汪 倫 焰，古 向，李 慧 敏

(1.華北水利水電大學(xué) 水利學(xué)院，河南 鄭州 450046； 2.河南省水環(huán)境模擬與治理重點實驗室，河南 鄭州450046； 3.河南水谷創(chuàng)新科技研究院有限公司，河南 鄭州 450000)

0 引 言

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程中所形成及所維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效用[1]。20世紀(jì)末，Costanza等[2]將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)劃分為原材料生產(chǎn)、水文氣候調(diào)節(jié)、廢物處理等17類，并首次對全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進(jìn)行評估。此后，謝高地等[3]改進(jìn)了以往的生態(tài)服務(wù)價值評估方法，從食物生產(chǎn)、水文氣候調(diào)節(jié)、保護(hù)生物多樣性、美學(xué)景觀等9個方面建立了符合中國實際情況的生態(tài)價值當(dāng)量因子表。目前，已經(jīng)有較多學(xué)者對生態(tài)價值評估展開研究。例如：臺輝等[4]采用直接價值法、影子價格法等評價方法，從物種多樣性保護(hù)、土壤保育、涵養(yǎng)水源、文化娛樂等8個方面評估黃土高原永壽縣蘋果園的生態(tài)價值，結(jié)果表明永壽縣蘋果園2019年生態(tài)服務(wù)價值約為4.15億元，為推動該地區(qū)經(jīng)濟(jì)林建設(shè)和可持續(xù)利用提供了參考。昝欣等[5]對永定河上游流域水資源供給、水產(chǎn)品生產(chǎn)、土壤保持、河流輸沙等生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)行了定量評價，結(jié)果表明其價值總量為55.14億元，其中水源供給、休閑娛樂和水土保持功能對該流域水生態(tài)價值的提升和發(fā)展具有重要意義。2021年4月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于建立健全生態(tài)產(chǎn)品價值實現(xiàn)機(jī)制的意見》，提出以生態(tài)價值核算促進(jìn)生態(tài)產(chǎn)品價值實現(xiàn)，生態(tài)價值評估成為廣大學(xué)者的研究熱門。

水環(huán)境治理項目是以河道水體為中心，包括河道周邊特定環(huán)境區(qū)域的系統(tǒng)性工程。涉及到水體治理、景觀綠化、市政工程、城鎮(zhèn)開發(fā)等多個方面[6]，其生態(tài)價值包括水源供給、凈化氣體環(huán)境、水文氣候調(diào)節(jié)、土壤保護(hù)、物種多樣性保護(hù)等多個方面[7]。水環(huán)境治理項目生態(tài)價值評估有助于提高民眾綠色環(huán)保意識、使國民經(jīng)濟(jì)核算體系更加完善，可以為區(qū)域環(huán)境決策和管理提供依據(jù)，對區(qū)域生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。但目前對水環(huán)境治理項目生態(tài)價值評估的研究還十分匱乏。

本文利用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估方法，建立水環(huán)境治理項目生態(tài)價值體系，從土壤保護(hù)、水源養(yǎng)護(hù)、固碳釋氧、凈化氣體環(huán)境、物種保育5個角度對水環(huán)境治理項目的生態(tài)價值進(jìn)行定量評估，并選取平輿縣水環(huán)境治理項目進(jìn)行實例分析，為水環(huán)境治理項目的生態(tài)價值評估提供參考。

1 評估體系構(gòu)建

1.1 評估體系

本文將水環(huán)境治理項目分為河湖生態(tài)系統(tǒng)、綠地生態(tài)系統(tǒng)兩大類。其中河流與湖泊生態(tài)系統(tǒng)主要功能為水源養(yǎng)護(hù)，生態(tài)價值評估指標(biāo)選擇調(diào)節(jié)水量和凈化水質(zhì)2個指標(biāo)；綠地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值選擇土壤保護(hù)、水源養(yǎng)護(hù)、固碳釋氧、凈化氣體環(huán)境、物種保育5個指標(biāo)進(jìn)行評估(見表1)。

表1 水環(huán)境治理項目生態(tài)價值評估體系Tab.1 Ecological value assessment system for water environment treatment PPP projects

1.2 計算方法

本文在參考GB/T 38582-2020《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》，總結(jié)以前學(xué)者對生態(tài)價值研究的基礎(chǔ)上，確定水環(huán)境治理項目生態(tài)價值評估體系中各項評估指標(biāo)的計算方法。

1.2.1土壤保護(hù)

(1) 固土價值。

(1)

