劉洋洋,楊悅,王倩,劉影,鄒萌萌,李建龍,*

1.南京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生態(tài)學(xué)系,南京 210093

2.環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所,南京 210042

0 引言

近年來,隨著生態(tài)環(huán)境問題的日益加劇及自然災(zāi)害的頻繁發(fā)生,人類的生命財(cái)產(chǎn)安全不斷受到威脅[1]。作為生態(tài)系統(tǒng)中的主要成員,人類漸漸認(rèn)識(shí)到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在人類生存及發(fā)展中的重要性[2]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指在生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)過程及功能中能夠直接或者間接獲得的福利,主要包括人類所獲得的諸如木材、食品等物質(zhì)產(chǎn)品和自然方面的生態(tài)服務(wù)功能兩大部分[3-5]。生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)產(chǎn)品及生態(tài)服務(wù)功能是人類生存與發(fā)展的基礎(chǔ),對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行定量評(píng)估,可以通過貨幣價(jià)值尺度評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)為人們帶來的福利,同時(shí)也可以為生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)提供指導(dǎo)性意見[6-8]。1997年Costanza 等關(guān)于世界生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值研究的首次發(fā)表,使廣大學(xué)者不斷重視生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的定量評(píng)估,同時(shí)也使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值研究逐漸成為生態(tài)學(xué)及生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)的研究焦點(diǎn)[9]。然而,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的定量評(píng)估不能毫無準(zhǔn)則的進(jìn)行,而應(yīng)當(dāng)基于完善的評(píng)估體系,主要包括確認(rèn)生態(tài)服務(wù)內(nèi)涵、服務(wù)內(nèi)涵分類、明確評(píng)估指標(biāo)及指標(biāo)核算四個(gè)步驟[10-12]。

國內(nèi)外部分學(xué)者已對(duì)不同區(qū)域范圍內(nèi)的特定生態(tài)系統(tǒng)類型的服務(wù)價(jià)值進(jìn)行定量評(píng)估。如對(duì)于森林生態(tài)系統(tǒng),Kibria A S M G[13]等對(duì)柬埔寨的森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行了貨幣價(jià)值和非貨幣價(jià)值的定量評(píng)估,認(rèn)為森林的主要價(jià)值為木材價(jià)值,而非木材價(jià)值占總效益的1.36%,且森林具有文化重要性;Li T[14]選取2009—2014年安徽省森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估數(shù)據(jù)集,利用空間異質(zhì)性系數(shù)、稀缺資源系數(shù)和社會(huì)發(fā)展系數(shù),建立動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)模型,對(duì)不同尺度的森林服務(wù)價(jià)值進(jìn)行比較研究。草地生態(tài)系統(tǒng)方面,劉興元等[15]通過選擇生態(tài)價(jià)值貢獻(xiàn)率較高的12項(xiàng)指標(biāo),評(píng)估了那曲地區(qū)高寒草地的生態(tài)服務(wù)價(jià)值;閔慶文等[16]基于Constanza 等的評(píng)估策略,采用替代市場及市場價(jià)值法對(duì)內(nèi)蒙古地區(qū)典型草地生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值進(jìn)行定量評(píng)估,表明該地的草地生態(tài)服務(wù)總價(jià)值高達(dá)3325.9×108元·年-1。另也有學(xué)者曾對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)[17]、城市生態(tài)系統(tǒng)[18]、綠洲生態(tài)系統(tǒng)的[19]生態(tài)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行了定量評(píng)估。

