Evaluation of the effectiveness of a coastal ecological restoration project based on ecosystem services: A case study on Yingwuzhou Wetland, China
-
摘要: 鹦鹉洲湿地作为上海首个国家级人工海岸线修复试点项目已运行接近3年, 现阶段了解工程修复成效对决策者、建设者和管理者至关重要. 本研究基于生态系统服务, 选取植物供给、水质净化、固碳、气候调节、抗风消浪、生物多样性维持、休闲娱乐和科研教育8项关键性评价指标, 开展工程成效评估. 评估结果显示, 鹦鹉洲2018年生态系统服务总价值为437.6万元·a–1, 单位面积价值为18.9万元·hm–2·a–1, 其中文化服务(45.6%) > 调节服务(41.9%) > 支持服务(12.4%) > 供给服务(0.1%); 实施生态修复后鹦鹉洲岸段生态系统服务价值显著提高, 其服务类型以文化、生态为核心, 服务区域具有本地化特点, 对金山岸线生态环境质量的改善作用明显. 本次研究成果直观显示了鹦鹉洲的修复成效, 研究方法可为类似海岸带生态修复工程的评估提供参考.Abstract: For the last three years, Yingwuzhou Wetland has been operating as the first national-level artificial coastline restoration pilot project in Shanghai; it is important for decision makers, builders, and administrators to understand the effectiveness of the project. In this paper, we study eight key indicators of ecosystem services to evaluate project performance, namely plant supply, water purification, carbon sequestration, climate regulation, wind and wave elimination, biodiversity conservation, recreation, and research and education. The results show that the total value of ecosystem services in Yingwuzhou in 2018 was 437.6 × 104 yuan·a–1, and the value per unit area was 18.9 × 104 yuan·hm–2·a–1; the proportional ranking of services can be classified as follows: Cultural Services (45.6%) > Regulation Services (41.9%) > Supporting Services (12.4%) > Provisioning Services (0.1%). The evaluation results show that the value of ecosystem services on the coastline of Yingwuzhou Wetland is significantly improved after ecological restoration; ecosystem services, moreover, are centered on culture and ecology, and the service area has localization characteristics, which has a noticeable effect on improvement of the ecological environment quality at the Jinshan coastline. The results of this study will help to visualize the effectiveness of the restoration of Yingwuzhou Wetland. The research methods can serve as a reference for the evaluation of similar ecological restoration projects in coastal zones.
-
Key words:
- Yingwuzhou Wetland /
- coastal zone /
- service value /
- project effectiveness
-
表 1 上海鹦鹉洲湿地生态系统服务价值评估体系
Tab. 1 Evaluation system for ecosystem service value of Yingwuzhou Wetland
