周聰軒，　葛大兵,c

(湖南農業(yè)大學 a.生物科學技術學院,b.生態(tài)科學與工程研究所,c.洞庭湖區(qū)農村生態(tài)

系統(tǒng)健康湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410128)

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縣域生態(tài)服務功能價值評估及提升路徑
——以龍山縣為例

周聰軒a,b，葛大兵a,b,c

(湖南農業(yè)大學 a.生物科學技術學院,b.生態(tài)科學與工程研究所,c.洞庭湖區(qū)農村生態(tài)

系統(tǒng)健康湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410128)

摘要：參照千年生態(tài)系統(tǒng)評估框架，建立了龍山縣生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評價指標體系.在分析評估龍山縣生態(tài)系統(tǒng)提供的各項服務功能價值的基礎上，對提升生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值提出了探討.結果表明龍山縣生態(tài)系統(tǒng)服務功能的總價值是93.69億元，高于龍山縣2014年的GDP61.33億元，同時也證明生態(tài)功能區(qū)劃對生態(tài)服務功能價值有一定的提升.從研究結果來看，龍山縣生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值巨大，該結果有利于加強人們對生態(tài)系統(tǒng)的認識，也說明了維持生態(tài)環(huán)境對可持續(xù)發(fā)展具有舉足輕重的作用.圖3,表3,參17.

關鍵詞：龍山縣；生態(tài)服務功能價值；評估

生態(tài)系統(tǒng)服務功能是指人們從生態(tài)系統(tǒng)里獲得的效益.它既來源于自然生態(tài)系統(tǒng)，也包含了人類改造的生態(tài)系統(tǒng)；生態(tài)系統(tǒng)服務功能包含了生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的直接和間接、有形的和無形的效益[1].隨著人口的增長、資源的消耗和污染的加劇，使得自然生態(tài)系統(tǒng)遭到了破壞，生態(tài)功能正在衰退，在此背景下人類開始研究生態(tài)系統(tǒng)服務功能來審視自己與生態(tài)系統(tǒng)的關系以及生態(tài)系統(tǒng)保護和恢復問題.其中國外有代表性的有Costanza[2](1997)用生態(tài)系統(tǒng)產品和服務來分類及評估生態(tài)系統(tǒng)功能價值；Daily[3]等探討了生態(tài)系統(tǒng)功能與生態(tài)系統(tǒng)產品和服務概念之間的關系.國內有代表性的有謝高地等[4]對青藏高原高寒草地生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值的研究和評估等.目前為止，因為生態(tài)系統(tǒng)本身的復雜性和科學認識的局限性，一般是單一類型的生態(tài)系統(tǒng)的服務功能進行研究，如森林、濕地等，以縣域為單位的區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)功能評價研究較少.

科學而全面的評估縣域的生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值的意義在于：第一，有助于生態(tài)資產價值觀念的普及，加深人們對生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值的認識和了解，從而提高公眾的環(huán)境意識.第二，有助于從傳統(tǒng)GDP核算體系轉變?yōu)榫G色GDP核算體系.正確的評估生態(tài)系統(tǒng)服務功能的價值可以為綠色GDP核算體系進行支持和完善.第三，有助于在環(huán)境影響評價中考慮生態(tài)影響，使得政府或者企事業(yè)單位為發(fā)展政策的制定和實施做出綠色決策，讓地區(qū)生態(tài)、經濟、社會協(xié)調發(fā)展，真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略.因此，對龍山縣縣域的生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值的評估，是為促進龍山縣合理利用自然資源，提高利用效率，明確縣域內各鄉(xiāng)鎮(zhèn)環(huán)境資源價值，采取相關措施維持環(huán)境資源的質量的數量，保持生態(tài)穩(wěn)定.對促進龍山縣經濟、環(huán)境和社會的協(xié)調發(fā)展有著重大的意義.

