物资源 本区植被属暖温带落叶阔叶林类型，植被覆盖率达7 5 g 。原始森林早已破坏，现仅存一些 天然次生林。植被特点是：种类繁多、地带性明显；垂直分布有规律性；阴坡阳坡有明显差 异。在海拔1 0 0 0 m 以下的低山区，由于人类活动频繁，植被破坏严重，植物生长稀疏。阴坡多 为灌木，以团叶绣球为主，胡枝子次之；乔木以青杠子，大叶白蜡为主，山杏、臭椿次之。草 类以大叶草为主，知母、柴胡子次之。阳坡一般土层薄，水土流失严重。植物稀疏，覆盖度 低，在2 0 - 4 0 左右，多为耐干旱植物。中山地区以油松、落叶松为主；低山丘陵以刺槐、杨树 为主，并有多种果树广泛分布，河川谷地以农作物和蔬菜为主。植物的垂直分布，可自上而下 中国农业大学硕士学位论文 第一章绪论 划出：中山顶部湿生灌丛草甸；中山上部湿生红桦林；中山中生杨桦栎林；中山下部 杂山杏杂灌丛；低山丘陵灌丛五个亚带。 植被资源组成丰富多样。据北京山区野生经济植物资源调查指出：经济植物有3 0 0 余 种，其中药用植物占2 9 1 种，蓄积量在1 0 0 0 1 0 4 k g 以上的有苍术、委陵等；5 0 0 x1 0 4 k g 以上的 有苦参、地榆等；1 0 0 i 0 k g 以上的有1 0 余种。食用野果较多，且均有较高的营养价值，颇有 开发前景。此外。还有油料植物1 0 余种，野生纤维植物3 0 余种，芳香植物1 0 余种，都是值得 重视的经济植物资源。这为山区发展多种经营和深加工提供了较好的物质基础。 野生动物资源也较丰富。有獾、狼、狐狸、野兔、松鼠、斑猫、五道眉、野山羊等。野生 禽类有啄木鸟、布谷鸟、鹊、鹰、白头翁、山雉等几十种。 本地享有盛誉的传统种植物种有东山京白梨、龙泉雾香自杏、火村红杏、龙架庄盏柿、鲁 家滩红果、大九保桃、玫瑰香葡萄、灵水核桃、仁用杏、扳栗等等。传统的养殖优质品种包括 北京黑猪、农家蛋鸡、北京鸭、本地白山羊和黄牛等。为本地结合旅游业发展精品、无公害、 品牌农业提供了丰富资源。 1 5 i 6 旅游资源 门头沟旅游资源丰富，兼具山河多、古刹多、古村多；煤文化、长城文化、红色文化，民 俗悠久，山货丰富，气候多变地质地貌独特等各种旅游资源。山高峰奇、林草繁茂。古刹众 多，拥有丰富的自然生态和传统的文化旅游资源，妙峰山享有中国民俗文化发祥地的美誉。 在北京西部地区，海拔1 5 0 0 m 以上的山峰有1 6 0 多座，丰富的植被将这里构筑成一个天然 空调山场。其中灵山、百花山、妙峰山三山各具特色，其常温一般比市区低1 0 度左右，是城镇 人夏季避暑度假的理想场所。有京西“大峡谷”、“小三峡”之称的东、西龙门涧，谷底叠泉 跃跃，溪水潺潺，十八潭潭潭相连，形态各异。优美的自然风光加丰富的人文景观为门头沟发 展生态旅游提供了良好的条件。 门头沟以山区为主，有中国民俗学发祥地之称的妙峰山景区，北京小西藏灵山华北 植物园，第一高山大草甸百花山等一大批著名风景区。北京最高峰海拔2 3 0 3 m 的灵山 主峰坐落在门头沟境内。北京第一大河永定河穿境而过，沿途风光逝俪，物产丰饶。区域内1 7 0 余处旅游景点珍珠般遍布其间。区内有国家从a a 级风景区潭柘寺及中国佛教三大戒坛之首的戒 台寺，以及名列中国历史文化1 2 名村榜首的明清古迹山庄爨底下村，为该区生态旅游的蓬勃 发展奠定了坚实的资源基础。高山、河流以及特殊的地质构造和地形地貌造就了门头沟区独特 的地理、地质和农业文化。近年来，门头沟区委、区政府把旅游作为开发和振兴山区经济之 首。生态旅游、文化旅游等逐渐兴起。 1 5 1 7 山地森林资源现状 境内植被属于暖温带落叶、阔叶林类型，仅在深山区有残存的次生桦、杨林，一般林地均 为灌木林或杂术混交林，森林覆盖率在4 0 6 0 之间。灵山、黄草梁等山顶地区，因气候寒冷， 多为草坡，以白草为主。村庄附近植被破坏严重，一般覆盖