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生态流量概念范文1
在国外,早在 20世纪 80年代后期开始,就已经开始了森林价值评估相关探索,其中尤以联合国环境署推出的《环境经济综合核算(SEEA)》为权威。总体来讲,迄今关于森林资源的评估,已经形成了主流的知识体系。在我国林业行业也有几支力量比较严谨,其研究案例甚至得到了国际好评。但是,由于我国森林资源评估业务膨胀太快,尤其是出现过几个误导因素,导致了目前的乱局,以下从 5个方面分别探讨。
1 森林的资产价值和服务价值的区别
笔者认为,我国大部分森林评估案例混淆了森林资产和森林服务的区别,并错误地使用生态服务功能这个概念,把森林资产价值和服务价值相加以表达森林的价值,我认为是不妥的。举个案例,某市的林地价值是 X亿元,立木价值是 Y亿元,森林的某年产品和服务的价值是 Z亿元,那么该市的森林价值是(X+Y+Z)亿元。这是错误的,就好比把一处果园的价值与这处果园某年的产品价值相加,并称其为服务功能的价值。据《联合国生态系统千年评估报告(MA)》可知,服务与功能是两个概念:生态系统功能(Ecosystemfunction)是指与生态系统维持其完整性的一系列状态和过程相关的生态系统的内在特征,包括分解、生产、养分循环,以及养分和能量的通量变化等过程;生态系统服务(Ecosystemservices)是指人类从各种生态系统中获得的所有惠益,包括供给服务、调节服务、文化服务,以及支持服务。按照 MA的定义以及很多作者的界定,服务是自然生态系统的最终产品,它有时间量纲(国际上为简洁表述,界定生态系统服务与生态系统产品和服务两个表述内涵相同);而功能是森林生态系统这种自然资源的一种属性或过程。这类功能如果被利用,它就变为服务,也就产生了计量和计价的可能,人们可以对资源资产计量和计价,但无法对其属性或过程计量和计价。MA的综合报告和系列专题的原文(英、法)中没有出现过服务功能这个概念,MA是由来自95个国家的1360位学者完成的,我们不能忽视。
美国 RobertCostanza等 13位作者发表在《NATURE》的《全球生态系统服务与自然资本的价值》一文,在中国被视为资源价值评估领域的圣经,但也曾被错译。错误译文把生态系统功能和生态系统服务译成生态系统服务功能。这个错误错在何处,打个比方就理解了。如一座宾馆,宾馆是资产,接待是服务,它开展接待,收入是服务收入,但不是资产的价值。尽管产生服务收入的前提是宾馆资产,但却是两回事,我们既不可以把宾馆的服务收入叫做服务功能价值,也不可以把宾馆的资产价值叫做服务功能价值,更不可以把宾馆的资产价值加上年度收入,并称其为服务功能价值。这也就是森林资产和服务的区别。当然,同样出自多个国际机构之手的诸如《环境经济综合核算(SEEA-2003)》、《生态系统与生物多样性经济学让自然资源经济学成为主流(TEEB)》(2010)等文献,也都是秉持服务价值和资产价值,而不是服务功能价值这样的概念,这是不容置疑的。
2 森林资产 服务等的概念必须与环境经济综合核算(SEEA)相统一
资产、产品、服务等,是国民经济核算的基本核算对象。二战以后在西方国家逐步产生的国民经济核算体系,被称为 SNA体系,我国原来学习苏联,采用的是物质产品平衡表体系(MPS),此后也转用SNA。SNA包括资产核算和生产核算。资产、产业的概念和分类,生产、服务的概念和分类,联合国统计署都有标准。各国统计部门,也都有统一、细化的标准,这个标准工具,就像一部大字典,绝非可以随意编造,所以,原则来讲,同一国不同地区的GDP可以比较,各国的 GDP也可以比较。SNA的核心指标之一是国内生产总值(GDP)。过去,这个 GDP统计,虽然扣除了生产过程中的中间投入(如原材料、能源等),但却疏忽了扣除环境成本,这导致了发展的不可持续性。联合国统计署于 1993年,对原有的 SNA体系进行了改进,设想在资产平衡表中列出那些被忽视了的自然资产,从而勾画出了一个扩展到环境账户的 SNA框架,在国际上称为 SNA-1993。我国当时驻联合国环境署副代表李金昌教授参与了这项工作,回国后他和林业经济专家孔繁文研究员以及一批弟子,于 20世纪 80年代后半期,在我国创新性地开展了自然资源评估研究。联合国统计署于 2003年推出了环境经济核算体系(SEEA-2003),我国有正式译本。2012年2月,联合国统计委员会又批准了环境经济核算体系(SEEA)核心框架 (SEEA-2012)。但这个SEEA,目前仍然作为 SNA的一个卫星帐户。
森林资源评估,是想揭示森林这种自然资产及其产出的价值当然是指以前不能进入 SNA统计体系的森林资产成分。如果对于某一个核算期的期初资产存量和期末资产存量加以评估,就能看出这段期间资产的增减,从而可用于衡量发展的真实业绩。但是,这个新定义的森林资产的新含义是什么?森林产出的新含义又是什么?这些新资产和新产出又是什么关系?不搞清楚这些,就无法开展科学的评估。
3 关于自然资产的概念及其分类
传统意义上的资产(assets),是指企业、自然人、国家拥有或者控制的能以货币来计量的经济资源。这样的资产有以下特点:第一,能给业主带来经济利益;第二,由业主所控制。常见的资本(capital)一词,其含义是业主的本钱,是资产的价值形态,有自然资本、人造资本、人力资本、金融资本、信息资本等形态。因此也常叫做自然资本与生态服务评估,虽然二者在经济学上有很大的不同,但在这里,基本是一个意思。我国国民核算中使用的资产也是指经济资产。根据存在的形态不同,资产分为金融资产与非金融资产,非金融资产又分为人造资产和非人造资产。问题是,无论 SNA1993,还是 SEEA系列文献,为了把控经济发展对自然资源和环境的影响,都明确地提出了自然资产的新概念。那么自然资产的新概念是什么呢?
最初,人们认为自然资源中只有那些可以控制并有用的资源属于自然资产,所以称为自然资源资产。但是,很快,权威的自然资源经济学者们形成了一个共识并被普遍接受,即没有什么自然资源不对人类有用,都属于自然资产范畴。例如,足够权威的《环境与资源价值评估理论与方法》一书的作者弗里曼就说,自然环境是一个资产体系;史密特也认为,应将自然资源和环境资源均作为有价资产。所以,在 SEEA里,所有的地球自然资源与环境,都成了应评估的自然资产,《SEEA》就采纳了这个意见[1,5,7-8]。RobertCostanza等早先发表在《NATURE》的《Thevalueoftheworldsecosystemservicesandnaturalcapital(全球生态系统服务与自然资本的价值)》也早这样做了[5]。这样,现在流行的 自然资源资产和环境资产之说,实际就是自然资产或环境资产了。那么,环境资产、自然资源资产或自然资产,都是一个意思了,但最规范的表述是自然资产(Naturalassets),其定义是:由一个经济体所拥有的全部自然要素[1]。这类自然资产,通常都是一个具有多种属性的资产的集合体。如森林资产,包括林地资产、立木资产、形成各种非林木产品的资产、景观资产、产生各种生态服务的资产,以及相关品牌资产等。有时这类自然资产还与人文资产结合,构成一个更加宽泛的资产集合体(如人文自然景区)。
资产必须有分类标准,否则就会导致把非同一类别或非同一个层级的资产数据相加,导致统计混乱,自然资产尤其如此。联合国已经有产业分类标准(ISIC)和产品分类标准(CPC)等,但需要拓展,加入那些新来的成分。联合国虽然还没有来得及做这件 事,但 是 一 些 基 本 的 概 念,在 SEEA2003、SEEA2012中已有共识,各国也都在遵守。关于这些知识,侯元兆等 2005年出版的《森林资源核算:理论方法》[7]一书(尤其是该书第二章:森林资产的定义和分类)有详细引介,欧盟 2002年公布的《欧洲森林环境与经济综合核算框架(IEEAF)》,对森林资产的概念及其分类有更详细的论述。归纳这些研究,其核心意思是,
自然资产包括以下 3个部分:1)来自 SNA概念体系之中的经济资产、原来分类上属于人造资产的资产;2)来自 SNA概念体系之中的经济资产、原来分类为非人造资产的自然资产;3)被 SNA体系忽略的那些自然环境要素,也属于自然资产,它们是除了上述两方面认定范围之外的那些自然资源与环境要素。归纳来讲就是:原概念:经济资产(非金融资产部分)=人造资产 +非人造资产。现概念:资产(非金融资产部分)=人造资产 +自然资产。人造资产排除了原经济资产定义中的自然资产;自然资产为原经济资产定义中的自然资产 +其他自然资产与环境。自然资产这个概念,扩展了原来的经济资产概念,把自然资源与环境也包括在内了。自然资源或环境的功能,因为是自然或环境的固有属性或属于生态过程,因此这类自然资产的功能属于资产范畴。同时,它重新整合了经济资产中对自然要素的归类,将处于人造资产和非人造资产不同类别中的、与资源环境有关的内容归到一起,形成了一个完整的新的自然资产概念。经这样处理以后,在自然资源及环境核算中,自然资产将与经济资产中留下来的人造资产(Mannedassets)并列,为系统描述经济与环境的关系提供了前提。构成新自然资产概念的其他自然资产与环境这个部分,过去没有进入市场,更没有进入核算视野,正是我们要纳入森林资产评估的。
4 关于生态系统服务的相关概念
生态系统服务是指人类从生态系统获得的各种惠益。人类福利主要来自于生态系统服务,没有生态系统服务,就没有基本的人类福祉[4]。Constanza等将生态系统提供的产品和服务统称为生态系统服务(Ecosystemservice)。他也指出,生态系统服务与生态系统功能不是一回事[5]。生态系统服务的经济价值构成的分析和科学分类,是进行生态系统服务的经济价值评估研究的基础。一般认为生态系统服务的总经济价值(TEV)包括:利用价值(UV)和非利用价值(NUV)两部分。利用价值又分直接利用价值(DUV)和间接利用价值(IUV)。非利用价值(NUV)包括遗产价值(BV)和存在价值(EV)。Constanza等将全球生物圈分为 16个生态系统类型,并将生态系统服务分为17个类型。很多研究均以其生态系统服务分类方案开展对生态系统服务价值的评估。
