鄭澤良， 代會平， 彭澤良， 黃志國， 鄒朵華

(湖南省寧鄉(xiāng)縣金洲湖國家濕地公園管理處， 湖南 寧鄉(xiāng) 410600)

寧鄉(xiāng)縣金洲湖濕地生態(tài)服務(wù)功能評價

鄭澤良， 代會平， 彭澤良， 黃志國， 鄒朵華

(湖南省寧鄉(xiāng)縣金洲湖國家濕地公園管理處， 湖南 寧鄉(xiāng) 410600)

采取本底調(diào)查和查閱相關(guān)資料以及走訪、詢問相結(jié)合的方法獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)，采用能值分析法，從濕地物質(zhì)產(chǎn)品功能、涵養(yǎng)水源功能、固碳釋氧功能、調(diào)節(jié)氣候功能、保護(hù)環(huán)境功能、生物多樣性保護(hù)功能、人文功能等7個方面對湖南省金洲湖國家濕地公園濕地生態(tài)服務(wù)功能總價值進(jìn)行估算。結(jié)果顯示： 2014年金洲湖濕地生態(tài)服務(wù)功能總能值為2.43×1020J，能值貨幣總價值為223391861元；各項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能價值量大小順序?yàn)?，涵養(yǎng)水源>保護(hù)環(huán)境>生物多樣性保護(hù)>物質(zhì)產(chǎn)品>人文功能>固碳釋氧>調(diào)節(jié)氣候。該濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)環(huán)境功能、涵養(yǎng)水源功能、生物多樣性保護(hù)功能所占的比重較大。

金洲湖； 濕地生態(tài)系統(tǒng)； 生態(tài)服務(wù)功能； 價值評估

濕地指帶有靜止或流動水體的成片淺水區(qū)，包括天然或人工形成的沼澤地等。濕地與森林、海洋并稱為全球三大生態(tài)系統(tǒng)，被譽(yù)為“地球之腎”。濕地具有特殊的生態(tài)功能和經(jīng)濟(jì)價值,具有持續(xù)地為人類提供食物、原材料和水資源的潛力,并在防洪抗旱、保護(hù)生物多樣性以及旅游休閑等方面發(fā)揮著重要作用,給人類帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益[1-3]。濕地效益是濕地所提供的功能、用途和屬性的總稱,并通過濕地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)功能價值來體現(xiàn)[4-5]。金洲湖濕地是寧鄉(xiāng)金洲湖國家濕地公園的主體，開展該濕地生態(tài)服務(wù)功能評價對于加強(qiáng)金洲湖國家濕地公園的建設(shè)和保護(hù)利用有著重要指導(dǎo)意義。

1 研究區(qū)概況

寧鄉(xiāng)金洲湖國家濕地公園位于寧鄉(xiāng)縣縣城及歷經(jīng)鋪、城郊、白馬橋、壩塘等4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)交匯處，地處112°30′00″—112°37′00″E，27°11′30″—27°17′05″N。該公園總面積1472hm2，其中永久性河流濕地面積293.2716hm2，占公園總面積的19.92%；泛洪平原濕地面積445.5312hm2，占公園總面積的30.27%；庫塘濕地面積93.4535hm2，占公園總面積的6.35%；稻田面積為387.0897hm2，占公園總面積的26.30%；有林地面積252.6540hm2，占公園總面積的17.16%。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)獲取

數(shù)據(jù)主要來源于對寧鄉(xiāng)縣金洲湖國家濕地公園的本底調(diào)查，并查閱最新的《寧鄉(xiāng)縣統(tǒng)計(jì)年鑒》，以及對當(dāng)?shù)鼐用竦淖咴L和詢問獲取金洲湖國家濕地公園生態(tài)服務(wù)價值的相關(guān)數(shù)據(jù)，同時，參考《金洲湖國家濕地公園總體規(guī)劃》，對所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行完善和補(bǔ)充。

