一种洪水资源的湿地利用价值动态评估方法与流程

本发明专利属于湿地评估的技术领域，具体涉及一种洪水资源的湿地利用价值动态评估方法。

背景技术

湿地是地球上具有多功能的生态系统，多水的环境、独特的土壤和适水的生物是湿地的主要特征，其中湿地的水文条件是湿地属性的决定性因子，湿地充沛的水量为人类生产、生活提供了丰富的物质和功能性服务，但是，受区域气候、人类活动以及经济社会快速发展的影响，水资源供需矛盾日益突出，湿地水源被工农业发展挤占而得不到有效补给，湿地生态环境用水匮乏，所以，因地制宜，探讨非常规水资源的利用，对维持湿地生境和缓解水资源短缺具有重要意义，一方面，洪水作为客水资源合理利用补给湿地，在维护湿地的生态环境，尤其在维护湿地提供给当地居民的众多服务功能方面发挥着重要作用；另一方面，湿地承纳洪水，发挥其蓄洪、滞洪功能，使洪水适得其所，实现了洪水资源化，量化洪水资源湿地利用的价值，可以更直观的认识湿地价值与洪水资源利用价值的内在联系，有利于两者的协调发展；现有技术集中于对湿地服务功能的总体估算，而没有突出水资源对湿地的价值贡献，而且湿地价值评估多针对典型年分析，缺乏连续年动态评估；因此，提供一种可以突出水资源对湿地的价值贡献的洪水资源的湿地利用价值动态评估方法。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术的缺点，而提供一种可以突出水资源对湿地的价值贡献的洪水资源的湿地利用价值动态评估方法，该方法着重考虑洪水资源对湿地价值质和量的影响，并分摊出洪水资源湿地利用的价值，实现了对洪水资源的湿地利用价值的动态评估，解决了目前没有突出水资源对湿地的价值贡献，以及目前湿地价值评价为静态评价的技术问题。

本发明的目的是这样实现的：一种洪水资源的湿地利用价值动态评估方法，它包括以下步骤：

步骤1，根据引洪实践，分摊出湿地引洪水量以及增加的湿地利用面积；

步骤2，动态年洪水资源湿地利用价值分类及估算方法

为了相对清楚的描述湿地价值和便于量化，按产出物是否纳入市场体系为标准，将湿地价值分为直接价值和间接价值，直接价值即经济价值，以产出物的市场价值衡量；间接价值包括生态价值和社会价值，虽未纳入市场体系，但对人类和社会发展有更为深远的价值体现，鉴于湿地实际引蓄洪水的途径以及数据的可获得性，选取湿地价值功能为以下七项：物质生产价值、大气调节价值、均化洪水价值、净化水质价值、生物栖息地价值、休闲旅游价值和文化科研价值，其中，

（2.1）物质生产价值

湿地的物质生产主要有芦苇生产、牧草生产和水产养殖，物质生产价值用市场价值法计算，其公式为：

式中：v1为物质生产功能价值，ai为第i类作物的湿地受水增加面积，yi为第i类物质的单产，pi为第i类物质的市场单价，wi为第i类物质的成本；

（2.2）大气调节价值

湿地调节大气功能分为三部分：植物固定二氧化碳、释放氧气以及排放温室气体，其中前两项为正面影响，后一项为负面影响，只有综合考虑，才能正确反映湿地大气调节价值，洪水资源利用的湿地大气调节价值即为固碳价值加上释氧价值减去排放温室气体价值，大气调节价值用生产函数法估算，生产函数法是指产出与不同投入水平的函数关系，若干物质与产出二氧化碳之间的函数关系：

1）固定二氧化碳和释放氧气

植物通过光合作用固定co2，根据光合作用方程式：

6co2（264g）+6h2o（108g）→c6h12o6（180g）+6o2（192g）→多糖（162g）

植物每生产162g干物质可吸收264gco2并释放192go2，即1g干物质可固定1.63gco2并释放1.2go2，由此可以计算出湿地植物固定二氧化碳的量和释放氧气的量；

