和田地區濕地生態系統服務功能價值評估研究

買爾燕古麗阿不都熱合曼，蔡新斌，江曉珩，布早拉木，劉麗燕，田潤煒

(1.新疆林業科學院森林生態研究所,新疆 烏魯木齊 830063；2.新疆林業科學院博士后工作站,新疆 烏魯木齊 830063)

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和田地區濕地生態系統服務功能價值評估研究

(1.新疆林業科學院森林生態研究所,新疆 烏魯木齊 830063；2.新疆林業科學院博士后工作站,新疆 烏魯木齊 830063)

以和田地區濕地為研究對象，建立和田地區濕地生態系統服務功能評估指標體系，采用市場價值法、影子工程法、碳稅法，工業制氧法和替代法等對和田地區濕地的資源供給、調節服務、支持服務及科研文化服務4大類功能11項評估指標進行評估。結果表明：和田地區濕地生態系統服務功能總價值為1 787 153.92×104元a-1，其中價值量最大的為調節服務功能，價值843 317.18×104元a-1，占總價值的47.19%；最小的為資源供給服務，價值119 122.13×104元a-1，占6.67%；支持服務功能和科研文化服務功能價值分別為691 376.11×104元a-1和133 338.50×104元a-1，分別占38.69%和7.46%。所評估的11項指標中，涵養水源與調蓄洪水功能價值最大，為448 224.43×104元a-1，占總價值的25.08%；降解污染功能價值最小，為970.99×104元a-1，占0.06%。

和田地區；濕地；生態系統服務功能；價值評估

濕地(Wetland)是指過度濕潤的土地[1]，是地球上水陸間相互作用的獨特生態系統，其獨特性在于它特殊的水文狀況及陸地和水域生態系統交錯作用以及由此產生的特殊生態系統功能，是地球上生產力最高的生態系統之一[2]。濕地生態系統服務功能評估是在特定的尺度下對濕地生態系統為人類提供的服務進行定量的研究。濕地生態系統服務功能類型主要有：資源提供功能、調節功能、支持功能和文化功能[3]。20世紀70年代以來，濕地功能評估逐漸成為濕地保護領域的一個研究熱點[4，5]，關于這方面研究，最值得一提、影響比較大、有一定突破性的研究是以美國馬里蘭大學的Costanza為首的研究組對全球生態系統的功能和自然資本的價值所做的估算，得出1997年全球生態系統服務功能價值約為33萬億美元[6]。國內濕地評價起步較晚，主要起始于20世紀90年代，都是以Costanza的研究結果為基礎相繼展開的，再結合評估對象的實際情況進行評估功能的選擇，如盤錦濕地[7]、白洋淀濕地[7]、海河流域濕地[8]、遼寧省濕地[9]生態系統服務功能評估研究等。疆內濕地服務功能評估研究的主要有博斯騰湖濕地[10]、科克蘇濕地[11]和烏倫古河濕地評估等[12]。

和田地區地處塔克拉瑪干大沙漠南緣，昆侖山北麓，屬于典型的荒漠干旱大陸性氣候。濕地作為干旱區水資源的重要載體，具有其特殊的價值，是不可替代的寶貴資源。通過評估和田地區濕地生態系統服務功能價值，了解和田地區濕地資源的經濟效益和生態效益，確定濕地資源對該地區的社會、經濟的可持續發展的重要意義。目前，關于和田地區濕地服務功能評估研究尚未報道。根據和田地區濕地生態系統的生態過程和實際概況，應用生態經濟學的理論研究與方法，首次建立和田地區濕地生態系統服務功能評估指標體系，并對其服務功能價值進行評估。確定和田地區濕地資源對該區域生態安全及社會經濟發展的作用，為和田地區濕地資源的保護與管理提供理論依據。

1　研究區域概況及方法

1.1研究區域概況

和田地區位于新疆維吾爾自治區最南端，全區大致分為南部高山區、綠洲平原區和北部沙漠區。夏季炎熱，冬季寒冷，降水稀少，蒸發強烈，年平均氣溫在13.1～14.7 ℃，年均降水量35 mm，年蒸發量2 480 mm，年均相對濕度低于39%[13，14]。和田地區濕地面積408 545.10 hm2，只占全區面積的1.16%，土地沙漠化和土壤鹽漬化嚴重。

1.2和田地區濕地類型及其面積

1971年的《濕地公約》,也叫《拉姆薩爾公約》，提出了濕地的定義：濕地是指天然或人工的、長久或暫時的沼澤地，濕源，泥炭地或水域地帶；靜止或流動的水域；淡水、半咸水或咸水；低潮時水深不超過6 m的水域[15]。以《濕地公約》為參考，結合中國濕地現狀，通常將中國濕地分為淺海水域及海岸濕地、河流濕地、湖泊濕地、沼澤濕地、人工濕地五大類28型。本文參照中國濕地的分類框架，利用2011年CBERS和SPOT5遙感數據，并與實地考察相結合，將和田地區濕地劃分為4大類 14型(表1)。