式中：V1為保護(hù)土壤不受侵蝕的價值，萬元/a；A為綠地面積，hm2；X1為裸地土壤侵蝕模數(shù)，t/(hm2·a)；X2為實測土壤侵蝕模數(shù)，t/(hm2·a)；C1為挖取單位體積土方費(fèi)用，元/m3；d為土壤容重，g/cm3。

(2) 保肥價值。

(2)

式中：V2為保護(hù)土壤肥力的價值，萬元/a；CN、CK分別為化肥磷酸二銨、氯化鉀的市場價格，元/t；LN、LP為磷酸二銨化肥中氮、磷元素的含量，%；LK為氯化鉀化肥中鉀元素含量，%。

1.2.2水源養(yǎng)護(hù)

(1) 調(diào)節(jié)水量。

V3=AP(1-E-C)Cs

(3)

式中：V3為綠地生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)水量的價值，萬元/a；P為實測降水量，mm/a；E為綠地蒸散量，%；C為地表快速徑流量，%；Cs為單位庫容造價，元/m3。

V4=Q1Cs

(4)

式中：V4為河流與湖泊生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)水量價值，萬元/a；Q1為河流與湖泊水資源總量，m3。

(2) 凈化水質(zhì)。

V5=AP(1-E-C)Ks

(5)

式中：V5為綠地生態(tài)系統(tǒng)凈化水質(zhì)的價值，萬元/a；Ks為水治理費(fèi)用，元/m3。

V6=Q1Ks

(6)

式中：V6為河流與湖泊生態(tài)系統(tǒng)凈化水質(zhì)的價值，萬元/a；Ks為水的治理費(fèi)用，元/m3。

1.2.3固碳釋氧

(1) 固碳。

V7=1.63RCABnCC

(7)

式中：V7為吸收二氧化碳價值，萬元/a；RC為二氧化碳中含碳元素量；Bn為單位面積綠地年增加生物量，t/(hm2·a)；CC為碳排放稅，元/t。

(2) 釋氧。

V8=1.19ABnCO

(8)

式中：V8為釋放氧氣價值，萬元/a；CO為氧氣價格，元/t。

1.2.4凈化氣體環(huán)境

(1) 吸收氣體污染物。

V9=A(QSO2KSO2+QFKF+QNOKNO)

(9)

式中：V9為吸收氣體污染物價值，萬元/a；QSO2為單位面積綠地SO2年吸收能力，kg/(hm2·a)；KSO2為SO2排污征收費(fèi)用，元/kg；QF為單位面積綠地吸收氟化物的能力，kg/(hm2·a)；KF為氟化物排污征收費(fèi)用，元/kg；QNO為單位面積綠地NOx年吸收能力，kg/(hm2·a)；QNO為NOx排污征收費(fèi)用，元/kg。

(2) 滯塵價值。

V10=AQZKZ

(10)

式中：V10為滯納懸浮顆粒價值，萬元/a；QZ為單位面積綠地懸浮顆粒年吸收能力，kg/(hm2·a)；KZ為粉塵排污征收費(fèi)用，元/kg。

1.2.5物種保育

V11=SRA

(11)

式中：V11為物種多樣性保護(hù)的價值，萬元/a；SR為單位面積物種保育價值，元/(hm2·a)。

1.2.6價格參數(shù)轉(zhuǎn)換系數(shù)

在評估過程中，部分價格參數(shù)并不是評估年份所使用的價格參數(shù)，因此需使用價格參數(shù)轉(zhuǎn)換系數(shù)C將價格參數(shù)調(diào)整至評估年份，計算公式如下：

(12)

式中：c為價格指數(shù)；n為價格參數(shù)所在年份；m為評估年份；Dr為銀行的平均存款利率；Lr為銀行的平均貸款利率。本文所使用的價格參數(shù)見表2。

表2 生態(tài)價值評估推薦使用價格Tab.2 Recommended use price for ecological value assessment

2 實例分析

2.1 研究區(qū)域概況

河南省平輿縣水環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)項目是財政部第四批次國家級示范PPP項目。該項目引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，將高新科技與水環(huán)境治理、生態(tài)修復(fù)有機(jī)的結(jié)合在一起，從根本上解決了平輿縣水環(huán)境污染問題，為河南省水環(huán)境治理提供了寶貴的實踐經(jīng)驗。該項目包含湖泊河流、生態(tài)濕地、生態(tài)綠地等多種生態(tài)資源，具有土壤保護(hù)、水源養(yǎng)護(hù)、固碳釋氧、凈化氣體環(huán)境等多種生態(tài)價值。該項目的生態(tài)價值評估可代表河南省以及全國的水環(huán)境治理項目，具有極大的參考意義。因此本文選擇平輿縣水環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)項目進(jìn)行實證分析。

