中国陆地生态系统

XX国陆地生态系统生态资产遥感测量评估实证研究提要1.生态资产价值评估研究进展2.区域生态资产遥感测量评估模型3.XX国陆地生态系统生态资产遥感测量评估实证4.结论与讨论生态资产的概念和内涵发展于自然资本和生态系统服务功能两个概念基础之上。概念雏形认为(王建民,2002年):“广义讲是一切生态资源的价值形式；狭义讲是国家拥有的、能以货币计量的，并能带来直接、间接或潜在经济利益的生态经济资源。”时空动态、开放；一定的时间和空间内，自然资产和生态系统服务能够增加的以货币计量的人类福利，其中，自然资产如土地资产、森林资产等直接表现为实物形式的直接价值，可以商品化；而生态系统服务功能的价值往往表现为间接价值，现有条件下还难以或者不能实现商品化，如水的净化、洪涝的控制、碳的固定、废物处理、生物多样性保护、土壤形成、病虫害控制、空气质量的维持、美学及文化效益等服务功能形成的价值（张军连）。1.1.2生态系统的服务功能与类型生态系统服务功能: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;不仅直接为人类提供了食品、医药及其它等必备的生产生活原料，还创造与维持着其它地球生命支持系统，形成着人类生存所必需的环境条件。Constanza等人在将全球生物圈划分为远洋、海湾、海草/海藻、珊瑚礁、大陆架、热带森林、温带/北方森林、草原/牧场、潮汐带/红树林、沼泽/洪泛平原、湖泊/河流、沙漠、苔原、冰川/岩石、农田、城市16个生态系统类型的同时，辨识出的17大类的生态系统服务功能，是目前生态系统服务功能和分类方面最权威、最具影响的基础性成果之一。1.2生态资产评估的研究现状（1）国际从估算尺度看，主要集中在三个领域:全球或区域生态资产的价值评估（Constanza等对全球生态系统的经济价值评估；Pimentel等对全球生物多样性与美国生物多样性的经济价值评估等）；单个生态系统生态资产的价值评估（大都集中于森林和湿地：Peters等对亚马孙热带雨林的非木材林产品价值评估；如Turner等对湿地的总经济价值的评估等）；生态系统单项服务功能价值的评估（大都集中于森林和湿地：Tobias等和Maille等对热带雨林的生态旅游价值的评估；Barbier等对热带湿地环境功能价值的评估等）；从技术体系看：皆为“Constanza式”的准点统计（难以表达生态系统/资产的空间异质性）（2）国内开展比较晚，多参考国外研究：在对生态资产价值估算的理论和方法进行介绍的同时，尝试对全国或区域的生态资产价值的估算（陈仲新等对全国设国生态系统系统效益的价值评估；欧阳志云等，对XX国陆生生态系统服务功能的6个方面价值的估算；XX国生物多样性国情研究报告编写组对XX国生物多样性的经济价值的评估；潘耀忠等对XX国陆地生态系统生态服务价值评估等；针对区域或单个生态系统资产价值评估的）。从技术体系看：参考“Constanza式”的准点统计（难以表达空间异质性）遥感技术支持的“Constanza式”修正（可以表达部分空间异性，如潘耀忠等）1.3当前生态资产评估存在的主要问题从生态资产评估的理论基础来看：生态资产本身从定义、到内涵等等的理论基础都还很不系统、成熟、规范；目前价值估价的方法也过多的依赖于经济学理论，缺乏对生态系统自身规律的分析。从生态资产价值估价方法的选取来看，如何针对不同的估价对象和估价目的更好地选择合适的方法仍值得研究。从评估的对象来看，生态资产中的核心部分，生态系统服务功能价值的各侧面的研究都仍处于初级阶段。生态系统服务的区域性研究较少，具有特殊意义的生态系统的过程和功能研究不够深入，某些生态系统的基础性服务功能仍有待于认识。综合从整个测量评估技术体系来看，“Constanza式”的准点统计法在测量阶段即丢失了生态系统的空间异质性信息，造成了描述阶段的极大“损失”；在单位“定价”阶段，又多由于完全或者不全完挪用了Constanza就全球生态系统给出的平均单位定价参数，造成了再一次的“失真”。对于遥感测算生态资产的做法虽然理论上讲存在能够表达空间信息、数据易获取、结果易动态更新等特点，这方面的研究工作毕竟才刚刚开始，面临的问题还很多。理论问题技术问题针对传统准点统计的“Constanza式”做法难以表达生态资产空间异质性的缺陷，提出遥感测算评估生态资产的区域模型，试图利用一系列可遥感获取的空间全覆盖生态参数，来表达生态资产的异质信息。1.4研究目的和论文构架目的一：作为所提出的区域生态资产遥感测算评估模型的实证研究。目的二：基于历史数据通过遥感测算的手段，试图从真正意义上获取XX国陆地生态系统生态资产的时空信息。XX国陆地生态系统1992、1995、2000年生态资产遥感测量评估2.