崔麗娟, 龐丙亮， 李　偉， 馬牧源， 孫寶娣, 張亞瓊

中國林業(yè)科學(xué)研究院濕地研究所，北京　100091

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扎龍濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)

崔麗娟*, 龐丙亮， 李偉， 馬牧源， 孫寶娣, 張亞瓊

中國林業(yè)科學(xué)研究院濕地研究所，北京100091

摘要:從避免重復(fù)計(jì)算的角度出發(fā)，將濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分為最終服務(wù)和中間服務(wù)兩部分，以最終服務(wù)的價(jià)值作為濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的總價(jià)值。以扎龍濕地為例，其最終服務(wù)包括物質(zhì)生產(chǎn)、土壤保持、水質(zhì)凈化、氣候調(diào)節(jié)、固碳、調(diào)蓄洪水、大氣調(diào)節(jié)、休閑旅游、科研教育和授粉服務(wù)，中間服務(wù)包括凈初級(jí)生產(chǎn)力、營養(yǎng)循環(huán)、涵養(yǎng)水源、地下水補(bǔ)給和生物多樣性維持服務(wù)，采用市場(chǎng)價(jià)值法、替代成本法和旅行費(fèi)用法等生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)方法對(duì)扎龍濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，2011年扎龍濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值為679.4億元，中間服務(wù)價(jià)值為471.5億元，各項(xiàng)最終服務(wù)的價(jià)值大小為氣候調(diào)節(jié)>調(diào)蓄洪水>大氣調(diào)節(jié)>固碳>休閑旅游>授粉服務(wù)>物質(zhì)生產(chǎn)>水質(zhì)凈化>科研教育>土壤保持。扎龍濕地不僅是重要的蓄洪區(qū)和泥碳儲(chǔ)存地，在區(qū)域氣候調(diào)節(jié)方面也起著巨大的作用。針對(duì)扎龍濕地的管理，應(yīng)該保護(hù)和恢復(fù)濕地面積，同時(shí)注意適當(dāng)?shù)脑黾勇糜巍?/p>

關(guān)鍵詞：扎龍濕地; 最終服務(wù); 重復(fù)計(jì)算

濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指人類從濕地中獲得的效益[1]。Costanza等[2]人對(duì)全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值評(píng)價(jià)很大的促進(jìn)了濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)的研究進(jìn)展，千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估(MA)提出的濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分類體系則為濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)提供了范式和標(biāo)準(zhǔn)[3]。MA將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分為四大類：(1)供給服務(wù)(2)調(diào)節(jié)服務(wù)(3)支持服務(wù)(4)文化服務(wù)，其中，供給服務(wù)大多是調(diào)節(jié)服務(wù)和支持服務(wù)的最終服務(wù)，同時(shí)也是人類直接能夠直接享受到的收益，調(diào)節(jié)服務(wù)和支持服務(wù)則是通過供給服務(wù)間接為人類提供收益，三者都計(jì)算會(huì)導(dǎo)致重復(fù)計(jì)算[4]。比如授粉服務(wù)屬于調(diào)節(jié)服務(wù)，它可以輸出最終產(chǎn)品農(nóng)作物，既計(jì)算授粉服務(wù)又計(jì)算農(nóng)作物生產(chǎn)會(huì)導(dǎo)致重復(fù)計(jì)算。

圖1　扎龍自然保護(hù)區(qū)景觀類型圖Fig.1　Landscape of Zhalong nature reserve

目前的濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)多基于MA的分類體系[5]，但是這一分類體系混淆了過程和結(jié)果，容易導(dǎo)致重復(fù)計(jì)算[6]。針對(duì)重復(fù)計(jì)算問題，F(xiàn)isher[7]將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分為中間服務(wù)、最終服務(wù)和效益三部分，最終服務(wù)是指類似于MA分類體系中的供給服務(wù)和文化服務(wù)，能夠?yàn)槿祟愋б娈a(chǎn)生直接貢獻(xiàn)對(duì)人類福祉有直接影響的服務(wù)，中間服務(wù)則是類似于MA的支持服務(wù)，通過服務(wù)的組合方式形成最終服務(wù)，以復(fù)雜的方式間接的影響人類福祉，效益是指一些明顯影響人類福祉或改變?nèi)祟惛ｌ淼氖挛?。在評(píng)估時(shí)，以最終服務(wù)的價(jià)值作為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的總價(jià)值，確定最終服務(wù)的唯一標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)人類效益產(chǎn)生直接貢獻(xiàn)；Johnston和Russell[8]從“受益人”角度提出4個(gè)原則確定最終服務(wù)：(1)受益人愿意支付的服務(wù)；(2)生態(tài)系統(tǒng)自然的產(chǎn)出；(3)當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)其他輸入和條件維持不變時(shí)，受益人仍愿意為最終服務(wù)的提高支付費(fèi)用；(4)在計(jì)算總價(jià)值時(shí)，只加和被受益者直接接受的服務(wù)效益。M?ler[9]建議將MA的供給服務(wù)和文化服務(wù)合并為最終服務(wù)，將支持服務(wù)和調(diào)節(jié)服務(wù)納入中間服務(wù)；Balmford[10]基于上述學(xué)者的觀點(diǎn)提出了自己的理論，將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分為核心的生態(tài)過程、產(chǎn)生效益的生態(tài)系統(tǒng)過程和生態(tài)系統(tǒng)效益。一些研究也注意到評(píng)價(jià)方法、評(píng)估尺度等也會(huì)導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重復(fù)計(jì)算的產(chǎn)生[7]。但是目前多是理論性的研究，缺少濕地生態(tài)系統(tǒng)方面的實(shí)際案例研究。

