秦蓓蕾，王亞雄，賴國友

(廣東省水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510635)

1 概述

2017年，聯(lián)合國發(fā)布的《世界水資源發(fā)展報(bào)告》指出：“地球上的河流、湖泊，以及人類賴以生存的各種淡水資源狀況正快速惡化，500多條全球主要的河流中超過一半嚴(yán)重枯竭或遭到污染?！苯陙?，中國各流域也面臨水污染和水資源短缺問題。目前，中國各流域的水資源問題中以下兩個方面最為突出：一是水資源總量的衰竭；二是流域水資源質(zhì)量的減退。隨著生態(tài)問題日益嚴(yán)峻，生態(tài)補(bǔ)償這一處理世界生態(tài)環(huán)境問題的“政策工具箱”逐漸受到各國廣泛關(guān)注與應(yīng)用。2013年，黨的十八屆三中全會上明確提出“要健全自然資源資產(chǎn)產(chǎn)權(quán)制度和用途管制制度，劃定生態(tài)保護(hù)紅線，實(shí)行資源有償使用制度和生態(tài)補(bǔ)償制度，改革生態(tài)環(huán)境保護(hù)管理體制?！?017年，黨的十九大指出，建設(shè)生態(tài)文明是中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計(jì)，必須樹立綠水青山就是金山銀山的綠色發(fā)展觀、加大生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)力度、加快推進(jìn)水污染防治。因此，流域生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的有效建立，能夠較好緩和生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展之間的矛盾，提高水資源的配置效率；同時也是協(xié)調(diào)流域內(nèi)各行政單元的利益，推動流域全局生態(tài)保護(hù)、補(bǔ)償、開發(fā)、利用的有效模式。

2 東江流域概況

廣東省經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人口眾多，主要水系以珠江流域(東江、西江、北江和珠江三角洲)、韓江流域和粵東沿海、粵西沿海諸河為主。作為珠江流域三大水系之一，東江流域位于珠江三角洲東北部，總面積達(dá)31 840 km2，是河源、惠州、廣州、東莞、深圳等地市的主要供水水源[1]。東江干流自東北向西南，流域內(nèi)河流支流分布眾多，集雨面積在100 km2以上支流就多達(dá)72條，其中包括一級支流25條。其主要支流按自上而下的順序，有安遠(yuǎn)水、浰江、新豐江、船塘河、秋香江、公莊河、西枝江、淡水河和石馬河等河流，其中新豐江為東江最大支流，西枝江為第二大支流[2]。

3 研究方法與數(shù)據(jù)來源

東江流域生態(tài)系統(tǒng)為廣東省社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了糧食、原材料、水資源供給、氣體、氣候以及水溫調(diào)節(jié)等服務(wù)支撐[3]，基于此，將東江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分為4個方面：供給功能、調(diào)節(jié)功能、文化功能和支持功能，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價值評估結(jié)果，在一定程度上可以反映其對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供支撐的機(jī)制、類型和效用，進(jìn)而反映該生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)模式。

目前，學(xué)術(shù)界對于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的核算方法主要有兩類：基于單位服務(wù)功能價格的方法(簡稱功能價值法)，以及基于單位面積價值當(dāng)量因子的方法(簡稱當(dāng)量因子法)。功能價值法即基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能量的多少和功能量的單位價格得到總價值，著力構(gòu)建單一服務(wù)功能與局部生態(tài)環(huán)境變量之間的生產(chǎn)方程，從而模擬小區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。當(dāng)量因子法是在區(qū)分不同種類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的基礎(chǔ)上，基于可量化的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建不同類型生態(tài)系統(tǒng)各種服務(wù)功能的價值當(dāng)量，進(jìn)而結(jié)合不同生態(tài)系統(tǒng)的分布面積差異進(jìn)行評估[4]。當(dāng)量因子法適用于流域面積較大時的價值評估，其優(yōu)勢是數(shù)據(jù)需求量少，計(jì)算模型簡單，且功能評估較全面。

