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    Journals >Journal of Natural Resources >Volume 35 >Issue 9 >Page 2163 > Article
    • Journal of Natural Resources
    • Vol. 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
    Jian-hui JIA1、2, Jian-yao CHEN1、*, Xiao-jun LONG3, and Ji-chen CHEN4
    Author Affiliations
  • 1Guangdong Key Laboratory for Urbanization and Geo-simulation, School of Geography and Planning, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China
  • 2Department of Water Resources of Guangdong Province, Guangzhou 510635, China
  • 3School of Geography and Tourism, Guangdong University of Finance and Economics, Guangzhou 510320, China
  • 4Guangdong Research Institute of Water Resources and Hydropower, Guangzhou 510635, China
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    DOI: 10.31497/zrzyxb.20200910 Cite this Article
    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 Copy Citation Text show less
    The location of the Wujiang River Basin
    Fig. 1. The location of the Wujiang River Basin
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    Impact system of hydropower development on river ecosystem services
    Fig. 2. Impact system of hydropower development on river ecosystem services
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    Spatial distribution of hydropower ecosystem service values in 2015
    Fig. 3. Spatial distribution of hydropower ecosystem service values in 2015
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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3440013200020134080048112291.652.724.6719.17.2—126.38.8
    张滩126320600197069124.67—————————
    富湾525120002001396050.47—————————
    长安72012000200345650.9121.5—6.9——5.7————
    七星墩132012000200540957.2—————1.3———
    塘头1537.520000—4585（设计）014.1—0.2———0.5———
    溢洲232320000200779503634.53910.3——87.21.84.1——
    Table 1. Basic situation of cascade hydropower stations in the mainstream of the Wujiang River and its submerged area
    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 2. Index system for evaluating the impact of hydropower development on river ecosystem services
    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233010965518369872747402823329356164
    水田3727247-720830421562466745427521576247
    林地针叶603142574046591389540839154564643851522247
    针阔混交8501946101464401926654549619783860371263124
    阔叶7951809932594717814528912990726354866052905
    灌木521117860338641159335089181471435643031891
    草地灌草丛10411535850539914279471410469657749359752631
    未利用地裸地000550274825505527
    水域水系2192630227202110627615210280199254919269895180
    Table 3. [in Chinese]
    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 4. Impact assessment system for hydropower development on ecosystem services
    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)0.60.6鲁传一等[26],欧阳志云等[29]
    泥沙干容重t/m31.51.5
    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/m30.0000760.000076欧阳志云等[29]
    治理C和SO2的单位价值元/t260.9和600371.3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 5. Relevant data used in this study
    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-71153-1.41-1511-3030-22-33-3446
    原料生产-7544-0.30.3-33-169-0.80.5-20.9-2613
    水资源供给215842111811513070.9190.13414474
    调节气体调节-236147-1.11-1211-3028-22-33-9044
    气候调节-616438-0.63-632-3485-15-39-210131
    净化环境-1811061-0.27-277-10205-0.313-0.723-66318
    水文调节-42819538-2131-211414-223783-2238-2415-1685851
    支持土壤保持-276178-0.71-713-4334-22-44-9853
    维持养分循环-2513-0.20.1-21-53-0.30.2-0.50.3-104
    生物多样性-229487-0.23-235-1394-0.36-0.910-84146
    文化美学景观-100361-0.1-0.1-126-670-0.24-0.48-37108
    合计21769156168344382834906379
    Table 6. [in Chinese]
    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44737915356000
    电力15984293916841941174119493380
    航运00483400163.2
    调节减少温室气体排放2957501287331296332576
    气候调节———————
    净化水质-275-10-4-6-11-12-19
    调蓄洪水46391707197178207313
    支持泥沙淤积-532-3300-26-37-229
    控制侵蚀能力0000000
    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22398365519472162188821483894
    Table 7. [in Chinese]
    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-71153-11-1511-3030-22-33-3446
    原料生产-7544-0.30.3-33-169-0.80.5-21-2613
    水资源供给22031239018268-1362119-0.13414474
    电力—15984—2939—1684—1941—1741—1949—3380
    航运—————48—34—————163
    调节气体调节-2363104-1502-12298-30359-2299-3335-90620
    气候调节-616438-0.63-632-3485-15-39-210131
    净化环境-4561061-107-677-16205-1113-1323-85318
    水文调节-42824177-2301-211485-223880-2416-2622-1686164
    支持土壤保持-808178-341-713-4434-282-424-32753
    维持养分循环-25130.20.1-21-53-0.30.2-0.50.3-104
    生物多样性-1050487-2913-29335-30494-2916-29210-375146
    文化美学景观-100361-0.12-126-670-0.24-0.48-37108
    合计441673811363066002171263810273
    Table 8. [in Chinese]
    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    		1.1~1.60.19~0.23Wang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1.10.04Chen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1.63~2.940.06Yang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49:10.009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4.27:10.08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1.60.31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0.180.04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12.70.005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13.80.04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3.10.09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0.61.1(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0.90.43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 9. [in Chinese]
    调查时间采集鱼类鱼类生物
    损失指数
    1980s11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
    Table 10. Fish loss index changes in the Wujiang River Basin
    Abstract
    Get PDF(in Chinese)
    Figures&Tables (13)
    Equations (0)
    References (45)
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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
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