本文以扎龍濕地自然保護(hù)區(qū)為研究對(duì)象，針對(duì)目前扎龍濕地景觀類型發(fā)生明顯變化，沼澤面積減少，生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞[11]，篩選扎龍濕地的中間服務(wù)和最終服務(wù)，準(zhǔn)確的量化扎龍濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，為扎龍濕地的管理提供理論基礎(chǔ)和探討扎龍濕地的中間服務(wù)和最終服務(wù)的價(jià)值對(duì)比，為濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)提供一定的借鑒。

1研究區(qū)概況

扎龍濕地位于東北松嫩平原烏裕爾河和雙陽河下游，地理位置介于123°47′—124°37′ E，46°52′—47°32′ N之間，地跨齊齊哈爾市的泰來縣、富?？h、鐵峰區(qū)、昂昂溪區(qū)和大慶市的林甸縣、杜爾伯特縣共6個(gè)縣區(qū)，總面積22.5×104hm2，地勢(shì)基本上呈東北—西南走向，中間低洼。本區(qū)屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫2—4 ℃，多年平均降雨量426 mm，多集中在7—9月份，占總降雨量的70%以上。本區(qū)景觀類型多樣，主要包括沼澤、草甸、水域、耕地、鹽堿地和居民用地(圖1)，地表植被以沼澤、沼澤草甸、鹽化草甸植被為主，典型的沼澤植被為蘆葦(Phragmitesaustralis)和烏拉苔草(Carexmenyriana)，土壤類型包括鹽化沼澤土、石灰性草甸土、鹽化草甸土、黑鈣土和風(fēng)沙土等，泥碳深度可達(dá)2 m[12]。

表1扎龍濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

Table 1System of evaluation indicators of Zhalong wetland ecosystem services

評(píng)價(jià)項(xiàng)目Items服務(wù)指標(biāo)Serviceindica-tors評(píng)估參數(shù)Valuationparameter評(píng)估方法Valuationmethods最終服務(wù)物質(zhì)生產(chǎn)蘆葦市場(chǎng)價(jià)值法Final羊草services魚類供水供水量市場(chǎng)價(jià)值法調(diào)蓄洪水土壤調(diào)洪量替代成本法地表滯水量湖泊調(diào)蓄水量水質(zhì)凈化N去除量替代成本法P去除量化肥去除量氣候調(diào)節(jié)增濕影子價(jià)格法降溫固碳植被固碳可避免成本法土壤碳儲(chǔ)存大氣調(diào)節(jié)氧氣釋放市場(chǎng)價(jià)值法CH4排放可避免成本法土壤保持減少土地廢棄機(jī)會(huì)成本法保肥影子價(jià)格法休閑娛樂旅行費(fèi)用旅行費(fèi)用法旅行時(shí)間消費(fèi)者剩余科研教育論文投入影子價(jià)格法授粉農(nóng)作物產(chǎn)量生產(chǎn)函數(shù)法中間服務(wù)凈初級(jí)生產(chǎn)力NPP影子價(jià)格法Intermedi-ate補(bǔ)充地下水地下水補(bǔ)給量影子價(jià)格法services涵養(yǎng)水源涵養(yǎng)水源量替代成本法營養(yǎng)循環(huán)土壤N、P、K含量影子價(jià)格法生物多樣性維持生物多樣性維持支付意愿法

2研究方法

2.1數(shù)據(jù)與處理

調(diào)查問卷包括休閑旅游和生物多樣性維持服務(wù)兩部分。采用網(wǎng)絡(luò)調(diào)查法和現(xiàn)場(chǎng)發(fā)放兩種方式，野外問卷發(fā)放于2013年6月，共發(fā)放問卷302份，當(dāng)?shù)鼐用?52份，游客150份；網(wǎng)絡(luò)發(fā)放調(diào)查問卷同期進(jìn)行，共收回問卷122份，休閑旅游調(diào)查問卷共回收有效問卷208份，生物多樣性維持調(diào)查問卷共回收有效問卷414份。于2013年10月初設(shè)置18個(gè)樣地進(jìn)行土壤和植物生物量的取樣，沼澤12個(gè)樣地，草甸6個(gè)樣地，每個(gè)樣地設(shè)置3個(gè)1 m×1 m的樣方采集植物生物量，每個(gè)樣地打1個(gè)土柱用于測(cè)定土壤容重和N、P、K等指標(biāo)。在扎龍濕地的上游、中游和下游共布設(shè)11個(gè)采樣點(diǎn)，水樣采集后帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定N、P離子含量。

2010年8月Landsat TM5影像和數(shù)字高程模型(DEM)來源于國際科學(xué)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)。歸一化植被指數(shù)(NDVI)數(shù)據(jù)為2011年16 d合成的MODIS植被指數(shù)產(chǎn)品 MOD13Q1(分辨率為250 m)數(shù)據(jù)集。氣象數(shù)據(jù)來自黑龍江氣象數(shù)據(jù)服務(wù)中心。全國1:100萬土壤類型分布圖來源于西部數(shù)據(jù)中心。本文其他的數(shù)據(jù)來源于已發(fā)表的文章。

