基于生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值（GEP）核算的廢棄礦山修復(fù)成效評估
——以江西省興國縣為例

劉潤慶，陳 志，朱 青，郭 熙*

（1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 國土資源與環(huán)境學(xué)院，江西 南昌 330045；2.江西省鄱陽湖流域農(nóng)業(yè)資源與生態(tài)重點(diǎn)實驗室，江西 南昌 330045；3.江西省煤田地質(zhì)局 普查綜合大隊，江西 南昌 330045）

生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值（GEP）核算從價值角度量化生態(tài)系統(tǒng)狀況，《陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值（GEP）核算技術(shù)指南》（以下簡稱《指南》）的發(fā)布為各地開展GEP核算提供了科學(xué)依據(jù)［1-2］。有別于GDP，GEP關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)行，能充分挖掘綠色生態(tài)財富。出于對生態(tài)環(huán)境的思考，國外大多數(shù)學(xué)者認(rèn)同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的概念是在千年生態(tài)系統(tǒng)評估背景下發(fā)展起來的一項全球倡議，部分國家將其納入國家政策以提醒人們環(huán)境對人類福祉的重要性［3］。國外相關(guān)研究主要集中在森林、海洋等生態(tài)系統(tǒng)［4-5］；有的學(xué)者將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值納入會計系統(tǒng)，衡量自然資產(chǎn)存量變化以管理生態(tài)系統(tǒng)［5］。

國內(nèi)GEP核算多從生態(tài)系統(tǒng)、區(qū)域尺度以及單個服務(wù)等角度出發(fā)，白楊等［6-8］核算了森林、海洋等生態(tài)系統(tǒng)或重點(diǎn)功能區(qū)的服務(wù)價值及其變化；劉超等［9-11］選擇京津冀、省市縣等區(qū)域進(jìn)行了核算；在單類別服務(wù)類型上，主要集中于土壤保持、水源涵養(yǎng)［12-13］等調(diào)節(jié)服務(wù)。隨著修復(fù)理念的深入及技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸重視生態(tài)修復(fù)地區(qū)的生態(tài)價值評估，廢棄礦區(qū)以其生態(tài)環(huán)境的典型性受到部分學(xué)者的關(guān)注［14-15］。作為重要的礦產(chǎn)資源型省份，江西省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展因廢棄礦區(qū)的存在受到制約，許多地區(qū)通過開展生態(tài)修復(fù)得以恢復(fù)或重建生態(tài)系統(tǒng)，竭力將已枯竭的“金山銀山”轉(zhuǎn)化回“綠水青山”。江西興國縣內(nèi)廢棄礦區(qū)已有10年以上的開采歷史，境內(nèi)生態(tài)環(huán)境惡劣，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)生活。

基于生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)相關(guān)理論與方法，本研究以江西省興國縣內(nèi)廢棄礦山為例，依據(jù)其生態(tài)修復(fù)工程實施前后土地利用類型的變化，核算了修復(fù)前后GEP的實物量與價值量，并量化了生態(tài)修復(fù)成效，以期為區(qū)域生態(tài)建設(shè)提供科學(xué)參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

廢棄礦區(qū)位于興國縣東村鄉(xiāng)與樟木鄉(xiāng)，地處北緯26°03′～26°41′、東經(jīng)115°01′～115°51′之間，共計6個片區(qū)（圖1），修復(fù)面積共35.81 hm2。區(qū)內(nèi)屬亞熱帶東南季風(fēng)氣候，年平均氣溫18.8 ℃，年平均日照時數(shù)為1861.4 h，年平均蒸發(fā)量為1635.8 mm，平均相對濕度為78%。山體整體平緩，自然坡度為15～60°。由于6處廢棄礦山具有同質(zhì)性且在地理位置上處于小溪坑流域的上下游，據(jù)《江西省礦山生態(tài)修復(fù)項目實施指南》（試行），擬將編制1個實施方案對6個片區(qū)實施統(tǒng)一管理。根據(jù)各片區(qū)遭受破壞程度的不同，采取生態(tài)重建與輔助再生相結(jié)合的生態(tài)修復(fù)方式，治理方案包括地形地貌重塑工程、基礎(chǔ)設(shè)施工程、生態(tài)恢復(fù)與防護(hù)工程及配套工程。