2）排放温室气体

温室气体主要是指ch4和n2o，排放温室气体的价值取决于气体的排放通量，根据ch4和n2o的排放通量，沿用pearce在oecd中对气候变化的经济学分析中提出的ch4和n2o的散放值，分别对两项气体的经济价值进行评估，根据湿地苇田洪水资源利用受益面积，折算出其排放温室气体价值；

（2.3）均化洪水

湿地土壤具有孔隙度大，渗透率高等特殊的水文物理性质，能将过量水分储存起来并缓慢释放，避免或减免洪水灾害，水分在时间和空间上的再分配，可为日后生态用水、农业灌溉、地下水补给等提供水源，湿地调节水量，均化洪水，与水库蓄水本质类似，用影子工程法估算，影子工程法是利用建造人工工程的花费来替代生态系统提供的功能服务，按每建设1m³库容需年投入成本0.67元计算，湿地均化洪水量根据汛期引蓄洪水前后湿地蓄水量差值确定；

（2.4）净化水质价值

湿地植物能够有效吸收有毒物质、农用杀虫剂和重金属等，芦苇等对于有毒化学物质有明显的富集作用，这些植物被刈以后，有毒物质被带出湿地达到净化水质的作用；

（2.5）生物栖息地价值

湿地为定居和临时种群提供栖息、繁衍、迁徙和越冬场所；如果用替代市场价格法计算，即以保护好任一珍稀物种可获益固定金额计算，则评估价值略显粗糙，因为保护物种级别不同，不能同一而论，生物栖息地价值按表明该地区人们对生态功能的认识水平的社会发展阶段系数法l和costanza等人对地球湿地提供庇护场所的价值为2514.1元/hm²计算，其中

式中，en为恩格尔系数；

（2.6）休闲旅游价值

洪水资源利用补给湿地用水，避免了湿地萎缩和生态退化，进而拉动休闲旅游业，该价值用旅行费用法估算，包括旅行费用支出、消费者剩余和旅游时间价值3个部分，受资料限制，在此仅以旅行费用支出来代表旅游价值，用湿地面积增加系数分摊出湿地旅游价值；

（2.7）文化科研价值

湿地的文化科研能力是指湿地提供的美学的、艺术的、教育的、精神的或科学的价值，一般利用科研投资或者用科研者的实际花费估算；

步骤3，湿地价值与洪水利用量拟合

洪水资源本身是一种非常规、非稳定性的水源，其利用在带来效益的同时并存有风险，不可能无限度利用，通过相关分析，计算最优洪水资源利用量，以达到洪水资源利用“风险最小，效益最大”的目标。

所述的步骤（2.1）中芦苇单产为3750kg/hm²，市场价格为360元/t，成本600元/hm²；牧草单产2250kg/hm²，市场价格为0.5元/kg，成本0.2元/kg；水产养殖以鱼类为主，单产210kg/hm²，市场价格以现行价8元/kg为基础，成本1.4元/kg。

所述的步骤（2.2）中固定二氧化碳和释放氧气的价值计算过程中，固碳单价取770元/tc，释氧单价取376.46元/t。

所述的步骤（2.2）中排放温室气体价值的计算过程中，ch4排放的平均通量为0.52mg/m²·h，总量为2.71×105kgc；n2o的平均排放通量为29mg/m²·h，总量为1.3×104kgn，ch4和n2o的散放值分别为0.95元/kg和25.28元/kg。

所述的步骤（2.4）中苇田每公顷对污水的净化功能价值为1134.77元/hm²。

所述的步骤（2.6）中湿地面积增加系数是指增加的湿地面积/湿地总面积。

所述的步骤（2.7）中，在湿地的文化科研能力价值的具体计算过程中，单位面积湿地生态系统的科研价值为382元/hm²

本发明的有益效果：本发明将洪水资源利用引入湿地生态系统服务价值动态评估中，针对现有技术集中于对湿地服务功能的总体估算，而没有突出水资源对湿地的价值贡献，且湿地价值评估多针对典型年分析，缺乏连续年动态评估的问题，本发明并着重考虑洪水资源对湿地价值质和量的影响，分摊出洪水资源湿地利用的价值。

