态系统服务功能价值评估.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,基于生态系统服务功能价值评估的 新疆艾比湖湿地退化恢复措施研究,答辩人：谢正宇 导 师：张新时 院士专 业：生态学 时 间：2006年5月29日,前 言,湿地是地球上具有多功能的独特生态系统，是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一，被誉为“自然之肾”，她不但具有丰富的资源，还在调节气候、涵养水源、均化洪水、促淤造陆、净化环境、保护生物多样性和为人类提供生产、生活资源等方面发挥重要的作用。,我国是一个湿地资源大国，据不完全统计，中国大约有沼泽1100万公顷、湖泊1200万公顷、滩涂地和盐沼池210万公顷，另外还有稻田3800万公顷，浅海水域（0-5米）270万公顷，共计6570万公顷。由于人们不适当的活动，以及自然因素的影响，我国的许多湿地生态系统正变得十分脆弱，逐步出现了过渡性，即人们常说的“退化”。因此，基于生态学和经济学的方法来探讨湿地生态系统的服务功能及其市场效益，从而可以改善对湿地生态系统的开发、利用及管理，继而在分析湿地生态系统服务功能的基础上找出湿地退化的原由，提出合理可行的恢复措施就成为了目前湿地研究领域的热点问题。,艾比湖湿地生态系统地处西风气流进入我国的主要通道新疆博尔塔拉蒙古自治州阿拉山口处，二十世纪中期水面面积稳定在1200平方公里，随后开始不断萎缩，大面积的裸露湖底在强劲风力吹蚀下，使博尔塔拉谷地濒遭风沙侵袭，受自西向东延伸的天山支脉博（婆）罗科努山、依连哈比尕山阻挡，风沙沿山麓北坡向东推进，对新疆经济最发达的天山北坡经济带造成危害，跨越天山的大量浮尘进而影响到我国东部地区。艾比湖湿地退化已成为新疆仅次于塔里木河中下游生态环境退化的第二大生态问题。,艾比湖地处干旱地区，水资源有限、分布不均，水土资源不平衡加之人类在对自然进行利用和改造过程中，往往只注重自然资源的直接消费或市场价值，而忽略了生物圈和生态系统的生态效益及其价值引发并加剧土地荒漠化等生态环境问题，因此在生态系统脆弱的干旱地区确立生态系统效益价值观极为迫切和重要。,第一章 国内外相关研究进展,1.1 生态系统服务功能及其价值评估国内外相关研究进展,1864，美国学者George Marsh.Man and Nature 认识到了自然生态系统分解动植物尸体的服务功能。,本世纪70年代以来，生态系统服务功能开始成为一个科学术语及生态学与生态经济学研究的分支。Holdren.Ehrilish(1974)，Westman W.E.（1977），AllanJD(1979)，EhrlichPR（1981）。,Vogt是第一个提出自然资本概念的人（1948）。最先将经济与生态环境结合在一起的是美国经济学家米歇尔(1972)，同年Victor在其著作污染、经济和环境将污染损失进行核算，1979年，自然资源学家Cook提出自然资源价值的概念。,真正把生态系统服务功能及其价值研究推向生态学研究的前沿，引起人们重视的研究是Costanza等人在“Nature”杂志上发表的“全球生态系统服务功能价值估算”(Costanza，1997)。,著名生态学家马世骏先生，1985年，在其文章生态经济问题研究(中国社会科学院经济研究所，1985)中，论述了经济学与生态学互相交叉，所形成的生态学分支，即生态经济学。,薛达元长白山生物多样性经济价值评估，得到长白山自然保护区生物多样性总经济价值为每年72.91亿元，单位价值约为4315美元公顷年，与Costanza等的计算相比差距较大，表明在我国对具体地区的实际估算和国际的估算结果不能完全接轨。,1992年，里约热内卢联合国环境与发展大会，通过了里约环境与发展宣言和2l世纪议程，“持续发展”成了全球的共识，其中不乏我国生态学家探讨生态系统服务功能及其价值评估的论述。,欧阳志云(1999)、肖寒等人(2000)分别对我国不同的生态系统进行了的价值评估。,2000年，张新时、陈仲新等根据l：400万中国植被图，把我国植被类型合并成为若干个陆地生态系统类型，采用了Costanza等人的参数，计算出我国生态系统服务功能的总价值为77834.48亿元人民币年，得出我国生态系统服务功能价值是同年国民经济生产总值的1.73倍，生态系统服务功能最大的地区是新疆，最小的是上海和天津。