劉 潤, 王 兵, 牛 香

(1.中國林業(yè)科學(xué)研究院 森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所 國家林業(yè)和草原局森林生態(tài)環(huán)境重點實驗室,北京 100091; 2.江西大崗山森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站, 江西 新余 336600)

濕地生態(tài)系統(tǒng)為具有獨特特性的生態(tài)系統(tǒng)，其介于陸地與水域之間，并且兼具二者的景觀特性，是地球生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，被人們譽(yù)為“自然之腎”[1-3]。相對森林生態(tài)系統(tǒng)而言，濕地生態(tài)系統(tǒng)的研究歷史尚淺，但是其服務(wù)功能的價值評估成果卻是屢見不鮮，也成為當(dāng)前較為前沿的研究課題。基于前人的認(rèn)識[4-5]，濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)一般指其提供的能夠維持人類生活需要的條件和過程[6]。獨特的地理位置賦予了濕地生態(tài)系統(tǒng)多種服務(wù)功能，如涵養(yǎng)水源、固碳釋氧、固土保肥、降解污染物、保護(hù)生物多樣性等[7-8]。近些年來，由于人們對濕地生態(tài)系統(tǒng)能夠為人類帶“福祉”的認(rèn)識不足，同時在濕地資源的開發(fā)利用、管理等方面的經(jīng)驗不足，導(dǎo)致濕地資源面積、濕地生態(tài)環(huán)境均受到了不同程度的破壞。對濕地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行合理管護(hù)和維持其生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，是實現(xiàn)濕地生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。為了客觀、全面、科學(xué)地對濕地生態(tài)系統(tǒng)各項服務(wù)功能的價值進(jìn)行評價，精準(zhǔn)量化濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價值，以更加直觀的形式使人們認(rèn)識到濕地生態(tài)系統(tǒng)為人類帶來的“福祉”，不僅能夠客觀反映內(nèi)蒙古大興安嶺重點國有林管理局(以下簡稱“內(nèi)蒙古森工”)濕地生態(tài)系統(tǒng)對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮的巨大作用，而且為內(nèi)蒙古森工濕地生態(tài)系統(tǒng)的合理規(guī)劃和開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。因此，本文采用生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)的研究方法對內(nèi)蒙古森工濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能空間格局進(jìn)行研究，可為保護(hù)內(nèi)蒙古森工濕地生態(tài)系統(tǒng)提供科學(xué)依據(jù)以及為內(nèi)蒙古森工濕地資源的可持續(xù)利用提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

內(nèi)蒙古森工林區(qū)地跨呼倫貝爾和興安盟兩個盟市，是我國四大重點國有林區(qū)之一，是我國最大的集中連片區(qū)，也是松嫩平原和呼倫貝爾草原的天然屏障和分界線，其地理坐標(biāo)(119°36′26″—125°24′10″N，47°03′26″—53°20′00″E)。內(nèi)蒙古森工濕地資源是我國濕地資源最豐富的林區(qū)之一，具有濕地面積大、濕地類型多、以及生物多樣性豐富的特點；同時也是嫩江和額爾古納水系的重要發(fā)源地，林區(qū)內(nèi)有大小河流7 146條，其中一級支流100條，二級支流884條，河流總長9 443 km[9]，內(nèi)蒙古森工濕地生態(tài)系統(tǒng)為當(dāng)?shù)卣湎∷萏峁┝酥匾敝硹⒌睾瓦w徙停歇地。林區(qū)海拔250～1 745 m，屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，冬季寒冷干燥，夏季炎熱多雨。該研究區(qū)具有我國獨有的原生性寒溫帶針葉林森林生態(tài)系統(tǒng)和多種過渡的生態(tài)類型，是重要的野生物種棲息地，在我國國土生態(tài)安全和生物多樣性保護(hù)中具有重要的地位和作用[10]。依據(jù)2018年內(nèi)蒙古森工濕地資源調(diào)查顯示，內(nèi)蒙古森工濕地總面積1.20×106hm2，約占實際經(jīng)營面積的12.29%，占全國濕地面積的3.35%。依據(jù)中國濕地類型劃分標(biāo)準(zhǔn)，將內(nèi)蒙古森工濕地劃分為：河流濕地、湖泊濕地、沼澤濕地和人工濕地4大類，共有永久性河流、永久性淡水湖、蘚類沼澤、草本沼澤、灌叢沼澤、森林沼澤、沼澤化草甸、地?zé)釢竦睾蛶焯?個濕地型(表1)。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