附图说明

图1是本发明一种洪水资源的湿地利用价值动态评估方法的湿地价值分类图。

图2是本发明一种洪水资源的湿地利用价值动态评估方法中莫莫格湿地和向海湿地的湿地价值与洪水利用量趋势图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，一种洪水资源的湿地利用价值动态评估方法，它包括以下步骤：

步骤1，根据引洪实践，分摊出湿地引洪水量以及增加的湿地利用面积；

步骤2，动态年洪水资源湿地利用价值分类及估算方法

为了相对清楚的描述湿地价值和便于量化，按产出物是否纳入市场体系为标准，将湿地价值分为直接价值和间接价值，直接价值即经济价值，以产出物的市场价值衡量；间接价值包括生态价值和社会价值，虽未纳入市场体系，但对人类和社会发展有更为深远的价值体现，鉴于湿地实际引蓄洪水的途径以及数据的可获得性，选取湿地价值功能为以下七项：物质生产价值、大气调节价值、均化洪水价值、净化水质价值、生物栖息地价值、休闲旅游价值和文化科研价值，其中，

（2.1）物质生产价值

湿地的物质生产主要有芦苇生产、牧草生产和水产养殖，物质生产价值用市场价值法计算，其公式为：

式中：v1为物质生产功能价值，ai为第i类作物的湿地受水增加面积，yi为第i类物质的单产，pi为第i类物质的市场单价，wi为第i类物质的成本；

（2.2）大气调节价值

湿地调节大气功能分为三部分：植物固定二氧化碳、释放氧气以及排放温室气体，其中前两项为正面影响，后一项为负面影响，只有综合考虑，才能正确反映湿地大气调节价值，洪水资源利用的湿地大气调节价值即为固碳价值加上释氧价值减去排放温室气体价值，大气调节价值用生产函数法估算，生产函数法是指产出与不同投入水平的函数关系，若干物质与产出二氧化碳之间的函数关系：

1）固定二氧化碳和释放氧气

植物通过光合作用固定co2，根据光合作用方程式：

6co2（264g）+6h2o（108g）→c6h12o6（180g）+6o2（192g）→多糖（162g）

植物每生产162g干物质可吸收264gco2并释放192go2，即1g干物质可固定1.63gco2并释放1.2go2，由此可以计算出湿地植物固定二氧化碳的量和释放氧气的量；

2）排放温室气体

温室气体主要是指ch4和n2o，排放温室气体的价值取决于气体的排放通量，根据ch4和n2o的排放通量，沿用pearce在oecd中对气候变化的经济学分析中提出的ch4和n2o的散放值，分别对两项气体的经济价值进行评估，根据湿地苇田洪水资源利用受益面积，折算出其排放温室气体价值；

（2.3）均化洪水

湿地土壤具有孔隙度大，渗透率高等特殊的水文物理性质，能将过量水分储存起来并缓慢释放，避免或减免洪水灾害，水分在时间和空间上的再分配，可为日后生态用水、农业灌溉、地下水补给等提供水源，湿地调节水量，均化洪水，与水库蓄水本质类似，用影子工程法估算，影子工程法是利用建造人工工程的花费来替代生态系统提供的功能服务，按每建设1m³库容需年投入成本0.67元计算，湿地均化洪水量根据汛期引蓄洪水前后湿地蓄水量差值确定；

（2.4）净化水质价值

湿地植物能够有效吸收有毒物质、农用杀虫剂和重金属等，芦苇等对于有毒化学物质有明显的富集作用，这些植物被刈以后，有毒物质被带出湿地达到净化水质的作用；

（2.5）生物栖息地价值

湿地为定居和临时种群提供栖息、繁衍、迁徙和越冬场所；如果用替代市场价格法计算，即以保护好任一珍稀物种可获益固定金额计算，则评估价值略显粗糙，因为保护物种级别不同，不能同一而论，生物栖息地价值按表明该地区人们对生态功能的认识水平的社会发展阶段系数法l和costanza等人对地球湿地提供庇护场所的价值为2514.1元/hm²计算，其中