,1.2 湿地生态系统退化国内外相关研究进展,1.2.1湿地生态系统退化的概念研究,上世纪八十年代起，各国政府对湿地退化及其恢复方面做了大量的工作，美国、英国和挪威等国政府尤为突出。,同一时期国际上开始广泛的将地学信息技术应用到湿地及湿地退化研究方面。,在我国，由于受到经济发展的强烈冲击，20世纪80年代以来，辽河三角洲湿地、青藏高原的若尔盖沼泽湿地以及三江平原的淡水沼泽湿地面积减小、生态系统植被发生逆向演替。生态专家针对上述湿地进行了退化与恢复研究。,在湿地及湿地退化的研究中，国内也开始重视新技术和新方法的应用。目前3S技术在湿地方面的研究随着其在资源调查、土地利用和自然灾害等方面的开展而开展。,第二章 艾比湖湿地生态系统概况,2.1 自然地理概况,2.1.1 地理位置,新疆艾比湖湿地生态系统（自然保区）位于东经82度33分47秒-83度53分21秒，北纬44度31分05秒-45度09分35秒。东西长102.63千米，南北宽72.3千米。地处新疆博尔塔拉蒙古自治州境内，在行政区划上地跨博州精河县，博乐市和阿拉山口口岸区，总面积2670.85平方公里。其中：艾比湖水域面积683.76平方公里(2000年陆地卫星数据)，见下图1。,图1 艾比湖湿地生态系统地理位置图,2.1.2 地质地貌,艾比湖地势低洼是准噶尔西部最低洼地和汇水中心，保护区三面环山，仅东北部与古尔班通古特大沙漠相连，湖滨地带由山前洪积冲积湖积平原组成，广泛分布石漠、砾漠、沙漠、土漠、盐漠、沼泽、滩涂。艾比湖地处湿地中西部，海拔189米。,2.1.3 水文,艾比湖流域是一个封闭性流域。地表、地下水资源的提供与补给主要来源于山区，流域内有奎屯河、四棵树河、古尔图河、托托河、精河、大河沿子河、博尔塔拉河七条主要河流和33条地表迳流，水资源景为37.8亿立方米，艾比湖湖底平坦，属浅水湖，目前平均水深1.4米，最深处3米（2000年），水质矿化度100-300克升。湖面年均蒸发量达7亿立方米。,2.1.4 土壤,湿地保护区内典型的地带性土壤为灰漠土、灰棕土和风沙土，隐域性土壤为盐泽土和草甸土。,2.1.5 气候,艾比湖地处亚欧大陆腹地，属典型的大陆性干早气候。干旱少雨，光热充足，保护区光照有效辐射量为65Kca平方厘米.年，日照时数约2800小时。年平均温度为6-8，最低月均温低于零下17，最高月均温则达28，积温3000-3500，无霜期160天。年平均相对湿度为50。年平均降水量90.9毫米，与之相对的年蒸发量高达3790毫米以上。艾比湖湿地位于阿拉山口主风通道区，年平均大风(大于17米秒风速)天数高达165天。,2.2 自然资源概况,2.2.1 植被概况,艾比湖湿地植物区系属于古北界蒙新区北疆荒漠亚区、准噶尔盆地荒漠小区。区系成分以干旱荒漠植物种类为主。艾比湖盆地北部东部及西南的砂砾质洪积冲积戈壁上生长有茂密的天然梭梭林（见图2），阿拉山口及湖东部地区均有分布，其中以东部奎屯河下游生长最为繁密，植株高大。奎屯河、精河、博尔塔拉河各河下游湖滨平原潜水溢出带以及艾比湖湿地保护区中心站周边有胡杨林分布（见图3），在冲积扇缘和潜水溢出带分布有榆树林、柳树林；精河、博河下游及阿克苏甫河道中分布有大面积的芦苇沼泽（见图4），芦苇一般高3-4米，湖东南是以芨芨草为主的盐化草甸，在平原低地还有红柳群落、铃铛刺群系、甘草群系、苏枸杞群系、小獐茅群系；湖滨沼泽地有盐穗木群系、盐节木群系、碱蓬群系、琵琶柴群系等。,图2 艾比湖盆地北部天然梭梭林,图3 艾比湖保护区中心站周边胡杨林,图4 阿克苏甫河道中的芦苇,2.2.2 野生动植物概况,动物区系属于古北界中亚亚界蒙新区西部荒漠亚区准噶尔盆地小区。保护区湿地资源丰富，有一定的植被条件，在干旱荒漠的背景之下，存在着河流、湖泊、森林、草原等隐域性生境，为各类野生动物提供了良好的生存条件，养育了丰富的动物资源，保护区内目前查明的各种脊椎动物有167种，其中两栖动物1目2科4种，爬行动物2目6科7属10种，哺乳动物6目2科32种(其中啮齿类动物2目5科3亚科11属15种)，鸟类有28科111种如白鹭（见图5）、野鸭（见图6）、金雕（见图7），鱼类2科10种，浮游动物有7门57种，其中艾比湖卤虫群体最为庞大。野生动物中国家I级保护动物8种、II级保护动物30种；自治区I级、II级保护动物18种。保护动物中鹅喉羚种群数量2480-3117只，鸟类共有100-120万只。,艾比湖湿地自然保护区共有种子植物385种，主要植物种类有胡杨、梭梭、白梭梭、树柳、苏枸杞、骆驼刺、罗布麻、盐穗木等。