西湖風景區茶園生態系統服務價值研究

高欣蕓 張笛 王麗嫻 胡廣 劉立明

摘要：西湖風景區茶園草木蔥蘢，風光旖旎，具有多種重要的生態系統服務功能。文章基于生態經濟學原理，結合衛星遙感數據、現場調查和統計資料，使用替代工程法、影子價格法、市場價值法等生態系統服務價值評價方法，對其生態系統服務的經濟價值進行貨幣化評估測算。結果顯示，西湖風景區茶園生態系統服務總價值為每年70 402萬元，其中供給服務價值為36 720萬元，文化服務價值為24 700萬元，調節服務價值為8 982萬元。所評價的10項服務指標貢獻排序為：茶葉生產﹥休閑游憩﹥保持土壤肥力﹥固土﹥涵養水源﹥固碳﹥釋氧﹥植物營養積累﹥滯塵﹥吸收污染物。經濟數字直觀地反映了茶園生態系統創造的綜合價值及產業體系中顯著的附屬性消費價值，一方面可作為研判茶園生態環境的重要指標，另一方面有利于茶園生態系統的維育，為西湖風景區茶園未來的可持續建設與管理提供方向。

關鍵詞：生態茶園;觀光茶園;生態系統服務;價值評估;杭州

Evaluation of the Ecosystem Services of Tea

Gardens in West Lake Scenic Area of Hangzhou

GAO Xinyun1，2， ZHANG Di1， WANG Lixian1， HU Guang1， LIU Liming1*

1. School of Civil Engineering and Architecture， Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou 310018， China;

2. School of Civil Engineering and Architecture， Zhejiang University， Hangzhou 310012， China

Abstract： Tea plantation gardens in the Hangzhou West Lake Scenic Area of Hangzhou provide a wide variety of

ecosystem services. Based on the dataset integrating the remote sensing data， field data and statistics data， we evaluated

and monetized the economic value of tea plantation ecosystem services were evaluated and monetized using ecological

economics methods， which involved including alternative engineering method， shadow price assessment and market

value method. The results show that the total ecosystem services value of tea plantation gardens in the West Lake

Scenic Area reached 704.02 million RMB per year， of which provisioning services， cultural services and regulating

services were 367.20 million RMB per year， 247.00 million RMB per year and 89.82 million RMB per year， respe-

ctively. The descending order of the detail indictors' values of the ecosystem services were tea production， leisure and

recreation， fertility maintenance， soil conservation， water conservation， carbon fixation， oxygen release， nutrition

accumulation， dust retention and pollutants absorption. The economic assessment? reflected the tea plantation gardens

direct comprehensive values as well as the indirect consumption value attached with tea plantation gardens life history.

This evaluation of ecosystem services can be used as a crucial index to assess the ecological quality of tea plantation

gardens. On the other hand， it is conducive to ecological conservation， sustainable construction and management of tea

gardens in the West Lake Scenic Area.

Keywords： ecological tea garden， sightseeing tea garden， ecosystem services， value evaluation， Hangzhou

生態系統服務是指各種生態系統及其物種為人類生產、生活提供的物質、功能和功能性服務[1]，對其價值展開全面評測可以為生態系統的保護與管理提供切實依據。茶園作為經人為改造利用而形成的特殊的生態系統，是農業生態系統的重要組成部分，在防止水土流失、調節氣候、凈化環境和維持生物多樣性等方面發揮著積極作用，同時具備景觀欣賞、歷史文化展示、旅游服務等多重社會功能，是重要的國土資源和自然資源。

杭州西湖風景區是中國名茶“西湖龍井”的主要產區，茶園群山環抱，風景秀美，自古就有“天開龍井美泉，山靈特生佳茗”之美譽，是集賞茶品茶、觀光游憩等功能為一體的休閑度假勝地，具有水源涵養、土壤調節、污染物凈化等重要生態功能。龍井茶園景觀和茶文化是杭州西湖世界文化遺產的重要組成部分。本研究運用生態經濟學方法，在構建生態系統服務評估指標體系的基礎上，對茶園生態系統服務的供給、文化和調節3 大類共10項服務價值進行評估。研究結果不僅能直觀地反映茶園生態系統服務各類型的貢獻，體現茶園景觀的經濟價值，同時也能提升全社會對茶園生態環境保護的意識，為實現茶園土地和社會經濟的可持續發展提供決策依據。

