深圳湾红树林海岸带生态资产遥感评估
第一章 绪 论
1.1 选题背景
随着经济的快速发展，城市化水平不断提高，给环境、资源、生态带来很大威胁和隐患，诸如：环境恶化，资源枯竭，生态破坏等问题，由其引发了一些严重的社会问题。过去经济社会发展的路径是以环境破坏为代价，忽略了对环境的保护和建设，忽视生态环境自身生态系统服务功能为人类社会提供有形和无形的环境效益。而生态资源本身就是一种资产和资本，为社会经济发展提供原料和资源基础性服务。
红树林是生长于热带、亚热带海湾或河口处潮间带上的特殊的木本植物群落[1]，有―海上森林‖，―海岸卫士‖的美誉。红树林海岸是海岸类型之一，同时是地球上最富生物多样性和较高生产力的生态系统之一，红树林湿地生态系统服务功能强大，在维护生物多样性，调节气候，促淤造陆，生物地球化学和水文循环，降解土壤污染、防风护堤等方面发挥着重要的作用，同时红树林湿地还可作为市民游憩娱乐的场所，也是科普教育、科学研究重要的天然基地和重要对象。
随着地理信息技术的发展和对地观测能力的加强，其在获取地物信息、地面资源调查等方面展现其突出的优势。（1）多时相、多光谱、高空间分辨率使获取地物信息更加丰富，具有实时动态，连续周期性观测能力。（2）通过遥感技术和软件平台可以反演生态资产评估的生态参数，如：归一化植被指数（NDVI）值、植被净初级生产力（NPP）值、植被覆盖度（Vc）等，为生态资产的定量化评估提供技术和数据支持。（3）GIS具有强大的空间分析和数据管理能力，可以分析不同生态类型的生态资产之间的差异。也可为管理部门提供数据管理和查询等服务。
十七大报告中首次提出―建设生态文明‖的重要举措，十八大报告把―生态文明建设作为我国的发展战略任务之一，并首次使用了―生态价值‖概念。生态资产研究迎来了良好的发展机遇。国民经济核算体系不断完善的要求，有些国家和地区提出绿色GDP的概念，把区域内生态资源和生态系统服务的价值定量化、具体化，同时也可作为政绩考核的重要指标之一。
本文研究区的选择具有典型性，深圳湾红树林海岸由福田红树林自然保护区和香港米埔湿地保护区组成，前者为我国仅有的一个位于城市腹地的最小的保护区，同时深圳经济的快速发展已经给当地的环境保护构成很大的威胁，后者已经被国际拉姆萨尔湿地公约组织纳入其保护之中，其重要性不言而喻。亟需对其生态资产的定性估算和评价，用数据和事实告诫人们红树林湿地的真实价值和重要性。
1.2 研究目的和研究意义
1.2.1 研究目的和目标
生态资产的研究参照经验值进行估算的案例较多，但是利用遥感信息技术进行生态资产估算案例较少，尤其用于红树林生态资产估算研究报道更少，模型的构建还存在很多不完善的地方，同时信息技术在湿地资源的调查、资产评估拥有很大的优势，基于此，本文尝试运用生态资产遥感估算模型进行红树林海岸湿地资产的评估。具体目的和目标有：
（1）对典型保护区生态资产的评估。在遥感影像数据、气象数据和其他辅助数据的支持下，构建红树林湿地生态资产遥感估算模型，进而对其生态资产进行估算。
（2）估算红树林海岸生态资产总价值及各生态系统类型单位面积价值，分析不同生态类型价值的差异，合理进行功能分区和科学规划湿地环境提供参考。
（3）对比分析遥感估算模型和经验模型两种不同估算方法结果的差异，并对其分析评价，总结各自方法的利弊。
（4）把生态资产的总价值及单位面积价值与深圳市农业各类型总价值对比分析，用数据和事实让市民了解红树林海岸湿地资源的真实价值，增强人们对红树林湿地环境的理性认识，起到宣传教育的作用，达到保护红树林湿地资源的目的。
1.2.2 研究意义
根据文献综述发现，运用遥感模型对海岸带生态资产尤其是红树林海岸带生态资产进行定量估算的研究案例还很少，同时缺乏完善的遥感评估标准和模式化指标体系的建立。本论文的研究开展旨在丰富红树林海岸湿地研究的理论和方法。对遥感定量评估模型方法评估结果进行验证，验证判断该方法是否具有应用的普遍性和通用性。因此本文是一次有益尝试，一种推进，也是一种延续。