有国家II级重点保护植物12种，即胡杨、梭梭、白梭梭、肉丛蓉、艾比湖沙拐枣、中麻黄、大叶白麻、甘草等，还有一种极其珍贵的孑遗桦树(暂定名：艾比湖桦)。,图5 艾比湖湿地白鹭群,图6 艾比湖湿地野鸭群,图7 艾比湖湿地金雕,2.2.3 其他资源,保护区旅游资源丰富。地文景观有沙漠、戈壁、雅丹地貌、湖积堤等。水文景观有大面积湖泊水域、小湖群风景河段、沙质湖岸等。动植物景观有各类珍稀动植物种类，同时又是罕见的观鸟胜地。人文景观有丝绸之路北新道等古道穿越。旅游资源具有独特性且级别较高，资源密度大且组合条件好。,艾比湖水体中有浮游植物7门57种，浮游植物现存量为13.47千克公顷，初级生产力为5503.05千克公顷年。浮游动物共计4类21种，数量平均为2341.3个升。浮游生物总贮存量为868.1吨(除卤虫外)。,卤虫瞬时资源量平均为3889.36吨，卤虫卵资源量为200-400吨年。,昆虫有20个目，共计351种。其中稻水蝇资源量为3000-4000吨年。从而为过往鸟类提供了丰富的食物条件。,2.3 社会经济概况,2.3.1 社区人口,艾比湖湿地（保护区）共有常住人口307人，其中牧业有68户、294人，占总人口的958，民族组成以哈萨克族为主，约占总人口的82，蒙古族、汉族、维吾尔族、回族等占18。,2.3.2 经济状况,艾比湖湿地（保护区）内居民主要是由游牧习惯形成的牧民，大部分为托里县库普乡牧民和兵团农五师九十团牧工。其余为从事农作物种植的农民，由于经营方式粗放、原始、生产力水平较低，年人均收入在1500元之间。,2.3.3 文化教育,艾比湖湿地（保护区）内没有学校、医院等社区文卫设施。因此，区内居民就医、子女上学等均须在保护区外周边城镇解决。,第三章 艾比湖湿地生态系统退化表征及影响,3.1 艾比湖湿地生态系统退化表征,1 艾比湖水面萎缩，地下水位下降，造成湖泊生态系统和湖滨荒漠生态系统逆向演替,2 人为不合理的活动致使天然植被迅速衰退,3 水面萎缩造成裸露湖盆及盐漠面积扩大，沙尘危害加剧,4 湖滨沙丘活化，沙漠扩展，严重威胁绿洲系统生态安全,5 生物多样性锐减，生物面临严重生存危机,3.2 艾比湖湿地生态系统退化影响,1 对农牧业的危害,2 对工业、交通运输业的危害,3 对人民身心健康造成的严重危害,4 对天山北坡经济带影响,5 艾比湖湿地生态系统已成为我国东部地区重要的沙尘源区,第四章 艾比湖湿地周围种植业和牧业生态系统能量流分析,艾比湖湿地生态系统退化具有明显的表征，给周围种植业和牧业带来的危害可从系统能量效率的降低得到验证。本章选取地处风沙前沿的博乐市精河县和新疆兵团农五师91团进行能量流分析，所选年份为种植结构极为相近的2001年和2002年，这两年的湖面面积年际变化较大，分别为667和825平方公里。,阿拉山口风向示意图如下图所示,阿拉山口风向示意图,4.1 能量流分析方法,选定研究对象和系统边界,确定系统的主要成分,确定实物的输入输出量,将实物量转化为能量,计算系统其他非实物能量的输入输出量,对系统进行能量计算,结果分析,4.2 博乐市精河县种植业生态系统能量流分析,4.2.1 博乐市精河县2001年种植业生态系统能量流分析,2001年精河县种植业生态系统能量产出总和为3873267550MJ。其中，各种生产者经济部分（籽实、果实）的能值总和为1754499290MJ，占系统能量产出的45.3%；非经济部分（主要是秸秆）的能值总和为2118768260MJ,占系统能量产出的54.7%。经济部分与非经济部分之比为0.83/1。2001年精河县种植业生态系统能量产投比为5.79。根据公式：光能利用率=作物能量总产出/太阳能投入，得出该系统种植业子系统的光能利用率为0.66%，,高于我国目前农田生态系统平均光能利用率0.4%。,4.2.2 博乐市精河县2002年种植业生态系统能量流分析,2002年精河县种植业生态系统能量产出总和为4047908073MJ。其中，各种生产者经济部分（籽实、果实）的能值总和为1815874903MJ，占系统能量产出的44.9%；非经济部分（主要是秸秆）的能值总和为2232033170MJ,占系统能量产出的55.1%。经济部分与非经济部分之比为0.81/1。2002年精河县农牧复合生态系统种植业子系统能量产投比为5.89。系统种植业子系统的光能利用率为0.71%，该系统的光能利用率已大大高于我国目前农田生态系统平均光能利用率0.4%。