縱觀以上研究,多是針對(duì)區(qū)域內(nèi)單一生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的開展評(píng)價(jià),很少對(duì)半人工生態(tài)系統(tǒng)的典型生態(tài)園區(qū)進(jìn)行生態(tài)服務(wù)價(jià)值的定量評(píng)估。西山仰塢生態(tài)園是蘇州市吳中區(qū)下的重要生態(tài)園區(qū),生態(tài)資源種類豐富,盛產(chǎn)農(nóng)副產(chǎn)品及茶葉等經(jīng)濟(jì)作物,并對(duì)當(dāng)?shù)厮春B(yǎng)及水土保持功能具有重要意義。然而由于基礎(chǔ)設(shè)施配置傳統(tǒng)、監(jiān)管能力薄弱且規(guī)?；咝мr(nóng)業(yè)措施尚未落實(shí)等原因,制約了現(xiàn)代化及高效農(nóng)業(yè)的發(fā)展,進(jìn)而影響著該地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值。鑒于此,為了準(zhǔn)確定量評(píng)估該地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,充分體現(xiàn)其生態(tài)價(jià)值的精度及可靠性,本文首先基于遙感數(shù)據(jù)對(duì)該生態(tài)園的植被覆被狀況進(jìn)行分析,并基于實(shí)地調(diào)研和官方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),依據(jù)該地實(shí)際生態(tài)資源構(gòu)建生態(tài)服務(wù)價(jià)值綜合評(píng)估體系,對(duì)蘇州市吳中區(qū)西山仰塢生態(tài)園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行定量評(píng)估,不僅利于實(shí)現(xiàn)生態(tài)資源的可持續(xù)發(fā)展,也可為當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)補(bǔ)償、環(huán)境保護(hù)及生態(tài)經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于蘇州古城西南40 公里左右的太湖西山島中部,占地面積約為1500 多畝。氣候類型為北亞熱帶濕潤性季風(fēng)氣候,該地光照充足,年均日照時(shí)數(shù)為2000 小時(shí)左右。四季分明且無霜期較長,同時(shí)在太湖水體的調(diào)節(jié)作用下,研究區(qū)具有溫暖濕潤且降水豐沛的氣候特點(diǎn)。年降水量為1300 mm 左右,且年降水日數(shù)高達(dá)125 天左右。霜期日數(shù)為80 天左右,無霜期約為280 天。年最高氣溫通常為39 ℃,最低氣溫多為-8 ℃,年均氣溫為15℃左右。仰塢生態(tài)園地處西山島上的低山丘陵地帶,平均海拔在30—60 m 之間,土壤類型為地帶性黃棕壤(屬名紅黃土),主要通過石英砂巖基質(zhì)的風(fēng)化而形成。該地的山坡、山塢主要分布著果園和茶園,同時(shí)夾種了枇杷、柑桔及楊梅等亞熱帶特色果品,山頂則主要分布著杉木林、馬尾松及其它灌木等經(jīng)濟(jì)林。

2 數(shù)據(jù)來源及研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文的數(shù)據(jù)主要包括遙感數(shù)據(jù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)。遙感數(shù)據(jù)主要采用空間分辨率為30 m×30 m的陸地衛(wèi)星 Landsat-5 TM,Landsat-7 ETM+及Landsat-8 OLI 傳感器影像,進(jìn)而計(jì)算蘇州市吳中區(qū)西山仰塢的歸一化植被指數(shù)(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)[20]。關(guān)于植被覆蓋變化的分析,我們主要采用一元線性回歸分析的方法計(jì)算NDVI 的動(dòng)態(tài)趨勢[21]。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)則主要源于《蘇州市統(tǒng)計(jì)年鑒》,氣象及水文數(shù)據(jù)則主要來源于吳中區(qū)氣象局(http://www.sz121.com/qxj/index.html)及環(huán)保部南京環(huán)境科學(xué)研究所;相關(guān)價(jià)格數(shù)據(jù)源于蘇州市物價(jià)局(http://www.szwjj.suzhou.gov.cn/ web);其他部分?jǐn)?shù)據(jù)則主要通過實(shí)地觀測與調(diào)查獲取。數(shù)據(jù)通過Excel 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,采用Sigmaplot 10.0 進(jìn)行制圖。