由于廣東省東江流域存在著流域面積大、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與生態(tài)環(huán)境問題復(fù)雜、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)較難獲得等問題，借鑒相關(guān)學(xué)者提出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估體系的優(yōu)勢，收集相關(guān)文獻(xiàn)資料，采用當(dāng)量因子法進(jìn)行價值評估，根據(jù)東江流域的特點(diǎn)對中國生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量因子表進(jìn)行修正，進(jìn)而計(jì)算得出2009—2017年東江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，科學(xué)助力東江流域生態(tài)系統(tǒng)和社會經(jīng)濟(jì)的健康、協(xié)調(diào)發(fā)展。

本文主要選取了2009—2017年，廣東省水利廳珠江流域水資源保護(hù)規(guī)劃、江西省、廣東省統(tǒng)計(jì)年鑒等數(shù)據(jù)。

4 東江流域生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)模式分析

按照使用價值和非使用價值，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值可分為兩類[5]。Costanza(1997)深入研究了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價值核算和分類，定量測算每年的全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值[6]。

生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)[3]又被稱為“生態(tài)經(jīng)濟(jì)平衡”和“生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)同”。其概念從“生態(tài)平衡”[7]中引申而來，主要理念是：實(shí)現(xiàn)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中生態(tài)結(jié)構(gòu)、社會結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)功能的統(tǒng)一，促使系統(tǒng)內(nèi)各種生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會要素通過協(xié)調(diào)作用，達(dá)成結(jié)構(gòu)有序與功能有效的動態(tài)均衡[8]。生態(tài)系統(tǒng)為經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)發(fā)展提供了自然和生態(tài)基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上人類才能生產(chǎn)出各類產(chǎn)品以滿足自身需求。由此可見，協(xié)調(diào)有序的生態(tài)系統(tǒng)是其達(dá)成自身整體協(xié)調(diào)的前提。經(jīng)濟(jì)與社會系統(tǒng)要維持一定水平的有序穩(wěn)定性，就必須合理地同生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行能量、物質(zhì)、信息等交換活動，需要在尊重生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律的基礎(chǔ)上構(gòu)建其自身的運(yùn)行規(guī)則[9]。

4.1 東江流域生態(tài)系統(tǒng)價值的構(gòu)成

東江流域橫跨江西、廣東兩省，包含廣東省內(nèi)16個縣市。由于近年土地利用類型變化較小，以2015年為例對土地利用類型進(jìn)行觀測，發(fā)現(xiàn)林地和耕地是東江流域內(nèi)土地的主要利用類型。其中以林地占比最高且分布地主要位于東江中上游；耕地為第二大利用類型且分布較廣泛；建設(shè)用地為第三大利用類型且集中分布于流域下游；水域、草地和未利用地的面積占比最小。

以東江流域生態(tài)系統(tǒng)提供服務(wù)的機(jī)制、類型和效用為劃分依據(jù)，將該流域的服務(wù)功能分為以下四大類：供給功能：食物和原材料的生產(chǎn)以及水資源的供給；調(diào)節(jié)功能：氣體、氣候和水文的調(diào)節(jié)以及對環(huán)境的凈化；支持功能：土壤保持和生物多樣性的維持；文化功能：提供美學(xué)景觀。

1) 供給功能

食物生產(chǎn)：指生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品所產(chǎn)生的糧食、蔬菜、肉類等產(chǎn)品，這類資源可以拿到市場上交易來獲得交換價值，或者供自己消費(fèi)來獲得使用價值。東江生態(tài)系統(tǒng)的食物產(chǎn)品主要是水稻、玉米、薯類等農(nóng)、副產(chǎn)品，以及魚類、蝦、蟹等水產(chǎn)品。

原材料生產(chǎn)：由生態(tài)系統(tǒng)自發(fā)生產(chǎn)可以進(jìn)入市場交換的物質(zhì)產(chǎn)品的過程。生產(chǎn)出的原材料包括全部的植物產(chǎn)品和礦產(chǎn)資源。東江流域生態(tài)系統(tǒng)除提供具有一般經(jīng)濟(jì)價值的產(chǎn)品外，還生產(chǎn)許多具有更高經(jīng)濟(jì)價值的產(chǎn)品。

水資源供給：水供應(yīng)是流域生態(tài)系統(tǒng)最基本的服務(wù)功能。地表徑流形成的地表水資源量以及水庫上游來水被河流、湖泊、水庫、沼澤、坑塘等攔蓄后可加以利用。不同水體按其水質(zhì)的不同狀況分別被用于生活飲用、工業(yè)用水，農(nóng)業(yè)灌溉等方面。