圖1 興國縣廢棄礦區(qū)地理位置圖

修復(fù)前，礦區(qū)開采時間較早，以露天開采煤礦為主，采煤深一般在30～50 m。由于無序開采與私挖濫采，區(qū)內(nèi)存在多個采剝邊坡和矸石堆積區(qū)，存在嚴(yán)重的環(huán)境遺留問題。作為國家生態(tài)安全戰(zhàn)略格局的南方丘陵山地帶，當(dāng)?shù)鼐哂心戏角鹆甑貐^(qū)廢棄礦區(qū)的典型性，是進(jìn)行植被修復(fù)與水土流失防治的重點(diǎn)地帶。據(jù)興國縣第三次國土調(diào)查初始數(shù)據(jù)（表1）可知，修復(fù)前區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀地類主要為采礦用地、喬木林地、其他草地、河流水面、果園和溝渠。

表1 興國縣生態(tài)修復(fù)前后土地利用類型及其面積變化

修復(fù)后，區(qū)內(nèi)環(huán)境有所改善（圖2），生態(tài)恢復(fù)與防護(hù)工程共種植濕地松14540株、爬藤植物6325株、喬木308棵；對小環(huán)境及小流域體系進(jìn)行的系統(tǒng)重塑消除了區(qū)內(nèi)長期存在的地質(zhì)災(zāi)害隱患，促進(jìn)了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)功能恢復(fù)及自然資源的有機(jī)更新。

圖2 興國縣廢棄礦區(qū)修復(fù)前后對比圖

1.2 數(shù)據(jù)來源

土地利用類型數(shù)據(jù)來源于第3次土地利用年度變更調(diào)查。降雨量及日氣溫數(shù)據(jù)來源于當(dāng)?shù)貧庀缶帧５乇韽搅飨禂?shù)來源于2020年《生態(tài)保護(hù)紅線監(jiān)管技術(shù)規(guī)范：生態(tài)功能評價（試行）》及相關(guān)文獻(xiàn)［13，16］。土壤容重等來源于《指南》。旅游收入、全國零售商品價格指數(shù)來源于2019年《贛州市統(tǒng)計年鑒》、2020年《全國統(tǒng)計公報》。部分參數(shù)設(shè)置依據(jù)實地調(diào)研、土壤采樣數(shù)據(jù)及相關(guān)文獻(xiàn)（表2）。

表2 興國縣生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值（GEP）核算參數(shù)設(shè)置

2 研究區(qū)生態(tài)產(chǎn)品實物量與價值量計算

2.1 核算指標(biāo)體系

依據(jù)數(shù)據(jù)可獲取性等原則，考慮評估方法適用性及研究區(qū)生態(tài)修復(fù)情況，本研究根據(jù)《指南》選取林地補(bǔ)償收益、農(nóng)業(yè)產(chǎn)品、水源涵養(yǎng)等13項指標(biāo)進(jìn)行核算（表3）。不同服務(wù)類別核算采用不同方法：直接價值通過市場價值與資產(chǎn)價值體現(xiàn)；間接價值通過碳價格、工業(yè)制氧價格等計算，其中，林地補(bǔ)償收益、農(nóng)產(chǎn)品收益、休閑旅游等服務(wù)核算采用市場價值法；水源涵養(yǎng)、土壤保持、洪水調(diào)蓄等價值量核算主要應(yīng)用替代成本法。

表3 興國縣研究區(qū)生態(tài)修復(fù)前后生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值（GEP）實物量及價值量核算指標(biāo)體系

2.2 核算方法

2.2.1 生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)產(chǎn)品價值核算方法 物質(zhì)產(chǎn)品為在不破壞生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下通過利用或轉(zhuǎn)化而能被人類獲得的物質(zhì)資源［2］，包括林地補(bǔ)償收益與農(nóng)業(yè)產(chǎn)品，核算公式如下：

上式中，Vm為直接利用物質(zhì)產(chǎn)品總價值；Yfi為第i類物質(zhì)產(chǎn)品總產(chǎn)量；Pi為第i類物質(zhì)產(chǎn)品市場價格；Ci為第i類物質(zhì)產(chǎn)品投入成本；n為核算區(qū)域物質(zhì)產(chǎn)品類別數(shù)。

2.2.2 生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)價值核算方法 調(diào)節(jié)服務(wù)是生態(tài)系統(tǒng)提供的為改善人類生活等帶來的一切惠益，包括水源涵養(yǎng)、土壤保持、洪水調(diào)蓄、碳固定、氧氣提供、空氣凈化、水質(zhì)凈化、氣候調(diào)節(jié)、物種保育［2］，核算公式如表4所示。