式中，en为恩格尔系数；

（2.6）休闲旅游价值

洪水资源利用补给湿地用水，避免了湿地萎缩和生态退化，进而拉动休闲旅游业，该价值用旅行费用法估算，包括旅行费用支出、消费者剩余和旅游时间价值3个部分，受资料限制，在此仅以旅行费用支出来代表旅游价值，用湿地面积增加系数分摊出湿地旅游价值；

（2.7）文化科研价值

湿地的文化科研能力是指湿地提供的美学的、艺术的、教育的、精神的或科学的价值，一般利用科研投资或者用科研者的实际花费估算；

步骤3，湿地价值与洪水利用量拟合

洪水资源本身是一种非常规、非稳定性的水源，其利用在带来效益的同时并存有风险，不可能无限度利用，通过相关分析，计算最优洪水资源利用量，以达到洪水资源利用“风险最小，效益最大”的目标。

本发明针对现有技术集中于对湿地服务功能的总体估算，而没有突出水资源对湿地的价值贡献；并且湿地价值评估多针对典型年分析，缺乏连续年动态评估的问题，首先根据引洪实践，分摊出湿地引洪水量以及增加的湿地利用面积，然后为了相对清楚的描述湿地价值和便于量化，按产出物是否纳入市场体系为标准，将湿地价值分为直接价值和间接价值，直接价值即经济价值，以产出物的市场价值衡量；间接价值包括生态价值和社会价值，虽未纳入市场体系，但对人类和社会发展有更为深远的价值体现，鉴于湿地实际引蓄洪水的途径以及数据的可获得性，选取湿地价值功能为以下七项：物质生产价值、大气调节价值、均化洪水价值、净化水质价值、生物栖息地价值、休闲旅游价值和文化科研价值，最后将湿地价值与洪水利用量进行拟合，通过相关分析，计算最优洪水资源利用量，以达到洪水资源利用“风险最小，效益最大”的目标。

实施例2

如图1所示，一种洪水资源的湿地利用价值动态评估方法，它包括以下步骤：

步骤1，根据引洪实践，分摊出湿地引洪水量以及增加的湿地利用面积；

步骤2，动态年洪水资源湿地利用价值分类及估算方法

为了相对清楚的描述湿地价值和便于量化，按产出物是否纳入市场体系为标准，将湿地价值分为直接价值和间接价值，直接价值即经济价值，以产出物的市场价值衡量；间接价值包括生态价值和社会价值，虽未纳入市场体系，但对人类和社会发展有更为深远的价值体现，鉴于湿地实际引蓄洪水的途径以及数据的可获得性，选取湿地价值功能为以下七项：物质生产价值、大气调节价值、均化洪水价值、净化水质价值、生物栖息地价值、休闲旅游价值和文化科研价值，其中，

（2.1）物质生产价值

湿地的物质生产主要有芦苇生产、牧草生产和水产养殖，物质生产价值用市场价值法计算，其公式为：

式中：v1为物质生产功能价值，ai为第i类作物的湿地受水增加面积，yi为第i类物质的单产，pi为第i类物质的市场单价，wi为第i类物质的成本；

（2.2）大气调节价值

湿地调节大气功能分为三部分：植物固定二氧化碳、释放氧气以及排放温室气体，其中前两项为正面影响，后一项为负面影响，只有综合考虑，才能正确反映湿地大气调节价值，洪水资源利用的湿地大气调节价值即为固碳价值加上释氧价值减去排放温室气体价值，大气调节价值用生产函数法估算，生产函数法是指产出与不同投入水平的函数关系，若干物质与产出二氧化碳之间的函数关系：

1）固定二氧化碳和释放氧气

植物通过光合作用固定co2，根据光合作用方程式：

6co2（264g）+6h2o（108g）→c6h12o6（180g）+6o2（192g）→多糖（162g）

植物每生产162g干物质可吸收264gco2并释放192go2，即1g干物质可固定1.63gco2并释放1.2go2，由此可以计算出湿地植物固定二氧化碳的量和释放氧气的量；