,4.3 新疆生产建设兵团农五师91团种植业生态系统能量流分析,4.3.1 新疆生产建设兵团农五师91团2001年种植业生态系统能量流分析,2001年兵团农五师91团种植业生态系统能量产出总和210301027MJ。其中，各种生产者经济部分的能值总和为94343827MJ，占系统能量产出的44.9%；非经济部分的能值总和为115957200MJ,占系统能量产出的55.1%。经济部分与非经济部分之比为0.81/1。系统能量产投比为2.35，与我国其他种植业系统相比，系统能量的产投比较低，其原因是当年该团受风沙影响较为严重。系统的光能利用率为0.48%，在高农药和化肥的投入情况下，由于种植作物（主要为棉花）光能利用率较低，结果与我国目前农田生态系统平均光能利用率0.4%相当。,4.3.2 新疆生产建设兵团农五师91团2002年种植业生态系统能量流分析,2002年兵团农五师91团农牧复合生态系统种植业子系统能量产出总和为203280193MJ。其中，各种生产者经济部分的能值总和为92657973MJ，占系统能量产出的45.6%；非经济部分的能值总和为110622220MJ,占系统能量产出的54.4%。经济部分与非经济部分之比为0.84/1。系统能量产投比为3.45。与我国其他种植业系统相比，该系统能量的产投比已处较高水平，其原因是当年受到风沙灾害很小，并且降雨量较高，在作物生长环境改善的前提下，出现了较高的产投比。根据光能利用率公式得出该系统种植业子系统的光能利用率为0.52%，高于我国目前农田生态系统平均光能利用率0.4%。,地 点,年 份,湖面面积,种植业产投比,种植业光能利用率%,新疆博乐市精河县,2001,667平方公里,5.79,0.66,2002,825平方公里,5.89,0.71,新疆兵团农五师91团,2001,667平方公里,2.35,0.48,2002,825平方公里,3.45,0.52,表16 艾比湖湿地周围种植业生态系统能量流指标对比表,4.4 所选择艾比湖周围种植业生态系统能量流综合分析,由以上数据可以得出：同处于风沙前沿的博乐市精河县和兵团农五师91团，由于前者属于古老绿洲，当地植被覆盖度较高，当湖面面积发生较大变化时，该种植业生态系统较为稳定，在种植结构极为相近的前提下产投比变化不大；后者系统较为脆弱，当地植被覆盖度低下，当湖面面积发生较大变化时，在种植结构极为相近的前提下该种植业生态系统的产投比发生了很大变化。对植被覆盖较好的古老绿洲和覆盖度较差的91团而言，湖面面积的变化影响了这两个地区种植业生态系统的光能利用率，效果并不明显，但在湖面较大的年份和湖面较小的年份，前者的种植业系统的光能利用率和产投比都显著高于后者，由此说明了种植业生态系统效率的高低与当地的环境本底紧密相关。艾比湖湿地退化对周围种植业生态系统造成的影响与该系统所处的环境本底紧密相关。,4.5 新疆博乐市精河县牧业生态系统能量流分析,根据博州地方统计年鉴，在艾比湖湿地周围的农牧复合生态系统中，博乐市精河县的牧业最为发达，占当地经济比重很大，于是选择该县的牧业生态系统进行能量流的分析，近十年内，湖面面积变率以2001年和2002年最大，于是选择这两个年份进行牧业生态系统的能量流计算比较。,4.5.1 2001年博乐市精河县牧业生态系统能量流分析,4.5.2 2002年博乐市精河县牧业生态系统能量流分析,4.5.3 精河县牧业生态系统能量流分析,经过分析可以得出在精河县的牧业生态系统中，牛、羊用于生产产品能量的比例很小，生产效率处于极低的水平，而猪和家禽的这一指标大大超过了牛、羊，因此，该牧业子系统的症结所在是系统能量流向错误，说明该县不应该只重视羊的数量，而忽视每只羊产出的产品能量。解决途径是系统中的能量更多地流向效率较高的猪和家禽。根据所选择年份的计算结果，可以得出精河县牧业生态系统的产投比在湖面较小的2001年低于湖面较大的2002年。并且牛、羊和猪的效率指标（产品能/维持能）在湖面较小的2001年均低于湖面较大的2002年。,第五章 新疆艾比湖湿地生态系统服务功能价值估算,5.1 生态系统服务功能的定义,生态系统服务功能是指生态系统与生态过程中所形成及所维持的人类赖以生存的环境条件与效用。它不仅为人类提供食物、医药及其它工农业生产的原料，而且维持了人类赖以生存和发展的生命支持系统。本文将生态系统服务功能划分为调节功能、承载功能以及生产功能。