1研究區(qū)概況

龍山縣位于東經 109°12′57″-109°54′06″，北緯 28°44′23″-29°40′00″，地處云貴高原東側、武陵山脈西北段，屬湘西北侵蝕山區(qū)，低中山地貌，屬亞熱帶大陸性濕潤季風氣候區(qū)，年降雨量1 400 mm.縣內已查明的木本植物共有101科303屬811種，其中裸子植物門9科27屬46種，被子植物92科275屬764種.全縣森林覆蓋率達62.12%.其中亞熱帶針葉林占69 314 hm2、常綠-落葉闊葉林占88 005 hm2、針闊混交林占78 684 hm2、草地3 870 hm2、農田35 385hm2.龍山縣濕地包括酉水河等水系沿岸濕地、河洲灘涂等，共3 830 hm2.

2數據來源及評估方法

2.1數據來源

《龍山縣統(tǒng)計年鑒》(2014年)、《湖南省湘西土家族苗族自治區(qū)龍山縣農村環(huán)境綜合整治整縣推進項目實施方案》(2014年)、《龍山縣環(huán)境質量報告書》(2014年)、遙感數據等以及實地調查.所得數據經過Excel2003、GIS等軟件的處理，并對結果進行了整理分析.

2.2研究方法

針對龍山縣生態(tài)服務功能的特點，本研究采取了不同的評價方法來對研究區(qū)域的主要生態(tài)功能價值進行評估.同時根據研究區(qū)域的客觀情況，對相關公式進行修改.(見表1)

表1　研究區(qū)生態(tài)服務功能評價方法

(1)物質生產功能

(1)

式中，V 為物質產品價值；Qi為第 i 類物質產量； Pi為第 i 類物質市場價格，n為物質產品類型的數目.

(2)涵養(yǎng)水源功能

V=G=∑Xi,(i-1,2,……n)[6]

(2)

式中：V為森林涵養(yǎng)水源價值；G為替代工程造價；Xi為替代工程中i項目建設費.

其中森林蓄水能力根據相關研究[16]和當地實地情況考察得知亞熱帶針葉林為3 243.2 t/hm2·a、常綠-落葉闊葉林3 912.3 t/hm2·a、針闊混交林3 692.1 t/hm2·a、裸地1 795 t/hm2·a.

(3)土壤保護功能從固土價值、保肥價值和改良土壤效益三個方面來評估.

①固土價值：機會成本法計算得因土地廢棄而失去的年經濟價值.

廢棄土地面積=減少土壤流失總量/表層土壤平均厚度

(3)

減少土壤侵蝕價值=生態(tài)系統(tǒng)生產平均收益×相當廢棄土地面積[7]

(4)

②保肥價值:因為森林而減少被侵蝕的土壤中含有大量的包括N、P、K在內的營養(yǎng)物質折算成化肥利用市場價值法進行定價.

(5)

式中，V為保肥價值;T為土壤保持量;i為土壤中養(yǎng)分種類;Yi為土壤中第i 類養(yǎng)分含量;Pi為第 i 類養(yǎng)分的市場價格.

③改良土壤效益：湖南省有機肥、碳酸氫銨、過磷酸鈣、硫酸鉀售價分別為7 000元/t、3 000元/t、10 000元/t、4 600元/t.通過凋落物營養(yǎng)歸還肥力折純成化肥再利用市場價值法進行定價.

(4)凈化環(huán)境功能從森林生態(tài)系統(tǒng)吸收SO2、阻滯粉塵和濕地生態(tài)系統(tǒng)降解污染物這三方面來評估.

①吸收SO2：根據治理SO2平均治理費來評估生態(tài)系統(tǒng)吸收SO2的價值，根據闊葉林吸收SO2的能力為88.65 kg/hm2,針葉林215.6 kg/hm2，針闊混交林116.6 kg/hm2[8]，SO2每噸處理價格3 000元[9]來評估.

Q=T×∑qi×si

(6)

式中，Q為吸收SO2的價值;T為SO2每噸處理價格;i為森林類型;qi為森林中第i類類型吸收SO2的總量;Pi為森林中第i類類型的面積.

