地理國情成果用于生態系統服務價值研究

何永建，孔維江

（1.寧夏回族自治區自然資源信息中心，寧夏 銀川 750002；2.長安大學地質工程與測繪學院，陜西 西安 710054）

生態環境建設是我國實現可持續發展的戰略決策，而有效實施生態環境建設，則先要了解區域生態系統現狀，并在此基礎之上科學地評價區域生態環境質量[2]。本文根據各鄉鎮生態用地的數量及空間分布特征，統計各鄉鎮生態系統的4 種服務價值（供給、調節、支持、文化），研究各類生態系統服務的地域分異特征，可為縣域資源開發利用、制定社會經濟可持續發展、城鄉規劃以及生態環境保護對策等提供重要參考依據。

全國地理國情監測工作正在全面開展，地理國情成果數據已在許多重大經濟建設項目中發揮作用。本文以寧夏石嘴山市大武口區為例，依據地理國情普查的成果數據，從生態系統服務價值的角度，對寧夏大武口區生態環境價值做出了全面、系統、準確的評價，為全面把握生態用地現狀和生態系統四類服務價值提供了可參考的重要依據，同時對指導區域土地可持續利用和區域社會的經濟發展都具有重大意義。

1 研究方法

當量因子法可以很好地評估所在地區的生態系統服務價值，即在區分不同種類生態系統服務功能的基礎上，基于可量化的標準來構建不同類型生態系統各類服務功能的價值當量[1]，然后參考生態系統的分布面積和標準當量因子的價值量進行評估[3]。這就要解決兩個問題，首先是確定標準單位生態系統服務價值當量因子的價值量（簡稱標準當量）；其次是獲得不同類型生態系統單位面積上的各類服務功能的年均價值當量（簡稱基礎當量），這是對生態系統服務功能價值評估的前提條件。本文研究采用謝高地等提出的當量因子表，反映的是全國生態系統服務功能的平均水平，基本能夠客觀評估和分析中國土地利用及其生態系統服務價值，以期為中國土地生態保護和管理提供更科學的參考。

1.1 標準單位生態系統服務價值當量因子的價值量

1 個標準當量是指某地區1 hm2平均產量的農田每年自然糧食產量的經濟價值，以此當量為參照可以確定其他生態系統服務的當量因子，其作用是量化不同類型生態系統對生態服務功能的潛在貢獻能力[1]。本文采用謝高地等[1]的處理方法，將單位面積農田生態系統糧食生產的凈利潤作為1 個標準當量因子的生態。農田生態系統的糧食產量價值主要依據當年稻谷、小麥和玉米三大糧食主產物計算[1]。其計算公式如下：

式中，D表示1 個標準當量因子的生態系統服務價值量（元/hm2）；Sr、Sw和Sc分別表示稻谷、小麥和玉米的播種面積占3 種作物播種總面積的百分比（%）；Fr、Fw和Fc分別表示稻谷、小麥和玉米的單位面積平均凈利潤（元/ hm2）[1]。

1.2 單位面積生態系統服務功能價值當量

根據千年生態系統評估的方法，將生態系統服務分為供給服務、調節服務、支持服務和文化服務四大類，并進一步細分為食物生產、原料生產、水資源供給、氣體調節、氣候調節、凈化環境、水文調節、土壤保持、維持養分循環、生物多樣性和美學景觀等11 種服務功能[1]。本文采用謝高地等[1]的研究結果，將生態系統確定為6 個一級地類，并進一步細分為12 個二級地類，得到單位面積上的不同生態系統的不同服務功能的價值當量。

農田生態系統包含的水田和旱地，主要服務價值是食物生產和氣體調節，其中水田會消耗更多的水資源，不利于土壤保持，但在水文調節和氣體調節方面有更好的價值[4]；而旱地在原料生產和土壤保持上有自身的優勢。森林生態系統包含的灌木林和喬木林，而喬木林又具體分為闊葉林、針葉林和針闊混交林，它們的服務功能非常類似，主要是原料生產、土壤保持、生物多樣性維護和調節服務功能，且三種喬木林的各項服務價值均高于灌木林。草地生態系統包括高、中、低覆蓋度草地，它們的服務功能基本一致，主要功能是調節服務、土壤保持以及生物多樣性維護等。荒漠生態系統相比于其他生態系統，各項服務功能的價值當量都較低，而水系和濕地生態系統的功能類似，主要為水資源供給、各類調節功能和生物多樣性維護，還具有很好的美學價值。

1.3 生態系統服務價值分析

生態系統按類可分為農田系統、森林系統、草地系統、荒漠系統、水域系統和濕地系統等6 個生態系統，共12 個二級地類。生態系統按服務功能又可分為供給服務、調節服務、支持服務、文化服務等4 個方面，進一步細分為11 種服務功能。在已獲得12 個二級地類的11 種服務功能的當量因子表、標準當量值和各項生態用地面積后，可以計算出各鄉鎮的各類生態服務功能的價值量，計算公式如下：

式中，Wmn表示第m個鄉鎮的第n種服務功能的價值；Si表示某鄉鎮第i種生態用地的面積；Bi表示該類生態用地的基礎當量；D表示標準當量。

1.3.1 生態系統供給服務價值分析

生態系統供給服務主要包括食物生產、原料生產和水資源供給，其中食物生產服務是把太陽能轉化為人類能夠食用的動植物產品的能力；原料生產是把太陽能轉化為成人類能夠用作建筑物或其他用途；水資源供給是指由各生態系統提供的、為居民生活、農業（灌溉）、工業過程等使用的水資源[1]。

