濕地生態系統服務價值評估
——以河北青龍湖國家濕地公園為例

張愛麗

(河北森諾環保科技有限公司，河北 石家莊 050000)

濕地是陸地和水域的交匯處，濕地生態系統是地球上最具生產力的生態系統之一[1]，具有涵養水源、調節小氣候、固碳釋氧、維持生物多樣性等功能，對于維護生態環境、水資源安全具有不可或缺的作用。我國加入《濕地公約》以來，不斷加強濕地的保護與恢復工作，截至目前，包含國際重要濕地、濕地自然保護區、國家濕地公園、省級重要濕地在內的全國濕地保護體系基本形成，濕地生態環境明顯改善。

生態系統服務是指通過生態系統的物質循環、能量流動和信息傳遞，直接或間接得到的用于維持人類生存的產品和服務功能[2]，定量評估生態系統服務價值有助于直觀地認識經濟發展與生態環境變化的關系。20世紀70年代以來，國內外開展了大量相關研究[3-6]，其中最具代表性的是Costanza的研究[3]，其提出了生態系統服務價值估算的原理和方法，并計算了全球17種生態系統服務的量化價值。2000年以后，我國生態系統服務價值的研究逐漸增多，周葆華等[6]應用影子工程法、碳稅法等對湖泊生態系統服務價值進行評估；徐婷等[7]采用市場價值法、替代成本法等對濕地生態系統服務價值進行了定量評估。

本文以河北青龍湖國家濕地公園為例，結合《中華人民共和國濕地生態系統服務評估規范》(LY/T2899-2017)和千年生態系統分類體系，確定濕地公園的評價指標，利用生態系統服務價值評估方法，計算了濕地生態系統的服務價值，研究結果對濕地公園生態服務價值進行貨幣化，為濕地公園的建設和保護提供理論依據，具有重要的實用價值。

1 研究區概況

河北青龍湖國家濕地公園位于河北省青龍滿族自治縣境內，占地面積8400hm2，北起承秦高速公路橋，南至縣界，東西兩側分別為第一重山脊線和巡護道路。濕地公園地理位置介于E118°58′17″～119°06′06″，N40°06′37″～40°19′53″，見圖1，地勢東側最高，濕地公園南側和北側地勢較低，海拔高度介于80～349m。濕地公園地處暖溫帶半濕潤大陸季風氣候區，境內春、夏、秋、冬四季分明。

2 研究方法

2.1 數據來源

本文中蘆葦、香蒲的產量來源于《秦皇島統計年鑒2017—2018》及秦皇島市林業草原局，歸一化植被植物(NDVI)和生物量的計算以Landsat ETM衛星遙感影像為數據源，對紅外波段和紅波段進行遙感反演；其他數據參考國內外的相關文獻[5,8]。

2.2 評估指標體系構建

本文參照千年生態系統分類體系[9]，結合《中華人民共和國濕地生態系統服務評估規范》(LY/T2899-2017)，最終確定本文評估指標體系包括4個一級指標和10個二級指標，評估指標詳見表1。

圖1 河北青龍湖國家濕地公園地理位置圖

表1 濕地公園生態系統服務評估指標體系

2.3 生態系統服務價值評估方法

2.3.1 供給服務價值

供給服務價值包括物質生產服務價值和社會保障價值。

物質生產服務價值計算方法：

V1=Q1×P1

(1)

式中，V1為物質生產的服務價值，元；Q1為物質的產量，t；P1為生產物質的市場價格，元·t-1。

社會保障服務價值計算方法：

V2=S2×M2

(2)

式中，V2為物質生產的服務價值，元；S2為濕地公園職工數量，人；M2為濕地公園所在地區的人均工資，元/人。

2.3.2 調節服務價值

調節服務價值包括水質凈化、土壤保持、涵養水源和固碳釋氧等功能的服務價值。

水質凈化服務價值計算方法：

V3=X3×S3

(3)

式中，V3為水質凈化的服務價值，元；X3為單位面積濕地降解污染物的價值，t·m-2；S3為濕地公園的總面積，m2。

土壤保持服務價值計算方法：

V4=S4×I4

(4)

式中，V4為土壤保持的服務價值，元；S4為濕地公園的占地面積，hm2；I4為單位面積土壤保持的服務價值，元·hm-2。

涵養水源的生態服務采用單位蓄水量的成本與濕地總蓄水量來計算，計算方法：

V5=R5×P5

(5)

