姬瑞華， 劉作云， 范洲衡

(湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生態(tài)宜居學(xué)院，湖南 衡陽 421001)

隨著我國城鎮(zhèn)化迅速發(fā)展，城市人口快速增加，人類活動強(qiáng)度增大，一系列城市生態(tài)問題逐漸突顯。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的量化能夠使人們更直觀了解城市生態(tài)環(huán)境在人類生存和發(fā)展中的重要作用，引起人們對城市生態(tài)環(huán)境問題的重視，并從行為和思想上增強(qiáng)對城市生態(tài)環(huán)境保護(hù)。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指人類從生態(tài)系統(tǒng)獲得的各種收益，可分為四類：供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)和文化服務(wù)[1]。城市公園是城市綠地重要組成部分，也是城市生態(tài)系統(tǒng)的組成部分之一，城市公園生態(tài)系統(tǒng)具有重要功能：供給原料和食品、氣體與氣候調(diào)節(jié)、水量與水質(zhì)調(diào)節(jié)、土壤保持與維持其養(yǎng)分循環(huán)、生物多樣性、美學(xué)景觀等功能，可供居民觀賞、休息、旅游和娛樂。因此，加強(qiáng)城市公園綠地的建設(shè)和管理，能夠促使城市整體生態(tài)環(huán)境的改善，有助于城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的提升。本研究以衡陽市虎形山人防公園為研究對象，基于其平面圖，通過實(shí)地調(diào)查以及相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，估算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，提升人們對城市公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的認(rèn)知，為城市可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善相關(guān)政策的制定提供決策參考。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

虎形山人防公園位于湖南省衡陽市石鼓區(qū)，地處東經(jīng)112°35′37″—112°35′56″，北緯26°55′48″—26°56′65″，占地面積17.62 hm2，北以鳳凰路為界，南臨虎形山路，東以紅湘北路為界，西接蔡倫大道?；⑿紊饺朔拦珗@屬于綜合性生態(tài)公園，以生態(tài)保護(hù)、復(fù)育、游憩、人防疏散等功能為主。公園以生態(tài)、和諧為主題，在草地、灌木林、喬木林、水面等自然生態(tài)環(huán)境中嵌入人工景觀：亭、廊、榭、花架等，形成多樣的景觀，讓游人體驗(yàn)自然界多樣景觀。公園內(nèi)植被組成比較簡單，山腳是以香樟(Cinnamomumcamphora)為主要樹種的喬木林，山頂則是以馬尾松(Pinusmassoniana)為主要樹種的喬木林。

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

虎形山人防公園土地利用的分類依據(jù)謝高地等[2]對我國14類生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)價值核算中的分類方法，劃分為闊葉林、灌木、灌草叢、水系、建設(shè)用地和未利用地六類。不同類型土地利用面積依據(jù)遙感圖像、虎形山公園平面圖和實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)計(jì)算所得；基礎(chǔ)當(dāng)量采用謝高地等研究成果；糧食作物種植面積來源于《2019衡陽市統(tǒng)計(jì)年鑒》，糧食作物凈利潤數(shù)據(jù)參考《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編-2019》。

1.3 研究方法

1.3.1 當(dāng)量因子法

在對虎形山人防公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估時使用當(dāng)量因子法，其計(jì)算公式如下：

ESV=∑Ai×VCi

(1)

式中：ESV為生態(tài)系統(tǒng)功能價值量，元/年；Ai為第i類土地利用類型面積(hm2)；VCi為第i類土地利用類型的生態(tài)價值系數(shù)，元/(公頃·年)[2]。

1.3.2 虎形山人防公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值指標(biāo)體系

使用當(dāng)量因子法對虎形山人防公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進(jìn)行評估，首先建立其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能指標(biāo)體系。本研究結(jié)合虎形山人防公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能特征，依據(jù)千年生態(tài)系統(tǒng)評估(MA)的劃分方法，確定其主要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型和具體服務(wù)功能指標(biāo)，建立虎形山人防公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估指標(biāo)體系：分為兩級，一級服務(wù)類型確定為四類，二級服務(wù)指標(biāo)11個(見圖1)。

