山區生態系統服務價值評估范文

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摘要：

選擇浙江省南部山區泰順縣作為研究區域，對全縣各類生態系統服務價值進行了定量評估，并在此基礎上進行了生態系統服務重要性及其區域分異規律的綜合評價。結果表明：2012年全縣生態系統服務總價值為334.1×108元，是當年該縣GDP的6.40倍，其中以水源涵養、氣候調節、土壤保持服務價值為主，三者分別占總價值的62.35%、21.8%、7.16%，生態系統有著巨大的間接服務價值。生態系統服務重要性分析結果顯示，極重要、很重要、重要區、一般重要區域分別占全縣總面積的31.43%、34.57%、20.35%、13.64%，評估結果可為生態系統的科學管理、生態保護關鍵區的確定以及生態保護和建設政策的制訂提供理論依據。

關鍵詞：

生態系統服務；價值；InVEST模型；浙南山區；泰順縣

生態系統服務是指生態系統提供給人類直接或間接的利益，主要包括向社會經濟系統輸入有用物質和能量、接受和轉化來自社會經濟系統的廢棄物，以及直接向人類社會成員提供服務[1]。生態系統服務價值評估與自然資產核算是目前生態經濟學和環境經濟學的研究熱點和焦點。為了對這些價值進行客觀、科學的評估，國內外基于各種時空尺度的生態系統服務價值評估進行了大量的案例研究和理論探索[2～4]。初步建立了生態系統服務價值評估理論框架，探索了不同生態系統、不同服務類型的評估方法[5～8]。生態系統服務與權衡綜合評價（integratedvaluationofecosystemservicesandtradeoffs，InVEST）模型是生態系統服務價值評估常用的工具，該模型運行較簡單，并且已取得了良好的模擬效果[9～10]。生態系統服務重要性評價是針對區域典型生態系統，分析生態系統服務的區域分異規律，并明確生態系統服務的重要區域，目前對生態服務功能重要性評價的方法基本是按照環境保護部《生態功能區劃暫行規程》，即對生物多樣性保護、水源涵養、土壤保持、沙漠化控制、營養物質保持、海岸帶防護功能6個方面進行評價，該評估在省級、流域、全國甚至全球尺度上可行，但在小尺度上就略顯簡單。

浙江省南部山區屬于全國重要生態功能區劃中的浙閩贛交界山地生物多樣性保護重要區，是我國生物多樣性重點保護區域，同時也是重要的水源涵養區。如何加強該區域生態系統的科學管理，確定生態保護關鍵區以及針對不同區域制定相關生態保護和建設政策，均需進一步明確其生態系統服務價值極其空間分布。本研究選擇泰順縣作為研究區域，通過構建生態系統服務價值評估指標體系，確定評估方法，定量評估各類生態系統服務價值，并進一步分析生態系統服務重要性，以期為權衡生態保護與發展之間的關系、建立合理的生態補償機制提供重要基礎數據，亦有助于將價值評估結果納入自然資源可持續利用、生態環境保護和政績考核體系。

1研究區概況

泰順縣土地總面積1762km2，屬亞熱帶海洋季風型氣候，年均氣溫16.1℃，年均降水量2008.8mm，年平均蒸發量1148.6mm。境內溝谷縱橫，有大小溪流數百條，分屬飛云江、交溪、沙埕港、鰲江四大水系。森林資源豐富，全縣森林覆蓋率為75.6%，有常綠闊葉林、落葉闊葉林、針闊混交林、竹林、山地灌叢等5個群落類型。除烏巖嶺自然保護區內保護較完整的13.4km2原始森林外，其余基本都是次生林。土壤類型以紅壤、黃壤、紫色土和水稻土為主。全縣中度以上土壤侵蝕所占比例為25.09%，平均土壤侵蝕模數為1729.96t/(km2•a)，屬輕度水利侵蝕，水蝕的主要形式是坡面侵蝕和細溝、小切溝侵蝕，并伴有重力侵蝕和泥石流。

2研究方法

2.1數據來源數據主要包括：①土地利用數據，以遙感影像作為基本信息源，結合2012年1:50000土地利用現狀圖、30m×30m分辨率的數字高程模型（DEM）以及野外實測的地物光譜數據和社會經濟統計數據等資料，通過計算機解譯和人工解譯相結合的方法獲得；②氣候數據，來源于中國氣象局數據共享中心，包括2012年日平均溫度、相對濕度、降水量和日照時數等，降水量的空間分布格局通過ANUSPLIN插值軟件[11]將研究區及周邊共12個氣象站點的降水量觀測值進行插值獲得；潛在蒸散（ET0）采用聯合國糧農組織（FAO）于1998年對Penman-Monteith模型的修訂版本[12]計算獲得；③土壤數據，通過對1:1000000土壤空間屬性數據柵格化獲得；④植物養分數據，來自遙感估測以及已有研究成果；⑤NPP（凈初級生產力），采用周廣勝等[13]的自然植被NPP模型得到；⑥產品供給及其他（如SO2、煙塵、工業粉塵排放量等）統計數據，主要來自《泰順縣統計年鑒2013》和泰順縣環境保護局，該研究以2012年為核算年。

2.2評價指標體系在千年生態系統評估和Haines-Youn等[14～15]生態系統服務分類基礎上構建泰順縣生態系統服務價值評價指標體系，主要由產品供給服務、調節服務和文化服務價值3大類17項指標構成（產品供給包括6項，表1包括11項），并采用市場價值法、替代成本法、費用支出法等[16]進行生態系統服務價值的評估。

2.3評價方法

2.3.1產品供給生態系統產品供給價值指環境資源直接滿足人們生產和消費所需的價值。

2.3.2固碳釋氧植物每生產1t干物質可以吸收1.63tCO2（CO2分子量中C元素的含量為27.27%），同時釋放1.19tO2。生態系統的凈化環境功能包括大氣環境凈化和水環境凈化。大氣環境凈化主要考慮生態系統對SO2的吸收和滯塵功能的價值；水環境凈化主要考慮生態系統對COD和氨氮凈化功能的價值。用污染排放量分別乘以單位排放量的處理費用，即為生態系統環境凈化功能的價值。SO2治理費用和除塵價格根據《森林生態系統服務功能評估規范》確定，生態系統年凈化水質價值采用網格法得出的全國城市居民用水平均價格計算，水的凈化費用為2.09元/t。

3結果與分析

3.1生態系統直接服務價值生態系統直接服務價值主要是指其產品供給服務所產生的價值。主要包括農業產品、林業產品、畜牧業產品、漁業產品、水資源利用和水電6項。農業產品主要指糧食、油料、藥材、茶葉、水果和蔬菜；林業產品主要指油茶籽、筍干、板栗、木材和毛竹；畜牧業產品主要指豬肉、牛肉、羊肉、兔肉、禽肉、禽蛋、蜂蜜和牛奶；漁業產品主要指水產品；水資源利用主要指農業灌溉用水、林牧漁畜用水、工業用水、城鎮公共用水、居民生活用水和生態與環境用水；水電是指泰順縣全年135個水電站的總發電量。依據《泰順縣統計年鑒2013》統計得到全縣生態系統產品供給總價值為8.11×108元，其中農業產品產量為16.63×104t，總價值為5.67×108元；油茶籽、筍干、板栗產量共計0.36×104t，木材1.90×104m3，毛竹109.37×104根，林業產品總價值為0.43×108元；畜牧業產品產量為0.83×104t，總價值為1.52×108元；漁業產品產量為298t，總價值為429×104元；水資源利用總量為6615×104m3，總價值為3839.88×104元；水電發電量為6.89×108kWh，總價值為0.05×108元。

3.2生態系統間接服務價值及總價值固碳釋氧服務價值：由自然植被NPP模型計算得到2012年泰順縣單位面積NPP為710.13g/(m2•a)（以C計），故全縣NPP總量為125.12×104t/a，計算得到，2012年生態系統固碳價值為4.19×108元，釋氧價值為4.92×108元，固碳釋氧總價值為9.11×108元。營養物質保持服務價值：在營養物質保持量的計算中，以各氣候帶營養元素N、P、K在植物體中的質量分數為依據[20]，結合當地森林資源清查數據來計算泰順縣生態系統的N、P、K含量，分別為0.485%、0.054%、0.27%，計算得到，2012年泰順縣生態系統固氮量為6068.53t，固磷量為675.67t，固鉀量為3378.36t，總營養物質保持功能的價值為1.3×108元。水源涵養服務價值：2012年泰順縣年均降水量為2162.75mm，年均潛在蒸散量為690.56mm，生態系統水源涵養量為27.16×108m3，水源涵養功能的經濟價值為208.32×108。土壤保持服務價值：由1:1000000中國土壤數據庫獲取泰順縣不同土壤類型的N、P、K含量。計算得到，泰順縣土壤保持總量為6908.63×104t，保肥總量為88.4×104t，總經濟價值為22.98×108元；因土壤保持功能減輕泥沙淤積量為0.12×108m3，經濟價值0.94×108元，泰順縣土壤保持功能總價值為23.92×108元。氣候調節服務價值：2012年泰順縣森林、草地和城市綠地等植被覆蓋面積為1684.21km2，每公頃綠地夏季在周圍環境中可吸收81.1×103kJ的熱量，全縣植被因蒸騰作用吸收的熱量為136.59×108kJ，合379.42×104度電。全縣水面年蒸發量為0.22×108m3，在氣溫25℃環境下，1m3水汽化為相同溫度的水蒸氣需消耗2.43×106kJ的熱量，全縣水面蒸發消耗的總熱量為54.6×1012kJ，折合15.17×109度電。植物蒸騰和水面蒸發產生的經濟價值為72.82×108元。環境凈化服務價值：2012年泰順縣SO2排放總量為163.73t，煙塵和工業粉塵排放總量為174.69t，生態系統凈化空氣總經濟價值為22.27×104元。全縣廢水排放總量為52.39×104t，全部直接排入自然界中，其中，COD排放量195.27t，氨氮排放量為1.36t。生態系統凈化水質的價值為109.5×104元。文化旅游服務價值：泰順旅游區面積占全縣面積25%，擁有烏巖嶺國家級自然保護區、飛云湖國家級風景名勝區、承天氡泉省級自然保護區、氡泉-九峰省級風景名勝區、三魁天關山省級森林公園、南浦溪市級風景名勝區等旅游區。全縣2012年接待國內外游客206×104人次，實現旅游收入10.51×108元，其中接待國內游客205.8×104人次，國內旅游收入10.48×108元；接待入境游客1605人次，國際旅游外匯收入281.21×104元。由表1可見，泰順縣生態系統間接服務價值為325.99×108元，其中，調節服務價值為315.48×108元，文化服務價值為10.51×108元。結合3.1節可知，泰順縣生態系統服務總價值為334.1×108元，具體地，水源涵養價值為208.32×108元，占總價值的62.35%；氣候調節價值為72.82×108元，占21.8%；土壤保持價值為23.92×108元，占7.16%。

3.3生態系統服務重要性綜合評價根據泰順縣生態系統的結構與功能特點，選擇固碳釋氧、營養物質保持、水源涵養和土壤保持等服務指標進行生態系統服務重要性綜合評價，建立生態系統服務重要性評價指標體系（見表2），采用綜合指數法[21～22]對各評價指標分級賦值后進行等權重疊加，并將評價結果分為4級，即極重要、很重要、重要和一般重要。由圖1可見，泰順縣生態系統服務重要性表現出明顯的空間差異。西北部的黃橋、烏巖嶺、楊寮一帶生態系統服務重要性最高，該區域為全縣的多雨中心，加之烏巖嶺自然保護區及其周邊原始森林保護較為完整，森林植被覆蓋度高，動植物種類十分豐富，是水源涵養和生物多樣性保護極重要區，占全縣總面積的31.43%；中北部的百丈鎮、莜村鎮以及南部仕陽鎮一帶生態系統服務重要性較高，該區域降水較為豐富，蒸散量低，植被覆蓋度高，是水源涵養重要區，占全縣總面積34.57%；其他區域生態系統服務重要性處于中等，這些區域城鎮化水平較低，農村及農用地沿山間盆地及溪谷廣泛分布，占全縣總面積的20.35%；羅陽鎮、泗溪鎮、三魁鎮、雅陽鎮一帶生態系統服務重要性最低，該區域地處山間盆地，屬全縣人口集中分布區，土地利用類型以耕地和建設用地為主，占全縣總面積的13.64%。

4討論

生態系統服務的評價方法主要有兩類，一類是物質量評價法，另一類是價值量評價法[23]。本研究分別從物質量和價值量兩方面對泰順縣生態系統服務進行評估，物質量評價法主要從物質量的角度對生態系統提供的各項服務進行定量評估，其特點是能夠比較客觀地反映生態系統的生態過程；價值量評價法是以貨幣價值量的角度對生態系統提供的服務進行定量評估，其結果易于納入經濟核算體系，可以從另一側面展示生態系統服務價值，以引起人們高度重視，進而保證持續地利用生態系統服務。本文采用InVEST模型對泰順縣生態系統服務進行定量評估，在此基礎上開展的生態系統服務重要性評價能夠較為精細地反映生態系統服務的空間差異及其對人類社會的重要性。該研究結果顯示，泰順縣生態系統服務以水源涵養、氣候調節、土壤保持為主，有著巨大的間接服務價值。生態系統服務極重要區面積為553.84km2，占全市總面積的31.43%，遠大于目前縣域的林地保護面積。隨著泰順縣經濟的快速發展，使用林地面積逐步增加，林地保護與利用的矛盾日趨突出，加之水土流失日趨嚴重，應該大力恢復和發展生態公益林，既能保持水源涵養功能，又有利于保護生物多樣性，并積極有效地應對氣候變化。

泰順縣2012年全縣生態系統服務總價值為334.1×108元，是當年該縣GDP的6.40倍，該比值高于國內外大多數生態系統服務價值評估結果。如Costanza等[24]對全球生物圈生態系統服務價值估算結果顯示，1994年全球生態系統服務價值約合當年世界GDP的1.82倍；Boumans等[25]利用全球生物圈復合模型（GUMBO）得出，2000年全球生態系統服務的價值約為當年世界GDP的4.5倍；陳仲新等[26]把我國植被類型合并為若干個陸地生態系統類型，并參考Costanza等包含16個生態系統類型的分類系統與17大類生態系統效益的分類方法及經濟參數對1994年我國生態系統功能與效益進行了價值估算，結果表明，我國生態系統經濟效益為當年GDP的1.73倍；吳珊珊等[27]通過構建海洋生態系統服務分類體系，計算得出2004年渤海海域生態系統服務價值相當于環渤海地區GDP的1.73倍；歐陽志云等[11]提出了生態系統生產總值（GEP）的概念及核算方法，并估算出貴州省2010年生態系統生產總值為當年全省GDP的4.30倍，比較發現，泰順縣生態系統在評價指標不是特別多的情況下，依然有著巨大的服務價值。

這種差異可能是由于評估時間、評估指標選取、評估方法及參數的不同造成的。一方面，利用遙感技術測算生態系統服務價值克服了傳統生態統計方法以點代面的缺點，ANUSPLIN插值軟件、Penman-Monteith模型、自然植被NPP模型等技術手段使得各項評估結果更能反映區域實際情況；但另一方面，遙感數據處理、模型運算精度、統計數據獲取等都會不可避免地導致最終生態系統服務價值評估結果產生一定偏差。

生態系統的服務價值評估是政府決策的重要依據，評估結果將納入決策、區域發展規劃、商業開發、減貧以及政績考核體系等；對生物多樣性保護、自然資源保護成效定量化評價有重要作用，也是核算生態補償的依據。鑒于生態系統服務價值評估以及環境退化價值核算的重要性和緊迫性，以浙江省南部山區泰順縣生態系統為研究對象，探討生態系統服務及其價值評估的基礎理論和方法，為科學、準確和動態地評估泰順縣生態系統的服務價值奠定了基礎。本文評估了泰順縣生態系統服務價值，但依然存在一些不足：（1）由于生態系統服務的復雜性、研究資料及方法的限制，該研究所構建的評價指標體系并不能完全精確反映泰順生態系統服務的真實價值。（2）與國內進行的大多數服務價值評估一樣，該研究采用條件價值法、費用支出法、市場價值法等常用方法進行生態系統價值量評估。但每種方法都有其優缺點，如何提高評估結果的合理性和可信度，依然亟待解決。

作者：付夢娣 李俊生 章榮安 高曉奇 肖能文 單位：中國環境科學研究院 環境基準與風險評估國家重點實驗室 浙江省泰順縣環境保護局