2.2 數(shù)據(jù)分析

利用能值分析法將金洲湖濕地各項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為能值，然后進(jìn)行貨幣轉(zhuǎn)化。能值分析法是以太陽能值為基本度量單位,以能量定律、系統(tǒng)學(xué)、系統(tǒng)生態(tài)學(xué)為理論基礎(chǔ),將生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的各種形式能量歸為太陽能來評價自然過程和人類經(jīng)濟(jì)活動,對自然系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的資源、服務(wù)或商品價值進(jìn)行定量分析。能值可以衡量和比較不同類別，不同等級能量的真實(shí)價值。其計(jì)算過程簡單，各項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能的評價結(jié)果可比性較強(qiáng)[6-7]。

3 結(jié)果與分析

3.1 濕地生態(tài)服務(wù)功能評價指標(biāo)體系構(gòu)建

基于金洲湖濕地的河流型濕地特征，選取與河流型濕地相關(guān)的指標(biāo)構(gòu)成初級評價指標(biāo)體系。然后，按照指標(biāo)篩選原則，運(yùn)用頻度統(tǒng)計(jì)和Delphi相結(jié)合的方法，對所選取的評價指標(biāo)進(jìn)行篩選，最終篩選出12個指標(biāo)，并根據(jù)指標(biāo)的特點(diǎn)，將這12個指標(biāo)分為7大類，構(gòu)成金洲湖濕地生態(tài)服務(wù)功能評價指標(biāo)體系框架[10-11]。具體見表1。

表1 金洲湖濕地生態(tài)服務(wù)功能評價指標(biāo)Tab.1 EvaluatingindexofecosystemservicefunctionofJinzhouLakewetland目標(biāo)一級指標(biāo)二級指標(biāo)物質(zhì)產(chǎn)品植物產(chǎn)品動物產(chǎn)品水力發(fā)電金洲湖濕地生態(tài)服務(wù)功能評價涵養(yǎng)水源調(diào)蓄水量優(yōu)質(zhì)供水固碳釋氧固碳釋氧調(diào)節(jié)氣候調(diào)節(jié)氣候保護(hù)環(huán)境降解污染固土保肥生物多樣性維護(hù)生物多樣性人文功能休閑旅游

3.2 金洲湖濕地生態(tài)服務(wù)功能評價

3.2.1 物質(zhì)產(chǎn)品功能

(1) 植物產(chǎn)品。金洲湖國家濕地公園農(nóng)作物面積約387.0897hm2，按照每1 hm2年產(chǎn)7500kg作物，每1 kg作物的價值為2.7元，經(jīng)能值轉(zhuǎn)換和貨幣轉(zhuǎn)化，植物產(chǎn)品的太陽能值為8.54×1018J/年，能值貨幣價值為7838566元/年。

(2) 動物產(chǎn)品。寧鄉(xiāng)金洲湖國家濕地公園魚蝦類資源豐富，魚類年產(chǎn)值約為276900元，蝦類年產(chǎn)值為84900元；動物產(chǎn)品能值貨幣價值為361800元/年。

(3) 水力發(fā)電。金洲湖國家濕地公園的珍洲水電站位于白馬橋鄉(xiāng)仁福村，電站總裝機(jī)3200kW，多年平均發(fā)電量900萬kW·h，日保證發(fā)電功率400kW，水力發(fā)電能值貨幣價值為5409908元/年。水力發(fā)電的能值貨幣價值計(jì)算公式為：

C=W×a/b

式中：C為能值貨幣價值；W為年發(fā)電量(J)，a為能值轉(zhuǎn)換率；b為能值貨幣比率。

計(jì)算得出，金洲湖濕地的物質(zhì)產(chǎn)品總能值貨幣價值為13610274元/年。其物質(zhì)產(chǎn)品具體能值和能值貨幣價值見表2。

表2 物質(zhì)產(chǎn)品功能能值分析表Tab.2 Valueofmaterialproducts指標(biāo)能值轉(zhuǎn)換率太陽能值(J/年)能值貨幣價值(元/年)植物產(chǎn)品1.09×10128.54×10187838566動物產(chǎn)品1.09×10123.96×1017361800水力發(fā)電1.82×1055.90×10185409908總計(jì)1.48×1019-13610274