目前,人们对生态系统的复杂结构、功能和过程,以及生态过程与经济过程之间的复杂关系等,还缺乏准确定量认识,生态系统各种服务的量化及各组成之间的可加性等仍存在问题。对生态系统服务价值的定量经济评价存在着粗略性。除了生态产品有市场价值外,由于许多类型的自然资本和生态系统服务的许多方面不进入市场,对这类生态系统服务的定量价值研究,只能是估值。下面是国际上已有定论的几个相关概念。生态系统服务:我国常简称生态服务。生态系统服务是自然资产的最终产品,来自生态成分、进程和功能。计量和估价生态系统服务的原则是以生态系统各成分为基础,而不是广阔的生态系统。只有计量和估价是建立在空间和时间上截然不同的单元之上时,价值的加总才有意义。
生态系统产品:是指自然生态系统所产生的,能为人类带来直接利益的有形产品,如木材、森林食品、林产药物、工业原料等。这里的表述没有包括生态服务。一些文献中,为了论述便利,通常把生态系统产品和生态系统服务用一个术语来表述,即生态系统服务,中文更为简练的表述是生态服务。生态产品就是生态服务。联合国千年生态系统评估(MA)把生态系统服务分为 4类,基础是支持服务,在这个基础上产生的是供给服务、调节服务和文化服务,具体种类有:空气净化、水源涵养与净化、调节和稳定局部气候、吸纳废弃物、土壤保育、作物授粉、害虫天敌保护、种子传播、养分循环、生物多样性维持、关键工农业生产要素提供、紫外线防护、风浪抑制、森林文化、森林游憩等。它们是地球上所有生命的生存支持系统,人类的福利和繁荣依赖于生态系统提供的服务。支持服务:为提供其他的生态系统服务而必需的生态系统服务,如产出生物量、土壤的形成和保持、养分循环等。调节服务:从对生态系统过程的调节(如调节气候、水资源以及对一些人类疾病的控制)中所获得的惠益。供给服务:从生态系统中直接获得的产品,如食物、纤维以及淡水等。文化服务:通过丰富精神生活、发展认知、思考、消遣娱乐以及美学欣赏等方式,使人类从生态系统获得的非物质惠益,包括知识体系、社会关系以及美学价值等方面。
处于核心位置的三角形,就是支持服务,法国人称之为自养服务,就是这类服务主要是支持生态系统自身运转的,人类很难直接受益,也就是说,某些支持服务不应被核算。在我国通常把森林生态系统服务归纳表述为以下方面。森林涵养水源服务:森林在 1年内对所处流域的水量和水质增或减的影响。森林保育土壤服务:森林在其流域范围内,在平均年份下,1年内保护土地和育成土壤的总量。森林固碳制氧服务:森林 1年的固碳总量和氧气释放总量。森林调节气候:森林在正常年份下对于区域气候的温度和湿度调节效果。净化环境服务:森林在滞尘、减噪、吸收有害气体、增加负离子、释放萜烯类物质,以及减少太阳辐射等方面的作用。森林生物多样性庇护服务:生物多样性(Biodiversity),是指物种多样性、遗传多样性、生境多样性。这个定义不能简单地移植用于森林生态系统服务核算。森林农业防护服务:正常年份树木群落改善农作物生产环境的增产效益。森林景观和游憩服务:因森林存在而形成的景观与生境所提供的美学服务,是森林的景观服务;森林接纳入林游憩是其游憩服务。
森林生态系统的功能只有对人类社会直接有益并被社会享用时才能转化为服务。通常这种服务的计量以 1年为时间单元。不同属性的服务的计量单位不一样。从经济的角度出发,生态系统服务可被视为社会从自然资本获取的红利。维持自然资本的存量可确保未来能持续提供生态系统服务。
5 存量(资产)和流量(服务)的区别
自然资产的价值,指自然资产在某一个时间点上的价值,它是一个存量,没有时间量纲。国民核算中,通常是对一个核算期的期初资产存量和期末资产存量进行核算,从而考察自然资产存量的变化。如果自然资产存量是下降的,那么,即便是这个期间的产值每年都很大,但赖以发展21的自然资产减少了,这就导致了发展的不可持续性。以往数百年的工业发展和财富积累,正是属于这种情况。而生态服务的价值,有时间量纲,它总是意味着某一个时间段内的产值,比如一年内。这里涉及到下面两个概念:存量:是在某一时点上测算的资产的量,无时间量纲。在林业上,清查的林地面积、森林面积、林木蓄积等都属于林业资产的存量。变量:存量并非不变。一个资产核算期的期初存量和期末存量之差,就是该资产的变量。这个变量有正有负,变量下降,来自于森林资产的耗减和退化,变量上升,来自于资源的培育和生长。流量:流量是必须按一定时期测算的量,有时间量纲。如产量是某一时期生产的产品流量;收入为一时期的货币流量,有时间量纲。在林业上,年度造林面积、采伐量、生长量、森林生态服务等,都是流量。
存量与流量的关系:两者之间有的有对应关系,有的无对应关系。对于有直接的存量对应物的流量来讲,存量之变量来自流量,存量之变量在两个特定时点之间在量上的任何变化,又取决于其流量对应物在该时期内的大小。在林业上,森林资产,在连续的两次清查期间的存量的变量(增减),就是来自于这两次清查期间的流量积累。在这里,期初的存量和期末的存量之差,等于期间的流量之和。林地面积、森林面积、立木蓄积等都是如此。在我国的很多评估案例中,没有搞清楚上述概念的根本区别,往往把多年积累的资产存量价值,与 1年的服务流量价值相加,再进一步以此两个非同类的数据之和去除以某区域、某年的整体 GDP,求得森林产生的绿色 GDP,这是违反经济学的。GDP是国内生产总值,是一个流量,不能以森林资产价值垫底。
生态流量概念范文2
关键词:生态水文学 西部地区 生态需水
1、生态水文学的发展
水文学(Hydrology)是地球科学的一个重要分支,它研究地球上水的起源、存在、分布、循环和运动等变化规律,并运用这些规律为人类服务的知识体系[1]。自从科学界公认水圈、岩石圈和大气圈都从地圈中分离出来,并作为地球的独立圈存在后,水文科学的形成就有了其基础和地位[23]。
人类进入20世纪末,由于社会经济发展,人与自然的冲突加大,生态环境问题愈来愈突出,如湿地的退化、河道断流、入海水量减少、水体污染加剧等等。近20年来,生态学家们愈来愈意识到水文过程对生态系统功能的重要影响。但是,缺乏了解水文过程与生态系统植物群落变化与相互制约的内在联系。同样,过去水文学家关心最多的是洪水与干旱的成因、工程水文的实际的设计应用等。但是,随着生态与环境问题的重视与提出,愈来愈多的水文学家开始关注与水相关的生态问题,例如流速如何影响河道内的植物生长?河川径流的情势与滨岸生境生态过程之间是如何相互作用与联系的?由于水文循环联系地球系统地圈~生物圈~大气圈的纽带作用,水文循环过程的变化与其相关的生态环境的变化交叉研究与社会需求,产生了新的学科生长点,即生态水文学(Eco-hydrology)。
生态水文学是20世纪80年代以后逐步发展的一门新兴交叉学科[1-20]。它重点研究陆地表层系统生态格局与生态过程变化的水文学机理,揭示陆生环境和水生环境植物与水的相互作用关系,回答与水循环过程相关的生态环境变化的成因与调控。利用生态水文学原理可以积极地用来保护和改善自然景观,正确指导生态环境脆弱地区的生态环境建设与水资源管理。
生态水文学的提出与发展大致在20世纪70年代以后。早期的生态水文学主要定义在生态湿地系统范畴。例如,1996年Wassen等学者专门撰文[44],认为“生态水文学是一门应用性的交叉学科,旨在更好地了解水文因素如何决定湿地生态系统的自然发育,特别在自然保护和更新方面有重要价值”。
1971年,联合国教科文组织(UNESCO)正式启动人类生物圈(MAB)计划,水生生态系统研究成为该计划中的一个重要项目。第一阶段的会议于1986年在法国图卢兹召开,主要讨论了土地利用对水生生态系统的影响。会议期间,确定了一个具有决定性意义的主题:陆地生态系统和水生生态系统之间的过渡带,对生物化学循环和景观镶嵌体具有重要的调控作用。因此,过渡带的研究被推荐为UNESCO未来生态系统工作的重点。它是生态水文学发展的雏形阶段。
1988年,UNESCO组织了过渡带研究的国际专题研讨会。期间,国际应用系统分析协会和匈牙利科学研究院筹划了水陆过渡带功能方面的合作研究项目,试图通过对生态过程的充分理解,确定过渡带恢复或重建的管理思想。
1996年9月在法国召开了“小流域生态水文学过程”研讨会。会议共收到30篇论文,研究集中在小尺度上,内容主要包括土壤和大气相互作用的模拟,径流产生过程和水流路径、水量和水文生物地球化学行为等。在这次会议中,还讨论了分区和尺度的影响问题,分析了气候变化对水文行为和数量的影响。1997联合国教科文组织出版了“小流域生态水文学过程”会议文集。
联合国教科文组织(UNESCO)国际水文计划(IHP)是由世界各个国家政府组织参加、在国际上有重要影响的水科学及其相关的水资源和环境科学的大型国际研究计划。从1965-1974联合国科教文组织实施国际水文十年(IHD)计划后,IHP已经执行了五个阶段,其中:第一阶段(IHP-I,1976-1980)着重人类活动影响,水资源与自然环境之间关系的研究;第二阶段(IHP-II,1981-1985)着重于把研究领域扩大到各个特定的地理、气候区域,并向着综合利用水资源的水问题方向发展;第三阶段(IHP-III,1986-1990)定名为“为经济、社会发展合理管理水资源的水文学和科学基础”,除继续把水文科学作为重点外,把计划内容扩大到合理管理水资源;第四阶段(IHP-IV,1991-1995)研究计划重点是“大气-土壤-植被”之间的水循环关系,全球气候变化对陆地水文过程的影响。