2) 調(diào)節(jié)功能

氣體調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)大氣化學(xué)組成。流域中的植被為保證CO2在大氣中含量的穩(wěn)定性做出了重要貢獻(xiàn)，可將此過程看作綠色植物在自然界參與氧元素循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，森林也是氧氣體的“天然制造廠”。

氣候調(diào)節(jié)：覆蓋面積較廣的流域以其優(yōu)異的氣候調(diào)節(jié)作用有“天然空調(diào)”的美譽(yù)。水域與陸地之間比熱容的差異導(dǎo)致流域能對氣候進(jìn)行調(diào)節(jié)，在同一太陽高度角的照射下，水域由于其比陸地更大的比熱容從而導(dǎo)致氣溫變化幅度更小，表現(xiàn)出溫度相對穩(wěn)定的優(yōu)良性狀。

水文調(diào)節(jié)：流域的生態(tài)系統(tǒng)通過對水的利用、濾過等影響參與自然界水循環(huán)過程。森林和濕地在水源涵養(yǎng)存儲方面發(fā)揮蓄水防洪作用，像一個天然“海綿”，干旱時放水、洪澇時吸水，調(diào)節(jié)河流、地下水等水量，幫助改善水資源的時空分配不均，維持區(qū)域水平衡。

凈化環(huán)境：對環(huán)境的凈化能力來自于生態(tài)系統(tǒng)中生物類群的代謝、異化和同化等作用，促使或加快污染物在自然環(huán)境中的分解。具有生物群落地表水與地下水都有一定的自凈能力，通過稀釋、沉積、分解或轉(zhuǎn)化水體污染物，可以凈化水環(huán)境。

3) 支持功能

土壤保持：地表的有力保護(hù)層主要是流域內(nèi)的森林植被，通過固土防崩、阻擋塊體運(yùn)動等作用能夠有效防止土壤侵蝕和泥沙災(zāi)害，從而保持土壤。進(jìn)而使得水庫、河流中的淤積沙土大量減少，對水利工程的維護(hù)起到間接作用。

生物多樣性維護(hù)：流域生物多樣性是其本身固有的一項(xiàng)特征，包括生態(tài)系統(tǒng)、物種和基因組成的多樣性。作為野生動植物重要的棲息地，流域能為水生生物提供生存和繁育的地點(diǎn)，具有一定的生態(tài)經(jīng)濟(jì)價值。

4) 文化功能

提供美學(xué)景觀：社會文化功能中的休閑娛樂，主要內(nèi)涵是人類憑借認(rèn)知發(fā)展、主觀映象、消遣娛樂和美學(xué)體驗(yàn)等手段從生態(tài)系統(tǒng)獲取非物質(zhì)利益。我國自古就有“智者樂水”之說，東江流域水系發(fā)達(dá)，風(fēng)景優(yōu)美，極具發(fā)展特色休閑旅游與觀光產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢。

4.2 東江流域生態(tài)系統(tǒng)價值的測算

本文借鑒謝高地等(2015)[4]學(xué)者提出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估體系優(yōu)勢，以及文章中所構(gòu)建的當(dāng)量因子表，收集相關(guān)文獻(xiàn)資料，將服務(wù)功能分為4種一類服務(wù)和10種二類服務(wù)，結(jié)合東江流域土地利用實(shí)際情況，將東江流域生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的土地利用情況劃分為農(nóng)田、森林、草地、水域、建設(shè)用地以及未利用地6種類型，并確定流域主要的生態(tài)服務(wù)功能。根據(jù)東江流域的特點(diǎn)，借鑒薛明皋等(2018)[10]采用的當(dāng)量因子空間修正模型，構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量因子表進(jìn)行評估[11-12]。公式如下：

(1)

東江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量因子見表1所示。

表1 東江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量因子

謝高地等(2015)[4]學(xué)者將一個標(biāo)準(zhǔn)單位生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量因子(以下簡稱標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量)，定義為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)價值。1個標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量可參考單位面積農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)糧食生產(chǎn)的凈利潤。單位農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的糧食產(chǎn)量價值的計(jì)算公式為：

