本文關(guān)鍵詞：基于尺度轉(zhuǎn)換的遼寧省濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評估

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【摘要】：濱海濕地作為重要的自然濕地類型之一,是介于海洋生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)之間的復(fù)雜的自然綜合體,其特殊的結(jié)構(gòu)和內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)過程使得濱海濕地具有較高的生產(chǎn)力和生物多樣性,為人類社會(huì)提供了豐富的物質(zhì)和多項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,如原材料生產(chǎn)、食物生產(chǎn)、固碳、消浪護(hù)岸、氣候調(diào)節(jié)和大氣調(diào)節(jié)等。而濱海濕地的這些生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的發(fā)揮依賴不同空間尺度上的生態(tài)與地理系統(tǒng)過程,即濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究過程和研究結(jié)論依賴于特定的研究尺度。對于大尺度的濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值評估,通過小面積的濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的簡單外推或者相加具有一定的誤差,迫切需要構(gòu)建濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評估的尺度轉(zhuǎn)換技術(shù)。因此根據(jù)濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的空間變化規(guī)律,并結(jié)合傳統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)核算方法來建立大尺度濱海濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)方法就十分必要。本文以遼寧省濱海濕地為研究對象,應(yīng)用尺度轉(zhuǎn)換技術(shù)(主要針對空間尺度),對其開展生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評估研究。首先,選取Meta分析和小波變換兩種尺度轉(zhuǎn)換模型并進(jìn)行優(yōu)化處理,Meta分析模型的優(yōu)化包括權(quán)重分析、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和價(jià)值調(diào)整三方面;小波變換模型優(yōu)化包括權(quán)重分析、小波函數(shù)和空間重構(gòu)三方面。其次,利用優(yōu)化后的兩種尺度轉(zhuǎn)換模型對遼寧省濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行評估,并識(shí)別遼寧省濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的空間差異。最后,選取遼寧省6個(gè)典型濱海濕地案例進(jìn)行模擬價(jià)值與實(shí)測價(jià)值的精度對比分析,最終篩選出適用于濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)評估中精度較高的尺度轉(zhuǎn)換方法。主要研究結(jié)果如下:(1)基于不同受益者對遼寧省濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的權(quán)重分析,結(jié)果表明不同區(qū)域?qū)蛹壍氖芤嬲吆筒煌鐣?huì)屬性特征(年齡、收入、教育背景和職業(yè))的受益者對不同的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的關(guān)注度并不相同。當(dāng)?shù)厥芤嬲吒鼮殛P(guān)注和生活相關(guān)的物質(zhì)生產(chǎn)、消浪護(hù)岸和調(diào)蓄洪水等和生活密切相關(guān)的服務(wù);距離濕地越遠(yuǎn)的受益者更為關(guān)注固碳、氣候調(diào)節(jié)等在大尺度范圍內(nèi)發(fā)揮更明顯效益的服務(wù)功能。不同社會(huì)屬性受益者中,年齡越高的受益者越關(guān)注濕地的固碳服務(wù)和科教旅游功能;收入越高的受益者越關(guān)注科教旅游服務(wù)和氣候調(diào)節(jié)服務(wù);教育背景越高的人越關(guān)注固碳和大氣調(diào)節(jié)功能;生態(tài)相關(guān)從業(yè)者更為關(guān)注固碳、氣候調(diào)節(jié)和大氣調(diào)節(jié)服務(wù)等。將權(quán)重分析的結(jié)果運(yùn)用到兩種尺度轉(zhuǎn)換模型的構(gòu)建和運(yùn)行中,能夠提高小尺度范圍評估數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。(2)基于Meta分析優(yōu)化模型得出2013年遼寧省濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的總價(jià)值為1794.51億元,單位面積價(jià)值為25.16×104元/ha/年。遼寧省6個(gè)沿海城市中,大連市濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值最高,達(dá)到633.12億元,占總價(jià)值的35.28%。盤錦、葫蘆島、丹東和錦州的價(jià)值依次減小,分別為311.73億元、260.63億元、260.55億元和166.00億元,而營口最低,僅為162.49億元,占總價(jià)值的9.05%。在7種不同的濱海濕地類型中,淺海水域的價(jià)值最高,達(dá)到1506.86億元,占總價(jià)值83.97%。淤泥質(zhì)灘涂、河口水域、河口三角洲、潮間鹽水沼澤和沙石海灘的價(jià)值依次減小,分別為159.09億元、57.06億元、44.72億元、13.35億元和12.88億元,而巖石海岸最低,僅為0.56億元,占總價(jià)值的0.03%。研究中也發(fā)現(xiàn),遼寧省濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)的單位面積價(jià)值和濕地面積大小、濕地所處緯度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系,而與人均GDP、人口密度、評估年份以及濕地距離城市中心距離呈正相關(guān)關(guān)系。(3)基于小波變換優(yōu)化模型分析遼寧省濱海濕地的多尺度空間特征,運(yùn)用小波聚類進(jìn)行尺度上推,得出2013年遼寧省濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的總價(jià)值為2129.12億元,單位面積價(jià)值為29.55×104元/ha/年。小波變換的特征尺度為8、17、35和55,對應(yīng)的空間距離為160km、340km、700km和1100km,即遼寧省濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評估的尺度上推到這些空間范圍時(shí),評估結(jié)果會(huì)發(fā)生明顯的變化。其中,淺海水域類型的小波變換尺度上推的研究中,其特征尺度為10和30,對應(yīng)的空間距離為200km和600km;淤泥質(zhì)灘涂類型的特征尺度為8、14、35和55,對應(yīng)的空間距離為160km、280km、700km和1100km。淺海水域和淤泥質(zhì)灘涂這兩種類型的濱海濕地面積在總的面積中占的比例較高(83.98%和8.86%),其特征尺度和尺度演變規(guī)律的研究結(jié)果和總的研究結(jié)果呈現(xiàn)出了一定的一致性。(4)以遼寧省6個(gè)典型濱海濕地案例點(diǎn)實(shí)測的8項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為基礎(chǔ),分別與優(yōu)化的Meta分析和小波變換兩種尺度轉(zhuǎn)換模型模擬出各個(gè)典型濱海濕地每項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行對比,結(jié)果表明小波變換模型的模擬精度(R2=0.968)高于Meta分析(R2=0.712),反映出兩種尺度轉(zhuǎn)換方法分別能模擬出96.80%和71.20%的真實(shí)情況。對于濱海濕地不同的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù),優(yōu)化的小波變換模型模擬精度能達(dá)到93.20%以上,其對每一項(xiàng)服務(wù)的模擬精度都較高;而優(yōu)化的Meta分析模型模擬每一項(xiàng)服務(wù)的精度都低于小波變換,尤其是促淤造陸、科教旅游和消浪護(hù)岸這三項(xiàng)服務(wù)。因此,可發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行大尺度濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評估的研究中,運(yùn)用優(yōu)化的小波變換模型進(jìn)行尺度上推的精度高于Meta分析模型。
【學(xué)位授予單位】：中國林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X826

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本文編號：1276428