白瑪卓嘎,肖 燚,歐陽志云,王莉雁

1 中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點實驗室,北京 100085 2 中國科學院研究生院,北京 100039

甘孜藏族自治州生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值核算研究

白瑪卓嘎1,2,肖 燚1,*,歐陽志云1,王莉雁1,2

1 中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點實驗室,北京 100085 2 中國科學院研究生院,北京 100039

甘孜藏族自治州(以下簡稱甘孜州)生態(tài)狀況良好而經(jīng)濟相對滯后,評估甘孜州生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其價值,對甘孜州社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有一定的促進作用。通過核算甘孜州的生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值(GEP),包括對甘孜州的產(chǎn)品提供服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)和文化服務(wù)進行價值評估,以期用直觀的經(jīng)濟數(shù)據(jù)揭示甘孜州生態(tài)系統(tǒng)對人們的直接貢獻。核算結(jié)果顯示,甘孜州2010年全州生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值(GEP)為7545.59億元,人均71.18萬元,是當年該州國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)和人均GDP的約61倍。其中,調(diào)節(jié)服務(wù)的價值最大,為6842.28億元,占GEP總值的90.68%；產(chǎn)品提供服務(wù)和文化服務(wù)的價值分別為632.64億元和70.67億元,占GEP的8.38%和0.94%。研究認為甘孜州生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值巨大,保護甘孜州生態(tài)系統(tǒng)就是保護人們的福祉,該結(jié)果可以為甘孜州的生態(tài)系統(tǒng)管理、生態(tài)保護和生態(tài)補償提供重要依據(jù)。

甘孜州；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能；生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值

生態(tài)系統(tǒng)組分及其生態(tài)過程不僅創(chuàng)造與維持了地球生命支持系統(tǒng),形成了人類生存與發(fā)展所必需的條件,還為人類提供了生活與生產(chǎn)所必需的食品、醫(yī)藥、木材及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的原材料,生態(tài)系統(tǒng)的產(chǎn)品與服務(wù)功能是人類生存與發(fā)展的基礎(chǔ)[1- 2]。然而,隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展、工業(yè)化和城市化的進程加快以及人類干預(yù)自然的能力不斷增強,使得全球生態(tài)系統(tǒng)的格局發(fā)生了極大的變化,同時,大量污染物進入生態(tài)系統(tǒng),大大超過生態(tài)系統(tǒng)的承載容量,破壞了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能,進而引發(fā)了全球氣候變暖、生態(tài)系統(tǒng)退化、生物多樣性減少、環(huán)境污染等全球性或區(qū)域性的生態(tài)環(huán)境危機,直接威脅到人類正常的生存和發(fā)展。

面對日益加劇的全球生態(tài)環(huán)境問題,人們開始意識到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對于人類生存和發(fā)展所發(fā)揮的無可替代的作用。尤其自Constanza等[3]和Daily等[4]關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的研究發(fā)表以來,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價值評估研究逐漸受到重視,成為生態(tài)學、生態(tài)經(jīng)濟學等學科研究的前沿和熱點。隨著該領(lǐng)域的進一步發(fā)展,人們逐步認識到一個國家的生態(tài)價值不僅取決于其自然環(huán)境的優(yōu)劣,還取決于社會對生態(tài)環(huán)境狀況的認識水平、掌握程度以及生態(tài)破壞的治理程度。因此,發(fā)達和發(fā)展中國家都開始尋求與建立一個獨立的核算一個國家或地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的產(chǎn)品與服務(wù)的方法與體系。在此背景上我國學者提出了“生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值(GEP)”這一概念,旨在建立一套與國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)相對應(yīng)的、能夠衡量生態(tài)良好的統(tǒng)計與核算體系。生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值(GEP),是指一定區(qū)域在一定時間內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的最終產(chǎn)品和服務(wù)的價值總和,一般以一年為核算時間單元。通過計算草原、沙漠、森林、濕地等自然生態(tài)系統(tǒng)以及農(nóng)田、牧場、水產(chǎn)養(yǎng)殖場等人工生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)總值,來衡量和評價生態(tài)系統(tǒng)的功能和狀況[5]。

在此概念提出后許多學者對此展開了大量的試驗核算,如歐陽志云等[2]以貴州省為例,探討了生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值核算的應(yīng)用方法,并評估得到貴州省2010年全省的GEP為20013.46億元,是當年該省GDP的4.3倍。金丹等[6]運用能值理論與方法,以能值——貨幣價值為單位對江蘇省徐州市的GEP進行了核算。曹玉昆等[7]以黑龍江省“天?！惫こ掏顿Y為例進行了國有林區(qū)GEP的核算研究,得出GEP總值是同期投資的61倍。王保乾等[8]以江蘇省水資源生態(tài)系統(tǒng)為例,探究GEP的核算方法并得出其GEP核算值比其納入GDP核算的部分多出1704.99億元。此外,我國鄂爾多斯、深圳市鹽田區(qū)、阿爾山等都先后開展了GEP的核算研究。所有評估結(jié)果用直觀的經(jīng)濟數(shù)字揭示生態(tài)系統(tǒng)提供給人類的巨大價值,不僅能提高人們對生態(tài)系統(tǒng)保護重要性的認識,也為管理決策者合理利用和保護生態(tài)系統(tǒng)提供了依據(jù)。