一、材料與方法

1. 研究區概況

杭州被奉為綠茶之都，而西湖龍井茶更是被譽為“綠茶皇后”。杭州得天獨厚的地理、氣候資源為茶葉的栽培與采收創造了良好的條件。西湖風景區茶園位于北緯30 °20'—30 °40 '，居綠茶黃金產區帶，總面積為363 hm2[2]，主要集中在景區西南、中部的低山丘陵[3]。區域屬亞熱帶季風氣候，年平均氣溫15.9 ～17.0 ℃，年平均降水量1 647.7 mm，雨量充沛。土壤以質地松軟、富含磷酸的砂質紅土為主，茶葉生產一等用地占比達73.51%[4]，自然條件優越，現存龍井茶村（社）10 個，茶葉年產量248 t[2]。

將2017 年7 月Landsat-8衛星遙感影像數據（30 m分辨率）導入ENVI 5.3軟件進行校正、圖像增強與變換等預處理，選取20 個以上實際觀測點作為訓練樣本進行監督分類，分析西湖風景區茶園景觀空間分布等指標。2020 年5 月，在茅家埠、龍井村、梅家塢、獅峰山、五云山等茶園集中分布區，各設置5 個20 m×20 m的樣方，并將每一個樣方進一步分成16 個5 m×5 m的小樣方進行調查，詳細記錄樣方內的土層深度、植物群落結構等信息。西湖風景區茶園取樣點的經、緯度和海拔如表1。

2. 生態系統服務價值評價方法

（1）數據來源及解釋

計算中引用的各種參數均源于杭州西湖風景名勝區茶園歷年研究積累的數據、杭州市統計年鑒、浙江省發展和改革委員會、杭州西湖風景名勝區管委會及現場調查測定數據，各評價數據類型及其來源如表2。所得數據利用Excel軟件進行處理，并對結果進行統計分析。在參考現有公開成果的基礎上，為去除通貨膨脹因素干擾，選取2019 年居民消費價格基指數和基期（原始數據出版年份，原始數據出版年份不明確則采用最早引用該數據的參考文獻出版年份）居民消費價格定基指數之比進行修正。

（2）評價指標體系

基于城市生態系統服務的基本屬性及西湖風景區茶園生態系統的結構、生態過程特點和社會經濟特征，依據新千年生態系統評估（Millennium Ecosystem Assessment，MA）[1]中對于生態系統服務的劃分方法，將茶園生態系統服務分為供給服務、調節服務與文化服務，并確立西湖風景區茶園生態系統服務功能評價指標體系（表3）。

3. 價值評估公式及參數

（1）水源涵養價值評估

茶樹根系旺盛，青壯年期樹冠蓋度可達90%以上，能顯著截留、吸持雨水，減少地表徑流。設西湖風景區茶園的水源涵養價值計算公式為：

其中：V1為茶園水源涵養價值（元/a），C1為單位容量水庫建設成本（元/m3），C2為建設1 m3水庫的平均投入成本（元/m3），d為采樣點土壤層平均厚度（m），S為研究區域茶園的總面積（hm2）f1為茶園田間持水量（%）。

根據采樣測量結果，各采樣點土壤層平均厚度為0.630 m。不同產量茶園土壤田間持水量在59.5%～78.0%之間，其平均值為69.8%[5]。水庫建設庫容成本為0.990 元/m3[6]，根據《森林生態系統服務功能評估規范》（GB/T 38582—2020），水庫建設投入成本為8.887 元/m3。

（2）固土價值評估

茶園覆被的茂密灌木能夠顯著削弱降雨對土壤的沖刷作用，降低土壤流失量，緩解區域內的風沙滯留情況。設茶園固土價值計算公式為：

其中：V2為茶園的固土價值（元/a），f2為轉化系數（%），K0、K1分別為研究區無綠化地、普通常綠落葉型植物群落的土壤侵蝕模數[t/（hm2·a）]，f3為茶園的土壤保持因子（%）。

