白龜山水庫生態系統服務功能價值評估

陳海生　李永占　林益江

摘 要：白龜山水庫是河南省平頂山市的主要水源?；谏鷳B服務價值原理和當地實際，對該水庫濕地生態系統生態價值進行了評估。結果表明：白龜山水庫的直接物質生產價值為17.757億元；水庫消落帶土壤和植被固碳釋氧總價值為1.424億元；該水庫在提供野生生物棲息地、維護生物多樣性等服務功能方面的年生態效益為0.221億元；調蓄洪水功能價值為6.177億元；水資源蓄積功能價值為3.551億元；凈化水質總價值為0.816億元；濕地生態系統在全部發揮效益后每年所產生的生態服務總價值也十分突出為29.946億元。除了供水功能以外，該水庫的調蓄洪水功能價值和水資源蓄積功能價值。

關鍵詞：白龜山水庫；濕地生態系統；價值評估

中圖分類號 X826 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）17-0123-02

白龜山水庫位于沙潁河上游沙河干流上，地理位置為東經112°50′～113°15′，北緯33°40′～33°50′。它是河南省平頂山市的主要水源，同時與上游昭平臺水庫共同構成沙潁河下游生態用水的保障水源，對保障沙潁河河流健康以至淮河干流健康具有重要意義。

平頂山為煤炭資源型城市，一大批煤化工、煤電力等污染型企業對城市環境產生了許多不良影響，如大氣污染、水污染、土地塌陷、生物多樣性下降等。白龜山水庫濕地生態系統不但具有美化環境、調節氣候、維持碳循環等生態功能，而且還有提供物種生境、減少洪水災害、水質凈化、休憩娛樂等多種服務功能。這些年來，由于人類活動對濕地的干擾越來越嚴重，濕地生態系統遭到空前的沖擊與破壞，其生態服務功能正在迅速衰退，直接影響了區域經濟的可持續發展。保護白龜山水庫濕地生態系統對保護平頂山的生態環境有著重要的作用[1]。而重新審視濕地生態系統服務功能并對其進行評價，是管理和保護濕地的重要途徑。本研究擬基于白龜山水庫的生態特征及其周圍區域的社會經濟特征，對水庫生態系統的各項指標進行計算評估，以確定白龜山水庫的生態補償標準，為建立該水庫庫區生態補償機制以及指導水資源的開發與保護提供理論依據。

1 水庫概況

白龜山水庫處于暖溫帶和北亞熱帶氣候交錯的邊緣地區，冷暖空氣交匯頻繁，四季分明，氣候溫和，雨量充沛，無霜期長，年總日照時數為1800～2200h，年平均氣溫在14.8～15.2℃，極端最低氣溫為-11.3℃，極端最高氣溫為38.1℃，無霜期214～231d，年降水量為1000mm左右。

白龜山水庫距源頭石人山116km，與上游51km處的昭平臺水庫組成梯級水庫，聯合控制沙河干流洪水，總控制流域面積2740km2，占所在的沙潁河流域面積的7%左右。盡管水庫修建初衷是控制沙潁河洪水，但其已成為平頂山市工業、城市生活用水的主要水源，并兼具灌溉、養殖以及保障下游生態需水的功能。

白龜山水庫總庫容9.22億m3，大壩為均質土壩，高程110.4m。根據設計，其正常蓄水位為103m，相應庫容3.02億m3；最低控制水位97.5m，相應庫容0.66億m3；汛限水位102m，相應庫容2.40億m3[2]。

2 濕地生態系統服務功能價值構成與主要評價方法

2.1 濕地生態系統服務功能的價值構成 濕地生態系統服務功能價值可以劃分為直接利用價值和間接利用價值。直接利用價值是指濕地生態系統直接滿足人們生產和消費的價值，主要是物質生產價值。間接利用價值是指濕地生態系統在向人們提供直接利用價值的同時間接產生的利益，主要是水調節價值、環境凈化功能和棲息地功能價值。

2.2 濕地生態系統服務功能評價方法 主要有市場價值法。如水庫里的水作工業用水和居民生活用水時，就按市場價值來確定其經濟價值。碳稅法。碳稅是各國制定的對溫室氣體排放稅收，特別是對二氧化碳排放的稅收。費用支出法。即從消費者角度來核算生態環境效益的價值。影子工程法。即當環境破壞后，用人工方法建造出一新工程來代替原先生態環境系統的功能，然后用建造新工程的費用來估算環境破壞造成經濟損失的一種計量方法[3]。

3 水庫生態系統服務功能價值評估

3.1 水庫生態系統直接物質生產價值

3.1.1 水產品價值 白龜山水庫水產品資源豐富，魚類種類多樣。該水庫里的魚通常稱為野生魚，在平頂山市場價一般是30元/kg。白龜山水庫每年的魚類總產量為10萬kg，因此可計算出該水庫水產品價值為300萬元，即0.030億元人民幣。

3.1.2 城市供水經濟效益 平頂山市區常年用水人口76.310萬人，年均供水量為12[×]108m3，萬元產值耗水量99m3。據吳社琴等的計算，白龜山水庫的單方水效益為1.477元/m3，整個水庫供水效益為17.727億元。實際上，這是1個保守的數字，因為白龜山水庫目前向城市供水量已經達到13[×]108m3。超過了設計供水量的6870萬m3。今后平頂山城市供水需要還會繼續增加[4]。