D=Sr×Fr+Sw×Fw+Sc×Fc

(2)

式中D為1個標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量，元/hm2;Sr，Sw，Sc分別為2010年稻谷、小麥和玉米的播種面積占3種作物播種總面積的百分比，%；Fr，F(xiàn)w，F(xiàn)c分別為2010年全國稻谷、小麥和玉米的單位面積平均凈利潤，元/hm2。

依據(jù)《中國統(tǒng)計(jì)年鑒2011》《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編2011》，結(jié)合公式(1)，可以得到D值為3 406.5元/hm2[13]。選取東江流域主要糧食作物(水稻、大豆和薯類等)作為其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值的計(jì)算指標(biāo)，通過計(jì)算其不同年份中1個生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量因子的經(jīng)濟(jì)價值，間接得出2010—2017年廣東省內(nèi)東江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值(見表2所示)。

表2 2009—2017年廣東省東江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值 億元

總體來看，東江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值總體呈下降趨勢，2009年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值為1 912.865 1億元，2017年則降為1 864.349 7億元；分類型來看，“食物生產(chǎn)”、“原材料生產(chǎn)”、“維護(hù)生物多樣性”三類生態(tài)服務(wù)價值變化不大，發(fā)展趨勢較為平穩(wěn)；除“提供美學(xué)景觀”生類態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值在2009—2017年隨時間不斷增加，其余六類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值均呈現(xiàn)隨時間不斷下降的發(fā)展趨勢。

1) 2009—2017年廣東省東江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的時間變化分析

① 總價值變化趨勢

由圖1可知，2009—2017年間，東江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值整體變化趨勢表現(xiàn)為減少，具體價值自2009年的1 912.865 1億元減少至2017年的1 864.349 7億元，年均減少率為2.57%。

圖1 2009—2017年廣東省東江流域總價值的變化趨勢

② 不同土地利用類型價值變化趨勢

由圖2可知，2009—2017年間，東江流域不同土地利用類型價值變化情況為：農(nóng)田、森林、草地和水域呈逐年減少趨勢；建設(shè)用地生態(tài)系統(tǒng)價值為負(fù)，其絕對值逐年遞增；未利用地2000—2014年增加，2014—2017年減少。

圖2 2009—2017年不同土地利用類型價值的變化趨勢

城市發(fā)展、農(nóng)業(yè)發(fā)展、工礦建設(shè)及交通運(yùn)輸?shù)扔玫卦絹碓绞艿饺藗冎匾?，用地類型直接影響人們的?jīng)濟(jì)利益，近幾年其開發(fā)面積不斷增加，但其生態(tài)價值較低，甚至對生態(tài)系統(tǒng)造成破壞，導(dǎo)致水資源供需矛盾加劇[14]。具體表現(xiàn)為：一是對生態(tài)系統(tǒng)價值的貢獻(xiàn)為負(fù)；二是建設(shè)用地增加對農(nóng)田、森林、草地和水域等輸出生態(tài)價值系統(tǒng)造成擠出效應(yīng)，使它們對生態(tài)價值的貢獻(xiàn)降低。

③ 不同生態(tài)功能價值的變化趨勢

由圖3可見，單項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值中，除提供美學(xué)景觀的功能外，其他功能價值呈現(xiàn)逐年減少的趨勢。其中，食物生產(chǎn)、原材料生產(chǎn)、氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、保持土壤、維持生物多樣性6類功能變化較小，統(tǒng)計(jì)年份內(nèi)總計(jì)變化在1%左右；水文調(diào)節(jié)和凈化環(huán)境兩類功能次之，在4%左右；變化幅度最大的是水資源供給功能，達(dá)11%。

圖3 2009—2017年單項(xiàng)生態(tài)功能價值的變化趨勢

近年來，東江流域覆蓋地區(qū)經(jīng)歷了以人口密度上升、建設(shè)用地面積不斷增加為代表的高速發(fā)展時期，人類活動嚴(yán)重破壞了流域生態(tài)系統(tǒng)的平衡，直接造成了各縣市的生態(tài)價值的下降。其中，增城區(qū)、深圳市、惠城區(qū)、惠陽區(qū)、源城區(qū)、東莞市6市的生態(tài)價值在統(tǒng)計(jì)年份內(nèi)總計(jì)變化在4%以上，深圳市、東莞市更是達(dá)到10%以上；而其他12個縣市的變化在0.5%～2.6%之間，變化較小。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，環(huán)境往往成為犧牲品，因此,生態(tài)保護(hù)和生態(tài)補(bǔ)償成為必要的課題。

