Journal of Natural Resources, Volume. 35, Issue 9, 2163(2020)
Evaluating the cumulative impacts of the hydropower development on the river ecosystem services in terms of spatial and temporal aspects: A case study in the mainstream of the Wujiang River
Figures & Tables(13)
Fig. 2. Impact system of hydropower development on river ecosystem services
Fig. 3. Spatial distribution of hydropower ecosystem service values in 2015
Table 1. Basic situation of cascade hydropower stations in the mainstream of the Wujiang River and its submerged area
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梯级电 站名称 总库容
/万m3装机容
量/kW投产
年份年均发
电量/(万kW·h)淹没/hm2 耕地 林地 草地 园地 鱼塘 建设及
居民用地未利
用地水田 旱地 针叶 针阔
混交阔叶 灌木 乐昌峡 34400 132000 2013 40800 48 112 291.6 52.7 24.6 7 19.1 7.2 — 126.3 8.8 张滩 1263 20600 1970 6912 4.67 — — — — — — — — — 富湾 525 12000 2001 3960 50.47 — — — — — — — — — 长安 720 12000 2003 4565 0.9 121.5 — 6.9 — — 5.7 — — — — 七星墩 1320 12000 2005 4095 7.2 — — — — — 1.3 — — — 塘头 1537.5 20000 — 4585（设计） 0 14.1 — 0.2 — — — 0.5 — — — 溢洲 2323 20000 2007 7950 36 34.5 39 10.3 — — 87.2 1.8 4.1 — —
Table 2. Index system for evaluating the impact of hydropower development on river ecosystem services
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序号 服务类型 具体指标 正/负效应 主要影响范围 1 供给 食物生产 粮食产品 - 淹没影响的河岸带生态系统 渔业产品 - 原料生产 林产品 - 水资源供给 涵养水源 +/- 淹没影响的河岸带生态系统 灌溉 + 河岸带生态系统 发电 + 河流生态系统 航运 + 2 支持 土壤保持 泥沙淤积 - 河流生态系统 控制侵蚀能力 - 维持养分循环 有机质生产 - 淹没影响的河岸带生态系统、
河流生态系统固碳释氧 - 生物多样性 维持生物多样性 - 3 调节 气体调节 减少温室气体 + 河流生态系统 气候调节 — + 河岸带生态系统、河流生态系统 净化环境 净化水质 - 河流生态系统 水文调节 调蓄洪水 + 河岸带生态系统、河流生态系统 4 文化 美学景观 旅游 +/- 河流生态系统
Table 3. [in Chinese]
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生态系统分类 供给 调节 支持 文化 一级分类 二级分类 食物
生产原料
生产水资源
供给气体
调节气候
调节净化
环境水文
调节土壤
保持维持养
分循环生物
多样性美学
景观耕地 旱地 2330 1096 55 1836 987 274 740 2823 329 356 164 水田 3727 247 -7208 3042 1562 466 7454 27 521 576 247 林地 针叶 603 1425 740 4659 13895 4083 9154 5646 438 5152 2247 针阔混交 850 1946 1014 6440 19266 5454 9619 7838 603 7126 3124 阔叶 795 1809 932 5947 17814 5289 12990 7263 548 6605 2905 灌木 521 1178 603 3864 11593 3508 9181 4714 356 4303 1891 草地 灌草丛 1041 1535 850 5399 14279 4714 10469 6577 493 5975 2631 未利用地 裸地 0 0 0 55 0 274 82 55 0 55 27 水域 水系 2192 630 22720 2110 6276 15210 280199 2549 192 6989 5180
Table 4. Impact assessment system for hydropower development on ecosystem services
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序号 服务类型 对河流生态系 统本身的影响 评估方法与计算过程 1 供给 食物生产 几乎忽略不计 — 原料生产 几乎忽略不计 — 水资源
