基于生態綠當量模式的生態資產核算研究
——以撫仙湖流域為例

楊艷林,王金亮,李石華2,3，楊 超

(1.云南師范大學 旅游與地理科學學院,云南 昆明 650500;2.云南基礎地理信息中心,云南 昆明 650034；3.云南省高校資源與環境遙感重點實驗室，云南 昆明 650500)

基于生態綠當量模式的生態資產核算研究
——以撫仙湖流域為例

楊艷林1,3,王金亮1,3,李石華2,3，楊 超1,3

(1.云南師范大學 旅游與地理科學學院,云南 昆明 650500;2.云南基礎地理信息中心,云南 昆明 650034；3.云南省高校資源與環境遙感重點實驗室，云南 昆明 650500)

生態資產是以貨幣的形式來度量生態系統為人類社會提供物資和生態服務的價值,核算一個區域的生態資產實際上就是評估一個區域的可持續發展能力。生態綠當量依據“服務功能相當、服務價值相當”的理論,以森林生態系統生態資產為參考標準,能簡單、高效、可計量地核算出區域的生態資產價值。通過生態綠當量模式，核算了云南省撫仙湖流域1992—2014年間的生態資產價值。結果表明:①撫仙湖流域1992年、1996年、2001年、2006年、2010年、2014年生態資產價值分別為161.44億元、162.02億元、160.56億元、160.49億元、160.52億元、160.45億元,總體呈逐年下降趨勢;②撫仙湖提供的生態價值占總資產價值的90%,湖泊在維持生態穩定方面起著非常重要的作用。

生態資產;生態資產核算;綠當量;撫仙湖流域

1 引言

生態資產是生態系統中生物資源的直接價值及其生態服務價值的總和[1],是表征區域生態環境質量的重要指標。Perk等人指出，生態資產是自然資本中由生物提供的生態服務所形成的價值[2]。在人類社會發展的過程,實際上是對自然資源開發利用、生態系統逐步改造和生態環境不斷演化的過程。在這個過程中,生態資產通過供給人類自然資源及各種生態系統服務實現其價值。

一般而論，生態資產價值隨著社會經濟發展和生態環境變化而變化。核算一個地區的生態資產就是評價一個地區的自然環境能夠支撐人類經濟社會可持續發展的能力[3]。在過去的20多年間,隨著人類活動的影響,云南省玉溪市撫仙湖流域內農業、農村污染加重、土地持續退化、撫仙湖湖面浮游生物增加、局部水質降為Ⅱ類水質,流域內的生態系統結構與功能發生了巨大變化[4,5]。如果我們想要清楚的理解和把握流域生態環境健的康狀況,最有效的辦法是具體評估該地區的生態資產價值[6]。

2 研究區概況

撫仙湖流域隸屬于云南省玉溪市,位于滇中盆地中心,距離省會城市昆明市約60km,地理位置為東經102°39′—103°00′、北緯24°13′—24°46′,地處長江流域和珠江流域的分水嶺地帶,為珠江流域西江水系,流域位于滇中湖群五大湖泊(撫仙湖、星云湖、杞麓湖、陽宗海和滇池)的中心部位，流域內氣候屬亞熱帶季風氣候。撫仙湖流域總面積為675.32km2,林業用地面積為178.10km2,占流域總面積的32.3%,森林覆蓋率為27.1%(不含灌木林地),活立木蓄積量為36.69萬m3,耕地面積170.85km2,草地面積81.49km2,湖面面積約為216.6km2,占總面積的32.2%[7]。撫仙湖南北長約31.4km、東西寬11.8km,湖岸線長達100.8km，平均水深約95.2m,湖泊容水量達216.2億m3[8],見圖1。

圖1 研究區位置

撫仙湖是云南省高原湖泊中蓄水量最大的湖泊,是我國戰略用水的儲存地。撫仙湖對維持周邊澄江縣、華寧縣、江川縣及昆明等地區的生態環境有著非常重要的意義[9]。2003年,撫仙湖水質從Ⅰ類水質下降為Ⅱ類水質,藍藻大面積爆發。2012年撫仙湖水位下降近2m,部分水域水質臨近Ⅱ類水質[6]。撫仙湖流域自1992—2014年以來旅游業、農業和工業(磷礦業)快速發展,城鎮建設用地逐年增長,加之撫仙湖流域內圍湖造田現象頻繁,湖泊面積正在逐年減少,人口數量快速上升,工業污染物排放量逐年增長，因此撫仙湖流域的自然環境遭到不同程度的破壞,環境承載壓力不斷上升[10]。

