基于遥感的上海市宝山区海岸带生态资产评估苏盼盼解读.docx

1、基于遥感的上海市宝山区海岸带生态资产评估苏盼盼解读第期年月华东师范大学学报（自然科学版）（）文章编号：（）基于遥感的上海市宝山区海岸带生态资产评估苏盼盼，过仲阳，叶属峰，（华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室，上海；海洋赤潮灾害立体监测技术与应用国家海洋局重点实验室，上海；国家海洋局东海标准计量中心，上海）摘要：运用上海市宝山区海岸带遥感数据、数据和气象数据，基于研究区域生态系统服务功能具体情况建立了海岸带生态资产评估的指标体系利用改进的月总太阳辐射模型和基于遥感的生态资产计算方法，对宝山区海岸带的生态资产进行了评估结果表明：年、年和年上海市宝山区海岸带生态资产总量折合人民币分别为元、元和

2、元；年到年减少了，年均减少；年到年增加了，年均增加湿地在海岸带生态资产总量中具有巨大的贡献，年占，年占，年占驱动力分析表明：人口增长、城市规划等社会经济因素和气温、降水、植被覆盖等自然环境因素变化是影响宝山区海岸带生态资产变化的主要因素关键词：生态资产；植被净第一性生产力（）；海岸带中图分类号：文献标识码：收稿日期：基金项目：年海洋行业公益性科研专项经费资助项目（）第一作者：苏盼盼，女，硕士研究生，研究方向为数据挖掘：通讯作者：过仲阳，男，教授，研究方向为数据挖掘：，（，；，；，）：，￥，￥，；华东师范大学学报（自然科学版）年，：；（）；引言生态资产是自然资产和生态系统服务功能的相互结合与统一

3、，自从世纪年代绿色提出以来，生态系统的服务功能越来越受到人们的重视年，等建立了基于遥感的生态系统评估的指标体系后，越来越多的学者也开始进行生态资产的研究陈仲新等在年测算出中国生态系统效益的总价值是元人民币年（以年人民币为基准），占全球总量的；陈百明等于年分别计算了各省、直辖市、自治区森林生态系统、草地生态系统和湿地生态系统的生态资产价值，得出全国的生态资产价值总量为元人民币；潘耀忠等于年在传统的生态学生态资产单位面积价值研究的基础上，提出了基于遥感定量测量的生态资产价值评估模型；朱文泉等测得中国陆地生态系统年、年及年的生态资产分别是元、元和元人民币，且得出世纪年代以来中国陆地生态系统的生态资产

4、呈上升趋势，其最大值的空间分布也明显向南移动，总体变化率在左右；孙洪泉等在年利用遥感定量测量的方法对长三角地区年和年的生态资产进行了评估，得到了长三角地区的生态资产布局并对其分布状况进行了分析以上研究大都是基于陆地生态系统，海岸带是陆地和海洋相交接的地区，一般定义为大陆架以上的潮间带和潮下带以及相邻的离海岸线以内的内陆本文的研究区域为海岸线向内陆延伸的区域根据宝山区海岸带自身的区域特点，我们将生态系统分为耕地生态系统、林地生态系统、灌木生态系统、水体生态系统、湿地生态系统和建设用地生态系统六大类根据海岸带生态系统的特点，我们建立了海岸带生态资产评估的指标体系和基于遥感的海岸带生态资产计算模型，

5、并对宝山区海岸带年、年和年的生态资产状况进行评估同时，分析了宝山区海岸带生态资产的空间分布状况和时空变化格局，最后通过驱动力分析得到影响海岸带生态资产变化的主要驱动力因子研究成果可为宝山区海岸带的可持续发展提供科学依据研究区域概况海岸带是陆地、海洋和大气相互作用的地区宝山区海岸带位于上海市宝山区沿海地带，处于长江三角洲东北角前沿，黄浦江与长江汇合处该地区年平均气温，属于北亚热带季风性气候，四季分明，日照充分，雨量充沛同时，宝山区海岸带工业发达，经济发展迅速，是中国重要的钢铁基地之一第期苏盼盼，等：基于遥感的上海市宝山区海岸带生态资产评估生态资产评估所需参数及计算方法（）遥感影像数据及其预处理三

