基于山水林田湖草項目的荒漠綠洲生態系統服務評價研究

馬鋼 潘玲 馬增輝

摘 要：以喀什市為研究區，使用千年生態系統評估（MA）方法，從生態系統供給服務、調節服務、支持服務、文旅服務等4個生態服務功能方面開展了基于山水林田湖草項目的荒漠綠洲生態系統服務評價研究。結合山水林田湖草項目實施方案，將工程項目實施的生態效益價值量化，對比工程項目投資，評價項目實施方案的科學合理性。結果表明：（1）喀什市各生態系統單位面積生態服務價值，水域>濕地-草地>闊葉喬木-灌木林地>綠洲農田>荒漠-戈壁;（2）喀什市各生態系統生態服務價值總量，水域>濕地-草地>綠洲農田>闊葉喬木-灌木林地>荒漠-戈壁;（3）喀什市各生態系統中，綠洲農田主要提供供給服務，水域主要提供調節服務，濕地-草地主要提供支持服務和文旅服務;（4）《喀什地區山水林田湖草生態保護修復工程項目實施方案》規劃的喀什市工程項目科學合理，工程項目的實施能使喀什市荒漠綠洲生態系統更好地發揮生態服務功能，為當地提供更多的生態產品。

關鍵詞：山水林田湖草項目;荒漠綠洲生態系統;生態服務評價

中圖分類號 X37文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）05-0126-06

Abstract： Taking Kashgar as the research area， using the Millennium Ecosystem Assessment （MA） methodology to carry out research on the evaluation of desert oasis ecosystem services from four aspects： ecosystem supply services， regulation services， support services， and cultural and travel services based on mountains， waters， forests， fields， lakes and grasses project. Combine the project implementation plan to quantify the ecological benefit value of the project implementation. Compare the project investment and evaluate the scientific rationality of the project implementation plan. The results showed that： （1） ecological service value per unit area of each ecosystem in Kashgar， water area>wetland-grassland>broad-leaved trees-shrubland>oasis farmland>desert-Gobi; （2） the total ecological service value of each ecosystem in Kashgar， water area>wetland-grassland>oasis farmland>broad-leaved trees-shrubland>desert-Gobi; （3） among the ecosystems of Kashgar City， oasis farmland mainly provides supply services， water areas mainly provide regulation services， and wetland-grassland mainly provides support services and cultural tourism services; （4） the Kashgar city engineering project planned in the “Implementation Plan for the Ecological Protection and Restoration Project of Mountains， Waters， Forests， Fields， Lakes and Grasses in Kashgar” is scientific and reasonable， and the implementation of the project can enable the desert oasis ecosystem of Kashgar to better perform its ecological service functions and provide more ecological products for the local area.

Key words： Mountain， water， forest， field， lake and grass project; Desert oasis ecosystem; Ecological service evaluation

生態系統服務價值評估是基于生態學原理、經濟學方法、社會學方法以及基礎數據，對生態系統服務以貨幣價值評估，同時價值評估中需要嚴格遵循市場價值理論，以提高價值評估的真實性，有利于生態補償政策推進[1]。在生態系統服務價值評估中，能夠將生態系統中創造的產品、環境資源、生態服務等內容以經濟效益的形式量化體現，不僅能夠直接表現生態系統的社會價值，也能夠體現某個經濟發展階段人們生活方式和精神需求。目前，基于山水林田湖草項目的生態系統服務評價方面的研究報道尚顯欠缺。經檢索文獻，僅見鄧富玲等結合國內外相關研究，參考現有生態保護修復評價指標體系，提出了一種基于多類型多粒度非均衡語言變量模糊群決策的指標體系構建與評估方法，并以陜西省銅川市耀州區沮河上游生態保護修復項目為例，驗證了方法的有效性[2]。郎需利和曹波采用生態系統服務功能綜合性評價法對山水林田湖生態保護修復分區方案進行研究，采用疊加分析獲得生態系統服務功能綜合性評價[3]。李曉陽等從整體性、系統性角度提出了包含山水林田湖草6個子系統的河流健康評價體系及具體評價指標，形成了基于山水林田湖草共同體系統的河流健康研究思路，為推進山水林田湖草的系統研究提供了參考[4]。本研究區一級生態系統類型是典型的荒漠綠洲生態系統類型，降水稀少、蒸發強烈、極端干旱、植物群落稀疏[5]。二級生態系統類型主要包括綠洲農田生態系統、闊葉喬木-灌木林地生態系統、濕地-草地生態系統、荒漠-戈壁生態系統、水域生態系統。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況 本研究區為喀什市，位于新疆維吾爾自治區西南部，塔里木盆地西部，帕米爾高原東北麓，克孜勒河中游。介于東經73°20′～79°57′，北緯35°20′～40°18′之間。東臨塔克拉瑪干沙漠，南依喀喇昆侖山與西藏阿里地區，西靠帕米爾高原，是中國最西部的邊陲城市，是喀什地區政治、經濟、文化中心。喀什市地形北高南低，海拔最高1502m，最低1264m，平均海拔高度1289.5m，屬喀什噶爾河流域沖積平原。屬暖溫帶大陸性干旱氣候，四季分明，夏無酷熱，冬無嚴寒，夏長冬短，日照時間長，降水少。多年平均氣溫11.7℃，最高為1956年13.1℃，最低為1974年10.5℃。年平均降水量為61.5mm，最多為1974年，達146.2mm，最少為1979年，僅17.3mm。2018年，全年日照時數2584.3h，降水133.7mm，浮塵日數37d，無霜期251d[6]。