式中，V5為涵養水源的服務價值，元；R5為濕地的總蓄水量，m3；P5為單位蓄水量的成本，元·m-3。

固碳和釋氧是濕地的重要服務功能，首先計算出固碳量和釋氧量，根據碳稅法和工業制氧價格法對固碳釋氧服務價值進行估算。

固碳量主要為濕地生態系統固定大氣中二氧化碳和排放甲烷的凈交換量，以增溫趨勢，將1kg二氧化碳產生的溫室效應等同于24.5kg的甲烷產生的溫室效應，植物通過光合作用時，形成1g干物質，需要吸收1.63g二氧化碳，釋放1.2g的氧氣，固碳量和釋氧量的計算公式[10]：

m=(24.5×ECH4+FCO2)×S

(6)

FCO2=1.63×B×ωC/CO2

(7)

m′=1.2×B×S

(8)

B=314.635+744.716×NDVI

(9)

式中，m為固碳量，t；m′為釋氧量，t；ECH4為濕地甲烷的排放量，kg·hm-2；FCO2為濕地固定的碳，kg·hm-2；S為濕地面積，hm2；B為生物量，kg·hm-2；NDVI為歸一化植被指數。

固碳價格采用國際通用瑞典碳稅率150dollar·t-1(947.82元·t-1)，釋氧價格采用工業制氧價格1000元·t-1。

公式中所用的生物量采用遙感影像在ENVI和ArcGIS 10等軟件中進行預處理，計算歸一化植被指數(NDVI)和生物量。

2.3.3 支持服務價值

支持服務價值考慮生物多樣性的價值，計算方法：

V7=S7×I7

(10)

式中，V7為生物多樣性的服務價值，元；S7為濕地公園的占地面積，hm2；I7為單位面積生物多樣性保護價值，元·hm-2。

2.3.4 文化服務價值

文化服務價值包括休閑旅游、科研教育服務的價值。

休閑旅游價值的計算方法：

V8=A8×Q8

(11)

式中，V8為休閑旅游的服務價值，元；A8為濕地公園門票，元/人；Q8為濕地公園旅游人數，人。

科研教育服務價值的計算方法：

V9=S9×I9

(12)

式中，V9為科研教育的服務價值，元；S9為濕地公園總面積，m2；I9為科研教育服務的價值當量，元·m-2。

3 結果與討論

3.1 供給服務價值

物質生產主要考慮濕地公園中生長較為普遍的蘆葦和香蒲，根據秦皇島市林業草原局統計，濕地公園的蘆葦和香蒲年產量分別為1680t、695t。參考市場價格蘆葦300元·t-1，香蒲200元·t-1，據此計算物質生產的服務價值為0.000643×108元。

社會保障服務主要體現在依托濕地公園提供就業崗位，保障勞動力就業，濕地公園共提供了約50個勞動崗位，按照2022年秦皇島市平均工資50921元·a-1計算，社會保障服務價值為0.025×108元。

綜上，濕地公園的供給服務價值為0.026×108元。

圖2 基于遙感影像估算NDVI和生物量結果

3.2 調節服務價值

水質凈化服務價值是濕地土壤、植被和微生物對水體水質的凈化，降低水體污染物濃度。參考Costanza[3]的研究，濕地生態系統單位面積水質凈化的價值為4177美元·hm-2·a-1，折合人民幣26394元·hm-2·a-1，濕地公園總面積為8400hm2，據此計算濕地公園的水質凈化服務價值為2.217×108元。

土壤保持服務價值當量結合謝高地等[5]的研究結果，濕地生態系統的土壤保持價值當量為1734.51元·hm-2，據此計算濕地公園的土壤保持服務價值為0.146×108元。

濕地公園具有防洪蓄水、調洪的功能，河北青龍湖國家濕地公園多年平均蓄水量為4.46億m3，參考全國水庫建設投資價格計算，每建設1m3的水庫庫容投入成本為0.67元[11]，據此計算濕地公園涵養水源服務價值為2.99×108元。

