潮间带人工滨海湿地公园生态评估方法与流程

本发明涉及一种潮间带人工滨海湿地公园生态评估方法。

背景技术：

滨海湿地是介于海洋和陆地生态系统之间的过渡地带。作为一种特殊的湿地类型，滨海湿地在保护海岸线、提供生物栖息地、净化水质等方面具有极为重要的服务功能。

最近10年来，我国一些地区开展了海岸带生态修复工程，但迄今为止，大多数工程案例并未开展生态绩效评估，亟待形成系统性的，具有指导意义的生态绩效评估方法。因此如何保护滨海湿地资源、有效恢复受损滨海湿地，如何正确认识滨海湿地具有的生态价值，是全球范围内共同关心的重大问题之一。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种潮间带人工滨海湿地公园生态评估方法。

为解决上述问题，本发明提供一种潮间带人工滨海湿地公园生态评估方法，包括：

选取优势生态服务指标作为评价对象；

选取生态系统服务价值的评估公式，并根据所述评估公式计算各项优势生态服务指标的单项服务价值；

汇总优势生态服务指标的生态服务功能，得到的价值量之和作为潮间带人工滨海湿地公园优势生态系统服务总价值，基于潮间带人工滨海湿地公园优势生态系统服务总价值，得到单位面积价值量；

将得到的所述单项服务价值、单位面积价值量与其他类似的滨海湿地公园已有单项服务价值和已有单位面积价值量进行比较，确定所述潮间带人工滨海湿地公园的修复成效，同时预测所述潮间带人工滨海湿地公园生的态服务价值未来的发展趋势。

进一步的，在上述方法中，所述评价对象包括：植物供给、水质净化、固碳、气候调节、抗风消浪、生物多样性维持、休闲娱乐、科研教育共8项优势生态服务指标。

进一步的，在上述方法中，选取优势生态服务指标作为评价对象，包括：

建立潮间带人工滨海湿地公园的生态系统服务的功能分类体系表，根据千年生态系统评估分类体系，选取优势生态服务指标作为评价对象，并将所述评价对象划分为供给、调节、支持和文化服务。

进一步的，在上述方法中，将所述评价对象划分为供给、调节、支持和文化服务，包括：

将所述植物供给划分为供给服务；

将所述水质净化、固碳、气候调节、抗风消浪划分为调节服务；

将所述生物多样性维持划分为支持服务；

将所述休闲娱乐、科研教育划分为文化服务。

进一步的，在上述方法中，选取生态系统服务价值的评估公式，包括：

选取植物供给评估公式；

选取水质净化评估公式；

选取固碳评估公式；

选取气候调节评估公式；

选取抗风消浪评估公式；

选取生物多样性维持评估公式；

选取休闲娱乐评估公式；

选取科研教育评估公式。

进一步的，在上述方法中，所述植物供给评估公式为：v11＝s11·ρ·m·p11；

其中，v11为苇材生产价值，元·a^-1；s11为苇材的种植面积，m²·a^-1；ρ为苇材的密度，株·m^-2；m为苇材单位生物量，kg·株^-1；p11为苇材的市场价格，元·kg^-1；

所述水质净化评估公式为：v21＝w21·c21；

其中，v21为净化水质的价值，元·a^-1；w21为研究区净化水质的总量，m³·a^-1；c21为上海地区处理轻度富营养化水源的成本，元·m^-3；

所述固碳评估公式为：v22＝q22×p22；

其中，v22为固碳价值，元·a^-1；q22为固碳量，t·a^-1；p22为固定二氧化碳的价格，元·t^-1；

所述气候调节评估公式为：v23＝[(c·ρ)/0.36]·c23·s23·h23·(qd·dd)+(qi·di)；

其中，v23为调节气候的价值，元·a^-1；c为空气的比热容1030j·kg^-1·℃^-1；ρ为空气的密度1.29kg·m^-3；c23为当地电费标准，元·kw^-1·h^-1；s23为湿地降温总面积，hm²；h23为湿地调节气温的平均高度，m；qd为湿地夏季每天的平均降温数值，℃；dd为湿地夏季的降温天数(70)，天；qi为湿地冬季每天的平均升温数值，℃；di为湿地冬季的升温天数(60)，天；

