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        濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評估問題探討

        2011-07-11 00:49:48馮赟昀升偉愛春
        濕地科學與管理 2011年3期
        關鍵詞:成本法蓄水去除率

        馮赟昀.升偉...愛春

        (1 太湖流域管理局水文水資源監(jiān)測局,無錫 214024;2 河海大學水文水資源學院,南京 210098)

        濕地生態(tài)系統(tǒng)的獨特性在于它特殊的水文狀況、陸地和水域生態(tài)系統(tǒng)交錯作用以及由此產生的特殊的生態(tài)系統(tǒng)功能(陸健健等,2009)。近年來,隨著土地的大規(guī)模開發(fā)利用,濕地面積不斷減少,我國從建國以來開發(fā)為耕地的濕地就有160多萬hm2(蔡友銘等,2007),太湖流域1950-1985年間由于圍湖造田、墾殖,平均每年減少湖泊濕地面積為14.96km2(王鴻涌等,2009);另一方面,環(huán)境污染也給濕地帶來了嚴重影響,導致濕地破壞和退化的現(xiàn)象日趨嚴重,20世紀90年代以來,無錫 山湖水生植物從地毯狀分布到如今幾乎蕩然無存(王鴻涌等,2009)。這些原因都直接導致了濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能和效益下降。為了解并改善濕地與人類社會和周邊環(huán)境之間的關系,許多專家學者嘗試通過一種較為直觀的方法對濕地進行評估,以期使人們更清楚的認識到濕地的價值及重要性,從而提高濕地保護和修復的力度,使?jié)竦啬軌蚋玫臑槿祟惿鐣铡?/p>

        1.述

        20世紀90年代美國生態(tài)學家Costanza等人(1997)首先將全球生態(tài)系統(tǒng)服務功能劃分為調節(jié)大氣、水資源供給、食物生產、娛樂、文化等17項,并對其各項價值進行初步評估。這種評估方法能直觀反映濕地的價值,它采用經濟手段將濕地生態(tài)系統(tǒng)服務的各項功能量化,提供一個具體的價值數(shù)字供參考,因此被廣泛應用。國內的專家學者也通過這種方法對許多濕地進行了評估,如對洞庭湖、洪澤湖、海河流域等濕地評估都沿用了Costanza等人(1997)的方法,本次將選取凈化污染、調節(jié)大氣、調蓄洪水、物質生產等幾項代表性服務功能對評估中存在的問題進行探討,并提出針對性的改進建議。

        2.估存在問題分析

        2.1.化污染

        濕地特殊的土壤結構及植被均具有很強的離子交換性能和吸附功能,對進入其中的多種有機物、重金屬、懸浮物等有較高的去除率。濕地凈化污染的價值通常為它對每項污染物去除價值的總和,在此項評估時,3個方面經常被忽視而導致評價結果不準確。

        1)水力停留時間。濕地水力停留時間的長短將在一定程度上影響污染物的去除率,發(fā)現(xiàn)隨水力停留時間的增長,濕地對大多數(shù)污染物的去除率呈增大趨勢,但每項污染物的去除率最大值不會在同一時間到達。崔芳研究了水力負荷為0.5m3/(m2·d)和0.7m的條件下,0~72h不同水力停留時間內,水平潛流濕地對COD、TP、TN、NH3-N等污染物的去除率的變化(崔芳,2008),變化趨勢見圖1。合理的控制水力停留時間是影響污染物去除率的因素之一,在評估時,不能盲目取每項污染物去除率的最大值,應考慮影響各項因子的最佳水力停留時間。

        圖1.力停留時間對污染物去除率的影響

        2)土壤類型。不同土壤類型對污染物的去除率是不同的,若只根據(jù)濕地植物種類來判斷污染物的去除率是不夠準確的。楊昌鳳等人(1993)研究了不同土壤類型的濕地去除污染物的能力的差異,發(fā)現(xiàn)相同植被條件下,土壤以粘土為主的濕地凈化能力最高,以中等沙粒為主的濕地凈化能力次之,碎石為主的濕地凈化能力最差,見表1。

        表1.同土壤類型的污染物凈化率

        3)濕地植物的收割情況。濕地生態(tài)系統(tǒng)中,被植物截留的N可通過植物根系泌氧及硝化細菌產生的脫氮作用得到去除,但是P不能氣化,被植物截留后仍留在濕地中,去除的可能性較小(金相燦等,2007),若不及時處理,植物在腐爛之后,體內的營養(yǎng)元素會重新回到濕地中,無法起到處理污染的效果,在湖泊濕地中,因植物未及時收割而導致的二次污染現(xiàn)象經常出現(xiàn),最具代表性的水生植物就是水葫蘆。