②阻滯粉塵：用削減粉塵單位平均治理費用來評估龍山縣生態(tài)系統(tǒng)阻滯粉塵的價值，根據研究表明，針葉林的年滯塵能力為33.2 t/hm2,闊葉林為10.11 t/hm2，針闊混交林30 t/hm2，草地滯塵能力為0.12 t/hm2[10].據湖南省發(fā)改委資料，削減粉塵成本為170元/t.

Q=T×qi×si

(7)

式中，Q為滯塵能力的價值;T為削減粉塵成本;i為森林類型;qi為森林中第 i 類類型吸收SO2的總量;Pi為森林中第i類類型的面積.

③濕地生態(tài)系統(tǒng)降解污染物：濕地通過生物新陳代謝起到降解污染物的作用，尤其體現(xiàn)在凈化氮、磷元素上，在生態(tài)系統(tǒng)氮、磷本底值不高的情況下，平均去除率均達到了80%以上[11].根據Costanza等[2]的研究結果，濕地降解水體中污染物的價值為4 177美元/ hm-2(以100美元折人民幣634.87元計)，可得出其價值.

(5)調節(jié)氣候功能.使用碳稅法、造林成本法和工業(yè)制氧法來進行估算價值.

森林每生產1 t干物質，可吸收1.6 t CO2，釋放1.2 tO2，取工業(yè)制氧成本為600 元/t、取造林成本260.90元·tC-1(1990年不變價)和瑞典稅率150美元·tC-1(以100美元兌換人民幣634.87元計)來進行計算.計算固定二氧化碳價值時選取碳稅率法和造林成本法平均值，計算釋放氧氣價值時取工業(yè)制氧法和造林成本法平均值[4][12].

(6)調節(jié)干擾功能.根據湖南省水利廳資料記載，2001年湖南修建水庫價格為攔蓄1 m3水需要修建費用0.52元，以2001的1元為基礎，cpi為消費指數，平均每年上浮為5%左右，得出1×(1+5%)14=1.9元.又根據地質等客觀因素不同，國內有些地區(qū)達到了6.9元，所以修建費用取平均數4.4元/m3.水庫使用壽命一般為50～100 a，取平均數75 a.水利工程的防洪效益與總投入的比值為13.1，通過以上可得其價值.

(7)娛樂文化功能.文化科研功能價值：因為龍山縣科研情況較為落后，開發(fā)較晚,各方面的科研都沒有充分展開,所以采用單位面積生態(tài)系統(tǒng)平均文化科研功能價值計算：濕地3 897.8元/ t/hm2[13]、森林1 132.6 元/ t/hm2、草地76.35 t/hm2、農田390.72 t/hm2[16].

娛樂休憩功能價值：通過龍山縣接待國內外游客實現(xiàn)的旅游收入按照旅游投資收益15%估算價值.

(8)生物多樣性功能.從森林保護區(qū)的機會成本、政府投入及民眾支付意愿三方面來評估.

根據《全國自然保護區(qū)名錄》中的統(tǒng)計，截止到2014年底，龍山縣已經建立了省級自然森林保護區(qū)：印家界自然保護區(qū).印家界自然保護區(qū)占地10 795 hm2.根據國家林業(yè)局資料，單位面積林業(yè)用地的產值為1 350.35元/(hm2·a),由此可估算出因維持生物多樣性而喪失的林業(yè)開發(fā)機會成本.

近年政府對自然保護區(qū)每年的森林保護投入經費為0.46×108元/a可算出政府投入成本.

根據相關資料[14][15]得出單位面積森林維持生物多樣性的支付意愿價格.

3評估結果與分析

3.1物質生產功能

龍山縣生態(tài)系統(tǒng)物質生產功能體現(xiàn)在生態(tài)系統(tǒng)通過第一級與次級生產來生產當地人類生活必須的各種物質，包括農林牧漁這四個農業(yè)項目.據統(tǒng)計，龍山縣2014年里農業(yè)產值20.90億元，林業(yè)產值1.23億元，牧業(yè)產值4.29億元，漁業(yè)產值0.29億元.龍山縣生態(tài)系統(tǒng)物質生產功能即是第一產業(yè)之和，農林牧漁及服務業(yè)總產值約為26.81億元.

