动态水文经济模型评估湿地恢复与创建的有效性及经济成本效益

为解决气候变化下农业流域湿地恢复与创建的环境-经济权衡问题，研究人员开发了集成SWAT+、PMP和效益转移法的动态水文经济模型，应用于西班牙Flumen流域。结果表明：尽管气候变化加剧了水资源竞争，湿地效益在多数情景下仍能覆盖农业损失成本，为自然解决方案(NBS)的可持续性提供了量化依据。

　　

随着全球气候变化加剧，水资源短缺已成为威胁生态环境和社会经济的核心问题。在农业流域中，湿地作为重要的自然解决方案(NBS)，其恢复与创建既能改善水质、保护生物多样性，又与灌溉农业形成激烈的水资源竞争。西班牙Flumen流域实施的LIFE CREAMAgua项目正是典型案例，但缺乏对其长期环境-经济绩效的系统评估。这一空白使得决策者难以权衡湿地保护与农业发展之间的复杂关系，亟需量化工具支持可持续水资源管理决策。

为破解这一难题，国内研究人员构建了创新的动态水文经济建模框架，整合了土壤和水评估工具(SWAT+)、正数学规划(PMP)和效益转移法三大核心技术。该模型通过双向协议耦合水文与人类系统，首次实现了对湿地面积变化、农业经济损失和生态系统服务价值的同步动态评估。研究选取Flumen流域2011-2014年建设的16处湿地(总面积300公顷)为对象，模拟了RCP2.6/4.5/8.5三种气候情景下80年的演变趋势。

关键技术方法包括：(1)SWAT+模型校准采用DDS算法，基于1951-2019年气象数据和2个水文站观测值；(2)PMP模型校准34个市镇的26种作物数据，反映农民水资源分配行为；(3)效益转移法整合21项国际湿地估值研究，确定单位面积价值区间(631.58-6,071.57欧元/公顷/年)；(4)通过水文经济代表单元(HERU)实现空间数据融合。

3.1 水文响应特征
模型验证显示Nash效率系数(NSE)达0.611(校准期)和0.480(验证期)。模拟结果表明：RCP8.5情景下湿地面积衰退最显著，世纪末较基准期减少达42%；而RCP2.6情景相对稳定，印证了气候政策对湿地保护的关键作用。

3.2 经济权衡分析
水资源分配规则揭示三重机制：当灌溉可用水量(W_irrigation)＞需求(D_irrigation)时农业无损失；当W_irrigation＜D_irrigation但湿地储水可补偿时，农业损失ΔW= D_irrigation-W_irrigation；在极端干旱情景下，双重缺水导致ΔW= D_irrigation-(W_wetlands+W_irrigation)。

4.1 成本效益动态
尽管气候变率使湿地效益年均递减1.2-3.8%，但80年间总效益(均值4,748欧元/公顷/年)始终高于农业机会成本。仅在RCP8.5情景末期，部分模型组合出现成本反超，凸显气候政策的边际效益。

5.1 模型创新价值
该研究突破传统静态评估局限，首次实现：①非平稳气候条件下的动态耦合模拟；②通过HERU单元整合生态-经济空间异质性；③多模型集合量化参数不确定性。相比既往研究，将决策支持时间维度从单一年份扩展至世纪尺度。

这项研究为《欧洲水框架指令》的实施提供了科学依据，证实即使在严峻气候情景下，湿地NBS的净现值仍保持正向。方法论层面开创的"水文经济协议"耦合范式，可推广至流域综合管理、生态补偿等政策设计，为全球可持续发展目标(SDG)6.6的实现提供了可复制的技术路径。未来研究可结合遥感数据和机器学习，进一步提升模型在极端气候事件中的预测能力。