廣東中山翠亨國家濕地公園濕地生態系統服務價值評估

李玫, 廖寶文, 陳玉軍, 姜仲茂

廣東中山翠亨國家濕地公園濕地生態系統服務價值評估

李玫*, 廖寶文, 陳玉軍, 姜仲茂

中國林業科學研究院熱帶林業研究所, 廣州 510520

以廣東中山翠亨國家濕地公園為研究對象, 基于2018年濕地調查數據和相關統計資料, 結合濕地生態系統的特征、結構及過程, 構建了濕地生態系統服務價值評估指標體系。采用市場價值法、替代工程法、碳稅法等服務價值評估方法, 對該濕地公園濕地生態系統的供給服務、調節服務、支持服務和文化服務4大類11項生態服務價值進行了評估。結果表明, 2018年中山翠亨國家濕地公園濕地生態系統的總服務價值為10982.63 萬元·a-1, 單位面積服務價值為27.77 萬元·hm-2·a-1。在濕地生態系統服務價值中, 消浪護岸價值(3612.72 萬元·a-1)最大, 占總價值的32.90%, 其后依次為水文調節價值(2583.50 萬元·a-1)、固碳價值(1502.27 萬元·a-1)和休閑旅游價值(946.48 萬元·a-1), 分別占總服務價值的23.52%、13.68%和8.62%。其他各類服務價值量之和為2337.66 萬元·a-1, 僅占總價值的21.28%。研究結果為廣東中山翠亨國家濕地公園在濕地保護與管理中, 平衡發展各項生態服務, 實現經濟、社會和生態價值效益最大化提供決策依據。

廣東中山翠亨國家濕地公園; 濕地生態系統服務; 價值評估

0 前言

濱海濕地是生物多樣性最豐富、初級生產力最高和最具生態價值的生態系統類型之一, 也是沿海地區經濟和社會發展的主要依托[1]。據 Constanza 等估算, 濱海地區和濕地生態系統提供的服務總價值為15.5 萬億美元, 占全球生態系統估計提供的服務總價值的46%[2]。然而, 濱海濕地也是全球遭受破壞最嚴重的生態系統之一, 正在迅速退化和消失。出現這一問題的核心是人類在對濱海濕地進行開發利用時, 沒有考慮其自身提供的各種價值或利益[3]。如何量化和評估其生態系統產品和服務的價值, 將會顯著影響在濱海濕地保護與發展方面決策的制定[4]。近5年來, 國內學者相繼開展了江蘇省、浙江省、山東省、海南省、杭州灣、膠州灣等濱海濕地生態系統服務價值的綜合評估研究[5-10]; 國外相關研究則更側重于各類濱海濕地生態系統的消浪護岸、提供海產品(漁業支持)、固碳作用、娛樂休閑等單項服務價值估算[11-14], 以及氣候變化、海平面上升、風暴潮和土地用途改變等對濱海濕地生態系統服務價值的影響研究[15-18]。

廣東中山翠亨國家濕地公園(以下簡稱翠亨國家濕地公園)位于珠江橫門水道的咸淡交匯處, 是珠江流域河口濕地生態系統的典型代表, 與廣州南沙濕地和珠海淇澳島共同構成國際候鳥的遷徙通道, 具有重要的生態區位。本文基于2018年的濕地資源調查數據及相關統計資料, 結合該濕地生態系統的特征、結構及過程, 構建了翠亨國家濕地公園濕地生態系統服務價值評估指標體系, 采用市場價值法、替代工程法、碳稅法等服務價值評估方法, 引入“社會貼現率”這一參數將服務價值統一到了同一評估年的貨幣水平, 對翠亨國家濕地公園濕地生態系統服務價值進行了綜合評估, 以期為翠亨國家濕地公園的濕地保護與管理, 乃至華南濱海濕地的保護和合理利用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