3.2.2 涵養(yǎng)水源功能

(1) 調(diào)蓄水量。金洲湖濕地具有強(qiáng)大的調(diào)蓄水量功能。2014年，金洲湖濕地面積1219.3460 hm2，蓄水量達(dá)到2.8×107m3；調(diào)蓄水量的能值貨幣價值為52117817元/年。調(diào)蓄水量產(chǎn)生的能量計(jì)算公式為：

N=W·ρ·j

式中：N為年調(diào)蓄水量總能量(J/年);W為年水量調(diào)蓄量(m3/年)；ρ為雨水密度106(g/m3)；j為雨水的吉布斯自由能4.94(J/g)。

涵養(yǎng)水源能值貨幣價值計(jì)算公式為：

C=N×a/b

式中：C為能值貨幣價值；a為能值轉(zhuǎn)換率；b為能值貨幣比率。

(2) 優(yōu)質(zhì)供水。金洲湖濕地是一個巨大的儲水庫，其水質(zhì)良好，可以為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┥钣盟惋嬘盟?014年，金洲湖為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┧Y源8.64×106t，根據(jù)當(dāng)?shù)刈詠硭袌鰞r格，每1 t水按2.58元計(jì)算，其優(yōu)質(zhì)供水能值貨幣價值為22300000元/年。

計(jì)算得出，金洲湖濕地的涵養(yǎng)水源總能值貨幣價值為 74417817元/年。涵養(yǎng)水源具體能值和能值貨幣價值見表3。

表3 涵養(yǎng)水源功能能值分析表Tab.3 Valueofwaterconservation指標(biāo)能值轉(zhuǎn)換率太陽能值(J/年)能值貨幣價值(元/年)調(diào)蓄水量4.11×1055.68×101952117817優(yōu)質(zhì)供水1.09×10122.43×101922300000總計(jì)8.11×101974417817

3.2.3 固碳釋氧功能 濕地生態(tài)系統(tǒng)中的草地、灌木等植被和農(nóng)作物通過光合作用固定大氣中的CO2，并釋放氧氣。

(1) 固碳。金洲湖濕地的固碳功能能值貨幣價值為180753元/年。固定二氧化碳的總量計(jì)算公式如下：

VCO2=M×S×X

式中：VCO2為固定二氧化碳的總量；M為單位面積生物量(kg/hm2)，對于草地等植被取M=661；對于稻田取M=7500；S為濕地植被面積或者稻田面積；X為固碳系數(shù)，X=1.63。

(2) 釋氧。金洲湖濕地的釋氧功能能值貨幣價值為179891元/年。釋放O2計(jì)算公式如下：

VO2=M×S×X

式中：VO2為釋放O2總量;M為單位面積生物量(kg/hm2),對于草地等植被取M=661，對于稻田取M=7500;S為濕地植被面積或者稻田面積；X為釋氧系數(shù)，取X=1.2。

固碳釋氧能值貨幣價值計(jì)算公式如下：

C=V×a/b

式中：C為能值貨幣價值;V為固定的CO2或者O2的量(g),a為能值轉(zhuǎn)換率；b為能值貨幣比率。

計(jì)算得出，金洲湖濕地的固碳釋氧功能總能值貨幣價值為360644元/年。固碳釋氧具體能值和能值貨幣價值見表4。

表4 固碳釋氧能值分析表Tab.4 Valueofnitrogenfixationandoxygenrelease指標(biāo)能值轉(zhuǎn)換率太陽能值(J/年)能值貨幣價值(元/年)固碳3.78×1071.97×1017180753釋氧5.11×1071.96×1017179891總計(jì)3.93×1017360644

3.2.4 調(diào)節(jié)氣候功能 濕地的氣候調(diào)節(jié)功能主要表現(xiàn)在增濕、降溫、增雨等方面[12-13]，金洲湖水面月平均相對濕度為(12個月)81%；水面月平均氣溫為(12個月)16.8℃。由于該濕地為河流型濕地，因此氣候調(diào)節(jié)功能主要是通過水面水分蒸發(fā)來實(shí)現(xiàn)。金洲湖濕地2014年蒸發(fā)量為936.86mm，根據(jù)如下公式計(jì)算調(diào)節(jié)氣候總能量。