甘孜州地處長江上游,生態(tài)區(qū)位重要,是我國生物多樣性的重要保護區(qū),是我國的重要生態(tài)屏障,也是國家綠色能源基地,在國家生態(tài)安全中具有重要的戰(zhàn)略地位。盡管甘孜州生態(tài)基礎(chǔ)良好,但由于地處較為偏遠的高原地區(qū),經(jīng)濟發(fā)展水平落后、基礎(chǔ)設(shè)施和監(jiān)管能力薄弱,其多樣的生態(tài)系統(tǒng)帶給人類的許多重要產(chǎn)品和服務(wù)并沒有完全被認識到,給甘孜州社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展造成了一定的影響。對此提供的解決方法就是“賦予甘孜州各生態(tài)系統(tǒng)所提供的各項服務(wù)以合適的價值”,即核算甘孜州生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值。以此讓人們認識到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的巨大效益,認識到保護甘孜州生態(tài)系統(tǒng)就是保護人們的福祉。把其成果應(yīng)用于政府等管理單位的決策領(lǐng)域,為甘孜州政績評估考核、離任環(huán)境審計、資源有償使用、生態(tài)補償制度等制度的建立和完善提供科技支撐。

1 研究區(qū)概況

甘孜州位于四川省西部,青藏高原東部,是青藏高原向四川盆地和云貴高原的過渡地帶。地理坐標97°22′—102°29′E,27°58′—34°20′N,平均海拔3500 m以上,屬典型的低緯度高海拔地貌類型,面積15.26萬km2,占四川省總面積的31.5%,是全省面積最大的地級行政區(qū)。甘孜州是一個以藏族為主體的少數(shù)民族自治州,轄18個縣(市),至2010年人口約106萬。甘孜州氣候?qū)偕降睾疁貛駶櫚霛駶櫄夂蝾愋?有明顯的干、濕季之分,多年平均降水量330.6—902.6mm,相對濕度在46%—74%之間,年平均氣溫為7.8°C,多年平均水面蒸發(fā)量約為1735.8 mm,全年平均日照時數(shù)1900—2600 h,土壤類型以山地黃棕壤和山地棕壤為主,植被以冷杉林、云杉林、松林和櫟林以及灌叢與高山草甸為主[9]。

甘孜州有森林、灌叢、草地、濕地、農(nóng)田等各種生態(tài)系統(tǒng)類型,其中草地生態(tài)系統(tǒng)面積最大,其次是森林和灌叢生態(tài)系統(tǒng),3種生態(tài)系統(tǒng)類型的面積占甘孜州總面積的90%以上。本文采用2010年TM遙感影像,解譯出了甘孜州各生態(tài)系統(tǒng)的面積及其空間分布(表1、圖1)。

表1 甘孜州生態(tài)系統(tǒng)類型及其面積

2 數(shù)據(jù)來源與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本研究采用的主要數(shù)據(jù)來自“全國生態(tài)環(huán)境十年變化遙感調(diào)查評估”項目數(shù)據(jù)庫。其中生態(tài)系統(tǒng)類型圖主要基于Landsat TM數(shù)據(jù)采用的面向?qū)ο蟮姆诸惣夹g(shù)獲?。粩?shù)字高程模型DEM,空間分辨率為90 m,來源于國際科學數(shù)據(jù)服務(wù)平臺；降水與溫度數(shù)據(jù),基于普通薄盤和局部薄盤樣條函數(shù)插值理論,來源于中國國家計量信息中心/中國氣象局(NMIC/CMA)；實際蒸散發(fā)數(shù)據(jù),主要用到MODIS全球蒸散發(fā)產(chǎn)品(MOD16)和氣象局基于站點的插值數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)來源于陸地過程分布式數(shù)據(jù)檔案中心(LP DAAC)和中國科學院地理科學與資源研究所；土壤屬性數(shù)據(jù)以及多年平均太陽輻射數(shù)據(jù)由寒區(qū)旱區(qū)科學數(shù)據(jù)中心提供。