所述抗风消浪评估公式为：v24＝l24·p24；

其中，v24为抗风消浪所产生的价值，元·a^-1；l24为鹦鹉洲占据的海岸线长度，m；p24为上海地区人工维护海岸线的单位成本，元·m^-1·a^-1；

所述生物多样性维持评估公式为：v31＝a31·p31；

其中，v31为生物多样性保护的价值，元·a^-1；a31为评估区中用于生物多样性维护的面积，hm²；p31为评估区单位面积生物多样性保护的价值，元·hm^-2·a^-1；

所述休闲娱乐评估公式为：v41＝(mte+mtv+mcs)×t41；

其中，v41为休闲娱乐价值，元·a^-1；mte为人均旅行费用支出，元·人^-1；mtv为人均旅行时间成本，元·人^-1(时间成本按照游客平均工资的30％进行计算)；mcs为人均消费者剩余价值，元·人^-1；t41为年游客人数，人·a^-1；

所述科研教育评估公式为：v42＝v421+v422；

其中，v42为科研教育价值，元·a^-1；v421为科学研究价值，元·a^-1；v422为科普教育价值(vp＝vp1+vp2总和，vp1为科研人员投入成本，vp2为科研经费投入成本)，元·a^-1。

进一步的，在上述方法中，潮间带人工滨海湿地公园优势生态系统服务总价值为v总价值＝v11+v21+v22+v23+v24+v31+v41+v42；

其中，v总价值为潮间带人工滨海湿地公园优势生态系统服务总价值；v11为植物供给服务价值即苇材生产价值；v21为净化水质的价值；v23为调节气候的价值；v24为抗风消浪所产生的价值；v31为生物多样性保护的价值；v41为休闲娱乐价值；v42为科研教育价值。

进一步的，在上述方法中，基于潮间带人工滨海湿地公园优势生态系统服务总价值，得到单位面积价值量中，

单位面积价值量＝潮间带人工滨海湿地公园优势生态系统服务总价值÷潮间带人工滨海湿地公园面积。

与现有技术相比，本发明首先确定人工滨海湿地公园提供的优势生态系统服务类型包括植物供给、水质净化、固碳、气候调节、抗风消浪、生物多样性维持、休闲娱乐、科研教育并将其划分给供给、调节、支持和文化服务；然后根据评估公式计算每一服务类型的服务价值，接着汇总8项优势生态服务子项的单项价值得到滨海湿地公园总价值，最后将评价成果与其他类似滨海湿地公园服务价值作比较以了解滨海湿地人工修复成果。通过潮间带人工滨海湿地公园优势生态系统服务价值评估可直观认识滨海湿地公园的修复成效同时可预测人工滨海湿地公园生态服务价值未来的发展趋势。

附图说明

图1是本发明一实施例的潮间带人工滨海湿地公园优势生态系统服务价值方法结构体系图；

图2是本发明一实施例的潮间带人工滨海湿地公园优势生态系统服务价值评估方法体系表。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1和2所示，本发明提供一种潮间带人工滨海湿地公园生态评估方法，包括：

步骤s1，本发明提供一种潮间带人工滨海湿地公园生态评估方法，包括：

步骤s2，选取优势生态服务指标作为评价对象；

步骤s3，选取生态系统服务价值的评估公式，并根据所述评估公式计算各项优势生态服务指标的单项服务价值；

步骤s4，汇总优势生态服务指标的生态服务功能，得到的价值量之和作为潮间带人工滨海湿地公园优势生态系统服务总价值，基于潮间带人工滨海湿地公园优势生态系统服务总价值，得到单位面积价值量；

步骤s5，将得到的所述单项服务价值、单位面积价值量与其他类似的滨海湿地公园已有单项服务价值和已有单位面积价值量进行比较，确定所述潮间带人工滨海湿地公园的修复成效，同时预测所述潮间带人工滨海湿地公园生的态服务价值未来的发展趋势。

在此，通过潮间带人工滨海湿地公园优势生态系统服务价值评估可直观认识滨海湿地公园的修复成效同时可预测人工滨海湿地公园生态服务价值未来的发展趋势。

本发明的潮间带人工滨海湿地公园生态评估方法一实施例中，所述评价对象包括：植物供给、水质净化、固碳、气候调节、抗风消浪、生物多样性维持、休闲娱乐、科研教育共8项优势生态服务指标。

本发明的潮间带人工滨海湿地公园生态评估方法一实施例中，选取优势生态服务指标作为评价对象，包括：

建立潮间带人工滨海湿地公园的生态系统服务的功能分类体系表，根据千年生态系统评估分类体系，选取优势生态服务指标作为评价对象，并将所述评价对象划分为供给、调节、支持和文化服务。