翠亨國家濕地公園位于中山市翠亨新區南朗鎮橫門西水道的咸淡水交匯處, 距中山市21公里, 地理坐標位于北緯 22°29′51″—22°32′42″, 東經113° 34′53″—113°35′48″之間(圖1)。面積625.6 hm2, 長5.4 km, 其中陸地面積243.9 hm2, 濕地面積395.44 hm2, 濕地率(不含水田)達63.21%。翠亨國家濕地公園水域開闊, 有近海與海岸濕地、人工濕地兩大濕地類, 包含河口水域、紅樹林、淤泥質海灘、潮間鹽水沼澤和水田5個濕地型(表1), 濕地類型較豐富、特征較典型、濕地資源保存良好, 是珠江流域河口濕地的典型代表。

1.2 濕地生態系統服務價值評估指標體系的構建

本研究應用生態經濟學方法, 對翠亨國家濕地公園的濕地生態系統服務價值進行了評估, 以期為該處的濕地資源有效管理和區域生態環境保護提供依據。

1.2.1 數據來源及方法

利用2018年的翠亨國家濕地公園濕地資源調查以及中山市統計年鑒和相關統計資料, 借鑒國內外濱海濕地生態系統服務價值評估研究的相關文獻, 在分析翠亨國家濕地公園濕地所提供的各項生態服務基礎上, 運用當前常用的濕地生態系統服務價值評估方法, 對翠亨國家濕地公園濕地的各項生態服務價值予以評估。評估方法包括市場價值法、替代工程法、碳稅法等6種, 具體見表2。

圖1 翠亨國家濕地公園范圍(衛星影像)

Figure 1 Scope of Cuiheng National Wetland Park (Satellite Image)

表1 翠亨國家濕地公園濕地類型、面積和比例

1.2.2 濕地生態系統服務價值評估指標體系的構建

以翠亨國家濕地公園的濕地生態系統類型、結構及各類生態過程的特點為依據, 參考國內外關于濕地生態系統服務價值評估指標體系研究的最新進展, 選取了4個一級指標和11個二級指標, 構建了翠亨國家濕地公園濕地生態系統服務價值評估指標體系(表2)。

2 結果與分析

2.1 供給服務價值評估

2.1.1 食物供給(水產品)

濱海濕地可提供大量海水產品和淡水產品, 常見的有魚、蝦、蟹等。近海捕撈是翠亨國家濕地公園水產業的主體之一, 據調查主要經濟魚類有40多種。通常采用市場價值法計算水產品價值, 公式如下:

V=∑Q·P(1)

式中,V為水產品總價值;Q為第種水產品產量;P為第種水產品的市場單價。

據研究, 紅樹林濕地平均每公頃每年可產魚、蝦、蟹等水產品750多千克[25]。據周邊市場調查, 2018年12月南朗鎮魚、蝦、蟹平均市場單價分別為25 元·kg-1、90 元·kg-1、70 元·kg-1和 60 元·kg-1。翠亨國家濕地公園內現有紅樹林濕地50.07 公頃(見表1), 計算得其2018年其濕地生態系統的水產品價值約230.01 萬元。

2.1.2 原材料供給

翠亨國家濕地公園的濕地原材料供給服務主要體現在紅樹林濕地提供的木材產品(其他植物因產量小不計入), 可通過紅樹林單位材積市場價格進行估算。而濕地公園內紅樹林不存在現實市場, 主要根據其潛在的市場價格進行估算, 計算公式為:

V=S·V·P·(l+r)n(2)

式中,V為原材料供給價值, 萬元;S為紅樹林面積(見表1), hm2;V為紅樹林年均材積生長量, 采用韓維棟(2000年)的數據[26], 即 4.39 t·hm-2·a-1;P為紅樹林活立木市場單價, 參照韓維棟(2000年)的數據[26]并結合廣東省木材市場價格, 確定為996.725 元·t-1。為社會貼現率(8%);為從貼現日期起到貼現截止日期(2018年)的時間(年)。

表2 翠亨國家濕地公園濕地生態系統服務價值評估指標體系

經計算, 得到2018年翠亨國家濕地公園的濕地原材料價值為110.28 萬元。

2.2 調節服務價值評估

2.2.1 水文調節

濱海濕地生態系統水文調節(調蓄洪水)的價值與水庫相似, 通常采用替代工程法來計算該價值, 計算公式為[20]:

V=··P·(l+r)n(3)

V為濱海濕地防洪蓄水的價值(萬元);為濕地面積(數據見表1), hm2;為濕地蓄水深度;P為單位體積水庫建造價值(元·m-3)。

據資料統計, 翠亨國家濕地公園的濕地蓄水深度為1.13 m(取平均最高潮位與平均最低潮位的差值), 乘以濱海濕地面積395.44 hm2, 得到濕地的蓄水體積為5615248 m3, 單位體積蓄水價值參照我國建造1 m3水庫的平均造價0.67 元(1990年不變價)乘以我國年社會貼現率, 得到2018年單位體積造價為5.78 元·m-3。最后得到, 2018年翠亨國家濕地公園濕地生態系統的水文調節價值為2583.50 萬元。

2.2.2 水質凈化

紅樹林濕地能除去污水中大部分的氮和磷, 亦可凈化水體中的鎳、銅等重金屬元素和農藥等, 有害藻類進入紅樹林濕地后因不適應環境而死亡, 進而減少了赤潮的發生。紅樹林水質凈化價值的計算公式為:

V=S·P·(l+r)n(4)

式中,V為紅樹林凈化水質價值(萬元);S為紅樹林濕地面積;P為單位面積紅樹林濕地對氮、磷和重金屬等的吸附價值。

翠亨國家濕地公園內紅樹林濕地總面積為50.07 hm2(見表1); 根據2013年的單位面積紅樹林吸收水中氮、磷和重金屬年吸附量價值3.77 萬元·hm-2·a-1[27], 乘以年社會貼現率, 得到2018年的單位面積凈化水質價值為5.54 萬元·hm-2·a-1。

經計算, 得到2018年翠亨國家濕地公園紅樹林濕地水質凈化價值為277.48 萬元。

2.2.3 固碳價值

翠亨國家濕地公園的濕地固碳價值, 主要由紅樹植物光合固碳、土壤有機碳儲藏等形式體現。計算公式為:

V=(S·r+t·t)·(5)

式中,V為固碳價值, 元;r、t為紅樹林濕地生態系統的固碳系數212.87 t·hm-2·a-1、灘涂(包括淤泥海灘和潮間鹽水沼澤)的固碳系數134.15 t·hm-2·a-1(見《2018年中山翠亨國家濕地公園濕地碳儲量及其影響因子報告》);St分別為翠亨國家濕地公園的紅樹林和灘涂的面積, hm2;為碳稅率, 選取瑞典碳稅率(150美元·t-1), 換算為人民幣976.5 元·t-1(2018年美元兌人民幣匯率1: 6.51)。

經計算, 得到2018年翠亨國家濕地公園的濕地固碳價值為1502.27 萬元。

2.2.4 大氣組分調節

濕地生態系統通過光合作用與大氣交換CO2和O2, 從而對大氣中的CO2和O2動態平衡起著重要的作用。濕地還是溫室氣體的排放源, 包括CO2和CH4的排放。翠亨國家濕地公園的濕地大氣組分調節價值計算公式為:

V=(S·O+S·O+S·O)·C-(S·C+S·C)·C(6)

式中,V為大氣組分調節價值, 萬元;S、t和S為紅樹林、灘涂和河口水域面積;O、O和O為紅樹林、灘涂植物、浮游藻類的釋氧系數, 分別為30.29 t·hm-2·a-1[26]、8.75 t·hm-2·a-1[28]和2.46 t·hm-2·a-1[28];C和C為紅樹林濕地和灘涂濕地的土壤CO2單位排放系數, 分別為12.26 t·hm-2·a-1[29]和9.78 t·hm-2·a-1[30];C為國內工業制氧單價, 采用衛生部網站中氧氣平均價格1000 元· t-1; Cc為碳稅率, 選取瑞典碳稅率(150 美元·t-1), 換算為人民幣976.5 元· t-1。

經計算, 得到2018年翠亨國家濕地公園的濕地大氣組分調節價值為165.97萬元。

2.2.5 消浪護岸

濱海濕地中的紅樹林、鹽沼植物、海藻(草)等都對海浪有緩沖作用, 有保護海岸的重要功能。消浪護岸價值的計算公式為:

V=∑·P·(l+r)n(7)

式中,7為消浪護岸總價值;為濱海濕地面積;P為單位面積的消浪護岸價值。英國學者Ledoux研究表明[31], 濱海濕地的消浪護岸價值為9140—30760 美元·hm-2, 本研究取其平均值19950 美元·hm-2, 匯率按當時(2002年)的6.5計算為人民幣129675 元·hm-2, 乘以我國年社會貼現率, 得到2018年單位面積消浪護岸價值為444259.11 元·hm-2。

翠亨國家濕地公園濕地中的紅樹林濕地、淤泥質海灘、潮間鹽水沼澤都具有消浪護岸功能, 其總面積為81.32 hm2, 經計算得出2018年的消浪護岸價值為3612.72 萬元。

2.3 支持服務價值評估

2.3.1 生物多樣性維持

濱海濕地復雜多樣的植物群落, 為野生動物尤其是一些珍稀或瀕危野生動物提供了良好的棲息地, 是鳥類、魚類、兩棲類動物的繁殖、棲息、遷徙、越冬的場所。翠亨國家濕地公園內的濕地為生物提供了良好的棲息、覓食和繁衍場所, 其濕地生物多樣性維持價值計算公式為:

V=·P· (l+r)n(8)

式中V為生物多樣性價值;為濕地面積(hm2);P為單位面積的生物多樣性價值。采用Constanza[2]的全球濕地單位面積生物多樣性價值304 USD·hm-2, 按1997年美元對人民幣的匯率8.29, 約合人民幣2520.16 元·hm-2, 再乘以社會貼現率, 得到2018年對應的單位面積生物多樣性維持價值為人民幣12686.07 元·hm-2。

經計算得出, 2018年翠亨國家濕地公園的濕地生物多樣性服務價值為501.66 萬元。

2.3.2 保持土壤

保持土壤的價值主要是體現在紅樹林濕地中, 包括底泥穩定和土壤保持, 采用替代成本法計算[32]。計算公式:

V=S·P·(l+r)n(9)

式中V為紅樹林保持土壤價值(萬元);S為紅樹林濕地面積(hm2);P為單位面積內紅樹林穩定底泥和保持土壤的價值, 2001年時為3679 美元·hm-2·a-1, 按當時美元對人民幣的匯率8.27, 約合人民幣30425.33 元·hm-2·a-1。

經計算得出, 2018年翠亨國家濕地公園內紅樹林濕地保持土壤價值為563.66 萬元。

2.4 文化服務價值評估

2.4.1 科研教育

采用成果參照法[21]對翠亨國家濕地公園濕地的科研教育價值進行計算。計算公式:

V=·P·(l+r)n(10)

式中,V為濕地科研教育價值;為濕地面積(hm2);P為單位面積科研教育價值。據2003年吳玲玲和陸健健的文獻報道[21], 我國單位面積生態系統的平均科研價值為382元·hm-2, Costanza等認為全球濕地的生態系統科研教育價值為861 美元·hm-2, 本研究取兩者的平均值即3 897.8 元·hm-2。經計算得出, 2018年翠亨國家濕地公園濕地的科研教育價值為488.60 萬元。

2.4.2 休閑旅游

濱海濕地具有獨特的景觀、豐富多樣的生物以及良好的自然生態環境, 是休閑旅游的好去處。翠亨國家濕地公園內, 紅樹婆娑、鳥飛魚游, 極具旅游價值。由于翠亨國家濕地公園尚未正式對外開放, 目前欠缺旅游方面具體數據, 故采用成果參照法對其休閑旅游服務價值予以評估。計算公式為:

V=·P·(l+r)n(11)

式中,V為濕地休閑旅游服務價值(萬元·a-1);為濕地面積(hm2);P為單位面積休閑旅游價值(元·hm-2·a-1)。

P取Costanza[2]于1997年界定的濕地休閑旅游價值, 即574 美元·hm-2·a-1, 美元對人民幣匯率按照當時的1: 8.29計算, 折合為人民幣4758.46 元·hm-2·a-1。乘以社會貼現率, 得出2018年翠亨國家濕地公園濕地生態系統的休閑旅游價值為946.48 萬元。

