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《兰州大学》 2012年
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基于生态补偿的自然和人文过程耦合研究

刘玉卿  
【摘要】:自然过程和人文过程的耦合研究是地理学研究的热点和难点问题,两者的耦合研究也是生态经济学的重点研究内容。长期以来自然科学和社会科学的研究一直是分离的,自然科学通常关注社会现象发生的地理位置,而社会科学更多关注社会现象发生的原因。自然过程中的自然因素主要依据分析对象的时空尺度定义,通过自然单元获取,如流域、土地利用单元、景观等。人文过程中的人文因素一般依据分析对象的分析尺度(如功能属性)定义,基于行政单元,如省、市、县、乡镇等主机获取而来。两者在研究方式、数据获取等上的不一致导致了耦合研究的困难。当前社会面临着一系列的环境问题,如全球气候变化、森林采伐、水污染、农业的不可持续性、全球生物多样性及其它生态系统服务的损失等等。这些环境问题不仅具有跨学科和多尺度的特征,还呈现出复杂性格局,通常还有不可预见和无法预料的后果。靠单一学科的知识已经无法解决这些环境问题。自然——人文耦合系统研究的必要性和紧迫性日益凸显出来。国际上相继开展的许多研究计划已经体现出自然——人文耦合研究的特性,包括国际地圈生物圈计划(IGBP)、全球环境变化中的人文因素计划(IHDP)、全球土地计划(GLP)、集成人在地球上的现在和将来(IHOPE)等。 生态经济学是一门从最广泛的角度来研究生态系统与经济系统之间的相互关系的新兴学科,为自然和人文过程的耦合研究提供了很好的平台。当增长从空的世界走到满的世界中时,经济服务产生的福利在增加,而生态服务产生的福利却在减少。减少就意味着资源的稀缺,稀缺使资源更具价值。生态系统服务是指人类从自然界获取的所有惠益。千年生态系统评估(MA)认为全球60%左右的生态系统服务已经退化。生态补偿是生态经济学研究的新兴领域,世界上许多国家和地区已经开展了生态补偿相关的理论和实践方面的研究探索。生态补偿是一种将生态系统服务非市场的、外部的价值转化为激励人们主动提供生态系统服务的机制。生态补偿的理念既涉及了生态系统服务,又包括人们的人文决策机制,为自然和人文过程的耦合提供了契机。生态系统服务的重要性已经不言而喻,为何它的供给没有达到社会期望的水平?生态系统服务的生产或退化需要通过自然过程和个体决策者的行动之间的互动来实现。有必要去了解生态系统服务产生的自然过程和个体决策者的人文过程。 黑河流域是典型的内陆河流域,水资源问题一直是社会经济发展的制约因素。气候的持续干旱、人口的不断增长、草地的超载放牧导致流域上游的草地资源不断退化,致使草地的水源涵养等生态系统功能下降,生态环境趋于恶化。如何在提高水资源服务的同时保障上游地区的利益是迫切需要解决的现实问题。生态补偿的研究可以解决水资源服务供给的激励机制问题,能够有效促进上游地区生态环境的改善,提供水资源服务的供给。因此,论文以黑河流域上游为研究区,基于SWAT模型模拟草地水源涵养服务产生的自然过程,通过对牧民禁牧机会成本的调查,获取不同补偿价格对土地利用决策的影响以刻画人文决策过程,在概率统计模型的支持下,分析了补偿价格对禁牧比例及提供的水源涵养服务的影响,实现水源涵养服务供给的自然过程和牧民人文决策过程的耦合。 在收集SWAT模型运行所需的各种空间数据和气象、水文等数据的基础上,模拟黑河流域上游水源涵养服务产生的自然过程,设计不同的禁牧情景,分析不同情景对水源涵养服务产出率的贡献。基于遥感获取的实际蒸散发验证SWAT模型的精度,计算不同情景下的水源涵养服务产出率。整理分析入户调查获取的牧民禁牧机会成本数据,分析机会成本的空间分布和土地利用方式的空间变化。基于概率统计模型模拟水源涵养服务的供给曲线,实现水源涵养服务和牧民人文决策过程的耦合研究。对概率模型的参数进行了敏感性分析。并提出了今后研究的方向。本文得出的主要结论和建议如下: (1)基于SWAT模型分析模拟了水源涵养服务产生的自然过程,SWAT定量分析了不同子流域内水源涵养服务产生的空间差异,为流域上游生态补偿针对具体的生态系统服务付费提供了思路。禁牧后水源涵养服务的平均产出率e为25.27m3/hm2。对SWAT模型进行了参数率定和模型精度验证,结果表明模型在该地区具有很好的适用性,模型校准期和验证期的年平均径流量的相对误差分别为16.3%和15.8%,月平均径流量的Ens分别达到0.81和0.88,R2分别为0.95和0.93,符合模型评价规定的标准。 (2)通过牧民禁牧机会成本的调查,获取不同补偿价格下牧民禁牧土地的选择机制,以此刻画了牧民土地利用决策的人文过程。受草场质量、到草场的距离等因素影响,不同子流域内禁牧的机会成本是空间异质的。平均禁牧成本为289.99元/hm2,最低的为子流域1内的130.50元/hm2,最高的是子流域9内的580.80元/hm2。此外,调查发现大部分牧民不愿意禁牧,认为国家目前实施的“退牧还草”的补助较低,而且他们以放牧为生,禁牧后其生计难以维持。 (3)最小数据法通过牧民禁牧机会成本的空间分布可推导出水源涵养服务的供给曲线,实现了牧民禁牧的人文过程和水源涵养服务产生的自然过程的耦合。不同的补偿价格下,禁牧比例及水源涵养服务的供给量不同。同一个子流域内,不同的补偿价格会产生不同的禁牧土地单元和水源涵养服务量。由于禁牧机会成本和水源涵养服务产出率e不同,不同的子流域在相同的补偿价格下禁牧比例和水源涵养服务供给量也不同。如在子流域1内,当补偿价格为8.26元/m3时,草地禁牧比例为49.15%,此时1年内新增草地提供的水源涵养服务的供给总量为8.6×104m3。当补偿价格为20元/m3时,子流域1内的低质量草地几乎全部禁牧,禁牧比例达到99.12%,可提供新增的水源涵养服务供给量为1.72x106m3。同时,分析了生态补偿对区域总收入变化的影响。随着补偿价格的提高,子流域1内的总收入也在增加。如在子流域1内,当补偿价格为8.26元/m3时,区域获得的总收入为6.96×105m3。当补偿价格提高到20元/m3时,子流域1内的总收入达到最大值为3.41×106m3。 (4)对最小数据法进行了参数敏感性分析,生态系统服务产出率e的增加或减少对禁牧土地单元和水源涵养服务供给量有正面影响,且影响较大。e的增加引起禁牧比例成倍的上升和其提供的水源涵养服务供给量显著的增加。e的减少可导致禁牧比例成倍的降低和其提供的水源涵养服务供给量显著的下降。如在子流域1内,当e不变时,在补偿价格为8.26元/m3时,新增禁牧的草地比例为49.63%。当e增加30%时,有76.08%的草地将转变为禁牧草地。而当e减少30%时,只有23.20%的草地发生禁牧的转变。同样在子流域1内,当e不变时,在补偿价格为8.26元/m3时,新增草地提供的水源涵养服务的供给量为8.6x104m3。当e增加30%时,在同样的补偿价格下,新增水源涵养服务的供给量增加到1.71×105m3,水源涵养服务增加了8.5×104m3,增加幅度将近1:倍。而当e减少30%时,同样的补偿价格下,新增水源涵养服务的供给量仅为2.85×104m3。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:X2

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 庞靖鹏;刘昌明;徐宗学;;密云水库流域土地利用变化对产流和产沙的影响[J];北京师范大学学报(自然科学版);2010年03期
2 苏大学;天然草原在防治黄河上中游流域水土流失与土地荒漠化中的作用与地位[J];草地学报;2000年02期
3 徐中民,程国栋,邱国玉;可持续性评价的ImPACTS等式[J];地理学报;2005年02期
4 唐志鹏;张进;刘卫东;;自然过程与人文过程模拟之差异比较分析[J];地理学报;2010年12期
5 左大康,王懿贤,陈建绥;中国地区太阳总輻射的空間分布特征[J];气象学报;1963年01期
6 刘慧;金凤君;王传胜;王成金;胡智勇;;人文地理过程内涵辨析与模拟探讨[J];人文地理;2010年04期
7 杜丽娟;王秀茹;刘钰;;水土保持生态补偿标准的计算[J];水利学报;2010年11期
8 陈引珍;程金花;张洪江;尹婧;何凡;;清港河流域土地利用变化对径流的影响[J];中国水土保持科学;2009年04期
9 唐增;黄茄莉;徐中民;;生态系统服务供给量的确定——最小数据法在黑河流域中游的应用[J];生态学报;2010年09期
10 马杏;许建初;董秀颖;李家统;;西庄流域土地覆被变化及其水文响应模拟研究[J];水文;2008年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨红霞;戴天兴;崔保龙;吴小强;;陶粒湿屋面传热过程的有限元解法[J];四川建筑科学研究;2010年04期
2 智颖飙;王再岚;邓先德;韩雪;张纪卯;李静敏;杨淑宝;;基于地球生态负债的区域生态承载力研究——以安徽省为例[J];安徽大学学报(自然科学版);2010年01期