IHP第五阶段(IHP-V,1996-2001)方向是“脆弱环境中的水文水资源开发”,由三个模块、八个主题和31个计划项目组成。模块1的资源过程与管理研究中主题2是“地表生态过程”。生态水文学是IHP计划的核心内容[14-19]。之后,生态水文学得到了迅速发展。从1996年到2002年,联合国教科文组织国际水文计划召开了一系列生态水文学研讨会。
1997年国际水文计划出版了专集:生态水文学—水生资源可持续利用的新范例。文集指出生态水文学主要是为了研究水循环过程、机制与生物、非生物之间的相互关系。水生环境的水量、水质和某些过程,不仅受气候因素的控制,而且在很大程度上受生物因素的影响。因此,生态学和水文学知识的综合,被认为是一个研究水和生物关系的合适的新工具。这本书首次提出了新的、具有挑战性的概念——生态水文学,建立淡水资源可持续发展的基础。图1表明了生态水文学与以往生态学和水文学思维的不同方式:
1998年5月在波兰召开了UNESCO IHP-V2.3-2.4工作组会议。同年,出版了会议文集,主要包括以下4个方面的内容:1)介绍了生态水文学的框架和研究领域;2)提出了当前存在的缺点和未来发展路线;3)宣传生态水文学的概念,认为河流生态系统是受水文过程控制的“超有机体”。确定生态水文学研究的目标为:(a)比较和评价现有的水文和生态过程相互关系的信息;(b)评论预测的潜力、确定未来研究最重要的方向;(c)识别与水文过程相关联的环境问题层次;(d)定量生物因素、非生物因素之间的联系以及它们在水中的沉积物质、营养物质和污染物质运输、转化中的作用,以确定从区域到流域尺度上的转移路径;(e)以可持续发展为目标,建立可操作性的程序交互平台以及科学家、政策制定者和决策者之间新的思维方式。这一出版物为生态水文学的研究提供了指导作用。
1999年9月8日至22日,IHP-V组织了生态水文学研究进展方面的会议,在不同科学团体之间交流了生态水文学的研究成果。会议为来自24国家的不同领域的年轻科学家提供了辩论的机会。在生态水文学和水资源管理方面,科学家交换了基础性研究和应用研究的最新观点。基于研究过程中得到的数据和知识,科学家讨论和提议了生态水文解决环境问题的潜在办法。2000年出版了生态水文学研究进展文集。
需要指出,IHP-V中生态水文计划的核心目标旨在从流域观点、从河流系统与自然社会经济的联系中,理解生物和物理过程的整体性,以提高水资源的管理水平。专家们认为,当今世界范围的水资源问题已经受到来自全球气候变化和人类自身经济开发活动的巨大影响与挑战。在面对不断变化环境的水资源管理中,生态水文学的研究方法和思想将是最好的、可持续的方法。这一范例认为,流域就好像一个超有机体,它具有反抗压力的抗性和弹性特征,是面对变化环境下水资源可持续管理的最有效的一个工具。
1999年,为倡导生态水文学方面的科学研究,国际知名的英国水文研究所正式改名为“生态水文学研究中心”。
同年,英国谢菲尔德大学(Sheffield University)自然地理系 Andrew J. Baird博士和德比大学(Derby University)自然地理系高级讲师、美国国家大气研究中心项目科学家Robert L. Wilby博士共同编著出版了《生态水文学》。它是综述有关陆生环境和水生环境植物与水分关系问题方面的第一本书,阐述和探讨了各种环境植物与水分相互作用问题。该书对于水文学家、生态学家、自然保护学家以及研究生态系统、植物生活和水文过程的其他学者有很大的参考价值。中国科学院寒区旱区环境工程研究所赵文智和王根绪博士翻译出版了该书的中文全文[44]。
目前,在生态水文学或水文生态学的研究领域,活跃着一大批科学团体,使得这一领域的研究有了很大的发展。在联合国教科文组织国际水文计划(UNESCO IHP)-V(2.3/2.4)的支持下,由Maciej Zalewski 组织出版了一系列“生态水文学”专集,是一个里程碑。以后“生态工程杂志(EEJ)”杂志、“水文科学杂志(HSJ)”都出版了“生态水文学”专刊。以Zalewski为特约主编致力于生态水文学研究的新期刊。国际水文科学协会(IAHS)也专门由Acreman博士主编了“水文生态学”有关专集。
进入21世纪后,国际水文计划(IHP)实施2002-2007年新的第六阶段计划,方向确定为“水的相互作用:来自风险和社会挑战的体系”。主要的不同点是需要考虑下面若干方面新的研究与挑战的问题,即:地表水与地下水、水文循环的大气与陆地部分、淡水与咸水、全球化的流域与河流尺度、质与量、水体和生态系统、科学与政治、水与文化。它由五个主题组成:主题1、全球变化与水资源;主题2、流域地表水与地下水动力学集成;主题3、陆地生境水文学;主题4、水与社会;主题5、水教育与培训。其中主题3的陆地生境水文学仍然是生态水文学核心内容。
总之,生态水文学是现代水文科学与生态科学交叉中发展的一个亮点,它以生态过程和生态格局的水文学机制为研究核心,以植物与水分关系为基础理论,将尺度问题贯穿于整个研究之中,研究对象涉及旱地、湿地、森林、草地、山地、湖泊、河流等。因此,生态水文学的发展对我国生态环境建设,将会有重要的促进和推动作用。
2. 国内外生态需水研究的问题
生态需水(Ecological water requirements)是生态水文学中的一个重要的研究课题。凡是联系到与水相关的生态系统自然发育、气候变化和人类活动干预下的生态系统退化等问题,都需要回答维系生态系统所需求的水或者河川径流等问题。在国际上提出生态需水的概念与研究生态需水的理论与方法,已经有了一段历史。在我国,生态水文学的研究刚刚起步,生态需水理论与方法还有待于发展与完善。
早在20世纪四十年代,随着水库的建设和水资源开发利用程度的提高,美国的资源管理部门开始注意和关心渔场的减少问题。美国鱼类和野生动物保护协会对河道内流量与鱼类生长繁殖、产量的进行了许多研究,提出了河流最小环境(或生物)流量的概念,已有学者撰文强调了河川径流作为生态因子的重要性。
在20世纪70年代后,澳大利亚、南非、法国和加拿大等国家针对河流生态系统,比较系统都开展了关于鱼类生长繁殖、产量与河流流量关系的研究。以大马哈鱼的河流生境(habitat)需水为例,加拿大哥伦比亚大学(UBC)有关学者通过大量的实地调查,分别获得了维系大马哈鱼到淡水河流繁衍所必需的河流生境的基本生态需水基本数据,其中包括适宜的流速和水深等。进一步,他们绘制了大马哈鱼繁衍所必需的河流生境质量的高低与基本生态需水(流速和水深)之间的曲线关系。
为了保护水生生物或生境,通常是基于河流物理形态、鱼类和无脊椎动物确定最小或最佳的生态需水流量。但是,这一流量仅仅考虑了渔业的流量需求或者湿地对水的需求,并没有体现生态系统的完整性。国外学者G. E., Petts认为,在河流管理中生态的需要与河流流量变化特征相联系应该至少考虑3个方面,即:(1)纵向的连接;(2)洪泛平原的流量;(3)维持河道的流量,包括最小的和最适宜的流量。基流流量的自然频率和持续时间也应加以考虑,无论何时,都要尽可能地保持生态可接受的流量变化。
Gleick提出了基本生态需水量的概念(basic ecological water requirement),其概念实质是生态建设(恢复)用水[10]。Falkenmark区分了绿色水(green water)和蓝色水的概念,指出从“蓝色”水的社会利用部门转向利用“绿色”水的生态系统中来,这种“绿色”水储存在土壤中用于蒸发或合成植物有机体。事实上,“绿色”水就是生态需水的概念,这种“绿色”水的概念适用于水生生态系统和陆地生态系统。
直到20世纪90年代,随着国际水文计划等大的项目推进,研究的对象开始打破过去局限于所关心的物种(如鱼类)或某一单一目标的情景,人们才开始考虑维持河流系统完整性的生态流量需求,提高对河流生态系统保护的有效性。但是,由于在西方发达国家,并没有中国西部如此生态问题的多样性和复杂性,因此,他们对生态需水的研究主要集中在维系自然生态系统平衡的方面,比较少考虑高强度人类活动大量挤占生态需水的现实问题。
中国是一个降水时间空间分布非常不均匀、人口压力大的发展中国家。人口、资源与环境的矛盾比较突出。就中国西部地区而论,20世纪90年代以前的水资源规划与配置管理中,很少涉及生态环境建设与生态需水问题。水资源可持续利用与合理配置是从国家“九五”攻关项目开始,提出的“生态需水”是一个新生事物。在中国,由于生态水文学基础研究起步比较晚,大家对于“生态需水”概念的理解也不尽相同。许多国内文献书籍、研究报告出现有“生态需水”、“生态用水”和“生态耗水”多个名词。有人认为它们的概念与涵义是不同的,但是有人认为它们都是指一回事(见文献[22]、[26-46])。
1989年,中国科学院地理研究所汤奇成较早提出生态用水问题[45]。他认为“为了保证塔里木盆地各绿洲的存在和发展,必须要保护各绿洲的生态环境,而生态环境的保护也离不开水,这部分水可统称为生态用水”。1995年[46],他认为“对生态环境用水很少或根本没有安排,这种情况必须彻底加以改变,否则干旱区绿洲外的环境将日益恶化;应该在水资源总量中专门划出一部分作为生态环境用水,另一部分为国民经济各部门的用水,包括工、农业及城市生活用水等”。以后许多专家学者对生态需水、生态用水和生态耗水等,提出不同的观点、定义和研讨,丰富了生态需水的理论与学术研究。
2001年,由钱正英、张光斗主编正式出版了的中国工程院重大咨询项目研究成果“中国可持续发展水资源战略研究”[27]。提出我国水资源的总战略必须以水资源的可持续利用支持经济的可持续发展;建议从防洪减灾、农业用水、城市和工业用水、生态环境建设等8个方面实行战略性改变,在中国大地上真正展开一场提高用水效率的革命。在该报告中,对生态用水做的定义是:“从广义上说,维持全球生物地理生态系统水分平衡所需用的水,包括水热平衡、水沙平衡、水盐平衡等,都是生态环境用水;狭义的生态环境用水是指为维护生态环境不再恶化并逐步改善所需要消耗的水资源总量。”。
