生态系统服务评估与权衡InVEST模型.pdf

发布时间：2022-06-13 发布人：admin 分类：说明书资料大小：11.82M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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斯坦福大学伍兹环境研究所世界自然保护基金会大自然保护协会明尼苏达大学环境研究所生态系统服务评估与权衡（InVEST）模型（3.2.0 版本）使用手册 ——自然资本项目组开发、用于支持环境决策的模型系统编者：Richard Sharp, Rebecca Chaplin-Kramer, Spencer Wood, Anne Guerry, Heather Tallis, Taylor Ricketts. 贡献作者：Erik Nelson, Dress Ennaanay, Stacie Wolny, Nasser Olwero, Kari Vigerstol, Derric Pennington, Guillermo Mendoza, Juliann Aukema, John Foster, Jessica Forrest, Dick Cameron, Katie Arkema, Eric Lonsdorf, Christina Kennedy, Gregory Verutes, Chong-Ki Kim, Gregory Guannel, Michael Papenfus, Jodie Toft, Matthew Marsik, Joey Bernhardt, Bobert Griffin, Kathryn Glowinski, Nicholas Chaumont, Adam Perelman, Martin Lacayo, Lisa Mandle, Perrine Hamel, Adrian L. Vogl, Lauren Rogers, Will Bierbower. 引用：Sharp, R., Tallis, H. T., Ricketts, T., Guerry, A. D., Wood, S. A., Chapin-Kramer, R., Nelson, E., Ennaanay, D., Wolny, S., Olwero, N., Vigerstol, K., Pennington, D., Mendoza, G., Aukema, J., Foster, J., Forrest, J., Cameron, D., Arkema, K., Lonsdorf, E., Kennedy, C., Verutes, G., Kim, C. K., Guannel, G., Papenfus, M., Toft, J., Marsik, M., Bernhardt, J., Griffin, R., Gowinski, K., Chaumont, N., Perelman, A., Lacayo, M. Mandle, L., Hamel, P., Vogl, A. L., Rogers, L., and Bierbower, W. 2015. InVEST 3.2.0 User‘s Guide. The Natural Capital Project, Stanford University, University of Minnesota, The Nature Conservancy, and World Wildlife Fund. 译者：郑华，傅斌，肖洋，巩杰，逯非，欧阳芳，马赫，王学志，丁肇慰

译者说明 InVEST（Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs）是美国自然资本项目组开发的、用于评估生态系统服务功能量及其经济价值、支持生态系统管理和决策的一套模型系统，它包括陆地、淡水和海洋三类生态系统服务评估模型。目前，自然资本项目组开发的 InVEST模型已在20多个国家和地区的空间规划、生态补偿、风险管理、适应气候变化等环境管理决策中得到广泛应用。近年来，中国的生态系统服务研究越来越多，并在国家、区域、流域等多个尺度的生态功能区划、生态保护红线划定、生态补偿、资源环境承载力评估等政策中得到应用。为了方便更广大的用户使用 InVEST模型系统开展生态系统服务评估，我们组织翻译了《生态系统服务评估与权衡（InVEST）模型（3.2.0版本）使用手册》。但是InVEST 模型系统覆盖的内容广、涉及的学科门类多，受专业背景和学识水平的限制，我们对原文尚有一些理解不到位的地方，以致可能造成译文存在一些谬误，敬请广大用户批评指正，以便我们在下一版中修改完善。译者 2017年10月

目录第一部分：简介 ............................................................................................................ 1 1 数据要求和输出汇总表..................................................................................... 2 2 为什么需要生态系统服务制图和评估工具..................................................... 6 2.1 简介........................................................................................................... 6 2.2 谁应该使用 InVEST? .............................................................................. 7 2.3 InVEST 简介 ............................................................................................. 7 2.4 使用 InVEST 服务决策 ......................................................................... 10 2.5 版本更新................................................................................................. 14 2.6 关于指南................................................................................................. 15 3 开始运行........................................................................................................... 15 3.1 安装 InVEST 模型和数据 ..................................................................... 15 3.2 脱机 InVEST 工具 ................................................................................. 16 3.3 在 ArcGIS 中打开 InVEST 模型 ........................................................... 16 3.4 下载和安装 Python 扩展库 ................................................................... 17 3.5 在 ArcGIS 中添加 InVEST 工具箱 ....................................................... 17 3.6 使用样本数据......................................................................................... 18 3.7 数据格式化............................................................................................. 18 3.8 模型运行................................................................................................. 19 3.9 信息支持................................................................................................. 21 3.10 报错....................................................................................................... 21 3.11 加载 DEM 数据 .................................................................................... 21 3.12 参考资料............................................................................................... 24 第一部分：InVEST 模型 ............................................................................................ 25 4 生态系统支持服务........................................................................................... 26 4.1 生境质量................................................................................................. 26 4.2 生境风险评估......................................................................................... 40 4.3 海水质量................................................................................................. 63 5 生态系统最终服务........................................................................................... 73