3 胡宏祥,马友华;卡庆斯基制与美国制间土粒分析结果的转换[J];安徽农业科学;2004年06期
4 曹蕾;;江苏省环境适宜的耕地规模预测[J];安徽农业科学;2007年26期
5 杨文刚;刘可群;黎明锋;;基于MM5模式的蔬菜大棚气温预测技术研究[J];安徽农业科学;2008年11期
6 张桂宾;王安周;耿秀丽;;基于生态足迹模型的济源市农产品结构优化分析[J];安徽农业科学;2008年14期
7 李为虎;杨永红;达瓦;;西藏拉萨ngstrm-Prescott系数选取研究[J];安徽农业科学;2009年12期
8 任赛赛;陈渭民;文明章;;福州地区太阳辐射特征及日总辐射计算模型[J];安徽农业科学;2010年01期
9 李忠辉;胡培成;黄晚华;;江西省中稻动态气候生产潜力研究[J];安徽农业科学;2010年12期
10 张帅;董泽琴;王海鹤;邹凤钗;;基于生态足迹改进模型的均衡因子与产量因子计算——以某市为例[J];安徽农业科学;2010年14期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄艳;蔡敏;;浙江省太阳能资源分布特征及其区划研究[A];第八届长三角气象科技发展论坛论文集[C];2011年
2 蔡银莺;张安录;;湖北省农地存在价值的CVM估值研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(二)[C];2007年
3 江冲;陈哲;李论;;基于耕地资源价值的征地补偿探讨[A];第十三届中国科协年会第6分会场-绿色经济与沿海城市可持续发展战略研讨会论文集[C];2011年
4 马佳宏;蒋关军;;生态经济学视野中教育经济学研究的新课题[A];2005年中国教育经济学年会会议论文集[C];2005年
5 林永钦;傅春;;湖泊综合承载能力评价探析[A];2008年南昌大学中国中部经济发展研究中心学术年会暨中部区域发展与理论创新研讨会论文集[C];2008年
6 王文毅;黄敏;李长军;王建源;薛小萍;杨洪昌;;山东省主要农林作物气象指标及农业气候区划研究[A];山东省重点学术研究成果(2008)[C];2009年
7 刘梅娟;温作民;魏远竹;;森林生态资产会计确认与计量研究[A];“环境会计与西部经济发展” 学术年会论文集[C];2010年
8 马建;鲁彩艳;赵倩;陈欣;史奕;;AnnAGNPS模型土壤数据库的建立——以柴河上游小流域为例[A];第三届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2009年
9 李薇;陈隆勋;;1998年夏季青藏高原及其邻近地区逐日太阳辐射反照率和辐射平衡的经验计算及其分布特征[A];新世纪气象科技创新与大气科学发展——中国气象学会2003年年会“气候系统与气候变化”分会论文集[C];2003年
10 刘吉峰;张荣刚;李世杰;;分布式水文模型在青海湖布哈河流域的应用及意义[A];中国气象学会2006年年会“山洪灾害监测、预报和评估”分会场论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵锦梅;不同土地利用方式对高寒地区水土保持生态服务功能的影响研究[D];甘肃农业大学;2010年
2 刘伟峰;海洋溢油污染生态损害评估研究[D];中国海洋大学;2010年
3 穆振侠;高寒山区降水垂直分布规律及融雪径流模拟研究[D];新疆农业大学;2010年
4 沈晔娜;流域非点源污染过程动态模拟及其定量控制[D];浙江大学;2010年
5 曾和平;金沙江支流龙川江流域河流输沙特征及其对气候和地表覆被变化的响应[D];昆明理工大学;2009年
6 鹿彦;循环经济发展:模式及实现路径研究[D];山东师范大学;2011年
7 鲁凤;生态足迹变化的动力机制及生态足迹模型改进研究[D];华东师范大学;2011年
8 郑江坤;潮白河流域生态水文过程对人类活动/气候变化的动态响应[D];北京林业大学;2011年
9 李庆云;黄土丘陵区流域径流泥沙对气候变化和高强度人类活动响应研究[D];北京林业大学;2011年
10 曹建军;青藏高原地区草地可持续利用研究[D];兰州大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈建军;涨渡湖湿地生态服务价值评价[D];华中农业大学;2010年
2 马永力;基于3S技术和USLE模型的土壤侵蚀研究[D];郑州大学;2010年
