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目前,生态价值评估是国际前沿科学问题。中国是草地资源大国,拥有各类天然草地和改良草地近4亿公顷,居世界第二位。但长期以来,在利用草地的过程中,只注重草地的直接使用价值和市场价值,而忽视其生态效益和生态价值,为了追求经济的持续高速发展和财富的积累,对草地进行掠夺性开发,造成草地的严重退化与生产力下降。中国草地生态价值评估研究,有利于将环境损益纳入国民经济核算体系,提高人们的环保意识,并可为政府决策提供支持。
目前关于草地生态价值评估的相关研究,可分为传统方法和遥感方法两大类。传统方法以区域统计数据为数据源,仅能计算草地生态价值的总量,无法反映区域内部的空间异质性。遥感方法以遥感数据为主要数据源,具有廉价、动态、快速、范围广等优点,还可解决空间异质性问题。但目前,利用遥感技术评估草地生态价值的研究还较少,方法也不够成熟,多数研究仅是在传统方法的基础上,进行生物量、净第一性生产力(NPP)或植被覆盖率的订正,缺乏生态价值遥感模型的机理研究。因此,本文的研究目的是,将生态学、经济学方法与遥感信息相结合,建立草地生态价值遥感定量评估模型,为及时、准确、动态评估国家尺度草地生态价值提供一种新方法,并以2003年和2005年为例,分析中国草地生态价值的空间分布规律,为政府决策提供支持。
本研究在详细分析中国草地生态功能的基础上,结合遥感技术的特点,建立了基于遥感技术的草地生态价值评估指标体系,主要包括维持CO2和O2平衡、涵养水源、土壤侵蚀控制、营养物质循环和净化大气环境等五项评价指标。在此基础上,利用替代工程法、影子价格法、机会成本法等经济学方法,建立了各评价内容的价值与草地生态参数(NPP,植被覆盖率)的关系,提出了中国草地生态价值遥感估算模型。
由于NPP是草地生态价值遥感模型的一项重要参数,而且其计算较为复杂。因此,本研究在光能利用率模型的基础上,考虑了温度对光能利用率的影响,建立了基于MODIS数据的草地净第一性生产力(NPP)模型。该模型除月平均日照百分率和DEM(数字高程模型)外,所需参数均由MODIS数据反演获得。
最后,对模型进行了应用研究,分别计算了2003年和2005年我国草地的生态价值。2003年和2005年我国草地总生态价值分别为13757×108元和10093×108元,单位面积草地平均生态价值分别为38.79×104元/km2和28.46×104元/km2,表明我国草地生态价值巨大,但2003-2005年间退化也较为严重。另外,分析表明:单位面积草地生态价值与草地类型密切相关,不同类型草地的生态价值相差悬殊;各省区的草地生态总价值相差悬殊,其中内蒙古、青海、四川、西藏和新疆五个省区的草地生态总价值就占全国的66%以上。