2.2 核算指標體系

本研究結(jié)合甘孜州生態(tài)系統(tǒng)特征、結(jié)構(gòu)和生態(tài)過程的特點,以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值核算的理論和方法為基礎(chǔ),將甘孜州生態(tài)系統(tǒng)的GEP核算分為生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品提供價值、調(diào)節(jié)服務(wù)價值和文化服務(wù)價值3大類16項功能指標(表2)。本文不核算支持服務(wù)(如有機質(zhì)生產(chǎn)、營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)、生物多樣性維持等)的價值,因為這些功能支撐了產(chǎn)品提供功能與生態(tài)調(diào)節(jié)功能,且它們的作用已經(jīng)體現(xiàn)在產(chǎn)品提供與調(diào)節(jié)功能之中。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品提供服務(wù)價值

甘孜州生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品提供是指甘孜州生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的最終產(chǎn)品。本文核算的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品有甘孜州的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品、林業(yè)產(chǎn)品、畜牧業(yè)產(chǎn)品、漁業(yè)產(chǎn)品,以及水資源和水電。

(1)農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)品價值

農(nóng)業(yè)產(chǎn)品包括糧、棉、油料、麻類、煙葉、藥材、蔬菜、瓜類、水果等；林業(yè)產(chǎn)品包括木材、核桃、板栗、花椒等；牧業(yè)產(chǎn)品包括除漁業(yè)養(yǎng)殖以外的一切動物飼養(yǎng)以及這些動物所帶來的副產(chǎn)品,如牛奶、蜂蜜、羊毛等；漁業(yè)產(chǎn)品包括水生動物和海藻類植物等。本文以2010年農(nóng)林牧漁凈產(chǎn)值作為甘孜州生態(tài)系統(tǒng)給人類提供的農(nóng)林牧漁產(chǎn)品服務(wù)的價值。

表2甘孜州生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值核算指標體系

Table2EvaluationindexsystemofGarzê′sGrossecosystemproduct(GEP)

核算項目Services核算指標Indexes價值量評估方法Methods產(chǎn)品提供服務(wù)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品市場價值法Provisioningserv-ices林業(yè)產(chǎn)品畜牧業(yè)產(chǎn)品漁業(yè)產(chǎn)品水資源水電調(diào)節(jié)服務(wù)水源涵養(yǎng)影子工程法Regulatingservices土壤保持替代成本法防風固沙替代成本法洪水調(diào)蓄影子工程法大氣凈化防治費用法水質(zhì)凈化防治費用法固碳釋氧造林成本法、工業(yè)制氧法氣候調(diào)節(jié)替代成本法病蟲害控制防治費用法文化服務(wù)Culturalservices景觀游憩旅行費用法

(2)水資源提供價值

本文核算的水資源提供包括2010年甘孜州的生活用水量、工業(yè)用水量以及農(nóng)業(yè)用水量,運用市場價值法對水資源提供進行價值評估:

(1)

式中,Vp為水資源提供價值(元/a)；Qpi為第i種用途(生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè))用水量(m3/a)；Ppi為第i種用途(生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè))水的用水單價(元/m3)[10- 11]。

(3)水電價值

甘孜州境內(nèi)江河眾多,金沙江、雅礱江和大渡河等大江大河縱貫全境,水能資源豐富。本文運用市場價值法對甘孜州的水電價值進行評估。

2.4 生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)價值

2.4.1 水源涵養(yǎng)價值

本文選用水源涵養(yǎng)量作為生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能的評價指標。通過水量平衡方程(The Water Balance Equation)[12]計算甘孜州生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)量。水源涵養(yǎng)的價值主要表現(xiàn)在增加有效水量,改善水質(zhì)和調(diào)節(jié)徑流的經(jīng)濟價值。運用影子工程法,以水庫建造成本來進行生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)的價值評價:

(2)

Vw=Qw·Pw

(3)

式中,Qw為水源涵養(yǎng)量(m3/a)；Vw為水源涵養(yǎng)服務(wù)的價值(元/a)；Pw為水庫單位庫容的工程造價(元/m3)[13]；Pi為降雨量(mm)；Ri為暴雨徑流量(mm)；ETi為蒸散發(fā)量(mm)；Ai為i類生態(tài)系統(tǒng)的面積(m2)；i為第i類生態(tài)系統(tǒng)類型；j為生態(tài)系統(tǒng)類型數(shù)。

2.4.2 土壤保持價值

本文選用土壤保持量,即通過生態(tài)系統(tǒng)(如植被覆蓋)減少的土壤侵蝕量(潛在土壤侵蝕量與實際土壤侵蝕量的差值)[14- 15],作為生態(tài)系統(tǒng)土壤保持功能的評價指標。通過通用水土流失方程(Universal Soil Loss Equation, USLE)[16]計算甘孜州生態(tài)系統(tǒng)的土壤保持量。土壤保持價值運用替代成本法從減少泥沙淤積和減少面源污染2個方面來進行評價,最后這兩個方面價值加和就為土壤保持功能的總價值。