3 隆院男;模块化分布式水文模型SWAT的改进及其在涟水流域的应用[D];长沙理工大学;2010年
4 程俊美;基于AnnAGNPS模型的赵王河小流域农业非点源氮磷污染负荷研究[D];中国海洋大学;2010年
5 韩世涛;宁夏太阳能资源评估分析[D];兰州大学;2010年
6 张莺;我国水污染责任保险研究[D];南京财经大学;2010年
7 亢健;湟水流域土地利用/覆被变化下的水文响应研究[D];青海师范大学;2010年
8 李慧;SWAT模型在新疆内陆河流域水资源模拟中的应用研究[D];新疆农业大学;2010年
9 戴新竹;大兴安岭地区发展生态主导型经济对策研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
10 卢星星;纳版河流域国家自然保护区生态补偿框架研究[D];昆明理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁军营;苏保林;李卉;路雨;;基于SWAT模型的柴河水库流域径流模拟研究[J];北京师范大学学报(自然科学版);2010年03期
2 杨亮洁;王录仓;牟乃夏;;基于CA模型的城市空间扩展研究——义乌市为例[J];测绘科学;2009年03期
3 郑明媚;李满春;毛亮;黎韶光;;GIS支持的县域人口迁移空间模型研究——以浙江省临安市为例[J];长江流域资源与环境;2006年03期
4 武晓波,赵健 ,魏成阶 ,黄丽芳 ,阎守邕 ,肖春生;细胞自动机模型用于城市发展模拟的方法初探——以海口市为例[J];城市规划;2002年08期
5 韩玲玲,何政伟,唐菊兴,李少达;基于CA的城市增长与土地增值动态模拟方法探讨[J];地理与地理信息科学;2003年02期
6 周延辉;森林对径流影响的综述[J];地理译报;1990年03期
7 王中根,刘昌明,黄友波;SWAT模型的原理、结构及应用研究[J];地理科学进展;2003年01期
8 刘昌明,李道峰,田英,郝芳华,杨桂莲;基于DEM的分布式水文模型在大尺度流域应用研究[J];地理科学进展;2003年05期
9 郝芳华,陈利群,刘昌明,张雪松;降雨的空间不均性对模拟产流量和产沙量不确定的影响[J];地理科学进展;2003年05期
10 张银辉;SWAT模型及其应用研究进展[J];地理科学进展;2005年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 牟磊;基于GIS和CA模型的土地利用变化研究[D];新疆大学;2007年
2 魏芳;北京人口分布CA/MAS仿真模型[D];哈尔滨理工大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭峰;;关于生态补偿涵义的探讨[J];环境保护;2008年10期
2 柳长顺;刘卓;;国内外生态补偿机制建设现状及其借鉴与启示[J];水利发展研究;2009年06期
3 李团民;;生态补偿基本要素的研究[J];湖南医科大学学报(社会科学版);2010年04期
4 王立群;王秋菊;;我国生态购买的研究进展与展望[J];北京林业大学学报(社会科学版);2009年04期
5 ;郑州市人民政府办公厅关于对索须河实施水环境生态补偿的通知[J];郑州市人民政府公报;2009年07期
6 孔萌;陈晓宏;陈志和;;珠海市饮用水源保护区生态补偿机制探讨[J];人民珠江;2010年01期
7 侯成成;赵雪雁;张丽;江进德;;生态补偿对区域发展影响研究的进展[J];中国农学通报;2011年11期
8 王立安;钟方雷;;生态补偿与缓解贫困关系的研究进展[J];林业经济问题;2009年03期
9 吴学灿,洪尚群,李风歧;生态补偿的评价[J];资源开发与市场;2005年06期
10 吴学灿;洪尚群;吴晓青;;生态补偿与生态购买[J];环境科学与技术;2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王小萍;;自然保护区生态补偿立法问题探究[A];生态文明与林业法治--2010全国环境资源法学研讨会(年会)论文集(上册)[C];2010年
2 唐正彬;刘艳琳;;我国草原生态补偿的立法思考[A];生态安全与环境风险防范法治建设——2011年全国环境资源法学研讨会(年会)论文集(第二册)[C];2011年
3 侯思琰;王伟;刘德文;;水库上下游与水质有关的生态补偿典型案例分析[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