根據武文婷[7]的研究結果，杭州地區無綠化地的土壤侵蝕模數為31.980 t/（hm2·a），常綠闊葉型群落的土壤侵蝕模數為0.500 t/（hm2·a）。由于茶園植被蓋度高、根系深，常成片種植，其水土保持能力顯著優于普通植物群落，以一般灌木林為參照（水土保持因子以1.0計），參考陳思旭等[8]的研究成果，茶樹的水土保持因子取0.7。依據歐陽志云等[9]的研究結果，我國因為侵蝕造成的土壤流失，其中24%會淤積在水庫、湖泊等，造成水系蓄水量減少，因此公式（2）中轉化率f2設為24%。

（3）保持土壤肥力價值評估

茶樹能減緩土壤內營養物質的流失速度，有效固持土壤、保持土壤肥力。設茶園保持土壤肥力價值計算公式為：

其中：V3為茶園保持土壤肥力價值（元/a），ρ為研究區茶園平均土壤容重（g/cm3），nN為土壤氮元素保持量（%），mP、mK分別為茶園土壤中的有效磷、有效鉀含量（mg/kg），qN、qP、qK分別為化肥中氮、磷、鉀元素占比（%），PN、PP、PK分別為氮、磷、鉀肥市場價（元/t）。

前人的研究結果表明，研究區茶園土壤全氮含量平均值為0.21%，土壤有效磷含量均值為182.5 mg/kg，土壤有效鉀含量均值為244.0 mg/kg[5]，茶園土壤容重為1.07 g/cm3[10]。選取茶園灌溉中常用氮肥尿素、常用磷肥過磷酸鈣、常用鉀肥氯化鉀作為含量與價格測算標準肥，參考中華人民共和國國家標準《尿素》（GB/T 2440—2017）、《過磷酸鈣》（GB 20413—2006）、《氯化鉀》（GB 6549—2011），農業尿素優等品的總氮質量分數標準為46.0%，過磷酸鈣中有效磷（以P2O5計）質量分數標準為14.0%，氯化鉀（以K2O計）質量分數標準為58.0%。尿素、過磷酸鈣與氯化鉀均價分別為2 340 元/t、660 元/t、3 400 元/t[11-12]。

（4）固碳價值評估

景區茶樹的光合作用為維持大氣中二氧化碳與氧氣的動態平衡、緩解杭州城市熱島效應作出重大貢獻。由光合作用反應方程式可知，茶樹每積累1 g生物量，可固定1.63 g CO2，釋放1.20 g O2。設茶園固碳價值計算公式為：

其中：V4為茶園的固碳價值（元/a），G為茶園單位面積年凈初級生產量[t/（hm2·a）]，P1為瑞典碳稅價格（美元/t），f4為美元兌人民幣匯率。

阮建云[13]研究表明，單位面積茶樹4 年修剪周期內平均年凈初級生產量為17.5～20.8 t/（hm2·a），本研究取中值19.15 t/（hm2·a）。瑞典碳稅價格取129.7 美元/t，美元兌人民幣匯率取6.86（以2019年1月平均匯率計）。

（5）釋氧價值評估

茶樹光合作用釋放的O2有助于維持大氣中O2含量的基本穩定，促進地球氧循環。設茶園釋氧價值計算公式為：

其中：V5為茶園的釋氧價值（元/a），P2為工業制氧價格（元/t）。

根據李巖等[14]的研究結果，我國工業制氧價格按443.676 元/t計算。

（6）植物營養積累價值評估

茶園植被吸收大氣、土壤和降水中的氮、磷、鉀等養分，完成植物養分積累，在減少地表水污染、防治水體富營養化方面發揮著重要作用。依據歐陽志云等[9]關于生態系統營養物循環間接價值研究結果，生態系統每固定1 g碳，可積累0.025 426 g氮、0.002 01g磷和0.010 12 g鉀。茶樹生物量中碳含量在43%～58%之間[15]，按平均值50.5%計算，則茶園植物營養積累價值計算公式為：