其中減少泥沙淤積的價值為：

(4)

式中，Vs1為減少泥沙淤積價值(元/a)；λ為泥沙淤積系數(shù)；As為土壤保持量(t/a)；ρ為土壤容重(t/m3)；Ps為水庫清淤工程費用(元/m3)[13]。

減少面源污染的價值為：

Vs2=As·CN·PN+As·CP·PP

(5)

式中，Vs2為減少面源污染價值(元/a)；CN、CP分別為土壤中氮、磷的純含量(%)；PN、PP為氮和磷的環(huán)境工程降解成本(元/t)[17]。

2.4.3 防風固沙價值

本文選用防風固沙量,即通過生態(tài)系統(tǒng)減少的風蝕量(潛在風蝕量與實際風蝕量的差值),作為生態(tài)系統(tǒng)防風固沙功能的評價指標。風蝕量采用修正風蝕方程(Revised Wind Erosion Equation, RWEQ)[18- 19]計算。生態(tài)系統(tǒng)防風固沙的價值主要體現(xiàn)在減少土地沙化的經(jīng)濟價值。運用替代成本法,將治理這些沙化土壤的成本作為防風固沙功能的價值：

(6)

式中，Vf為防風固沙價值(元/a)；Qf為固沙量(t/a)；ρ為沙礫堆積密度(t/m3)；h為土壤沙化標準覆沙厚度(m)；Pf為治沙工程的平均成本(元/m2)。

2.4.4 洪水調(diào)蓄價值

本文選用湖泊、水庫和沼澤總的可調(diào)蓄洪水量表征濕地生態(tài)系統(tǒng)洪水調(diào)蓄服務(wù)的功能量。洪水調(diào)蓄價值主要體現(xiàn)在減輕洪水威脅的經(jīng)濟價值,運用影子工程法,通過建設(shè)水庫的費用成本計算濕地生態(tài)系統(tǒng)的洪水調(diào)蓄價值。

其中湖泊可調(diào)蓄水量是通過其與湖面面積的關(guān)系構(gòu)建模型,進而通過湖面面積與湖泊換水次數(shù)估算而得到的。甘孜州地處青藏高原,湖泊可調(diào)蓄水量評價模型[20]：

Cl=e6.636·A0.678·T

(7)

式中,Cl為湖泊洪水調(diào)蓄能力(萬m3/a)；A為湖泊總面積(km2)；T為湖泊換水次數(shù)(次),取值1。

本文將水庫的防洪庫容作為水庫調(diào)蓄洪水的能力,水庫的防洪庫容根據(jù)其與水庫泄洪次數(shù)構(gòu)建模型[20]估算：

Cr=Ct·0.35

(8)

式中，Cr為水庫洪水調(diào)蓄能力(萬m3/a)；Ct為水庫總庫容(萬m3)。

通過構(gòu)建地表滯水量模型計算得到甘孜州沼澤洪水調(diào)蓄能力：

Cm=0.3·S·106

(9)

式中，Cm為沼澤洪水調(diào)蓄能力(萬m3/a)；S為甘孜州沼澤總面積(km2)。

甘孜州生態(tài)系統(tǒng)洪水調(diào)蓄價值根據(jù)湖泊、水庫和沼澤調(diào)蓄能力乘以水庫建設(shè)單位庫容造價進行核算：

Vt=(Cl+Cr+Cm)·Pw

(10)

式中，Vt為洪水調(diào)蓄價值(元/a)；Pw為水庫單位庫容的工程造價(元/m3)[13]。

2.4.5 大氣凈化價值

本文選用生態(tài)系統(tǒng)吸收二氧化硫、氮氧化物、阻滯吸收粉塵3個指標核算生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣的能力。采用防治費用法,以排放SO2、氮氧化物和工業(yè)粉塵的治理成本[17]來估算甘孜州生態(tài)系統(tǒng)大氣凈化的價值。

2.4.6 水質(zhì)凈化價值

本文選用濕地生態(tài)系統(tǒng)吸收COD和氨氮2個指標核算生態(tài)系統(tǒng)凈化水質(zhì)的能力。采用防治費用法,以排放COD與氨氮的治理成本[17]來估算甘孜州生態(tài)系統(tǒng)水質(zhì)凈化的價值。

2.4.7 固碳釋氧價值

本文選用固碳量(CO2)和釋氧量(O2)作為生態(tài)系統(tǒng)固碳釋氧功能量的評價指標。固碳量和釋氧量可以通過固碳速率、植被凈初級生產(chǎn)力(NPP)來核算。本文采用造林成本法和工業(yè)制氧成本法分別評估甘孜州生態(tài)系統(tǒng)的固碳價值和釋氧價值,最后得到生態(tài)系統(tǒng)的固碳釋氧價值：