3.2涵養(yǎng)水源功能

(1) 森林涵養(yǎng)水源價值.根據每公頃各森林類型的蓄水量與裸地對比,再結合各森林類型面積,可計算出龍山縣森林生態(tài)系統(tǒng)比裸地多貯蓄的水量達到了3 869萬m3，相當于修建了一個庫容3 869萬m3的水庫.根據替代工程法計算水庫價值，可知龍山縣森林系統(tǒng)蓄積水量的價值達到了3.72億元.

(2) 濕地涵養(yǎng)水源價值.龍山縣主要河流為酉水河，平均流速為5.58m3/s，徑流總量為1.76億/m3·a.利用替代工程法計算，即建設水庫投資測算，價格為4.4元/m3，得出龍山縣濕地涵養(yǎng)水源價值為7.74億元.

3.3土壤保護功能

(1)固土價值.龍山縣森林主要為亞熱帶針葉林，常綠-落葉闊葉林，針闊混交林和少量草地.根據湖南省森林土壤侵蝕量表[17]和實際情況得出龍山縣每年少流失8.41×106t的土壤.

龍山縣表層土壤平均厚度為30 cm，廢棄土地面積為20公頃，龍山縣土地生產平均收益是856 萬/hm2，則龍山縣固土價值是1.7億元.

(2)保肥價值.據龍山縣第二次土壤普查地塊樣化驗與千畝農田樣化驗結果統(tǒng)計，龍山縣各類林地表土層平均養(yǎng)分含量為:有機質3.5%、氮0.15%、磷0.055%、鉀1.8%.由此可得每年因為龍山縣森林系統(tǒng)的存在而少流失有機質294 350 t、氮12 615 t、磷4 625.5 t、鉀151 380 t.折純后保肥價值為24億元.

(3)改良土壤效益價值. 根據湖南凋落物營養(yǎng)歸還數據[17]以及實際情況得出凋落物肥力折純化肥碳酸氫銨3 841 t、過磷酸鈣175 t、硫酸鉀3 066 t，則龍山縣每年改良土壤效益(僅增加土壤肥力方面)共計2 737.3萬元.

3.4凈化環(huán)境功能

龍山縣森林生態(tài)系統(tǒng)吸收SO2的能力為34 293 t，則龍山縣森林生態(tài)系統(tǒng)其對SO2凈化價值為1.03億元；阻滯粉塵的價值為10.17億元；濕地降解污染物的價值約為1.02億元.

3.5調節(jié)氣候功能

龍山縣生態(tài)系統(tǒng)每年凈初級生產量的總量為16.37×104t，折合成固C量為7.14×104t，龍山縣各生態(tài)系統(tǒng)固C的總價值4 331.14×104元/a ；龍山縣各生態(tài)系統(tǒng)釋放氧氣的總價值為6 823.42元/a.

3.6調節(jié)干擾功能

根據康文星等[16]人的研究，綜合龍山縣實地數據，使用替代成本法，攔蓄1 m3的工程費用及使用年限和效益與投入比值,得出龍山縣生態(tài)系統(tǒng)調蓄洪水價值為1.64億元.

3.7娛樂文化功能

科研文化方面：龍山縣生態(tài)系統(tǒng)科研文化價值經過統(tǒng)計約為3.02億元.由于龍山縣地處云貴高原東側、武陵山脈西北段，所以森林具有較高的科研文化價值.

娛樂休憩方面：龍山縣是湖南省的旅游大縣.2014年龍山縣共接待國內外游客180.65萬人次,實現(xiàn)旅游收入8.37億元.按照旅游投資收益15%估算，龍山縣娛樂休憩功能的潛在價值為1.26億元.

3.8生物多樣性功能

龍山縣森林生態(tài)系統(tǒng)因維持生物多樣性而喪失的林業(yè)開發(fā)機會成本為0.15×108元/a，政府投入經費為22 118元/a，根據相關資料[14][15]得出森林維持生物多樣性的支付意愿價格為4.25×106元/a.