在学术研讨方面, 潘启民等把生态用水理解为生态需水量(状态值)和生态耗水量(动态概念)两个概念[47]。严登华等把河流水可划分为生态水、资源水和灾害水[30]。王芳等通过她的博士论文研究探讨了生态需水理论问题[38-39],将生态需水概念界定为:为维护生态系统稳定,天然生态保护与人工生态建设所消耗的水量。将生态需水划分为可控(非地带性)与不可控(地带性)生态需水和天然与人工生态需水。刘昌明强调要在研究水循环和水量转化规律的基础上确定生态需水的理论内涵,提出陆地系统中的水可分解为资源水、灾害水、生态水和环境水。生态需水研究面临许多新的挑战。
笔者们参加了中国工程院重大咨询项目“西北地区水资源配置、生态环境建设和可持续发展战略研究”。有几个不同的观点:(1)我们理解的国际水文计划(IHP)研究意义上的生态需水,是指以水文循环为纽带、从维系生态系统自身生存和生态功能角度,相对一定生态环境品质目标下客观需求的水。例如,为了维系河流某鱼类的生境,需要必须的基本水文特征值保证(如一定的河川基流、一定的水流速度、水深要求等),生态系统对水资源需求的大小需要通过科学实验与观察获得,并不是人们主观要给出什么样的水资源配置。水的配置是针对水资源管理、不同水的用户即用水而言。因此,就应该有生态耗水和用水的概念,它们与生态需水有区别也有联系。(2)中国工程院重大咨询项目中所指的“生态需水”不同之处,在于为水资源的合理配置服务、为生态建设(林草,河道生态功能要求)服务的生态需水。所以,国际上提出的生态需水概念需要讨论与扩展。通过讨论,有比较一致的看法是:
生态需水是指维系一定环境功能状况或目标(现状、恢复或发展)下客观需求的水资源量。进一步,对中国西部生态环境建设研究工作的目标,生态需水可以理解为维系一定生态功能的环境目标(例如维系现状生态系统不再退化、恢复某个时期的生态景观、或者具体目标如黑河水必须要到东居延海等)下科学意义下生态系统需求的水资源。它是生态环境建设重要的科学依据。
生态耗水是指现状多个水资源用户(生产、生活和生态)或者未来水资源配置(生产、生活和生态)后,生态系统实际消耗的水量。它需要通过该区域社会经济与生态耗水的平衡计算确定。生产、生活耗水过大,必然挤占生态耗水。
因此,生态需水与生态耗水是有不同的含义,既有联系又有区别。例如,在黄河上游地区,自然降水条件下一般能够满足天然植被蒸散发对水的需求(降水P大于蒸散发E),因此,生态需水估计的数量比较小。但是,由于人的行为通过水土保持等措施建设林地,耗用(减少)了输送到河流下游的水资源量。人们往往称这部分耗用(减少)的实际水量为生态耗水量。所以,在黄河上游地区生态需水量与生态耗水量是有不同的。
相比之下,在西北内陆地区河流的下游,由于内陆地区河流的下游降水非常少,为维系胡杨林生态系统生存,估计的生态需水将完全占用河川径流量。维系胡杨林生态系统的生态环境用水也完全取决与能够提供给下游的河川径流量。在某种意义下,维系胡杨林生态系统的生态需水量也就是生态耗水量。
因此,生态需水与生态耗水的概念在西部地区既有联系又有区别。通过生态需水的估算,能够提供维系一定的生态系统与环境功能所不应该被人所挤占的水资源量基本的信息,它是西部地区水资源可持续利用与生态环境建设的基础,它也是估计在一定的目的、生态环境建设目标或配置条件下,生态环境耗水大小的基础。通过对生态需水和生态耗水的估计,能够分析人对生态需水挤占的程度,决策生态环境建设对生态环境用水的合理配置。
3. 中国西部地区生态需水研究的挑战
水是干旱区的关键生态因子,植被的组成和结构由水密切控制,同时在各种尺度上对水产生重要的反馈作用。因此,在干旱区,研究生态学和水文学的相互关系,研究生态需水问题,对干旱区生态建设的模式和生态恢复至关重要。一方面,干旱区水文过程对植被生理特征和格局成因产生影响,同时植被对水土流失具有控制作用。
生态需水的实质是生态系统结构、功能和水分之间相互关系问题。生态需水是生态水文学研究的重要内容之一,只有建立在流域水循环基础上通过生态水文学理论的指导,生态需水量的确定才会更合理。目前在生态需水估算方面,面临许多挑战的问题。主要有:
3.1 干旱区植被对缺水的适应机制研究
研究表明,干旱区的某些植物具有水分补偿能力,即利用冬季(低强度)降水补偿夏季干旱用水,冬季干旱就以夏季降水来补偿,这大概是灌木在这种环境中得以与一年生植物竞争的一种手段。另外,在干旱区,植物为了适应荒漠环境,具有许多生理结构上的变化。国外学者Ewenari 把荒漠植物分为两类:一类是随水变植物,这类植物对极端干旱具有许多生理上的适应性;但大多数植物属于恒水植物,这些植物对干旱有许多适应机制。不同植物的水分利用效率的、对水分亏缺的生理响应机制等研究,将为植被建设和恢复提供理论支持。
3.2 植被格局成因的控制性因素研究
干旱区植被最显著的特点就是低覆盖度。研究表明,如果干燥度系列从P/Etp >1(降水量与潜在蒸发量的比值)降到
3.3 植被格局对水土流失、土壤侵蚀的定量化研究
在干旱地区,植被多呈斑块状分布,这种分布对改变水分径流的路径、减缓水蚀,提高斑块内的土壤水分含量等都具有重要意义。尽管对植被斑块的丛生状况有所认识,近来理论方面的研究和模拟方面的研究也有助于了解这一过程,但对这种现象的生态机制却知之甚少。这种缀块分布格局如何影响径流?这种格局的生态学意义何在,都是值得探讨的问题。另外,应加强大时空尺度上的植被格局和水文过程的关系研究。
分析干旱植物在水分胁迫下的群落组成结构、分布格局与演变过程,始终是干旱区生态水文科学研究的重要领域,迄今为止,关于这方面的研究未能取得突破性进展,尤其是群落演变的生态机理仍然处于未知阶段。近年来,关于干旱区植物分布如何影响径流和水分分布,以及如何调节干旱区侵蚀等问题的研究受到广泛重视,同时,大尺度“土壤—植被—大气”传输相互作用以及干旱区植被随气候变化的演化也是目前生态学家和水文学家共同感兴趣的话题。
3.14 区域生态需水估算方法研究
我国的生态水文学基础研究刚刚起步。尽管在一些方面已经取得令人鼓舞的成果,如陈亚宁在新疆塔里木下游生态需水方面新的研究等,但总的看,目前处在初期发展阶段,没有比较成熟的估算方法,还存在这样或那样的问题,需要多途径比较与发展。
现行的区域生态需水估算方法主要思路是:依据不同气候带与降水等条件,开展自然生态系统分区,确定生态需水计算的不同类别的生态-水文参数;利用遥感提供中国西部区域土地利用信息,确定生态需水计算的不同类别的范围;通过不同植被类型的蒸散发计算、流域降水-径流计算确定河道外生态需水(地带性和非地带性的生态需水)以及河道内生态需水;最后利用水资源分区的水量收支平衡控制,估算生态需水或生态耗水总量。
由于对于生态需水概念理解的不同,实际中生态需水估算的方法就有不同或者差异。例如,按维护现状生态系统不再退化的理解,就会有一套基于2000年的遥感图,依生态分区,分类以及用总水量平衡核算的核算方法。按生态建设目标(过去,现状和未来),又有不同数量的估算方法。
客观说,基于生态水文学的研究思路是估算生态需水的基本途径,它从成因观点估算流域的生态需水,有比较好的理论依据。但是,由于西部地区生态环境问题的复杂性,特别是缺乏必要的生态水文过程与空间变化的资料,由点的植被蒸发扩展到面的植被耗水机理的尺度问题等,导致目前估算有一定困难与结果的差异。现行的水量平衡方法估算生态耗水,能够从宏观总量上给予控制,但是生态需水的精度取决于水资源平衡中其它耗水部门估算的正确与否。因此,在区域生态需水估算方法不成熟的情况下,鼓励多种途径方法的相互比较和佐证,可能比一种方法为好,这也是新生事物学科发展所需要的。如何在有限水文水资源资料和生态监测资料条件下,获得更为客观与科学的生态需水估计,的确是一个重要的挑战性任务与课题。
4. 结 语
生态水文学是一种对环境有利、经济可行和社会可接受的有效方式。由于生态退化等问题的出现,生态水文学成为国际研究的热点问题之一。本文回顾了生态水文学的发展历程,讨论了生态需水研究明亮的问题与挑战。它们作为生态环境建设的基础与学科发展,有如下几点认识与建议:
(1)优先、重点保护原则:在西北地区,由于水资源匮乏,不可能保护所有的生态系统,只能优先保护控制性生态系统,满足控制性生态系统对水分的需求。在此基础上,进一步形成保护干旱区生态系统的网络结构。干旱区流域下游荒漠绿洲是外来径流作用的产物,绿洲景观结构及组成类型的空间分布严格受河流廊道影响。因此,若把河流两岸乔灌木林和河岸灌丛草甸视作河流廊道的构成要素,则荒漠绿洲的高级生物组成实质就是河流廊道。在干旱区河流廊道不仅具有传输能量与养分的功能,而且是绿洲生物流的载体和传导源,为维持整个流域生态系统的稳定发展奠定了坚实的基础。所以干旱区河流廊道就是控制性的生态系统,生态需水应该优先得到满足。
(2)以生态水文学为基础研究生态需水问题:生态水文学是生态学和水文学的交叉学科,它所关心的是水文过程对生态系统配置、结构和动态的影响,以及生物过程对水循环要素的影响。水文循环深刻地影响着全球生态系统的结构和演变,包括自然界中一系列的物理过程、化学过程和生物过程,是其它物质循环的基础。因此,确定某一生态系统需水时,只有以水文过程为基础,结合生态系统的特性需求,才能较为合理地计算生态需水量。这也是今后生态需水理论与实践研究重要的发展方向。
生态流量概念范文3
到目前为止,什么是水资源还没有一个公认的非常严谨的文字描述。<大不列颠百科全书>中水资源定义为:自然界一切形态(液态固态和气态)的水都算水资源。直到1963年英国国会通过的<水资源法>中,改写为“具有足够数量的可用资源”.即自然界中水的特定部分。1988年联合国教科文组织(IINEScO)和世界气象组织(WMO)定义水资源是“作为资源的水应当是可供利用或可能被利用。具有足够数量和可用质量,并且可适合对某地为水资源需求而能长期供应的水源”.