生态系统服务分类 评价指标 计算指标 评价方法 计算公式 解释 数据来源 供给服务 植物供给 主要是指水生植物芦苇的价值 市场价值法[22] V11 = S11·ρ11·m11·P11 V11为苇材价值, 元·a–1;
S11为苇材的种植面积, m2·a–1;
ρ11为苇材的密度, 株·m–2;
m11为苇材单位生物量, kg·株–1;
P11为苇材的市场价格, 元·kg–1实地调查数据、设计施工图纸数据、参考成果数据 调节服务 净化水质 去除水中主要污染物无机氮、
活性磷酸盐及悬浮物的价值市场价值法[22] V21 = W21·T21·C21 V21为净化水质的价值, 元·a–1;
W21为研究区每日净化水量, m3·d–1; T21为研究区净水系统运行天数, d;
C21为上海地区居民污水处理成本, 元·m–3实地调查检测数据、参考成果数据 固碳 固碳价值 造林成本法/碳税法[23] V22 = G22·T22·S22·P22 V22为固碳价值, 元·a–1;
G22为平均增温潜势GWP, μmol·m–2·s–1;
T22为固碳时间, d, 这里取365;
S22为固碳的面积, m2;
P22为固定二氧化碳的价格, 元·t–1实地调查数据、设计施工图纸数据、参考成果数据 气候调节 夏、冬两季降低或提升区域温度的价值 影子工程法[22] V23 = (c23·ρ23/3 600 000)·C23·S23·H23·
[(Qd·Dd)+(Qi·Di)]V23为调节气候的价值, 元·a–1;
c23为空气的比热容1 030 J·kg–1·℃–1;
ρ23为空气的密度1.29 kg·m–3;
C23为当地电费标准, 元·kW–1·h–1, 1 kW·h =3 600 000 J;
S23为湿地降温总面积, m2;
H23为湿地调节气温的平均高度, m, 这里取6; 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), d;
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), d参考成果数据、湿地监测数据 抗风消浪 人工维护海岸所需要的费用 影子工程法 V24 = L24·P24 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为上海金山维护海岸线的单位成本, 元·m–1·a–1实地调查数据、设计施工图纸数据、参考成果数据 支持服务 生物多样性维持 栖息地功能价值和鸟类资源保育价值 文献参考法
市场价值法[22]V31 = A31·P31 + ∑N31·S31 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;
N31为评估区鸟类数量, 只;
S31为鸟类单只市场价值, 元·只–1实地调查数据、湿地监测数据、参考成果数据 文化服务 休闲娱乐 人均旅游消费支出(包括时间成本、吃住行和其他费用) 旅行费用法[22-23] V41 = M41·T41 V41为休闲娱乐价值, 元·a–1;
M41为人均旅行费用支出(调查), 元·人–1;
T41为年游客人数, 人·a–1实地调查数据、参考成果数据、湿地监测数据 科研教育 科学研究和科普教育总价值 科研投入法[22] V42 = S42+E42 V42为科研教育价值, 元·a–1;
S42为科学研究价值, 元·a–1;
E42为科普教育价值, 元·a–1实地调查数据、参考成果数据 
下载: 导出CSV
表 2 上海鹦鹉洲湿地主要水生植物面积
Tab. 2 Area of major aquatic plants at Yingwuzhou Wetland
主要水生植物品种 水生植物面积/m2 面积百分比 荻(Triarrhena sacchariflora) 1 179 5% 花叶美人蕉(Cannaceae generalis) 727 3% 芦苇 16 000 67% 常绿水生鸢尾(Iris hexagonus) 168 1% 水葱(Scirpus tabernaemontani) 1 752 7% 千屈菜(Lythrum salicaria) 2 178 9% 香蒲(Typha angustifolia) 2 082 8%
下载: 导出CSV
表 3 上海鹦鹉洲湿地生物多样性指数(BI)分值
Tab. 3 Biodiversity Index (BI) value of Yingwuhzou Wetland
一级指标 二级指标 三级指标 赋值等级标准 分值 A物种多样性 A1 物种多样性 A11 维管束植物种数 小于100种 2.5 A12 鸟类种数 30~69种 5 A2 物种相对丰度 A21 维管束植物种数在行政省区内占比 < 10% 2.5 A22 鸟类种数在行政省区内占比 < 20% 2.5 A3 物种稀有性 A31 珍稀植物 存在省级重点保护植物 3 A32 珍稀鸟类 存在区域性珍稀濒危鸟类 2 B生态系统多样性 B1 物种地区分布 B11 50%以上维管植物广布性 属广布种 4 B12 50%以上鸟类广布性 属广布种 4 B2 生境类型 B21 生境稀有性 国家级影响的重要湿地 9 B22 生境多样性 类型较多, 结构相对复杂 6 B3 人类威胁 B31 生境开发强度 开发强度小, 环境保护较好 5 B32 周边生境类型 被已开发的区域环绕 1 注: 本表参考《湿地生态系统服务价值评估技术规程》