平輿縣水環(huán)境治理和生態(tài)修復(fù)項目共有水系連通、配套橋梁、河湖水體生態(tài)治理、河湖沿岸環(huán)境改善、草河截污及一體化污水處理站、智慧水生態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)、城市地下管線管理系統(tǒng)等工程項目，包含水系連通、水體生態(tài)修復(fù)、中水回用、水源養(yǎng)護(hù)、水土保持、生態(tài)景觀等內(nèi)容，具有多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，創(chuàng)造了巨大的生態(tài)價值。

平輿縣水環(huán)境治理項目中的生態(tài)價值主要集中在河流湖泊和綠化景觀兩大部分，河道主要包括郭樓港、張路莊港、北環(huán)渠、港灣港、二干退水渠、七里河等，湖泊包括新建天水湖和北郊調(diào)蓄湖，景觀綠化工程約232.3萬m2。

2.2 計算結(jié)果

根據(jù)相關(guān)研究和國家規(guī)范，本文計算所用核算因子如表3所列。

表3 生態(tài)價值評估核算因子Tab.3 Summary of ecological value assessment accounting factors

2.2.1土壤保護(hù)價值

裸地土壤侵蝕模數(shù)取河南省近10 a來土壤侵蝕模數(shù)觀測均值2.5 t/(hm2·a)[14]；由于平輿縣土壤侵蝕很輕，研究區(qū)內(nèi)實測土壤侵蝕模數(shù)借鑒《中國生物多樣性國情研究報告》中各種類型林地的土壤侵蝕模數(shù)；挖取單位體積土方的費(fèi)用為26.16元/m3；土壤容重為1.27 g/cm3；經(jīng)公式(1)計算得到平輿縣水環(huán)境治理項目固土價值為9 334.65元。平輿縣水環(huán)境治理項目綠地肥力含量取河南大學(xué)校園城市綠地土壤肥力含量；磷酸二銨化肥和氯化鉀化肥價格取2021年4月化肥市場價格。經(jīng)公式(2)計算可以得到保肥價值為1 236.12元。平輿縣水環(huán)境治理項目綠地土壤保護(hù)總價值為10 570.77元。

2.2.2水源養(yǎng)護(hù)價值

平輿縣水環(huán)境治理項目所包含的水系主要有小清河、草河、北環(huán)渠、郭樓港、張路莊港、二干退水渠、七里河、天水湖引退水渠、中央生態(tài)綠谷，合計水量227.9萬 m3；湖泊包括北郊調(diào)蓄湖、天水湖、陳蕃公園湖、港灣港湖，合計水量257.2 萬 m3；單位庫容造價取6.11元/m3，利用價格參數(shù)轉(zhuǎn)換系數(shù)調(diào)整為11.29元/m3，經(jīng)公式(4)計算得到調(diào)節(jié)水量價值為5 480.77萬元；凈化單位體積水的費(fèi)用為3.90元/m3，經(jīng)公式(6)計算得到凈化水質(zhì)價值為1 894.15萬元。河流與湖泊生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源總價值為7 374.92萬元。降水量取平輿縣多年降水量均值850 mm/a，綠地蒸散量與地表快速徑流量按綠地類型取值[17]，經(jīng)公式(3)和(5)計算得出綠地調(diào)節(jié)水量價值為965.87萬元，凈化水質(zhì)價值為333.80萬元。平輿縣水環(huán)境治理項目綠地生態(tài)系統(tǒng)水源養(yǎng)護(hù)價值為1 299.67萬元。

2.2.3固碳釋氧價值

二氧化碳中含碳量為27.27%，單位面積綠地年增加生物量取20.4 t/(hm2·a)[18]，碳稅價格采用瑞典碳稅價格為1 200元/t，通過價格參數(shù)轉(zhuǎn)換系數(shù)調(diào)整為2 010.14元/t，經(jīng)公式(7)計算得出綠地生態(tài)系統(tǒng)固碳價值為409.07萬元；氧氣價格采用2007年春季醫(yī)用氧氣價格1 000元/t，經(jīng)價格參數(shù)調(diào)整系數(shù)調(diào)整為1 675.12元/t，經(jīng)公式(8)計算得出綠地生態(tài)系統(tǒng)釋氧價值為912.61萬元。平輿縣水環(huán)境治理項目固碳釋氧總價值為1 321.68萬元。