在我国,对水资源的理解也不尽相同。1991年<水科学进展>编辑部组织了一次笔谈,就水资源的定义和内涵进行了讨论。最后认为:水资源是水体中的特有部分,即由大气降水补给,具有一定数量和可供人类生产、生活直接利用,且年复一年的循环再生的淡水。
从上述文字表述可以看出水资源具有如下特征:水资源包含在水体之中,并且是水体的一部分;而水体中的其他部分,在特定的条件下还可以转化为水资源;水资源如果保护不好也可能转化为无法利用的水体,而危及社会的安全。根据自然资源的定义及综合以上各家的观点,水资源是能够被人类开发利用并给人类带来福利、舒适或价值的各种形态的天然水体。
因此,不是所有降水都是水资源,只有其中能够被人类开发利用的部分才称之为水资源。对于特定区域而言,降水总量是可以获得的,但是这些天然降水中到底有多少是人类可以利用的--即该地区到底有多少水资源值得深入探讨和研究。
二、水资源可利用量
关于水资源可利用量有很多种定义和解释,下面介绍几种:
<全国水资源综合规划技术细则>中规定水资源可利用量l2是指在可以预见的时期内,在统筹考虑生活、生产和生态环境用水的基础上,通过经济合理、技术可行的措施在当地水资源中可资一次性利用的最大水量。雷志栋等认为,水资源可利用量是指经济合理,技术可行和生态环境允许的前提下。通过各种措施所能控制引用的不重复的一次性水量。
胡振鹏等认为,水资源可利用量是指针对不同设计水平年,在一定的来水频率下,考虑对水量、水质的需求,天然储水体和水利工程设施可以为人类生活、社会经济活动提供的水量。翁文斌等认为],水资源可利用量是指在流域水循环过程中的水文条件不发生明显改变的前提下,从流域地表或地下允许开发的一次性水资源量。夏自强等认为,水资源可利用量是从可持续发展的原则出发,在扣除维持生态环境用水和水资源总量中部分不能或难以控制的水资源量后,人类可以利用的最大水量。
分析上述定义,理论上比较清晰完善,但实际分析计算时很难操作。水资源可利用量确定要考虑的条件有生态与环境需水量、技术上论证可行、经济上分析可行。从这3个方面来分析,内涵和外延都很大,很难具体操作。
同时,水资源可利用量的影响因素有经济社会发展水平、科学技术进步情况、水污染状况、生态与环境状况、天然来水状况、以及技术经济因素等。由于这些因素是动态的,随时间变化的,导致水资源可利用量也是动态的;同时这些因素如何影响水资源的可利用量,尤其是水与生态环境系统的关系,受认识水平限制,现阶段较难量化。
三、水资源和水环境承载力
承载力是一个起源于古希腊时代的古老概念,在生态学中一般被定义为“某一生境所能支持的某一物种的最大数量”,它包含着极限思想,并有2个层次的含义:第一是所承受的力来自于某一生境以外的某一物种;第二是某一生境自身不遭受破坏,因为生境一旦破坏,再重新修复是不可能的。
关于水资源承载力和水环境承载力研究成果较多,目前普遍接受的定义如下:
水资源承载能力是指在一定的时期和技术水平下,当水管理和社会经济达到优化时,区域水生态系统自身所能承载的最大可持续人均综合效用水平或最大可持续发展水平。水环境承载力是指某一区域、某一时期、某种状态下的水环境条件对该区域经济发展和生活需求的支持阈值。
从上述概念出发,水资源承载能力、水环境承载能力的承载体可以是人口总量,生物总量,也可以是经济总量。这个概念有4个层次的内涵。一是生态内涵,它表现为这些承载力具有极限含义,它所承载的综合效用具有生态上的极限,对其开发利用应以不超过这个极限为前提。二是技术内涵,这些承载力并非一个纯粹客观的概念,而是与人类作用有关,具有主观性的一面。它与特定的技术水平有关,随着不同时期总体技术与生产力水平的提高,这些承载力具有跳跃性,表现为时间上的技术动态性。三是社会经济内涵,通过社会经济系统结构的优化,社会经济容量或规模会有所不同,从而提高水资源和水环境的承载力。四是时空内涵,表现为水资源承载的综合效用及其约束因素具有区域性;不同的时空尺度,相同水资源和环境条件的承载力是不同的。
水资源综合规划技术细则中提到了水资源承载力和水环境承载力这2个专业术语,但是关于这2个参数如何确定没有提出相应的方法,因此该参数的确定方法值得研究探讨。
四、生活和生产需水的预测方法
目前用于需水预测方法较多,如定额法、趋势法、弹性系数法、人均综合用水量法等。分析这些方法,各有特点。
定额法需要确定每一行业不同水平年的用水定额、发展规模、以及水的利用系数。要在需水预测之前先要预测这些参数,由于这些变量较多,其影响因素更多,这些参数的预测比需水的预测更复杂,从而导致预测结果误差较大。我国以前若干个五年计划的需水预测成果已经证明了这一点。趋势法、弹性系数法需要较多的历史资料,受历史资料的可收集性限制,这些方法应用起来有一定难度。另外发达国家用水的经验表明:用水量与人口、发展规模之间的关系不是单一的递增或递减关系,不同国家或地区之间有所差别,不同发展阶段有所差别,不同产业结构有所差别。因此利用这些方法进行需水预测也有一定困难。
人均综合用水量法主要应用于城市需水量的预测。由于城市的产业结构十分复杂,要想弄清楚每一个行业的用水定额及其发展规模难度较大,因此为简化计算,采用人均综合用水量法来进行需水预测。但是这一方法也有其局限性,因为人口不是区域消耗水资源的唯一指标,尤其是现在随着现代化程度的提高,经济社会发展对水资源的需求越来越多,而对人力资源的需求越来越少。因此到底用哪一种方法进行需水预测能够得出一个可以接受、误差较小的成果是一个值得研究和探索的问题。
五、生态环境需水量
生态环境需水是指为维持生态和环境功能和进行生态环境建设所需要的最小需水量。实际上,生态需水与环境需水两者之间存在着交叉和重合的部分,生态需水主要侧重在生物维持其自身发展及保护生物多样性方面,环境需水则主要体现在环境改善方面。
杨爱民、郑红星、王浩、刘昌明等认为“:生态需水应该包括环境需水,所以也称为生态环境需水。生态需水是指在一定的生态保护、恢复或建设目标下,在特定的时空范围内,其生态系统维持良好的稳定状态时所需要的水量(包括:地表水、地下水和土壤水)。鉴于现在对生态环境认识的不断深入,前述界定中的”在一定的生态保护、恢复或建设目标下“的”建设“二字应该去掉。生态环境需水量是目前国内外研究的重点,基本理论和方法也较多,其中大多建立在多学科交叉研究的基础上,现阶段可操作方法主要是基于水文学基础的几个方法,如最枯10月法、Tennant法等。最枯10月法:我国在《制定地方水污染排放标准的技术原则和方法》(GB3839--83)中规定:一般河流采用近10a最枯月平均流量或90%保证率最枯月平均流量作为设计水文条件。该方法原来用于计算污染物允许排放量,而现阶段把它作为生态环境需水量。实际操作上该方法有其局限性,主要表现为部分季节性河流、现阶段断流河道的生态与环境需水量为零,其允许污染物排放量为零(设计水文条件为零)。
Tennant法似:是以预先确定的年平均流量的百分数作为生态环境需水量。Tennant提出,以年平均流量的10%作为水生生物生长低限,以年平均流量的30%作为水生生物生长的满意流量。Montana以年平均流量的10%作为最小生态需水量,最佳范围为年平均流量的60%一100%.该方法适合于大江大河等较大流域,而没有考虑河流流量的年内变化和年际变化,因而有其局限性。此外还有日均流量法、Texas法、N6PRP法、Basiclfow法、月年保证率法、最小月年径流法、ABF法、FDCA法、40%准则等。这些方法计算方便,基本上是经验值,各有其实用性。
因此,分析总结前人的成果,提出适应不同对象的水文、生态、环境等条件的生态环境需水量估算方法具有重要意义。
六、水资源短缺
水资源短缺是一个貌似简单但又存在许多异议的概念。目前国际上通用的判别标准是以人均水资源量进行缺水程度划分。
但是这个划分标准下面隐藏着许多问题。首先人口不是区域消耗水资源的唯一指标,尤其是现在随着现代化程度的提高,经济社会发展对水资源的需求越来越多,而对人力资源的需求越来越少。其次生态需水与人口没有直接关系,用人口作为评价标准也不合适。因此,对于水资源短缺的辨识采用单一的标准或指标是很难概括的。
实际上,水资源短缺是一个相对的概念,具体对于一定区域来说,它所描述的是一定经济技术条件下,区域可供水资源量和水质的时空分布不能满足现实标准下的区域人口、社会经济、生态与环境等系统对水资源需求时的状态。因此对缺水的界定应当拓展到水资源系统承载的主客体两个方面同时考察。
在水资源系统承载主体方面,人类社会已经从最早的逐水而居,发展到现在的资源水利、可持续水利等理性思索,水资源系统的外延不断被拓展,内涵不断被丰富。同时人们对水资源开发利用的范围应由最初单一的地表水系统拓展到地下水、大气水、海水、劣质水(包括污水、微咸水和咸水)等多个系统,水资源系统承载主体多元化特征日益突出。
水资源系统承载的客体是随着社会的发展而更替改变,在无人类活动干扰作用下,天然水资源系统在其循环过程中滋养了丰富多样的天然生态系统。自从人类社会行为作用于水资源系统伊始,水资源系统承载客体的纯自然属性便开始发生改变,水循环系统的社会驱动力持续加大,农业和工业经济系统的需水量和取水量不断上升,水资源系统承载的客体逐渐演绎成生态环境系统和社会经济系统
其社会经济功能得到充分体现。由于水资源系统承载客的多元化,水资源利用过程中就存在着竞争与分配的问题从水资源系统承载的主体和客体的关系来分析,不简单地将水资源供需平衡的认为不缺水、不平衡的认为水。且不说水资源系统与生态环境系统的关系目前尚未清楚,就是科学合理地确定一定社会经济系统需水量及其节水潜力也存在一定的难度,更有社会经济系统的产结构问题。
因此,对于特定的区域和范围,如何科学合理地界定其水资源是否短缺值得研究和探讨。
七、水资源合理配置
配置是指配备、安排。资源配置是指生产性资产在不同用途之间的分配;资源分配之所以成为问题,一方面是由于社会的资源供应有限,而人类欲望通常又无限,另方面是由于既定资源具有多种不同可供选择的用途。
水资源合理配置是指在流域或特定的区域范围内遵循高效、公平和可持续性原则,通过各种工程与非工程措施,考虑市场经济规律和资源配置准则,通过合理抑制需求、有效增加供水、积极保护生态环境等手段和措施对多种可利用的水源在区域间和各用水部门间进行的调配。
通过以上概念界定可以看出,水资源配置问题提出的前提是水资源有限性而导致的供需不平衡矛盾以及不同用途之间的分配矛盾,关注的重点是多种水源在区域间和各用水部门间的分配。实际上,水资源区别于其他自然资源的重要特征之一是它的时程上分布的不均匀性,因此水资源合理配置不仅体现在空间上,同时也体现在时间上;不仅体现在某一水源上,同时也以现在多种水资源的联合配置上。
因此,研究和探讨水资源合理配置的技术和方法,对于缓解水资源供需矛盾、科学高效地利用水资源具有重要意义。
八、水资源配置的一般原则
前面已经叙及水资源配置问题提出的前提是水资源的相对短缺,即资源有限而需求持续增加导致的供需失衡。当水资源有限,不能满足所有用户的用水需求时就存在着分配水量的优先顺序问题。
从水资源方面分析,它具有流动性、随机性、易污染型、利害两重性等不同于其他自然资源的特有属性。在用水户属性上分析,从平面位置上,它们分布在河流的上下游、左右岸甚至跨流域;从用水时间上,他们可以是现在的用水户,也可以是将来的用水户;从用水户的性质上,他们可以是人口、工业、农业、生态环境等;从用水的主体上,它们可以是自然人、社会法人、社会组织、社会公众(如生态环境用水)等。这些属性决定了水资源分配方式较其他自然资源的分配方式更复杂。