下载: 导出CSV
表 4 鹦鹉洲鸟类等级及价格
Tab. 4 Grades and prices of birds at Yingwuhzou Wetland
鸟类等级 市场价/(元/只) 数量/只 总价值/万元 上海市珍稀鸟类 6 821.94 21 14.3 国家“三有” 3 388.68 67 22.7 非保护鸟类 1 893.78 29 5.5
下载: 导出CSV
表 5 上海市金山鹦鹉洲湿地生态系统服务价值评估结果
Tab. 5 Evaluation results of ecosystem services at Yingwuzhou Wetland
生态系统
服务分类评价指标 分类总价值/
(万元·a–1)总百分比 单项
(万元·a–1)单位面积价值/
(万元·hm-2·a–1)百分比 服务区域 供给服务 植物产品供给 0.5 0.1% 0.5 0.02 0.1% 本地 调节服务 净化水质 183.5 41.9% 82.6 3.56 18.9% 本地 固定CO2 81.6 3.52 18.6% 非本地 气候调节 7.9 0.34 1.8% 本地 抗风消浪 11.4 0.49 2.6% 本地 支持服务 生物多样性维持 54.1 12.4% 54.1 2.33 12.4% 非本地 文化服务 休闲娱乐 199.5 45.6% 170.7 7.36 39% 本地 科研教育 28.8 1.24 6.6% 非本地 生态系统服务价值总计 437.6 100.0% 437.6 18.86 100.00% —
下载: 导出CSV
表 6 不同滨海湿地生态服务单位面积价值量的比较
Tab. 6 Comparison of the ecological service value per unit of coastal wetlands
总面积/hm2 生态服务
单位面积
价值量/
(万元·hm–2·a–1)生态服务子项单位价值量/(万元·hm–2·a–1) 计算指标 文献来源 物质
生产净化
水质固碳 气候
调节抗风
消浪生物多样
性维持休闲
娱乐科研
教育鹦鹉洲湿地 23.2 18.86 0.02 3.56 3.52 0.34 0.49 2.33 7.36* 1.24 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*和科研教育8项 本研究 崇明东滩湿地 32 610 9.7 3.4* 2.2 — 1.3 — 0.2 2.3 0.04 物种生产*、科研文化、旅游休闲、调洪蓄水、气候调节、降解污染物、物种栖息地和生物多样性保护8项 文献[44] 杭州湾国家
湿地公园6 376.68 6.6 1.3 2.0* 0.08 0.16 — 1.4 0.8 0.05 物质资源、水质净化*、涵养水源、固碳、气候调节、大气调节、生物多样性保护、保持土壤、旅游休闲和文教科研10项 文献[45] 全球潮汐沼泽/红树林/湿地 615 000 000 12.9 0.03 0.02 — 0.2 — 0.3 0.3 1.2 大气调节、干扰调节、水净化、水体供给*、污染治理、栖息地维护、食物生产、原材料提供、休闲娱乐和文化科研10项 文献[1] 注: *代表此服务子项为该生态系统的优势服务功能; 在计算全球潮汐沼泽/红树林/湿地相关价值时, 以2018年平均汇率1美元=6.617人民币换算
下载: 导出CSV
-
[1] COSTANZA R, DARGE R C, DE GROOT R, et al. The value of the world's ecosystem services and natural capital [J]. Nature, 1997, 387(6630): 253-260. DOI: 10.1038/387253a0. [2] 纪大伟, 田洪军, 王园君, 等. 海域海岸带整治修复进展与管理建议 [J]. 海洋开发与管理, 2016, 33(5): 87-90. DOI: 10.3969/j.issn.1005-9857.2016.05.017. [3] 王晶. 滨海生态修复与可持续景观打造策略浅析——以深圳市海洋新城国展生态湿地为例 [J]. 城市建设理论研究(电子版), 2019(2): 12. [4] 车铭哲, 于劲翔. “以鸟为本”理念下的滨海湿地生态修复规划——以北戴河七里海潟湖湿地生态修复项目为例 [J]. 规划师, 2019, 35(7): 55-59. DOI: 10.3969/j.issn.1006-0022.2019.07.008. [5] 李伟, 崔丽娟, 赵欣胜, 等. 中国滨海湿地及其生态系统服务功能研究概述 [J]. 林业调查规划, 2014, 39(4): 24-30. DOI: 10.3969/j.issn.1671-3168.2014.04.006. [6] 韩爽, 张华兵. 盐城市沿海滩涂湿地生态服务价值研究 [J]. 特区经济, 2010(11): 54-55. [7] 林静雅, 朱颖. 基于Costanza模型的苏州湿地生态服务价值评估 [J]. 