2.5 翠亨國家濕地公園濕地生態系統服務總價值

2018年, 翠亨國家濕地公園濕地生態系統提供的服務價值總量為10982.63 萬元·a-1, 單位面積服務價值為27.77 萬元·hm-2·a-1。在四大類服務中, 調節服務的價值最高(8184.94 萬元·a-1), 占總價值74.14%; 其次是文化服務價值(1435.08 萬元·a-1), 占總價值13.07%; 再次是支持服務價值(1065.32 萬元·a-1)占總服務價值9.70%; 最后是供給服務價值(340.29 萬元·a-1), 占總價值3.09%(表3)。

在濕地生態系統服務價值的各組分中, 消浪護岸價值最大(3612.72 萬元·a-1), 占總價值32.90%; 水文調節價值(2583.50 萬元·a-1), 占總價值23.52%; 固碳價值(1502.27 萬元·a-1), 占總價值13.68%; 休閑旅游價值(946.48 萬元·a-1), 占總價值8.62%; 其他各項服務價值總和為2337.66 萬元·a-1, 僅占總價值21.28%。

表3 翠亨國家濕地公園濕地生態系統服務價值(2018年)

3 討論

在翠亨國家濕地公園的濕地生態系統中, 消浪護岸、水文調節和固碳價值的單項服務價值在總價值中占比居前三位, 是核心服務功能。紅樹林作為“海岸衛士”, 消浪護岸是其獨特的服務功能之一, 其茂盛的根系和莖葉能夠削減海浪的能量和規模; 濕地是天然“海綿”, 在水文調節方面作用顯著, 紅樹林灘涂可有效地調蓄洪水和風暴潮、防止海水倒灌, 減緩流速, 削減重力流和波浪能量; 紅樹林具有強大的光合作用能力和微小的分解作用, 因此具備很高的單位面積生產力和固碳能力, 是海岸帶藍碳的主要貢獻者[39]。另外, 獨特的生態系統類型、種類多樣的水鳥與優質的海產品等還提高了該濕地的休閑旅游和科研宣教價值, 所以其文化價值在濕地總服務價值中也占據一定比重。

翠亨國家濕地公園濕地生態系統服務的單位面積服務價值(即27.77 元·m-2·a-1)高于我國紅樹林平均狀況(17.333 元·m-2·a-1)[33], 以及福建漳江口(5.999 元·m-2·a-1)[34]、深圳福田(10.740 元·m-2·a-1)[35]、海南東寨港(22.555 元·m-2·a-1)[36]、泰國素叻府(2.726—3.592 美元·m-2·a-1)[32]和巴西波騰基河口(2.80 美元·m-2·a-1)[37]等紅樹林濕地生態系統服務的單位面積價值, 原因是本研究中所選取的單項服務更多, 各單項服務價值所選取的估算方法與其他研究不同, 且在估算中采用了社會貼現率將服務價值統一到了同一評估年的貨幣水平。迄今, 由于缺乏一個普適性的生態系統服務評估體系, 不同的研究者、研究地點、研究方法之間往往缺乏可比性[38]。目前, 濱海濕地生態系統服務價值評估研究相對滯后, 表現在非利用價值的定量評估方法和理論不完善, 各種服務價值的定量化及各組分的可加性存在問題。今后, 有必要對不同類型濱海濕地開展服務價值的動態監測與評估, 構建更適合濱海濕地的服務價值評估方法體系, 提高評估的準確性和可比性。

濕地為人類提供生命支持和供給服務等多種服務功能價值, 對其服務功能進行科學的、全面的評估, 是濕地有效保護與合理利用的基礎[40]。由本文研究結果可見, 在翠亨國家濕地公園濕地生態系統中, 其生態環境價值(主要是調節和支持功能)在總價值中所占比例遠高于社會經濟價值(主要是供給和文化服務功能)。鑒此, 在開展濱海濕地尤其是紅樹林濕地保護管理過程中, 應更多關注和權衡濕地物質生產之外的生態環境功能, 如消浪護岸、凈化水質和生物多樣性維持等, 要注意平衡發展濕地的各項生態服務, 努力實現其在經濟、社會和生態價值各方面效益的最大化。