本发明的潮间带人工滨海湿地公园生态评估方法一实施例中，将所述评价对象划分为供给、调节、支持和文化服务，包括：

将所述植物供给划分为供给服务；

将所述水质净化、固碳、气候调节、抗风消浪划分为调节服务；

将所述生物多样性维持划分为支持服务；

将所述休闲娱乐、科研教育划分为文化服务。

本发明的潮间带人工滨海湿地公园生态评估方法一实施例中，选取生态系统服务价值的评估公式，包括：

选取植物供给评估公式；

选取水质净化评估公式；

选取固碳评估公式；

选取气候调节评估公式；

选取抗风消浪评估公式；

选取生物多样性维持评估公式；

选取休闲娱乐评估公式；

选取科研教育评估公式。

本发明的潮间带人工滨海湿地公园生态评估方法一实施例中，所述植物供给评估公式为：v11＝s11·ρ·m·p11；

其中，v11为苇材生产价值，元·a^-1；s11为苇材的种植面积，m²·a^-1；ρ为苇材的密度，株·m^-2；m为苇材单位生物量，kg·株^-1；p11为苇材的市场价格，元·kg^-1；

所述水质净化评估公式为：v21＝w21·c21；

其中，v21为净化水质的价值，元·a^-1；w21为研究区净化水质的总量，m³·a^-1；c21为上海地区处理轻度富营养化水源的成本，元·m^-3；

所述固碳评估公式为：v22＝q22×p22；

其中，v22为固碳价值，元·a^-1；q22为固碳量，t·a^-1；p22为固定二氧化碳的价格，元·t^-1；

所述气候调节评估公式为：v23＝[(c·ρ)/0.36]·c23·s23·h23·(qd·dd)+(qi·di)；

其中，v23为调节气候的价值，元·a^-1；c为空气的比热容1030j·kg^-1·℃^-1；ρ为空气的密度1.29kg·m^-3；c23为当地电费标准，元·kw^-1·h^-1；s23为湿地降温总面积，hm²；h23为湿地调节气温的平均高度，m；qd为湿地夏季每天的平均降温数值，℃；dd为湿地夏季的降温天数(70)，天；qi为湿地冬季每天的平均升温数值，℃；di为湿地冬季的升温天数(60)，天；

所述抗风消浪评估公式为：v24＝l24·p24；

其中，v24为抗风消浪所产生的价值，元·a^-1；l24为鹦鹉洲占据的海岸线长度，m；p24为上海地区人工维护海岸线的单位成本，元·m^-1·a^-1；

所述生物多样性维持评估公式为：v31＝a31·p31；

其中，v31为生物多样性保护的价值，元·a^-1；a31为评估区中用于生物多样性维护的面积，hm²；p31为评估区单位面积生物多样性保护的价值，元·hm^-2·a^-1；

所述休闲娱乐评估公式为：v41＝(mte+mtv+mcs)×t41；

其中，v41为休闲娱乐价值，元·a^-1；mte为人均旅行费用支出，元·人^-1；mtv为人均旅行时间成本，元·人^-1(时间成本按照游客平均工资的30％进行计算)；mcs为人均消费者剩余价值，元·人^-1；t41为年游客人数，人·a^-1；

所述科研教育评估公式为：v42＝v421+v422；

其中，v42为科研教育价值，元·a^-1；v421为科学研究价值，元·a^-1；v422为科普教育价值(vp＝vp1+vp2总和，vp1为科研人员投入成本，vp2为科研经费投入成本)，元·a^-1。

本发明的潮间带人工滨海湿地公园生态评估方法一实施例中，潮间带人工滨海湿地公园优势生态系统服务总价值为v总价值＝v11+v21+v22+v23+v24+v31+v41+v42；

其中，v总价值为潮间带人工滨海湿地公园优势生态系统服务总价值；v11为植物供给服务价值即苇材生产价值；v21为净化水质的价值；v23为调节气候的价值；v24为抗风消浪所产生的价值；v31为生物多样性保护的价值；v41为休闲娱乐价值；v42为科研教育价值。