同时，研究结果和报告也可给保护区管理局和相关部门管理和规划提供定量数据支持和对策提议。合理做好规划进一步提高管理水平，优化土地利用结构和类型，使红树林海岸湿地资源价值最大化，实现红树林湿地环境的长期、有效、稳定发展。
第二章 生态资产估算理论与模型
2.1 生态资产的含义
关于生态资产的论述可以追溯的很久以前，古希腊的柏拉图认为森林具有防护水土流失和保持水分的功能。我国春秋战国时期的管仲认为―山泽林蔽‖即―天财之所出。但是具有现代意义的生态资产概念的提出是在20世纪中期。1948年Vogt 第一次提出自然资本（natural capital）的概念，认为生态资源可以作为一种资产在一定程度上可以补偿国家债务。巴西经济学家安东尼奥认为资本不仅包括传统意义的加工资本，金融资本，人力资本，还应包括自然资本;，即自然资源、生命系统和生态构成。
在生态资产的含义上，由于研究学者的学科背景、研究对象、研究目的、出发点不同及研究者的学术视野和知识面存在差异，各学者对生态资产含义理解有所差别，但是大同小异。胡聘等认为，生态资产在时间和空间空维度下，生物与其环境之间的相互作用产生的有形或无形价值的表现形态，彼此是相互依存的关系。陈百明，黄兴文等认为，生态系统服务功能价值是生态系统环境价值的体现，所有权人能够从其拥有自然资源中获得一定的经济利益。张军连等对生态资产解释为商品化的自然资产价值和非商品化的生态系统服务功能价值之和。王建民等认为，生态资产价值是指在一个时空动态范围内，自然资产和生态系统服务功能能够以货币计量给人类带来的福利。潘耀忠等指出生态系统给人类提供了实物型生态产品和非实物型的生态服务，生态资产包括隐形的生态系统服务功能价值和有形的自然资源价值。
本文认为生态资产为自然资源价值和其提供生态系统服务功能价值以及社会综合价值的货币化综合。生态资源其自身就是一种资源和资本，另外其存在就有各种形式的服务功能价值，还包括为社会提供的综合价值。具有时间和空间双重属性特征。换句话说，生态资产就是生态系统产生的直接的和间接的对社会、经济、环境有益效益的综合。
2.2 生态资产的价值构成
生态资产是自然资源价值和其提供的生态服务功能价值之和，不同学者对于生态资产概念的认识和价值构成存在一定的差异，如表2-1所示。
通过对国内外生态资产价值构成的相关文献进行梳理和分析，多数学者认为生态资产的价值包括：有机物质生产、气候调节、营养物质循环、水土保持、涵养水源、降解污染6方面，不同之处可能因研究区和研究对象的特殊性和地域性因素所致。
本研究对生态资产的理解结合研究区实际情况，真实反映研究区与众不同的生态系统价值，认为生态资产的价值构成包括生产有机物质、调节气候、营养物质循环、涵养水源、保持水土、降解污染物，维持生物多样性、游憩效益、抗风护堤、社会综合价值，如图2-1所示。 综合以上分析，本文选取生态资产评估指标为：3个一级指标，10个二级指标。指标内容及含义如下：
（1）生产有机物价值，包括林木价值和凋落物价值。
（2）调节气候价值，包括吸收二氧化碳和释放氧气的价值，主要体现在对大气中湿度和水份的调节，温度调节可以维持大气中的CO2和 O2平衡等。
（3）营养物质循环价值，包括生态系统中 N、P、 元素的循环作用和化学变化，参考生态系统生物量、NPP、各元素在不同类型中的分配率等参数来估算。
（4）涵养水源价值，主要指蓄水、调节径流所产生的经济价值。
（5）水土保持价值，包括保护土壤不被流失，保存土壤肥力所产生的价值。
（6）吸除粉尘和降解污染价值。绿色植物具有吸附有毒气体作用，在吸除空气中的二氧化硫方面具有明显的效果，有利于净化空气，提高空气质量。红树林湿地系统具有吸收和分解有毒重金属污染物质，有利于净化海域水质环境，减轻环境污染所带来的经济损失。
第三章 研究区概况及数据预处理................ 19
3.1 典型研究区的选择.............. 19
3.1.1 我国红树林概况 ............... 19