圖1 虎形山人防公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估指標(biāo)體系Figure 1 Evaluation index system of the ecosystem service function of Huxing Mountain Civil Air Defense Park

1.3.3 單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值的基礎(chǔ)當(dāng)量

單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值的基礎(chǔ)當(dāng)量是指針對不同類型的生態(tài)系統(tǒng)，其單位面積該類生態(tài)系統(tǒng)的每一種服務(wù)功能平均每年的價值當(dāng)量，簡稱基礎(chǔ)當(dāng)量[3]。本研究使用的基礎(chǔ)當(dāng)量中森林、草地、水域類型的基礎(chǔ)當(dāng)量采用謝高地等[2]的研究成果，建設(shè)用地和未利用地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量引用于黃傅強(qiáng)等[4](見表1)。

表1 單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量Table 1 Ecosystem service equivalent value per unit area

1.3.4 1個標(biāo)準(zhǔn)單位生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量因子的價值量修訂

1個標(biāo)準(zhǔn)單位生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)價值當(dāng)量因子(以下簡稱標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量)是指每公頃全國平均產(chǎn)量的農(nóng)田每年自然糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)價值[2]。根據(jù)謝高地等[2]的處理方法，將單位面積農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)糧食生產(chǎn)的凈利潤作為1個標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量。具體計(jì)算公式如下：

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/公頃)；Sr為稻谷占稻谷、小麥和玉米播種總面積的百分比(%)；Sw為小麥占稻谷、小麥和玉米播種總面積的百分比(%)；Sc為玉米占稻谷、小麥和玉米播種總面積的百分比(%)Fr、Fw、Fc依次表示稻谷、小麥、玉米單位面積平均凈利潤(元/公頃)。

考慮到地區(qū)差異，稻谷、小麥和玉米播種面積采用《2019衡陽市統(tǒng)計(jì)年鑒》中2018年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[5]；稻谷、小麥、玉米單位面積平均凈利潤采用《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編-2019》2013—2018年的凈利潤計(jì)算出的平均凈利潤[6]，由公式2計(jì)算1個標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量D值為1 377.93元/公頃。結(jié)合表1單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值的基礎(chǔ)當(dāng)量得出衡陽市不同土地利用類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)，詳見表2。

表2 衡陽市不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)Table 2 Coefficient of ecosystems service equivaleut value of Hengyang city

1.4 結(jié)果檢驗(yàn)

通過計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值敏感指數(shù)數(shù)值反映虎形山人防公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值對服務(wù)價值系數(shù)的依賴性。把虎形山人防公園園區(qū)內(nèi)各類土地利用類型的價值系數(shù)分別上下調(diào)整50%，計(jì)算出調(diào)整后的ESV，并由公式3計(jì)算CV值，如果CV>1,說明ESV對VC具有彈性，表明其準(zhǔn)確度差、可信度較低；如果CV<1,說明ESV對VC缺乏彈性，表明其計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確度大，結(jié)果可信[7]。

(3)

式中：CV為敏感性指數(shù)；ESVm,ESVn分別為調(diào)整前后的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量；VCmi，VCni分別為調(diào)整前后第i類土地利用類型的價值系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 虎形山人防公園土地利用分析

