基于生態(tài)價(jià)值理論的北大港濕地價(jià)值研究

李 煒,周笑白,王 斌,張 贊

(天津市環(huán)境監(jiān)測中心, 天津 300000)

1 引言

天津北大港濕地自然保護(hù)區(qū)位于天津市大港區(qū)的東南部，東鄰渤海，與天津古海岸與濕地國家級自然保護(hù)區(qū)核心區(qū)上古林貝殼堤相鄰[1]。北大港濕地四季分明、水域廣闊，水生動、植物資源豐富，為鳥類和小型爬行動物、哺乳動物的棲息提供了良好的自然生態(tài)環(huán)境，于2001年批準(zhǔn)建成天津市級自然保護(hù)區(qū)[2]。

北大港濕地可以提供魚類、纖維、水、藥材等產(chǎn)品，同時(shí)還具備改善水質(zhì)、控制海水侵蝕、保護(hù)區(qū)域環(huán)境多樣性和維持整個地球生命支持系統(tǒng)的穩(wěn)定等服務(wù)功能，對地區(qū)的生態(tài)健康具有重要意義。然而，由于濕地的服務(wù)功能大多為公益性的，缺乏直接經(jīng)濟(jì)效益，因此長期不為人們所重視。近年來，隨著大港區(qū)和周邊工農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加快，濕地利用與保護(hù)之間的矛盾日益突出。要提高人民群眾保護(hù)濕地的意識，有效保護(hù)和可持續(xù)利用濕地資源，就要科學(xué)地評價(jià)濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其價(jià)值，并將其引入濕地管理和開發(fā)決策中來。

濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評估是量化濕地生態(tài)系統(tǒng)的功能對人類所造成的影響[3,4]。濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值起源于20世紀(jì)初，最初是美國為了給遷徙鳥類和珍稀動物提供棲息地而開展的價(jià)值分析。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、景觀生態(tài)學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)生態(tài)學(xué)理論等技術(shù)理論的發(fā)展，濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值從最初的定性研究發(fā)展到今天的定量研究，由最初的單一方法分析發(fā)展到今天多種方法的綜合分析。濕地生態(tài)價(jià)值的計(jì)算方法與生態(tài)功能特點(diǎn)有關(guān)，常見的濕地價(jià)值計(jì)算方法包括市場價(jià)值法、替代成本法、旅行費(fèi)用法等[5]。

為保障濕地資源的有效保護(hù)和可持續(xù)利用，量化北大港濕地生態(tài)系統(tǒng)的潛在價(jià)值，本研究對北大港濕地開展了生態(tài)調(diào)查，并計(jì)算了北大港濕地的生態(tài)價(jià)值。其結(jié)果將有助于準(zhǔn)確量化保護(hù)成本與利用效益，有利于維系該濕地生態(tài)系統(tǒng)的健康穩(wěn)定，為合理開發(fā)該濕地資源提供科學(xué)依據(jù)。

2 北大港濕地生態(tài)價(jià)值核算

濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值估算方法從價(jià)值的利用情況來看，濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的經(jīng)濟(jì)價(jià)值分為使用價(jià)值和非使用價(jià)值兩大類[6]。其中使用價(jià)值是指人類為了滿足消費(fèi)或生產(chǎn)目的而使用的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值。使用價(jià)值根據(jù)其產(chǎn)生效益的特點(diǎn)又被分為直接使用價(jià)值和間接使用價(jià)值。其中，直接使用價(jià)值是指生態(tài)系統(tǒng)中被人們?yōu)榱藵M足消耗性目的或者非消耗性目的而直接使用的部分。間接使用價(jià)值指生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能中被用作生產(chǎn)人們使用的最終產(chǎn)品和服務(wù)的中間投入部分。非使用價(jià)值通常又被稱作存在價(jià)值，是指人們在知道某種資源的存在后，對其存在確定的價(jià)值。

2.1 濕地生態(tài)價(jià)值計(jì)算方法

濕地生態(tài)價(jià)值的計(jì)算方法與生態(tài)功能特點(diǎn)有關(guān)，常見的濕地價(jià)值計(jì)算方法主要包括市場價(jià)值法、影子工程法、旅行費(fèi)用法和意愿調(diào)查法[7]。