表1　和田地區濕地類型及其面積

1.3生態系統評估指標體系的建立

根據和田地區濕地生態系統結構及其功能特征，并結合數據的可獲得性，建立和田地區濕地生態系統服務功能價值評估指標體系，包括資源供給服務功能、調節服務功能、支持服務功能和科研文化服務功能4大類11項指標(表2)。

表2　和田地區濕地生態系統服務功能價值評估指標體系與評估方法

1.4數據來源

和田地區濕地面積、植被面積、需水量、洪水量、動植物概況等數據來自《新疆第二次濕地資源調查報告》。用水量、魚類水稻產量及水力發電量等數據來自《新疆統計年鑒2015》。植物生物量、蘆葦產量、土壤氮磷鉀和有機質含量、水體內總氮、總磷含量等數據來自野外樣品檢測。

1.5和田地區濕地生態系統服務功能價值評估

1.5.1資源供給服務功能

(1)供水與蓄水功能價值

根據公式X=Vt×Pi估算和田地區濕地供水與蓄水功能價值，式中，X為供水與蓄水功能價值，單位：元·a-1，Vt為當年蓄水量，單位：m3，Pi為i類水的價格，單位：元·m-3。根據《新疆統計年鑒2015》，和田地區2014年用水量為47.25×108m3，其中農業用水量45.93 ×108m3，工業用水量0.20 ×108m3，服務業用水量0.16 ×108m3，居民生活用水量0.64 ×108m3，生態環境用水量0.32 ×108m3。農業用水價格為0.1元·m-3，工業用水價格為2.22元·m-3，服務業用水價格為3.18元·m-3，居民生活用水價格為2.1元·m-3，生態環境用水價格為1.03元·m-3[16]。得出和田地區濕地供水與蓄水功能價值為72194.00×104元·a-1。

(2)提供食物和原材料功能價值

根據公式V=∑Si×Yi×Pi估算和田地區濕地提供食物和原材料功能價值，式中V為提供食物與原材料價值，單位：元·a-1，Si為第i類物質的可收獲面積，單位：hm2，Yi為第i類物質的單產，單位t·hm-2·a-1，Pi為第i類物質的市場價格，單位：元·t-1。和田地區濕地提供的產品主要有魚類、水稻、蘆葦。根據《新疆統計年鑒2015》，和田地區魚類產量為3 180.46 t·a-1，價值為5 224.03×104元·a-1。水稻產量為77 863.02 t·a-1，水稻市場價格為4 800.00元·t-1，價值為37 374.25×104元·a-1。蘆葦產量144 328.55 t·a-1，蘆葦市場價格300.00元·t-1[10]，價值為4 329.86×104元·a-1。得出和田地區濕地提供食物和原材料功能價值為46 928.14×104元·a-1。

1.5.2調節服務功能

(1)涵養水源與調蓄洪水功能價值

和田地區濕地調蓄洪水量為66.90×108m3·a-1，根據水庫庫容造價0.67元·m-3估算[7]，得出和田地區濕地涵養水源與調蓄洪水功能價值為448 224.43 ×104元·a-1。

(2)固碳釋氧功能價值評估

①濕地植物固碳釋氧價值

根據植物光合作用過程6CO2(264 g)+6H2O(180 g)→C6H12O6(108 g)+6O2(193 g)→多糖(162 g)，可知植物生產162 g干物質可吸收264 g CO2，釋放193 gO2。通過濕地植物單位面積生物量估算得出濕地植物吸收CO2和釋O2量。碳稅標準參考中國造林成本250元·t-1和國際上慣用的瑞典碳稅率150美元·t-1的平均值770元·t-1[8]，釋放O2按工業制氧成本的平均值400元·t-1作為造林成本[17]，得出和田地區濕地植物固碳釋氧價值為393 730.38×104元·a-1。

②濕地土壤固碳價值

根據公式T=V×W×P估算濕地土壤固碳價值

式中：T為土壤年固碳價值，單位元·a-1；V為濕地面積，單位hm2；W為土壤固碳速率，單位g·m-2·a-1；P為CO2造林成本價格，單位元·t-1，采用中國造林成本250元[8]。沼澤濕地固碳速率采用我國蒙新高原地區沼澤濕地固碳速率為41.46 g·m-2·a-1，河流濕地、湖泊濕地及人工濕地的固碳速率采用我國蒙新高原地區河流濕地固碳速率30.26 g·m-1·a-1[18]，得出和田地區濕地土壤固碳價值為878.87×104元·a-1。