2.2 生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)體系

在Costanza 等提出的生態(tài)服務(wù)價(jià)值分類標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)之上,我們對(duì)蘇州市吳中區(qū)西山仰塢的植被類型、土地類型概況進(jìn)行了實(shí)地考察,根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)地生態(tài)資源概況將該地的生態(tài)資源價(jià)值類型劃分為物質(zhì)產(chǎn)品價(jià)值、自然生態(tài)服務(wù)價(jià)值及社會(huì)價(jià)值三大部分,進(jìn)而確定各個(gè)部分的具體評(píng)估指標(biāo),并構(gòu)建出蘇州市吳中區(qū)西山仰塢生態(tài)服務(wù)價(jià)值的綜合評(píng)價(jià)體系[20,22],具體如表1所示。生態(tài)價(jià)值總資本計(jì)算公式如下:

式中:E表示蘇州吳中區(qū)西山仰塢的總體生態(tài)價(jià)值;EP、ES及EK分別表示物質(zhì)產(chǎn)品生產(chǎn)價(jià)值、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值以及觀光旅游價(jià)值。

2.3 生態(tài)價(jià)值評(píng)估方法

2.3.1 物質(zhì)產(chǎn)品價(jià)值

物質(zhì)產(chǎn)品價(jià)值主要指研究區(qū)內(nèi)的森林生態(tài)系統(tǒng)所產(chǎn)生的物質(zhì)產(chǎn)品價(jià)值以及水域生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)產(chǎn)品價(jià)值。根據(jù)蘇州市吳中區(qū)西山仰塢的生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成,其物質(zhì)產(chǎn)品價(jià)值主要為森林生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)產(chǎn)品價(jià)值,具體包括木材以及經(jīng)濟(jì)林的產(chǎn)出等價(jià)值[23]。該部分物質(zhì)產(chǎn)品價(jià)值通常按照市場價(jià)值法來進(jìn)行評(píng)估,即木材數(shù)量乘以當(dāng)年市場上所交易的木材價(jià)格,具體見表2所示,該部分的數(shù)據(jù)來源以及單價(jià)均根據(jù)蘇州西山仰塢生態(tài)園的實(shí)地調(diào)研及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際交易價(jià)格獲得。

2.3.2 生態(tài)服務(wù)價(jià)值

(1)涵養(yǎng)水源價(jià)值

蘇州吳中區(qū)西山仰塢水源的水源涵養(yǎng)價(jià)值主要表現(xiàn)在該地區(qū)的森林生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于降水的調(diào)節(jié)能力,主要包括調(diào)節(jié)水量及凈化水質(zhì)等價(jià)值。本文主要通過影子工程法來評(píng)估蘇州西山仰塢的水源涵養(yǎng)價(jià)值,通過水庫對(duì)水的載畜能力來反映植被的涵養(yǎng)水源能力,并根據(jù)水庫修建的造價(jià)來估算植被的水源涵養(yǎng)價(jià)值,具體表示如下[24]:

表1 蘇州吳中區(qū)西山仰塢生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)估體系 Table1 Evaluation system of ecological service value of Xishan Yangwu Ecological Park in Wuzhong District of Suzhou

式中:W為蘇州市吳中區(qū)西山仰塢的水源涵養(yǎng)價(jià)值(元·a-1);Um為林分年調(diào)節(jié)水量價(jià)值(元·a-1);Uwq為林分年凈化水質(zhì)價(jià)值(元·a-1)。

調(diào)節(jié)水量價(jià)值及凈化水質(zhì)價(jià)值計(jì)算方法如下:

式中:Cv為水庫建設(shè)單位庫容投資,根據(jù)以往的研究取6.11 元·m-3[24];K為水的凈化費(fèi)用,根據(jù)蘇州市物價(jià)局取2.09 元·t-1;A為林分面積(hm2);P為降水量(mm·a-1);E為林分蒸散量(mm·a-1);C為地表徑流量(mm·a-1),該部分氣象和水文數(shù)據(jù)主要來源于吳中區(qū)氣象局。