6、景上海市宝山区海岸带数据，分别接收于年月、年月和年月，精度为对遥感影像数据进行大气校正和几何校正后，根据研究区的实际情况，将宝山区海岸带分为六类生态系统：耕地、林地、灌木、水体、湿地和建设用地同时，通过归一化植被指数计算植被覆盖度（见图） 图宝山区海岸带年、年和年植被覆盖度（）图，（）气象数据气温数据和降水数据来源于宝山区海岸带气象站点的观测数据，并参考上海市年、年和年的年鉴月总太阳辐射数据则由高程数据通过和在年提出的太阳直射辐射模型（公式）和在年提出的太阳散射辐射计算模型（公式）计算获得原理如下：，（）（）表示直射量；为太阳能通量；为吸收常数；为空气质量比；表示散射量；为辐射扩散系数；为坡度

7、倾角；为太阳高度角（）其他辅助数据包括万植被类型图以及宝山区海岸带的研究区域图各个生态系统单位面积的价值的初始值参照、潘耀忠等设定的陆地生态系统类型的单位面积价值（以年人民币为基准），分别为：耕地元，林地元，灌木元，水体元，湿地元，建设用地的生态资产单位面积的价值视为零（）植被净第一性生产力（，）是衡量植物群落在自然环境条件下生产能力的重要指标，直接反映环境气候条件对于生态资产的影响计算时，本研究参照朱文泉等改进后的模型：（，）（，）（，），（）其中为光合有效辐射，（，）为光能转化率（，）（，）（，），（）式中（，）为光合有效辐射的吸收比例，可以由遥感反演获得；（，）为象元的月总太阳辐射，（，

8、）可由统计数据和年鉴数据计算，得到的空间分布如图所示华东师范大学学报（自然科学版）年 图宝山区海岸带年、年和年植被净第一性生产力（）（），研究方法生态资产测量的指标体系生态资产的价值包括自然资源的价值和生态系统服务功能的价值两部分，有形的自然资产可以直接通过市场价值法求取，而隐形的生态系统服务功能价值则需要建立一系列的评估指标，等（）把生态系统的服务功能分为大类，主要包括可再生服务，不包括不可再生的燃料和矿物质以及大气本研究参照李京等确定的我国区域生态资产评估的生态服务价值确定宝山区海岸带的生态服务价值体系，见表表基于遥感手段的生态资产评估指标序号生态系统服务生态系统功能太阳能的固定与食品生产

9、生产有机物质促进营养元素循环营养物质循环与贮存水调节与供水涵养水源控制侵蚀和保持沉积物保持土壤气体调节吸纳二氧化残气体调节释放氧气生态资产的计算模型和时空分析生态资产是所有者对其实施生态所有权并且所有者可以从中获得经济利益的生态景观实体，其总量与生态系统的质量、类型、面积有着密切的关系，是一个随着时间和空间动态变化的量值根据我国的具体状况，陈仲新等最先对全国的生态资产总价值进行了测算，为建立基于遥感的生态资产总量的计算提供了一种可以借鉴的方法结合国内外的研究状况，综合考虑上海市宝山区海岸带的区域特殊性，在对宝山区海岸带进行生态资产评估中，我们简化研究区域内生态资产总量的公式如下：（）式中，表示

10、研究区域内不同的生态系统类型本文中，分别为耕地、林地、灌木、水体、湿地和建设用地，是表征生态系统功能的各个斑块表示某个生态系统服务功能类型的单位面积价值表示斑块的面积，表示在不同斑块的调整系第期苏盼盼，等：基于遥感的上海市宝山区海岸带生态资产评估数，它是由生态系统的质量状况决定的（，），（）式中，是表征生态系统质量状况的生态参数，不同质量状况的同一生态系统类型的是不同的，其差别由来调整本文在计算时，考虑到海岸带生态系统的复杂性，选取植被覆盖度（）和植被净初级生产力（）作为生态参数进行耦合对于任一象元，调整系数可表示为）（）式中，表示某个象元的的值，表示区域内植被净第一性生产力的平均值，则表示植

11、被覆盖度的平均值生态资产退化是指生态系统的一种逆向演替过程，表现为对自然或人为干扰的较低抗性、较弱的缓冲能力以及较强的敏感性和脆弱性，它是生态环境恶化的结果，在本研究中主要是根据生态资产量的减少来判别结果分析生态资产的布局根据上述各种模型及其计算结果，得到了宝山区海岸带生态资产总量的分布图，如图所示宝山区海岸带由于城市化步伐的加快，城市外围向外不断扩张，各种建设用地的面积不断增长，其生态资产总量比较小，在一些高密度的建筑区，生态资产总量几乎为零由于水体的调整系数比较低，在对整个生态环境的影响中，其权重系数相对林地、湿地等比较小，生态资产总量相对也比较低，但是在黄浦江沿江地带，可以明显看出其生态