3.1.2 深圳湾红树林湿地重要地位 ............. 20
第四章 生态参数遥感反演 ................... 39
4.1 植被净初级生产力（Net Primary Productivity-NPP)反演 ....................... 39
4.1.1 NPP 概念模型 ............. 39
4.1.2 求取 NPP 方法模型..................... 39
第五章 生态资产评估 ................ 55
5.1 遥感模型生态资产估算 .................. 55
5.1.1 各生态类型生态资产估算 ............... 55
第六章 生态资产价值分析及其保值增值对策研究
6.1 深圳福田保护区生态资产价值分析
6.1.1 人均生态资产（PCEA）的分析
为量化研究区生态资产的价值，对其价值进行分析。鉴于香港社会经济数据收集的限制，本文对深圳福田红树林自然保护区生态资产价值进行分析。深圳福田红树林保护区作为生态自然资源，主要服务群体是深圳市当地居民，将其生态总资产价值与深圳市社会经济数据进行对比分析。基于此，本文认为人均生态资产（Per capital ecological assets，PCEA）是指一定范围内，在核算期内（一年内）区域内生态环境系统提供的自然资源价值、生态系统服务价值、社会经济效益价值的总资产价值与所属范围内的常住人口的比值。
根据遥感估算模型计算出深圳福田保护区生态资产价值，计算出市、各区人均生态资产（PCEA）价值。通过遥感估算模型和生态价值模型相结合、经验参数模型计算出研究区生态资产总价值分别为遥感估算模型估算结果总价值为15681.28×104元，单位面积生态资产价值为8.67×104元/hm2·a。通过经验模型估算得到研究区内各类型生态资产总资产价值达到 20503.33×104元，单位面积生态资产价值为11.34×104元/hm2·a。取二者单位面积价值均值 10.01×104元/hm2·a，计算出深圳福田红树林自然保护区年生态资产总价值为4205.40×104元。则深圳市、各区人均生态资产价值（福田保护区生态资产价值）如表6-1和图6-1所示。
第七章 讨论与结论
7.1 讨论
（1）文章对深圳湾红树林海岸生态资产进行评估，生态资产估算结果与相关研究存在一定的差异。分析其原因有以下几点：首先该研究区所处地区比较特别，属于海洋生态系统向陆地生态系统过渡的复杂生态系统，从其地球物理化学变化上来看就存在很多不可预测的因素。其次研究区地理位置的不同，其辐射量、降雨和温度都存在一定的差异。另外一些参数无法定量从遥感影像上获取的，因此研究中出现的一些偏差和不同是难免的，这也是客观存在的。
（2）生态资产的价值构成和估算指标选取有差异。因为不同的学者由于学科背景不同，研究目的和角度不同，也可能提出不同指标来，但是总的分析来看，大同小异，共同的地方都选择了生产有机物质价值、调节气候价值、营养物质循环价值、水土保持价值、涵养水源价值、净化空气价值6类生态服务功能价值基本一致。本文在此基础上针对研究区对象的特殊性包含维护生物多样性价值、防风护堤价值、游憩价值和社会综合价值（科学研究价值、宣传教育价值），认为该指标选取是比较全面的，能够客观地反映红树林湿地环境真实的生态资产价值。
（3）运用遥感估算模型进行生态资产估算，其遥感分类的精度和提取植被覆盖度的精度及反演植被净初级生产力 NPP 值的精度，对于估算结果都有直接的影响。所以这对研究者综合能力要求较高，包括收集数据信息的能力、对数据挖掘、整理分析的能力，软件应用能力、对数据分析能力及基础知识的掌握程度等。所以由于本人能力所限，在一些环节上还有待提高，可能会出现人为的偏差和差异。由于经验值模型估算的参考标准依据Constanza等人研究成果有一定的局限性，毕竟其研究范围是全球范围内，考虑的因素都是宏观的和均衡的值，应该考虑到研究区的地域性、特殊性和差异性。
参考文献（略）