3 生態綠當量模式核算生態資產

3.1 生態綠當量模式

綠當量概念最初出現在生態補償能力研究中[11],有狹義和廣義之分,狹義的綠當量是某一生態系統補償單位污染物所需要的綠量。廣義的綠當量為最低滿足全部綠地功能所需要的最大綠量[12]。隨著人類社會的發展,森林生態系統不可避免地遭到人類的破壞。面對這種破壞,有學者提出利用其他類型的生態系統來補償遭受破壞的森林生態系統。因此,為制定科學、可計量的補償方案,需要對森林系統與其他生態系統的生態功能“當量”進行比較,從而提出生態綠當量概念。生態綠當量是草地、耕地、園地等生態系統的綠量相對于等量森林面積綠量的比率[13]。生態綠當量能度量不同生態系統的生態補償能力,通過綠量來表征單位面積地不同生態系統的生態服務能力。草地、耕地、湖泊等生態系統和森林系統服務的功能基本相同,只是在生態服務能力大小上存在差異。鄒志楊、黃天其[14]的研究表明，單位面積的森林、雙季稻田、草地的生態綠當量分別為1、0.48、0.4。于謙龍認為[15],耕地、草地、湖泊、林地等生態系統的生態資產價值相當于森林生態系統生態資產的一定比例,該比例可用綠當量來表示。

在生態資產核算中遇到難以直接計量的生態系統價值時,可采用服務功能相近的、有計量數據的另一項生態系統進行間接評估[3],一般以森林生態系統為參考。綠當量模式主要根據“生態服務功能相當于其生態服務價值”的原理,以森林生態系統作為參考標準,間接地核算出其他類型生態系統的價值。在采用生態綠當量模式對生態資產進行核算時,首先需要評估出各類生態系統的綠當量,即評估出各生態系統的服務功能值。其次核算出研究區單位面積森林系統的生態資產價值做參考標準,通過參考標準與其他生態系統的綠當量和面積之積求出研究區的其他生態系統的生態資產,再對各生態系統求和即為研究區域生態資產的總價值。

3.2 測算各生態系統的生態綠當量

指標選取及其量化:林地、草地、耕地、湖泊等生態系統生態服務功能的大小是不盡相同的。參考Costanza[16]、謝高地[17]等學者對生態系統服務功能類型和能力地的研究,邀請了15位研究撫仙湖流域自然生態學方面的專家、學者對撫仙湖流域內各類生態系統的服務功能進行評價打分,得到流域內各生態系統的生態服務功能分值,見表1。

核算各生態系統的綠當量:綠當量為某類生態系統的生態服務價值量與森林生態系統的生態服務價值量之比[13]。生態服務價值分值的大小取決于各生態系統對區域生態服務貢獻的大小,分值越大其貢獻的生態服務價值越大[18]。生態綠當量的計算公式為:

Xi=Fi/FL

(1)

式中,Xi為第i類生態系統的生態綠當量;Fi為第i類生態系統的生態服務總分值;FL為森林生態系統的生態服務總分值。

通過式(1)的計算，得到撫仙湖流域的耕地、草地、湖泊生態系統的綠當量分別為0.45、0.61、0.60。草地、耕地生態系統中的植被有著物候方面的變化,因此綠當量要乘一個相對于全年滿種的生長期系數0.67[14],得到撫仙湖流域耕地、草地、湖泊的最終綠當量分別為0.30、0.41、0.60。

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表1 撫仙湖流域生態系統服務功能評價

注:評價分值以10為極大; 7為較大;5為中;1為極小。

3.3 撫仙湖流域生態資產核算

生態資產主要由自然資源價值、生態系統服務價值及生態經濟產品價值三部分構成[3]。其中,自然資源價值和生態經濟產品價值這兩類生態資產價值已經納入國民生產總值中,本文在核算撫仙湖流域的生態資產桔值不再考慮自然資源價值和生態經濟產品價值,將撫仙湖流域劃分為森林、草地、耕地、湖泊4類生態系統,以森林生態系統的生態資產價值作為參考。根據生態綠當量的“當量”原理分別求出草地、耕地、湖泊的生態資產價值,4類生態系統的生態資產之和即為撫仙湖流域的生態資產價值。

撫仙湖流域森林生態資產核算:我國對森林生態系統的生態資產核算方面有比較深入的研究[19],有著科學可靠的模式和方法來核算森林生態系統的生態資產。森林生態系統的生態資產主要體現在涵養水源類、維持生物多樣性、凈化空氣類、保護土壤類及調節大氣類的價值。參考前人的有關研究,本文對森林生態系統的生態資產計算方法[20-24]見表2。

表2 撫仙湖流域森林生態資產核算公式

草地、耕地生態系統的生態資產核算:草地、耕地、湖泊生態系統的生態服務功能具有與森林生態系統相同的服務功能。綠當量核算其他類型生態系統的生態資產的方法為單位面積森林的生態資產價值與某類生態系統的綠當量面積之和的乘積。生態資產價值計算公式為:

Vi=V森林×Q綠當量×Si

(2)