Vg=QC·PC+QO·PO

(11)

式中，Vg為固碳釋氧價值(元/a)；QC為固碳量(t/a)；PC為造林成本價格(元/t)；QO為釋氧量(t/a)；PO為工業(yè)制氧價格(元/t)。

2.4.8 氣候調(diào)節(jié)價值

本文選用甘孜州生態(tài)系統(tǒng)蒸騰蒸發(fā)消耗的能量作為生態(tài)系統(tǒng)氣候調(diào)節(jié)功能量的評價指標。運用替代成本法,采用空調(diào)、加濕器等效降溫增濕所需要的耗電量乘以電費即得到氣候調(diào)節(jié)功能的價值。

(1)植被蒸騰：

(12)

式中，Va為生態(tài)系統(tǒng)植被蒸騰后降溫增濕的價值(元/a)；GPP為不同生態(tài)系統(tǒng)類型單位面積蒸騰消耗熱量(kJ m-2d-1)；Si為i類(森林、灌叢、草地)生態(tài)系統(tǒng)的面積(m2)；d為空調(diào)開放天數(shù)(d)；R為空調(diào)能效比；c為甘孜州電價(元 kW-1h-1)。

(2)水面蒸發(fā)：

Ve=(E·ρ·q/3600+E·γ)·c

(13)

式中，Ve為水面蒸發(fā)后降溫增濕的價值(元/a)；E為水面蒸發(fā)量(m3)；ρ為水的密度(kg/m3)；q為揮發(fā)潛熱(J/g)；γ為加濕器將1m3水轉(zhuǎn)化為蒸汽的耗電量(kW·h)。

2.4.9 病蟲害控制價值

生態(tài)系統(tǒng)病蟲害控制是生態(tài)系統(tǒng)通過提高物種多樣性水平增加天敵而降低植食性昆蟲的種群數(shù)量,達到病蟲害控制而產(chǎn)生的生態(tài)效應(yīng)。采用防治費用法,用發(fā)生病蟲害后自愈的面積和人工防治病蟲害的成本來核算生態(tài)系統(tǒng)病蟲害控制價值。

2.5 生態(tài)系統(tǒng)文化服務(wù)價值

生態(tài)系統(tǒng)的文化服務(wù)功能是指人們通過精神感受、知識獲取和消遣娛樂等體驗從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的非物質(zhì)利益。關(guān)于文化服務(wù)功能本文只考慮了景觀游憩的價值。運用旅行費用法,依據(jù)旅游總?cè)舜?、旅游總收入等因素對甘孜州景觀游憩的價值進行評估。

3 結(jié)果與分析

3.1 產(chǎn)品提供

2010年甘孜州生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品提供功能的總價值為632.64億元(表3),占當年甘孜州GEP總值的8.38%。其中農(nóng)、林、牧、漁產(chǎn)品價值分別為12.29億元、2.38億元、22.07億元和0.04億元[21]；2010年甘孜州的生活用水量為1.36億m3,工業(yè)用水量為150.17億m3,農(nóng)業(yè)用水量為17.31億m3[22],得到水資源提供的總價值為545.35億元；甘孜州2010年全年的水力發(fā)電量為95.3億kW·h[21],經(jīng)濟價值為50.51億元。

表3 2010年甘孜州生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能量與價值量

3.2 調(diào)節(jié)服務(wù)

2010年甘孜州生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)的總價值為6842.28億元(表3),占當年甘孜州GEP總值的90.68%。其中水源涵養(yǎng)價值2269.71億元,占GEP總值的30.08%；氣候調(diào)節(jié)價值2157.86億元(占28.60%)；固碳釋氧價值1939.27億元(占25.70%)。

3.2.1 水源涵養(yǎng)價值

2010年甘孜州生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)總量為321.49億m3,水源涵養(yǎng)的總價值為2269.71億元,單位面積價值1.52×106元/km2。在甘孜州生態(tài)系統(tǒng)類型中,森林、灌叢和草地3種典型生態(tài)系統(tǒng)是水源涵養(yǎng)服務(wù)的主要貢獻者。其中草地生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)價值最大,為993.56億元(表4),占水源涵養(yǎng)總價值的43.77%,其次為灌叢生態(tài)系統(tǒng)和森林生態(tài)系統(tǒng),價值分別為617.09億元和616.93億元,三者價值的和占水源涵養(yǎng)總價值的98.14%。雖然甘孜州草地生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)價值最大,但其水源涵養(yǎng)單位面積價值沒有森林和灌叢生態(tài)系統(tǒng)高,森林、灌叢和草地生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)單位面積價值分別為1.93×106元/km2,1.91×106元/km2和1.40×106元/km2。