(2)保育土壤價(jià)值

蘇州市吳中區(qū)西山仰塢生態(tài)園的植被分布主要以森林為主,而森林生態(tài)系統(tǒng)中因凋落物層以及活地被層的存在,對(duì)于降水造成的土壤侵蝕及沖刷具有明顯的削弱作用,因而在水土保持方面具有重要意義,主要體現(xiàn)在固土功能以及保持土壤肥力兩個(gè)方面[3]。本文采用影子工程法及替代市場法,通過計(jì)算人工修建攔蓄泥沙工程價(jià)值來估算西山仰塢的森林固土價(jià)值,同時(shí)根據(jù)不同元素化肥的市場價(jià)格估算森林的保肥價(jià)值,具體如下[1]:

式中:S為蘇州吳中區(qū)西山仰塢的保育土壤價(jià)值(元·a-1);Usm為林分年固土價(jià)值(元·a-1);Uf為林分年保肥價(jià)值(元·a-1)。

固土價(jià)值及保肥價(jià)值計(jì)算方法如下:

式中:A為林分面積(hm2) ;Ca為挖取和運(yùn)輸單位體積土方所需費(fèi)用,取12.6 元·m-3;X1為林地土壤侵蝕模數(shù)(t·hm-2a-1);X2為無林地土壤侵蝕模數(shù)(t·hm-2a-1);P為林地土壤密度(t·m-3)。C1為磷酸二銨化肥價(jià)格,取2400 元·t-1;C2為氯化鉀化肥價(jià)格2200 元·t-1;C3為有機(jī)質(zhì)價(jià)格(元·t-1) ;R1為磷酸二銨化肥含氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%);R2為磷酸二銨化肥含磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%);R3為氯化鉀化肥含鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%);N為林分土壤含氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%);Ps為林分土壤含磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%);Ks為林分土壤含鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%);Ms為林分土壤含有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%);關(guān)于價(jià)格數(shù)據(jù)主要來源于物價(jià)局統(tǒng)計(jì),部分?jǐn)?shù)據(jù)由西山仰塢生態(tài)園及南京環(huán)科所提供。

(3)固碳釋氧價(jià)值

森林生態(tài)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的光合作用能力,森林在進(jìn)行光合作用的過程中,生產(chǎn)162 g 干物質(zhì)則吸收264 g CO2,且同時(shí)能夠產(chǎn)生192 g O2[8]。本研究中以噸為單位衡量森林的干物質(zhì)生產(chǎn)量,即每生產(chǎn)一噸干物質(zhì)則吸收的CO2量為1.63 t,氧氣產(chǎn)生量為1.2 t,因而評(píng)價(jià)指標(biāo)可以分為固碳及釋氧2 個(gè)指標(biāo)[12]。本文主要采用造林成本法、碳稅法以及替代法對(duì)蘇州吳中區(qū)西山仰塢的固碳釋氧價(jià)值進(jìn)行估算,具體計(jì)算如下:

式中:O為蘇州吳中區(qū)西山仰塢的固碳釋氧價(jià)值(元·a-1);Uc為林分年固碳價(jià)值(元·a-1);Uo為林分年釋氧價(jià)值(元·a-1)。

固碳價(jià)值及釋氧價(jià)值計(jì)算方法如下:

式中:A為林分面積(hm2) ;Cc為固碳價(jià)格,采用造林成本法和碳稅法成本價(jià)的平均值 753 元·t-1;Rc為CO2中含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù),為27.27%;Ba為林分凈生產(chǎn)力(t·hm-2a-1);Co為氧氣價(jià)格,采用造林成本法和工業(yè)制氧法成本價(jià)的平均值 330 元·t-1[15,26]。

(4)積累營養(yǎng)物質(zhì)價(jià)值

森林生態(tài)系統(tǒng)在其生長的過程中能夠?qū)⑼寥兰捌渌h(huán)境中的N,P和K 等營養(yǎng)元素固定在自身的器官之中,本研究采用替代市場法,通過森林營養(yǎng)物質(zhì)(N,P 和K)的積累狀況評(píng)估積累營養(yǎng)物質(zhì)價(jià)值[15]。具體為:

式中:Un為林分年?duì)I養(yǎng)物質(zhì)積累價(jià)值(元·a-1);Nt為林木含氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%);Pt為林木含磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%);Kt為林木含鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%);其它指標(biāo)同上。

(5)氣候調(diào)節(jié)

氣候調(diào)節(jié)主要體現(xiàn)為吸熱降溫,其價(jià)值可以從植物蒸騰方面考慮:

式中:H為植物蒸騰的價(jià)值(元·a-1);A為林分面積(hm2);Wt表示該地單位林地面積所吸收的熱量,根據(jù)龔溪等的研究[15],西山仰塢生態(tài)園的Wt取7.68× 106kJ·km-2,β為常數(shù),設(shè)為1 kW·h· (3600 kJ)-1;Pe表示該地平均電價(jià),元· (kW·h)-1。

(6)生物多樣性保護(hù)

基于當(dāng)量因子法評(píng)估蘇州西山仰塢生態(tài)園的生物多樣性保護(hù)價(jià)值,計(jì)算公式為[15]:

式中,Us為生物多樣性保護(hù)價(jià)值 (元·a-1);Si為單位面積各生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護(hù)的價(jià)值當(dāng)量,本研究則主要針對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng);β為當(dāng)量因子價(jià)值(元·hm-2);Ai為A 為林分面積(hm2)。

2.3.3 旅游觀光價(jià)值

蘇州西山仰塢生態(tài)園作為半天然的生態(tài)系統(tǒng),能夠?yàn)槿祟愄峁┬蓍e旅游服務(wù),該部分價(jià)值的計(jì)算方法具體如下[15]:

V:旅游價(jià)值;ε:人均休閑旅游費(fèi)用(元·a-1);Rt:觀察年份休閑旅游人數(shù);Cs:休閑旅行的消費(fèi)者剩余;Tc:人均每年出游費(fèi)用;Ct:人均旅行時(shí)間成本;f (x):按照旅游費(fèi)用和旅行人數(shù)構(gòu)建指數(shù)曲線模型,本部分?jǐn)?shù)據(jù)來源均依據(jù)吳中區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒獲得。

3 結(jié)果與分析

3.1 蘇州市吳中區(qū)西山仰塢NDVI 動(dòng)態(tài)

由圖1可以看出,2000年NDVI 的高值區(qū)主要分布在仰塢地區(qū)以北的一小塊區(qū)域,而中部和東部地區(qū),南部和中北部NDVI 值較低。2016年該地區(qū)植被覆蓋明顯好轉(zhuǎn),NDVI 值總體較高,而南部地區(qū)屬太湖水域部分,無植被覆蓋,因而處于低值區(qū)。通過統(tǒng)計(jì)分析,2000年西山仰塢的NDVI 均值為0.35,最大值及最小值分別為0.48 和0.14。而2016年NDVI 的最大值、最小值和平均值分別為0.53、0.05和0.4,均明顯均要高于2000年。表明近年來蘇州市吳中區(qū)西山仰塢的植被覆蓋程度較高。

圖2為蘇州市吳中區(qū)西山仰塢2000—2016年的NDVI 整體空間分布,NDVI 的均值為0.36。根據(jù)該地區(qū)NDVI 的實(shí)際分布范圍將其劃分為4 個(gè)等級(jí)。其中,多數(shù)地區(qū)的NDVI 處于0.3—0.4 之間,該部分面積占總面積的84.67%。NDVI 值大于0.4 的區(qū)域占總面積的11.76%,主要分布在該地區(qū)的中部及東部地區(qū),而北部地區(qū)也有少量分布。NDVI 值小于0.2 的地區(qū)所占比重較小,主要分布在仰塢的南部區(qū)域。

