張愛麗

(河北森諾環(huán)保科技有限公司，河北 石家莊 050000)

濕地是陸地和水域的交匯處，濕地生態(tài)系統(tǒng)是地球上最具生產(chǎn)力的生態(tài)系統(tǒng)之一[1]，具有涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)小氣候、固碳釋氧、維持生物多樣性等功能，對于維護(hù)生態(tài)環(huán)境、水資源安全具有不可或缺的作用。我國加入《濕地公約》以來，不斷加強濕地的保護(hù)與恢復(fù)工作，截至目前，包含國際重要濕地、濕地自然保護(hù)區(qū)、國家濕地公園、省級重要濕地在內(nèi)的全國濕地保護(hù)體系基本形成，濕地生態(tài)環(huán)境明顯改善。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指通過生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞，直接或間接得到的用于維持人類生存的產(chǎn)品和服務(wù)功能[2]，定量評估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值有助于直觀地認(rèn)識經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境變化的關(guān)系。20世紀(jì)70年代以來，國內(nèi)外開展了大量相關(guān)研究[3-6]，其中最具代表性的是Costanza的研究[3]，其提出了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值估算的原理和方法，并計算了全球17種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的量化價值。2000年以后，我國生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的研究逐漸增多，周葆華等[6]應(yīng)用影子工程法、碳稅法等對湖泊生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進(jìn)行評估；徐婷等[7]采用市場價值法、替代成本法等對濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進(jìn)行了定量評估。

本文以河北青龍湖國家濕地公園為例，結(jié)合《中華人民共和國濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估規(guī)范》(LY/T2899-2017)和千年生態(tài)系統(tǒng)分類體系，確定濕地公園的評價指標(biāo)，利用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估方法，計算了濕地生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值，研究結(jié)果對濕地公園生態(tài)服務(wù)價值進(jìn)行貨幣化，為濕地公園的建設(shè)和保護(hù)提供理論依據(jù)，具有重要的實用價值。

1 研究區(qū)概況

河北青龍湖國家濕地公園位于河北省青龍滿族自治縣境內(nèi)，占地面積8400hm2，北起承秦高速公路橋，南至縣界，東西兩側(cè)分別為第一重山脊線和巡護(hù)道路。濕地公園地理位置介于E118°58′17″～119°06′06″，N40°06′37″～40°19′53″，見圖1，地勢東側(cè)最高，濕地公園南側(cè)和北側(cè)地勢較低，海拔高度介于80～349m。濕地公園地處暖溫帶半濕潤大陸季風(fēng)氣候區(qū)，境內(nèi)春、夏、秋、冬四季分明。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文中蘆葦、香蒲的產(chǎn)量來源于《秦皇島統(tǒng)計年鑒2017—2018》及秦皇島市林業(yè)草原局，歸一化植被植物(NDVI)和生物量的計算以Landsat ETM衛(wèi)星遙感影像為數(shù)據(jù)源，對紅外波段和紅波段進(jìn)行遙感反演；其他數(shù)據(jù)參考國內(nèi)外的相關(guān)文獻(xiàn)[5,8]。

2.2 評估指標(biāo)體系構(gòu)建

本文參照千年生態(tài)系統(tǒng)分類體系[9]，結(jié)合《中華人民共和國濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估規(guī)范》(LY/T2899-2017)，最終確定本文評估指標(biāo)體系包括4個一級指標(biāo)和10個二級指標(biāo)，評估指標(biāo)詳見表1。

圖1 河北青龍湖國家濕地公園地理位置圖

表1 濕地公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)評估指標(biāo)體系

2.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估方法

2.3.1 供給服務(wù)價值

供給服務(wù)價值包括物質(zhì)生產(chǎn)服務(wù)價值和社會保障價值。

物質(zhì)生產(chǎn)服務(wù)價值計算方法：

V1=Q1×P1

(1)

式中，V1為物質(zhì)生產(chǎn)的服務(wù)價值，元；Q1為物質(zhì)的產(chǎn)量，t；P1為生產(chǎn)物質(zhì)的市場價格，元·t-1。

社會保障服務(wù)價值計算方法：

V2=S2×M2

(2)

式中，V2為物質(zhì)生產(chǎn)的服務(wù)價值，元；S2為濕地公園職工數(shù)量，人；M2為濕地公園所在地區(qū)的人均工資，元/人。

2.3.2 調(diào)節(jié)服務(wù)價值

調(diào)節(jié)服務(wù)價值包括水質(zhì)凈化、土壤保持、涵養(yǎng)水源和固碳釋氧等功能的服務(wù)價值。

水質(zhì)凈化服務(wù)價值計算方法：

V3=X3×S3

(3)

式中，V3為水質(zhì)凈化的服務(wù)價值，元；X3為單位面積濕地降解污染物的價值，t·m-2；S3為濕地公園的總面積，m2。

土壤保持服務(wù)價值計算方法：

V4=S4×I4

(4)

式中，V4為土壤保持的服務(wù)價值，元；S4為濕地公園的占地面積，hm2；I4為單位面積土壤保持的服務(wù)價值，元·hm-2。

涵養(yǎng)水源的生態(tài)服務(wù)采用單位蓄水量的成本與濕地總蓄水量來計算，計算方法：

V5=R5×P5

(5)

式中，V5為涵養(yǎng)水源的服務(wù)價值，元；R5為濕地的總蓄水量，m3；P5為單位蓄水量的成本，元·m-3。

固碳和釋氧是濕地的重要服務(wù)功能，首先計算出固碳量和釋氧量，根據(jù)碳稅法和工業(yè)制氧價格法對固碳釋氧服務(wù)價值進(jìn)行估算。

固碳量主要為濕地生態(tài)系統(tǒng)固定大氣中二氧化碳和排放甲烷的凈交換量，以增溫趨勢，將1kg二氧化碳產(chǎn)生的溫室效應(yīng)等同于24.5kg的甲烷產(chǎn)生的溫室效應(yīng)，植物通過光合作用時，形成1g干物質(zhì)，需要吸收1.63g二氧化碳，釋放1.2g的氧氣，固碳量和釋氧量的計算公式[10]：

m=(24.5×ECH4+FCO2)×S

(6)

FCO2=1.63×B×ωC/CO2

(7)

m′=1.2×B×S

(8)

B=314.635+744.716×NDVI

(9)

式中，m為固碳量，t；m′為釋氧量，t；ECH4為濕地甲烷的排放量，kg·hm-2；FCO2為濕地固定的碳，kg·hm-2；S為濕地面積，hm2；B為生物量，kg·hm-2；NDVI為歸一化植被指數(shù)。

固碳價格采用國際通用瑞典碳稅率150dollar·t-1(947.82元·t-1)，釋氧價格采用工業(yè)制氧價格1000元·t-1。

公式中所用的生物量采用遙感影像在ENVI和ArcGIS 10等軟件中進(jìn)行預(yù)處理，計算歸一化植被指數(shù)(NDVI)和生物量。

2.3.3 支持服務(wù)價值

支持服務(wù)價值考慮生物多樣性的價值，計算方法：

V7=S7×I7

(10)

式中，V7為生物多樣性的服務(wù)價值，元；S7為濕地公園的占地面積，hm2；I7為單位面積生物多樣性保護(hù)價值，元·hm-2。

2.3.4 文化服務(wù)價值

文化服務(wù)價值包括休閑旅游、科研教育服務(wù)的價值。

休閑旅游價值的計算方法：

V8=A8×Q8

(11)

式中，V8為休閑旅游的服務(wù)價值，元；A8為濕地公園門票，元/人；Q8為濕地公園旅游人數(shù)，人。

科研教育服務(wù)價值的計算方法：

V9=S9×I9

(12)

式中，V9為科研教育的服務(wù)價值，元；S9為濕地公園總面積，m2；I9為科研教育服務(wù)的價值當(dāng)量，元·m-2。

3 結(jié)果與討論

3.1 供給服務(wù)價值

物質(zhì)生產(chǎn)主要考慮濕地公園中生長較為普遍的蘆葦和香蒲，根據(jù)秦皇島市林業(yè)草原局統(tǒng)計，濕地公園的蘆葦和香蒲年產(chǎn)量分別為1680t、695t。參考市場價格蘆葦300元·t-1，香蒲200元·t-1，據(jù)此計算物質(zhì)生產(chǎn)的服務(wù)價值為0.000643×108元。

社會保障服務(wù)主要體現(xiàn)在依托濕地公園提供就業(yè)崗位，保障勞動力就業(yè)，濕地公園共提供了約50個勞動崗位，按照2022年秦皇島市平均工資50921元·a-1計算，社會保障服務(wù)價值為0.025×108元。

綜上，濕地公園的供給服務(wù)價值為0.026×108元。

圖2 基于遙感影像估算NDVI和生物量結(jié)果

3.2 調(diào)節(jié)服務(wù)價值

水質(zhì)凈化服務(wù)價值是濕地土壤、植被和微生物對水體水質(zhì)的凈化，降低水體污染物濃度。參考Costanza[3]的研究，濕地生態(tài)系統(tǒng)單位面積水質(zhì)凈化的價值為4177美元·hm-2·a-1，折合人民幣26394元·hm-2·a-1，濕地公園總面積為8400hm2，據(jù)此計算濕地公園的水質(zhì)凈化服務(wù)價值為2.217×108元。

土壤保持服務(wù)價值當(dāng)量結(jié)合謝高地等[5]的研究結(jié)果，濕地生態(tài)系統(tǒng)的土壤保持價值當(dāng)量為1734.51元·hm-2，據(jù)此計算濕地公園的土壤保持服務(wù)價值為0.146×108元。

濕地公園具有防洪蓄水、調(diào)洪的功能，河北青龍湖國家濕地公園多年平均蓄水量為4.46億m3，參考全國水庫建設(shè)投資價格計算，每建設(shè)1m3的水庫庫容投入成本為0.67元[11]，據(jù)此計算濕地公園涵養(yǎng)水源服務(wù)價值為2.99×108元。

固碳釋氧服務(wù)價值參考黃國宏等[12]的研究結(jié)果，濕地甲烷的平均排放量為0.52kg·hm-2，基于遙感估算的NDVI和生物量見圖2，生物量的平均值為502.14kg·hm-2，最終計算得到固碳量為1825.84t·a-1，固碳的服務(wù)價值為0.017×108元；釋氧量為5061.57t·a-1，釋氧的價值為0.0506×108元。因此，濕地公園的固碳釋氧的服務(wù)價值為0.0676×108元。

綜上，河北青龍湖國家濕地公園的調(diào)節(jié)服務(wù)價值為5.42×108元。

3.3 支持服務(wù)價值

河北青龍湖國家濕地公園具有豐富的水資源，使其得以維持較高的生物多樣性。本文參考謝高地等[5]的研究結(jié)果，單位面積生物多樣性服務(wù)價值為2919.15元·hm-2，濕地公園的維持生物多樣性的服務(wù)價值為0.245×108元。

綜上，河北青龍湖國家濕地公園支持服務(wù)價值為0.245×108元。

3.4 文化服務(wù)價值

濕地公園以濕地資源為依托，可以為人類提供游覽、娛樂、觀光和休息服務(wù)，同時可以作為科研教育基地，開展科學(xué)研究、濕地科普宣教、教學(xué)實習(xí)等活動。根據(jù)規(guī)劃，河北青龍湖國家濕地公園每年接待游客約10000人，每人收費20元，則濕地公園的旅游休閑服務(wù)價值為0.002×108元。

張翼然等[13]對中國47個濕地生態(tài)系統(tǒng)開展研究，參考其研究成果，濕地生態(tài)系統(tǒng)單位面積科研教育價值為4.63×105元·km-2，據(jù)此計算得到濕地公園的科研教育服務(wù)價值為0.0022×108元。

綜上，河北青龍湖國家濕地公園文化服務(wù)價值為0.0042×108元。河北青龍湖國家濕地公園各指標(biāo)服務(wù)價值匯總見表2。

表2 河北青龍湖國家濕地公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值匯總

3.5 討論

根據(jù)計算結(jié)果，河北青龍湖國家濕地公園服務(wù)價值合計6.70×108元，供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)和文化服務(wù)的價值分別為0.026×108元、5.42×108元、0.245×108元、0.0042×108元。由此可見，濕地公園的調(diào)節(jié)功能最為顯著，占總服務(wù)價值的95.17%；其次為支持服務(wù)，占總服務(wù)價值的4.3%；供給服務(wù)占總服務(wù)價值的0.45%；文化服務(wù)價值所占比重最小，僅為總價值的0.074%。

分析各項服務(wù)的二級指標(biāo)，供給服務(wù)中物質(zhì)生產(chǎn)服務(wù)價值所占比重較小，這與濕地公園屬于自然公園有關(guān)，隨著濕地公園規(guī)劃的落實，供給服務(wù)將會逐漸增多；調(diào)節(jié)服務(wù)中涵養(yǎng)水源和水質(zhì)凈化服務(wù)價值占比較大，占調(diào)節(jié)服務(wù)的96.06%，說明涵養(yǎng)水源和水質(zhì)凈化是濕地公園的主要功能，這與濕地公園是河北省重要水源地的功能一致；濕地公園的服務(wù)價值中，固碳和釋氧的比重較小，固碳量、釋氧量與區(qū)域的植被覆蓋情況和生物量直接相關(guān)，建議在規(guī)劃落實過程中對公園內(nèi)部分裸露地進(jìn)行修復(fù)，進(jìn)一步增加植被覆蓋度，進(jìn)而提高生物量、提高固碳釋氧服務(wù)價值；支持服務(wù)中的維持生物多樣性服務(wù)價值在總價值中占比較小，建議增加裸露地表植被的同時，維持良好的生物生存所需要的水環(huán)境質(zhì)量、空氣環(huán)境質(zhì)量，為野生動物、植物生長提供良好的條件，同時加強公園管理，加大生物多樣性保護(hù)的宣傳力度，保護(hù)野生動植物，提高生物多樣性；文化服務(wù)休閑旅游和科研教育的服務(wù)價值占比均較小，目前，濕地公園旅游活動較少，濕地公園與科研單位開展的合作交流也較少，這與濕地公園周邊交通、供水等基礎(chǔ)設(shè)施不完善有關(guān)，隨著規(guī)劃的逐步落實，濕地公園交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)完善后，該項服務(wù)的價值將逐漸提高。

4 結(jié)論

本文以河北青龍湖國家濕地公園為例，估算了濕地生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值，根據(jù)計算結(jié)果，濕地公園生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值合計6.70×108元，濕地公園的調(diào)節(jié)功能所占比重最大，占總服務(wù)價值的95.17%。整體而言，調(diào)節(jié)服務(wù)價值>支持服務(wù)價值>供給服務(wù)價值>文化服務(wù)價值。

河北青龍湖國家濕地公園調(diào)節(jié)服務(wù)中涵養(yǎng)水源和水質(zhì)凈化服務(wù)價值占比大，涵養(yǎng)水源和水質(zhì)凈化是濕地公園的主要功能，與濕地公園是河北省重要水源地的功能一致；固碳釋氧服務(wù)價值比重較小，建議在規(guī)劃落實過程中增加植被覆蓋度，進(jìn)而提高生物量和固碳釋氧服務(wù)價值。文化服務(wù)休閑旅游和科研教育的服務(wù)價值占比較小，這是由于濕地公園交通等基礎(chǔ)設(shè)施尚未建設(shè)完善，隨著規(guī)劃的落實，該項服務(wù)價值將逐漸提高。