中国城市林业, 2019, 17(1): 47-51. DOI: 10.3969/j.issn.1672-4925.2019.00.002. [8] 李玉凤, 刘红玉, 孙贤斌, 等. 基于水文地貌分类的滨海湿地生态功能评价——以盐城滨海湿地为例 [J]. 生态学报, 2010, 30(7): 1718-1724. [9] 张华, 武晶, 孙才志, 等. 辽宁省湿地生态系统服务功能价值测评 [J]. 资源科学, 2008(2): 267-273. DOI: 10.3321/j.issn:1007-7588.2008.02.016. [10] 高如峰, 彭琳, 温泉, 等. 以生态修复为导向的海洋生态补偿模式研究 [J]. 海洋开发与管理, 2019, 36(1): 53-56. DOI: 10.3969/j.issn.1005-9857.2019.01.010. [11] 陈雪初, 戴雅奇, 黄超杰, 等. 上海鹦鹉洲湿地水质复合生态净化系统设计 [J]. 中国给水排水, 2017, 33(20): 66-69. [12] Millennium Ecosystem Assessment. Ecosystems and Human Well-Being: Synthesis [R]. Washington, DC: Island Press, 2015. [13] 欧阳志云, 王如松, 赵景柱. 生态系统服务功能及其生态经济价值评价 [J]. 应用生态学报, 1999(5): 635-640. DOI: 10.3321/j.issn:1001-9332.1999.05.034. [14] 孔东升, 张灏. 张掖黑河湿地自然保护区生态服务功能价值评估 [J]. 生态学报, 2015, 35(4): 972-983. [15] 郑伟, 石洪华, 徐宗军, 等. 滨海湿地生态系统服务及其价值评估——以胶州湾为例 [J]. 生态经济, 2012(1): 179-182. DOI: 10.3969/j.issn.1671-4407.2012.01.042. [16] JENKINS W A, MURRAY B C, KRAMER R A, et al. Valuing ecosystem services from wetlands restoration in the Mississippi Alluvial Valley [J]. Ecological Economics, 2010, 69(5): 1051-1061. DOI: 10.1016/j.ecolecon.2009.11.022. [17] 李立球, 薄乖民, 王逸群, 等. 湿地生态系统服务价值评估技术规程[EB/OL]. (2019-03-19)[2020-03-07]. http://www.shidi.org/sf_2C9F5B7422D64AC9AC1703FB348CE971_151_9DB0D762180.html. [18] 朱作华, 蔡侠, 谢纯良, 等. 能源作物芦苇适宜收获期研究 [J]. 中国麻业科学, 2017, 39(2): 69-74. DOI: 10.3969/j.issn.1671-3532.2017.02.004. [19] 庄大昌. 洞庭湖湿地生态系统服务功能价值评估 [J]. 经济地理, 2004, 24(3): 391-394. DOI: 10.3969/j.issn.1000-8462.2004.03.024. [20] 上海金山新城区建设发展有限公司. 金山城市沙滩西侧综合整治及修复工程竣工验收报告[R]. 上海: 上海金山新城区建设发展有限公司, 2017. [21] 上海市财政局, 上海市发展和改革委员会, 上海市水务局. 关于印发《上海市污水处理费征收使用管理实施办法》的通知: 沪财预〔2016〕25号 [A/OL]. (2016-02-06)[2020-03-07]. http://www.czj.sh.gov.cn/zys_8908/zcfg_8983/zcfb_8985/gkgl_8991/sfglhfsgl/201602/t20160223_172669.shtml. [22] 宁潇, 胡咪咪, 邵学新, 等. 杭州湾南岸滨海湿地生态服务功能价值评估 [J]. 生态科学, 2017, 36(4): 166-175. [23] 江波, 张路, 欧阳志云. 青海湖湿地生态系统服务价值评估 [J]. 应用生态学报, 2015, 26(10): 3137-3144. [24] 唐剑武, 叶属峰, 陈雪初, 等. 海岸带蓝碳的科学概念、研究方法以及在生态恢复中的应用 [J]. 中国科学: 地球科学, 2018, 48(6): 661-670. [25] MCLEOD E, CHMURA G L, BOUILLON S, et al. A blueprint for blue carbon: Toward an improved understanding of the role of vegetated coastal habitats in sequestering CO2 [J]. Front Ecol Environ, 2011(9): 552. [26] 高如峰, 陈雪初, 唐剑武, 等. 