解譯2010年8月的Landsat TM5影像，得到扎龍濕地自然保護(hù)區(qū)的總價(jià)值為224867.5 hm2，沼澤面積為129142.4 hm2，水域?yàn)?926.7 hm2，草甸為33153.1 hm2，耕地面積為43091.9 hm2，居民地等其他類型為9553.4 hm2。

2.2評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

根據(jù)生態(tài)學(xué)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的原理，經(jīng)過實(shí)地考察，確定了扎龍濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指標(biāo)體系(表1)。最終服務(wù)包括物質(zhì)生產(chǎn)、土壤保持、水質(zhì)凈化、氣候調(diào)節(jié)、固碳、調(diào)蓄洪水、大氣調(diào)節(jié)、休閑旅游、科研教育和授粉服務(wù)；中間服務(wù)包括凈初級(jí)生產(chǎn)力、營養(yǎng)循環(huán)、涵養(yǎng)水源、地下水補(bǔ)給和生物多樣性維持服務(wù)。

2.3最終服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)2.3.1物質(zhì)生產(chǎn)價(jià)值

扎龍濕地的物質(zhì)生產(chǎn)主要包括蘆葦、羊草和魚類，濕地的物質(zhì)生產(chǎn)價(jià)值可以通過市場(chǎng)價(jià)值法來計(jì)算:

VS=∑Ai×Yi×Pi

(1)

式中，Vs為物質(zhì)產(chǎn)品生產(chǎn)價(jià)值(元)，A為第i類物質(zhì)的可收獲面積，Y為第i類物質(zhì)的單產(chǎn)，P為第i類物質(zhì)的價(jià)格。蘆葦、羊草和魚類的可收獲面積按50%的開發(fā)強(qiáng)度來計(jì)算，2011年研究區(qū)蘆葦產(chǎn)量和價(jià)格分別為5000 kg/hm2和0.4元/kg，羊草的產(chǎn)量和價(jià)格分別為1000 kg/hm2和0.6元/kg，魚類的產(chǎn)量和價(jià)格分別為82 kg/hm2和8元/kg。

2.3.2調(diào)蓄洪水

研究表明，沼澤土壤具有巨大的調(diào)蓄水能力，可調(diào)蓄洪水8100 m3/hm2[13]，則扎龍濕地的土壤調(diào)蓄洪水能力為10.5×108m3。東部平原濕地洪水期最大淹沒深度取1 m[14]，則扎龍濕地地表滯水16.2×108m3。湖泊調(diào)蓄洪水能力以我國東部主要湖泊調(diào)蓄洪水的能力來進(jìn)行換算，我國東部平原地區(qū)湖泊的調(diào)蓄洪水能力為55×103m3/hm2[14]，計(jì)算得到扎龍濕地湖泊的調(diào)蓄洪水能力為5.5×108m3。扎龍濕地的調(diào)蓄洪水價(jià)值可以采用替代工程法來計(jì)算，水庫造價(jià)成本取7.02元/t[15]。

2.3.3氣候調(diào)節(jié)

扎龍濕地保護(hù)區(qū)沼澤和水域多年蒸發(fā)平均深度為802.5 mm，陸地多年平均蒸發(fā)深度為379.4 mm[16]，沼澤和水域相對(duì)于陸地的蒸發(fā)量為5.9×108m3。扎龍濕地調(diào)節(jié)溫度和增加濕度的時(shí)間為4月到9月，這一期間的蒸發(fā)量約占全年總蒸發(fā)量的82.3%[16]，計(jì)算得到扎龍濕地的蒸發(fā)量為4.9×108m3。該區(qū)地廣人稀，蒸發(fā)產(chǎn)生的效益不能全部為當(dāng)?shù)厝怂?，本文假設(shè)蒸發(fā)量利用率為50%。

(1)調(diào)節(jié)溫度隨著溫度升高，水的汽化熱會(huì)越來越小，因此本研究保守取值，取水在100 ℃ 1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的汽化熱2260 kJ/kg，則扎龍自然保護(hù)區(qū)蒸發(fā)吸收的總熱量5.5×1014kJ。蒸發(fā)降低氣溫按照空調(diào)的制冷消耗進(jìn)行計(jì)算，空調(diào)的能效比取3.0[17]，2011年齊齊哈爾市的平均電價(jià)為0.51元 kW-1h-1。

(2) 增加濕度扎龍濕地多年蒸發(fā)量為2.5×108m3，提高了空氣濕度。濕地水面蒸發(fā)增加空氣濕度的價(jià)值采用加濕器使用消耗進(jìn)行計(jì)算，以市場(chǎng)上較常見家用加濕器功率32 W來計(jì)算，將1 m3水轉(zhuǎn)化為蒸汽耗電量約為125 kW·h[17]。

2.3.4固碳

扎龍濕地的固碳價(jià)值包括植物固碳價(jià)值和土壤碳儲(chǔ)存價(jià)值兩部分。

(1)物質(zhì)量評(píng)價(jià)2011年扎龍濕地植物固碳量通過CASA模型得：

NPP(x,t)=WPST(x,t)×ε(x,t)