,5.2 生态系统服务功能价值估算方法,5.2.1 市场价值法,5.2.2 边际机会成本法,5.23 替代法,5.2.4 费用支出法,5.2.5 条件价值法,5.3 艾比湖湿地生态系统生态服务功能价值,5.3.1 防止土壤沙化功能价值,5.3.2 控制土壤侵蚀和盐渍化功能价值,5.3.3 大气组分的调节功能价值,5.3.4 改良水质尾闾功能价值,5.3.5 净化空气功能价值,5.3.6 提供栖息地功能价值,5.3.7 提供产品功能价值,5.3.1 防止土壤沙化功能价值,估算采用方法：替代法中的恢复费用法,估算过程：艾比湖湖面萎缩之前面积为1200平方公里，该功能研究范围设定在2000-2004年，根据历年艾比湖湖面面积表（12个月平均数据，博州水利局）可得出裸露湖底面积平均为450平方公里，这里采用治理裸露湖底的费用来替代艾比湖湿地该项服务功能的价值。,根据实际，考虑到湖水水面年内常变化，在水位高时干裸湖盆边缘与水面之间系以盐泥状存在，受风力搬迁作用相对较小，在多年平均裸露的450平方公里湖底中设定湖面海拔在195米与193米之间常裸露的231.02平方公里（见图8 艾比湖水深线示意图）为必须采用特殊方法治理的地域，该地区的治理主要采用工程措施，进行砾石覆盖，砾石直径大于2cm，铺压密度在75%以上，砾幕覆盖前为防止下沉应首先铺设编织塑料袋。费用约5亿元。,在海拔195米到湖盆边缘（1200平方公里）处可以采用常规的沙漠治理措施，如种植灌木及耐盐植物，其治理费用为：（45000公顷-23102公顷）600欧元/公顷9.57=1.26亿元。（23102公顷为龟裂区和疏松区）,综上，根据替代法中的恢复费用法艾比湖湿地生态系统该项服务功能的价值为6.26亿元。,图8 艾比湖水深线示意图,5.3.2 控制土壤侵蚀和盐渍化功能价值,估算采用方法：替代法中的恢复费用法或替代花费法,本文采用替代花费法来估算艾比湖控制土壤侵蚀和盐渍化功能的价值，据博州农业局厅统计数据显示精河县（含兵团）每年粮食（玉米、小麦）减产5-10%，棉花减产7.4%。,1998年精河县、博乐市及近湖9团场粮食损失为15337吨（1.4元/公斤），价值21471800元，2000年损失14078吨，价值19709200元。1998年棉花损失5868吨（5元/公斤），价值29340000元，2000年棉花损失6795吨，价值33975000元。,据博州畜牧厅获知每年牲畜因土壤侵蚀和盐渍化造成的死亡率达8-10%，考虑到自然死亡，本文在计算畜牧业损失价值是牲畜死亡率采用6%。1998年精河县、博乐市及近湖9团场损失羊只（存栏率除以0.58，得到羊的实际放牧只数）84165只（130元/只），价值10941450元，2000年损失羊只92000只，价值11960000元。,因盐漠风沙引起土壤退化和盐渍化造成的损失，1998年农牧业合计直接损失为0.618亿元，2000年为0.656亿元，采用替代花费法艾比湖湿地生态系统控制土壤侵蚀和盐渍化功能的价值约为0.64亿元。,5.3.3 大气组分的调节功能价值,5.3.3.1 吸收CO2功能价值,5.3.3.2 释放O2功能价值,5.3.3.1 吸收CO2功能价值,估算过程：根据光合作用方程式：CO2(264g)+H2O(108g)=C6H12O6(108g)+O2(193g)=多糖（162g）可知植物每生产162克干物质可吸收固定264克CO2，即植物每生产1克干物质需要1.63克CO2。根据估算出的林业植物的纯生长量加之草地植物纯生产量以及芦苇的纯生产量即组成了艾比湖湿地自然保护区植物纯生产量，随后得出年产干物质611491吨，按照这一数据可推算出该湿地年固定二氧化碳996730吨，扣除植物呼吸作用放出的数量，得出该湿地每年净固定二氧化碳819812吨。,根据碳税法（一种许多国家制定的旨在削减温室气体排放的税收制度）对二氧化碳的排放进行收费。这里采用“中国生物多样性国情研究报告”所公布的瑞典碳税率，150$/吨（C），折合为人民币1291元/吨（C），得出该生态系统固定二氧化碳功能的价值为2.89亿元人民币。,按照碳税法计算该生态系统固定CO2的价值2.89亿元计算，单位面积气体调节功能为1082元/公顷，低于世界湿地平均气体调节功能价值2400元/公顷，说明该湿地的植被覆盖度较低，植被固定二氧化碳总量较少。,5.3.3.2 释放O2功能价值,估算采用方法：替代法,估算过程：根据光合作用方程式：CO2(264g)+H2O(108g)=C6H12O6(108g)+O2(193g)=多糖（162g）可知植物每生产1g干物质不仅需要1.63gCO2，同时会释放1.19g O2。