本发明的潮间带人工滨海湿地公园生态评估方法一实施例中，基于潮间带人工滨海湿地公园优势生态系统服务总价值，得到单位面积价值量中，

单位面积价值量＝潮间带人工滨海湿地公园优势生态系统服务总价值÷潮间带人工滨海湿地公园面积。

具体的，本实施例提供一种微观小尺度潮间带人工滨海湿地公园生态系统服务价值的评估方法，鹦鹉洲人工滨海湿地公园为实施例，具体包括以下步骤：

鹦鹉洲人工滨海湿地在人为干扰和自然侵蚀的共同作用下，海岸带典型潮滩盐沼湿地生态系统退化消失，水质指标无机氮和活性磷酸盐含量超标。在这样的情况下于2015年实施综合整治修复工程，恢复总面积约23.2公顷的微观小尺度潮间带人工滨海湿地公园。

本实施例所用数据包括实地调查监测数据、设计施工图纸数据、参考成果数据三类。实地调查数据包括水生态调查、植物调查、游人旅游成本调查、产品市场价格调查；监测数据包括水质水生态数据、鸟类监测数据、盐沼湿地固碳作用监测数据、公园年游客数量数据、气象数据等；设计施工图纸数据包括设计及施工cad图纸、生态技术专项图纸等；参考成果数据包括上海市统计年鉴数据、电网电力数据等。

计算包括植物供给、水质净化、固碳、气候调节、抗风消浪、生物多样性维持、休闲娱乐、科研教育在内的8项优势生态系统服务功能的单项价值；

植物供给价值：v11＝s11·ρ·m·p11；

其中，v11为苇材生产价值，元·a^-1；s11为苇材的种植面积，m²·a^-1；ρ为苇材的密度，株·m^-2；m为苇材单位生物量，kg·株^-1；p11为苇材的市场价格，元·kg^-1；

鹦鹉洲净化单元中芦苇面积约16000m²，密度为16株·m^-2，单株芦苇植株的平均干重为0.055kg，芦材市场交易价值0.41元/kg，估算出植物产品供给价值约为0.5万元·a^-1；

水质净化价值：v21＝w21·c21；

其中，v21为净化水质的价值，元·a^-1；w21为研究区净化水质的总量，m³·a^-1；c21为上海地区处理轻度富营养化水源的成本，元·m^-3；

鹦鹉洲净水系统每天处理污水6000m³，运行时间为每年6月初至9月底，上海地区处理轻度富营养化水源成本约为0.3元·m^-3，则湿地水体净化价值约为21.6万元·a^-1；

固碳价值：v22＝q22×p22；

其中，v22为固碳价值，元·a^-1；q22为固碳量，t·a^-1；p22为固定二氧化碳的价格，元·t^-1；

鹦鹉洲碳汇面积约56000m²，平均增温潜势gwp达到-17.6μmol·m^-2·s^-1，固定co2的单位价格这里取造林成本法250元·t^-1和瑞典碳税法150美元·t^-1的平均值即597元·t^-1，则湿地固碳价值为81.6万元·a^-1；

调节气候价值：v23＝[(c·ρ)/0.36]·c23·s23·h23·(qd·dd)+(qi·di)；

其中，v23为调节气候的价值，元·a^-1；c为空气的比热容1030j·kg^-1·℃^-1；ρ为空气的密度1.29kg·m^-3；c23为当地电费标准，元·kw^-1·h^-1；s23为湿地降温总面积，hm²；h23为湿地调节气温的平均高度，m；qd为湿地夏季每天的平均降温数值，℃；dd为湿地夏季的降温天数(70)，天；qi为湿地冬季每天的平均升温数值，℃；di为湿地冬季的升温天数(60)，天；

鹦鹉洲夏冬改善温度平均为1.6℃和2.3℃，根据上海市电力公司数据显示，上海居民电费为0.617元·kw^-1·h^-1，鹦鹉洲气候调节价值为80.5万元·a^-1；

抗风消浪价值：v24＝l24·p24；

其中，v24为抗风消浪所产生的价值，元·a^-1；l24为鹦鹉洲占据的海岸线长度，m；p24为上海地区人工维护海岸线的单位成本，元·m^-1·a^-1；

据统计近几年上海对海堤的维护费用约130元·m^-1，处于杭州湾北岸的鹦鹉洲湿地拥有800m的海岸线，可计算出抗风消浪价值为10.4万元·a^-1；

生物多样性维持价值：v31＝a31·p31；

其中，v31为生物多样性保护的价值，元·a^-1；a31为评估区中用于生物多样性维护的面积，hm²；p31为评估区单位面积生物多样性保护的价值，元·hm^-2·a^-1；

根据《湿地生态系统服务价值评估技术规程》中的评价标准，鹦鹉洲湿地生物多样性(bt)指数大于9，取单位面积价值量50000元·hm^-2·a^-1，则生物多样性的价值约为116.0万元·a^-1。