生态流量概念范文4
论文摘要:针对水资源综合规划中涉及的水资源、水资源可利用量、水资源和水环境承载力、需水预测方法、生态环境需水量、水资源短缺、水资源合理配置、水资源配置一般原则等概念或方法的内涵进行了分析,探讨性地提出了这些概念或方法在实际使用过程中存在的不足和需要深入研究的主要内容。
论文关键词:水资源;水环境;规划;可利用量;承载力;短缺;合理配置
2002年,水利部和国家发展与改革委员会颁发了<关于开展全国水资源综合规划编制工作的通知>,随后又陆续了指导水资源综合规划的若干技术文件。这些文件对于指导水资源综合规划的顺利开展具有重要意义。由于新时期国家治水思路和理念的改变,文件中出现了部分新名词术语,部分原有名词术语(或计算方法)也赋予了新的内涵。在水资源综合规划的技术文件中,有一部分名词术语比较模糊。本文根据国内专家、学者的最新研究成果和水资源综合规划技术文件的规定,对他们的内涵进行分析,对现行的确定方法提出个人看法,对需要深入研究的问题提出建议。
1水资源
到目前为止,什么是水资源还没有一个公认的非常严谨的文字描述。<大不列颠百科全书>中水资源定义为:自然界一切形态(液态固态和气态)的水都算水资源。直到1963年英国国会通过的<水资源法>中,改写为“具有足够数量的可用资源”。即自然界中水的特定部分。1988年联合国教科文组织(IINEScO)和世界气象组织(WMO)定义水资源是“作为资源的水应当是可供利用或可能被利用。具有足够数量和可用质量,并且可适合对某地为水资源需求而能长期供应的水源”。
在我国,对水资源的理解也不尽相同。1991年<水科学进展>编辑部组织了一次笔谈,就水资源的定义和内涵进行了讨论。最后认为:水资源是水体中的特有部分,即由大气降水补给,具有一定数量和可供人类生产、生活直接利用,且年复一年的循环再生的淡水。
从上述文字表述可以看出水资源具有如下特征:水资源包含在水体之中,并且是水体的一部分;而水体中的其他部分,在特定的条件下还可以转化为水资源;水资源如果保护不好也可能转化为无法利用的水体,而危及社会的安全。根据自然资源的定义及综合以上各家的观点,水资源是能够被人类开发利用并给人类带来福利、舒适或价值的各种形态的天然水体。
因此,不是所有降水都是水资源,只有其中能够被人类开发利用的部分才称之为水资源。对于特定区域而言,降水总量是可以获得的,但是这些天然降水中到底有多少是人类可以利用的——即该地区到底有多少水资源值得深入探讨和研究。
2水资源可利用量
关于水资源可利用量有很多种定义和解释,下面介绍几种:
<全国水资源综合规划技术细则>中规定水资源可利用量l2是指在可以预见的时期内,在统筹考虑生活、生产和生态环境用水的基础上,通过经济合理、技术可行的措施在当地水资源中可资一次性利用的最大水量。雷志栋等认为,水资源可利用量是指经济合理,技术可行和生态环境允许的前提下。通过各种措施所能控制引用的不重复的一次性水量。胡振鹏等认为,水资源可利用量是指针对不同设计水平年,在一定的来水频率下,考虑对水量、水质的需求,天然储水体和水利工程设施可以为人类生活、社会经济活动提供的水量。翁文斌等认为],水资源可利用量是指在流域水循环过程中的水文条件不发生明显改变的前提下,从流域地表或地下允许开发的一次性水资源量。夏自强等认为,水资源可利用量是从可持续发展的原则出发,在扣除维持生态环境用水和水资源总量中部分不能或难以控制的水资源量后,人类可以利用的最大水量。
分析上述定义,理论上比较清晰完善,但实际分析计算时很难操作。水资源可利用量确定要考虑的条件有生态与环境需水量、技术上论证可行、经济上分析可行。从这3个方面来分析,内涵和外延都很大,很难具体操作。
同时,水资源可利用量的影响因素有经济社会发展水平、科学技术进步情况、水污染状况、生态与环境状况、天然来水状况、以及技术经济因素等。由于这些因素是动态的,随时间变化的,导致水资源可利用量也是动态的;同时这些因素如何影响水资源的可利用量,尤其是水与生态环境系统的关系,受认识水平限制,现阶段较难量化。
3水资源和水环境承载力
承载力是一个起源于古希腊时代的古老概念,在生态学中一般被定义为“某一生境所能支持的某一物种的最大数量”,它包含着极限思想,并有2个层次的含义:第一是所承受的力来自于某一生境以外的某一物种;第二是某一生境自身不遭受破坏,因为生境一旦破坏,再重新修复是不可能的。
关于水资源承载力和水环境承载力研究成果较多,目前普遍接受的定义如下:
水资源承载能力是指在一定的时期和技术水平下,当水管理和社会经济达到优化时,区域水生态系统自身所能承载的最大可持续人均综合效用水平或最大可持续发展水平。水环境承载力是指某一区域、某一时期、某种状态下的水环境条件对该区域经济发展和生活需求的支持阈值。
从上述概念出发,水资源承载能力、水环境承载能力的承载体可以是人口总量,生物总量,也可以是经济总量。这个概念有4个层次的内涵。一是生态内涵,它表现为这些承载力具有极限含义,它所承载的综合效用具有生态上的极限,对其开发利用应以不超过这个极限为前提。二是技术内涵,这些承载力并非一个纯粹客观的概念,而是与人类作用有关,具有主观性的一面。它与特定的技术水平有关,随着不同时期总体技术与生产力水平的提高,这些承载力具有跳跃性,表现为时间上的技术动态性。三是社会经济内涵,通过社会经济系统结构的优化,社会经济容量或规模会有所不同,从而提高水资源和水环境的承载力。四是时空内涵,表现为水资源承载的综合效用及其约束因素具有区域性;不同的时空尺度,相同水资源和环境条件的承载力是不同的。
水资源综合规划技术细则中提到了水资源承载力和水环境承载力这2个专业术语,但是关于这2个参数如何确定没有提出相应的方法,因此该参数的确定方法值得研究探讨。
4生活和生产需水的预测方法
目前用于需水预测方法较多,如定额法、趋势法、弹性系数法、人均综合用水量法等。分析这些方法,各有特点。
定额法需要确定每一行业不同水平年的用水定额、发展规模、以及水的利用系数。要在需水预测之前先要预测这些参数,由于这些变量较多,其影响因素更多,这些参数的预测比需水的预测更复杂,从而导致预测结果误差较大。我国以前若干个五年计划的需水预测成果已经证明了这一点。趋势法、弹性系数法需要较多的历史资料,受历史资料的可收集性限制,这些方法应用起来有一定难度。另外发达国家用水的经验表明:用水量与人口、发展规模之间的关系不是单一的递增或递减关系,不同国家或地区之间有所差别,不同发展阶段有所差别,不同产业结构有所差别。因此利用这些方法进行需水预测也有一定困难。
人均综合用水量法主要应用于城市需水量的预测。由于城市的产业结构十分复杂,要想弄清楚每一个行业的用水定额及其发展规模难度较大,因此为简化计算,采用人均综合用水量法来进行需水预测。但是这一方法也有其局限性,因为人口不是区域消耗水资源的唯一指标,尤其是现在随着现代化程度的提高,经济社会发展对水资源的需求越来越多,而对人力资源的需求越来越少。因此到底用哪一种方法进行需水预测能够得出一个可以接受、误差较小的成果是一个值得研究和探索的问题。
5生态环境需水量
生态环境需水是指为维持生态和环境功能和进行生态环境建设所需要的最小需水量。实际上,生态需水与环境需水两者之间存在着交叉和重合的部分,生态需水主要侧重在生物维持其自身发展及保护生物多样性方面,环境需水则主要体现在环境改善方面。
杨爱民、郑红星、王浩、刘昌明等认为“:生态需水应该包括环境需水,所以也称为生态环境需水。生态需水是指在一定的生态保护、恢复或建设目标下,在特定的时空范围内,其生态系统维持良好的稳定状态时所需要的水量(包括:地表水、地下水和土壤水)。鉴于现在对生态环境认识的不断深入,前述界定中的“在一定的生态保护、恢复或建设目标下”的“建设”二字应该去掉。生态环境需水量是目前国内外研究的重点,基本理论和方法也较多,其中大多建立在多学科交叉研究的基础上,现阶段可操作方法主要是基于水文学基础的几个方法,如最枯10月法、Tennant法等。最枯10月法:我国在《制定地方水污染排放标准的技术原则和方法》(GB3839--83)中规定:一般河流采用近10a最枯月平均流量或90%保证率最枯月平均流量作为设计水文条件。该方法原来用于计算污染物允许排放量,而现阶段把它作为生态环境需水量。实际操作上该方法有其局限性,主要表现为部分季节性河流、现阶段断流河道的生态与环境需水量为零,其允许污染物排放量为零(设计水文条件为零)。
Tennant法似:是以预先确定的年平均流量的百分数作为生态环境需水量。Tennant提出,以年平均流量的10%作为水生生物生长低限,以年平均流量的30%作为水生生物生长的满意流量。Montana以年平均流量的10%作为最小生态需水量,最佳范围为年平均流量的60%一100%。该方法适合于大江大河等较大流域,而没有考虑河流流量的年内变化和年际变化,因而有其局限性。此外还有日均流量法、Texas法、N6PRP法、Basiclfow法、月年保证率法、最小月年径流法、ABF法、FDCA法、40%准则等。这些方法计算方便,基本上是经验值,各有其实用性。
因此,分析总结前人的成果,提出适应不同对象的水文、生态、环境等条件的生态环境需水量估算方法具有重要意义。
6水资源短缺
水资源短缺是一个貌似简单但又存在许多异议的概念。目前国际上通用的判别标准是以人均水资源量进行缺水程度划分,
但是这个划分标准下面隐藏着许多问题。首先人口不是区域消耗水资源的唯一指标,尤其是现在随着现代化程度的提高,经济社会发展对水资源的需求越来越多,而对人力资源的需求越来越少。其次生态需水与人口没有直接关系,用人口作为评价标准也不合适。因此,对于水资源短缺的辨识采用单一的标准或指标是很难概括的。
实际上,水资源短缺是一个相对的概念,具体对于一定区域来说,它所描述的是一定经济技术条件下,区域可供水资源量和水质的时空分布不能满足现实标准下的区域人口、社会经济、生态与环境等系统对水资源需求时的状态。因此对缺水的界定应当拓展到水资源系统承载的主客体两个方面同时考察。
在水资源系统承载主体方面,人类社会已经从最早的逐水而居,发展到现在的资源水利、可持续水利等理性思索,水资源系统的外延不断被拓展,内涵不断被丰富。同时人们对水资源开发利用的范围应由最初单一的地表水系统拓展到地下水、大气水、海水、劣质水(包括污水、微咸水和咸水)等多个系统,水资源系统承载主体多元化特征日益突出。
水资源系统承载的客体是随着社会的发展而更替改变,在无人类活动干扰作用下,天然水资源系统在其循环过程中滋养了丰富多样的天然生态系统。自从人类社会行为作用于水资源系统伊始,水资源系统承载客体的纯自然属性便开始发生改变,水循环系统的社会驱动力持续加大,农业和工业经济系统的需水量和取水量不断上升,水资源系统承载的客体逐渐演绎成生态环境系统和社会经济系统
其社会经济功能得到充分体现。由于水资源系统承载客的多元化,水资源利用过程中就存在着竞争与分配的问题从水资源系统承载的主体和客体的关系来分析,不简单地将水资源供需平衡的认为不缺水、不平衡的认为水。且不说水资源系统与生态环境系统的关系目前尚未清楚,就是科学合理地确定一定社会经济系统需水量及其节水潜力也存在一定的难度,更有社会经济系统的产结构问题。