內(nèi)蒙古森工濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估主要是計算生態(tài)效益價值量。其數(shù)據(jù)來源包括兩部分： ①濕地資源數(shù)據(jù)由內(nèi)蒙古森工提供； ②社會公共數(shù)據(jù)來源于我國權(quán)威機(jī)構(gòu)所公布的社會公共數(shù)據(jù)，包括《中國水利年鑒》《中華人民共和國水利部水利建筑工程預(yù)算定額》，中國農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)(http:∥www.agri.gov.cn/)，中華人民共和國衛(wèi)生健康委員會網(wǎng)站(http:∥www.nhfpc.gov.cn/)，中華人民共和國國家發(fā)展和改革會第四部委2003年第31號令《排污費征收標(biāo)準(zhǔn)及計算方法》，中華人民共和國環(huán)境保護(hù)稅法中《環(huán)境保護(hù)稅稅目稅額表》，內(nèi)蒙古自治區(qū)物價局網(wǎng)站(http:∥www.nmgfgw.gov.cn)等。

2.2 研究體系和研究方法

濕地是具有多種服務(wù)功能的獨特的生態(tài)系統(tǒng)，是重要的自然資源，在人類社會和諧發(fā)展和自然生態(tài)系統(tǒng)有序循環(huán)等方面起著舉足輕重的作用[11-12]。本研究結(jié)合Costanza等[13]濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估體系，利用在深入分析濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能形成過程的基礎(chǔ)上，利用市場價值法、碳稅法、工業(yè)制氧成本法、影子工程法、污染防治成本法和專家評估等生態(tài)經(jīng)濟(jì)價值評價方法[3,14]，逐項對內(nèi)蒙古森工濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量進(jìn)行評估(表2)。其中，市場價值法把環(huán)境質(zhì)量看作是一個生產(chǎn)要素，環(huán)境質(zhì)量的變化進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本的變化，從而導(dǎo)致產(chǎn)品價格和生產(chǎn)水平的變化，該法適用于沒有費用支出但市場價值的環(huán)境效應(yīng)價值核算。碳稅法和工業(yè)制氧成本法用于評價生態(tài)系統(tǒng)固碳價值，它將生態(tài)系統(tǒng)每年固定CO2的量乘以碳稅的影子價格，從而得出生態(tài)系統(tǒng)每年釋放的氧氣量乘以工業(yè)制氧成本即估算成生態(tài)系統(tǒng)釋放氧氣的價值。影子工程法是在生態(tài)環(huán)境破壞后，人工建造一個工程代替原來的環(huán)境功能，以此工程投資來計算破壞的經(jīng)濟(jì)損失。

表2 價值量評估指標(biāo)體系及計算公式

3 結(jié)果與分析

3.1 內(nèi)蒙古森工濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量

由圖1可見，內(nèi)蒙古森工各林業(yè)局(自然保護(hù)區(qū)、經(jīng)營所)濕地生態(tài)系統(tǒng)年涵養(yǎng)水源價值量為0.52～39.29億元，年降解污染價值量為0.35～26.62億元，年固碳釋氧價值量為0.10～7.29億元，年固土保肥價值量為0.12～8.78億元，年營養(yǎng)物質(zhì)積累價值量為0.01～0.72億元，年改善小氣候價值量為0.04～3.13億元，年科研文化游憩價值量為0.07～5.61億元，年生物棲息地價值量為0.27～20.33億元。內(nèi)蒙古森工濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能年涵養(yǎng)水源價值量為302.62億元；年降解污染價值量為205.00億元；年固碳釋氧價值量為56.16億元；年固土保肥價值量67.64億元；年營養(yǎng)物質(zhì)積累價值量5.53億元；年改善小氣候價值量為24.11億元；年科研文化游憩為43.24億元；年生物棲息地價值為156.61億元。從該結(jié)果可以看出，內(nèi)蒙古森工濕地生態(tài)系統(tǒng)在維持涵養(yǎng)水源功能方面效果顯著，這與何冰等[11]的研究結(jié)果一致，主要原因是濕地生態(tài)系統(tǒng)的主要體現(xiàn)在蓄水、調(diào)節(jié)洪流方面，同時其具有濕地斑塊間的供水作用，維持濕地生態(tài)系統(tǒng)的區(qū)域水平衡狀態(tài)，進(jìn)而改善濕地生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境狀況。