圖3為蘇州市吳中區(qū)西山仰塢2000—2016年植被NDVI 的變化率。由圖可知除了南部和中部少部分區(qū)域NDVI 呈減少趨勢外,其余地區(qū)呈增加趨勢。區(qū)域內(nèi)僅有少部分地帶的NDVI 呈現(xiàn)減少趨勢,該部分所占總區(qū)域面積的7.30%,且平均減少速率為0.03/年;相對(duì)而言,NDVI 呈增加趨勢的面積占到總區(qū)域的92.7%,平均增加速率為0.04/年。原因主要是近年來,人類活動(dòng)主要介入到生產(chǎn)之中,大力種植果園和經(jīng)濟(jì)作物,從而使該地區(qū)的植被覆蓋度不斷增高。

圖1 不同年份西山仰塢NDVI 空間分布 Figure1 Spatial distribution of NDVI of Xishan Yangwu in different years

圖2 2000—2016年西山仰塢NDVI 空間分布 Figure2 Spatial distribution of NDVI of Xishan Yangwu from 2000 to 2016

圖3 西山仰塢2000—2016年NDVI 變化 Figure3 Changes of NDVI from 2000 to 2016 in Xishan Yangwu

3.2 蘇州市吳中區(qū)西山仰塢的物質(zhì)產(chǎn)品生產(chǎn)價(jià)值

通過實(shí)地調(diào)查統(tǒng)計(jì)西山仰塢的經(jīng)濟(jì)林種植情況,并對(duì)經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)值進(jìn)行計(jì)算。由表2可以看出,西山仰塢的植被類型主要為茶園和果園。其中茶園以碧螺春茶樹為主,種植面積高達(dá)600 畝,在山坡及山塢均為成片種植;而果園主要分布著柑桔、料紅桔、等果品樹種,其中柑桔和料紅桔種植面積較多,屬成片種植品種,面積共計(jì)250 余畝,而枇杷、楊梅和板栗等樹種則分布較少,均為茶園中零星分布種植品種。通過市場價(jià)格對(duì)各個(gè)經(jīng)濟(jì)林價(jià)值進(jìn)行計(jì)算,可以看出茶園的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值高達(dá)720 萬元,而果園的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值相對(duì)較低,共計(jì)215 萬元,其中柑桔產(chǎn)值占據(jù)較大比例。綜上所述,蘇州吳中區(qū)西山仰塢的經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)值共計(jì)935 萬元。

3.3 蘇州市吳中區(qū)西山仰塢的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及旅游觀光價(jià)值

通過上文的研究方法,計(jì)算6 種生態(tài)服務(wù)功能的生態(tài)服務(wù)價(jià)值,結(jié)果如表3所示:基于水庫建設(shè)單位庫容投資6.11 元·m-3,水的凈化費(fèi)用2.09 元·t-1,并統(tǒng)計(jì)降水量與林分蒸散量及地表徑流量的差值為247.64 mm·a-1,計(jì)算出西山仰塢森林生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)水量價(jià)值及凈化水質(zhì)價(jià)值,分別為175.54 及60.04 萬元,進(jìn)而得到該地森林生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)價(jià)值為235.58 萬元。保育土壤價(jià)值則主要通過計(jì)算固土及保肥兩個(gè)指標(biāo)。本文依據(jù)挖取和運(yùn)輸單位體積土方所需費(fèi)用為12.6 元·m-3,統(tǒng)計(jì)分析林地土壤侵蝕模數(shù)與無林地土壤侵蝕模數(shù)之差為22.6 t·hm-2a-1,計(jì)算得出固土價(jià)值為3.3 萬元。基于土壤含氮、磷、鉀、有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù),以及磷酸二銨化肥價(jià)格(2400 元·t-1)、氯化鉀化肥價(jià)格(2200 元·t-1)進(jìn)而計(jì)算得到保肥價(jià)值為34.75 萬元,因此西山仰塢森林生態(tài)系統(tǒng)的保育土壤價(jià)值為38.05 萬元;固碳釋氧價(jià)值計(jì)算中,固碳價(jià)格及氧氣價(jià)格分別為753 元·t-1及330 元·t-1,統(tǒng)計(jì)分析得西山仰塢森林生態(tài)系統(tǒng)的固碳釋氧價(jià)值為51.19 萬元,其中氧氣釋放價(jià)值占據(jù)較大比例;積累營養(yǎng)物質(zhì)價(jià)值相對(duì)較低為6.38 萬元;西山仰塢生態(tài)園林地面積為116 hm2,而植被因蒸騰作用被吸收的熱量約為8.9×108kJ,因而我們計(jì)算出西山仰塢森林生態(tài)系統(tǒng)的氣候調(diào)節(jié)價(jià)值為24.7 萬元;利用謝高地等[15]提出的當(dāng)量因子法評(píng)估蘇州西山仰塢生態(tài)園的生物多樣性保護(hù)價(jià)值,其中定義1當(dāng)量因子表示1 hm2全國平均產(chǎn)量的農(nóng)田每年自然糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。由《中國統(tǒng)計(jì)年鑒2016》獲得1 當(dāng)量因子的價(jià)值為0.35 萬元,而西山仰塢地區(qū)的林分面積為116 hm2,且林地生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值當(dāng)量為2.41[15],因而根據(jù)公式(18)計(jì)算該地的生物多樣性保護(hù)價(jià)值為97.85 萬元。綜合以上分析,西山仰塢的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值為453.75 萬元(表3)。同時(shí),依據(jù)公式(19)求得2016年蘇州市吳中區(qū)西山仰塢的旅游業(yè)產(chǎn)值高達(dá)1647 萬元。