結(jié)合虎形山人防公園的平面圖和實(shí)地調(diào)查資料，確定虎形山各土地利用類型的實(shí)際面積?；⑿紊焦珗@正門口有太極和人防兩個廣場，在人防廣場分布以海桐(Pittosporumtobira)、紅花檵木(Loropetalumchinensevar.rubrum)、女貞(Ligustrumlucidum)、石楠(Photiniaserrulata)等為主的灌木叢；環(huán)繞太極廣場分布有剛竹(Phyllostachyssulphureavar.viridis)、桂花(Osmanthusfragrans)等小喬木，中間有小片灌木叢，虎形山人防公園有一湖泊為山溢湖，劃分為土地利用類型中的水系，山溢湖的周圍種植有以桂花、櫻花(Prunussubg.Cerasussp.)、梅花(Armeniacamume)、垂柳(Salixbabylonica)等為主的灌木；湖中有一島—御島，御島中間植被為闊葉林；山溢湖的北側(cè)有一片草坪，草坪中有稀疏灌木，劃分為灌木叢；虎形山在山腳處分布有香樟、桂花、毛竹(Phyllostachysedulis)等為主的喬木林，山腰和山頂為喬木林以杉木(Cunninghamialanceolata)、馬尾松、楓香(Liquidambarformosana)、香樟等主要樹種，根據(jù)整個虎形山的喬木樹種及數(shù)量分布，確定虎形山人防公園的喬木林劃分為闊葉林。在公園的北側(cè)靠近鳳凰路有小片未利用地，基本是裸地和稀疏植被。虎形山人防公園的主要建筑有國防教育培訓(xùn)學(xué)校、防空防災(zāi)科普教育館、警示廣場等六個廣場、平合亭等，其土地利類型分布及占地面積如圖2和圖3所示。從以下兩圖中可以發(fā)現(xiàn)該研究對象土地利用類型中，闊葉林占地面積最大，其次是建設(shè)用地。

圖2 虎形山人防公園土地利用類型分布Figure 2 Distribution of land use types of Huxing Mountain Civil Air Defense Park

圖3 虎形山人防公園六類土地利用面積Figure 3 Six types of land use area of Huxing Mountain Civil Air Defense Park

2.2 虎形山人防公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值分析

根據(jù)虎形山人防公園土地利用類型分布面積和衡陽市不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)利用公式1計(jì)算出虎形山人防公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值詳見表3。由衡陽市不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值系數(shù)可知水系單位面積的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量最大，其次是闊葉林。由表3計(jì)算結(jié)果可知虎形山人防公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值為497 532.17元/年，其中闊葉林的服務(wù)價值為339 604.70元/年，水系服務(wù)價值為183 120.53元/年，說明虎形山人防公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能中闊葉林的貢獻(xiàn)最大；水系次之;建設(shè)用地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值呈負(fù)數(shù)，說明建設(shè)用地在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中呈負(fù)效應(yīng)。

表3 虎形山人防公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量Table 3 Ecosystem service value of Huxing Mountain Civil Air Defense Park

由四大功能類別服務(wù)價值所占比例分布(見圖4)可知，虎形山人防公園生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)服務(wù)功能所占比例最大，高達(dá)72%；其次是支持服務(wù)，占總服務(wù)價值的17%；虎形山人防公園生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)在所有類型服務(wù)最重要。各服務(wù)功能指標(biāo)價值量大小依次為：水文調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、土壤保持、生物多樣性、氣體調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境、美學(xué)景觀、水資源供給、原料生產(chǎn)、食物生產(chǎn)、維持養(yǎng)分循環(huán)。在各類服務(wù)指標(biāo)中水文調(diào)節(jié)服務(wù)價值最高，氣候調(diào)節(jié)服務(wù)價值次之。公園內(nèi)湖泊和池塘對水文的調(diào)節(jié)作用有著重要貢獻(xiàn)，其服務(wù)價值為149 050.57元/年；其次是闊葉林對水文調(diào)節(jié)的作用，其服務(wù)價值為70 140.58元/年。氣候調(diào)節(jié)價值為103 234.20元/年；氣候調(diào)節(jié)服務(wù)價值貢獻(xiàn)最大的是闊葉林，占?xì)夂蛘{(diào)節(jié)服務(wù)總價值的93.17%?；⑿紊饺朔拦珗@生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中土壤保持和生物多樣性維護(hù)兩方面作用相當(dāng)。

圖4 虎形山人防公園四類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值比例分布Figure 4 Proportion distribution of service function value of four types of ecosystem in Huxing Mountain Civil Air Defense Park