5.1 碳储存和固持：气候调节...................................................................... 73 5.2 蓝碳....................................................................................................... 103 5.3 水量提供：水库水电生产................................................................... 123 5.4 养分持留：水质净化........................................................................... 144 5.5 泥沙输移比例模型：减轻水库泥沙淤积........................................... 156 5.6 传粉者丰度：作物授粉....................................................................... 172 5.7 无障碍的视野：景区质量提供........................................................... 184 5.8 参观：休闲和旅游业........................................................................... 193 5.9 波浪的衰减与减蚀作用：海岸带保护............................................... 201 5.10 木材管理模型..................................................................................... 255 5.11 波浪能生产 ......................................................................................... 263 5.12 海上风能生产..................................................................................... 280 5.13 海洋长须鲸水产养殖生产................................................................. 297 5.15 作物生产模型..................................................................................... 334 6 生态系统服务分析工具................................................................................. 343 6.1 叠加分析模型....................................................................................... 343 6.2 海岸脆弱型模型................................................................................... 353 7 辅助工具......................................................................................................... 386 7.1 路径数字高程地图............................................................................... 386 7.2 划定 IT .................................................................................................. 387 7.3 情景设置............................................................................................... 389 7.4 InVEST 脚本指南与应用程序编程接口 ............................................. 399 第三部分：致谢........................................................................................................ 401 8 致谢................................................................................................................. 402 8.1 数据来源............................................................................................... 402 8.2 个人和组织........................................................................................... 402 第四部分：用户使用手册的 PDF 版本 .................................................................... 404

第一部分：简介 ~ 1 ~

1 数据要求和输出汇总表步骤 InVEST数据和模型目录生物多样性：栖息地质量和稀有性（层0）必要提供数据要求可选提供碳储存和固定必要服务可选服务可选价值发电量（层1）必要提供当前土地利用/土地覆盖威胁影响距离衰变函数威胁形式威胁地图栖息地适宜性（可选：按物种）栖息地对威胁的敏感性半饱和常数受保护的状态基准土地利用/土地覆盖未来土地利用/土地覆盖土地利用/土地覆盖地上生物量中的碳地下生物量中的碳凋落物中的碳土壤中的碳通过森林砍伐移除碳首年的森林砍伐收获频率已收获的木材产品的半存留期已收获的木材中的碳素密度生物量转化扩展因子未来土地利用/土地覆盖已封存的碳的值贴现率时间间隔碳价格的年变化率过程输出根据威胁强度和敏感性计算栖息地质量和退化情况栖息地退化指数；栖息地质量指数当前和（或）未来的土地利用/土地覆盖的栖息地稀有指数；退化情况以及质量基准未来情景下的栖息地退化、质量以及稀有性相对于基准水平计算当前和（或）未来的稀有栖息地类型；根据威胁强度和敏感性计算栖息地质量和退化情况根据威胁强度和敏感性计算未来情景的质量和退化情况；可选择相对于基准水平计算栖息地稀有性查找每像元的碳存量总计碳存量（毫克/ 像元）计算存储在已收获的木材中的每像元的碳含量总计碳存量（毫克/ 像元），包括HWP 中的碳存量计算碳存量之间的差异计算碳的值计算固碳速率已封存的碳的值（货币/像元/年）土地利用/土地覆盖平均年降水量（毫米）平均年度参考蒸散量（毫米） ~ 2 ~