3.9生態(tài)系統(tǒng)服務價值分析

經上述分析可得出，龍山縣服務功能的總價值是83.69億元，所占比例最大的是物質生產功能，其次是土壤保護功能，最小的是生物多樣性價值(見圖1).

龍山縣服務功能的總價值是93.69億元，高于龍山縣2014年GDP61.33億元.其中龍山縣生態(tài)系統(tǒng)價值以物質生產、土壤保護和凈化環(huán)境的價值為主，分別占總價值的 28%、28%和13% ，說明龍山縣生態(tài)系統(tǒng)提供產品功能是主體功能，而且在土壤保護、水源涵養(yǎng)等間接服務方面具有一定經濟價值.娛樂文化僅占5%，說明該地區(qū)存在較大的旅游潛力尚未開發(fā).調節(jié)氣候與調節(jié)干擾的價值合計23.34億元，說明當地植物具有較高的凈生產力，生態(tài)系統(tǒng)防止災害的能力較好.

圖1　龍山縣生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值構成圖Fig. 1　The value constitute diagram of ecosystem service function in Longshan county

4生態(tài)服務功能價值提升路徑

龍山縣生態(tài)系統(tǒng)的服務功能價值對整個湘西自治州的生態(tài)系統(tǒng)都有深遠的影響.在此背景下通過規(guī)劃基于生態(tài)服務功能價值的生態(tài)規(guī)劃方案中的生態(tài)功能分區(qū)可以對生態(tài)服務功能價值進行提升.

4.1研究區(qū)規(guī)劃前生態(tài)服務價值

依據研究區(qū)內各種用地生態(tài)服務價值采用 Costanza[2]等人的生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評價模型，參考謝高地[4]等人修訂的不同類型生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務價值為依據，簡單確定規(guī)劃前各生態(tài)系統(tǒng)的服務總價值：濕地2.95×108元、森林45.63×108元、草地0.25×108元、農田2.16×108元.

4.2生態(tài)功能分區(qū)

基于3S技術，根據坡度坡長、降水侵蝕等影響因子，根據各生態(tài)因子的環(huán)境影響確定每個因子的生態(tài)適宜度分級標準,用專家打分法將各因子的生態(tài)重要性進行打分,并用 GIS 技術進行生態(tài)敏感性分析(見圖2)，最終將龍山縣生態(tài)區(qū)分為生態(tài)保護區(qū)、生態(tài)控制區(qū)、生態(tài)引導區(qū)、生態(tài)重建區(qū)四種類型.

圖2　生態(tài)敏感性圖Fig.2　Ecological sensitivity map

級別百分比/%面積/hm2占研究區(qū)面積比例/%開發(fā)類型面積/hm2占研究區(qū)面積比例/%不敏感8.49265868.49%生態(tài)重建區(qū)265868.49%輕度敏感50.0215663450.02%生態(tài)引導區(qū)15663450.02%中度敏感23.767440323.76%生態(tài)控制區(qū)7440323.76%高度敏感9.93310949.93%極敏感7.80244257.8%生態(tài)保護區(qū)5551917.73%

研究結果為生態(tài)保護區(qū)的面積為55 519 hm2，占規(guī)劃區(qū)的17.73%，不宜作為建設用地，主要為酉水河流域濕地、印家界自然森林區(qū)和山體等區(qū)域；生態(tài)控制區(qū)的面積為 74 403 hm2，占規(guī)劃區(qū)的 23.76%，此用地發(fā)揮了重要的生態(tài)功能，不宜作為建設用地，以園林綠化和景觀開發(fā)為主，主要為林地、農田等區(qū)域；生態(tài)引導區(qū)和生態(tài)重建區(qū)面積為183 220 hm2，占規(guī)劃區(qū)面積為 58.51%，可作較大強度利用，主要為有荒山灌草叢等經濟作物分布的區(qū)域、旱田和城鎮(zhèn)建設用地等.即約有42%的區(qū)域需作為重要的生態(tài)資源，主要是河流流域濕地及重要的山體等，其余可在引導下進行開發(fā)建設.(詳見表2、圖3)