12、资产比周围的城市建设区域偏高，说明水体在整个生态环境中不可或缺，特别是在对城市生态环境的缓解中，起到一定的调节作用距离海岸线较近的狭长地带，由于海岸港口码头的聚集，集装箱以及一些沿海工业的兴起，生态资产相对比较低特别是在宝山区海岸带宝钢码头，其色彩成浅黄显示，与右侧耕地和灌木的绿色区域对比，显示城市建设大面积区域对生态环境的影响不可忽视 图宝山区海岸带年、年和年生态资产布局，由年、年和年宝山区海岸带生态资产分布状况可以看出，宝山区海岸带生态资产的布局存在一定的变化年，宝山区海岸带西北部地区较东南部来说，生态环境状况良好，可以看出大面积的绿地和灌木，其中还不乏生态资产总量较高的深色区域 华东师范

13、大学学报 （ 自然科学版 ） 年 到 整个区域的生态环境状况基本一致 ， 西北部地区的生态资产总量明显降低 与西 年， 北部 相 比 ， 东南部区域的环境状况没有比较大的变化， 但在小区域范围内也能发现生态退 且在整个区域中 ， 化 年宝山区大部分区域的生态资产总量都在增加 ， 年的生态资 产分布均匀 东南部的生态状况明显好转 ， 沿海码头区域也出现了生态资产量的上升 根据宝山区海岸带的生态资产布局和各个 像 素 的 象 元 值 做 统 计 分 析 可 知 ， 上海市宝山 区海岸带 年、 年和 年的生态资产价值量和生态资产变化如表 和图 所示 所示 表 年、 年和 年宝山区海岸带生态资产分布表

14、 ， 土地利用类型 耕地 林地 灌木 水体 湿地 建设用地 总计 生态资产价值 万元 面积 生态资产价值 万元 面积 生态资产价值 万元 面积 ） ） 图 宝山区海岸带 和生态资产 （ 的变化 年、 年和 年各类型面积 （ ） ， （ 表 和图 的结果显示 ， 从 上海市宝山区海岸带的建设用地的面积 年到 年， 而耕地 、 林地 、 灌木 、 湿地的面积在减少 ， 其中湿地面积减少了大约 湿地 明显增加 ， ， 在生态环境中具有不可替代的作用 ， 是生态环境的优化器 ， 湿地面积的减少降低了区域生态 资产总量 ， 由 减少了 从 年的 亿减少到 年的 亿， 年到 宝山区海岸带的灌木的面积没有明

15、显的变化 ， 建设用地 、 湿地的面积在增加 ， 耕地 、 年， 、 ， 林地 和水体的面积在减少 宝山区海 岸 带 的 生 态 资 产 总 量 在 元， 年 达 到 较 年增加了 利用 我们得到宝 年、 年和 年宝山 区 海 岸 带 生 态 资 产 的 空 间 分 布 数 据 ， ） 山区海岸带生态资产的年际空间变化状况 （ 见图 根据研究成果 ， 参照孙洪泉 根据生态 资产变化率对变化情况的划分标准 ： 生态资产降低 生态资产降低 为严重退化 ； 生 态 资 产 变 化 范 围 在 生态资产增加 为中度退 化 ； 为 基 本 保 持 ； 第期 苏盼盼 ， 等： 基于遥感的上海市宝山区海岸带

16、生态资产评估 生态资产增加 本文将研究区域分为五 为中度增长 ； 为 快 速 增 长 ） 种： 快速增长区 、 中度增长区 、 基本 保 持 区 、 中度退化区和严 重 退 化 区 由 图 （ 可 见， 只有 这是 上 海 市 宝 山 区 海 岸 带 近 年 来 对 城 市 绿 地 少量区域和河流沿岸有生态资产总量的增长 ， 和街道灌木加强管理的结果 在颜色为红色的 区 域 ， 生 态资产 总 量 下降 比 较严 重 总体上来 说， 研究 区 域 的 大 范 围 内 ， 生 态 资 产 都 有 不 同 程 度 的 下 降 图 （ 则 表 明， 宝山区海岸带 ） 特别是在西北部 ， 很大区域处于中度增长区 年到 年的生态资产在均匀上升 ， ） 、 ） 图 宝山区海岸带 生态资产的年际空间变化 年（ 年（ （ ） ， （ ） 生态资产布局的驱动力分析 上海市宝山区海岸带近年来的生态环境状 况 浮 动 变 化 ， 造成这种情况的原因主要有以 下两个方面 （ ）社会经济因素 宝山区海岸带