表2 西山仰塢經(jīng)濟(jì)林種植情況及年經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值 Table2 Economic forest planting and annual economic output value in Xishan Yangwu

3.4 蘇州吳中區(qū)西山仰塢生態(tài)園不同類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)比分析

通過計(jì)算蘇州西山仰塢的6 項(xiàng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值,該地區(qū)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值共計(jì)453.75 萬元。對(duì)不同類型生態(tài)價(jià)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可知(圖4),蘇州西山仰塢不同類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值存在較大差異。其中涵養(yǎng)水源價(jià)值最高為235.58 萬元,所占比例高達(dá)54.76%,而積累營養(yǎng)物質(zhì)的價(jià)值最少為6.38 萬元,所占比例為1.48%。其余4 種生態(tài)服務(wù)價(jià)值中,生物多樣性保護(hù)價(jià)值及固碳釋氧價(jià)值相對(duì)較高,分別為97.85 及51.19 萬元,而氣候調(diào)節(jié)和保育土壤價(jià)值所占比例較小。以上表明蘇州吳中區(qū)西山仰塢生態(tài)園對(duì)于當(dāng)?shù)氐乃春B(yǎng)具有重要意義。

綜上所述,通過對(duì)蘇州市吳中區(qū)西山仰塢進(jìn)行生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)估體系的構(gòu)建,并對(duì)西山仰塢的物質(zhì)產(chǎn)品價(jià)值及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)核算,進(jìn)而獲得該地2017年的生態(tài)價(jià)值總額為:E=Ep+Es+Ek=經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)出價(jià)值+生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值+旅游觀光價(jià)值= 935.00 萬元+453.75 萬元+1647 萬元= 3035.75 萬元。