2）排放温室气体

温室气体主要是指ch4和n2o，排放温室气体的价值取决于气体的排放通量，根据ch4和n2o的排放通量，沿用pearce在oecd中对气候变化的经济学分析中提出的ch4和n2o的散放值，分别对两项气体的经济价值进行评估，根据湿地苇田洪水资源利用受益面积，折算出其排放温室气体价值；

（2.3）均化洪水

湿地土壤具有孔隙度大，渗透率高等特殊的水文物理性质，能将过量水分储存起来并缓慢释放，避免或减免洪水灾害，水分在时间和空间上的再分配，可为日后生态用水、农业灌溉、地下水补给等提供水源，湿地调节水量，均化洪水，与水库蓄水本质类似，用影子工程法估算，影子工程法是利用建造人工工程的花费来替代生态系统提供的功能服务，按每建设1m³库容需年投入成本0.67元计算，湿地均化洪水量根据汛期引蓄洪水前后湿地蓄水量差值确定；

（2.4）净化水质价值

湿地植物能够有效吸收有毒物质、农用杀虫剂和重金属等，芦苇等对于有毒化学物质有明显的富集作用，这些植物被刈以后，有毒物质被带出湿地达到净化水质的作用；

（2.5）生物栖息地价值

湿地为定居和临时种群提供栖息、繁衍、迁徙和越冬场所；如果用替代市场价格法计算，即以保护好任一珍稀物种可获益固定金额计算，则评估价值略显粗糙，因为保护物种级别不同，不能同一而论，生物栖息地价值按表明该地区人们对生态功能的认识水平的社会发展阶段系数法l和costanza等人对地球湿地提供庇护场所的价值为2514.1元/hm²计算，其中

式中，en为恩格尔系数；

（2.6）休闲旅游价值

洪水资源利用补给湿地用水，避免了湿地萎缩和生态退化，进而拉动休闲旅游业，该价值用旅行费用法估算，包括旅行费用支出、消费者剩余和旅游时间价值3个部分，受资料限制，在此仅以旅行费用支出来代表旅游价值，用湿地面积增加系数分摊出湿地旅游价值；

（2.7）文化科研价值

湿地的文化科研能力是指湿地提供的美学的、艺术的、教育的、精神的或科学的价值，一般利用科研投资或者用科研者的实际花费估算；

步骤3，湿地价值与洪水利用量拟合

洪水资源本身是一种非常规、非稳定性的水源，其利用在带来效益的同时并存有风险，不可能无限度利用，通过相关分析，计算最优洪水资源利用量，以达到洪水资源利用“风险最小，效益最大”的目标；

所述的步骤（2.1）中芦苇单产为3750kg/hm²，市场价格为360元/t，成本600元/hm²；牧草单产2250kg/hm²，市场价格为0.5元/kg，成本0.2元/kg；水产养殖以鱼类为主，单产210kg/hm²，市场价格以现行价8元/kg为基础，成本1.4元/kg；所述的步骤（2.2）中固定二氧化碳和释放氧气的价值计算过程中，固碳单价取770元/tc，释氧单价取376.46元/t；所述的步骤（2.2）中排放温室气体价值的计算过程中，ch4排放的平均通量为0.52mg/m²·h，总量为2.71×105kgc；n2o的平均排放通量为29mg/m²·h，总量为1.3×104kgn，ch4和n2o的散放值分别为0.95元/kg和25.28元/kg；所述的步骤（2.4）中苇田每公顷对污水的净化功能价值为1134.77元/hm²；所述的步骤（2.6）中湿地面积增加系数是指增加的湿地面积/湿地总面积；所述的步骤（2.7）中，在湿地的文化科研能力价值的具体计算过程中，单位面积湿地生态系统的科研价值为382元/hm²。