(2)

式中，NPP(x,t)為t月份像元x處的NPP；APAR(x,t)表示像元x在t月份吸收的光合有效輻射;ε(x,t)表示像元在t月份的實(shí)際光利用率，該模型基于GIS平臺(tái)操作。

土壤碳儲(chǔ)量估算公式如下：

M=∑Ai×Ci

(3)

式中，M為扎龍濕地土壤碳儲(chǔ)量(t)；A為研究區(qū)不同景觀類型的面積(km2)，C為各景觀類型的土壤碳密度(t/km2)，i為景觀類型的數(shù)量。扎龍濕地沼澤和草甸的土壤碳密度分別為46759 t/km2和15602 t/km2[12]。

(2)價(jià)值量評(píng)價(jià)植物固碳價(jià)值和土壤碳儲(chǔ)存總價(jià)值通過可避免成本法來計(jì)算[18]，C的價(jià)格取43美元/t，轉(zhuǎn)化為2011年的價(jià)格為277.7元/t(2011年1美元約等于6.46元人民幣)。每年的土壤碳儲(chǔ)存價(jià)值采用年金現(xiàn)值法得到：

Va=Vt×{i×(1+i)t/[(1+i)t-1]}

(4)

式中，Va為土壤碳儲(chǔ)存價(jià)值的年金現(xiàn)值(元)，即每年的價(jià)值；Vt為土壤碳儲(chǔ)存總價(jià)值;i為社會(huì)貼現(xiàn)率(%)；t為年限(a)。這里折現(xiàn)率取3.5%，年限為100 a[19]。

2.3.5大氣調(diào)節(jié)

扎龍濕地的大氣調(diào)節(jié)價(jià)值包括植物光合作用釋放的氧氣和土壤呼吸釋放的CH4。

(1)氧氣釋放根據(jù)植物光合作用方程式，植物每生產(chǎn)1 g干物質(zhì)釋放1.19 g O2，濕地的氧氣釋放價(jià)值可以通過市場(chǎng)價(jià)值法來計(jì)算。扎龍濕地的干物質(zhì)量通過NPP換算得到，1 g干物質(zhì)轉(zhuǎn)化為1 gC NPP時(shí)乘以0.475的系數(shù)[20]，氧氣價(jià)格取1000元/t。

(2)CH4排放扎龍濕地沼澤景觀類型是CH4的主要排放源，CH4排放的價(jià)值可以通過避免成本損失法來計(jì)算。扎龍沼澤濕地的平均排放量為314.9 kg/hm2[21]，1 kg的CH4產(chǎn)生的溫室效應(yīng)等同于24.5 kg的CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)[22]。

2.3.6土壤保持服務(wù)

濕地生態(tài)系統(tǒng)的土壤保持服務(wù)包括減少土地廢棄價(jià)值、保持土壤養(yǎng)分價(jià)值和減少泥沙淤積價(jià)值，其中減少土地廢棄價(jià)值與減少泥沙淤積價(jià)值存在著重復(fù)計(jì)算[23]，因此，本研究只計(jì)算該區(qū)減少土地廢棄價(jià)值和保持土壤養(yǎng)分價(jià)值。

(1)物質(zhì)量評(píng)價(jià)運(yùn)用通用水土流失方程(USLE)估算扎龍濕地的土壤保持量:

Ar=R×K×Ls(1-C×P)

(5)

式中，Ar為單位面積土壤保持量(t hm-2a-1)；R為降雨侵蝕力因子(MJ mm hm-2h-1a-1)，K為土壤可蝕性因子(t hm2h hm-2MJ-1mm-1)；C為植被經(jīng)營與管理因子(無量綱單位)，P為作物經(jīng)營管理因子(無量綱單位)，LS為地形坡長坡度乘積因子(無量綱單位)。

(2)價(jià)值量評(píng)價(jià)運(yùn)用市場(chǎng)價(jià)值法和機(jī)會(huì)成本法分別對(duì)保持土壤養(yǎng)分、減少廢棄土地價(jià)值進(jìn)行評(píng)價(jià)，以計(jì)算扎龍濕地的土壤保持價(jià)值。

保持土壤養(yǎng)分價(jià)值：

V1=∑Ac×Ni×Pi

(6)

式中，V1為保持土壤養(yǎng)分的單位價(jià)值(元/a)；Ac為不同景觀類型的土壤保持量(t/a)；Ni為不同景觀類型中土壤氮、磷、鉀的純含量；Pi為化肥(尿素、磷酸氫二銨和氯化鉀)價(jià)格(元/t)。扎龍濕地沼澤的土壤N、P、K含量分別為0.9 g/kg、0.3 g/kg和2.2 g/kg，草甸土壤的N、P、K含量分別為1.05 g/kg、0.27 g/kg和1.81 g/kg?；实膬r(jià)格采用《2012年中國統(tǒng)計(jì)年鑒》中尿素、磷酸氫二銨和氯化鉀的進(jìn)口價(jià)格，分別為4568元/t、4203元/t和2716元/t，平均為3829元/t。

減少廢棄土地價(jià)值：

V2=Ac×B/(1000×d×ρ)

(7)