生态资产的遥感测量评估模型2.1生态资产遥感测量评估的指标2.2生态资产的遥感测量评估模型2.2.1生态资产遥感测量评估的概念模型2.2.2生态资产遥感测量评估的生态参数测算模型2.2.3单项生态系统服务价值的生态学遥感评估模型2.2.1生态资产遥感测量评估的概念模型如果认为一定区域内的生态资产价值总量为该区域内所有类型的各生态系统的价值量的总和，且用V(T)、Vc(T)分别表示所研究的t=0到t=T时间段内，区域的总生态资产及类型为C的生态系统的生态资产，则：其中，c=1,2,…,M,为0到T时间段内，区域内的M个生态系统类型；Vc(T)可由下式求取：vc(T)为0到T时间段内，区域内生态系统C所在像元的生态资产价值，表示vc(T)对其所在像元的求和。Vc(T)由下式表达：表达式表示对0到T时间段内，该像元内生态系统C的k=1,2,…,K项生态服务功能的价值量以及自然资产价值（k=0时）的求和，表示0到T时间段内，该像元内生态系统C的各项生态资产价值的空间异质信息由一系列遥感测量的空间全覆盖生态参数q1，q2，…，ql来表达。2.2.1生态资产遥感测量评估的概念模型按照土地利用方式或自然状况等NPP、f证据推理等半定性检验2.2.2生态资产遥感测量评估的生态参数测算模型(1)植被覆盖度f测算模型基于Guestman的归一化差值植被指数NDVI的定义:NDVI=fNDVImax+(1-f)NDVImin反解得到：（2）植被净第一性生产力NPP的遥感测算模型基于光能利用率模型，得到：NPP遥感估算流程图（2）植被净第一性生产力NPP的遥感测算模型2.2.3单项服务价值的生态学遥感测量评估3.XX国陆地生态系统生态资产遥感测量评估实证3.1数据与预处理3.1.1遥感数据与预处理3.1.2气象数据与气象基础数据预处理3.1.3地理底图与预处理3.1.4其它资料及预处理3.2XX国1992、1995、2000年陆地生态系统生态资产遥感测量评估3.2.1生态系统分类3.2.2生态参数的遥感测算3.2.31992、1995、2000年陆地生态系统生态资产遥感测量评估及结果分析3.1.2气象数据与气象基础数据预处理全国726个气象站点的气象基础数据，来源于XX国气象局,时间为1961~2000年，数据包括各站点的年平均月降水量、月平均气温、风速、水汽压及日照百分率，以及站点的经度、纬度和海拔高度。数据的预处理主要包括对数据进行精度验证，剔除不可替代的错误数据（本研究中实际使用了725个站点的资料）；对气象数据栅格化并从空间上与遥感数据相匹配：利用GIS的插值工具，根据各气象站点的经纬度信息，通过对气象数据进行Kringing和基于DEM插值方法进行空间插值，获取像元大小与NDVI数据一致、投影相同的气象要素栅格图。3.1.3其它地理底图与预处理(1)1:100万《XX国植被类型图》，资料来源：XX国科学院植物研究所；(2)1:400万数字化《XX国植被类型图》，经ARC/INFO投影变换，投影同NDVI影像，资料来源：国家地理信息系统重点实验室;(3)1:400万《XX国土壤质地图》，经ARC/INFO数字化、投影变换，投影同NDVI影像。3.1.4其它资料及预处理此部分数据包括土壤理化性质数据及所需的必要统计数据。(1)土壤理化性质数据：以1:400万《XX国土壤质地图》为底图，通过野外实测、参考相关文献得到，包括：栅格化的土壤深度分布图、土壤粗孔隙率分布图、裸露条件下的潜在土壤侵蚀深度分布图、植被覆盖条件下的土壤侵蚀深度分布图、土壤的有机质含量分布图、土壤的N含量分布图、土壤的P含量分布图、土壤的K含量分布图、土壤的密度分布图、土壤粘粒百分比分布图。(2)统计数据：主要是模型计算中所需要的参数，主要通过文献查阅得到，部分取自经验值。包括：全国的标煤平均单位价值（取354￥/t）、有机物质的单位质量价值（取2.3718x10-4￥/gC）;碳税法中CO2的单位质量价值（取3.36x10-4￥/gCO2：根据瑞典碳税率0.15$/kgC换算成吸收CO2的税率4.094x10-5$/gCO2,然后按照8.2￥/$的汇率兑算得到。）、工业制氧价格（取4.0x10-4￥/gCO2）、各生态系统营养物质分配率(见附表一——表1）、全国的氮肥平均价格（取400￥/t）、磷肥平均价格(取350￥/t)、钾肥平均价格（取350￥/t）、全国单位容积建库成本（取0.67￥/m3）、全国降水贮存量占总降水量的平均百分比（取44%）、土壤生产机会成本（见附表一——表2）；全国薪柴平均价格（取51.3￥/t）；全国总量中淤积于水库、江河、湖泊的泥沙比例（取24%）。THANKSFORYOURPATIENCE!