③濕地溫室氣體的排放價值

溫室氣體的排放價值通過濕地溫室氣體排放通量與濕地面積、溫室氣體的散放值三者的乘積得到。濕地排放CH4和NO2的平均通量分別為0.52 mg·m-2·h-1和0.025 mg·m-2·h-1，CH4的散放值0.11美元·kg-1，NO2的散放值2.94美元·kg-1[19]，采用2015年3月11日的美元匯率(以下同)，CH4排放價值32.25元·a-1，NO2排放價值452.24元·a-1，得出和田地區濕地溫室氣體排放價值為487.45×104元·a-1。

濕地固碳釋氧功能價值=(濕地植物固碳釋氧價值+濕地土壤固碳價值)-濕地溫室氣體的排放價值，最后得出和田地區濕地固碳釋氧功能價值為394 121.77×104元·a-1。

(3)降解污染功能價值

和田地區濕地水分總氮量為5 764.5 t·a-1，氮的處理成本為1.5元·kg-1[4]，氮處理價值為864.68×104元·a-1。總磷量為425.25 t·a-1，磷的處理成本為2.5元·kg-1[4]，磷處理價值為106.31×104元·a-1。得出和田地區濕地降解污染功能價值為970.99×104元·a-1。

1.5.3支持服務功能

(1)水力發電功能價值

根據《新疆統計年鑒2015》和田地區濕地水力發電量為11.81億kW·h-1·a-1，電價為0.55元·(kW·h)-1[20]，得出和田地區濕地水力發電功能價值為64 955.00×104元·a-1。

(2)保育土壤功能價值

根據公式V=S·h·R1·R2·P估算和田地區濕地保育土壤功能價值。式中V為濕地保育土壤功能價值，單位元·a-1；S為每年廢棄的土地面積，單位hm2；h為土壤侵蝕深度，單位：mm·a-1；R1為土壤容重，單位g·cm-3；R2為單位土壤養分的平均含量，單位%；P為中國化肥平均價格，單位元·t-1。本文采用濕地植被面積，和田地區濕地植被面積為113 355.75 hm2，土壤侵蝕深度為25 mm·a-1[21]，土壤容重為1.4 g·cm-3，N含量為0.2%，P含量為0.08%，K含量為0.4%，有機質含量為1.44%，化肥產品價格依據中華人民共和國林業行業標準LY/T 1721-2008《森林生態系統服務功能評估規范》，磷酸二銨含氮量14.0%，磷酸二銨含磷量15.01%，氯化鉀含鉀50%，磷酸二銨化肥價格2 400元·t-1，氯化鉀化肥價格2 200元·t-1，有機質價格320元·t-1。得出和田地區濕地的保育土壤功能價值為273 442.37×104元·a-1。

(3)生物多樣性功能價值

濕地植物多樣性價值：通過計算Shannon-Wiener多樣性指數(H′指數)[22]對和田濕地植物多樣性功能價值進行評估。南疆地區河流濕地、湖泊濕地、沼澤濕地和人工濕地植物多樣性指數分別為2.82、2.29、2.62和0.96。河流濕地、湖泊濕地、沼澤濕地單位面積生物多樣價值為10 000元·hm-2·a-1，人工濕地單位面積生物多樣價值為3 000元·hm-2·a-1，得出和田濕地生物多樣性價值為112 682.31×104元·a-1。

動物多樣性價值：通過計算Shannon-Wiener多樣性指數(G-F指數)[23]對和田濕地動物多樣性功能價值進行評估。南疆地區濕地動物多樣性指數為0.77，單位面積生物多樣價值為4 000元·hm-2·a-1，和田地區濕地動物生物多樣性價值為163 418.04×104元·a-1。

濕地生物多樣性價值包括植物多樣性價值和動物多樣性價值兩部分，和田地區濕地生物多樣性價值為276 100.35×104元·a-1。

(4)生物棲息地功能價值

根據濕地的棲息地價值為304美元·hm-2·a-1[6]，得出和田地區濕地棲息地價值為76 878.38×104元·a-1。

1.5.4文化服務功能

(1)生態旅游功能價值：

從新疆2014年旅游總收入和面積可知，新疆單位面積旅游價值為404.37元·hm-2·a-1，得出和田地區濕地生態旅游功能價值為16 520.34×104元·a-1。

(2)科研文化功能價值

采用我國濕地科研文化功能價值為382元·hm-2·a-1[8]和Costanza等人對全球濕地生態系統科研文化的功能價值861美元·hm-2·a·-1[6]的平均值2 886.96元·hm-2·a-1，得出和田地區濕地科研文化功能價值為116 818.16×104元·a-1。