式中，V2為減少廢棄土地的經(jīng)濟(jì)效益(元/a)；Ac為土壤保持量(t/a)；B為農(nóng)業(yè)年均收益(元/hm2)；ρ為土壤容重(t/m3)，d為土壤厚度(m)。扎龍濕地沼澤土壤容重為0.77 g/cm3，草甸的土壤容重為0.82 g/cm3，土壤厚度取0.5 m，根據(jù)《2012年中國統(tǒng)計(jì)年鑒》，2011年黑龍江農(nóng)業(yè)年均收益為14741.2元/hm2。

2.3.7休閑娛樂

采用旅行費(fèi)用區(qū)間法(TCM)來計(jì)算扎龍濕地的休閑娛樂價(jià)值，包括旅行費(fèi)用支出，旅行時(shí)間價(jià)值和消費(fèi)者剩余三部分。

C=W+Vt=W+0.33×D×Y/30

(8)

(9)

式中，C為游客的旅行實(shí)際總費(fèi)用，W為旅行費(fèi)用支出，包括門票、住宿、車費(fèi)、組團(tuán)費(fèi)用和購物等，Vt為旅行時(shí)間價(jià)值，D為游客旅游的時(shí)間，Y為游客的月工資，SCi為消費(fèi)者剩余，Q(C)為游客的旅游意愿需求曲線。根據(jù)扎龍保護(hù)區(qū)的統(tǒng)計(jì)資料，2011年來扎龍旅游的游客為15萬人。

2.3.8科研教育

扎龍濕地的科研教育包括相關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)研究、教學(xué)實(shí)習(xí)、文化宣傳等價(jià)值，根據(jù)實(shí)際調(diào)查，本研究只計(jì)算扎龍濕地的科研費(fèi)用價(jià)值，通過每年發(fā)表論文的總投入來計(jì)算。通過在中國知網(wǎng)上以“扎龍濕地”為搜素詞搜素，2011年共發(fā)表的文章60篇，在science direct上以“zhalong wetland”為搜素詞搜素，2011共7篇文章。王其翔[24]在計(jì)算海洋的每篇論文的投入時(shí)以2005年的海洋的科研經(jīng)費(fèi)總投入和當(dāng)年發(fā)表的學(xué)術(shù)論文來計(jì)算，平均每篇文章的投入為35.76萬元，由于我國的科研項(xiàng)目的完成期一般為3年，所以本文每篇論文的投入取其1/3，為11.92萬元。

2.3.9 水質(zhì)凈化價(jià)值

進(jìn)入扎龍濕地的污水主要包括2部分，一是上游各城鎮(zhèn)的工業(yè)廢水和城鎮(zhèn)廢水，二是扎龍濕地內(nèi)農(nóng)業(yè)廢水。濕地的水質(zhì)凈化價(jià)值可以通過影子價(jià)格法來計(jì)算：

Vc=aN×(CNin×Qin-CNout×Qout)+ap×(CPin×Qin-CPout×Qout)+ab×Q

(10)

式中，Vc代表水質(zhì)凈化價(jià)值；CNin、CPin分別是進(jìn)入濕地的N、P濃度；CNout、CPout分別是流出濕地的N、P濃度；Qin、Qout分別是進(jìn)入濕地和流出濕地水量；aN、aP、ab分別是N、P、化肥的凈化成本系數(shù)；Q為區(qū)內(nèi)化肥用量。烏裕爾河進(jìn)入濕地多年平均來水量為298×106m3，雙陽河多年平均來水量為134×106m3，兩條河流的泄水量總共為133.1×106m3[16]。烏裕爾河扎龍濕地上游的N、P濃度分別為0.154 mg/L和0.079 mg/L，雙陽河扎龍濕地上游的N、P濃度分別為0.155 mg/L和0.136 mg/L，濕地下游的N、P濃度分別為0.134 mg/L和0.029 mg/L。區(qū)內(nèi)每年化肥施用量為10200 t/a，人工施肥的氮磷吸收率僅為30%，剩下的70%通過淋溶進(jìn)入濕地[25]。氮、磷的處理成本分別取氮1.5元/kg、磷2.5元/kg[26]，化肥的凈化成本取凈化氮和磷的總成本4元/kg。

2.3.10授粉

扎龍濕地的授粉服務(wù)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是維持濕地內(nèi)動(dòng)植物的生存或繁殖，其價(jià)值體現(xiàn)在生物多樣性維持服務(wù)中；二是對(duì)濕地周邊農(nóng)地的農(nóng)作物生產(chǎn)提供授粉服務(wù)，從而為人類效益產(chǎn)生直接貢獻(xiàn)，這一價(jià)值可以通過生產(chǎn)函數(shù)法來計(jì)算：

Vp=CL×MJ×Pn×β

(11)

式中，Vp為授粉服務(wù)價(jià)值(元)，MJ為扎龍自然保護(hù)區(qū)內(nèi)耕地的面積，CL為農(nóng)作物的產(chǎn)量，Pn為農(nóng)作物的價(jià)格，β為昆蟲授粉對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的貢獻(xiàn)。扎龍濕地農(nóng)作物的產(chǎn)量和價(jià)格采用2012年黑龍江省糧食的平均產(chǎn)量和價(jià)格，分別為4843 kg/hm2和2.8元/kg，數(shù)據(jù)來源于《2012年黑龍江省統(tǒng)計(jì)年鑒》，昆蟲類授粉對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的貢獻(xiàn)取30%[27]。