4 赵雪雁;董霞;;最小数据方法在生态补偿中的应用——以甘南黄河水源补给区为例[A];地理学核心问题与主线——中国地理学会2011年学术年会暨中国科学院新疆生态与地理研究所建所五十年庆典论文摘要集[C];2011年
5 马彩华;游奎;戴星翼;李凤岐;;基于渤海海洋环境承载力的生态补偿研究[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2010年
6 蒋莉莉;;贵阳市“两湖一库”水源地保护区生态补偿对策分析[A];贵阳市经济社会文化大发展与生态文明建设理论研究[C];2010年
7 杨磊;;外部性视角下的生态补偿问题探讨[A];“经济转型与政府转型”理论研讨会暨湖北省行政管理学会2010年年会论文集(下)[C];2011年
8 马存利;;区域生态补偿的法理基础与制度构建[A];第二届生态补偿机制建设与政策设计高级研讨会论文集[C];2008年
9 陈利顶;傅伯杰;;流域生态补偿的基本原则与方法[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
10 沈根祥;黄丽华;钱晓雍;潘丹丹;施圣高;M.L.Gullino;;环境友好农业生产方式生态补偿标准探讨——以崇明岛东滩绿色农业示范项目为例[A];第二届生态补偿机制建设与政策设计高级研讨会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报实习生 来洁;生态补偿 代价几何[N];经济日报;2004年
2 彭兴庭;寻求生态补偿的“草根之路”[N];中国社会报;2005年
3 本报记者 李坤;生态补偿需要什么[N];中国水利报;2008年
4 郑道福 金洁 徐建海 詹卫军 高晓洁;乐清对禁止准入区实施生态补偿[N];中国环境报;2008年
5 阿呆;愿生态补偿从道义走向法治[N];大众科技报;2008年
6 陈祖洪 孙秀英;尽快为生态补偿立法[N];中国国土资源报;2009年
7 赵志疆;生态补偿是绿色经济的有力保障[N];贵阳日报;2009年
8 记者 赵慧 韩馨仪;河南开出今年首张生态补偿罚单[N];中国财经报;2009年
9 土木;山西各地踊跃探索生态补偿新路[N];中国水利报;2008年
10 本报通讯员 邵倩;今年全面推行生态补偿[N];中国环境报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘玉卿;基于生态补偿的自然和人文过程耦合研究[D];兰州大学;2012年
2 金艳;多时空尺度的生态补偿量化研究[D];浙江大学;2009年
3 马爱慧;耕地生态补偿及空间效益转移研究[D];华中农业大学;2011年
4 冯思静;煤炭资源型城市生态补偿研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
5 斯丽娟;甘肃生态补偿机制研究[D];兰州大学;2011年
6 王淑军;山东省城市化发展进程的战略生态影响评价[D];山东大学;2009年
7 潘仁飞;煤矿开采生态环境综合评价及生态补偿费研究[D];中国矿业大学(北京);2010年
8 王辉民;环境影响评价中引入生态补偿机制研究[D];中国地质大学(北京);2008年
9 蒋姮;自然保护地参与式生态补偿机制研究[D];中国政法大学;2008年
10 林清山;柑橘林碳汇潜力和生态服务价值研究[D];福建农林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈雪;水电开发的生态补偿理论与应用研究[D];西南交通大学;2010年
2 谭延巍;生态政治视野中的生态补偿问题研究[D];山东理工大学;2010年
3 尤立杰;基于生态补偿的新疆煤炭资源开发环境代价评估[D];新疆大学;2010年
4 陈旭;区域生态补偿中的中央政府直接投资研究[D];东北师范大学;2010年
5 杨国霞;丹江口水库调水工程生态补偿标准初步研究[D];山东师范大学;2010年
6 邵江婷;基于社区发展的我国农业生态补偿法律问题研究[D];华中农业大学;2010年
7 汤明;鄱阳湖九江濒湖县区生态补偿研究[D];南昌大学;2010年
8 韩磊;太湖围网拆迁生态补偿研究[D];苏州大学;2010年
9 吴鹏;我国矿产资源开发生态补偿法律制度研究[D];海南大学;2010年
10 许斌;人为季节性河流水量恢复的生态补偿研究[D];郑州大学;2010年
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