1.2 數據來源

1.2.1 野外調查和入戶走訪 2019—2020年，課題組依據陜西地建土地勘測規劃設計院有限責任公司新疆分公司編制完成的《喀什地區山水林田湖草生態保護修復工程項目實施方案》，對項目擬實施區域進行了詳盡的野外調查，包括喀什市城東中水回用及生態林營造工程、吐曼河生態景觀提升工程、恰克瑪克河（314國道-阿瓦提渠）基干防護林建設工程、綜合保稅區外圍綠化工程、克孜河綜合治理工程等。同時多次隨機走訪了各項目實施區域周邊居民，獲得了中肯的項目實施建議和課題研究所需的第一手資料。

1.2.2 征求意見和調閱資料 為結合當地實際情況，保證項目實施的社會效益、經濟效益以及生態效益，課題組多次由喀什地區自然資源局協助召集喀什市農業、林業、草業、畜牧、水利、旅游、發改、財政、環保等部門進行座談討論征求意見，并調閱各部門關鍵基礎資料進行有效信息提取工作。

2 研究方法

2.1 技術路線 本研究以《喀什地區山水林田湖草生態保護修復工程項目實施方案》規劃的工程項目為基礎，分別對工程項目實施前后生態系統服務功能進行評估，以期較為科學的預評估在當地實施山水林田湖草生態保護修復工程項目的實施成效。本研究采取的技術路線，如圖1所示。

2.2 指標選取 由于荒漠綠洲生態系統自身生產力較低，自然環境條件較為單一，學者對荒漠生態系統服務功能評價研究較少，基于山水林田湖草項目的荒漠綠洲生態系統服務評價研究鮮有報道。經查閱文獻，咨詢專家，本研究采用千年生態系統評估（MA）方法，從生態系統供給服務、調節服務、支持服務、文旅服務4個方面功能對喀什市綠洲農田生態系統、闊葉喬木-灌木林地生態系統、濕地-草地生態系統、荒漠-戈壁生態系統、水域生態系統生態服務價值進行評估。其中，供給服務價值包括食物生產價值、原料生產價值、水資源供給價值，調節服務價值包括氣體調節價值、氣候調節價值、環境凈化價值、水文調節價值，支持服務價值包括土壤保持價值、養分維持價值、生物多樣性保護價值，文旅服務價值主要為美學景觀價值[7-9]。

2.3 指標計算

2.3.1 標準單位面積生態系統服務價值當量因子 標準單位面積生態系統服務價值當量因子是指在研究區平均產量水平上，1hm2農田年自然糧食產量的經濟價值[10]。以此為標準參照，結合已有研究可以確定其他類型生態系統服務價值當量。由于大尺度農田自然糧食產量的獲得是不現實的，因此有學者將農田生態系統單位面積糧食生產凈利潤作為標準單位生態系統服務價值當量因子，并賦值為1，其他類型生態系統服務價值當量通過專家經驗及相關文獻賦值，獲得表征和量化[11]。研究區標準單位面積生態系統服務價值當量因子使用以下公式計算：