3.2.2 土壤保持價值

利用通用水土流失方程估算得到2010年甘孜州生態(tài)系統(tǒng)的土壤保持總量為38.86億t。依據(jù)式(4)得到減輕泥沙淤積的價值為156.26億元,其中泥沙淤積系數(shù)取0.24[23],土壤容重取0.93t/m3[24]。依據(jù)式(5)得到減少面源污染的價值為243.34億元,其中土壤中氮、磷的純含量分別取0.37%和0.108%[12]。最后得到土壤保持的總價值為399.60億元,單位面積價值2.67×105元/km2。在甘孜州生態(tài)系統(tǒng)類型中,森林、草地以及灌叢生態(tài)系統(tǒng)的土壤保持價值較大,分別為145.21、143.71、97.74億元,三者價值的和占土壤保持總價值的96.76%。其中尤其森林生態(tài)系統(tǒng)的土壤保持能力最強,土壤保持單位面積價值為4.55×105元/km2,在甘孜州水土保持中起著關(guān)鍵性作用。

3.2.3 防風固沙價值

應(yīng)用修正風蝕方程得到2010年甘孜州生態(tài)系統(tǒng)的防風固沙量為779.42萬t,砂礫堆積密度取1.28t/m3[24],土壤沙化標準覆沙厚度取0.1 m,得到固沙面積60.89 km2,則甘孜州生態(tài)系統(tǒng)的防風固沙價值為2.28億元。其中草地生態(tài)系統(tǒng)的防風固沙價值最大,為1.49億元,占防風固沙總價值的65.35%。同時草地生態(tài)系統(tǒng)的防風固沙能力最強,單位面積價值為2095.23元/km2。由此可見草地生態(tài)系統(tǒng)對甘孜州的防風固沙起著重要作用,應(yīng)對草地進行科學的管理和保護。

3.2.4 洪水調(diào)蓄價值

2010年甘孜州湖泊、水庫和沼澤總的可調(diào)蓄水量為8.44億m3,洪水調(diào)蓄的總經(jīng)濟價值為59.56億元。其中根據(jù)湖泊洪水調(diào)蓄功能評價模型計算得到甘孜州的湖泊可調(diào)蓄水量為2.43億m3,經(jīng)濟價值為17.15億元,占洪水調(diào)蓄總價值的28.79%；至2010年,甘孜州建成的各類蓄水工程的總庫容約0.03億m3,根據(jù)評價模型估算得到甘孜州的水庫可調(diào)蓄量為0.01億m3,經(jīng)濟價值為0.07億元,占洪水調(diào)蓄總價值的0.12%；沼澤是甘孜州濕地生態(tài)系統(tǒng)的主要類型,2010年甘孜州沼澤面積占濕地總面積的約70%,根據(jù)模型計算得到甘孜州的沼澤可調(diào)蓄水量為6億m3,經(jīng)濟價值為42.34億元,占洪水調(diào)蓄總價值的71.09%?？梢姼首沃輳V闊的沼澤生態(tài)系統(tǒng)具有巨大的洪水調(diào)蓄能力,為甘孜州人民減免洪災(zāi)危害做出了巨大的貢獻。

3.2.5 大氣凈化價值

2010年甘孜州主要大氣污染物二氧化硫、氮氧化物、工業(yè)粉塵的排放量分別為1137、2772 t和941 t,運用防治費用法估算得到大氣凈化的總經(jīng)濟價值為0.03億元。其中凈化氮氧化物的價值最大,占大氣凈化價值的53.70%。

3.2.6 水質(zhì)凈化價值

2010年甘孜州濕地生態(tài)系統(tǒng)排放COD和氨氮的量分別為5424 t和625 t,運用防治費用法估算得到水質(zhì)凈化的總價值為0.04億元。其中濕地生態(tài)系統(tǒng)凈化COD的價值占水質(zhì)凈化總價值的87.41%。

3.2.7 固碳釋氧價值

2010年甘孜州生態(tài)系統(tǒng)固碳(CO2)總量為0.31億t,釋氧(O2)總量為2.51億t,則甘孜州2010年的固碳價值為117.35億元,釋氧價值為1821.92億元,得到固碳釋氧功能總價值1939.27億元,單位面積價值為1.30×106元/km2。其中森林、草地以及灌叢生態(tài)系統(tǒng)的固碳釋氧價值較大,分別為722.30、684.67、450.03億元,三者價值的和占固碳釋氧總價值的95.76%。其中森林生態(tài)系統(tǒng)的固碳釋氧能力最高,單位面積固碳釋氧價值為2.26×106元/km2。