2.1.1 市場價(jià)值法

市場價(jià)值法是用來估計(jì)某些可以在市場上進(jìn)行買賣交易的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品服務(wù)和功能價(jià)值的方法。生態(tài)系統(tǒng)提供的某些物品和服務(wù)是可以在市場上進(jìn)行交易的，如蘆葦、水產(chǎn)品、水資源等。因此，可以使用市場價(jià)格法對該項(xiàng)服務(wù)功能進(jìn)行價(jià)值評價(jià)。

2.1.2 影子工程法

影子工程法是恢復(fù)費(fèi)用的一種特殊形式。某一環(huán)節(jié)污染或破壞以后，人工建造一個工程來代替原來的環(huán)境功能，用建造該工程的費(fèi)用來估計(jì)環(huán)境污染或破壞造成的經(jīng)濟(jì)損失的一種方法。

2.1.3 旅行費(fèi)用法

旅行費(fèi)用法是以消費(fèi)者的需求函數(shù)為基礎(chǔ)來進(jìn)行分析和研究的，用于估計(jì)那些用于娛樂的生態(tài)系統(tǒng)的價(jià)值。

2.1.4 意愿調(diào)查法

意愿調(diào)查價(jià)值法評估通常將一個家庭或個人作為樣本，詢問他們對于一項(xiàng)環(huán)境改善或者防止一項(xiàng)環(huán)境惡化措施的支付意愿，要求住戶或者個人對環(huán)境愿意支付的額度。該方法常用于評估非市場商品和服務(wù)的價(jià)值，是應(yīng)對評估濕地非使用價(jià)值時(shí)會出現(xiàn)“市場失效”的問題的有力方法。

2.2 北大港濕地生態(tài)價(jià)值核算

Costanza在統(tǒng)計(jì)全球濕地生態(tài)價(jià)值時(shí)，將濕地的生態(tài)功能分為17種[1]。本研究分析北大港濕地的具體功能，將濕地的生態(tài)價(jià)值分為大氣成分調(diào)節(jié)價(jià)值、氣候調(diào)節(jié)價(jià)值、蓄水調(diào)節(jié)價(jià)值等10種價(jià)值，生態(tài)價(jià)值計(jì)算所需參數(shù)及計(jì)算方法如表1所示。

表1 北大港濕地價(jià)值核算方法

2.2.1 北大港濕地大氣成分調(diào)節(jié)價(jià)值

北大港濕地的水生植物進(jìn)行調(diào)查和采樣結(jié)果表明，北大港濕地的植物主要以一年生的蘆葦和堿蓬為主，每平方米植物平均生物量0.52 kg。遙感解譯結(jié)果顯示，包括農(nóng)田在內(nèi)北大港的植被覆蓋面積為15686 hm2。北大港濕地整體生物量約為81567200 kg。北大港濕地固碳量36260328 kg，釋氧量為97064968 kg。本研究中，碳稅價(jià)格采用國際上通用的瑞典碳稅率1.5×10-4美元/gC(合人民幣9.75×10-4元/gC)，釋氧價(jià)格采用工業(yè)釋氧價(jià)格4×10-4元/gO2，則北大港大氣成分調(diào)節(jié)價(jià)值為0.7418億元。

2.2.2 北大港濕地氣候調(diào)節(jié)價(jià)值

氣候調(diào)節(jié)價(jià)值主要是通過TM遙感數(shù)據(jù)提取NDVI，結(jié)合常規(guī)氣象站點(diǎn)的降水和溫度等觀測數(shù)據(jù)，計(jì)算陸地和水面單位面積的潛在蒸騰量。遙感解譯結(jié)果顯示，北大港地區(qū)水域面積為15689 hm2，包括農(nóng)田在內(nèi)的植被覆蓋面積為15686 hm2。蒸騰系數(shù)采用北京市濕地ETland和ETwater的計(jì)算結(jié)果(1033.2 mm和482.6 mm)，價(jià)值系數(shù)采用Robert Costanza每蒸騰1m3的水蒸氣價(jià)值為0.02美元，折合人民幣0.13元。則北大港濕地的氣候調(diào)節(jié)價(jià)值為：

