基于水质改善成本与生态系统服务价值的晋江上游桃溪流域生态补偿标准研究

作     者：叶浩东 

作者单位：厦门大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄金良

授予年度：2021年

学科分类：12[管理学] 1204[管理学-公共管理] 083305[工学-城乡生态环境与基础设施规划] 08[工学] 0833[工学-城乡规划学] 

主      题：生态补偿 水质 生态系统服务流 桃溪流域 

摘      要：流域生态补偿制度是衡量水资源价值在自然-社会系统中的重要手段之一,有利于缓解流域上下游不同行政区之间产生的以水资源利用为核心的利益冲突。从生态系统服务的角度出发,探讨水资源在自然-人类社会系统中的时空流动过程,在流域水体污染的基础上建立流域生态补偿机制,能够贴合实际需求,缓解流域内部用水矛盾,最终达到各方利益最大化。因此,一套科学的生态补偿量化方案对于实现流域水资源可持续利用乃至陆海统筹具有重要意义。本研究针对晋江上游流域生态补偿金额分配及相应的计算依据不明的问题,选取晋江上游桃溪-湖洋溪流域为研究区域,应用水质监测、地理信息技术、SWAT水文模型、生态系统服务流等方法与技术,开展流域生态补偿研究,取得以下主要研究结果:(1)揭示了桃溪流域水质时空变化特征及其影响因素,并量化了基于水质的流域生态补偿金额。基于2019年4月至2020年7月共16次的桃溪流域水质现场监测数据,发现桃溪流域污染物质浓度具有显著的时空变异性:流域氮污染组分主要是NO3--N和NH4+-N,贡献最大的组分是NO3--N,而越往下游NH4+-N、TP(总磷:Total Phosphorus)浓度明显变大。NO3--N浓度在夏季最高,在冬季最低,TP和NH4+-N浓度在冬季最高,夏季最低。从土地利用方面对水质影响分析结果表明:桃溪流域主要受面源污染,农业用地与建设用地是影响河流污染的重要因素,林地对于改善河流水质有着明显的作用。根据当前地方的污染物处理成本和桃溪流域的水质目标等级,最终计算出基于水质补偿金额为1.19×107元。(2)构建了晋江流域SWAT水文模型,量化了基于流域生态系统服务流的流域生态补偿金额。选取晋江流域安溪、山美水库、石砻三个水文站的径流资料进行校准与验证,三项指标R2、NSE、PBIAS均达到拟合需要,模型的模拟结果良好。利用ArcGIS将晋江流域划分为33个子流域并对其进行产水量制图表达。结果表明,产水量较大的子流域集中在流域中游(14、23、25、17、18号子流域)及桃溪流域(9、10、11号子流域);搜集了流域的各类型用水数据,对其进行制图表达,结果显示:需水量较大的子流域集中在流域下游(27、28、29、31号子流域)及安溪县城附近(13、15号子流域)。应用SWAT模型模拟了晋江流域生态系统服务流空间流动方向以及时空流动特征,明确了流域供给区和受益区范围。桃溪流域在2013年、2016年、2019年中始终是晋江流域水生态系统服务供给方。基于生态系统服务流的补偿金额范围在1.96×107至4.72×107元之间。(3)综合基于水质与生态系统服务流的流域生态补偿金额计算结果,桃溪流域每年应从下游生态系统受益方获得3.32×107至4.72×107元左右的经济补偿。针对上述测算结果,进一步提出对桃溪流域水资源管理的几点建议:探讨确定更细化合理的补偿标准,将补偿金额以乡镇为单位划分;拓宽资金来源渠道,除了政府的财政转移支付,还可以积极探索项目补偿、技术补偿、政策补偿和智力补偿等多种模式;成立晋江流域生态补偿管理小组,负责协调流域内生态补偿资金测算、收缴、分配、划拨、监管等相关事务等。