趙欣勝 崔麗娟　康曉明　李　偉　張曼胤　孫寶娣（中國林業(yè)科學(xué)研究院濕地研究所，濕地生態(tài)功能與恢復(fù)北京市重點實驗室，北京 100091）

基于能值分析的遼寧雙臺河口濕地產(chǎn)品供給價值評價研究

趙欣勝 崔麗娟康曉明李偉張曼胤孫寶娣
（中國林業(yè)科學(xué)研究院濕地研究所，濕地生態(tài)功能與恢復(fù)北京市重點實驗室，北京 100091）

應(yīng)用奧德姆能值分析方法，定量分析了遼寧省雙臺河口濕地生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品供給中的物流和能流。結(jié)果表明：遼寧雙臺河口濕地生態(tài)系統(tǒng)初級生產(chǎn)力能值約為1.50×1019sej，換算成價值約為0.62億元；能源或資源能值約為205.64×1019sej，價值為84.31億元。遼寧雙臺河口濕地產(chǎn)品供給貨幣價值總體排序為水資源＞濕地水禽＞水產(chǎn)品＞底泥＞濕地植被。遼寧雙臺河口濕地在水資源供給、濕地生物多樣性保護(hù)以及水產(chǎn)品供給等方面的價值較高，是遼寧雙臺河口濕地優(yōu)先保護(hù)和恢復(fù)的方向。

遼寧雙臺河； 濕地； 能值分析；價值評價； 產(chǎn)品供給

Odum創(chuàng)立的能值分析是以能值作為基準(zhǔn)，把生態(tài)系統(tǒng)中不同結(jié)構(gòu)、功能和過程所包含的能量轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行比較。能值分析使用太陽能值來衡量生態(tài)系統(tǒng)中某一特征屬性的大小?？梢哉f應(yīng)用能值概念、度量方法標(biāo)準(zhǔn)及其重要參數(shù)能值轉(zhuǎn)換率，可以將生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)流動和儲存于不同結(jié)構(gòu)、功能和過程中的能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)換為同一量綱，進(jìn)而實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)不同組分的定量比較研究（Zacarias，et al，2005；Julio et al，2005a；2005b；Lan et al，1994；Odum，1995）。濕地為人類的生產(chǎn)、生活提供了多種生態(tài)服務(wù)，特別是在抗旱防洪、維持生物多樣性、調(diào)節(jié)氣候、凈化污染物等方面發(fā)揮著重要生態(tài)作用。濕地供給人類賴以生存的淡水資源，并在凈化污染物、蓄水、補(bǔ)充地下水和維持區(qū)域水量平衡中發(fā)揮著巨大作用（崔麗娟，2004；2011）。

雙臺河口濕地是遼河三角洲組成的主體，位于遼河平原南部，渤海遼東灣頂部，是由遼河、雙臺子河、大凌河、小凌河、大清河等一系列河流作用形成的沖海積平原。在遼河三角洲的整個范圍內(nèi)，雙臺河口濕地資源十分豐富，類型繁多。近些年來，人們廣泛地對濕地進(jìn)行了多方面的評價，其中價值評價應(yīng)用較多。在濕地產(chǎn)品價值實際評價中，通常使用費用支出法、市場價值法等評價實物價值，然而這些方法存在著重復(fù)計算，量綱不統(tǒng)一比較等諸多問題（趙士洞等，2004）。能值在解決這些問題上具有明顯的優(yōu)勢（Viotti et al，2002；Ulgiati et al，1992； Douglass et al，2008；陳仲新等， 2000；藍(lán)盛芳等，2001；隋春花等， 1999）。為闡明能值分析方法在遼寧雙臺河口濕地產(chǎn)品供給研究中的作用和優(yōu)勢，本文借鑒能值分析理論開展?jié)竦禺a(chǎn)品供給價值評價，并結(jié)合遼寧雙臺河口濕地的實際情況進(jìn)行定量計算。其研究結(jié)果可為管理部門提供參考，也能夠提高人們對濕地的充分認(rèn)識。

1　數(shù)據(jù)來源和統(tǒng)計分析

除了水資源數(shù)據(jù)來自2014年的盤錦市統(tǒng)計年鑒，其他數(shù)據(jù)均通過遙感解譯獲得，其中遙感數(shù)據(jù)下載自http：//www.gscloud. cn/（地理空間數(shù)據(jù)云），數(shù)據(jù)為2014年7月13日，無云。采用ENVI5.3監(jiān)督分類對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行解譯分析，其具體步驟如圖1。經(jīng)過多次比較分析，本文遙感解譯的分類器采用支持向量機(jī)。土地利用類型分類標(biāo)準(zhǔn)參照《土地利用現(xiàn)狀分類標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 21010-2007）》和《濕地分類（GB 24708-2009-T）》，具體解譯信息見表1。

