来源:中国环境资源网 作者:中国自然资源学会 更新时间:2005-11-21 10:42:50
提 要 根据植被类型、坡度和土壤类型,分析了兴山县集水区内不同植被地块调节水量的能力。并且根据水能学的原理,分析了枯水期和洪峰期葛洲坝水电站的发电量与水流量的关系,建立了水流发电模拟模型。在上述分析的基础上,评估了兴山县境内生态系统调节香溪河等河流的水量,改善长江全年来水的均匀度,提高葛洲坝水电站发电效率的经济价值。
关键词 生态系统 水量调节 价值评估
分 类 中图法 Q147
生物资源的经济评价提供了一种了解其使用价值构成和价值形成的有效方法。1989 年,Charles 等人在巴西对亚马孙热带雨林进行了经济价值评估,提出了该地区热带雨林的利用对策[1]。Pearce 等人[2]曾经讨论了生物资源经济价值评估的意义和方法,并且列举了一些热带雨林、湿地、台地和海洋系统的价值。McNeely 等人[3~7]分别报道了有关的研究工作。
兴山县位于湖北省的西部 (110°25'~111°06'E,31°03'~31°34'N),东临宜昌市和三峡大坝,南接秭归县,北与神农架自然保护区交界,总面积为 2316km2。兴山县有 94万hm2 森林,森林覆盖率为 43.9%。长江上游一些支流,如香溪河和凉台河的集水区就分布在该县境内。这些河流的流量与集水区内生态系统调节水量的能力有着密切关系。由于这些河流最后都进入长江,所以,其流量的变化将影响到长江的水量。随着三峡工程的建设,周围地区的生态系统将不可避免地受到影响。如何保护和恢复这些生态系统,就成为我们必须面对的重要问题。对这些生态系统的价值进行经济评价正是实现保护和恢复的基础步骤。
1 生态系统的经济价值
生态系统能够为人类提供多重的利益,因而我们可以将其看作是一种自然资源。通常,人们利用的是生物资源的直接和间接利用价值。以森林为例,其直接利用价值包括了果实、木材和其它林产品所提供的价值,间接利用价值主要是它所提供生态服务的价值。在长江上游各个支流的集水区内,生态系统所提供的最为重要的生态服务就是调节河流量和保持水土。在本研究中,我们对以森林为主体的生态系统调节河流量的经济价值进行评估。
生态系统调节河流量的特点是其效益的异地实现,即以河流为“通道”,在空间上转移,在转移过程中逐渐形成可利用价值,最终在集水区以外、具备一定外部条件的“价值实现地”,如水电站,产生经济效益。针对这一特点,我们采取过程—效益的评估方法,定量分析可利用价值形成和效益实现的过程,在此基础上,评价生态系统调节河流量的经济价值。
2 森林调节河流量的过程分析与定量
集水区内生态系统涵养了来自大气层的水分,调整了流出该区域的水流量:在雨季,使水流量相对减少,而在旱季又相对增加。在兴山县,主要的植被类型是森林。森林调节水量的功能主要包括 3 个部分:树冠截留 (l);枯枝落叶层含水 (U) 和土壤含水 (S)[8],并通过地表径流 (W1) 与地下径流 (W2) 的生成和树冠与地面的蒸散,形成森林—水资源系统的产流过程。森林在洪水期和枯水期调节水量的能力分别为:
W 洪 =l+U+S (1)
W 枯 =τW2 (2)
这里:τ为地下径流的流出系数 (0
WR=α(W 洪+W 枯 ) (3)
这里:α为调节系数,它反映了植被年内实际调节的水量与其调节水量能力之间的关系,它与年内降水次数和每次降水量有关。
关于林冠和地面的蒸散,在非降水产流期间,由土壤含水量 S0 的初值来表明;在降水产流期间则把蒸散作用合并到林冠截留中,不再另行考虑[9]。
我们利用地理信息系统的工具,根据不同类型植被、土壤和坡度的组合将兴山县划分为 90 种类型共 6184 块地块(表 1),对不同植被、土壤和坡度类型下,系统调节水量的能力分别进行分析。
表 1 兴山县境内地块的类型
Table 1 The types of polygons in Xingshan County
林地 | 疏林 | 灌丛 | 草丛 | 柑橘林 | 农作物 | ||
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T01 | 黄棕壤 + 坡度<15° | ○ | ★ | ○ | ○ | ○ | ○ |
T02 | 黄棕壤 + 坡度 15~25° | ○ | ☆ | ☆ | ★ | ○ | ○ |
T03 | 黄棕壤 + 坡度>25° | ○ | ★ | ★ | ○ | ○ | ○ |
T04 | 黄壤 + 坡度<15° | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
T05 | 黄壤 + 坡度 15~25° | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
T06 | 黄壤 + 坡度>25° | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
T07 | 石灰土 + 坡度<15° | ○ | ☆ | ○ | ○ | ○ | ○ |
T08 | 石灰土 + 坡度 15~25° | ○ | ☆ | ★ | ★ | ○ | ○ |
T09 | 石灰土 + 坡度>25° | ○ | ○ | ☆ | ○ | ○ | ○ |
T10 | 紫色土 + 坡度<15° | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
T11 | 紫色土 + 坡度 15~25° | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
T12 | 紫色土 + 坡度>25° | ○ | ○ | ★ | ○ | ○ | ○ |
T13 | 水稻土 + 坡度<15° | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
T14 | 水稻土 + 坡度 15~25° | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
T15 | 水稻土 + 坡度>25° | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
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