2.4中間服務(wù) 2.4.1凈初級(jí)生產(chǎn)力

植物凈初級(jí)生產(chǎn)力(NPP)是反應(yīng)有機(jī)物質(zhì)生產(chǎn)功能的重要指標(biāo)，表示生態(tài)系統(tǒng)某一時(shí)期所固定的碳。NPP的價(jià)值可用影子價(jià)格法計(jì)算，生態(tài)系統(tǒng)所固定的碳可以轉(zhuǎn)化為相等能量的標(biāo)煤重量，因此可由標(biāo)煤價(jià)格間接估算凈初級(jí)生產(chǎn)力的價(jià)值[28]。

Vn=NPP×Pc×1.2

(12)

式中，Vn為凈初級(jí)生產(chǎn)力價(jià)值(元/a)，NPP為凈初級(jí)生產(chǎn)力，Pc為標(biāo)煤價(jià)格。碳的熱值為0.036 MJ/g，標(biāo)煤的熱值為0.02927 MJ/g，則1 g碳相當(dāng)于1.2 g的標(biāo)煤。根據(jù)秦皇島煤炭網(wǎng)，2011年我國5000 K原煤的價(jià)格約為750元/t，則標(biāo)準(zhǔn)煤的價(jià)格為1050元/t。

2.4.2補(bǔ)充地下水

扎龍濕地地下水補(bǔ)給量包括降水入滲補(bǔ)給量、河水入滲補(bǔ)給量、渠系滲漏補(bǔ)給量、灌溉水回滲補(bǔ)給量和地下側(cè)向徑流補(bǔ)給量。濕地的補(bǔ)充地下水服務(wù)可以通過影子價(jià)格法來計(jì)算：

Vd=ad×A×Pd

(13)

式中，Vd為補(bǔ)充地下水價(jià)值(元)，ad為地下水補(bǔ)給模數(shù)，A為扎龍濕地的面積，Pd為地下水水價(jià)。扎龍濕地每年的地下水補(bǔ)給模數(shù)為4.94×104m3km-2a-1[29],地下水的水價(jià)取2011齊齊哈爾市居民用水水價(jià)2.20元/m3。

2.4.3涵養(yǎng)水源

扎龍濕地的涵養(yǎng)水源量可通過該區(qū)的地表徑流量得到，其涵養(yǎng)水源價(jià)值可通過替代成本法計(jì)算：

Vw=∑Ai×Di×Pw

(14)

式中，Vw為涵養(yǎng)水源價(jià)值，D為蓄水深度，A為濕地面積，i為景觀類型(沼澤和水域)，Pw為水庫造價(jià)成本。扎龍濕地沼澤和河流湖泊的多年平均蓄水深度分別為0.35 m和1.1 m[30]。

2.4.4生物多樣性維持

扎龍濕地生物多樣性豐富，本文采用支付意愿法(CVM)來計(jì)算扎龍濕地的生物多樣性維持服務(wù)價(jià)值：

TWTP=MWTP×RWTP×NR

(15)

式中，TWTP為扎龍濕地生物多樣性維持服務(wù)的總價(jià)值(元)，MWTP為人均支付意愿值，RWTP為正支付比率，NR為實(shí)際愿意支付人口總數(shù)，本文采用中國城鎮(zhèn)就業(yè)人口總數(shù)。人均支付意愿值通過累計(jì)頻度中位數(shù)獲得[5]，根據(jù)《2012年中國統(tǒng)計(jì)年鑒》，2011年中國城鎮(zhèn)就業(yè)人口總數(shù)為3.59億。

2.4.5營養(yǎng)循環(huán)

營養(yǎng)循環(huán)的計(jì)算方法主要有生物庫養(yǎng)分持留法和土壤庫養(yǎng)分持留法[31]，生物庫養(yǎng)分持留法指的是參與生物庫循環(huán)的養(yǎng)分量為凈初級(jí)生產(chǎn)力的營養(yǎng)元素量，通常用凈初級(jí)生產(chǎn)力和其中的N、P、K含量的比例來計(jì)算，采用這一方法會(huì)導(dǎo)致與凈初級(jí)生產(chǎn)力的價(jià)值重復(fù)計(jì)算。因此本文根據(jù)土壤庫養(yǎng)分持留法計(jì)算扎龍濕地的營養(yǎng)循環(huán)量，營養(yǎng)循環(huán)價(jià)值采用影子價(jià)值法計(jì)算：

Vw=∑Ai×d×ρ×Ni×Pi

(16)

式中，Ai為沼澤和草甸的面積，d為土壤深度，ρ為土壤容重，Ni為土壤中N、P、K的含量，Pi為化肥價(jià)格，所有數(shù)據(jù)同上。

3結(jié)果

2011年扎龍濕地生態(tài)系統(tǒng)最終服務(wù)價(jià)值為679.39億元(表2)，此值即為扎龍濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的總價(jià)值。氣候調(diào)節(jié)價(jià)值為 420.0億元，占總價(jià)值的61.8%，其后依次是調(diào)蓄洪水價(jià)值(226.0億元，33.3%)、大氣調(diào)節(jié)價(jià)值(17.35億元，2.6%)、固碳價(jià)值(8.6億元、1.3%)、休閑娛樂價(jià)值(3.86億元，0.6%)、授粉服務(wù)價(jià)值(1.74億元，0.3%)、物質(zhì)生產(chǎn)(1.43億元，0.2%)、水質(zhì)凈化價(jià)值(0.3億元，0.04%)、科研教育價(jià)值(0.08億元，0.01%)，最小的為土壤保持服務(wù)價(jià)值，僅為300萬元。