杭州湾北岸滨海盐沼湿地恢复与蓝色碳汇研究进展 [J]. 上海水务, 2018, 34(4): 5-7. [27] 天气网. 金山历史天气: 金山2018年历史天气 [EB/OL]. [2020-03-07]. https://m.tianqi.com/lishi/jinshan/index.html. [28] 国网上海市电力公司. 上海地区电价表 [EB/OL]. (2017-09-15) [2020-03-07]. http://www.sh.sgcc.com.cn/html/main/col706/2017-09/15/20170915104247687553782_1.html. [29] 叶维强, 庞衍军. 广西红树林与环境的关系及其护岸作用 [J]. 海洋环境科学, 1987(3): 32-38. [30] 范航清. 广西沿海红树林养护海堤的生态模式及其效益评估 [J]. 广西科学, 1995(4): 48-53. [31] 高悦. 走进滨海湿地 探查“防灾前哨” [EB/OL]. (2019-02-20) [2020-03-07]. https://m.huanbao-world.com/view.php?aid=83273. [32] 中国政府采购网. 2019年金山海塘维修养护项目的公开招标公告 [EB/OL]. (2019-03-04) [2020-03-07]. http://www.ccgp.gov.cn/cggg/dfgg/gkzb/201903/t20190304_11707513.htm. [33] 上观新闻. 金山 | 筑海塘、围填海…如不是深槽潜流, 现在沪西南会怎样? [EB/OL]. (2018-05-16) [2020-03-07]. https://www.jfdaily.com/news/detail?id=89699. [34] 杭州市萧山区政府信息公开. 关于下达2018年度堤塘、海塘管理养护资金的通知 [A/OL]. (2018-10-24) [2020-03-07]. http://xxgk.xiaoshan.gov.cn/art/2018/10/24/art_1310585_22097333.html. [35] 上海林业局. 上海鸟类记录近十余年增加52种 [EB/OL]. (2011-07-05)[2020-03-07]. http://www.forestry.gov.cn/portal/main/s/102/content-490053.html. [36] 上海市绿化和市容管理局, 上海市林业局. 珍稀动植物: 上海市珍稀动植物名录 [EB/OL]. [2020-03-07]. http://lhsr.sh.gov.cn/sites/wuzhangai_lhsr/dongzhiwu.aspx?ctgId=bfc75d79-3d19-4c8e-8613-8a40297b4e6c. [37] 云丽. 上海常见园林植物调查与分析 [J]. 绿色科技, 2018(13): 110-112. [38] 吴威, 徐艺珈. 滨海湿地景观中的植物应用——以金山鹦鹉洲湿地公园为例 [J]. 西北师范大学学报(自然科学版), 2019, 55(6): 116-121. [39] 凤凰网. 上海市居民消费价格指数[EB/OL]. [2020-03-07]. http://app.finance.ifeng.com/data/mac/jmxf_dq.php?symbol=310000. [40] 公媛, 沈小雪, 丁欢, 等. 深圳湾福田红树林湿地鸟类资源价值评估 [J]. 北京大学学报(自然科学版), 2019, 55(6): 1078-1084. [41] 周文昌, 史玉虎, 潘磊, 等. 2017年武汉东湖湿地生态系统最终服务价值评估 [J]. 湿地科学, 2019, 17(3): 318-323. [42] 华东师范大学上海城市化生态过程与生态恢复重点实验室.“走进湿地, 拥抱海洋”科普活动在鹦鹉洲生态湿地成功举办 [EB/OL]. (2019-05-27) [2020-03-07]. http://www.shues.ecnu.edu.cn/87/34/c6550a231220/page.htm. [43] 金山报. 金山鹦鹉洲生态湿地举行首次科普观鸟活动 [EB/OL]. (2019-12-19) [2020-03-07]. http://shzw.eastday.com/eastday/city/gk/20191219/u1ai20238621.html. [44] 吉丽娜, 温艳萍. 崇明东滩湿地生态系统服务功能价值评估 [J]. 中国农学通报, 2013, 29(5): 160-166. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6850.2013.05.030. [45] 宁潇, 邵学新, 胡咪咪, 等. 杭州湾国家湿地公园湿地生态系统服务价值评估 [J]. 湿地科学, 2016, 14(5): 677-686. [46] 丁小迪, 丁咚, 李广雪. 山东省滨海湿地生态价值评估 [J]. 中国海洋大学学报(自然科学版), 2015, 45(1): 71-75. -