2.2.3 生態(tài)系統(tǒng)文化服務(wù)價值核算方法 文化服務(wù)是指生態(tài)系統(tǒng)為人類獲取知識、放松身心帶來的非物質(zhì)惠益［10］，可分為景觀游憩、康養(yǎng)與教育。本研究選取景觀游憩進(jìn)行核算，核算公式見表4。

表4 興國縣研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值（GEP）核算公式與說明

3 結(jié)果與分析

經(jīng)過初步核算，修復(fù)前廢棄礦區(qū)總價值量達(dá)32.71萬元，平均40.60元/hm2；修復(fù)后，研究區(qū)價值量為741.84萬元，較修復(fù)前增加709.13萬元，平均增加至507.14元/hm2。其中調(diào)節(jié)服務(wù)價值660.00萬元，占比達(dá)88.97%，遠(yuǎn)高于物質(zhì)產(chǎn)品提供和文化服務(wù)價值。

3.1 修復(fù)前后不同土地利用類型GEP的變化

就土地利用類型而言，修復(fù)前，區(qū)內(nèi)河流水面GEP占總價值的71.35%，喬木林地次之，說明未進(jìn)行生態(tài)修復(fù)前，河流水面與林地發(fā)揮主要生態(tài)功能。修復(fù)后，采礦用地被修復(fù)為林地與耕地，生產(chǎn)總值提高。其中，新增水田生態(tài)系統(tǒng)價值占比最大，達(dá)49.29%；喬木林地的GEP占比次之，價值量提高至485.71萬元，說明耕地在帶來物質(zhì)產(chǎn)品收益的同時也對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境起到了重要的調(diào)節(jié)作用；果園的GEP價值與修復(fù)前相比增加了5.29萬元（表5）。

表5 修復(fù)前后不同土地利用類型GEP價值的變化

續(xù)表4：

3.2 修復(fù)前后不同服務(wù)類型價值的變化

從表6可以看出：修復(fù)前，由于突出的環(huán)境問題，當(dāng)?shù)夭淮嬖谖镔|(zhì)產(chǎn)品提供與文化服務(wù)價值，因此氣候調(diào)節(jié)、水源涵養(yǎng)等服務(wù)價值占比達(dá)91.46%；修復(fù)后，區(qū)域環(huán)境得到了改善，土壤保持服務(wù)GEP＞水源涵養(yǎng)服務(wù)GEP＞氣候調(diào)節(jié)服務(wù)GEP，三者的服務(wù)價值占生態(tài)系統(tǒng)價值總值的82.78%，因此這3項服務(wù)作為修復(fù)后研究區(qū)的核心服務(wù)，生態(tài)功能凸顯。

表6 修復(fù)前后不同核算科目GEP價值的變化

4 討論

4.1 評估指標(biāo)選取是生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值核算的前提

在不同類型的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間存在相互依賴性，且生態(tài)產(chǎn)品功能與價值并非全部一一對應(yīng)，因此，在生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值核算中對評估指標(biāo)的選擇需要避免主觀性，應(yīng)該結(jié)合研究區(qū)域的實際情況全面構(gòu)建指標(biāo)體系。

4.2 優(yōu)化評估方法是生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值核算的關(guān)鍵

《指南》為GEP核算的技術(shù)流程、指標(biāo)體系與方法等提供了科學(xué)參考，具有全面性與普適性［36］。各地在開展GEP核算時，需以《指南》為依據(jù)并優(yōu)化其中服務(wù)評估方法。本研究在核算氣候調(diào)節(jié)服務(wù)時，采取《指南》中實測法與生態(tài)系統(tǒng)吸收及消耗熱量核算2種方式評估實物量，由于缺乏內(nèi)外實測溫差以及空氣體積數(shù)據(jù)，實際測量法無法實現(xiàn)，能值轉(zhuǎn)化法更易于推廣［2，37］；通過優(yōu)化生態(tài)吸收及消耗熱量核算方法能夠反映礦區(qū)植物蒸騰與水面蒸發(fā)情況。