3.2 水庫消落帶土壤和植被固碳釋氧價值

3.2.1 水庫消落帶植被固碳釋氧價值 植物的光合作用過程是植物在光照作用下吸收二氧化碳合成碳水化合物并釋放出氧氣的過程。白龜山水庫東西長15.5km，南北寬4.2km，水庫消落帶面積為39.45km2。消落帶上所產生的植物干物質量為118.2[×]106kg。植物固定二氧化碳的價值，本文取中國造林成本與國際上通用的瑞典碳稅率150美元/t，平均值770元/t。植物釋放氧氣的價值按照工業制氧成本的平均值400元/t計算。得出白龜山水庫消落帶植被吸收固定二氧化碳和釋放氧氣所產生的價值為1.38294億元人民幣。

3.2.2 水庫消落帶濕地固碳價值 我國蒙新高原地區沼澤濕地固碳速率為41.460g/m2·a。白龜山水庫消落帶濕地的固碳速率也采用該值。中國造林成本250元/t。由此計算得出，白龜山水庫消落帶濕地土壤的固碳價值為4083810元。

3.3 提供生物棲息地方面的功能 濕地是各種鳥類和其他野生生物的棲息地，Costanza等[5]的研究表明，濕地在為野生生物提供棲息地這一服務功能的年生態效益為439美元/kg。白龜山水庫的濕地總面積為7790hm2，以2018年美元對人民幣匯率6.45計算，得出白龜山水庫在提供野生生物棲息地、維護生物多樣性等服務功能方面的年生態效益為0.221億元人民幣。

3.4 調蓄洪水價值 調蓄洪水功能價值利用替代工程法進行計算，即是水庫的調蓄洪水能力，也就是防洪庫容，與單位貯水價值的乘積。水庫蓄水成本本文取0.670元/m3。白龜山水庫總庫容9.22[0×]108m3，由此得出白龜山水庫的調蓄洪水功能價值為6.177億元。這與趙國真等的研究結果相一致[6]。

3.5 水資源蓄積價值 水資源蓄積價值是單位貯水價值與水庫蓄水量的乘積[7]。單位貯水價值本文取值為0.670元/m3。白龜山水庫最高蓄水量可達6[×]108m3。蓄水量比較低的年份如2014年，蓄水量只有0.5×108m3。2018年是豐水年，蓄水量為5.3×108m3。單位貯水量價值本文同樣取值0.670元/m3。因此可計算出白龜山水庫的水資源蓄積功能價值為3.551[億]元。

3.6 水質凈化價值 白龜山水庫濕地總面積為7790hm2。根據單位面積濕地平均氮去除量為3.98t/hm2，平均磷去除量為1.860t/hm2，根據生活污水單位質量污染物處理成本總氮1.500元/kg和總磷2.500元/kg，由此可以計算出，白龜山水庫凈化水質功能中凈化氮的價值為0.465億元，凈化磷的價值為0.351億元。白龜山水庫凈化水質總價值為0.816億元[8，9]。

4 小結與討論

（1）白龜山水庫直接的物質生產價值是17.757億元。水庫消落帶土壤和植被固碳釋氧總價值為1.424億元。該水庫在提供野生生物棲息地、維護生物多樣性等服務功能方面的年生態效益為0.221億元。水庫的調蓄洪水功能價值為6.177億元。水庫的水資源蓄積功能價值為3.551億元。水庫凈化水質總價值為0.816億元。該水庫濕地生態系統在全部發揮效益后每年所產生的生態服務總價值為29.946億元人民幣。除了該水庫的供水功能以外，水庫的調蓄洪水功能價值和水資源蓄積功能價值也十分突出。

（2）本文根據白龜山水庫濕地生態系統的生態過程，應用生態經濟學的理論和方法，首次評估了平頂山白龜山水庫濕地生態系統服務功能價值，明確了該濕地資源的經濟效益和生態效益，以及濕地資源對周圍區域的經濟價值和生態價值。這對今后白龜山水庫濕地資源的保護和管理，以及對該區域的生態經濟可持續發展具有重要意義。

參考文獻

[1]魯迪，錢宏勝，廖秉華，等.白龜山水庫濕地生態系統草本植物多樣性空間變化規律探究[J].河南科學，2014，32（12）：2496-2501.

[2]徐 源，王紅萍，劉永強，等.白龜山水庫水資源特征及其安全影響因素[J].水力發電，2017，43（10）：14-18.

[3]李文華，張彪，謝高地.生態系統服務功能價值評估的理論、方法與應用[M].北京：中國人民大學出版社，2008.

[4]吳社琴，張得水，劉永強，等.白龜山水庫城市供水經濟效益分析[J].水利經濟，2003，21（5）：54-56.

[5]Costanza R，D Arge R，Groot R，et al.The value of the worlds ecosystem services and natural capital[J].Nature，1997，387（15）：253-260.

[6]趙國真，曹新愛.白龜山水庫防洪效益分析[J].水利建設與管理，2008（2）：63-66，62.

[7]李景保，劉春平，王克林，等.湖南省大型水庫服務功能的經濟價值評估[J].水土保持學報，2005，19（2）：163-166.

[8]陳志平.梁子湖濕地保護區林地生態系統服務功能價值評估[J].鄂州大學學報，2009，16（2）：44-46，56.

[9]姚寧.大頂子山水庫庫區生態系統服務功能價值評估[D].哈爾濱：黑龍江大學，2016.

（責編：張宏民）