InVEST数据和模型目录步骤数据要求植物提供的水分（比例）蒸散系数根深度（毫米）有效土壤深度（毫米）季节性因子土地利用和土地覆盖的消耗性使用集水区和流域情况碳系数涡轮机效率(0.7-0.95) 水利流入量（分数）扬程（米）操作成本（货币）水利价格（货币）土地利用/土地覆盖 DEM 出水量（水利模型输出；参考水利模型的输入数据要求）输入系数的格式为千克/ha/年（对于关注的营养物）营养物过滤效率（%）许可的营养物污染程度集水区和流域情况水质净化：养分保留（层1）必要提供必要服务可选价值必要服务可选价值过程计算降水与真实蒸散量之间的差异的像元级产量输出平均年产量（毫米/ 流域/年，毫米/像元/ 年）减去不同土地利用和土地覆盖所消耗的水量针对已给定的水量估计电力计算能量的净现值计算营养物输出和保留减去等同于许可污染量的保留数计算成本现值可用于水利发电的平均年径流（毫米/ 流域/年，毫米/像元/ 年）发电（千瓦小时/流域/年，千瓦小时/像元/年）净现值营养物输出（千克/ 流域/年，千克/像元/ 年）营养物保留（千克/流域/年，千克/ 像元/年）生态系统营养物持留带来的水质净化（千克/流域/年，千克/像元/年）减少的处理费用（货币/流域/年，货币/ 水域/年）使用通用土壤流失方程和选择路径来计算每像元的生成的和保留的沉积物平均年侵蚀量（吨/ 流域/年，吨/像元/ 年）；平均年泥沙持留（吨/流域/年，吨/ 像元/年）减去水库净容量中的泥沙通量产生的和保留的泥沙通量的年平均值（吨/流域/年）水处理工厂的年平均泥沙持留平均年营养物移除成本时间间隔（年）贴现率泥沙持留模型：疏浚和水质监管（层1）土地利用/土地覆盖必要提供降雨侵蚀力土壤侵蚀力作物系数管理系数 DEM 每种土地利用和土地覆盖的泥沙持留效率坡度阈值（%）流量计算阈值水库净容量（感兴趣的水库点）集水区和流域情况必要配水库必要污水质净化厂河中许可的泥沙通量（最大日负荷总量等等）减去许可的泥沙通量木材生产管理（层1）必要服务木材位置 ~ 3 ~

InVEST数据和模型目录步骤数据要求每捆木材面积每个阶段每捆木材的比例每个阶段每捆木材的生物量每捆的砍伐期砍伐的木材质量：体积换算系数木材的市场价值种植园年平均维护成本年平均收获成本将估计未来砍伐时间表土地利用/土地覆盖营巢环境偏好季节性传粉者活动的相对指标营巢环境类型的相对生物利用度每种土地利用和土地覆盖的花朵的相对多度平均觅食距离相对多度指数（上述提供）可选价值作物授粉（层0）必要提供必要服务可选价值作物半饱和常数渔业提供的食物必要提供必要服务可选价值空间结构生活史特征；年龄/阶段特定存活情况、繁殖力、年龄结构生产率（R/S）捕捞死亡率（年龄/阶段特定）捕获管理策略： 1. 部门特定捕获率或 2. 目标逃脱以及部门特定分配量沉积物移除成本的年平均值市场价格操作成本水产养殖提供的食物必要服务养殖场运营（鱼的数量、饲料、目标捕获重量、出圃重量、出圃日期、休湖实践）养殖场位置温度操作成本市场价格收入过程计算砍伐的木材的数量计算木材的净现值输出砍伐的木材量（立方米/捆/年）；砍伐的木材的生物量（毫克 /捆/年）木材的净现值计算传粉者的相对多度计算传粉者访问每个农场的相对多度计算传粉的相对附加价值估计可捕获或脱逃的成鱼丰度；回报趋势估计每个种群的捕捞鱼的数量传粉者丰度指数（相对多度/像元，相对多度/流域）农场上相对传粉这丰度指数（相对丰度 /农场）传粉作物产量价值指数（相对价值/像元）总回报数量（逃脱+ 捕获）或每年逃脱的已成年的雌鱼回报或逃脱趋势按部门（商业和生计）计算的每年捕捞的鱼的数量计算捕捞的鱼的现值按部门的捕捞的鱼的净现值估计每个养殖场生产的鱼的生物量每个养殖场生产的鱼的生物量计算每个养殖场生产的鱼的现值每个养殖场生产的鱼的现值可选价值海岸侵蚀保护风场波场计算衰减波高；计算迅速积累的 ~ 4 ~

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