式中，D表示研究區當年標準單位面積生態系統服務價值當量因子（元/hm2），Sr、Sw和Sc分別表示當年水稻、小麥和玉米3種主要糧食作物播種面積占3種主要糧食作物播種總面積的百分比（%），Fr、Fw和Fc分別表示當年水稻、小麥和玉米的單位面積平均凈利潤（元/hm2）。

2.3.2 單位面積生態系統服務價值基礎當量 研究區主要有綠洲農田、闊葉喬木-灌木林地、濕地-草地、荒漠-戈壁以及水域5種生態系統類型，故將謝高地等學者報道的中國主要陸地生態系統單位面積服務價值基礎當量表進行調整，獲得本研究所需的單位面積生態系統服務價值基礎當量表（見表1）。

2.3.3 研究區單位面積生態系統服務價值當量調節 不同區域不同生態系統因光、熱、水等生態因子的不同，在研究區域生態系統服務價值時，應考慮當地生態系統限制性生態因子的影響。本研究區在喀什市，屬于荒漠綠洲生態系統，多年平均降水量低，降水成為該生態系統主要限制性生態因子。降水量少對荒漠綠洲植被凈初級生產力（NPP）產生影響，對區域內陸生生態系統NPP影響更為明顯。有研究表明：生態系統供給服務中食物生產、原料生產，調節服務中氣體調節、氣候調節、環境凈化，支持服務中養分維持、生物多樣性保護，文旅服務美學景觀功能均與NPP正相關;供給服務中水資源供給，調節服務中水文調節，支持服務中土壤保持均與降水量正相關[12-14]。因此，需依據NPP調節因子和降水調節因子，將表1進行調節，使其適用于本研究區。

3 結果與分析

3.1 研究區各生態系統單位面積服務價值當量 根據有關文獻報道，中國農田單位面積平均NPP為412gC/（m2·a），落葉闊葉林單位面積平均NPP為500gC/（m2·a），草地單位面積平均NPP為186.39gC/（m2·a），荒漠單位面積平均NPP50.22gC/（m2·a），水域單位面積平均NPP 148.23gC/（m2·a）[15-21]。參考有關研究，研究區綠洲農田單位面積平均NPP為415gC/（m2·a），闊葉喬木-灌木林地單位面積平均NPP為219.14gC/（m2·a），濕地-草地單位面積平均NPP為144.05gC/（m2·a），荒漠-戈壁單位面積平均NPP為4.69gC/（m2·a），水域單位面積平均NPP為144.05gC/（m2·a）[22-27]。根據公式（4）計算，得到研究區綠洲農田、闊葉喬木-灌木林地、濕地-草地、荒漠-戈壁、水域NPP調節系數分別為1.01、0.44、0.77、0.09、0.97。由于研究區面積小，所有生態系統類型使用同一個降水調節系數。喀什市2018年降水量133.7mm，中國多年平均降水量628mm，使用公式（5）計算，得到研究區降水調節系數為0.21。研究區單位面積各生態系統服務價值當量見表2。

3.2 研究區標準單位面積生態系統服務價值當量 根據喀什地區2019年統計年鑒，喀什市2018年種植糧食作物為水稻、小麥、玉米，種植面積分別為900hm2、10388hm2、6570hm2，分別占糧食作物種植總面積的5.04%、58.17%、36.79%，總產量分別為7615t、64664t、46123t，產量分別為8.46t/hm2、6.23t/hm2、7.02t/hm2。2018年國家規定糧食最低收購價為粳稻3.2元/kg，小麥2.38元/kg，玉米1.74元/kg。經走訪調查農戶，喀什市水稻、小麥、玉米種植成本分別約為12300元/hm2、8250元/hm2、7050元/hm2。通過公式（1），計算出研究區標準單位面積生態系統服務價值當量（D）為6465元/hm2。

3.3 研究區單位面積各生態系統服務價值 將研究區標準單位面積生態系統服務價值當量（D）代入表2，得到研究區各生態系統單位面積服務價值（見表3）。由表3可知，本研究區單位面積各生態系統服務價值最大的是水域生態系統，達到240059元/hm2，最小的為荒漠-戈壁生態系統，僅為919元/hm2，最大價值約為最小價值的261倍。單位面積濕地-草地生態系統服務價值為153496元/hm2，明顯高于闊葉喬木-灌木林地的44694元/hm2以及綠洲農田的19357元/hm2。研究區降水量少，降水量嚴重制約著各生態系統的NPP水平，尤其是對干旱生態系統的制約效應更為明顯。因此，單位面積的綠洲農田、闊葉喬木-灌木林地、荒漠-戈壁生態系統服務價值較小。而濕地-草地和水域生態系統中水不是限制性生態因子，同時研究區光、熱條件較好，所以受降水的影響不大，單位面積生態系統的服務價值較高。研究結果與研究區實際情況較為符合。