        2.2.節(jié)大氣

        濕地被稱為“天然氧吧”,濕地植物通過光合作用吸收CO2,釋放O2,可以調節(jié)氣候,緩解溫室效應。在評估濕地調節(jié)大氣的價值時通常采用其固定二氧化碳和釋放氧氣的價值。計算固定CO2價值時通常有兩種方法,即碳稅率法和造林成本法。西方國家一般采用瑞典政府提議的150美元/tC的碳稅率法,即向超量排放的CO2征收納稅金;國內在計算時常采用260.9元/tC(1990年不變價格)的造林成本法。計算O2價值的方法有造林成本法和工業(yè)制氧影子價格法。造林成本法是指利用營造可以吸收同等數(shù)量的CO2的林地成本來代替其他途徑吸收CO2的功能價值,本次針對其在應用時存在的問題從兩方面進行分析。

        1)造林功能單一化。造林成本法在計算固碳價值時只考慮了樹木在生長時吸收CO2的功能,未將其他功能一并考慮。造林的功能除固碳外,還具有保持水土、防風護沙、蓄水等功能,這些都應當考慮在造林成本內,也就是說我們采用的260.9元/tC的造林成本只有一部分用于固碳。采用造林成本法計算濕地經濟價值時,應當按照比例取造林成本的一部分,而不應是全部,否則評估結果會高于實際情況。

        2)重復價值計算。造林成本法通常將濕地吸收CO2和釋放O2的價值分開計算。光合反應方程式:

        這個公式直觀反映出CO2的吸收和O2的釋放是同一個過程,植物在吸收CO2的同時,也會釋放出O2。如果采用碳稅率法和工業(yè)制氧成本計算價值時,分開計算并不會發(fā)生沖突,然而采用造林成本法時,如果將二者的價值各自計算一遍,無疑就將濕地在這方面的價值增加了,相當于把森林固碳釋氧作為兩個互不相連的過程,這一點在應用時應當慎重考慮。

        2.3.蓄洪水

        濕地土壤孔隙度大,滲透率高,具有巨大的蓄水能力,它能夠將過量水分儲存起來慢慢釋放,從而實現(xiàn)調蓄洪峰和水量再分配的功能,是蓄水防洪的天然水庫。濕地蓄水防洪能力是與其自身屬性密切相關的,如植被類型、所處位置、土壤孔隙度等,不可同一而論。本次對采用經驗蓄水深度和水庫影子工程法計算時的誤區(qū)進行分析。

        1)經驗蓄水深度。未考慮濕地本身狀況,采用經驗蓄水深度計算蓄水量。濕地具有較高的蓄水量,能在短時間內蓄積洪水,避免洪水在短期內下泄。在長期對濕地的研究工作中,工作者會對某塊濕地提出一個經驗蓄水深度。在計算調蓄洪水的價值時,很多人就采用了這個經驗值,忽略了濕地的前期水量。某塊濕地的蓄水量是一定的,前期水量的大小會對其調蓄洪水的能力產生影響,評估時要考慮將這一部分水量減去。

        2)水庫影子工程法。用一次性的建庫成本來估算一年的蓄水價值。蓄水功能價值評估常采用影子工程法,即用同樣蓄水容積的水庫建造成本來代替濕地蓄水產生的價值。水庫本身具有重復使用價值,一次性投入可實現(xiàn)多年蓄水功能,濕地年蓄水量的價值計算不能采用一次性的建庫成本。在用此方法計算時,需要考慮水庫的使用壽命,否則將產生很大誤差。

        2.4.質生產

        在計算濕地帶來的物質生產價值時,一般采用直接市場價值法,即統(tǒng)計濕地不同物種的生產面積、單位面積產量及當年的市場價格計算產出物所帶來的價值。物種豐富是濕地的特征之一,而物質生產價值計算的難點就在于較全面的統(tǒng)計濕地物種產量及其市場價格。評估中常常為簡化計算,而出現(xiàn)下面的問題。

        1)種類單一。因統(tǒng)計不全面,采用代表物種價值代替濕地物質生產價值,非代表物種因為數(shù)量較少、分布不廣泛等原因在評估中被忽略不計。某一類非代表種分布面積較小,但所有非代表種相加的價值是不能夠忽略的,且這些物種并非沒有經濟價值,不計入計算會使評估結果偏小。