2.2.4凈化氣體環(huán)境價值

根據(jù)相關(guān)研究[19]，確定單位面積綠地SO2年吸收能力、氟化物年吸收能力、NOx年吸收能力、阻滯降塵能力。依據(jù)《河南省排污許可暫行管理辦法》，排放SO2的費(fèi)用為0.63元/kg，排放氟化物的費(fèi)用為0.69元/kg，排放NOx的費(fèi)用為0.63元/kg、排放懸浮顆粒的費(fèi)用為0.15元/kg，經(jīng)公式(9)～(10)計算得到綠地生態(tài)系統(tǒng)吸收氣體污染物價值為1.41萬元，滯塵價值為34.06萬元。平輿縣水環(huán)境治理項目綠地生態(tài)系統(tǒng)凈化氣體環(huán)境總價值為35.47萬元。

2.2.5物種保育價值

依據(jù)Shannon物種多樣性指數(shù)S計算得出單位面積物種資源保育價值：當(dāng)S小于1時，取3 000元/hm2；當(dāng)S處于1～2時，取5 000元/hm2；當(dāng)S處于2～3時，取10 000元/hm2；當(dāng)S處于3～4時，取20 000元/hm2；當(dāng)S處于4～5時，取30 000元/hm2；當(dāng)S處于5～6時，取40 000元/hm2；當(dāng)S大于6時，取50 000元/hm2。根據(jù)實際情況，平輿縣水環(huán)境治理項目綠地?zé)o瀕危物種、特有物種、古樹，故綠地單位面積物種資源保育價值取3 000元/hm2，經(jīng)公式(11)計算得出平輿縣水環(huán)境治理項目物種保育總價值為67.33萬元。

2.2.6生態(tài)總價值

通過計算，2020年平輿縣水環(huán)境治理項目生態(tài)總價值為10 100.12萬元，河湖生態(tài)價值為7 374.92萬元，綠地生態(tài)價值為2 725.20萬元。綠地生態(tài)系統(tǒng)中土壤保護(hù)價值為1.06萬元，水源養(yǎng)護(hù)價值為1 299.67萬元，固碳釋氧價值為1 321.68萬元，凈化氣體環(huán)境價值為35.47萬元，物種保育價值為67.33萬元(見表4)。

表4 水環(huán)境治理項目生態(tài)價值Tab.4 Ecological value of water environment management PPP projects

由上可以看出河湖生態(tài)價值占總價值的73.02%。綠地生態(tài)價值占總價值的26.98%，其中固碳釋氧價值(48.50%)>涵養(yǎng)水源價值(47.69%)>保護(hù)生物多樣性價值(2.47%)>凈化氣體環(huán)境價值(1.30%)>保育土壤價值(0.04%)。

3 結(jié)論與建議

本文從土壤保護(hù)、水源養(yǎng)護(hù)、固碳釋氧、凈化氣休環(huán)境、物種保育5個角度出發(fā)，建立了水環(huán)境冶理項目生態(tài)價值評估體系，并用其評估了平輿縣水環(huán)境治理項目的生態(tài)價值。結(jié)果表明：2020年,平輿縣水環(huán)境治理項目總生態(tài)價值為1.01億元。

當(dāng)前，全國水環(huán)境治理形勢仍然較為嚴(yán)峻，本文結(jié)合水環(huán)境治理項目生態(tài)價值評估為日后水環(huán)境治理項目提出以下幾點建議：① 由計算結(jié)果得出平輿縣水環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)項目生態(tài)價值以水源養(yǎng)護(hù)價值為主，因此水環(huán)境治理項目建設(shè)時應(yīng)以調(diào)節(jié)水量和凈化水質(zhì)為主要目標(biāo)，通過羽狀水系連通，水質(zhì)生態(tài)修復(fù)等技術(shù)手段提高項目建設(shè)區(qū)域調(diào)蓄洪水和凈化水質(zhì)的能力，防止水質(zhì)再次污染。② 固碳釋氧價值在水環(huán)境治理項目生態(tài)價值中占據(jù)重要地位，說明濱水環(huán)境改善，建設(shè)綠地生態(tài)系統(tǒng)對水環(huán)境治理也至關(guān)重要，日后水環(huán)境治理項目可以與國家雙碳政策緊密結(jié)合，同時促進(jìn)區(qū)域碳中和與水環(huán)境改善。③ 凈化氣體環(huán)境價值與物種保育價值占比較低，可根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況，選擇適合吸收當(dāng)?shù)貧怏w污染物的植物種植，來提高凈化氣體環(huán)境價值；進(jìn)行濱水環(huán)境改善時，盡量維持區(qū)域生物多樣性，提高物種保育價值。