表2　扎龍濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值

2011年扎龍濕地的中間服務(wù)價(jià)值為471.47億元，此值即為通過分類避免重復(fù)計(jì)算的價(jià)值。其中生物多樣性維持服務(wù)價(jià)值為340.82億元，占中間服務(wù)價(jià)值的72.30%；營養(yǎng)循環(huán)價(jià)值為80.40億元，占中間服務(wù)價(jià)值的17.10%；涵養(yǎng)水源價(jià)值為39.30億元，占中間服務(wù)價(jià)值的8.30%；凈初級(jí)生產(chǎn)力價(jià)值為9.05億元，占中間服務(wù)價(jià)值的1.90%；補(bǔ)充地下水價(jià)值為1.90億元，占中間服務(wù)價(jià)值的0.40%。

圖2　扎龍濕地中間服務(wù)和最終服務(wù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系　Fig.2　Relationships between final services and intermediate services of Zhalong wetland

扎龍濕地的中間服務(wù)價(jià)值通過最終服務(wù)來體現(xiàn)(圖2)，不同的中間服務(wù)通過不同的最終服務(wù)來為人類效益做出貢獻(xiàn)。凈初級(jí)生產(chǎn)力價(jià)值主要通過物質(zhì)生產(chǎn)、大氣調(diào)節(jié)、固碳等服務(wù)來體現(xiàn)，涵養(yǎng)水源的價(jià)值主要通過調(diào)蓄洪水、氣候調(diào)節(jié)、休閑娛樂等服務(wù)來體現(xiàn)，補(bǔ)充地下水價(jià)值主要通過調(diào)蓄洪水、科研教育等服務(wù)來體現(xiàn)，營養(yǎng)循環(huán)價(jià)值主要通過水質(zhì)凈化、固碳、科研教育等服務(wù)來體現(xiàn)，生物多樣性維持價(jià)值主要通過物質(zhì)生產(chǎn)、授粉、休閑娛樂等服務(wù)來體現(xiàn)。2011年扎龍濕地的中間服務(wù)價(jià)值小于最終服務(wù)價(jià)值，說明中間服務(wù)的價(jià)值可能有極大一部分為人類效益做出貢獻(xiàn)。

4討論與結(jié)論

本文采用市場(chǎng)價(jià)值法、替代成本法、支付意愿法等環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)方法對(duì)扎龍濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行了評(píng)價(jià)。本文假設(shè)扎龍自然保護(hù)區(qū)的旅游價(jià)值和生物多樣性維持服務(wù)價(jià)值來源于扎龍濕地，因此以其為研究對(duì)象對(duì)旅游價(jià)值和生物多樣性維持服務(wù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，這可能會(huì)有一定的偏差，但是影響不大。同時(shí)在評(píng)價(jià)生物多樣性維持服務(wù)時(shí)，本文采用的是支付意愿法，該法忽略了濕地內(nèi)棲息的不同動(dòng)植物的價(jià)值，評(píng)估結(jié)果存在一定的誤差。在對(duì)授粉服務(wù)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，采用扎龍濕地內(nèi)的耕地面積作為授粉服務(wù)的影響面積，實(shí)際上，昆蟲授粉的距離是有范圍的，不能確定保護(hù)區(qū)內(nèi)所有的耕地的昆蟲授粉服務(wù)都來自于扎龍濕地，這存在著一定的粗糙性。

2011年扎龍濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為679.40億元。在所評(píng)價(jià)的10項(xiàng)最終服務(wù)中，氣候調(diào)節(jié)、調(diào)蓄洪水、大氣調(diào)節(jié)和固碳占到了總價(jià)值的98.90%，這說明扎龍濕地作為嫩江下游的重要的蓄洪區(qū)和泥碳儲(chǔ)存地，在氣候調(diào)節(jié)、固碳和調(diào)蓄洪水等生態(tài)效益方面價(jià)值巨大，遠(yuǎn)大于物質(zhì)生產(chǎn)和休閑旅游等帶來的直接經(jīng)濟(jì)效益。近年來，扎龍濕地內(nèi)開建了一系列大型工程，對(duì)濕地的完整性造成了極大的破壞，這影響了濕地的生態(tài)效益。因此，在未來的政策制定實(shí)施和管理過程中，應(yīng)當(dāng)加大濕地的保護(hù)和恢復(fù)力度，杜絕對(duì)濕地的不合理利用。

