基于水循环模拟的水生态产品价值量核算——以黄河上游湟水河流域为例
刘玉(1982— ),女,四川资阳人,副研究员,主要从事流域水文水资源研究。E-mail: liuyu@aircas.ac.cn |
收稿日期: 2023-05-06
修回日期: 2023-08-21
网络出版日期: 2023-09-27
基金资助
国家重点研发计划课题(2021YFC3201102)
Valuation of aquatic ecological products based on water cycle simulation: Taking the Huangshui River Basin as an example
Received date: 2023-05-06
Revised date: 2023-08-21
Online published: 2023-09-27
Supported by
National Key Research and Development Program of China(2021YFC3201102)
水生态产品实物量计算是水生态产品价值量核算及价值实现的基础。为客观反映水生态产品价值量与水循环过程的联系,论文以黄河上游湟水河流域为例,采用流域水循环多过程模拟、情景分析和社会经济调查等手段,核算了1986—2015年水生态产品(水资源供给、水资源存量、土壤保持、洪水调蓄、水质净化)实物量及其价值,系统分析了水生态产品价值量组成及时空分布规律。结果表明:湟水河流域1986—1995年水生态产品总价值量为604.81亿元/a,1996—2005、2006—2015年分别增加了10.87%、24.49%。水生态产品价值主要由水资源存储贡献(占比66.59%~69.53%),水库防洪价值、水资源供给、水质净化价值次之(分别占比18.91%~23.54%、5.08%~5.53%、4.77%~6.12%),土壤保持贡献最小(占比约0.02%)。从上游到下游子流域水生态产品价值量通常呈减小趋势,个别子流域由于有水利工程,水生态产品价值量明显增加。研究可为黄河上游流域水生态系统管理提供可靠的理论和技术支撑。
刘玉 , 翟晓燕 , 张永勇 , 李淼 , 刘晓洁 . 基于水循环模拟的水生态产品价值量核算——以黄河上游湟水河流域为例[J]. 地理科学进展, 2023 , 42(9) : 1704 -1716 . DOI: 10.18306/dlkxjz.2023.09.004
The calculation of the physical quantity of aquatic ecological products is the basis for the accounting and realization of the value of aquatic ecological products. In order to objectively reflect the relationship between the value of aquatic ecological products and water cycle processes, this study took the Huangshui River Basin in the upper reaches of the Yellow River as an example, and calculated the physical quantity and value of aquatic ecological products (water resources supply, water resources stock, soil conservation, flood regulation and storage, and water quality purification) in the basin from 1986 to 2015 by means of multi-process simulation of the water cycle in the basin, scenario analysis, and socio-economic condition investigation. The value composition and spatiotemporal distribution pattern of aquatic ecological products were systematically analyzed. The results show that the total value of aquatic ecological products in the Huangshui River Basin from 1986 to 1995 was 60.481 billion yuan/a, which increased by 10.87% and 24.49% in 1996-2005 and 2005-2015, respectively. The contribution of water resources storage was the highest (66.59%-69.53%), followed by reservoir flood control, water supply, and water purification (accounting for 18.91%-23.54%, 5.08%-5.53%, and 4.77%-6.12%, respectively), and the contribution of soil conservation was negligible (0.02%). The value of aquatic ecological products in sub-basins usually decreased from the upstream to the downstream, but the values of aquatic ecological products have increased significantly in sub-basins with water conservancy projects. This study provides a theoretical and technical support for the management of water ecosystems in the upper reaches of the Yellow River.
表1 研究区分布式水循环模型率定及验证结果Tab.1 Calibration and verification results of the distributed water cycle model in the study area |
站点 | 率定期 | 验证期 | |||||||
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时段 | 偏差 | 相关系数 | 效率系数 | 时段 | 偏差 | 相关系数 | 效率系数 | ||
民和 | 1970—1989年 | 0.05 | 0.81 | 0.64 | 2008—2010年 | 0.28 | 0.74 | 0.43 | |
亨堂 | 1960—1989年 | -0.11 | 0.84 | 0.69 | 2008—2010年 | 0.06 | 0.82 | 0.63 |
表2 水生态产品实物量及价值核算Tab.2 Physical quantity and value accounting of aquatic ecological products |
核算科目 | 类别 | 核算内容 | 单位 | 1986—1995年 | 1996—2005年 | 2006—2015年 | |
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水资源供给 | 实物量 | 灌溉供水量 | 亿m3/a | 10.00 | 12.50 | 15.45 | |
城市供水量 | 亿m3/a | 5.00 | 6.00 | 7.75 | |||
发电供水量 | 亿kWh/a | 50.00 | 50.00 | 57.50 | |||
价值量 | 灌溉价值量 | 亿元/a | 1.10 | 1.38 | 1.70 | ||
城市供水价值量 | 亿元/a | 14.65 | 17.58 | 22.71 | |||
发电价值量 | 亿元/a | 15.00 | 15.00 | 17.25 | |||
水资源存储 | 实物量 | 地表水存储量 | 亿m3/a | 3.98 | 3.95 | 3.80 | |
土壤水存储量 | 亿m3/a | 16.36 | 24.66 | 30.22 | |||
地下水存储量 | 亿m3/a | 24.66 | 22.02 | 24.47 | |||
价值量 | 水资源存储价值量 | 亿元/a | 402.74 | 453.07 | 523.50 | ||
防洪调蓄 | 实物量 | 防洪库容 | 亿m3/a | 15.91 | 15.91 | 15.91 | |
价值量 | 防洪调蓄价值量 | 亿元/a | 142.41 | 142.41 | 142.41 | ||
土壤保持 | 实物量 | 农田调节泥沙总量 | 亿kg/a | 0.08 | 0.17 | 0.19 | |
林地调节泥沙总量 | 亿kg/a | 0.27 | 0.21 | 0.34 | |||
草地调节泥沙总量 | 亿kg/a | 0.26 | 0.27 | 0.58 | |||
价值量 | 减少泥沙淤积价值量 | 万元/a | 9.50 | 11.30 | 22.67 | ||
减少面源污染价值量(折合氮肥) | 万元/a | 38.66 | 41.83 | 70.99 | |||
减少面源污染价值量(折合钾肥) | 万元/a | 42.84 | 46.35 | 78.66 | |||
减少面源污染价值量(折合磷肥) | 万元/a | 891.42 | 964.49 | 1660.08 | |||
水质净化 | 实物量 | 农田净化COD总量 | 亿kg/a | 0.10 | 0.18 | 0.20 | |
林地净化COD总量 | 亿kg/a | 0.38 | 0.39 | 0.27 | |||
草地净化COD总量 | 亿kg/a | 0.84 | 1.31 | 1.60 | |||
价值量 | 水质净化价值量 | 亿元/a | 28.82 | 41.04 | 45.19 | ||
水生态产品价值量总计 | 亿元/a | 604.81 | 670.58 | 752.95 |
图5 研究区2006—2015年单项水生态产品价值量、组成及空间分布Fig.5 Value, composition and spatial distribution of individual aquatic ecological products in the study area during 2006-2015 |
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