根据艾比湖湿地生态系统1年的植物干物质生产量611491吨，可得出该系统每年生产727674吨O2。氧气在标准状态下的密度为1.43克/升（1.43公斤/立方米），我国钢铁生产企业（如宝钢）在无税的情况下采购每立方米（1.43公斤）的氧气花费大概在0.420.45元之间，由此可以得出采购每吨氧气的花费大概是310元。,根据替代法可以得出艾比湖湿地每年释放氧气这一功能的价值为727674吨*310元/吨=2.26亿元,综上，艾比湖湿地生态系统气体调节功能的价值为5.15亿元人民币,。,5.3.4 改良水质尾闾功能价值,5.3.4.1 改良水质功能价值,5.3.4.2 接收水量功能价值,5.3.4.1 改良水质功能价值,估算采用方法：替代花费法,估算过程：湿地中的多种植物如芦苇等具有净化污水的功能，因此流经湿地的污水其污染指标会显著降低。由于艾比湖处于当地的最低处，现有博河与精河两条河流注入，主要污水包括工业污水、生活污水以及农田污水，大量污水随地表径流和地下水汇入艾比湖湿地，无形中艾比湖湿地就成了一座天然的污水处理厂。由于近几年艾比湖地区工业、农业格局以及人口数量变化不大，本文采用2000年流入艾比湖废水总量约406万吨作为近年流入废水的数量，根据年为单位来估算，艾比湖每年处理约400万吨废水，我国目前处理废水的成本是每吨0.5元，使用替代花费法，艾比湖此项功能的价值为200万元，本文采用此结果进行综合统计。,5.3.4.2 接收水量功能价值,估算采用方法：影子工程法,估算过程：根据调查艾比湖湖面面积年内变化较小，年际变化较大，由此，它的库容量主要随着年际变化，该项功能的价值也随之变化。根据博州水利部门提供的艾比湖水面面积监测数据表以及艾比湖湖面面积、库容量关系表,可以得出艾比湖水面面积6年平均值为724平方公里，库容在6.4亿立方米和17.1亿立方米之间变化。根据6年湖水面面积平均值724平方公里，假设水面面积从530变化至831平方公里符合线形规律，则从1999年到2004年这6年的库容平均值为13.3亿立方米。,采用影子工程法可以计算出艾比湖湿地生态系统该项服务功能的价值。按我国水库工程每建设1立方米库容成本0.67元（1990）计算，艾比湖湿地生态系统接收水量功能为8.9亿元。,综上，艾比湖湿地改良水质尾闾功能价值为8.92亿元人民币,。,5.3.5 净化空气功能价值,估算采用方法：替代法中的替代花费法和人力资本法,估算过程：综合统计数据，2000年艾比湖湿地周围由于风沙危害引发的呼吸道病例为38488人、眼病病例为6593人、心血管病例为9298人。,博州医院数据统计显示，呼吸道病人每年每人需医疗费2300元、眼病需2200元、心血管病2600元，合计医疗费增加了1.27亿元，按照替代花费法，此费用为艾比湖湿地净化空气功能价值中的一部分。按照替代人力资本法，按照呼吸道病人每年少工作100天，心血管病人按少工作150天，眼病不影响工作，当地的平均工资为30元/日计，则可以算出这两种病造成的误工经济损失分别为1.15亿元和0.42亿元，共计1.57亿元，按替代人力资本法，此费用为艾比湖湿地净化空气功能价值中的另一部分。,综上，艾比湖湿地生态系统净化空气功能的价值约为2.85亿元。,5.3.6 提供栖息地功能价值,估算采用方法：替代法中的替代花费法,估算过程：计算得出实际用于保护区的投入为栖息地保护费用与设施与机构控制成本之和，约为2216万人民币。,采用替代法中的替代花费法则可以得出艾比湖湿地生态系统该项服务功能的价值。上边列出了人们为保护珍稀物种栖息地所付出的或者即将付出的物质投入价值，但是并不能代表该栖息地的服务功能的价值，它受限于人们的支付能力，因此这里运用生态价值系数的方法来研究该生态系统提供栖息地的功能。,仿照皮尔的生长曲线模型来研究生态价值，得出该地区的生态价值系数为0.15。,用于栖息地保护的投入是2216万元，它只占该项功能价值的15，因此根据替代花费法艾比湖湿地提供栖息地功能价值为1.48亿元。,5.3.7 提供产品功能价值,估算采用方法：市场价值法（以年为单位进行计算）,估算过程：调查艾比湖湿地生态系统产品，调查每种产品在市场上的单价，使用公式：Vi=I*Pi 进行每种产品价值的计算（注：Vi指每种产品的价值；I指该种产品的数量；Pi指该种产品的市场单价）将所有的产品价值求和即得出艾比湖湿地生态系统提供产品功能的价值。