V=S×Em×C′

V為調(diào)節(jié)氣候總能量；S為水面面積；Em為年蒸發(fā)量；C′為水的蒸發(fā)熱，取2000J/kg。

調(diào)節(jié)氣候能值貨幣價值計(jì)算公式如下：

C=V×a/b

式中：C為能值貨幣價值；V為調(diào)節(jié)氣候總能量(J)，a為能值轉(zhuǎn)換率；b為能值貨幣比率。

計(jì)算得出，金洲湖濕地的調(diào)節(jié)氣候功能總能值貨幣價值為59099元/年。調(diào)節(jié)氣候具體能值和價值見表5。

表5 調(diào)節(jié)氣候功能能值分析表Tab.5 Valueofregulatingclimate指標(biāo)能值轉(zhuǎn)換率太陽能值(J/年)能值貨幣價值(元/年)調(diào)節(jié)氣候8.89×1036.44×101659099總計(jì)6.44×101659099

3.2.5 保護(hù)環(huán)境功能

(1) 降解污染。金洲湖濕地的降解污染功能主要包括2個方面。

① 植物凈化功能。主要是植物通過吸收作用減少空氣中硫化物、飛塵等有害物質(zhì)的含量。植物的凈化功能計(jì)算公式如下：

V有害物質(zhì)=N×Q×M×SV滯塵=T×S

式中：V有害物質(zhì)為研究區(qū)年吸收SO2量(g/年)；N為1年內(nèi)濕地公園內(nèi)草地、農(nóng)作物等植被生長時間(天)，取N=150；Q為單位生物量每天可以吸收SO2的量(g/(天·g))，取Q二氧化硫=1×10-3；M為單位面積生物量(kg/hm2)，取M=661；T為單位面積滯塵量(g/hm2)，取T=1.2×103；S為濕地植被面積。V有害物質(zhì)吸收=8.26×107g/年，V滯塵=9.99×105g/年。

② 水體凈化。主要是通過水生植物對水資源中所含重金屬元素的吸收來改善水。2014年進(jìn)入金洲湖水體的主要污染物排放總量為COD 419.33t、TN 6.6t、TP 0.57t、BOD 221.645t、氨氧5.00t。按照河流對各污染物的去除率計(jì)算，2014年金洲湖水體共凈化COD 46%、TN 35.5%、TP 24.4%、BOD 24%、氨氧38%等污染物250.47 t。

保護(hù)環(huán)境能值貨幣價值計(jì)算公式如下：

C=V×a/b

式中：C為能值貨幣價值；V為吸收有害物質(zhì)、滯塵或凈化污染物的量(g)，a為能值轉(zhuǎn)換率；b為能值貨幣比率。

計(jì)算得出，金洲湖濕地的保護(hù)環(huán)境功能總能值貨幣價值為59099元/年。降解污染的具體能值和價值見表6。

(2) 固土保肥。濕地固土保肥的價值主要體現(xiàn)在固土和保肥2個方面[14-15]。

表6 降解污染能值分析表Tab.6 Valueofpollutiondegradation指標(biāo)能值轉(zhuǎn)換率太陽能值(J/年)能值貨幣價值(元/年)有害物質(zhì)吸收6.66×1075.50×10155044滯塵1.50×1081.50×1014137水體凈化6.90×1091.73×10181585522總計(jì)1.73×10181590703

① 固土。固土價值計(jì)算公式如下：

G=Q-Q′=(d×S/5.1%-d×S)×106

式中：G為固土總量；Q為濕地土壤潛在侵蝕總量(g/年)；Q′為濕地土壤現(xiàn)實(shí)侵蝕總量(g/年)；d為現(xiàn)實(shí)土壤侵蝕模數(shù)(t/(hm2·年))，亞熱帶植被的現(xiàn)實(shí)土壤侵蝕模數(shù)為3.20；S為濕地公園有效植被面積(hm2)。根據(jù)上述公式來求算可得，2014年金洲湖濕地的固土總量為：G=9.29×109g。