圖1 內(nèi)蒙古森工濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量

由圖2可知，內(nèi)蒙古森工濕地生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源、降解污染、生物棲息3項服務(wù)功能的價值量分別占其總價值量的35.15%，23.81%和18.19%，合計占到總生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量的77.15%，體現(xiàn)了相當(dāng)大的優(yōu)勢。內(nèi)蒙古森工濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量從大到小排序為：涵養(yǎng)水源>降解污染>生物棲息>固土保肥>固碳釋氧>科研文化游憩>改善小氣候>營養(yǎng)物質(zhì)積累。由此可以確定內(nèi)蒙古森工濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是以涵養(yǎng)水源、降解污染和生物棲息地為“核心”服務(wù)功能，營養(yǎng)物質(zhì)積累為最小服務(wù)功能，即便是價值量最小的服務(wù)功能，但在濕地生態(tài)系統(tǒng)中也是不可缺少的一部分，它會決定整個生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性[15]，在生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)物質(zhì)是保證生物體生長發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)，若發(fā)生營養(yǎng)物質(zhì)短缺的現(xiàn)象，就會出現(xiàn)競爭，進(jìn)而導(dǎo)致整個生態(tài)系統(tǒng)的紊亂[3]。本研究與宋慶豐等[3]對黑龍江省濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的研究結(jié)果一致，得出涵養(yǎng)水源和降解污染功能均為主導(dǎo)服務(wù)功能。但潘文斌等[16]對湖北保安湖生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量進(jìn)行研究，得出涵養(yǎng)水源、有機(jī)物生產(chǎn)以及固碳釋氧功能為核心功能，這主要是與研究區(qū)域的環(huán)境概況密切相關(guān)。

圖2 內(nèi)蒙古森工濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量比例

3.2 內(nèi)蒙古森工濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量空間格局特征

由圖3可知，內(nèi)蒙古森工各林業(yè)局濕地生態(tài)系統(tǒng)各項服務(wù)功能價值量中，濕地生態(tài)系統(tǒng)各服務(wù)功能價值量位于前5位依次為：大楊樹>烏爾旗汗>庫都爾>根河>畢拉河；汗馬>額爾古納>烏瑪>奇乾>永安山林業(yè)局(自然保護(hù)區(qū)、經(jīng)營所)各項服務(wù)功能價值量均位于后5位。各林業(yè)局濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價值量前5分別為：大楊樹(111.78億元)>烏爾旗汗(104.02億元)>庫都爾(89.38億元)>根河(85.44億元)>畢拉河(77.62億元)，占到總濕地生態(tài)系統(tǒng)價值量的54.39%；汗馬(5.77億元)>額爾古納(4.34億元)>烏瑪(3.35億元)>奇乾(2.86億元)>永安山(1.48億元)，占到總濕地生態(tài)系統(tǒng)價值量的2.07%；內(nèi)蒙古森工各林業(yè)局(自然保護(hù)區(qū)、經(jīng)營所)濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量的空間分布總體趨勢均為：中部>西南部>北部。這主要是由于內(nèi)蒙古森工林區(qū)水系眾多，同時沼澤濕地占地面積分布范圍較廣，主要集中在大楊樹、烏爾旗汗、庫都爾、根河、圖里河和畢拉河林業(yè)局。因此，該區(qū)域各項濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能所創(chuàng)造的濕地生態(tài)效益也較為突出。

圖3 內(nèi)蒙古森工濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量空間分布格局

4 討 論

內(nèi)蒙古森工濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的空間格局與其濕地資源自身的屬性和所處的地理位置有直接的關(guān)系。

(1) 與林區(qū)內(nèi)的水系密切相關(guān)。內(nèi)蒙古森工濕地生態(tài)系統(tǒng)是以河流濕地和沼澤濕地為主的濕地生態(tài)系統(tǒng)。林區(qū)河流眾多，水系發(fā)達(dá)。據(jù)統(tǒng)計，全林區(qū)內(nèi)共有大大小小河流或小溪7 414條。與此同時，在全林區(qū)流程在30 km以上的河流多達(dá)135條。沼澤濕地為1.17×106hm2，占總面積的96.84%。濕地具有調(diào)洪蓄水、防御風(fēng)暴、調(diào)節(jié)氣候的重要功能，是降低自然災(zāi)害的“緩沖器”，對于構(gòu)建防災(zāi)減災(zāi)、緩解全球氣候變暖等發(fā)揮十分重要的作用[17]。同時，《濕地公約》和《聯(lián)合國氣候變化公約》都強(qiáng)調(diào)了濕地對調(diào)節(jié)氣候的重要性，濕地水分的蒸發(fā)和植被葉面上的水分蒸騰，可使?jié)竦嘏c大氣之間能量和物質(zhì)不斷地進(jìn)行交換，從而保持當(dāng)?shù)氐臐穸群徒邓縖18-20]。因此，濕地生態(tài)系統(tǒng)在蓄水、調(diào)節(jié)河川徑流、補(bǔ)給地下水和維持區(qū)域水平衡發(fā)揮著重要的中作用[21]。