供给涵养水源 完全替代 — 灌溉 新增 机会成本法;灌溉价值=新增灌溉用水量或灌溉面积增加量×单位面积耕地粮食产值 发电 新增 市场价值法;电力产品价值=年均发电量×上网电价 航运 新增 市场价值法;航运价值=因水位提高而改善的航运量×因航运而节省的运输费用 2 调节 气体调节 完全替代 恢复费用法;减缓温室气体排放价值=温室气体排放量×治理温室气体的成本 气候调节 完全替代 — 净化环境 受到影响 替代工程法;净化水质价值=净化能力下降而增加的处理污水的量×污水处理厂处理单位体积污水的成本费用 水文调节 完全替代 机会成本法;调蓄洪水价值=减少的洪涝灾害损失 3 支持 土壤保持 泥沙淤积 受到影响 恢复费用法;水库淤积价值=因修建水库大坝导致的泥沙淤积量×单位重量泥沙的清理成本 控制侵蚀能力 受到影响 机会成本法;控制侵蚀价值=输送泥沙造陆收益 维持养分
循环有机质生产 — — 固碳释氧 — — 生物多样性 受到影响 防护费用法;维持生物多样性价值=维持生物多样性所付出的成本 4 文化 美学景观 旅游 受到影响 旅行费用法;旅游价值=旅游容量×单位容量收入
Table 5. Relevant data used in this study
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指标 单位 出处值 2016年值 数据来源 单位面积耕地粮食产量 t/hm2 — 5.679 韶关市统计局等[ 25 ]水电上网电价 元/(kW·h) — 乐昌峡0.4038,
其他0.4382实地调研 河流航运节省的单位运输费 元/(t·km) 0.6 0.6 鲁传一等[ 26 ],欧阳志云等[29 ]泥沙干容重 t/m3 1.5 1.5 单位重量的泥沙人工清理成本 元/t — 6.7 污水处理费用 元/t — 0.8 实地调研 单位库容保护耕地面积 hm2/m3 0.000076 0.000076 欧阳志云等[ 29 ]治理C和SO2的单位价值 元/t 260.9和600 371.3和854 肖建红等[ 30 ],杨肃昌[31 ],2016年价格
通过贴现率贴现,贴现率按4%计算
Table 6. [in Chinese]
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电站 乐昌峡 张滩 富湾 长安 七星墩 塘头 溢洲 服务类型 - + - + - + - + - + - + - + 供给 食物生产 -71 153 -1.4 1 -15 11 -30 30 -2 2 -3 3 -34 46 原料生产 -75 44 -0.3 0.3 -3 3 -16 9 -0.8 0.5 -2 0.9 -26 13 水资源供给 2 1584 2 11 18 115 1 307 0.9 19 0.1 34 14 474 调节 气体调节 -236 147 -1.1 1 -12 11 -30 28 -2 2 -3 3 -90 44 气候调节 -616 438 -0.6 3 -6 32 -34 85 -1 5 -3 9 -210 131 净化环境 -181 1061 -0.2 7 -2 77 -10 205 -0.3 13 -0.7 23 -66 318 水文调节 -428 19538 -2 131 -21 1414 -22 3783 -2 238 -2 415 -168 5851 支持 土壤保持 -276 178 -0.7 1 -7 13 -43 34 -2 2 -4 4 -98 53 维持养分循环 -25 13 -0.2 0.1 -2 1 -5 3 -0.3 0.2 -0.5 0.3 -10 4 生物多样性 -229 487 -0.2 3 -2 35 -13 94 -0.3 6 -0.9 10 -84 146 文化 美学景观 -100 361 -0.1 -0.1 -1 26 -6 70 -0.2 4 -0.4 8 -37 108 合计 21769 156 1683 4438 283 490 6379
Table 7. [in Chinese]
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服务类型 评估指标 乐昌峡 张滩 富湾 长安 七星墩 塘头 溢洲 供给 食物生产 — — — — — — — 原料生产 — — — — — — — 涵养水源 — — — — — — — 灌溉 447 379 153 56 0 0 0 电力 15984 2939 1684 1941 1741 1949 3380 航运 0 0 48 34 0 0 163.2 调节 减少温室气体排放 2957 501 287 331 296 332 576 气候调节 — — — — — — — 净化水质 -275 -10 -4 -6 -11 -12 -19 调蓄洪水 4639 170 71 97 178 207 313 支持 泥沙淤积 -532 -33 0 0 -26 -37 -229 控制侵蚀能力 0 0 0 0 0 0 0 有机质生产 — — — — — — — 固碳释氧 — — — — — — — 维持生物多样性 -821 -291 -291 -291 -291 -291 -291 文化 旅游 — — — — — — — 合计 22398 3655 1947 2162 1888 2148 3894
Table 8. [in Chinese]
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服务
类型评估指标 乐昌峡 张滩 富湾 长安 七星墩 塘头 溢洲 - + - + - + - + - + - + - + 供给 食物生产 -71 153 -1 1 -15 11 -30 30 -2 2 -3 3 -34 46 原料生产 -75 44 -0.3 0.3 -3 3 -16 9 -0.8 0.5 -2 1 -26 13 水资源供给 2 2031 2 390 18 268 -1 362 1 19 -0.1 34 14 474 电力 — 15984 — 2939 — 1684 — 1941 — 1741 — 1949 — 3380 航运 — — — — — 48 — 34 — — — — — 163 调节 气体调节 -236 3104 -1 502 -12 298 -30 359 -2 299 -3 335 -90 620 气候调节 -616 438 -0.6 3 -6 32 -34 85 -1 5 -3 9 -210 131 净化环境 -456 1061 -10 7 -6 77 -16 205 -11 13 -13 23 -85 318 水文调节 -428 24177 -2 301 -21 1485 -22 3880 -2 416 -2 622 -168 6164 支持 土壤保持 -808 178 -34 1 -7 13 -44 34 -28 2 -42 4 -327 53 维持养分循环 -25 13 0.2 0.1 -2 1 -5 3 -0.3 0.2 -0.5 0.3 -10 4 生物多样性 -1050 487 -291 3 -293 35 -304 94 -291 6 -292 10 -375 146 文化 美学景观 -100 361 -0.1 2 -1 26 -6 70 -0.2 4 -0.4 8 -37 108 合计 44167 3811 3630 6600 2171 2638 10273