根據(jù)植物表土層能量折算比率 67800J/g，則2014年固土總能量為6.30×1014J/年。

② 保肥。保肥價值計(jì)算公式如下：

固土保肥能值貨幣價值計(jì)算公式如下：

C=M×a/b

式中：C為能值貨幣價值；M為固土能量(J)或者保肥量(g)，a為能值轉(zhuǎn)換率；b為能值貨幣比率。

計(jì)算得出，金洲湖濕地的保護(hù)環(huán)境總能值貨幣價值為70560633元/年。固土保肥的具體能值和能值貨幣價值見表7。

表7 固土保肥價值能值分析表Tab.7 Valueofpreservesoilandfertility指標(biāo)能值轉(zhuǎn)換率太陽能值(J/年)能值貨幣價值(元/年)固土7.40×1044.66×101942739270保N4.62×1091.79×101916450683保P6.88×1095.69×10185216079保K2.96×1094.97×10184563898總計(jì)7.52×101968969930

3.2.6 生物多樣性保護(hù)功能 2014年，金洲湖國家濕地公園境內(nèi)記載的維管束植物種類有287種，魚類46種，鳥類126種，生物種類共553種。生物多樣性保護(hù)能值貨幣價值計(jì)算公式如下：

C=N×a/b

式中：C為能值貨幣價值；N為物種數(shù)量(種)，a為能值轉(zhuǎn)換率；b為能值貨幣比率。

計(jì)算得出，金洲湖濕地的生物多樣性保護(hù)功能的能值貨幣價值為60373394元/年。生物多樣性保護(hù)的具體能值和能值貨幣價值見表8。

表8 生物多樣性保護(hù)功能能值分析表Tab.8 Valueofbiodiversityprotection指標(biāo)能值轉(zhuǎn)換率太陽能值(J/年)能值貨幣價值(元/年)維護(hù)生物多樣性1.19×10176.58×101960373394總計(jì)6.58×101960373394

3.2.7 人文功能 金洲湖濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能中的人文功能主要是休閑旅游。經(jīng)過綜合測算，金洲湖國家濕地公園合理日環(huán)境容量約為11983人，其中： 金洲湖濕地生態(tài)展示區(qū)日容量約為1584人；珍洲水鄉(xiāng)風(fēng)情區(qū)日容量約為745人；森林景觀游憩區(qū)日容量約為3054人；宣教服務(wù)區(qū)日容量約為6600人。根據(jù)濕地公園的氣候特征和區(qū)位條件等因素綜合分析，公園旅游旺季為5—10月，計(jì)184天；平季為3、4、11月，計(jì)91天；淡季為1、2、12月，計(jì)90天。旺季以理論日容量100%計(jì)算，平季以65%計(jì)算，淡季以20%計(jì)算，年環(huán)境容量為312.93萬人次。從環(huán)境容量上看具有良好的發(fā)展?jié)摿?。從旅游開發(fā)與環(huán)境保護(hù)的角度看，環(huán)境容量無論前期或后期都不會成為旅游發(fā)展的限制因子，只需對節(jié)假日客流進(jìn)行合理的控制和分流，以保證局部景區(qū)或景點(diǎn)的游客量不超過局部環(huán)境容量。

計(jì)算得出，金洲湖濕地的人文功能能值貨幣價值為4010000元/年。金洲湖濕地人文功能的具體能值和能值貨幣價值見表9。

表9 人文功能能值分析表Tab.9 Valueofculturalfunction指標(biāo)能值轉(zhuǎn)換率太陽能值(J/年)能值貨幣價值(元/年)休閑旅游1.09×10124.37×10184010000總計(jì)4.37×10184010000