2　結果與分析

本文對和田濕地生態系統資源供給服務功能、調節服務功能、支持服務功能和文化服務功能價值進行評估，總價值為1 787 153.92×104元·a-1，其中調節服務功能和支持服務功能價值量較大，分別為843 317.18×104元·a-1和691 376.11×104元·a-1，分別占總價值的47.19%和38.68%，資源供給服務功能和科研文化服務功能價值量較小，分別為119 122.13×104元·a-1和133 338.50×104元·a-1，分別占6.67%和7.46%。所評估的11項功能指標價值在970.99×104元·a-1和448 224.43×104元·a-1之間，價值量從大到小排序為涵養水源與調蓄洪水功能、固碳釋氧功能、生物多樣性功能、保育土壤功能、科研文化功能、棲息地功能、供水與蓄水功能、水力發電功能、提供食物和原材料功能、生態旅游功能和降解污染功能(表3，圖1)。和田地區濕地生態系統單位面積服務功能價值4.37×104元·hm-2·a-1。

3　結論

根據和田地區濕地生態系統的結構和生態過程，篩選出濕地服務功能評估指標4大類功能(包括11項評估指標)，其中調節服務功能和支持服務功能價值較大，分別占總價值的47.19%和38.68%。資源供給服務功能和文化服務功能價值較小，分別占6.67%和7.46%。濕地調節服務功能價值在塔克拉瑪干大沙漠南緣的和田綠洲更顯而易見。11項評估指標中，涵養水源與調蓄洪水功能價值最大，占總價值的25.08%，降解污染功能價值最小，占總價值的0.06%。和田地區濕地單位面積服務功能價值為4.37元·hm-2·a-1。

和田地區濕地面積占全疆濕地總面積的10.35%，對和田地區農業、牧業和社會經濟發展具有非常重要的作用，每年可提供1 787 153.92×104元·a-1的價值服務價值，但這并不說明濕地生態價值被任意利用。但近年來，隨著人口增長和社會經濟的迅速發展，由于濕地資源不合理開發利用，導致濕地資源遭到破壞，水文系統失去平衡，生態環境惡化，全區受到沙漠化威脅。因此為了充分利用和田地區濕地服務功能，需要加強濕地資源的有效保護與科學管理，減緩濕地資源退化，從而確保和田地區生態系統保持平衡、社會經濟的可持續發展。

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Evaluation on Service Value of Wetland in Hotan Region

Maieryanguli ·Abdureheman1,2,Cai Xinbin1,Jiang Xiaoheng1,Bu Zaolamu1,Liu Liyan1,Tian Runwei1

(1.Institute of Forest Ecology,Xinjiang Academy of Forestry,Urumqi 830063,China;2. Working Station for Postdoctoral,Xinjiang Academy of Forestry,Urumqi 830063,China)

Index appraisal of resource appraisal for ecosystem service were established based on the structure and ecological proceeding of wetland ecosystem of Hotan region.Eleven evaluation indices of four kinds of function (resource supply,regulation service,support service & scientific culture) were conducted evaluated by using marketing value method,shadow engineering method,carbon tax method,industrial oxygen producing method and substitution method. Result shows that the total service value of wetland ecosystem in Hotan Region is 1 787 153.92×104Yuan RMB per year,in which regulation service value is the biggest,843 317.18×104Yuan RMB per year,accounted for 47.19%. Resource supply is the smallest,119 122.13×104Yuan RMB per year,accounted for 6.67%. The function of support service and culture service is 691 376.11×104yuan RMB per year & 133 338.50×104Yuan RMB per year,respectively,accounted for 38.69% & 7.46% respectively. Among the 11 kind of evaluation indices,service value of water conservation and flood regulation are the biggest,being 448 224.43×104Yuan RMB per year,accounted for 25.08%;when pollution degradation is the smallest,970.99×104Yuan RMB per year,accounted for 0.06%.Wetland in Hotan region is very important to the People’s life and development of social economy in that region,this study provides the scientific basis for use and management of wetland resources in Hotan Region.

Hotan Region;wetland;function of ecosystem service;evaluation on value

1005-5215(2016)09-0022-05

2016-07-06

中國博士后科學基金資助項目(2014M560825)；新疆第二次濕地資源調查項目(xjlk2011008)；新疆林業生態系統服務功能監測與評估專項(xjlk2013001)；中央財政林業科技推廣示范項目(xjlk2013008)作者簡介：買爾燕古麗阿不都熱合曼(1980-)，女，博士，從事濕地生態學研究，Email：maryamhan@163.com

X24；X37

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2016.09.007