        2)價格單一。因價格統(tǒng)計不全面,采用單一價格代替多種產品。每塊濕地動植物種類和分布面積都不會完全相同,采用單一價格,不考慮每類物種的權重會使結果產生偏差。例如葉林奇等(2008)對御林河流域濕地進行評價時,采用水產品價格20元/kg代表魚類的價格,計算出御林河水產品的生產功能價值為2648.9萬元,郭劍英(2009)同樣采用20元/kg的價格計算出 湖濕地的水產品價值為10346.6萬元,御林河和 湖每種水產品種類和權重不可能完全相同,而水產品如魚、蝦蟹、貝類的價格差異又很大,采用一種價格代替多種必然會影響評估準確性。

        圖2.河流域濕地生態(tài)系統(tǒng)服務價值變化對比

        3.題小結

        從上述幾個方面可以看出,目前濕地生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估還不夠規(guī)范,存在的問題有關于評價方法的,也有細節(jié)方面的。粗略的評估體系易導致不同研究者對同一塊濕地的評估結果之間存在較大偏差,如毛德華等(2007)對洞庭湖濕地價值評估得出的濕地調蓄洪水和供水價值為147×108元,而康文星等(2008)對洞庭湖濕地調蓄水價值的專項研究得出的結果是31.27×108元,兩者相差四倍多。這里需要強調的一點,一些學者在評價某塊濕地的經濟價值時,因為某項資料不完全,為了方便,直接采用全球或全國濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的單位面積平均值來計算,這樣無疑是不合理的。每塊濕地都有其獨特的特征,一塊濕地在不同年代的生態(tài)系統(tǒng)服務價值可能不同,不同的濕地在同一年代的服務價值也是不同的。從圖2海河流域濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能(崔文彥等,2007)的變化情況可以看出,即使同一塊濕地,在不同時期,它的價值量和服務功能的側重點也不一樣,采用其他濕地的單位價值量來代替所評濕地是沒有科學根據(jù)的。這樣的結果會導致每塊濕地都具有同樣的功能和價值,評估在一定程度上也失去意義了。

        4.進建議

        4.1.氣調節(jié)

        造林成本法在濕地評估方面是比較模糊的概念,建議在評價濕地固碳釋氧價值時采用碳稅率法和工業(yè)制氧法相結合,得到比較清晰合理的結果。發(fā)達國家的碳稅率法對我國來說價格偏高,可以采用我國環(huán)保投入占GDP的比例與發(fā)達國家環(huán)保投入占GDP比例的比值來折算。例如目前我國環(huán)保投入占GDP的比例約為1.5%,發(fā)達國家平均水平在3%左右,可以用0.5的系數(shù)來折算碳稅率,即150美元/tC的稅收金在我國可取75美元/tC,這樣比較符合我國經濟水平。

        4.2.化污染

        濕地凈化污染可從兩方面考慮。若所評價濕地為天然濕地,需調查濕地植被、土壤類型及水文過程,結合濕地植物每年的收割量來評判污染物的去除量;若為人工濕地,則需確定濕地類型,自由水面型、潛流型或垂直水流型人工濕地,再結合濕地的處理能力和進出水水質指標來計算污染物去除率。

        4.3.蓄洪水

        濕地調蓄洪水的功能與其水文和洪峰過程密切相關,可通過其對某次特大洪水的削減量來判斷調蓄洪水的價值。如采用經驗蓄水深度方法,需先計算出已有蓄水量,在蓄水總量的基礎上將已有蓄水量減去,才能得出濕地合理的蓄洪能力。但這個能力會隨著濕地前期蓄水量的變化而變化,若根據(jù)濕地水文過程來計算其動態(tài)蓄洪量會比較合理。

        4.4.質生產

        濕地植物的生產總量可通過當?shù)亟y(tǒng)計年鑒查詢,再通過GIS技術模擬濕地植被的空間分布,得到不同植物的種植比例,與總產量相乘即可得到每類物種的產量。濕地水產品則需參考當?shù)貪O業(yè)養(yǎng)殖模式,計算不同品種所占比例,再根據(jù)總漁獲量,得到不同品種的產量。物種的價格可查詢物價年鑒或通過市場調查得到。

        5.望

        近年來,人們對濕地的認識不斷加強,國內掀起了一片保護和修復濕地的熱潮,很多地區(qū)都實行了有關濕地生態(tài)修復的項目,江蘇無錫市被列入全國第一批水生態(tài)系統(tǒng)保護與修復試點城市,其項目包含16塊濕地的保護與修復以及一個國家級城市濕地公園的建設。濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評估是體現(xiàn)濕地修復效果的良好途徑,希望隨著評估技術的不斷提高,在濕地修復工程中可以采用動態(tài)評估的方法,及時有效掌握濕地的變化情況,使修復工程更精確、更有效地開展。

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