崔麗娟[32]對(duì)扎龍濕地的動(dòng)物產(chǎn)品價(jià)值、旅游價(jià)值、固碳價(jià)值、涵養(yǎng)水源價(jià)值、棲息地價(jià)值、廢棄物處理價(jià)值和非使用價(jià)值進(jìn)行了評(píng)估，得出扎龍濕地的1999年的服務(wù)價(jià)值為156.40億元，低于本文的結(jié)果，這主要由于調(diào)蓄洪水和氣候調(diào)節(jié)兩個(gè)服務(wù)導(dǎo)致的。扎龍濕地在防洪和氣候調(diào)節(jié)方面對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦纳钌a(chǎn)具有極大的作用，而這兩者的價(jià)值為646.00億元。同時(shí)可以看到崔麗娟對(duì)扎龍濕地的使用價(jià)值和非使用價(jià)值進(jìn)行了評(píng)價(jià)，而棲息地價(jià)值既屬于使用價(jià)值，又屬于非使用價(jià)值[33]，既評(píng)價(jià)棲息地服務(wù)又評(píng)價(jià)非使用價(jià)值會(huì)導(dǎo)致重復(fù)計(jì)算?？梢姡疚牡脑u(píng)估體系全面的評(píng)估了扎龍濕地的服務(wù)價(jià)值，避免了重復(fù)計(jì)算。

本文計(jì)算了扎龍濕地的最終服務(wù)價(jià)值和中間服務(wù)價(jià)值，而中間服務(wù)價(jià)值則是重復(fù)計(jì)算價(jià)值。結(jié)果表明，最終服務(wù)價(jià)值為中間服務(wù)價(jià)值的1.4倍。中間服務(wù)也屬于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，也具有價(jià)值,但是在評(píng)價(jià)總價(jià)值時(shí)不能將中間服務(wù)與最終服務(wù)合并計(jì)算，因?yàn)榍罢叩膬r(jià)值已經(jīng)在后者里面體現(xiàn)[5,34]，只有當(dāng)最終服務(wù)無法評(píng)估時(shí)，才可以在總價(jià)值評(píng)價(jià)中計(jì)算中間服務(wù)[35]。在具體的評(píng)價(jià)過程中，本文通過評(píng)價(jià)參數(shù)和評(píng)價(jià)方法的選擇等來避免部分服務(wù)之間存在的重復(fù)計(jì)算。但是一些服務(wù)之間由于評(píng)價(jià)方法或數(shù)據(jù)等原因?qū)е轮貜?fù)計(jì)算無法消除，比如休閑旅游價(jià)值和物質(zhì)生產(chǎn)服務(wù)之間的重復(fù)，去扎龍旅游的游客有一部分人消費(fèi)了當(dāng)?shù)氐聂~類，這一價(jià)值也包含在物質(zhì)生產(chǎn)價(jià)值中。因此，針對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重復(fù)性計(jì)算研究還需要從評(píng)價(jià)方法、評(píng)價(jià)參數(shù)、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的內(nèi)部聯(lián)系等方面加強(qiáng)研究，以準(zhǔn)確地量化服務(wù)價(jià)值。

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Evaluation of ecosystem services in the Zhalong wetland

CUI Lijuan*, PANG Bingliang, LI Wei, MA Muyuan, SUN Baodi, ZHANG Yaqiong

InstituteofWetlandResearch,ChineseAcademyofForestry,Beijing100091,China

Abstract:Ecosystem service evaluations play an important role in the management and conservation of wetlands. However, current evaluation methods may count some services twice, and may not reflect the actual value of an ecosystem. In order to avoid the repeat accounting, this study divides wetland ecosystem services into ultimate services and intermediate services, and then uses ultimate services as the gross value of ecosystem services provided by the wetland. Here, we present a case study on the Zhalong wetland. The ultimate services accounted for include substance production, soil conservation, water purification, climate regulation, carbon fixation, flood regulation, gas regulation, recreation, science and education, and pollination. Intermediate services include net primary production (NPP), nutrient cycling, water conservation, groundwater recharge, and biodiversity maintenance. The methods employed in evaluating ecosystem services include the market value method, the replacement cost method, and the travel cost method. The results indicate the gross value of ecosystem services provided by Zhalong wetland is 67.94 billion Yuan RMB, and the value of the intermediate services is 47.15 billion Yuan RMB. The ranking of ultimate services in the decreasing order is as follows:climate regulation (420.00 × 108 Yuan RMB), flood regulation (226.00 × 108 Yuan RMB), gas regulation (17.35 × 108 Yuan RMB), carbon fixation (8.6 × 108 Yuan RMB), recreation (3.86 × 108 Yuan RMB), pollination (1.74 × 108 Yuan RMB), substance production (1.43 × 108 Yuan RMB), water purification (0.3 × 108 Yuan RMB), science and education (0.08 × 108 Yuan RMB), and soil conservation (0.03 × 108 Yuan RMB). The findings suggest Zhalong wetland is not only essential for regulating floods and storing carbon dioxide, but also plays an important role in regulating climate change. We suggest wetland management should aim to conserve wetland areas and increase tourism development in a balanced manner.

Key Words:Zhalong wetland; final services; double counting

DOI:10.5846/stxb201405161006

*通訊作者

Corresponding author.E-mail:wetlands108@126.com

收稿日期:2014- 05- 16; 網(wǎng)絡(luò)出版日期:2015- 06- 12

基金項(xiàng)目:林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201204201)

崔麗娟, 龐丙亮， 李偉， 馬牧源， 孫寶娣, 張亞瓊.扎龍濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià).生態(tài)學(xué)報(bào),2016,36(3):828- 836.

Cui L J, Pang B L, Li W, Ma M Y, Sun B D, Zhang Y Q.Evaluation of ecosystem services in the Zhalong wetland.Acta Ecologica Sinica,2016,36(3):828- 836.