其中：V6為茶園積累營養物質的價值。

（7）吸收污染物價值評估

茶樹對硫化物的抗性和吸收能力均較強，因此本文以茶園植被對SO2的凈化價值作為其吸收污染物的價值。設茶園吸收污染物（SO2）價值計算公式為：

其中：V7為茶園吸收SO2的價值（元/a），B1為單位面積茶樹吸收SO2的量[t/（hm2·a）]，C3為SO2的單位消減成本（元/t）。

單位面積茶樹灌木林對SO2的年吸收能力為0.05 t/（hm2·a）[16]。工業SO2廢氣的防護凈化成本為1 058.90元/t[17]。

（8）滯塵價值評估

茶園植被密集，蓋度高，能有效吸附大氣中的顆粒物及粉塵，對于凈化城市環境具有重要意義。設茶園滯塵價值計算公式為：

其中：V8為茶園的滯塵價值（元/a），B2為單位面積茶樹的滯塵量[t/（hm2·a）]，C4 為環境工程中粉塵的單位消減成本（元/t）。

單位面積茶樹灌木林對大氣中粉塵顆粒物的年吸收能力為6.51 t/（hm2·a）[16]。趙同謙等[17]的研究成果表明，工業粉塵的防護凈化成本為235.00 元/t。

（9）茶葉生產價值評估

茶園的物質生產價值主要依靠茶葉的種植與銷售實現。設西湖風景區茶園的茶葉生產價值計算公式為：

其中：V9為茶園物質生產年價值（元/a），Y春、Y夏、Y秋冬分別為研究區域春、夏、秋冬季茶年產量（t），P春、P夏、P秋冬分別為研究區春、夏、秋冬季茶市場交易均價（元/t）。

西湖風景區茶園春茶年產量為124 t，平均收購價2.4×106 元/t;夏茶年產量10.8 t，平均收購價6×105 元/t;秋冬兩季作為茶葉生產的淡季，茶葉品質、價格不及春茶和夏茶，總計共產茶葉16 t，平均收購價3×105 元/t[2]。

（10）休閑游憩價值評估

茶園生態系統文化服務中的休閑游憩價值是指以茶文化為載體的，一切物質或非物質休閑游憩活動所產生的價值[18]。茶園觀光、茶莊園住宿、農家茶宴等項目的經營所得均屬于休閑游憩價值。設茶園休閑游憩價值計算公式為：

其中：V10為茶園休閑游憩年價值（元/a），Q為旅游觀光年收入（元/a）。

游客在茶園旅游觀光的消費途徑主要為餐飲、住宿、茶事體驗等。龍塢茶鎮是西湖周邊新開發的以茶旅游為主的旅游景點，本研究通過龍塢茶鎮單位面積旅游營收，估算西湖風景區茶園的游憩價值。龍塢茶鎮占地面積3.2 km2，2019年1—6月綜合旅游營收為1.09×108元[19]。西湖風景區茶園總面積為3.63 km2，通過換算，估算西湖風景區茶園年旅游綜合收入為2.47×108元。

二、結果與分析

1. 生態系統服務價值評估結果

西湖風景區茶園不同生態系統服務功能的價值評估結果如表4，計算得到2019 年杭州西湖風景區茶園生態系統服務的總價值為70 402萬元。個別生態系統服務價值由于評價指標、方法與數據來源的多元性，存在評價結果比實際偏低的可能性。

2. 西湖風景區茶園與其他生態系統服務價值比較

將西湖風景區茶園生態系統的調節服務、供給服務、文化服務占服務總價值（不含支持服務）的比例與我國森林[20]、農田[20]、茶園[21]及杭州市綠化區域服務價值進行比較[7]（圖2）。在其他4類生態系統中，調節服務均占主要比重，而西湖風景區茶園則以供給與文化服務為核心，得益于氣候、區位等因素，西湖風景區內茶葉品質上乘、價格高昂;同時，通過優化旅游業發展環境，打造優質茶品牌，文化服務與供給服務價值已成為西湖風景區茶園生態系統服務的價值主體，對當地第三產業的價值增長起到巨大的推動作用。