,将芦苇年产价值、木材年蓄积量价值、牧草年产价值、卤虫年产价值以及化工产品年产价值求和可以得出艾比湖湿地生态系统提供产品功能的总价值为5.12亿元。,5.3.8 旅游休闲娱乐功能价值,估算采用方法：费用支出法,估算过程：艾比湖湿地生态系统的湖泊、沼泽、林地、沙漠、戈壁荒原构成了艾比湖湿地保护区的多种自然景观，更有多种动物栖身于内，使艾比湖区成为荒漠中的天然公园。旅行费用支出主要包括：旅客从出发点地至景点的直接往返交通费用、旅客在整个旅游时间住宿费用、门票和景点的各种服务收费、旅途时间价值。按每年夏秋适时开放100天，每天接待1000人计，门票收入为300万元（国家保护区的票最低标准为30元/人）；住宿费用收入为800万元（每人次住两天，每天标准40元）；旅游时间价值为600万元（每人次住两天，每天平均工资为30元）。,根据费用支出法，艾比湖湿地旅游休闲娱乐功能的总价值为0.17亿元。,5.4 艾比湖湿地生态服务功能结果分析,艾比湖湿地生态服务功能价值中以改良水质尾闾功能和防止土壤沙化功能价值最大，分别为8.92亿元人民币和6.26亿元人民币，其他的依次为气体调节功能价值（5.15亿元）、提供产品功能价值（5.12亿元）、净化空气功能价值（2.85亿元）、提供栖息地功能价值（1.48亿元）、控制土壤侵蚀功能价值（0.64亿元）、娱乐休闲功能价值（0.17亿元），共计30.59亿元。见图11。在这八项生态系统服务功能中，前五项属于调节功能，提供栖息地功能属于生态系统的承载功能，提供产品属于系统的生产功能，而娱乐休闲功能属于系统的附属功能。对于一个特定的区域而言，人们通常仅仅重视该地区的物质生产功能，而忽视该区域的其他系统服务功能，尤其对于一个特定完整的生态系统，系统整体提供的服务功能往往远大于系统的物质生产功能。根据上述估算，该系统的物质生产功能仅占全部服务功能的16.7%。如果在确定土地的用途时，如果只重视生产功能，则既无法保证系统的物质生产功能，也会使系统的其他服务功能遭到严重破坏，使生态系统进入恶性循环，使整体服务功能价值的缩减。,艾比湖湿地生态系统服务功能的总价值为30.59亿元，单位面积生态服务功能价值为11453元/公顷，高于世界陆地平均单位面积生态系统服务功能价值（6914元/公顷）和我国陆地平均单位面积生态系统服务功能价值（5831元/公顷）。,图11 艾比湖湿地生态服务功能价值比较图,第六章 艾比湖湿地生态系统环境治理措施的研究,6.1 根据生态系统服务功能确定艾比湖湿地生态系统,重点治理区域,6.1.1 艾比湖湿地水域,6.1.2 湖滨湿地水生生物分布区,6.1.3 阿拉山口精河主风道荒漠植被保护与重建区,6.1.1 艾比湖湿地水域,艾比湖水域是湿地生态功能形成的主体部分，其主导功能是尾闾功能和防止沙化，面积为1200平方公里。治理目标应是恢复水面到1200平方公里，将湖相沉积的含盐沙尘全部覆盖，彻底消除沙尘源。由于在当地现阶段极其缺水的情况下无法实现上述目标，实施调水后需保证入注艾比湖水量维持800平方公里水面，根据卫片判断当湖面保持在830平方公里（海拔193米）时较湖面在593平方公里（海拔192米）时需增加入湖水量4.42亿立方米，可减少当前起动沙尘量27%（根据裸露湖底面积计算）。,干涸湖底盐漠区是当艾比湖水面维持在800平方公里时，将有400平方公里的裸露盐漠区，主要分布在湖盆区西部中段，是流域风沙加剧的主要沙尘源区，治理目标是将该区地表固化或采取生物、工程措施进行地表覆盖。（见下图）,6.1.2 湖滨湿地水生生物分布区,该区位于艾比湖湖盆向东、向南延伸地带，面积1700平方公里。该区是水生植物繁茂的地域，也是多种鸟类栖息繁衍的重要场所，其主要功能是提供栖息地功能和缓解风沙危害。治理目标是提供水源保证，促使湿地生态系统向良性循环发展。,6.1.3 阿拉山口精河主风道荒漠植被保护与重建区,沿阿拉山口主风道向东，经精河县城以东喀拉久特山的黑山头至乌苏县境内，面积2595平方公里。这一地区既是大风的主要通道，又是荒漠植被破坏严重、沙地分布面积大的地区。遏止沙化防止沙漠侵袭绿洲和铁路运输、降低风速是该区的主要生态服务功能。构筑防风林草体系，形成有效的绿洲屏障是该区主要的治理目标。