(1.0332×156860000 + 156890000×0.4826)×0.13=0.309億元。

2.2.3 北大港濕地蓄水調(diào)節(jié)價(jià)值

蓄水調(diào)節(jié)價(jià)值主要是通過計(jì)算濕地的蓄水能力，核算建設(shè)相應(yīng)大小的水庫的投資需求。北大港水庫是引黃濟(jì)津工程唯一的調(diào)蓄水庫，是天津市重要備用水源地，庫容5億m3。根據(jù)單位庫容水庫造價(jià)6.11元/t，北大港濕地的蓄水調(diào)節(jié)價(jià)值為30.6億元。以水庫的使用年限為50年計(jì)，則每年的蓄水價(jià)值為0.612億元。

2.2.4 北大港濕地水質(zhì)凈化價(jià)值

水質(zhì)凈化價(jià)值常評估濕地的污染物去除能力，采用影子工程法計(jì)算去除相應(yīng)的污染物所需的工業(yè)去除方法的投資額。由于北大港濕地部分地區(qū)已經(jīng)被開發(fā)成魚塘、蝦池，會定期向其中投放營養(yǎng)鹽，因此無法利用上下游的濃度差異來計(jì)算水質(zhì)凈化效果。由于缺乏數(shù)據(jù)，本研究濕地水質(zhì)功能價(jià)值評估只能直接采用Robert Costanza研究得到的單位面積濕地的年污水處理價(jià)值4500美元/hm2來進(jìn)行估算。遙感解譯結(jié)果顯示，北大港濕地的濕地植被覆蓋面積為13889 hm2，濕地水質(zhì)凈化價(jià)值為4.06億元。

2.2.5 北大港濕地水土保持價(jià)值

濕地的水土保持價(jià)值包括減少土壤侵蝕價(jià)值和防止水土流失價(jià)值。防止土壤侵蝕價(jià)值以購買土石方價(jià)格城市減少的土壤侵蝕量乘積計(jì)算而來；防止?fàn)I養(yǎng)鹽流失的價(jià)值，則以減少流失的氮、磷、鉀的價(jià)格總和來統(tǒng)計(jì)。減少土壤侵蝕面積為相當(dāng)?shù)耐恋貜U棄面積與濕地生產(chǎn)平均效益的乘積，北大港濕地減少土壤流失的價(jià)值為：13.795×34887.13=48.13萬元。濕地固定的營養(yǎng)價(jià)值以濕地植物固定的營養(yǎng)鹽來計(jì)算。蘆葦干重中每千克大約含氮、磷為40 g和4 g，則2013年植被總干重約為7.5萬t，則固定氮磷分別為3000 t和300 t。按市場價(jià)格氮3200元/t，磷肥2200元/t。則北大港濕地固定營養(yǎng)鹽價(jià)值為0.1026億元。

2.2.6 北大港濕地生物多樣性價(jià)值

生物多樣性價(jià)值主要從珍稀動物價(jià)值核濕地物種保育價(jià)值兩方面來研究。根據(jù)調(diào)查資料和統(tǒng)計(jì)資料獲取珍稀動物的數(shù)量，利用市場價(jià)值法計(jì)算珍稀動物的價(jià)值。而生物保育價(jià)值則利用單位面積年物種損失的機(jī)會成本乘以濕地面積來計(jì)算。