因此,对于特定的区域和范围,如何科学合理地界定其水资源是否短缺值得研究和探讨。
7水资源合理配置
配置是指配备、安排。资源配置是指生产性资产在不同用途之间的分配;资源分配之所以成为问题,一方面是由于社会的资源供应有限,而人类欲望通常又无限,另方面是由于既定资源具有多种不同可供选择的用途。
水资源合理配置是指在流域或特定的区域范围内遵循高效、公平和可持续性原则,通过各种工程与非工程措施,考虑市场经济规律和资源配置准则,通过合理抑制需求、有效增加供水、积极保护生态环境等手段和措施对多种可利用的水源在区域间和各用水部门间进行的调配。
通过以上概念界定可以看出,水资源配置问题提出的前提是水资源有限性而导致的供需不平衡矛盾以及不同用途之间的分配矛盾,关注的重点是多种水源在区域间和各用水部门间的分配。实际上,水资源区别于其他自然资源的重要特征之一是它的时程上分布的不均匀性,因此水资源合理配置不仅体现在空间上,同时也体现在时间上;不仅体现在某一水源上,同时也以现在多种水资源的联合配置上。
因此,研究和探讨水资源合理配置的技术和方法,对于缓解水资源供需矛盾、科学高效地利用水资源具有重要意义。
8水资源配置的一般原则
前面已经叙及水资源配置问题提出的前提是水资源的相对短缺,即资源有限而需求持续增加导致的供需失衡。当水资源有限,不能满足所有用户的用水需求时就存在着分配水量的优先顺序问题。
从水资源方面分析,它具有流动性、随机性、易污染型、利害两重性等不同于其他自然资源的特有属性。在用水户属性上分析,从平面位置上,它们分布在河流的上下游、左右岸甚至跨流域;从用水时间上,他们可以是现在的用水户,也可以是将来的用水户;从用水户的性质上,他们可以是人口、工业、农业、生态环境等;从用水的主体上,它们可以是自然人、社会法人、社会组织、社会公众(如生态环境用水)等。这些属性决定了水资源分配方式较其他自然资源的分配方式更复杂。
生态流量概念范文5
上世纪九十年代,美国环境保护署(usepa)曾经主持了一项大型综合性环境会计研究项目。这个项目的主要成果包括一整套适合环境管理会计的企业环境成本概念框架,以及相应当环境成本核算方法。这套成本核算方法由三部分组成,即生命周期分析(life cycle assessment)、全成本分析(total cost assessment)与作业成本法(activity-based costing)。它们相互结合,构成的一个综合体系。它可以统称为全成本分析法(total cost assessment methodology)或简称为全成本法(total cost accounting)。在那之后,许多相关组织都以这套方法体系为基础,开发了适应各自需要的具体方法。其中,由美国化学工程师协会(aiche)所开发的方法最具体详细,最具有可操作性,因而也具有较大的影响力与推广应用价值。由于这些方法都能从传统的管理会计方法体系中找到根源,所以很容易为会计实务界所掌握与应用。我国学者在引进介绍国外环境管理会计时一般都以介绍usepa的研究成果为主。
进入二十余本世纪以来,德国等欧洲国家的环境管理会计理论研究与实务领域中,又出现了一种新的环境成本核算方法??流量成本法(flow cost accounting)。它有时也被称为物流成本法(material flow cost accounting)或物能流成本法(material and energy flow cost accounting)等。这种方法现已被应用于欧美和日本的一些大企业到环境管理系统中。学术界出版了许多专著对其加以研究与介绍。德国政府更颁布了应用流量成本法的企业指南等。然而目前对于流量成本法,我国环境管理会计界的有关研究还很少,为此本文拟对其加以概要的介绍与分析。
企业在实施环境管理过程中,设置与应用什么样的环境成本法与环境成本核算的目标有关。usepa主导的研究的成果显示,环境成本发应用的目的在于将企业生产经营的环境影响用会计的方法加以确认、计量与报告,使它们能够被纳入到企业决策过程中(usepa 1995)。由于环境影响被核算成为主要以货币计量的环境成本与收益,所以它们可以同其他各项成本与收益一同被纳入会计报告中,影响到企业所报告的盈利情况(即形成所谓的关于“绿色纯利”的信息)。这样就可以引起有关的会计信息使用者,在制定决策时对环境因素给予必要的关注与考虑。为了做到这一点,需要对于环境成本的概念、定义、范围及相应当核算方法等进行专门的设计。由于上述的全成本法基本可以满足这种需要,因而它得以为各国企业环境管理者与会计师的重视与仿效。然而,最近几年,学术界对于企业环境管理的目标又有了新的阐述,提出了所谓的“生态效率”(eco-efficiency)的概念。它的含义是指生态资源被用于满足各种经济目时的使用效率(schaltegger and burritt 2000)。这一概念来源于这样一种视角:企业的生产经营过程实际是一个系统的运动过程。外部生态环境中的各种资源从一端输入,经过在生产经营过程中的吸收、转换和演变,在另一端输出或排放出各种生成物质(transformed substances)。它们生成后又重新进入外部生态环境中。所谓生成物质包括产品与非产品两类,后者主要指排放的各种污染物。生态效率可以用生产一定的产品所消耗的资源的数量来衡量。为了实现高生态效率,必要的管理以及必要的管理信息是不可或缺的。流量成本法就是基于这种认识而产生的。
流量成本法是一种使物料(及能源)流及其成本细致透明化的新成本法。其目的在于提高有关物料(及能源)使用数据的质量,从而达到使物料流信息透明化,识别低效率的生产线和生产过程,从而有助于减少浪费。应用这种方法可以使生产系统减少使用物料与能源,从而降低成本,同时减少非产品产出(污染物的排放)对于环境的威胁。只有当企业生产经营过程内部物流信息达到高度透明与精确化时,才有可能实现使其数量减少。然而,包括全成本法在内的各种既有的成本法,对于物料(及能源)等在企业内部的流动与转换过程的具体详细反映是力有不逮的。而流量成本法正可以弥补这种不足。它是以物流(及能源)的流动为导向的。具体讲,它主要包括6个成本元素(或曰6大类成本),参见图1:图1 流量成本法中的成本分类构成
物料(及能源)流量成本被划分成两个部分:实际上进入产品(包括其包装)的流量成本,称成本元素1;另一部分是实际上包含在物料损失里的,称成本元素2。 所有在内部处理物料流所发生的成本称为系统成本(如人员成本,机器折旧等)。本元素3指那些为制造产品而发生的系统成本。成本元素4指那些在物料损失产生前用于处理物料损失的系统成本。成本元素5指那些由于处理物料损失所产生的系统成本。最后一个,成本元素6,指废料处理成本。到目前为止,流量成本法是唯一将这六项制造成本要素都加以尽可能囊括对环境成本法。
由于可以明晰地反映物料(能源)流在企业内部生产经营过程中的流动、盘存、转换、损失等的情况,所以有关的管理者能够更精确地掌握物料与能源损失(如形成有害排放物等)或浪费(如消耗超过标准成本指标等),并针对其产生的原因设计与实施相应当改正措施。这样就可以减少物料与能源使用量,从而实现生态效率的提高。从财务角度看,它有利于材料成本的降低;而从环境角度看,减少林有害物质的产出量与排放量,也有利于资源消耗的节约与环境影响的减轻或消除。
同任何其他的成本系统一样,设置和实施流量成本法也要遵循使其所带来的新增效益高于其所导致的新增成本的原则。这一点可以解释为什么流量成本法会诞生于德国而不是在美国。德国的经济中,制造业的比重相对于美国很高,而当今德国的制造业的成本结构中,材料(包括能源)成本的比重又是比较大的。据德国联邦环境部和联邦环境署(2003)提供的数据,2000年,德国企业整体的成本构成中,材料成本的比重为56%。毫无疑问,抓好材料成本的管理,就是抓住了控制成本的主要矛盾。反观美国,目前正处于向后工业化社会转型过程中,经济中高附加值的服务业的地位日益提高。制造业,尤其是一般低附加值造业的比重不断下降。即便是在现有的制造业中,由于高科技的普遍应用,材料、人工的消耗水平也在不断降低。相应地,美国企业的成本构成中,制造费用(overhead)等非材料成本据了主要的地位。难怪美国的会计理论界与实务界对于成本管理与控制的研究,多年来一直围绕着制造费用这一重点进行。上世纪末迄今的变动成本法、作业成本法、标准成本法以及弹性预算等方法的推广普及就是典型的例子。
我国经济目前正处于工业化的提高阶段。今后一个相当长的时期内,中低端制造业仍将是我国的重点产业,仍将有很大发展的空间,仍将在整个经济中处于重要地位。目前我国企业的原材料与能源利用效率还比较低,单位产出的材料与能源消耗水平较发达国家还有较大的差距。相应地,有害物的排放量还比较大。有鉴于此,学习、借鉴、吸收和应用德国等国的流量成本法,是适合现阶段我国企业强化成本管理,降低材料能源消耗,节约成本,优化生态与经济效益的需要的。基于这一认识,了解掌握流量成本法的主要内容,以便依据企业的实际加以应用普及是十分重要的。值得欣慰的是,德国的有关部门,为了满足企业建立实施流量成本法的需要,已经编辑出版了有关的指南(german federal environmental ministry and federal environmental agency 2003)。
为了实现详细具体地描绘企业内外部的物料(能源)流的结构、规模、流经关节点,将各种相关成本分配给所确定的各种物料(能源)的流量与存量,向有关的决策制定者提供相关的物料(能源)流动的实物量与价值量成本信息,流量成本法除了提出上述6类成本概念外,还提出了其他各种有关的概念。其中包括内外部物料(能源)流的“量位”(quantity locations)的概念。它是指企业内部所有涉及物料与能源的储存、加工或其他形式的形态转变的空间性和功能性的单位,例如原材料到货验收、仓储、产品加工以及完工入库与对外发货等环节等。外部量位则是指物料与能源流进入企业前和流出企业后流经的环节如供应商、运输商、客户、污染物消纳场等。与以往的物流管理中的物流中心不同,物流成本法中的量位包括了各种非产品性产出流经的环节,如废水处理系统与排放装置等。物料(能源)流按照一定的路线流经所有的量位,在每一量位会形成暂时的停留。这时,物料(能源)流就暂时转换成为物料(能源)存货(stock),即从运动状态转化为静止状态。从生产有用产品的角度看,在各个量位停留、转化、又重新流向流程下游量位的过程中,物料(能源)流会发生损失??某些部分的物料与能源转而流向与非产品性产出相关的量位,如加工中形成的下脚料或排放出的各种形态的污染物等等。在现有的技术条件下,几乎每一批进入流程的物料或能源都会在流动过程中出现这样的损失。如果可以对各个量位上的物料(能源)的流量、存量、损失量等加以详细、精确定描述,对于各个量位上的物料与能源损失加以准确定计量,并找到其损失原因。企业就可以相应采取针对措施,对其加以减轻或消除,从而实现对成本的有效控制。图2为一个简化了的企业内部量位与物料(能源)流动的结构的示意图
图2 量位与物料(能源)流结构示意