從表3還可以看出，研究區單位面積綠洲農田生態系統服務價值在食物生產和氣體調節2個方面較大。闊葉喬木-灌木林地生態系統服務價值主要體現在氣候調節方面。濕地-草地生態系統各方面服務價值相對其他生態系統更為均衡，在水文調節和生物多樣性保護2個方面價值最大。水域生態系統在環境凈化和水文調節2個方面服務價值巨大，其最突出貢獻為水文調節功能。荒漠-戈壁生態系統在水文調節和水土保持方面有一定服務價值，但整體服務價值不高。研究表明，各生態系統類型提供的主要生態服務不同，在編制生態保護修復工程項目規劃時，必須綜合考慮山、水、林、田、湖、草各生態系統的合理配合，并結合實際情況科學調整土地資源利用方式，才能使新建生態系統健康發揮穩定而全面的生態服務功能。

3.4 研究區各生態系統服務價值總量 根據喀什地區2019年統計年鑒，2018年喀什市綠洲農田面積為28473hm2，闊葉喬木-灌木林地面積5500hm2，濕地-草地面積5667hm2，荒漠-戈壁面積34207hm2，水域面積573hm2。《喀什地區山水林田湖草生態保護修復工程項目實施方案》規劃通過將生態用水納入喀什地區水資源配給規劃以及在葉爾羌河上游葉城縣柯克亞鄉莫莫克水庫下游建設水源涵養區2個核心舉措解決工程項目生態用水問題，在不影響原有配水制度的情況下，在項目區即研究區內實施有關工程項目概況如表4所示。

由表4可計算出研究區生態保護修復工程項目實施前后各生態系統總服務價值，其結果見表5。由表5可知，研究區喀什市荒漠綠洲各生態系統中，供給服務主要依靠綠洲農田生態系統，調節服務主要依靠水域生態系統，支持服務和文旅服務主要依靠濕地-草地生態系統。工程項目實施前，研究區綠洲農田生態系統、闊葉喬木-灌木林地生態系統、濕地-草地生態系統、荒漠-戈壁生態系統、水域生態系統服務價值分別為55115.42萬元/a、24581.61萬元/a、86981.02萬元/a、3144.70萬元/a、137473.80萬元/a;工程項目實施后，研究區各生態系統服務價值分別為55115.42萬元/a、38257.93萬元/a、81762.15萬元/a、2740.81萬元/a、177643.68萬元/a。工程項目實施前，研究區荒漠綠洲生態系統總服務價值為307296.55萬元/a;工程項目實施后，總服務價值為355519.99萬元/a，工程項目的實施可使研究區荒漠綠洲生態系統總服務價值增加48223.44萬元/a。按照項目規劃總投資16億元計算，項目實施完成后約3年，新建荒漠綠洲生態系統為當地累計帶來的新增生態服務價值即可彌補投資成本。

4 結論與討論

喀什市地處“新疆塔里木盆地外緣荒漠綠洲生態脆弱重點區域”[28-30]，在喀什市開展山水林田湖草生態保護及修復工作符合國家生態安全格局總體部署，能夠發揮保障中華民族永續發展的重要作用，對于區域社會穩定及長治久安具有突出而重要的意義。

（1）本研究使用價值量法對喀什市荒漠綠洲生態系統生態服務功能進行了評價研究，并將研究結果應用于分析《喀什地區山水林田湖草生態保護修復工程項目實施方案》的科學合理性。結果表明，按照《喀什地區山水林田湖草生態保護修復工程項目實施方案》規劃的工程項目實施，能使喀什市荒漠綠洲生態系統更好地發揮生態服務功能，為喀什市提供更多的生態服務產品。

（2）本研究結果不僅可作為實施山水林田湖草生態保護修復工程項目的決策參考，也可作為山水林田湖草生態保護修復工程項目實施后的成效評估參考。

（3）本研究中所使用的生態服務指標以及過程參數多來源于相關學者已有的研究，部分數據來源于網絡查找和現場調研，未查詢到確鑿的數據來源，可能會對研究結果產生一定的影響。

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（責編：張宏民）