式中,Vi表示i類生態系統的生態資產；V森林表示森林系統單位面積(m3)的生態資產價值；Q綠當量表示第i類生態系統地的綠當量；Si表示第i類生態系統的面積。

撫仙湖湖泊生態資產核算:撫仙湖的生態資產價值分為直接價值和間接價值。撫仙湖涵養水源的效益可以直接測量,撫仙湖湖泊蓄水量為206.2億m3。參照趙潤計算程海涵養水源價值的方法[25]，求出撫仙湖涵養水源價值為2138.154億元。撫仙湖的其他生態服務功能如維持大氣穩定、提供生物多樣性、水質凈化等生態價值難以直接量化,一般采用生態綠當量模式間接核算。

撫仙湖流域生態資產總額:撫仙湖流域生態資產總額為森林、草地、耕地、湖泊四類生態系統服務價值的總和,計算公式為:

(3)

式中,V總為撫仙湖流域生態資產總額,n等于4,Vi為各類生態系統服務價值。

4 結果與分析

4.1 流域1992—2014年生態資產

撫仙湖流域近20年來土地利用發生了巨大變化,土地覆蓋/利用變化直接影響著區域的生態資產價值[26]。結合撫仙湖流域生態環境動態監測項目的成果,包括各生態類型的地表覆蓋面積，再通過生態綠當量模式，本文核算了撫仙湖流域1992年、1996年、2001年、2006年、2014年的生態資產價值(表3)。

表3 1992—2014年撫仙湖流域生態資產(億元)

生態綠當量結合區域土地利用面積能快速核算區域生態資產價值,這些價值能真實客觀反映出區域年度的生態資產現狀和變化趨勢。采用綠當量模式核算出撫仙湖流域生態資產平均值為160.88億元,單位面積生態資產為2379.76萬元/km2,高于劉陽學者研究的撫仙湖流域生態資產75.79億元。撫仙湖流域的單位生態資產價值高于程海流域(1249.6萬元/km2),主要原因是選擇計算撫仙湖流域涵養水源類的方法不同。其他學者采用湖泊面積的尺度來衡量撫仙湖涵養水源類價值,本文把湖泊生態資產分為間接價值和直接價值,主要采用撫仙湖實際儲水量216億m3來計算其直接涵養水源的價值,用綠當量模式核算其間接價值,兩者結合更加真實客觀地反映出撫仙湖流域的生態價值。撫仙湖流域生態資產遠高于云南省單位生態系統的服務價值[27](123.65萬元/km2),高于新疆的生態資產(90.38萬元/km2)。湖泊的生態服務能力高于草地、耕地等生態系統,有湖泊生態系統的區域其生態資產明顯高于其他地區,湖泊生態系統為流域提供了大量生態資產,說明湖泊在維持生態穩定、生態安全方面起的作用更大。

4.2 生態資產構成比重分析

撫仙湖流域中湖泊的生態資產占整個流域總資產的90%,森林生態資產占流域內生態資產的7%。耕地生態資產占流域內總生態資產的2%,草地生態資產占流域總生態資產的1%(圖2)。

撫仙湖湖泊面積占流域總面積的32.3%,生態資產占90%,是流域內最大的生態系統,湖泊的生態服務功能占主導地位。撫仙湖流域內草地生態系統的生態資產最小,主要是因為流域內的地勢平坦,農業發展迅速,大量草地被人為地改造成耕地,從而減少了草地生態資產。撫仙湖流域耕地生態系統的面積占25%,但耕地生態資產價值僅占其總價值2%,原因在于耕地的生態服務能力相對較低,僅為森林的30%,耕地單位面積的生態資產為森林生態資產的30%,因此出現森林、耕地生態系統面積相近,生態資產卻相差較大的情況。撫仙湖流域的生態資產構成比重不均衡,湖泊生態資產的占比過大,一旦湖泊生態系統遭到破壞,流域內的其他生態系統沒有能力維持其區域生態系統的穩定。

圖2 撫仙湖流域各系統生態資產比重

4.3 生態資產變化趨勢分析

1992—2014年撫仙湖流域森林生態系統的生態資產逐年減少,減少量為3100萬元;草地生態資產有所增加,增加量為500萬元;耕地生態資產在1992—1996年有所增加,1996—2014年減少。從整體來看，撫仙湖流域的湖泊生態資產基本保持穩定狀態。1992—2014年撫仙湖流域總生態資產價值發生了劇烈變化，變化狀況見圖3。