3.2.8 氣候調(diào)節(jié)價值

2010年甘孜州生態(tài)系統(tǒng)降溫增濕消耗的總能量為4071.44億kW·h,氣候調(diào)節(jié)總價值為2157.86億元。其中植被(森林、灌叢、草地)的氣候調(diào)節(jié)價值為1483.52億元,占氣候調(diào)節(jié)總價值的68.75%；濕地生態(tài)系統(tǒng)的氣候調(diào)節(jié)價值為674.34億元,占氣候調(diào)節(jié)總價值的31.25%。且濕地生態(tài)系統(tǒng)的氣候調(diào)節(jié)能力強,單位面積價值為2.35×107元/km2,比植被的氣候調(diào)節(jié)單位面積價值高一個數(shù)量級。

3.2.9 病蟲害控制價值

2010年甘孜州天然林面積約158萬hm2,天然草地面積約711.13萬hm2,估算得到甘孜州生態(tài)系統(tǒng)森林、草地的病蟲害控制價值分別為5.93億元和8.00億元,則2010年甘孜州的病蟲害控制功能的總價值為13.93億元。

3.3 文化服務(wù)

2010年甘孜州全年接待國內(nèi)外游客358.68萬人次,旅游總收入約為23.56億元。估算得到甘孜州文化服務(wù)的總經(jīng)濟價值為70.67億元。

3.4 生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值及組成特征

根據(jù)以上評估結(jié)果,2010年甘孜州生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值(GEP)為7545.59億元。從不同的服務(wù)功能類型來看,水源涵養(yǎng)、氣候調(diào)節(jié)和固碳釋氧這3項服務(wù)功能的價值相對較大,3項價值的和占GEP總值的84.38%；從不同的生態(tài)系統(tǒng)類型來看(表4),各價值量大小依次為：草地>森林>灌叢>濕地>農(nóng)田>裸地>冰川積雪>城鎮(zhèn)。其中草地、森林、灌叢和濕地價值的和占總GEP價值的98.87%。

表4 甘孜州2010年各類生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值核算結(jié)果

4 討論

甘孜州生態(tài)系統(tǒng)給甘孜州和其他地區(qū)人們提供了許多重要的產(chǎn)品和服務(wù),但在過去唯GDP考核的社會經(jīng)濟發(fā)展過程中,這些服務(wù)并沒有完全被認識到,給甘孜州社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展造成了一定的影響。本文就針對甘孜州經(jīng)濟欠發(fā)達,而生態(tài)良好這一特點,對甘孜州進行了生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值的核算評估,以期用直觀的經(jīng)濟數(shù)據(jù)揭示甘孜州廣袤的森林、草原等生態(tài)系統(tǒng)為甘孜及其他地區(qū)人們帶來的巨大生態(tài)效益,認識到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值這一被忽略的巨大效益,認識到保護甘孜州生態(tài)系統(tǒng)就是保護人們的福祉。

本文核算得出2010年甘孜州生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值為7545.59億元,是當年甘孜州國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)的61倍,其中生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品提供價值為632.64億元,占GEP的8.38%；調(diào)節(jié)服務(wù)價值6842.28億元,占90.68%；文化服務(wù)價值70.67億元,占0.94%。

從不同的服務(wù)功能類型來看,調(diào)節(jié)服務(wù)中的水源涵養(yǎng)、氣候調(diào)節(jié)和固碳釋氧這3項服務(wù)價值的和占GEP總值的84.38%,說明這3項服務(wù)是甘孜州提供的核心服務(wù),這也論證了甘孜州的高森林、草原覆蓋率,以及甘孜州是長江上游重要水源涵養(yǎng)與水質(zhì)保障區(qū),也是區(qū)域內(nèi)重要的水汽源和氣候調(diào)節(jié)器。此外,由于甘孜州屬高原地區(qū),海拔高,空氣稀薄,氧含量低,因此高原生態(tài)系統(tǒng)釋放氧氣的功能對高原人們的生存和健康具有重要意義。

從不同的生態(tài)系統(tǒng)類型來看,其價值量大小依次為：草地>森林>灌叢>濕地>農(nóng)田>裸地>冰川積雪>城鎮(zhèn)。其中草地、森林、灌叢和濕地價值的和占總GEP價值的98.87%。說明甘孜州廣闊的草地、森林、灌叢等自然生態(tài)系統(tǒng)在提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能方面具有的顯著及重要的經(jīng)濟價值。因此,在資源開發(fā)和管理過程中要更注意合理利用和保護這些自然生態(tài)系統(tǒng)。此外,甘孜州的森林生態(tài)系統(tǒng)具有較高的水源涵養(yǎng)、土壤保持和固碳釋氧能力,草地生態(tài)系統(tǒng)具有較高的防風固沙能力,濕地生態(tài)系統(tǒng)具有較高的氣候調(diào)節(jié)和洪水調(diào)蓄能力,因此可以有針對性地對這些生態(tài)系統(tǒng)進行保護和管理。