據(jù)遙感解譯得出，研究區(qū)濕地總面積為15.79萬hm2，其中天然濕地以蘆葦沼澤面積最大，為3.08萬hm2；而鹽地堿蓬沼澤面積最小，僅為0.29萬hm2（圖2）。

表1　遼寧雙臺河口濕地濕地分類統(tǒng)計圖

2　基于能值分析的價值評價方法

本文采用的能值分析方法是以能量為衡量單位，建立另一價值體系，探討經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與自然環(huán)境體系之間的能量流動關(guān)系，評價環(huán)境資源對經(jīng)濟(jì)活動的貢獻(xiàn)，并非作為取代市場貨幣方法。關(guān)于遼寧雙臺河口濕地能值分析步驟、能值指數(shù)以及能值分析指數(shù)計算方法采用Odum（1995）提供的相關(guān)方法。

3　結(jié)果與討論

為了闡明遼寧雙臺河口濕地在產(chǎn)品供給中的生態(tài)系統(tǒng)效益，同時為評估產(chǎn)品供給對整個生態(tài)系統(tǒng)的影響與貢獻(xiàn)，對遼寧雙臺河口濕地的能源或資源、初級生產(chǎn)力、水產(chǎn)品和濕地水禽進(jìn)行了計算，其中初級生產(chǎn)力和水產(chǎn)品計算是在遙感反演得出的蘆葦沼澤面積、鹽地堿蓬沼澤面積、坑塘水面和淺海水域的基礎(chǔ)上估算獲得，遼寧雙臺河口濕地產(chǎn)品供給能值計算結(jié)果見表2。

從表2可以得出，遼寧雙臺河口濕地的初級生產(chǎn)力太陽能值為1.50×1 019sej，價值約為0.62億元；包括底泥和水體在內(nèi)的能源或資源能值約為205.64×1 019sej，價值約為84.31億元。產(chǎn)品供給能值轉(zhuǎn)換成貨幣價值總體排序為水資源＞濕地水禽＞水產(chǎn)品＞底泥＞濕地植被。可以說水資源濕地是遼寧雙臺河口濕地重要的供給產(chǎn)品，是研究區(qū)太陽能值和價值最大的供給產(chǎn)品。根據(jù)2014年盤錦市統(tǒng)計年鑒記載，遼寧雙臺河口濕地年平均地表水資源為85.3億m3，其中包括水庫調(diào)節(jié)量及區(qū)間徑流資源47

圖1 遼寧雙臺河口濕地遙感解譯分類步驟億m3。能值分析結(jié)果顯示，研究地區(qū)的濕地水禽在整個區(qū)域內(nèi)生態(tài)作用顯著，位列遼寧雙臺河口濕地生態(tài)系統(tǒng)能值第二位。據(jù)有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計，研究區(qū)目前已記錄到的鳥類253種，其中濕地水禽接近110種，包括國家一級保護(hù)濕地水禽9種，二級保護(hù)濕地水禽36種，特別是丹頂鶴與黑嘴鷗是遼寧雙臺河口濕地代表性濕地水禽，也表明研究區(qū)在濕地水禽保護(hù)中具有國際重要意義，是國內(nèi)外保護(hù)組織關(guān)注的關(guān)鍵物種。

圖2　遼寧雙臺河口濕地分布圖

表2　遼寧雙臺河口濕地貨幣價值評價結(jié)果

研究區(qū)沿海灘涂面積廣，潮間帶分布多種生物資源，豐富的經(jīng)濟(jì)貝類和文蛤、蘭蛤、毛蚶等，僅蛤蜊崗面積就有7 076 hm2，文蛤資源量達(dá)1.6萬t，灘涂可養(yǎng)貝類面積1.4萬hm2，資源量2.2萬t。其水產(chǎn)品計算結(jié)果也顯示其太陽能值和價值都較大，也為濕地水禽提供了豐富的食物來源。盡管計算結(jié)果顯示以蘆葦和鹽地堿蓬為主的沼澤地，其太陽能值較小，但蘆葦沼澤初級生產(chǎn)力年平均為14 150（8 300～20 000）kg/ hm2，鹽地堿蓬群落平均為3 700（3 400～4 000）kg/hm2，其單位面積生物量也是研究區(qū)發(fā)揮重要生態(tài)功能的關(guān)鍵組成部分。

4　小結(jié)

遼寧雙臺河口濕地產(chǎn)品供給價值主要體現(xiàn)在濕地水資源、濕地水禽以及水產(chǎn)品等方面，是研究區(qū)濕地保護(hù)和恢復(fù)的重要方向。遼寧雙臺河口濕地的初級生產(chǎn)力太陽能值為1.50×1019sej，換算成貨幣價值約為0.62億元；包括底泥和水體為主的能源或資源能值約為205.64×1019sej，換算成貨幣價值為84.31億元。雙臺河口濕地貨幣價值總體排序為水資源＞濕地水禽＞水產(chǎn)品＞底泥＞濕地植被。