休闲娱乐价值：v41＝(mte+mtv+mcs)×t41；

其中，v41为休闲娱乐价值，元·a^-1；mte为人均旅行费用支出，元·人^-1；mtv为人均旅行时间成本，元·人^-1(时间成本按照游客平均工资的30％进行计算)；mcs为人均消费者剩余价值，元·人^-1；t41为年游客人数，人·a^-1；

鹦鹉洲湿地2018年公园接待游客数据为5.58万人次，其中68％是本地人群，休闲娱乐的价值约20元/人；30％是主城区人群，休闲娱乐的价值约50元/人；2％是外地游客，休闲娱乐的价值约100元/人，则休闲娱乐的价值约为170.7万元·a^-1；

采用科研教育价值：v42＝v421+v422；

其中，v42为科研教育价值，元·a^-1；v421为科学研究价值，元·a^-1；v422为科普教育价值(vp＝vp1+vp2总和，vp1为科研人员投入成本，vp2为科研经费投入成本)，元·a^-1；

取湿地科普教育单位价值为5571.43元·hm^-2，湿地净化展示区面积为90000m²，则鹦鹉洲科普教育服务价值约为5.0万元·a^-1，研究人员基础投入和科研经费投入总和为31.3万元·a^-1，则科研教育价值共计36.3万元·a^-1。

汇总包括植物供给、水质净化、固碳、气候调节、抗风消浪、生物多样性维持、休闲娱乐、科研教育在内的8项生态服务功能，得到的价值量之和即为鹦鹉洲微观小尺度潮间带人工滨海湿地公园优势生态系统服务总价值；

v总价值＝v11+v21+v22+v23+v24+v31+v41+v42；

其中，v总价值为微观小尺度潮间带人工滨海湿地公园优势生态系统服务总价值；v11为植物供给服务价值(苇材生产价值)；v21为净化水质的价值；v23为调节气候的价值；v24为抗风消浪所产生的价值；v31为生物多样性保护的价值；v41为休闲娱乐价值；v42为科研教育价值。

鹦鹉洲湿地生态系统服务总价值为517.7万元·a^-1，单位面积价值为22.3万元·hm^-2·a^-1。

将微观小尺度潮间带人工滨海湿地公园生态系统服务单项价值、单位面积价值量与其他类似滨海湿地公园服务价值作比较以了解滨海湿地人工修复成果；

根据生态系统服务单项价值、单位面积价值量要求选取崇明东滩湿地、杭州湾国家湿地公园作比较；

总结鹦鹉洲人工滨海湿地公园滨海的修复成效：

本实施例与与崇明东滩湿地、杭州湾国家湿地公园的研究成果比较，金山鹦鹉洲岸段的生态系统服务价值显著提高，从功能评估可看出鹦鹉洲微观小尺度潮间带人工滨海湿地公园修复成效较好，单位生态服务单位面积价值量远远高于其他滨海湿地公园。

预测人工滨海湿地公园生态服务价值未来的发展趋势：

鹦鹉洲湿地生态系统服务总价值为517.7万元·a^-1，单位面积价值为22.3万元·hm^-2·a^-1。其中文化服务价值最大，为207.1万元·a^-1，占总价值的40.0％；调节服务次之，为194.1万元·a^-1，占总价值的37.5％；支持服务为116.0万元·a^-1，占总价值的22.4％；供给服务价值量最小，为0.5万元·a^-1，占总价值的0.1％。对8项优势评价指标按价值量大小进行排序为：休闲娱乐(32.9％)＞生物多样性维持(22.4％)＞固碳(15.7％)＞气候调节(15.6％)＞科研教育(7.1％)＞净化水质(4.2％)＞抗风消浪(2.0％)＞植物产品供给(0.1％)。通过评估结果可以预测，鹦鹉洲生态系统服务价值未来的构成为文化服务贡献率最大，调节服务和支持服务持续平稳且显示出重要功能，供给服务将会根据需求适当种植芦苇且其价值量比重不断加大。

上述对微观小尺度潮间带人工滨海湿地公园优势生态系统服务价值进行了评估示范，可为类似微观小尺度潮间带人工滨海湿地公园项目工程效益的评估提供参考，值得注意的是，说明本发明用于但不限于本次实施例，相关技术人员可根据项目具体情况在不偏离本发明的宗旨之下进行略微修改，以符合项目评估实际情况。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。