(2) 與自然因素有關(guān)。溫度、水文、地質(zhì)以及植被狀況是影響濕地生態(tài)系統(tǒng)時空變化的直接因素[22]。內(nèi)蒙古森工林區(qū)中部水系較多，水質(zhì)較好，為植被生長繁育提供良好的生存環(huán)境，從而創(chuàng)造更高的生態(tài)價值。曾有研究表明：水質(zhì)級別、植被覆蓋度、污染物以及水體富營養(yǎng)化程度都是影響濕地生態(tài)系統(tǒng)健康的主要因素[23-25]。也有學(xué)者對洞庭湖濕地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，溫度升高，水質(zhì)污染和水體富營養(yǎng)化程度嚴(yán)重或?qū)е聺竦厣鷳B(tài)環(huán)境的生態(tài)質(zhì)量下降、生態(tài)功能衰退[26]。

(3) 與人為因素有關(guān)。人口密度大，人類活動干擾程度加強(qiáng)也會是對濕地生態(tài)環(huán)境造成影響[27-28]。有研究表明，內(nèi)蒙古呼倫貝爾等人口密度較大，人類活動干擾較為顯著，導(dǎo)致濕地生產(chǎn)力明顯下降，說明濕地生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力容易受到社會環(huán)境的影響[29]。也研究者對鄂爾多斯、赤峰和通遼等地進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，人類活動頻繁程度會導(dǎo)致濕地生態(tài)系統(tǒng)的水質(zhì)、植被覆蓋度降低以及景觀多樣性降低。同時也說明濕地生態(tài)系統(tǒng)對人類活動干擾的敏感性較強(qiáng)[30]。通過對內(nèi)蒙古大興安嶺濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量的空間格局研究發(fā)現(xiàn)，人類活動較小的區(qū)域所產(chǎn)生的生態(tài)價值較高。

5 結(jié) 論

內(nèi)蒙古森工濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量從大到小排序為：涵養(yǎng)水源>降解污染>生物棲息>固土保肥>固碳釋氧>科研文化游憩>改善小氣候>營養(yǎng)物質(zhì)積累；其中，以涵養(yǎng)水源、降解污染和提供生物棲息為主導(dǎo)服務(wù)功能，所產(chǎn)生的價值量分別為302.62，205.00和156.61億元；以營養(yǎng)物質(zhì)積累價值量最小，為5.53億元；涵養(yǎng)水源和降解污染功能，在維持其湖泊、河流、水安全中，發(fā)揮著重要的作用；較高的提供生物棲息地價值量，也表明內(nèi)蒙古森工濕地生態(tài)系統(tǒng)為野生動植物提供良好的繁衍和棲息的場所，生物多樣性豐富，動植物種類繁多。

內(nèi)蒙古森工各林業(yè)局(自然保護(hù)區(qū)、經(jīng)營所)濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值量的空間分布總體趨勢均為：中部>西南部>北部。這主要是因為受林區(qū)內(nèi)的水系、自然環(huán)境和人為因素的影響，對各林業(yè)局(自然保護(hù)區(qū)、經(jīng)營所)的生態(tài)環(huán)境造成不同程度的影響，最終導(dǎo)致各項服務(wù)功能呈現(xiàn)出一定的空間分布。

本研究對各個林業(yè)局(自然保護(hù)區(qū)、經(jīng)營所)各項服務(wù)功能價值量的空間格局進(jìn)行研究，雖然在結(jié)果上反映了各項功能的空間分布，但是由于數(shù)據(jù)和資料的限制，缺乏對該研究區(qū)各項服務(wù)功能價值量時間上的動態(tài)變化研究，在以后的研究中應(yīng)更加全面地對濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行研究，以準(zhǔn)確、全面地反映濕地生態(tài)系統(tǒng)的各項服務(wù)功能價值量。