2) 2009—2017年廣東省東江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的空間變化分析

根據(jù)數(shù)據(jù)樣本，選取2009年、2013年、2017年作為時間節(jié)點(diǎn)，得到廣東省東江流域各地單位面積生態(tài)系統(tǒng)功能價值。東江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的空間分布規(guī)律大致可歸納為：中部以6萬元/hm2的價值位列第1，北部以5萬元/hm2的價值位列第2，南部的價值最低，低于3萬元/hm2。廣東省東江流域的單位面積生態(tài)價值平均約為5萬元/hm2，其中東源縣、增城區(qū)、新豐縣、連平縣、紫金縣、惠東縣、和平縣、龍川縣、龍門縣、博羅縣、惠城區(qū)(2017年低于平均值，但相差很小)高于廣東省均值；興寧市、源城區(qū)、惠陽區(qū)、東莞市、深圳市低于廣東省均值，特別是惠陽區(qū)、東莞市和深圳市，未達(dá)3萬元/hm2。

5 結(jié)語

流域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能復(fù)雜多樣，本文將廣東省東江流域劃分為林地、耕地、建設(shè)用地、水域、草地和未利用地面積六種土地利用類型，并基于廣東省自然資源廳歷年發(fā)布的《廣東省土地利用現(xiàn)狀匯總表》相關(guān)數(shù)據(jù)，利用修正后的生態(tài)當(dāng)量因子表，開展東江流域生態(tài)系統(tǒng)的重要服務(wù)功能及其價值評估，主要結(jié)論如下：

流域不同土地利用類型價值從高到低依次為：森林、水域、農(nóng)田和草地。生態(tài)服務(wù)類型可分為一類和二類服務(wù)，在一類服務(wù)中按價值高低排序依次為：調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)、供給服務(wù)和文化服務(wù)；在二類服務(wù)中為：水文調(diào)節(jié)、保持土壤、氣體調(diào)節(jié)和原材料生產(chǎn)等。

從時間變化特征來看，2009—2017年間，流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值整體變化趨于減少，自2009年1 912.865 1億元減少至2017年的1 864.349 7億元，年均減少率2.57%。說明流域生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量呈下降趨勢。不同土地利用類型、不同生態(tài)功能的服務(wù)價值也呈下降趨勢，與總體變化一致。

從空間變化特征來看，2009—2017年東江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的空間分布大致為中部>北部>南部，各行政區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值由高到低依次為：東源縣、增城區(qū)、新豐縣、連平縣、紫金縣、惠東縣、和平縣、龍川縣、龍門縣、博羅縣、惠城區(qū)、興寧市、源城區(qū)、惠陽區(qū)、東莞市和深圳市，其中惠陽區(qū)、東莞和深圳的生態(tài)價值較低，不足3萬元/hm2。2009、2013和2017年流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值均高于5萬元/hm2的面積在全流域面積中的占比分別為77.22%、77.13%、77.09%，呈下降趨勢，其中以南部區(qū)域的價值下降最為顯著。

綜上所述，本文對廣東省東江流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進(jìn)行了定量計(jì)算，并就流域服務(wù)價值的時間、空間動態(tài)變化作了詳細(xì)分析。研究顯示，2009—2017年間，廣東省東江流域內(nèi)生態(tài)服務(wù)價值變化趨勢以下降為主，主要原因是為滿足人類頻繁的經(jīng)濟(jì)社會活動，大量耕地、草地和未利用地等轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地，對生態(tài)系統(tǒng)造成了一定破壞，同時不利于流域生態(tài)系統(tǒng)價值。生態(tài)補(bǔ)償?shù)恼唧w系和操作機(jī)制需及時建立健全，與經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展相協(xié)調(diào)，以調(diào)整相關(guān)主體利益的分配關(guān)系，協(xié)調(diào)生態(tài)文明建設(shè)與經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的矛盾，推動流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值不斷增加，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。