,6.2 艾比湖湿地生态系统环境治理措施及工程,6.2.1 艾比湖水域及湖滨湿地的治理措施,6.2.2 阿拉山口精河主风道荒漠植被恢复、重建区治理措施,6.2.3 加快城镇污水处理设施建设，实现污水达标排放目标,6.2.4 农业节水工程,6.2.5 草地建设工程,6.2.6 农村新能源使用推广工程,6.2.7 艾比湖矿产资源开发利用工程,6.2.1 艾比湖水域及湖滨湿地的治理措施,6.2.1.1 调水工程,6.2.1.2 裸露湖底治理工程,6.2.1.1 调水工程,调水思路由来已久,艾比湖湿地多年来湖面萎缩引发的生态环境问题，使人们认识到自然生态系统良性循环被破坏后的严重后果，艾比湖湿地维系博尔塔拉谷地天然植被兴衰、覆盖湖相沉积含盐沙尘，遏制风沙危害的服务功能已被充分认定，增加入湖水量成为人们的共识。,注入艾比湖的奎屯河，流经我国重要石化基地克拉玛依独山子区、奎屯市、乌苏市，已于二十世纪70年代基本断流。占艾比湖流域总水量57.5%的博尔塔拉河、精河也无法增加下泄水量，跨流域调水成为增加艾比湖水量的必然选择，从而恢复艾比湖湿地提供生态系统服务功能的能力，用以维系整个流域社会经济发展。,自上世纪70年代曾提出从艾比湖西南的赛里木湖（海拔2073米，湖面面积457平方公里）引水济艾，并一度开工，由于赛里木湖多年矿化度为1.6克/升，以及对天山山区典型森林草原生态系统的维护作用，招致广大科技工作者的反对而未获得上级部门的批准；90年代又提出北水南调工程（阿勒泰乌鲁木齐、克拉玛依）分水济湖，因引水规模有限未获批准。,2002年中国水科院、新疆水利水电设计院、兵团设计院及当地水利部门共同完成的调水工程项目可研报告认为，目前艾比湖流域缺水近16亿立方米。在保证艾比湖湖面在800平方公里情况下，缺水4.5亿，该数据与自治区艾比湖生态环境综合治理办公室2004年采用遥感判读测算缺水4.42亿立方米一致（即水面在海拔192米和193米时湖面面积与库容量之差），根据艾比湖湖面面积、库容关系（见下表）,高,程,(,米,),湖面面积,(,平方公里,),库,容 量（亿立方米）,每上升1米库容增量,（亿立方米）,188,26.31,0.069,189,168.59,0.730,0.661,190,259.49,3.090,2.360,191,568.20,6.850,3.760,192,593.19,12.660,5.810,193,829.72,17.080,4.420,194,954.34,25.600,8.520,195,1060.71,33.710,8.110,艾比湖湖面面积、库容量关系表,当注入4.42亿的水量，艾比湖的湖面面积将从600平方公里增加到830平方公里，单位水量贡献的湖水面积最大，因此，将湖水面积控制在800多平方公里，依此注入水量是最为高效的。,调水工程可研报告提出调水源选择离艾比湖最近的伊犁喀什河，共调水15亿立方米，其中8亿提供奎屯河以供应千万吨炼油、百万吨乙烯工程上马及奎屯市、乌苏市辖区及农七师9个团场，7亿调博州以承担艾比湖湖面保持在800 平方公里及维系社会经济发展的用水，工程总投资95.6亿元。按此方案，各占总投资的53%和47%。由于调入水水质良好，从合理利用水资源考虑，将先行用于生产、生活，但要求在确保艾比湖水面维持在800平方公里的前提下，合理配置水量。,根据历年水文资料统计，自二十世纪50年代至2004年，湖面年平均面积在650平方公里，最低为470平方公里，最高为1949年和2003年，多年裸露平均面积为550平方公里。调水如能全部覆盖湖底最为理想，但最近的调水源伊犁喀什河年迳流量多年平均仅为36.28亿立方米，不能满足调水20多亿立方米使湖面达到1200平方公里左右。,调水后，湖面扩展必将对恢复艾比湖湿地生态系统带来有利影响，提高艾比湖湿地现有的生态服务功能价值。根据博州人民政府2001年上报的艾比湖流域生态环境治理工程报告，1996-1998年博州专家顾问团连续三年考察统计，平均每年因风沙加剧造成的直接经济损失占全州国内生产总值的17.66%，按2004年博州及境内农五师11个团场年生产总值50亿元计，年直接损失为8.83亿元，根据湖水水面由650平方公里调水后恢复到800平方公里可减少沙尘量27%折算，每年可减少直接经济损失2.38亿元,。,仅就调水后按每年当地可减少直接经济损失2.38亿元计，不到19年可收回投资，因此调水工程在经济上是合理的。并且尽早实施调水还将有利国家水权的维护。,6.2.1.2 裸露湖底治理工程,艾比湖流域生态系统是否趋于良性循环状态，取决于湖水面积大小。调水后