流量成本法在此基础上,将物料(能源)流作为成本分配的对象,这既不同于吸收成本法中以产品作为分配对象,也不同于作业成本法中以作业中心作为对象。另一个重大不同点是,流量成本法仅仅涉及物料与能源成本的分配,而不涉及与物料与能源流不直接相关的成本。而在其他成本法中统统作为期间费用处理的非生产成本中,凡可以被确定为与物能流有关的成本,也都被分配给有关的物能流。表1显示了流量成本法中的相关成本以及分配对象
表1 简化的流量成本矩阵
成本($)
物料成本
系统成本
(人事管理、折旧费等)
运送与清理成本
合 计
产品
包装
物流损失
合 计
实际设置运行一个流量成本核算系统的前,是有关(以实物量度计量的)物料(能源)流信息有可靠的来源。这是一项十分艰巨的任务。德国的企业一般都有较为完善的erp系统,其中有有关物料(能源)流的信息的内容。但这种信息并不一定完全符合流量成本法的需要。为此德国政府在指南(german federal environmental ministry and federal environmental agency 2003)中建议可以先尽可能利用现有的erp提供的信息,如果不能满足需要,再采取其他措施加以取得。从长远考虑,可以在未来对现有的erp系统加以改进,使之适应满足向流量成本法提供所需信息的需要。在此基础上,绘制企业物能流结构图,详细表明各个量位以及各项物能流在各个量位间的流动情况及其原因等。企业实际的物能流结构图一般要比上述示意性的图2复杂得多,且需要由专门的技术专家参与绘制。会计人员在这一阶段只能从事辅的工作。这同管理会计的多功能综合性的特点是相一致的。在会计人员对于技术问题不甚精通的现实状况下,设计、建立和运行流量成本法系统仍然需要通过建立由各种专业人员组成的综合班子的办法加以解决。
企业生产经营过程所投入的原材料与能源等一般有多种,因此流量成本法也需要对每一种具体的材料或能源项目都要分别绘制流量结构图,并分别核算其流量与存量。对于任何一项具体的物料(能源)流,在每个量位上等都依据一定会计时期的有关数据,按照下列平衡公式确定本期的流量、存量与损失量:
期初存量+本期增加(流入)-本期减少(流出)-期末存量=物能损失+登记差错
上式中的流出指流向与产品性产出相关的下游量位,而损失则指流向与非产品性产出相关的下游量位。
在所有物能流都大流量、存量都确定之后,就要以适当的价值指标对其加以计价。除了使用必要的采购单价外,生产经营过程中的各种相关的系统成本在物料(能源)的流量与存量间的分配,也是一个重要的问题。这其中如同在其他成本法中一样,有一个如何选择最恰当地分配基础的问题。其原理与所应遵循的原则也与在其他成本法下大致相同。在这个步骤完成之后,就可以提供相关的成本流量成本报告给有关的成本管理部门或环境管理部了。这两类管理部门及其人员是流量成本信息的主要的使用者。
由于流量会计仅仅核算报告与材料成本的有关信息,对于许多其他类成本都不涉及,所以它难以取代其他成本法。这样就产生出一个实际应用的问题,流量成本核算系统必须与其他成本系统如abc等同时并存。这必然会加大设置应用其的成本系统的负担。它对于企业应用这种有效的兼顾经济与生态效益的成本法是一个重大的抑制因素。在企业管理水平不高,盈利能力普遍较弱的我国,尤其严重。有鉴于此,流量成本法的设计者们,设计出了它的一种简化版??剩余成本法(residual cost accounting 简称 rca)。其原理与流量成本法大致相同。所不同的是,剩余成本法仅仅对于物料(能源)流结构图中与非产品性产出相关的量位与物料(能源)流进行描绘、计量、核算与报告。其理由是,只有与产品性产出无关的物料(能源)流,才是成本管理与环境管理部门关注的重点。对它们的报告,可以向这些部门指明进一步强化管理的努力方向,从而有利于制定与实施有针对性改进措施。至于与产品性产出相关的物料(能源)流的,则是正常合理的物料(能源)流设计a此。关于它们的信息,对于节约与环保措施的制定与实施帮助不大。此外,由于存在着并行的其他成本法,所以产品性产出的成本核算信息也无需依赖流量成本法提供。
生态流量概念范文6
关键词:城市中小河道;综合治理;设计理念;经验
中图分类号:S157文献标识码: A
引言
城市河道是城市生态系统和景观体系的重要组成部分。它不仅可以提供水源,还可以进行交通航运,同时还具有防洪排涝的功能。城市河道治理是一个涉及到众多学科门类的实践性和思想性的学科,因此,而我们在设计时要进行综合考虑,在一定程度上保持其生态原貌,为城市的建设发挥出其应有的作用。
1、现代河流治理理念
河流治理理念从。近自然河流治理。概念的提出到将生态学概念运用于工程中,强调生态多样性在生态治理中的重要性,从工程技术到工程艺术,注重工程治理与自然景观的和谐性。近自然治理的目标,首先要满足人类对河流利用的要求,同时要维护或创造河流的生态多样性,达到接近自然并保持景观美,通过生态治理创造出一个具有各式各样水流断面、不同水深及不同流路的河流,把河岸植被看待为具有多种小生态环境的多层结构。从维护河流生态系统平衡的观点出发,近自然河流治理的理念是减轻人为活动对河流的压力,维持河流环境多样性、物种多样性及其河流生态系统平衡,并逐渐修复自然状况的可行性工程措施。
2、城市中小河道综合治理设计分析
2.1、河道工程总体设计布置方案
河道治理首先应保证河流的防洪功效。根据河道主槽位置,利用中隔墙把河道分成两大部分,将中隔墙和其中一侧堤防的中间地带设置为洪水槽,可用来行洪;中隔墙和另外一边堤防则可以规划成景观区,景观区主要用来蓄水。与此同时,河堤脚附近比较高的滩地可作为滨河生态绿地景观区,通过修建护滩工程,同时发挥防洪固堤作用。此方案既合理地解决了洪水、泥沙和蓄水之间的矛盾,科学地设置了滨河生态园区及蓄水景观区,又切实保证了城市河道的防洪抗洪功能,多适用于北方的泥沙型河流。
2.2、城市河道线型设计
河道线型设计即河道总体平面的设计。由于城市用地紧缺,河道滨水地带不断被侵占,水面越来越少,河宽越修越窄,但是为了泄洪的需要,要保证过水断面,只好将河道取直、河床挖深,这样对驳坎的强度要求就逐步提高,建设费用逐渐加大,而生态功能逐渐衰退,河道基本成为泄洪渠道,这与可持续发展的战略相悖。而生态化治理需要退地还河,恢复滨水地带,拆除原先视觉单调、生硬、热岛效应明显的渠道护岸,尽量恢复河道的天然形态,宜弯则弯,宽窄结合,避免线型直线化。相对于直线化的渠道,自然曲折的河岸设计更能够提高水中含氧量,增加曝气量,因此也更有利于改善生物的生存环境。从工程的角度看,自然曲折的河道线型能够缓解洪峰,削减流水能量,控制流速,所以也减少了流水对下游护岸的冲刷,对沿线护岸起到保护作用。退地还河、滨水地带的恢复,使得城市建设设计人员在河道断面的设计上留有选择的余地,不需要采用高强度的结构形式对河滨建筑进行保护。顺应河势,因河制宜,无疑在工程经济性方面也是较为有利的。
2.3、城市河道的断面设计
城市河道的断面设计要尽量保留河道中深潭与浅滩形态,不可固定河床,让河流拥有自身的摆幅度,重视水面的多样性。在河道的纵断面上形成纵横交错的深潭与浅滩,避免直线形态的横断面。河道的断面设计可结合现代园林设计概念,建设园林景观式河道,突出河道的绿化性及亲水性。传统的驳岸多是一墙到底的石墙结构,驳岸将水与人远远地隔离开来,既生硬又不经济。现代化复式断面较之于传统驳岸而言,更加地经济与人性化。在常水位以上的土坡种植杨柳、低矮灌木、草皮等植物;在常水位处建造亲水平台,既美观又经济;在常水位以下的河道采用护坡或是挡墙。复式断面不仅体现了绿色、生态、自然的设计理念,而且能有效节省投资,具有经济效益(如图1)。
2.4、植物配置设计
植物配置原则是尽量保留原有树木及部分原生地被,对“河心岛”现有林木逐步进行改造;选择乡土树种和多年来适应本地自然条件的外来树种为绿化主体骨架,并适当引入部分景观树种,增加植被的多样性;乔、灌、草、地被、水生植物相结合,以自然、科学的形式配置,注重植被的季相、色彩、形态、疏密、高低和群落变化,形成立体复式种植。通过各种植被形态的有机结合、穿插,共同形成开合有致、丰富多彩的植物空间。
3、融合生态理念的城市河道综合治理设计
3.1、生态护坡材料的使用
河流治理工程设计中应结合河道的边坡土质、水流速度、护坡宽度、周边的建筑、人流及交通等辅以合理、科学的工程技术措施,采用生态材料对岸坡进行防护。生态护坡同时还应具有岸坡稳定、透水透气、固土护坡、空间延伸的特点,有利于发挥河流的自我修复功能。为了便于岸坡内外水体及营养的充分交换,应尽量少用硬质化材料护砌,避免使自然河流渠道化。常用的生态护坡材料有格宾石笼、雷诺护垫、三维植被网、生态袋、生态混凝土、联锁式护坡砖、木桩加柳枝捆、驳石等,可以强化河道的安全防护功能及景观效果等。生态护坡设计对设计师的要求较高,设计师往往对护坡材料的特性不清楚且无设计手册可用,工作较为繁琐。生态护坡材料的抗冲能力是能否在工程中采用的关键。按以往经验,列举以下生态护坡材料的抗冲流速供参考,见表1。
3.2、河岸线布置应基本保留河流的自然形态
自然界河流的形成和演变经过了漫长的历史过程,在水流与河床的相互作用下,河流走向、河床形态始终处在不断的发展变化过程中。在河流中实施工程后,河流受到干扰,河床变化将更为显著。因此在河流治理工程中要遵循自然规律,基本保留河流的自然形态,保护和恢复河流形态的多样性,顺应河岸线的基本走势,宜宽则宽,宜弯则弯,避免人为改变河势。
在河流治理工程设计中,为便于对平面布置图中设计河岸线进行说明或定位,一般宜布置三条导线,即河流中心控制导线和两侧坡脚控制导线。其中,中心控制导线便于总体的设计说明,两侧坡脚控制导线则有利于施工中进行放线定位。另外要说明的是,河流治理工程中仅靠图纸难以充分表现自然生态的设计意图,要重视在施工现场对图纸的灵活运用,必要时设计人员还应进行现场设计。
4、城市中、小河道综合治理设计经验
4.1、河道线型应满足市政桥梁建设的要求
城区内的河道一般会穿越多条城市道路,有些道路尚未修建属于规划道路;在河道中心线定线时,应结合主要道路的轴线做适当调整,保证与道路轴线相交垂线的夹角不大30°,避免在桥梁设计时因为夹角角度偏大无法实施,造成重新调整该处河道轴线的现象;在没有景观要求的情况下,应控制规划道路下的河道断面尺寸,不要在该处设置漫滩或大水面,以减小规划桥梁跨度、降低桥梁工程造价。
4.2、截污改善河道水质的关键
截污工程完成的好坏是河道未来水质能否改善的关键。城市河道岸边一般会有很多排水口,在设计前需先对河边排水口做拉网式测量及调查,了解排水口的性质(雨水、污水、灌溉)、管径、高程等基础数据;在设计时通过设置污水截流井,将岸边排污口(合流口)的污水就近接入周边市政道路下的污水管道内。
4.3、计算河道设计洪峰流量
对于汇水面积小(小于10km2)、汇流时间短(小于2h)、水文资料缺乏的城市中、小河道,可以采用当地城市排水标准计算河道洪峰流量,河道设计标准应不低于城市排水管涵设计标准。在采用实测流量资料直接推求、暴雨资料间接推求、小流域经验公式等水利计算方法推求河道洪峰流量时,建议根据城市建设区占河道总汇水面积的比例,适当修正流域坡度、下垫面等地形参数。随着城市的发展,硬化面积将逐渐增大,导致降雨下渗量减少、汇流时间变短,地表径流增加、洪峰流量随之变大。
结语
总而言之,现阶段的城市中小河流综合治理还存在一定的问题,还很难达到理想的治理状态,因此,在设计中一定要结合实际情况,选择合理的治理方案,修复河流的周围的生态环境,进而促进生态水利的建设。
参考文献: