\\摘要:在分析濰坊市城市綠地面積動態變化的基礎上,利用碳稅法、影子價格法、替代費用法、造林成本法等方法計算了2001~2009年濰坊市城市綠地生態系統的環境凈化服務價值。結果表明,2001~2009年濰坊市城市綠地的環境凈化服務價值由0.710×108元增至1.683×108元,增加了0.973×108元,年平均增長率為11.39%。在濰坊市城市綠地生態系統環境凈化服務總價值構成中,其固碳釋氧服務價值占總價值的51%,而其凈化空氣、滯塵、減弱噪聲服務的價值占總價值的49%。城市綠地的固碳釋氧服務具有地域空間的可轉移性,可以由城市以外的自然生態系統補償,而其凈化空氣、滯塵與減弱噪聲服務則不具有地域空間的可轉移性,這些生態系統服務更加重要。加強城市綠地建設、提高城市綠化水平是改善濰坊市城市生態環境和提高城市居民生活質量的有效措施。
關鍵詞:城市綠地;生態系統;環境凈化服務;價值評估;濰坊市
中圖分類號:X171.1 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2011)19-3929-05
Environment Purification Service Value of Urban Green Space Ecosystem
in Weifang City
XIAO Zi-min1,WANG Li-hua2,HAO Liang3,WU Li-yun3
(1. Department of Elementary Education, Zibo Normal College, Zibo 255130, Shandong,China;
2. School of Architecture and Civil Engineering, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109,Shandong, China;
3. Linyi Forestry Science Research Institute, Linyi 276000, Shandong,China)
Abstract: Based on the analysis of dynamic variation of urban green space area, the purification services value of urban green spaces in Weifang city from 2001 to 2009 were calculated using carbon tax method, shadow price method, displacement cost method and afforestation cost method. The calculation results indicated that the yearly total purification services value of urban green space in Weifang had increased dramatically from 0.710×108 yuan RMB in 2001 to 1.683×108 yuan RMB in 2009. There were a net increase of 0.973×108 yuan RMB and a 11.39% of yearly net increase rate of total purification services value in this period. The value of carbon fixation and oxygen release service accounted for 51% of the total purification services value of urban green space in Weifang, while the service value of absorbing harmful gas, dust and reducing noise accounted for 49%. The carbon fixation and oxygen release service of urban green space could be transferred among different areas, while the service of absorbing harmful gas, dust and reducing noise could not be transferred. To strengthen the construction of urban green space and raise urban green coverage rate were effective measures for improving urban environment quality and urban resident life standard of Weifang city.
Key words: urban green space; ecosystem; environment purification service; value assessment; Weifang city
生態系統服務是指生態系統及其生態過程所形成并維持的人類賴以生存的自然環境條件與效用,以及對人類生存及提高生活質量有貢獻的產品和功能[1]。自Costanza等[2]發表論文以來,各國學者開始對各類生態系統的服務價值進行專門研究,研究對象從大尺度和單一生態系統逐漸轉向中尺度區域,并開始關注生態系統服務價值的動態變化及人類活動的驅動機制,基于生態系統服務價值評價的區域綜合管理也開始受到科學家、管理者和政策制定者的重視[2,3]。
城市是人類歷史發展過程中勞動大分工的產物,是人口高度密集的居民點。現代快速的城市化過程帶來的用地緊張、交通擁擠、污染加重等城市環境問題使城市成為地球上人為的生態脆弱帶。隨著城市經濟的不斷發展,城市居民對生活質量的需求已經從溫飽提升到追求健康、舒適,而城市綠地生態系統的氣體調節、吸收有害氣體、滯塵、減弱噪聲等環境凈化服務在改善城市環境、保障人體健康等方面有重要作用,加強城市綠地建設是當前解決城市環境問題的一個重要途徑。因此,近年來國內外學者開始關注城市綠地生態系統服務價值評價研究[4]。本研究運用生態經濟學的原理、方法評估濰坊市城市綠地生態系統的環境凈化服務價值,分析濰坊市城市綠地的建設過程與現狀,以期為濰坊市的城市規劃、生態城市建設等提供理論依據。
1城市綠地的類型及其生態系統服務
1.1城市綠地的類型
城市綠地是指城市建成區范圍內用于栽植樹木花草和布置配套設施,具有美化環境、凈化空氣、減弱噪聲、調節氣候、科普、休閑娛樂等功能與用途的公共管理與公共服務用地。城市綠地基本由綠色植物覆蓋,包括自然植被和人工植被。城市綠地建設能夠提高城市生態環境質量和居民生活質量,調適城市居民的環境心理,增加城市地景的美學效果,提高城市土地利用的經濟效益,并有利于防御城市自然災害。
按照地域空間分布,城市綠地包含城市建設用地范圍內用于綠化的土地和城市建設用地之外用于綠化的土地。建設部2002年9月1日頒布的《城市綠地分類標準》按照城市綠地的主要功能將其分為與城市用地分類相對應的5類:①公園綠地。公園綠地是城市中向公眾開放的,有一定的游憩設施和服務設施,以游憩為主要功能,同時兼有健全生態、美化城市、防災減災等綜合作用的綠化用地。公園綠地是城市建設用地、城市綠化系統和城市市政公用設施的重要組成部分,其面積是表示城市整體環境水平和居民生活質量的重要指標。②生產綠地。生產綠地是指為城市綠化提供苗木、花草、種子的苗圃、花圃、草圃等圃地,生產綠地可能不為園林部門所屬,但它必須為城市服務,并具有生產特點。因此,一些季節性或臨時性苗圃,從事苗木生產的農田,單位內附屬苗圃、學校自用苗圃,還有城市中臨時性存放或展示苗木、花卉的用地,如花卉展銷中心等都不能作為生產綠地。③防護綠地。防護綠地是指城市中具有衛生、隔離和安全防護功能的綠地,包括衛生隔離帶、道路防護綠地、城市高壓走廊綠帶、防風林、城市組團隔離帶、水土保持林、水源涵養林等。其功能是對自然災害和城市公害起到一定的防護或減弱作用,因此不易兼作公園綠地使用。④附屬綠地。附屬綠地是城市建設用地中綠地之外各類用地中的附屬綠化用地,包括居住用地、公共設施用地、工業用地、倉儲用地、對外交通用地、道路廣場用地、市政設施用地和特殊用地中的綠地。⑤其他綠地。其他綠地是指位于城市建設用地以外,生態、景觀、旅游和娛樂條件較好或亟待改善的區域,一般是植被覆蓋較好、山水地貌較好或應當改造好的區域,這類區域對城市居民休閑生活的影響較大,其他綠地不能替代或折扣成為城市建設用地中的綠地,只能起到功能上的補充,景觀上的豐富和空間上的延續等作用[5]。
1.2城市綠地的生態系統服務功能
城市綠地的主要生態系統服務功能有:①環境凈化功能,城市綠地具有固碳釋氧、吸收有害氣體、滯塵、減噪、凈化水質等環境凈化功能,這對維持城市生態平衡具有重要作用;②景觀功能,城市綠地是構成城市景觀的關鍵要素之一,因而具有美化市容市貌、豐富城市景觀等功能;③隔離功能,城市綠地是構建城市空間的基礎元素之一,能很好地分割城市道路、功能區等空間要素,所以具有隔離功能;④休閑娛樂功能,城市綠地能為居民休息、健身和社交等活動提供休閑娛樂場所,具有休閑娛樂功能。此外城市綠地還具有涵養水源、保持水土等功能,對城市有戰備、防震、抗災等功能[5]。
2濰坊市的城市特色及城市綠地建設
2.1濰坊市的自然環境特征及城市特色
濰坊市(118°10′-120°01′E,35°32′-37°19′N)位于泰沂山系北麓、山東半島與魯中腹地的過渡地帶,全市地勢為南高北低的河流沖積平原、海積平原。在大地構造位置上,濰坊市位于新華夏系第二隆起帶中部,屬魯東地臺的一部分。濰坊市的氣候屬暖溫帶大陸性半濕潤季風氣候,氣候特點為冬冷夏熱、四季分明,春季風多雨少,夏季炎熱多雨,秋季天高氣爽,冬季干冷風大,年均溫12.6 ℃,年均降水量615.3 mm。濰坊市有以大氣降水作為主要補給來源的小清河、堤河、彌河、白浪河、虞河、濰河、蒲河、膠萊河等河流,這些河流均向北流入渤海萊州灣,徑流的季節變化和年際變化較大。
濰坊市位于山東半島城市群的中心位置,有“膠東走廊”之稱,是著名的世界風箏都、中國優秀旅游城市、國家衛生城市、國家環保模范城市、全國科技進步先進市、全國雙擁模范城市,榮獲中國人居環境獎(水環境治理優秀范例城市)。濰坊市下轄濰城區、奎文區、寒亭區和坊子區等4區,市區總面積2 579 km2,人口187.9萬。濰坊工業基礎較好,經過長期發展現在已經形成了機械裝備、紡織服裝、海洋化工、食品加工、造紙包裝五大支柱產業,電子信息、生物醫藥等新興工業產業也發展迅速。濰坊市商貿流通業日趨繁榮,現代物流興旺發達,是重要的區域物資集散地。
2.2濰坊市城市綠地的動態增長情況
2001~2009年,濰坊市經歷了一個較快的城市化發展階段,城市人口和建成區面積快速增長。同時城市綠化水平也顯著提高,城市綠地總面積由
3 137 hm2增至7 711 hm2,人均綠地面積則由15.81 m2增至42.54 m2,建成區綠化面積由2 683 hm2增至5 386 hm2,建成區綠化覆蓋率由32.14%增至39.60%(表1)。2009年濰坊市市區人均公共綠地面積為10.8 m2,超過了國家園林城市人均10.0 m2的公共綠地標準[6-14]。
3濰坊市城市綠地的環境凈化服務價值
3.1計算方法
生態系統服務價值評估常用的方法包括經濟學評價法、能值評價法和效益轉化法3類,針對不同類型的生態系統,其服務價值的具體評估方法主要有碳稅法、影子價格法、替代費用法、市場價值法、費用支出法、造林成本法、條件價值法等[15,16]。
3.1.1城市綠地的固碳釋氧服務價值
1)城市綠地的固碳服務價值。城市綠地生態系統對穩定大氣中CO2和O2含量具有一定作用,具有較高的固碳服務價值,這里利用碳稅法計算濰坊市城市綠地的固碳服務價值。碳稅是指按碳含量的比例對燃煤和汽油、航空燃油、天然氣等石油下游化石燃料產品征收的稅賦,通過征收碳稅可以實現減少化石燃料消耗和CO2排放。與總量控制和排放貿易等以市場競爭為基礎的溫室氣體減排機制不同,征收碳稅只需要額外增加非常少的管理成本就可以實現。碳稅法就是根據光合作用方程式,以干物質產量來換算城市綠地固定CO2和釋放O2的量,再根據國際和我國對CO2排放收費的標準,將生態指標換算成經濟指標,得出城市綠地固定CO2的經濟價值。
濰坊市的城市綠地主要是落葉闊葉林,部分為針葉林、灌叢和草坪。根據濰坊市2001~2009年城市綠地面積和山東省內臨近城市青島市城市綠地的平均固碳效率3.738 t/(hm2·a)[4],利用碳稅法計算2001~2009年各年度濰坊市城市綠地的固碳服務價值,計算公式為:Vc = S×Qc×Tc。
式中,Vc為城市綠地的固碳服務價值,S為城市綠地面積,Qc為單位面積城市綠地的年固碳量,Tc為碳稅率(150美元/t)。根據人民幣對美元匯率的變化,換算為人民幣后不同年份采用不同的數據,其中2001~2004年的人民幣對美元平均匯率為8.3∶1.0,換算成人民幣為1 245 元/t,2005年、2006年、2007年、2008年、2009年人民幣對美元的平均匯率分別為8.2∶1.0、7.9∶1.0、7.5∶1.0、6.9∶1.0和6.8∶1.0,各年度的碳稅率換算成人民幣分別為1 230、1 185、1 125、1 035、1 020元/t[4]。
2)城市綠地的釋氧服務價值。采用影子價格法計算濰坊市城市綠地的釋氧服務價值。影子價格法把生態系統的環境凈化服務看成是一種可交換的商品,利用商品的市場價格來計算生態系統的環境凈化服務價值。城市綠地的釋氧服務價值計算公式為:Vo2=S×Qo2×Po2。
式中,Vo2為城市綠地的釋氧服務價值,S為城市綠地面積,Qo2為單位面積城市綠地的年釋氧量,為10.083 t/(hm2·a),Po2為我國近年來工業氧氣的平均價格,為700元/t[4]。
3.1.2城市綠地的凈化空氣服務價值城市綠地的凈化空氣服務主要通過吸收大氣中的SO2、氮氧化物(NOx)等生態過程實現,采用替代費用法計算濰坊市城市綠地的凈化空氣服務價值。替代費用法是指當研究對象沒有直接的市場價格時,利用替代物的市場價格來衡量其價值,通過分析需花費多少錢才能替代某一開發項目對生產資料造成的損失,然后把這些費用與防止環境損失發生的費用對比,如果替代費用多于預防費用,那么環境破壞就可以避免。城市綠地吸收SO2服務價值的計算公式為:Vso2=S×Qso2×Ft。
式中,Vso2為城市綠地吸收SO2服務的價值, Qso2為單位面積城市綠地的SO2年吸收量,按照單位面積溫帶落葉闊葉林吸收SO2的能力88.65 kg/(hm2·a)計算,Ft是工業治理SO2的費用(3 000元/t)[17]。
城市綠地吸收NOx服務價值的計算公式為:V■=S×Q■×Ft。
式中,V■為城市綠地吸收氮氧化物服務的價值,Q■為單位面積林地對NOx的年吸收能力,為0.38 t/(hm2·a),Ft是目前汽車尾氣脫氮治理的平均費用(16 000元/t)[17]。
3.1.3城市綠地的滯塵服務價值城市綠地能夠有效地滯留、過濾大氣中的降塵和飄塵,其滯塵服務價值的計算也采用替代費用法,計算公式為:VD=S×Qd×Fd。
式中,VD為城市綠地的滯塵服務價值,Qd為城市綠地的滯塵能力,為10.11 t/(hm2·a),Fd為工業削減粉塵的平均費用(170元/t)[17]。
3.1.4城市綠地的減弱噪聲服務價值城市綠地能夠隔絕和吸收噪聲,為城市居民創造一個良好的生活環境。一般采用造林成本法按照造林成本的15%計算森林或者城市綠地減弱噪聲服務的價值。造林成本法就是利用單位面積植物碳素的凈生長量、造林成本和特定類型生態系統的植被面積,3者的乘積代替生態系統的服務價值[18]。計算濰坊市城市綠地減弱噪聲服務價值的公式為:
Vn=S×Ff×C×15%
式中,Vn為城市綠地減弱噪聲服務的價值,Ff為中國平均造林成本(240.03元/m3),C為單位面積成熟林木材蓄積量(80 m3/hm2)[17]。
3.2計算結果
利用上述方法計算了2001~2009年各年度濰坊市城市綠地生態系統的服務價值(表2)。由表2可知,濰坊市城市綠地生態系統的環境凈化服務總價值相應地由0.710×108元增至1.683×108元,凈增加值為0.973×108元,年平均增長率達11.39%。在濰坊市城市綠地生態系統的環境凈化服務總價值中,其固碳釋氧服務價值占總服務價值的51%,其凈化空氣服務價值、滯塵服務價值和減弱噪聲服務價值的總和占城市綠地環境凈化服務總價值的49%。但濰坊市城市綠地的固碳釋氧服務具有地域空間的可轉移性,可以由城市外的自然生態系統補償。而其凈化空氣、滯塵和減弱噪聲服務則不具有地域空間的可轉移性,所以在城市綠地生態系統環境凈化服務中,其凈化空氣、滯塵和減弱噪聲服務更重要。
4討論
加強城市綠地建設、提高城市綠化水平是改善濰坊市城市生態環境和提高城市居民生活質量的重要措施。根據《濰坊城市總體規劃(2006-2020)》,濰坊市將投資165.1×108元規劃建設生態城市,力爭在中心城市生態圈、三大河流治理、大氣污染治理、山川增綠、干線道路綠化等十大重點工程百個項目上取得突破,建設高標準城市自然環境,進一步優化城市人居環境,近期創建國家園林城市,遠期創建國家生態園林城市。規劃到2020年,城市綠地率達40%,綠化覆蓋率為45%。計算濰坊市城市綠地生態系統環境凈化服務價值對實施濰坊市城市總體規劃具有參考價值。
計算城市綠地生態系統的環境凈化服務價值有重要意義,但城市綠地生態系統的環境凈化服務價值只是其生態系統服務總價值的一部分,城市綠地的物質產出服務價值、凈化水質服務價值、生物多樣性保護價值、休閑娛樂服務價值、生態旅游服務價值、科研文化服務價值等也很重要。這里計算出的濰坊市城市綠地的環境凈化服務價值比濰坊市城市綠地可以實現的生態系統服務總價值要低很多。
在研究方法方面,對城市綠地的固碳服務價值計算涉及到不同年份美元對人民幣的匯率,但近年來美元對人民幣的匯率一直走低,這降低了不同年份計算結果的可比性。今后同類研究應考慮采用適當的方法消除美元對人民幣匯率變化對不同年份計算結果的影響。
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