(1)珍稀動物保護(hù)價(jià)值。北大港是亞洲鳥類遷徙的重點(diǎn)地區(qū)，是我國鳥類保護(hù)的重點(diǎn)區(qū)域。北大港濕地有記錄到鳥類達(dá)239種，分屬18目41科，其中有國家I級保護(hù)鳥類7種(白鶴、丹頂鶴、大鴇、遺鷗、白尾海鵰、黑鸛和東方白鸛)，國家Ⅱ級保護(hù)鳥類31種(疣鼻天鵝、大天鵝、小天鵝、白額雁等)。北大港濕地自然保護(hù)區(qū)內(nèi)每年春秋兩季遷徙鳥類數(shù)量各達(dá)到30萬只左右，其中鸻鷸類最高日計(jì)數(shù)48843只(2007年4月11日)，雁類最高日計(jì)數(shù)7838只(2009年3月8日)，鴨類最高日計(jì)數(shù)4564只(2009年3月16日)。其中，國家I級保護(hù)鳥類遺鷗，最近10年的全球估計(jì)數(shù)量為12000只左右；全球的東方白鸛數(shù)量在曾經(jīng)一次性有800只東方白鸛來到北大港濕地。根據(jù)北大港濕地每年鳥類遷徙特點(diǎn)，估計(jì)每年I級保護(hù)鳥類約為2000只，Ⅱ級保護(hù)鳥類約為20000只。根據(jù)北京市I級保護(hù)鳥類135072.5元/只，Ⅱ級保護(hù)鳥類17409.6元/只，則北大港珍稀鳥類價(jià)值為6.18億元。

(2)北大港濕地生物保育價(jià)值。2014年，天津市環(huán)境監(jiān)測中心對北大港濕地內(nèi)部的11個點(diǎn)位的浮游植物開展了多樣性調(diào)查，結(jié)果顯示：共獲得浮游植物57種，其中硅藻門17種，占細(xì)胞總數(shù)的3.65%；綠藻門21種，占細(xì)胞總數(shù)的0.80%；隱藻門2種，占細(xì)胞總數(shù)的0.02%；藍(lán)藻門12種，占細(xì)胞總數(shù)的95.39%；甲藻門1種，占細(xì)胞總數(shù)的0.03%；裸藻門4種，占細(xì)胞總數(shù)的0.11%。優(yōu)勢種是硅藻門的梅尼小環(huán)藻(Cyclotellameneghiniana)及脆桿藻(Fragilariasp.)、綠藻門中的四尾柵藻(Scenedesmusquadricauda)、藍(lán)藻門的席藻(Phormidiumsp.)等。根據(jù)浮游植物種類和數(shù)量，計(jì)算得香農(nóng)維納指數(shù)均值為1.59。根據(jù)邵曉龍2011-2014年對萬畝魚塘附近的鳥類生物多樣性調(diào)查，北大港濕地鳥類的生物多樣性指數(shù)多年平均值為1.77。

根據(jù)2008年4月國家林業(yè)局發(fā)布的有關(guān)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評價(jià)規(guī)范中香農(nóng)維納指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)(LY/T1721-2008)(表2)，根據(jù)濕地香農(nóng)維納指數(shù)計(jì)算其價(jià)值量，則北大港濕地的生物保育價(jià)值為：

5000(元/(hm2·年))×34887.13 hm2·=1.74億元。

表2 香農(nóng)維納指數(shù)等級劃分及其價(jià)值量

因此，北大港濕地的生物多樣性價(jià)值為6.18+1.74=7.92億元。

2.2.7 北大港濕地生物產(chǎn)品價(jià)值

北大港濕地的主要產(chǎn)品是蘆葦和水產(chǎn)。本次研究表明，北大港濕地的植被覆蓋調(diào)查結(jié)果顯示，區(qū)域內(nèi)每平米植物干重約為0.54 kg，遙感解譯顯示庫區(qū)內(nèi)植物生長面積約為13889 hm2。蘆葦是北大港濕地的優(yōu)勢種，若蘆葦占比80%計(jì)，則2013年濕地的蘆葦產(chǎn)量約為6萬t。以蘆葦350元/t價(jià)格計(jì)，則蘆葦年價(jià)值為2100萬元。

北大港濕地盛產(chǎn)魚類和河蟹。2013年，河蟹產(chǎn)量為250 t。北大港的淺灘水域面積為22.5萬畝，可用于魚類養(yǎng)殖，但由于水量不穩(wěn)定，年產(chǎn)魚類變化較大。參考七里海地區(qū)漁業(yè)產(chǎn)量，則北大港濕地可產(chǎn)魚類為60000 t。以河蟹價(jià)格80元/kg，魚類10元/kg計(jì)，則北大港的水產(chǎn)產(chǎn)值為6億元。因此，北大港濕地的生物產(chǎn)品價(jià)值約為6.21億元。