固碳釋氧服務價值參考黃國宏等[12]的研究結果，濕地甲烷的平均排放量為0.52kg·hm-2，基于遙感估算的NDVI和生物量見圖2，生物量的平均值為502.14kg·hm-2，最終計算得到固碳量為1825.84t·a-1，固碳的服務價值為0.017×108元；釋氧量為5061.57t·a-1，釋氧的價值為0.0506×108元。因此，濕地公園的固碳釋氧的服務價值為0.0676×108元。

綜上，河北青龍湖國家濕地公園的調節服務價值為5.42×108元。

3.3 支持服務價值

河北青龍湖國家濕地公園具有豐富的水資源，使其得以維持較高的生物多樣性。本文參考謝高地等[5]的研究結果，單位面積生物多樣性服務價值為2919.15元·hm-2，濕地公園的維持生物多樣性的服務價值為0.245×108元。

綜上，河北青龍湖國家濕地公園支持服務價值為0.245×108元。

3.4 文化服務價值

濕地公園以濕地資源為依托，可以為人類提供游覽、娛樂、觀光和休息服務，同時可以作為科研教育基地，開展科學研究、濕地科普宣教、教學實習等活動。根據規劃，河北青龍湖國家濕地公園每年接待游客約10000人，每人收費20元，則濕地公園的旅游休閑服務價值為0.002×108元。

張翼然等[13]對中國47個濕地生態系統開展研究，參考其研究成果，濕地生態系統單位面積科研教育價值為4.63×105元·km-2，據此計算得到濕地公園的科研教育服務價值為0.0022×108元。

綜上，河北青龍湖國家濕地公園文化服務價值為0.0042×108元。河北青龍湖國家濕地公園各指標服務價值匯總見表2。

表2 河北青龍湖國家濕地公園生態系統服務價值匯總

3.5 討論

根據計算結果，河北青龍湖國家濕地公園服務價值合計6.70×108元，供給服務、調節服務、支持服務和文化服務的價值分別為0.026×108元、5.42×108元、0.245×108元、0.0042×108元。由此可見，濕地公園的調節功能最為顯著，占總服務價值的95.17%；其次為支持服務，占總服務價值的4.3%；供給服務占總服務價值的0.45%；文化服務價值所占比重最小，僅為總價值的0.074%。

分析各項服務的二級指標，供給服務中物質生產服務價值所占比重較小，這與濕地公園屬于自然公園有關，隨著濕地公園規劃的落實，供給服務將會逐漸增多；調節服務中涵養水源和水質凈化服務價值占比較大，占調節服務的96.06%，說明涵養水源和水質凈化是濕地公園的主要功能，這與濕地公園是河北省重要水源地的功能一致；濕地公園的服務價值中，固碳和釋氧的比重較小，固碳量、釋氧量與區域的植被覆蓋情況和生物量直接相關，建議在規劃落實過程中對公園內部分裸露地進行修復，進一步增加植被覆蓋度，進而提高生物量、提高固碳釋氧服務價值；支持服務中的維持生物多樣性服務價值在總價值中占比較小，建議增加裸露地表植被的同時，維持良好的生物生存所需要的水環境質量、空氣環境質量，為野生動物、植物生長提供良好的條件，同時加強公園管理，加大生物多樣性保護的宣傳力度，保護野生動植物，提高生物多樣性；文化服務休閑旅游和科研教育的服務價值占比均較小，目前，濕地公園旅游活動較少，濕地公園與科研單位開展的合作交流也較少，這與濕地公園周邊交通、供水等基礎設施不完善有關，隨著規劃的逐步落實，濕地公園交通等基礎設施建設完善后，該項服務的價值將逐漸提高。

4 結論

本文以河北青龍湖國家濕地公園為例，估算了濕地生態系統的服務價值，根據計算結果，濕地公園生態系統服務價值合計6.70×108元，濕地公園的調節功能所占比重最大，占總服務價值的95.17%。整體而言，調節服務價值>支持服務價值>供給服務價值>文化服務價值。

河北青龍湖國家濕地公園調節服務中涵養水源和水質凈化服務價值占比大，涵養水源和水質凈化是濕地公園的主要功能，與濕地公園是河北省重要水源地的功能一致；固碳釋氧服務價值比重較小，建議在規劃落實過程中增加植被覆蓋度，進而提高生物量和固碳釋氧服務價值。文化服務休閑旅游和科研教育的服務價值占比較小，這是由于濕地公園交通等基礎設施尚未建設完善，隨著規劃的落實，該項服務價值將逐漸提高。