1.3.2 生態系統調節服務價值分析

生態系統調節服務主要包括氣候調節功能、氣體調節功能、凈化環境功能和水文調節功能，其中氣體調節功能是指生態系統為了維持大氣化學組分平衡，吸收氟化物、氮氧化物和SO2的功能。氣候調節功能是指生態系統對區域氣候的影響，比如降低氣溫、增加降水；水文調節功能是指生態系統截留、吸收和貯存降水，調蓄洪水、調節徑流，降低旱澇災害；凈化環境功能是指植被和生物去除和降解多余養分和化合物，滯留灰塵、除污等，包括凈化空氣和水質等[1]。

當然，上面的論述并非是要完全否認理論對于實際教學工作的指導意義或促進作用，恰恰相反，即使是小學數學教師也應自覺地堅持理論學習，因為，理論最重要的作用就是有助于大家更深入地理解自己的工作，這也正是為什么可以將教學看成一種真正的專業性工作的主要原因．這也就如舒爾曼所指出的：“將某項職業稱為專業，意味著它在學術上具有廣泛的知識解釋基礎……專業實踐的變化的原因不僅僅來自于實踐規則、環境或政策的變化，也來自于學術研究中知識的增長、批判和發展所導致的新理解、新觀點或理解世界的新方式．”[5]

1.3.3 生態系統支持服務價值分析

生態系統支持服務主要包括土壤保持、維持生物多樣性以及維持養分循環的功能，其中土壤保持功能是指生態系統在有機質積累及植被根物質和生物在土壤保持中的作用, 可以促進養分循環和累積[5]。維持養分循環功能是指生態系統對N、P 等元素與養分的內部循環、儲存、處理和獲取，維持生物多樣性是指生態系統可以保證野生動物、植物基因的遺傳和進化，同時又是野生動植物的棲息地。

1.3.4 生態系統文化服務價值分析

生態系統文化服務主要是提供美學景觀服務功能，是指生態系統是具有娛樂用途、文化和藝術價值的景觀[6]。

2 大武口區生態系統服務價值分析

以寧夏石嘴山市大武口區為例，基于當量因子法，利用石嘴山市地理國情普查數據成果，結合調查統計資料，對大武口區農用地利用情況從供給服務、調節服務和支持服務3 個方面進行了單位面積的生態系統服務價值當量計算。

通過對大武口區生態用地現狀和生態系統四類服務價值的分析，可以發現以下規律：

1）大武口區各鄉鎮之間的各類生態系統服務價值量分布極不均衡，差異巨大。大武口各類生態系統服務價值量的平均數/中位數統計狀況見圖1。

圖1 大武口各類生態系統服務價值的平均值/中位數比值

2）大武口區各鄉鎮的生態系統服務價值量分布極不均衡。

圖2 表明大武口區各鄉鎮的各項生態系統服務價值量數值較大的鄉鎮數量較少，而價值量較小的鄉鎮數量較多，且數值相差懸殊。

圖2 大武口區各鄉鎮生態系統服務價值總量

生態系統服務價值量受生態用地面積的影響巨大，無論是哪一種生態系統服務價值，總量最大的前五位總是石炭井街道、白芨溝街道、長勝街道、星海鎮和溝口街道，中間四位總是長興街道、朝陽街道、人民路街道和前進農場，而最后四位總是青山街道、長城街道、錦林街道和簡泉農莊，它們的位序只在小范圍內微調，且第一位總是石炭井街道，最后兩位總是錦林街道和簡泉農莊。各鄉鎮生態系統服務價值總量見圖2，可以發現總量分布和各類生態系統服務價值分布基本一致。

3）大武口區生態系統服務價值是以調節服務為主，而調節服務價值又是以水文調節服務為主。

大武口區11 項生態系統服務價值量的總和為103 901.02 萬元，生態用地（潛在）價值巨大。大武口區4 類生態系統服務功能的價值量占總量的百分比狀況和11 項生態系統服務價值量占總量的百分比狀況見圖3。

從圖3 的左圖可以看出，調節服務價值量占服務價值總量的67.55%，超過一半，故大武口區4 類生態系統服務功能是以調節服務為主。按圖3 右圖的11 項生態用地服務統計時，則最大值是水文調節服務價值，占總價值的32.08%，占調節服務價值的47.49%，換近一半；其次是氣候調節服務價值，占總價值的19.95%；再次是維持生物多樣性服務價值和土壤保持服務價值，分別占10.50%和9.40%；這四項服務價值之和占總量的71.53%，可以認為大武口區生態系統的主要服務價值是水文調節功能、氣候調節功能、生物多樣性維持功能和土壤保持功能。

圖3 大武口區生態系統服務價值構成

通過對大武口區生態用地現狀的分析可以發現，大武口區的生態用地面積以草地和森林為主，且各類生態用地面積呈現出明顯的地域分異特征；各鄉鎮之間的各類生態系統服務價值量分布極不均衡，且最大值和最小值之間相差數百倍；由于各鄉鎮的生態用地面積差異較大，故各鄉鎮的生態系統服務價值總量分布極不均衡，總體呈現出行政區域面積越大，生態用地面積就越大，生態系統的服務價值也就越大的特征；而生態系統服務價值以調節服務為主，占總價值的67.55%，而調節服務價值又以水文調節服務為主，占調節服務價值的47.49%，且占總價值的比例達到32.08%。

3 結 語

第一次全國地理國情普查已結束，基礎性地理國情監測工作也已全面開展，地理國情成果數據以其數據客觀、精確高,得到了社會各界的普遍認可[7]。利用地理國情數據，結合統計數據，開展生態系統服務價值分析是可行的。本文以寧夏大武口區為例，進行的生態供給、調解、支持、文化4 類服務分析，以及對大武口區生態系統四類服務價值的分析，全面掌握了四類服務功能的價值，可以作為生態功能區劃、生態環境保護、環境經濟核算和生態補償決策的重要依據和基礎[1]。