圖3　生態(tài)功能分區(qū)Fig. 3　Ecological function zoning

4.3研究區(qū)規(guī)劃后生態(tài)服務價值

依托于生態(tài)功能區(qū)的劃分，考慮現(xiàn)狀各功能因素的影響，再對研究區(qū)生態(tài)、布局等多方面的空間模式研究，盡量減少對生態(tài)用地侵占，退耕還林，并且根據實地環(huán)境，考慮城市建設用地的增加、還原濕地等生態(tài)價值高的用地類型，再一次計算對比研究區(qū)生態(tài)服務價值總量(詳見表3).結果說明了規(guī)劃基于生態(tài)服務功能價值的生態(tài)規(guī)劃方案中的生態(tài)功能分區(qū)對生態(tài)服務功能價值的提升有較好的效果.

表3　提升前后生態(tài)服務價值對比表

5結論

該文對龍山縣生態(tài)服務功能進行了評估，對提升生態(tài)服務功能價值提出了探討.但仍存在不足之處.與國內進行的大多數生態(tài)服務功能評價一樣，本研究僅對龍山縣2014年生態(tài)服務功能進行了評價，并沒有反映出服務功能價值動態(tài)變化和時空分布的差異性.首先，生態(tài)系統(tǒng)所具有的服務功能很多,如防止噪音、基因庫等.限于目前評估手段尚不完善及資料的局限性,這些生態(tài)服務功能在本研究中沒有進行評估.其次，如評估調節(jié)氣候、調節(jié)干擾價值等借鑒了相關研究成果,參數和指標選擇相對保守,使得計算出的某些結果誤差較大，尤其是生物多樣性功能價值方面.實際上龍山縣的實際生態(tài)服務價值應遠大于評估結果.最后，雖然通過具體的規(guī)劃方法說明了生態(tài)功能分區(qū)對提升生態(tài)服務價值有著明確的作用，但因遙感數據等的獲取與處理所產生的誤差等一系列非線性影響，對結果有著無法評估的影響.

生態(tài)系統(tǒng)的貨幣化研究目前來說還有不足之處，評估的具體方法和體系還需進一步發(fā)展和完善.提升生態(tài)服務功能價值需要更為深刻的研究.

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Value Assessment of Ecological Service Function and Its Improving Way——Taking Longshan County As Example

ZHOU Cong-xuana,b,GE Da-binga,b,c

(a.College of biological science and technology,b.Ecological science and engineering research institute,c.Ecosystem health in rural areas of Dongting lake of Hunan key laboratory,Hunan Agricultural University,Changsha 410128,China)

Abstract：Referring to the framework of the Millennium Ecosystem Assessment,this paper sets up an evaluation index system of ecosystem service function in Longshan County.Based on the analysis of the service function value provided by Longshan County ecosystem,this research explores how to improve the value of ecosystem services function in Longshan County.The results show that the total value of ecosystem services value in Longshan County is 8.369 billion yuan,which is higher than that of GDP (6.133 billion yuan) in Longshan county in 2014,meanwhile those also prove that the ecological function zoning promotes to the value of ecological service function.It can be concluded that the value of ecosystem service in the county is huge,which is conducive to strengthening the people’s awareness of the ecological system,and maintaining the local sustainable development plays a pivotal role.3figs.,3tabs.,17refs.

Keywords：LongShan county；value of ecosystem service function；evaluation

中圖分類號：X826

文獻標識碼：A

文章編號：2095-7300(2016)01-030-08

作者簡介：周聰軒(1992-)，男，湖南長沙人，碩士，研究方向：生態(tài)規(guī)劃.*通訊作者，E-mail:gedb@sina.com.

基金項目：湖南省環(huán)境保護廳資助項目(編號：LSHB2015K36)

收稿日期：2016-01-11

Biography：ZHOU Cong-xuan,male,born in 1992,Master,research direction in ecological planning.