2.2.8 北大港濕地旅游休憩價(jià)值

北大港濕地尚未建立保護(hù)公園，因此沒有門票收入。由于北大港濕地的游客多為天津本地的游客，因此游客中當(dāng)日折返的人占總?cè)藬?shù)的80%，次日折返的人占比約為20%。游客在當(dāng)?shù)氐娜司嬍场⒆∷藓唾徺I商品消費(fèi)以100～500元比例的人群居多(表3)。根據(jù)北大港濕地調(diào)查問卷結(jié)果，同時(shí)參比周邊七里海、白洋淀濕地的游客人數(shù)，估計(jì)北大港每年游客數(shù)30000人左右，則旅游價(jià)值為0.159億元[8]。

表3 北大港濕地旅游休憩價(jià)值

2.2.9 北大港濕地水資源供給價(jià)值

由于北大港濕地的水質(zhì)咸化、富營養(yǎng)化及水量不穩(wěn)定等問題，目前北大港濕地的水資源主要用于農(nóng)業(yè)灌溉，年灌溉面積25.5萬畝。根據(jù)每畝灌溉水資源費(fèi)用100元計(jì)，則北大港濕地的水資源供給價(jià)值為0.255萬元。

2.2.10 北大港濕地文化教育價(jià)值

由于濕地的文化教育價(jià)值難以量化，因此本研究采用意愿支付法進(jìn)行評價(jià)(表4)。本次研究共發(fā)放調(diào)查問卷120份，回收109份，剔除7份不合格問卷，剩余102份有效，反饋率超過了90%，有效問卷為85%。問卷涉及了多個年齡層次，多種職業(yè)的人員。取每個意愿支付中位值進(jìn)行計(jì)算，則人均意愿支付額度為41.3元。2014年天津市人口為1516.81萬人，則意愿支付值為6.26億元。

表4 北大港濕地文化教育價(jià)值

2.2.11 北大港濕地價(jià)值核算

根據(jù)以上計(jì)算方法，計(jì)算2015年北大港濕地生態(tài)價(jià)值。結(jié)果顯示北大港濕地2015年的生態(tài)價(jià)值為26.6億元(表3～5)。北大港濕地2015年創(chuàng)造的生態(tài)價(jià)值占當(dāng)年天津市GDP(16538.19億元)的0.16%，平均每平方米創(chuàng)造價(jià)值為7.62元。濕地的保護(hù)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和區(qū)域環(huán)境的保護(hù)具有積極的作用。

表5 北大港濕地生態(tài)價(jià)值

3 北大港濕地生態(tài)價(jià)值分析

濕地的生態(tài)價(jià)值特征決定了其功能定位，濕地的功能定位有助于制定合理的地區(qū)發(fā)展規(guī)劃，提高濕地資源的生態(tài)健康水平，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)與濕地生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。

3.1 北大港濕地生態(tài)價(jià)值特點(diǎn)

北大港濕地總價(jià)值為該濕地經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益之和，總計(jì)為26.6億元。其中，表征經(jīng)濟(jì)效益的直接使用價(jià)值為生物產(chǎn)品價(jià)值和旅游休憩價(jià)值之和，總計(jì)為6.37億元；表征生態(tài)效益的間接使用價(jià)值包括大氣成分調(diào)節(jié)價(jià)值、氣候調(diào)節(jié)價(jià)值、蓄水調(diào)節(jié)價(jià)值、水質(zhì)凈化價(jià)值、水土保持價(jià)值、生物多樣性價(jià)值和水源供給價(jià)值，總計(jì)為13.97億元；表征社會效益的非使用價(jià)值為6.26億元。北大港濕地經(jīng)濟(jì)效益占總價(jià)值的23.9%。其中，生物產(chǎn)品價(jià)值較高，這是由于北大港濕地人類活動較為明顯，圍墾、養(yǎng)殖比率較大；旅游休憩價(jià)值較少，這主要是由于北大港濕地的宣傳力度不大，濕地生態(tài)旅游開發(fā)不足。生態(tài)效益覆蓋環(huán)境、水利、空氣等多個方向，占總量的52.2%。生態(tài)效益中價(jià)值量最高的是生物多樣性保育功能(占總價(jià)值比29.8%)，這與北大港濕地地處鳥類遷徙重要通道，每年有大量珍稀鳥類在此生存繁衍有關(guān)。其次是水體自凈功能(占總價(jià)值比29.8%)，說明北大港濕地對改善區(qū)域水質(zhì)，保障入海水環(huán)境質(zhì)量具有重要的意義。社會效益占總量的23.5%，說明北大港濕地對教育科研、文化培育也有重要作用。