價格修正關(guān)系到價值的實現(xiàn)，科學(xué)合理的價值有利于完善資源-資產(chǎn)轉(zhuǎn)化機(jī)制。GEP核算結(jié)果為一段時間內(nèi)的收益與價值，可以實現(xiàn)生態(tài)服務(wù)價值的現(xiàn)世性。實際上，生態(tài)服務(wù)具備的公共物品屬性決定其價值將隨著時間的累積而增加，可通過收益還原法實現(xiàn)未來價值的轉(zhuǎn)化與估算。

4.3 參數(shù)本地化是生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值核算的難點(diǎn)

參數(shù)設(shè)置關(guān)乎核算結(jié)果的準(zhǔn)確與真實。本研究無法根據(jù)實地調(diào)研獲取全部數(shù)據(jù)，因此在設(shè)置部分參數(shù)時參考官方數(shù)據(jù)及GEP核算的相關(guān)研究，并參考相近研究區(qū)的部分參數(shù)，以體現(xiàn)地方差異。其中，有條件進(jìn)行本地化的參數(shù)包括物質(zhì)產(chǎn)品中產(chǎn)量、成本等；調(diào)節(jié)服務(wù)中降雨量、蒸散發(fā)量、水庫建設(shè)單位庫容成本、降雨侵蝕力因子、土壤可蝕性因子、地形因子、減少面源污染價值、土壤中氮磷鉀含量、單位面積保育成本、大暴雨年平均徑流量、碳價格、制氧價格、空調(diào)開放天數(shù)及電價、單位面積吸收污染物能力及治理成本、污水處理成本等。具有廣泛適應(yīng)性的參數(shù)包括地表徑流系數(shù)、植被覆蓋和管理因子、水土保持因子、土壤容重、不同生態(tài)系統(tǒng)固碳速率及CO2與O2轉(zhuǎn)化系數(shù)、空調(diào)效能比、揮發(fā)潛熱及能量轉(zhuǎn)化耗電量等。

5 小結(jié)

核算結(jié)果表明：修復(fù)前，研究區(qū)GEP為32.71萬元，其中氣候調(diào)節(jié)價值最高，占38.77%；修復(fù)后，土壤保持服務(wù)的貢獻(xiàn)度最高。生態(tài)修復(fù)的開展是礦區(qū)GEP增加的主導(dǎo)因素，說明生態(tài)修復(fù)工程為當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)與生產(chǎn)帶來了巨大的價值。本研究結(jié)果可為其他地區(qū)開展GEP核算提供參考。

縱向生態(tài)補(bǔ)償主要存在于上下級之間，橫向補(bǔ)償則具有更大的靈活性［38］。在生態(tài)補(bǔ)償視角下構(gòu)建指標(biāo)交易市場有利于實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)由資源向資產(chǎn)的轉(zhuǎn)換。目前國際上主要的生態(tài)價值實現(xiàn)方式包括政府為主導(dǎo)的公共支付方式、基于市場的補(bǔ)償方式及生態(tài)標(biāo)記。在本研究中，礦區(qū)修復(fù)后可產(chǎn)生耕地指標(biāo)效益1619.15萬元，約為修復(fù)后總價值的2.18倍，其中水田收益達(dá)1407.50萬元。完善、統(tǒng)一的指標(biāo)交易市場有利于生態(tài)價值的實現(xiàn)，但指標(biāo)交易的置換在一定程度上忽視了生態(tài)服務(wù)價值，碳交易應(yīng)運(yùn)而生。

固碳對土壤生產(chǎn)力及生態(tài)功能的提升具有重要意義。目前，國內(nèi)多個省（市）已開始碳排放交易試點(diǎn)以實現(xiàn)碳中和的目標(biāo)［39］，但由于缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各碳市場交易難以開展。碳排放權(quán)交易和碳稅是當(dāng)前基于市場的主流碳減排措施，前者規(guī)定了碳排放許可的限額，后者則規(guī)定了碳排放許可的價格［40］。將碳排放權(quán)交易和碳稅作為核心構(gòu)建指標(biāo)交易市場，能有效發(fā)揮市場的作用，充分實現(xiàn)地區(qū)生態(tài)價值。本文核算結(jié)果表明僅依靠修復(fù)后的固碳價值不足以支撐碳交易，不同地區(qū)土壤的固碳能力差異大，且在核算時大多只考慮植被的固碳能力。今后采取有機(jī)碳等生物措施、根據(jù)水熱情況種植固碳能力最強(qiáng)的樹種、科學(xué)設(shè)置種植密度等對GEP的提高以及碳交易的實現(xiàn)具有重要意義。