4 結論

2018 年, 廣東中山翠亨國家濕地公園的濕地生態系統服務總價值為10982.63 萬元·a-1, 單位面積服價值為27.77 萬元·hm-2·a-1。在四大類服務中, 調節服務價值>文化服務價值>支持服務價值>供給服務價值。所提供的11項服務功能價值量的大小依次為: 消浪護岸(3612.72萬元·a-1)>水文調節(2583.50萬元·a-1)>固碳價值(1502.27萬元·a-1)>休閑旅游(946.48萬元·a-1)>保持土壤(563.66萬元·a-1)>生物多樣性維持(501.66萬元·a-1)>科研教育(488.60萬元·a-1)>水質凈化(277.48萬元·a-1)>食物供給(230.01萬元·a-1)>大氣組分調節(165.97萬元·a-1)>原材料供給(110.28萬元·a-1)。對翠亨國家濕地公園的濕地生態系統服務價值進行評估, 有助于提高民眾對濕地保護重要性的認識, 明確翠亨濕地的綜合經濟價值, 為當地相關政府部門制定濱海濕地保護與開發利用方面的政策提供依據。

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Wetland ecosystem services valuation of Cuiheng National Wetland Park in Zhongshan, Guangdong Province

LI Mei*, LIAO Baowen, CHEN Yujun, JIANG Zongmao

Research Institute of Tropical Forestry, CAF, Guangzhou 510520, China

Taking Guangdong Zhongshan Cuiheng National Wetland Park as the research object, the evaluation index system of wetland ecosystem services was constructed, by using the wetland inventory data and other related statistics in 2018, combined with the characteristics, structure and process of wetland ecosystem. Using the market value method, the substitution engineering method, the carbon tax method and other evaluation methods, the wetland ecosystem services valuation of Cuiheng National Wetland Park were studied comprehensively. The ecosystem services were classified into four categories of provisioning, regulating, supporting and cultural services, which were further subdivided into 11 subcategories. Results showed that the total value of wetland ecosystem services of Cuiheng National Wetland Park in 2018 was RMB 109.8263 million yuan · a-1withan average of RMB 277,700 yuan ha-1· a-1. The greatest among the indexes was the coastal protection service with RMB 36.1272 million yuan, accounting for 32.90% of the total value. The second largest index was the flood control service (RMB 25.8350 million yuan · a-1), followed by carbon sequestration (RMB 15.0227 million yuan· a-1) and leisure tourism (RMB 9.4648 million yuan· a-1), accounting for respectively 23.52%, 13.68% and 8.62% of the total value. The sum of other services was RMB 233.766 million yuan· a-1, accounting for only 21.28% of the total value. In the wetland protection and management of Cuiheng National Wetland Park, the research results can provide a decision-making basis for the balanced development of various ecological services,andthe maximization of economic, social and ecological benefits.

Chuiheng National Wetland Park, Zhongshan, Guangdong Province; wetland ecosystem services; valuation

李玫, 廖寶文, 陳玉軍, 等. 廣東中山翠亨國家濕地公園濕地生態系統服務價值評估[J]. 生態科學, 2022, 41(3): 196–202.

LI Mei, LIAO Baowen, CHEN Yujun, et al. Wetland ecosystem services valuation of Cuiheng National Wetland Park in Zhongshan, Guangdong Province[J]. Ecological Science, 2022, 41(3): 196–202.

10.14108/j.cnki.1008-8873.2022.03.023

S157.2

A

1008-8873(2022)03-196-07

2020-07-15;

2021-10-18

廣東省林業科技創新平臺建設項目(2019KJCX021,2020-KYXM-09)

李玫(1971—), 女, 重慶人, 博士, 副研究員, 主要從事紅樹林生態學研究, E-mail: mangrovelimei@163.com

李玫