3.2 北大港濕地功能定位

濕地功能是指濕地實(shí)際支持或潛在支持和保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境過程，支持和保護(hù)人類活動與生命財(cái)產(chǎn)的能力。按照濕地各種功能在其綜合功能中的貢獻(xiàn)率，將貢獻(xiàn)率最大的功能稱為濕地的第一功能；將貢獻(xiàn)率第二大的功能稱為濕地的第二功能(表6)。

根據(jù)北大港生態(tài)價(jià)值貢獻(xiàn)率計(jì)算結(jié)果，北大港濕地主導(dǎo)生態(tài)功能為生物多樣性保育功能、文化教育功能和生物產(chǎn)品供給功能。這與北大港濕地是東南亞鳥類遷徙的主要休憩地密切相關(guān)。

表6 北大港濕地生態(tài)價(jià)值貢獻(xiàn)率

3.3 北大港濕地生態(tài)價(jià)值分析

北大港濕地價(jià)值總量(26.6億元)低于北京的密云水庫(44.4億元)，這與北大港濕地水資源匱乏，水資源價(jià)值和生物資源價(jià)值偏低有關(guān)[9]。但北大港濕地超過了天津市七里海濕地(18.9億元)，其生物多樣性價(jià)值、生物產(chǎn)品供給價(jià)值和文化教育價(jià)值均高于七里海濕地，這與濕地面積廣闊，地理位置位于東南亞鳥類遷徙道路息息相關(guān)[8]。但北大港濕地的旅游休憩價(jià)值明顯低于以上兩個濕地，說明北大港濕地的宣傳力度不夠、旅游資源開發(fā)不足等管理問題息息相關(guān)。此外，近年來海河流域由于自然原因和人為因素，導(dǎo)致濕地的水資源量有所減少，水環(huán)境質(zhì)量下降，濕地動植物資源損失等問題，嚴(yán)重影響了濕地的生態(tài)功能，降低濕地價(jià)值[10]。

要提高北大港濕地的生態(tài)價(jià)值，可采用跨流域調(diào)水、水生態(tài)補(bǔ)償?shù)确绞皆黾訚竦氐乃Y源量；可加強(qiáng)濕地宣傳，提高濕地的旅游休憩價(jià)值；也可加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，降低人類生產(chǎn)生活對濕地生態(tài)環(huán)境的擾動等多種方法。未來應(yīng)著眼于北大港濕地可持續(xù)發(fā)展方面的研究，在保護(hù)濕地主導(dǎo)功能的同時(shí)，提高濕地的價(jià)值，實(shí)現(xiàn)人類社會發(fā)展與濕地生態(tài)環(huán)境的雙贏。

4 結(jié)論

(1)北大港濕地的總生態(tài)價(jià)值為26.6億元，高于七里海濕地生態(tài)價(jià)值，但低于密云水庫生態(tài)價(jià)值。

(2)北大港濕地的生態(tài)功能為生物多樣性保育功能、文化教育功能和生物產(chǎn)品供給功能，生態(tài)效益顯著。

(3)水資源匱乏和人類擾動均可能造成北大港濕地生態(tài)價(jià)值損失，因此開展北大港濕地的可持續(xù)發(fā)展研究意義重大。

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