本发明针对现有技术集中于对湿地服务功能的总体估算，而没有突出水资源对湿地的价值贡献；并且湿地价值评估多针对典型年分析，缺乏连续年动态评估的问题，首先根据引洪实践，分摊出湿地引洪水量以及增加的湿地利用面积，然后为了相对清楚的描述湿地价值和便于量化，按产出物是否纳入市场体系为标准，将湿地价值分为直接价值和间接价值，直接价值即经济价值，以产出物的市场价值衡量；间接价值包括生态价值和社会价值，虽未纳入市场体系，但对人类和社会发展有更为深远的价值体现，鉴于湿地实际引蓄洪水的途径以及数据的可获得性，选取湿地价值功能为以下七项：物质生产价值、大气调节价值、均化洪水价值、净化水质价值、生物栖息地价值、休闲旅游价值和文化科研价值，最后将湿地价值与洪水利用量进行拟合，通过相关分析，计算最优洪水资源利用量，以达到洪水资源利用“风险最小，效益最大”的目标；

固碳单价取瑞典碳税1291元/tc和我国造林成本250元/tc的均值770元/tc，而释氧单价以造林成本352.93元/t与工业制氧价格400元/t的均值376.46元/t计；参考辛琨对盘锦地区泵站水质监测数据结果，苇田每公顷对污水的净化功能价值为1134.77元/hm²。所述的步骤（2.7）中，在湿地的文化科研能力价值的具体计算过程中，按我国单位面积湿地生态系统的平均科研价值382元/hm²计算。

以吉林西部的莫莫格湿地和向海湿地为例

1、引洪实践

莫莫格湿地和向海湿地通过2003-2008连续6年的引洪实践，依据汛期嫩江和洮儿河来水量以及工程引蓄能力，分摊出莫莫格湿地和向海湿地2003-2008年引蓄嫩江和洮儿河洪水水量及增加的湿地利用面积如下表所示：

2、动态年洪水资源湿地利用价值估算

根据湿地2003-2008年引洪水量及增加的湿地利用面积，以及技术方案中叙述的湿地价值估算方法，洪水资源的莫莫格湿地和向海湿地利用价值如下表所示：

2003-2008年内莫莫格湿地和向海湿地引蓄嫩江和洮儿河洪水资源总量3.81×108m³，增加湿地总面积1.28×10⁵hm²，为了横向和纵向比较不同年限和各项价值总值，考虑时间因素，利用复利计算方法将不同年限湿地价值折算至2008年价（取折现率i=6%），则吉林省西部六年内洪水资源湿地利用价值总计逾1.37×10⁹元，利用每立方米洪水产生的价值为3.59元/m³·yr，洪水资源利用增加每公顷湿地产生价值约为1.07×10⁴元/hm²·yr，各项价值以均化洪水价值最大，六年总计逾8×10⁸元，为物质生产价值的8倍之多；

3、湿地价值与洪水利用量拟合

洪水资源利用连续年内，通过历年价值总和与各年洪水资源利用量比较，价值与利用量之间变化趋势相同，表明水作为湿地属性的决定性因素，洪水资源的补给和利用有利于湿地综合价值的增长，虽然在该地区洪水资源湿地利用年限内，湿地价值和洪水利用量呈密切的正相关关系，但洪水资源本身是一种非常规、非稳定性的水源，其利用在带来效益的同时并存有风险，不可能无限度利用，以莫莫格湿地和向海湿地各年洪水资源利用量为横坐标，以产生的相应价值为纵坐标，拟合出价值随利用量变化的趋势如图2所示，则洪水资源利用的湿地价值并不是随着利用量的增大而无限增大，当引蓄洪水量超过某一量时，价值即随洪水量的增大而减小，拟合的多项式全相关系数r2分别达到0.9703和0.9925，说明水量和价值有较高的拟合度，拟合结果可信，就莫莫格湿地和向海湿地而言，由拟合多项式推算，目前安全引蓄洪水资源的上限分别为1.69×10⁸m³和0.94×10⁸m³，因此，洪水资源利用要结合实际情况进行风险分析，趋利避害，以达到“风险最小，效益最大”的目标。