4 討論

通過對(duì)仰塢生態(tài)園的植被動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析,我們發(fā)現(xiàn)從2000—2016年期間,植被NDVI 呈增加趨勢的面積占到總區(qū)域的92.7%,平均增加速率為0.04 /年,表明近年來該地區(qū)的植被覆蓋度不斷增高,進(jìn)一步提高了該地生態(tài)資源的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值。為了充分顯化該地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和價(jià)值,定量評(píng)估體系的構(gòu)建則具有重要意義?；趯?duì)蘇州市吳中區(qū)西山仰塢生態(tài)園的實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)地考察,在前人的研究基礎(chǔ)之上構(gòu)建了西山仰塢地區(qū)的生態(tài)價(jià)值定量評(píng)估體系,通過定量評(píng)估,核算出2016年蘇州西山仰塢的生態(tài)價(jià)值總量為3035.75 萬元,其中觀光旅游價(jià)值占據(jù)比重較大,因此該地在后期的生態(tài)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中應(yīng)大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè),并將生態(tài)旅游業(yè)推向主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的地位。經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)出價(jià)值及其生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值共計(jì)高達(dá)1390.09 萬元,表明該地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值除了為人類的生產(chǎn)提供原材料之外還具有生態(tài)服務(wù)效益。綜上所述,蘇州吳中區(qū)西山仰塢生態(tài)園在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中應(yīng)該將放遠(yuǎn)眼界,不能僅僅局限于物質(zhì)產(chǎn)品價(jià)值,應(yīng)綜合該地生態(tài)系統(tǒng)多方面的生態(tài)資源及經(jīng)濟(jì)效益,進(jìn)而充分發(fā)揮其生態(tài)價(jià)值效益。另外,進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)仰塢生態(tài)園的完善和提升,使其集休閑旅游、林業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境美化等多項(xiàng)功能于一體,并對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化,從而為該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出重大貢獻(xiàn),同時(shí)實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)雙贏。

表3 西山仰塢生態(tài)服務(wù)價(jià)值統(tǒng)計(jì) Table3 Statistics of ecological service value of Xishan Yangwu

圖4 西山仰塢不同生態(tài)服務(wù)價(jià)值及其所占比例 Figure4 Ecological service value and its proportion in Xishan Yangwu

5 結(jié)論

蘇州市吳中區(qū)西山仰塢的植被空間分布表現(xiàn)為中部及東部地區(qū)植被覆蓋程度較高,而南部區(qū)域植被覆蓋較低。與2000年的植被覆蓋相對(duì)比,趨勢分析表明近年來蘇州西山仰塢的植被覆蓋程度明顯增高,原因可能是大力種植果園和經(jīng)濟(jì)作物的增加,從而使該地區(qū)的植被覆蓋度不斷增高。同時(shí),經(jīng)濟(jì)林的大面積種植及植被覆蓋度的增高也進(jìn)一步提高了該地區(qū)的林地生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能和價(jià)值。

通過定量評(píng)估,蘇州市吳中區(qū)西山仰塢的物質(zhì)產(chǎn)品價(jià)值即經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)出價(jià)值為935 萬元;而該地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為453.75 萬元,其中水源涵養(yǎng)價(jià)值所占比例高達(dá)54.76%,為235.58 萬元,而積累營養(yǎng)物質(zhì)價(jià)值相對(duì)較低為6.38 萬元,所占總價(jià)值比例的1.48%;經(jīng)過計(jì)算得出,2016年蘇州市吳中區(qū)西山仰塢的旅游總收入為 1647 萬元。通過進(jìn)一步核算,西山仰塢生態(tài)園的生態(tài)價(jià)值總額高達(dá)3035.75 萬元,也同樣表明西山仰塢生態(tài)園對(duì)于蘇州市吳中區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有較大貢獻(xiàn)。

通過對(duì)不同類型生態(tài)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行對(duì)比分析,蘇州西山仰塢的生態(tài)服務(wù)價(jià)值由大到小排序?yàn)?涵養(yǎng)水源＞生物多樣性保護(hù)＞固碳釋氧＞保育土壤＞氣候調(diào)節(jié)＞積累營養(yǎng)物質(zhì),以上表明森林生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于該地的水源涵養(yǎng)具有重要的意義。

對(duì)蘇州市吳中區(qū)西山仰塢生態(tài)園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行定量評(píng)估,以貨幣的形式充分顯化了該地生態(tài)資源的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,該評(píng)估精度與結(jié)果與西山仰塢生態(tài)園的實(shí)際經(jīng)濟(jì)價(jià)值相符,同時(shí)對(duì)于蘇州市吳中區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及西山仰塢生態(tài)園的后續(xù)開發(fā)及提升具有重要意義。