不可否認本文的核算結(jié)果存在一定的誤差：(1)遙感數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)和統(tǒng)計數(shù)據(jù)的獲取與處理過程中不可避免存在誤差；(2)參考不同資料得到的各參數(shù)、單價因年份、區(qū)域的不同存在一定的誤差；(3)運用防治費用法核算空氣凈化、水質(zhì)凈化的價值很大程度上是對這兩項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的最低估計。雖然研究結(jié)果存在一定的誤差,但并不影響人們對甘孜州生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值的了解以及為政策管理者和決策者提供生態(tài)系統(tǒng)保護的經(jīng)濟依據(jù)。

為了能更全面更準確地核算甘孜州的生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值,以便更好地為甘孜州生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)利用、管理提供科學依據(jù),將完善生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的定價方法以及模擬、預(yù)測生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的變化定為下一項研究的目標。

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GrossecosystemproductaccountingfortheGarzêTibetanAutonomousPrefecture

Pema Dolkar1,2, XIAO Yi1,*, OUYANG Zhiyun1, WANG Liyan1,2

1StateKeyLaboratoryofUrbanandRegionalEcology,ResearchCenterforEco-EnvironmentalSciences,ChineseAcademyofSciences,Beijing100085,China2GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100039,China

Garzê Tibetan Autonomous Prefecture (hereafter Garzê) is located along the upper reaches of the Yangtze River, a unique geographical location that contributes to the prefecture′s complex and diverse landscapes and rich biodiversity. Garzê possesses hydropower resources, which comprises thousands of rivers and can be divided into three parts: Jinsha River, Yalong River, and Dadu River. Owing to its important ecological location, Garzê has many ecosystem functions, such as water retention, soil retention, flood mitigation, the protection of biological diversity. Although the ecological condition of Garzê is excellent, the prefecture′s economy has lagged behind that of the rest of the country, and many of the important ecosystem products and services that it provides have not been fully recognized or adequately quantified. Therefore, assessing Garzê′s ecosystem services is both essential and urgent and will contribute to the sustainable development of the prefecture′s society and economy. In this study, Garzê′s ecosystem services were divided into three categories (ecosystem provisioning, regulating, and cultural services), and Garzê′s gross ecosystem product (GEP) was evaluated using the market value, replacement cost, and travel cost methods, among others, in order to assess the direct contribution of Garzê′s ecosystem to beneficiaries. Our results indicated that the GEP of Garzê was 754.559 billion Yuan in 2010 and that the per capita GEP was 711,800 Yuan, which is about 61 times the prefecture′s gross domestic product (GDP) and per capita GDP of the same year. Among the ecosystem services, the total value of ecosystem-regulating services was the largest, at 684.228 billion Yuan and accounting for 90.68% of the prefecture′s GEP. The total value of ecosystem provisioning services and cultural services was 63.264 billion Yuan and 7.067 billion Yuan, respectively, accounting for 8.38 and 0.94% of the prefecture′s GEP. In terms of types of services, water retention, climate regulation, and carbon sequestration-oxygen release were the core services, with a total value of 84.38% of the prefecture′s GEP, thus confirming Garzê′s high plant cover and function as a significant water retention area of the upper reaches of the Yangtze River. In terms of types of ecosystems, the values of the ecosystems were ranked as follows: Grassland > Forest > Shrub > Wetland > Farmland > Bare land > Glaciers and snowfield > Town; and the total value of the Grassland, Forest, Shrub, and Wetland was 98.87% of the prefecture′s GEP. This indicated that these four ecosystems are the main source of ecological products and services; contribute vast economic value to human society and, therefore, to the process of resource development and management; and deserve relatively more attention than other ecosystem types. Our study suggests that Garzê′s ecosystem services are highly valuable and that protecting the prefecture′s ecosystem will also protect human welfare. The findings of the study can be applied to administrative policymaking and environmental protection, and it will provide a scientific basis for the management, protection, and compensation of the region′s ecosystems.

Garzê; ecosystem service; Gross ecosystem product (GEP)

國家重點研發(fā)計劃(2016YFC0503402)

2016- 07- 01; < class="emphasis_bold">網(wǎng)絡(luò)出版日期

日期:2017- 05- 27

*通訊作者Corresponding author.E-mail: xiaoyi@ rcees.ac.cn

10.5846/stxb201607011362

白瑪卓嘎,肖燚,歐陽志云,王莉雁.甘孜藏族自治州生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值核算研究.生態(tài)學報,2017,37(19):6302- 6312.

Pema Dolkar, Xiao Y, Ouyang Z Y, Wang L Y.Gross ecosystem product accounting for the Garzê Tibetan Autonomous Prefecture.Acta Ecologica Sinica,2017,37(19):6302- 6312.