圖3 1992—2010年撫仙湖流域生態資產變化狀況

生態資產的大小取決于區域內生態系統的服務功能的能力。從整體來看，撫仙湖流域生態資產總體呈下降趨勢。1992—1996年撫仙湖流域生態資產有所增加,主要是由于草地、耕地和湖泊生態系統的生態資產增加,1996年是撫仙湖流域生態環境狀況最優的一年。撫仙湖流域生態資產1996—2001年呈現直線下降的趨勢,1996年與2001年的生態資產相比減少了14993.05萬元,縮減率為0.93%,主要是因為在這個時間段內人類大量開發森林資源,森林面積減少,從而導致生態資產快速下降。隨著聯合國《千年生態系統評估》的影響,我國加大了對生態環境的保護,同時設立了撫仙湖保護管理局,制定了《云南省撫仙湖保護條例》,有效地保護了撫仙湖流域的自然生態環境,因此在2001—2014年期間撫仙湖流域生態資產未發生較大變化。

5 結論

生態綠當量模式是影子工程法的分支,在生態資產核算研究中遇到難以直接計量的某類生態系統環境價值時,可通過另一種計算方式相近的、能進行計量的生態系統進行間接評估。目前我國尚無統一的草地、耕地、湖泊等生態系統價值核算規范。由于流域內土地利用類型復雜多樣,難以對草地、耕地、湖泊等生態系統進行科學的計量,對于這類生態系統采用生態綠當量模式核算其生態資產,能真實、可計量地反應其生態狀況。采用生態綠當量模式核算流域的生態資產主要是根據“生態服務能力相當于其服務價值”的原理,以森林系統服務價值為基準,運用“當量”理論間接核算出其他生態類型的服務價值。生態綠當量模式核算的關鍵在于評估各類生態系統的綠當量和森林生態系統的生態資產價值。采用生態綠當量模式核算生態資產具有靈活、高效、可計量等優點,是區域生態資產核算的有效方法。

經過生態綠當量模式的核算，撫仙湖流域1992—2014年的生態資產呈現下降趨勢,主要是因為流域內人口的持續增加、水資源消耗的增加,農業的大力發展、采礦業(磷礦)的大量開發等因素,給撫仙湖流域的生態系統帶來了巨大的威脅。面對撫仙湖流域內的生態環境問題，有關部門要制定合理的法律法規來保護生態環境不受到破壞。我們認為，撫仙湖流域應當重點保護其湖泊的自然生態環境,嚴禁圍湖造田,減少農業化肥、農藥的使用量,消除對湖泊生態環境造成污染的工廠,重視湖泊生態安全,消除安全隱患,防范于未然。保護的核心在于湖泊,但不能忽略其他生態類型的保護。自然環境是由不同類型的生態系統構成的,某一類生態系統受到破壞都會影響到整體生態系統。科學規劃流域內的土地利用,增加森林面積,優化耕地,使流域生態資產構成比重均衡化,這樣才能提高生態系統的穩定性。

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ResearchonAccountingforEcologicalAssetsinFuxianLakeBasinBasedonGreenEquivalent

YANG Yan-lin1，3,WANG Jin-liang1，3,LI Shi-hua2，3，YANG Chao1,3
(1.College of Tourism and Geographical Sciences,Yunnan Normal University,Kunming 650500,China; 2.Yunnan Provincial Geomatics Center,Kunming 650034,China; 3.Yunnan Provincial Key Aboratory on Resources and Environment Remote Sensing of University,Kunming 650500，China)

Ecological assets was the amount of money represented ecosystems which provided the material basis and services for human social activities value,but actually calculating a regional ecological assets was to evaluate supported by the natural environment in the region of the human economic and social sustainable capacity.Based on the ecological assets of forest ecosystem and the theory of equivalent service value of function,ecological green equivalent could efficiently calculate the value of region ecological assets.In this paper,based on the ecological green equivalent mode to accounte the ecological assets value of Fuxian Lake Basin during the period of 1992-2014 year amount.The results showed that:①Fuxian Lake Basinin 1992,1996,2001,2006,2010,2014 year,the total assets respectively were:161.44billion yuan、162.02 billion yuan、160.56 billion yuan、160.49 billion yuan、160.52 billion yuan、160.45 billion yuan,and the ecological assets value decreased year by year.②Fuxian Lake provided ecological value of 90% in the total assets value,in maintaining environmental stability,the lake played an important role.

ecological assets;ecological assets accounting;green equivalent;Fuxian Lake Basin

10.3969/j.issn.1005-8141.2017.05.001

F062.2；X321

A

1005-8141(2017)05-0513-05

2017-03-21；

2017-04-14

國家自然科學基金項目(編號：41561048)；云南省中青年學術帶頭人培養項目(編號：2008PY056)；國家測繪地理信息局地理國情監測示范項目“撫仙湖流域生態環境動態監測”測國土函[2014]35號；云南省高校資源與環境遙感重點實驗室項目。

楊艷林(1993-)，男，云南省賓川人，碩士研究生，主要從事資源環境信息系統。

王金亮(1963-)，男，云南省武定人，博士，教授，博士生導師，主要從事資源環境遙感研究。