3.2.8 金洲湖濕地7項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能價值量比較 綜合以上分析評價可知：2014年金洲湖國家濕地公園濕地生態(tài)服務(wù)功能總能值為2.43×1020J，能值貨幣總價值為223391861元，其中: 物質(zhì)產(chǎn)品功能總能值貨幣價值為13610274元，占總價值的6.09%；涵養(yǎng)水源功能總能值貨幣價值為74417817元，占總價值的33.31%；固碳釋氧功能總能值貨幣價值為360644元，占總價值的0.16%；調(diào)節(jié)氣候功能總能值貨幣價值為59099元，占總價值的0.03%；保護(hù)環(huán)境功能總能值貨幣價值為70560633元，占總價值的31.58%；生物多樣性保護(hù)功能總能值貨幣價值為60373394元，占總價值的27.03%；人文功能總能值貨幣價值為4010000元，占總價值的1.80%。金洲湖國家濕地公園濕地生態(tài)服務(wù)功能價值量大小順序?yàn)?，養(yǎng)水源>保護(hù)環(huán)境>生物多樣性保護(hù)>物質(zhì)產(chǎn)品>人文功能>固碳釋氧>調(diào)節(jié)氣候。表明金洲湖濕地在保護(hù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、涵養(yǎng)水源、生物多樣性保護(hù)等方面發(fā)揮著重要作用。

4 結(jié)論與討論

(1) 構(gòu)建金洲湖濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評價的指標(biāo)體系包括一級指標(biāo)7個(物質(zhì)產(chǎn)品功能、涵養(yǎng)水源功能、固碳釋氧功能、調(diào)節(jié)氣候功能、保護(hù)環(huán)境功能、生物多樣性保護(hù)功能、人文功能)、二級指標(biāo)12個(植物產(chǎn)品、動物產(chǎn)品、水力發(fā)電、調(diào)蓄水量、優(yōu)質(zhì)供水、固碳、釋氧、調(diào)節(jié)氣候、降解污染、固土保肥、維護(hù)生物多樣性、休閑旅游)。

(2) 2014年金洲湖濕地生態(tài)服務(wù)功能能值貨幣總價值為223391861元。金洲湖濕地的生態(tài)服務(wù)功能價值量可觀，在保護(hù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、涵養(yǎng)水源、生物多樣性保護(hù)等方面發(fā)揮著重要作用。

(3) 2014年金洲湖濕地各項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能大小順序?yàn)椋汉B(yǎng)水源>保護(hù)環(huán)境>生物多樣性>物質(zhì)產(chǎn)品>人文功能>固碳釋氧>調(diào)節(jié)氣候。

[1] 崔保山.濕地學(xué)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2006．

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TheassessmentofwetlandecosystemservicesvalueofJinzhouLakeinNingxiang

ZHENG Zeliang, DAI Huiping, PENG Zeliang, HUANG Zhiguo, ZOU Duohua

(National Wetland Park Management Office of Jinzhou Lake in Ningxiang，Ningxiang 410600，China)

According to the scientific data of Jinzhou wetland park, the ecosystem service function value from the functions of wetland material products, water conservation, nitrogen fixation and oxygen release, regulating climate, protecting the environment, biodiversity protection function and cultural function was evaluated. The results showed that, the ecosystem service function energy value of 2014 was 2.43×1020sej, the currency value was 223391861yuan. The order of ecosystem service function value of Jinzhou wetland park was: water conservation >environmental protection > biodiversity protection function > material products >cultural function > nitrogen fixation and oxygen release> regulating climate. The results proved that the value of environmental protection, water conservation and biodiversity protection function are very important.

Jinzhou Lake; wetland ecosystem; ecosystem service function; value assessment

2015-03-21

中南林業(yè)科技大學(xué)技術(shù)服務(wù)項(xiàng)目“湖南寧鄉(xiāng)金洲湖國家濕地公園濕地生態(tài)服務(wù)功能評價研究”(20151018921)。

鄭澤良(1964-)，男，高級工程師，湖南省寧鄉(xiāng)縣人，主要從事森林和濕地保護(hù)工作。

X 826

A

1003 — 5710(2015)03 — 0054 — 05

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2015. 03. 013

(文字編校：唐效蓉)