中国海岸带湿地台风防护服务价值评估

作     者：黄珠美 

作者单位：厦门大学 

学位级别：硕士

导师姓名：彭本荣

授予年度：2017年

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 08[工学] 0706[理学-大气科学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

主      题：海岸带湿地 台风防护服务 回归分析模型 边际价值 空间分布 

摘      要：海岸带地区是全球人口、经济活动和消费活动高度集中的地区,同时也是海洋自然灾害最为频繁的地区。台风、洪水、风暴潮等自然灾害给沿海地区的生命安全和财产安全带来严重的威胁。海岸带湿地能通过降低台风风速、削减波浪能和浪高、降低台风过程洪水的水位和流速,从而减少台风灾害,这就是海岸带湿地的台风防护服务。尽管海岸带湿地为人类提供了包括台风灾害防护在内的多种服务,但是人类活动已经或者正在导致海岸带湿地的面积不断缩小,其中重要原因之一是没有能够赋予湿地生态系统服务适宜的经济价值。本论文在对台风致灾因子和湿地的台风防护作用机制研究基础上,综合利用环境经济学、计量经济学的理论,以及ArcGIS空间分析工具和MATLAB统计分析工具,建立了我国湿地台风防护服务价值评估模型,并对我国沿海地区经常受台风袭击的海南省、广西壮族自治区、广东省、福建省、浙江省和上海市的湿地台风防护服务价值进行了系统评估。主要结论如下:1)论文系统分析了影响台风灾害的因素(包括台风风速、台风过程的降水、台风影响地区的财产、湿地空间分布等),以及湿地台风防护服务作用机制,在此基础上,论文建立了台风灾害损失回归理论模型。利用2000-2015年间47个具有完整数据的台风资料,对模型进行估计,从而建立了台风损害多元回归模型。模型自变量为台风最大风速、最大降水量和台风经过地区湿地面积对数值,因变量为台风的相对损害值(即台风造成的经济损失与台风经过地区GDP的比例)对数值。模型总体显著性检验与单个变量的检验都显示模型具有高度显著性。回归分析模型调整可决系数R2为0.708,预测值与观测值之间的相关系数R2为0.846,显示出模型具有较好的拟合关系,可以解释超过70%台风相对损害的变化。2)论文根据建立了台风尺度的台风灾害损失回归分析模型,建立了湿地台风防护服务边际价值评估模型,并评估我国湿地台风防护服务的边际价值(平均值、最大值、最小值)。湿地的边际价值最小值为5.50万元每平方千米(台风0807Kalmaegi),最大值为1560.31万元每平方千米(台风0413Rananim),平均值为369.58万元每平方千米,中位值为236.02万元每平方千米。湿地对每场台风的台风防护服务的边际价值受台风路径中经过范围内的GDP和湿地面积的影响,还受台风本身风速和降水量的影响。3)论文根据各地市级行政区受不同等级台风(超强台风、强台风、台风、强热带风暴、热带风暴)影响的概率以及不同等级台风的平均最大风速和平均降水量极值等数据,建立了地市级尺度湿地台风防护服务边际价值、平均价值和总价值的评估方法,分别计算得到各市级行政区台风袭击区范围内湿地台风防护服务边际价值、总价值和平均价值。结果显示,沿海各市台风袭击区范围内湿地台风防护服务边际价值的均值为314.21万元每平方千米(最大值和最小值分别为2045.58万元每平方千米和5.73万元每平方千米),与台风尺度的边际价值基本相同。在地市尺度,台风防护服务的平均价值为383万元每平方千米,平均价值最大的是深圳市,2175万元每平方千米,最小的是昌江市,3万元每平方千米。结果还显示全国湿地的台风防护服务总价值为347.77亿元/年,即目前状况下,湿地每年可以减少347.77亿元因台风导致的经济损失。其中,台风防护服务总价值较大的市级行政区依次为温州、泉州、广州、深圳、东莞,温州市的总价值最高,为29.01亿元/年,昌江市最低,为0.09亿元/年。4)论文估算了网格尺度湿地台风防护服务价值,从而得到了 1km×1km分辨率湿地的台风防护服务价值的空间分布图。在1km×1km网格尺度,湿地台风价值在0到28204.4万元每平方千米之间。统计各个市级行政区范围内1km×1km湿地所提供的台风防护服务总价值,并将其与在地市级尺度上计算得出的台风防护服务总价值进行比较,两者之间的相关关系R2为0.8016,说明本论文研究结果具有很高的一致性和可靠性本文研究中在湿地面积、国内生产总值、台风路径等方面所使用的数据较其他研究更为直观。论文建立的方法不仅可以评估湿地台风防护服务的现状价值,而且可以预测将来随着湿地面积、GDP的变化而导致的台风经济损失的变化。因此,本论文关于湿地台风防护服务价值的评估结果,可与湿地的提供的其他生态系统服务价值的信息一起,为海岸带的湿地保护和修复策略制定提供决策支撑。