2.3 敏感指數(shù)分析

通過將虎形山人防公園生態(tài)系統(tǒng)各種土地類型的ESV當(dāng)量系數(shù)上下調(diào)整50%,并由公式3計(jì)算出虎形山人防公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值敏感性指數(shù)，其結(jié)果如下表4所示，虎形山人防公園生態(tài)系統(tǒng)各種土地類型的敏感性指數(shù)均小于1，闊葉林地的敏感性指數(shù)最高為0.682 6，水系的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能敏感性指數(shù)次之為0.368 1，其余各土地利用類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能敏感性指數(shù)均低于0.1；其主要原因是闊葉林和水系具有較高的生態(tài)服務(wù)功能當(dāng)量優(yōu)勢，說明虎形山人防公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的總價值受闊葉林和水系的價值系數(shù)影響較大[8]。從敏感性指數(shù)計(jì)算結(jié)果分析，虎形山人防公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值缺乏彈性，其估算結(jié)果準(zhǔn)確可信。

表4 虎形山人防公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值敏感性指數(shù)Table 4 Sensitivity index of ecosystem service value of Huxing Mountain Civil Air Defense Park

3 討 論

(1)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的評估受主觀因素的影響較大，對同一研究對象不同學(xué)者研究重點(diǎn)不同，所采用評估方法和評價體系不同，核算的結(jié)果也不同，而當(dāng)量因子法更客觀更容易實(shí)現(xiàn)[9]。本研究使用當(dāng)量因子法對虎形山人防公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進(jìn)行估算，更易獲得較客觀的價值量結(jié)果。

(2)1個標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量的計(jì)算采用謝高地等2015年的研究成果[2]，并結(jié)合研究對象所在區(qū)域的實(shí)際情況進(jìn)行了地區(qū)修訂；該研究對象不同土地利用類型面積的確定基于其總平面布置圖和實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)計(jì)算得出，因此對虎形山公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值估算時，此參數(shù)的選擇具有針對性和合理性，結(jié)果估算更準(zhǔn)確科學(xué)。本研究使用的1個標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量1 377.93元/公頃,低于鄧元杰等對長征沿線革命老區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值估算時使用同種方法計(jì)算出的1個標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量1 737.36元/公頃[10]，略高于李靜芝等[12]采用研究區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)每年每公頃主要農(nóng)作物單產(chǎn)經(jīng)濟(jì)價值的1/7(基于謝高地等2003年研究成果[11])計(jì)算出的1個標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量1 359.09元/公頃。究其主要原因?yàn)榧Z食作物凈利潤近幾年持續(xù)下降,有些作物的凈利潤甚至出現(xiàn)負(fù)值。參數(shù)的選擇不同，對同一個生態(tài)系統(tǒng)估算出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量也有差異，對于使用何種計(jì)算方法尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此，今后有提高評估方法的統(tǒng)一性和精確性。

(3)本研究中虎形山人防公園文化服務(wù)功能價值為19 102.16元/年，該類服務(wù)功能價值僅研究了美學(xué)景觀的服務(wù)價值，而對于其它文化服務(wù)價值如：科研價值、文化傳播等價值可做后續(xù)研究進(jìn)一步完善。

(4)通過對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行敏感性指數(shù)分析，確定其結(jié)果的可靠性。該研究中CV值均小于1，說明估算出的虎形山人防公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值對所選用的價值系數(shù)缺乏彈性，研究結(jié)果可借鑒。

4 結(jié) 論

(1)虎形山人防公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值為497 532.17元/年，其中闊葉林和水系生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值所占比重較大，單位占地面積的闊葉林和水系的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值也較大。因此在衡陽地區(qū)進(jìn)行公園的規(guī)劃設(shè)計(jì)時，從增加整體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能方面考慮應(yīng)加大闊葉林和水系的比例；分析四類功能服務(wù)價值的占比發(fā)現(xiàn)公園綠地發(fā)揮的主要是生態(tài)效益，供給服務(wù)功能價值可以忽略不計(jì)。

(2)虎形山人防公園是衡陽市中心區(qū)的開放城市公園，對該公園的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值進(jìn)行評估，使公園的價值具有直觀性，更能引起民眾對于其生態(tài)效益的重視；同時也有助于將衡陽市區(qū)環(huán)境改善納入城市建設(shè)經(jīng)濟(jì)預(yù)算。城市公園綠地的建設(shè)可增加城市生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)總價值，加快衡陽市生態(tài)城市建設(shè)的步伐，實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。