陳仲新，張新時.2000.中國生態(tài)系統(tǒng)效益的價值［J］.科學(xué)通報，45（1）：17-22崔麗娟，張巖，張曼胤，等.2011.濕地水文過程效應(yīng)及其調(diào)控技術(shù)［J］.世界林業(yè)研究，24（2）：10-14

崔麗娟.2004.鄱陽湖濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估研究［J］.生態(tài)學(xué)雜志，23（4）：47-51

藍(lán)盛芳，欽佩.2001.生態(tài)系統(tǒng)的能值分析［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報（1）：129-131

隋春花，藍(lán)盛芳.1999.城市生態(tài)系統(tǒng)能值分析（EMA）原理和步驟［J］.重慶環(huán)境科學(xué)（2）：18-20

趙士洞，張永民.2004.生態(tài)系統(tǒng)評估的概念、內(nèi)涵及挑戰(zhàn)-介紹生態(tài)系統(tǒng)與人類福利：評估框架［J］.地球科學(xué)進(jìn)展，19（4）：650-657

周林飛，武祎，馬降龍，等.2014.基于能值理論的石佛寺人工濕地資源能值—貨幣價值評價與分析［J］.水利水電技術(shù)（9）：19-23

Douglass W S, Woodward R T.2008.Why environmental and resource economists should care about non-expected utility models[J]. Resource and Energy Economics, 30: 66-89

Lan S, Odum H T.1994. Emergy synthesis of the environmental resource basis and economy in China[J]. Ecological Sciences, China (1): 230-239

Odum H T. 1995.Environmental Accounting: Emergy and Decision Making[J]. New York :John Wiley & Sons: 88-156

Odum H T. 1996. Environmental accounting emergy and environmental decision making[M]. New York: John Wiley & Sons: 320-370

Julio Peérez,Laurent Poughon.2005a. Dynamics and steady state operation of a nitrifying fixed bed biofilm reactor: mathematical model based description[J]. Process Biochemistry, 40 : 2359-2369

Julio Pe′rez ， Cristian Picioreanu , Loosdrecht Mark van . 2005b.Dynamics and steady state operation of a nitrifying fixed bed biofilm reactor: mathematical model based description[J]. Water Research , 39 :1311-1323

Ulgiati S, Odum H.T, Bastianoni S. 1992.Emergy analysis of the Italian agricultural system the role of Emergy quality and environmental inputs [A]. Trends in Ecological Physical Chemistry[C]:187-215

Viotti P, Eramo B. 2002.Development and calibration of a mathematical model for the simulation of the biofiltration process[J]. Advances in Environmental Research ,7?:11-33

Zacarias G D, Ferreira C P, Velasco-Hernandez J X. 2005. Porosity and tortuosity relations as revealed b y a m a t h e m a t i c a l m o d e l o f bioflmstructure［J］. Journal of Theoretical Biology, 233: 245-251

Valuation of Products Supply by Shuangtai Estuary Wetland of Liaoning Based on Emergy Analysis

ZHAO Xin-Sheng CUI Li-Juan KANG Xiao-Ming LI Wei ZHANG Man-Yin SUN Bao-Di
(Institute of Wetland Research, Chinese Academy of Forestry, Beijing Key Laboratory of Wetland Services and Restoration, Beijing 100091)

The emergy and material flux of Shuangtai estuary wetland ecosystem of Liaoning Province were analyzed by the theory of emergy analysis of ecological economy system established by Odum. Results showed that the solar emergy of the primary productivity of the wetland was 1.50×1019sej, and the corresponding value was RMB 0.62 billion. The emergy equivalent of the emergy or resources (including sediment and water) was 205.64×1019sej, and the corresponding value was RMB 84.31 billion. The monetary values of products supply was ranked as: water resources >wetland waterfowl> Aquatic products >sediment > wetland vegetation. The wetland displayed very high values in supply of water resources, biodiversity conservation, and supply of aquatic products, and these values should be given priority for future conservation and restoration.

Shuangtai estuary; Wetland; Emergy analysis; Valuation; Product supply

10.3969/j.issn.1673-3290.2015.04.03

2015-11-10

林業(yè)公益性行業(yè)科研專項（項目號：201404305）、國家自然科學(xué)基金項目（31300417）資助

趙欣勝（1973-），男，黑龍江綏芬河人，博士，助理研究員，研究方向為濕地生態(tài)學(xué)。E-mail：surezx4@163.com

崔麗娟（1968-），女，博士，研究員。主要研究方向：濕地生態(tài)學(xué)。E-mail：cljlky@126. com