Table 9. [in Chinese]
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地区或流域 工程规模 正效应主要内容 负效应主要内容 正/负效
应之比单位电能负效应 文献来源 福建九龙江,
3宗小水电站 发电、灌溉、防洪、水产养殖 生物多样性损失、水质
退化1.1~1.6 0.19~0.23 Wang等[ 6 ]黄河小浪底水利枢纽 大型水库+电站 发电、防洪和减少温室气体减排 水库淤积、淹没、移民 1.1 0.04 Chen等[ 7 ]西藏怒江、澜沧江、雅鲁藏布江等,15宗 大、小水电站 — 施工期环境污染、土壤侵蚀>NPP、固碳释氧功能及人类栖息地的损失>泥沙淤积、鱼类栖息地损失 0.39(大水电),
0.18(小水电)Li等[ 8 ]澜沧江漫湾水电站 大水库+大水电站 发电、减少温室气体排放 泥沙淤积、生物多样性丧失、水环境污染 1.63~2.94 0.06 Yang等[ 34 ]雅砻江,3宗 大水库+大水电站 发电、调蓄洪水、大气组分调节 控制侵蚀、河流输沙、植被生产、生物多样性维持 49:1 0.009 陈敏等[ 35 ]澜沧江干流,19宗 大水电站 发电、减少温室气体排放、旅游、水产养殖、灌溉、调节小气候 固碳释氧、营养物质循环、涵养水源、生物多样性维持、土壤保持、净化水质、移民 4.27:1 0.08 陈晓舒等[ 36 ]东江干流沥口水利枢纽 小水电站 发电、旅游、灌溉 淹没耕地、有机质生产、水质净化 1.6 0.31 莫创荣等[ 9 ]澜沧江漫湾水电站 大水库+大水电站 发电、休闲娱乐、航运、水产养殖、供水、调蓄洪水 河流输沙、生物多样性维持、农林草产品提供、固碳释氧、土壤及肥力保持、水质净化、营养物质循环 0.18 0.04 魏国良等[ 10 ]雅砻江,5宗 大水电站 减少温室气体排放、调蓄洪水、调节气候、水产养殖、旅游 生态环境保护费用、泥沙淤积、水质净化、生物多样性维持等 12.7 0.005 赵小杰等[ 11 ]福建闽江建溪,1宗 中型水电站 发电、调蓄洪水、减缓温室气体排放、航运、渔业生产、供水、旅游、灌溉 水土流失、生物多样性维持、水库泥沙淤积、造陆功能、库区侵蚀、淹没耕地等、水质净化 13.8 0.04 鲁传一等[ 26 ]贵州乌江猫跳河,7宗 小水电站 调蓄洪水、减缓温室气体排放、发电、供水、灌溉、养殖 水质净化、生物多样性、河流输沙、淹没耕地等、移民 定性+半定量的方式 — 裴厦[ 37 ]等湖南皂市水利枢纽 大水库+小水电站 调蓄洪水、发电、灌溉、航运、水产养殖 移民、泥沙淤积、水土流失等 — 0.21 肖建红[ 38 ]四川白龙江,4宗 小水电站 发电 控制侵蚀、河流输沙、生物多样性维持、植被生产、固碳释氧 3.1 0.09 杨远祥[ 39 ]湄公河流域,11宗 大水电站 发电、改善灌溉、防洪、水库渔业、水产养殖、通航等 渔获量、沉积物—营养物、社会缓解成本 0.6 1.1(0.167
美元)Intralawan等[ 28 ]甘肃九甸峡水利枢纽 大水库+大水电站 新增库区水域、调节洪水、保护和改良耕地、减少温室气体排放 淹没,减少下游水域、新增用水消耗、库区温室气体排放 0.9 0.43 杨肃昌等[ 31 ]厄瓜多尔,
1宗大水电站+大水库 发电、防洪、水调节和蓄积、控制侵蚀 栖息地和生物多样性、食物和原材料、土壤形成和维持、营养物质循环、水资源供给、水质处理等功能损失 — — Briones[ 20 ]
Table 10. Fish loss index changes in the Wujiang River Basin
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调查时间 采集鱼类 鱼类生物
损失指数1980s 11目26科93属143种 2008年 6目15科95种,新增记录15种 0.56 2014年 7目18科55属65种,新增记录10种 0.39
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Jian-hui JIA, Jian-yao CHEN, Xiao-jun LONG, Ji-chen CHEN. Evaluating the cumulative impacts of the hydropower development on the river ecosystem services in terms of spatial and temporal aspects: A case study in the mainstream of the Wujiang River[J]. Journal of Natural Resources, 2020, 35(9): 2163
Paper Information
Received: Jul. 5, 2019
Accepted: --
Published Online: Apr. 21, 2021
The Author Email: CHEN Jian-yao (chenjyao@mail.sysu.edu.cn)
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