西湖風景區茶園生態系統服務各功能項的單位價值與休閑游憩功能為主導功能的其他城市綠地類型相比也尤為顯著（圖3）。其中，茶園的物質生產價值與休閑游憩功能為主導功能的其他城市綠地類型相比是休閑農業園[22]的2.83倍;文化服務價值是休閑農業園的1.80倍，是高爾夫球場[23]的2.00倍。茶園作為免門票、無強制性消費的景區，其自然環境創造的綜合服務價值及上下游產業鏈中潛在的附屬經濟效益十分可觀。

三、小結

本研究根據西湖風景區社會、經濟與生態系統特征，依托地理遙感數據，結合歷史統計資料與實地調研分析，構建生態系統服務評價指標體系，選取10項具體服務指標，評估茶園生態系統服務價值，結果表明，西湖風景區茶園生態系統服務價值為70 402萬元/a，單位面積生態系統服務價值為194萬元/（hm2·a）。三大服務功能價值表現為供給服務﹥文化服務﹥調節服務。在主要生態系統服務指標中，茶葉生產和休閑游憩功能的經濟價值居前兩位，分別為每年36 720 萬元、24 700 萬元，各占茶園生態系統服務價值總量的52.16%和35.08%。結果具有一定科學性和可靠性，可作為茶園景區生態補償標準制定的參考標尺和決策依據。

西湖風景區所產的龍井茶品質優異，銷售渠道穩定，市場均價顯著高于其他龍井茶產區，具有極高的單位面積供給服務價值[24]。茶園、博物館、龍井茶文化村均為開放性場所，除茶葉采購外，茶園活動以風景觀光、采摘體驗與登山游覽為主，經濟收入主要來源于餐廳、茶座、民宿等配套設施[25]，故其人均服務價值與千島湖、宋城等收費型景點存在一定差距。

西湖風景區茶園調節服務功能較強，單位面積調節服務價值達25萬元/（hm2·a）。茶園植被蓋度高、根系深、土壤固持力和固碳釋氧能力佳，故其單位面積調節價值突出[24，27]。其中，吸收大氣污染物與滯塵能力貢獻率最小，各占0.003%與0.079%，這與景區內污染物濃度本身偏低、茶樹對污染物吸收能力及污染物處理成本有一定關系。但也有相關研究表明，茶園的生產過程可能會對周邊環境造成一定的負面影響，如施用農藥和化肥造成的面源污染、NO2排放及土壤酸化威脅等[26]。關于茶園生態系統的負面環境影響研究數量相對較少，尚未形成定論，需要開展進一步的深入研究進行準確評估。

在區位環境、主題特色、產業體系等因素的推動下，西湖風景區茶園文化服務、供給服務價值貢獻率顯著高于一般城市綠地系統，各項生態系統服務均具有較高的經濟效益，為區域內經濟、社會高質量發展及生態環境保護作出重大貢獻。除茶葉銷售、旅游服務產生的“顯性”價值外，在水源涵養、土壤保育、污染物凈化等層面[27-28]，盡管茶園的環境調節服務價值低于森林、農田等生態系統，但卻高于城市中的其他綠色旅游景點，這種“隱性”環境效益對杭州海綿城市建設與國家生態園林城市創建提供了一定的助力，而其特有的文化景觀服務更是杭州地域性植物景觀的重要組成部分。

西湖風景區可借助茶園的生態優勢，整合景區現有休閑游憩、康養旅居資源，在加強水土治理、保護優質種植資源、改善茶區種植生態的基礎上，充分聯動上下游產業，打造“住茶田、觀茶景、品茶飲、購茶品、體茶俗、知茶史”的完整產業體系，豐富茶園文旅的內涵，同時采取技術培訓、資金獎勵、政策扶持等手段，提高茶園經營者對生態環境的保護意識及科學素養[29]，提升茶葉質量與安全競爭力，從而實現茶園的可持續發展，為綠水青山與金山銀山的互融互促開辟新路徑。

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