基于當量因子法的濕地生態服務效益研究
——以海珠濕地三期工程為例

黃海宇，林 宇，杜青平，聶嘉榮，羅宇彥

（1.廣州市水之道生態環境修復有限公司，廣東 廣州 510380；2.廣東工業大學環境科學與工程學院，廣東 廣州 510006）

濕地是地球上陸域和水域之間的重要過渡地區，是世界上生產力最高的自然生態系統之一，在氣候調節、環境凈化，水資源保護、生物多樣性維持、陸地污染截留、海洋護岸和減輕自然災害等方面都發揮著重大作用。它還可以影響生物的地球化學過程，進一步促進重要化學元素的自然循環，從而提高環境質量。然而，目前的市場機制既沒有捕捉到這些好處，也沒有根據濕地的真正稀缺價值設定價格，這導致了信息不充分的管理和開發決策，導致了濕地持續快速流失、轉化和退化。由于工業用地、居民區和商業作物種植區的快速擴張，中國濕地呈現出快速流失或退化的趨勢，從1978~2008年，中國濕地面積減少了約33%，濕地損失率從1978年的5 523 km2/a下降到2008年的831 km2/a。鑒于以上趨勢，量化濕地生態系統服務，并突出其主要貢獻，對于制定可持續濕地管理戰略非常重要。

生態系統服務是人類生存和現代文明的基礎。根據TEEB的定義，生態系統服務為造福人類的生態系統提供直接和間接的貢獻。類型包括最終服務和中介服務。最終的生態系統服務通過生物/非生物成分或生態系統的生態過程對人類有益；中介服務是最終服務的生態屬性（如生態過程或功能）。Costanza等人1997年的相關研究成果以及2015年千年生態系統評估（MEA）的發布引起了人們對濕地生態系統服務的關注。研究成果還展示了濕地生態系統對維持人類生存和社會經濟可持續發展的重要性。評估濕地生態系統服務可以揭示其巨大的價值，從而增強對保護濕地生態系統重要性的認識。

Costanza等人在1997年首先將生態系統服務分為17種類型，然后對其進行評價。1995年這些服務的總價值為33×1012美元/a，其中濕地和海岸的生態系統服務價值分別為4.9×1012美元/a和12.6×1012美元/a。在隨后的研究中重點關注生態系統服務全球價值的變化。考慮到單位價值量的更新和生物群落面積的變化，在Costanza和de Groot 等人的研究結果顯示，2007年全球生態系統服務總價值為125×1012美元/a。濕地生態系統服務價值為140 174 美元/hm2·a，其中濱海濕地生態系統價值范圍從300~887 828美元/hm2·a，平均為193 845美元/hm2·a。在中國，生態系統服務分類是根據MEA的類型進行的，包括提供、調節、文化和支持服務，它們構成了生態系統的四種基本服務，即提供食物和物質資源、氣候調節和環境凈化、精神需求、教育和研究功能和生物多樣性維護。陳仲新等人采用了Costanza的思路結合考慮了中國的實際情況，對中國生態系統服務的總價值進行評估，計算求得1994中國生態系統服務總價值為77 834.48×108元/a，其中濕地和濱海生態系統服務價值分別為26 736.9×108元/a和12 223.04×108元/a。在 謝高地等人的研究成果中，2015年中國生態系統服務總價值約為38.10×1012元/a，其中水生生態系統服務價值占21.2%。在四種生態系統服務中，調節服務占71.3%，其次是支持服務（19.0%）、供給服務（5.9%）和文化服務（3.8%）。

本研究將廣州市海珠濕地公園三期作為研究重點，利用ESRI遙感和GIS地理信息技術，解譯2020年土地分類數據，進行分類提取，進而評估核算其生態系統服務價值。研究結果可為了解濕地資本和主要服務提供有用信息，為濕地公園管理提供科學參考，也是引起公眾對濱海濕地生態系統保護關注的重要途徑。

1 研究區概況

海珠濕地位于廣州市中心城區，占地1 100公頃，是典型的三角洲城市河湖復合濕地系統，被稱為“南腎”和“綠心”。作為廣東省唯一的國家重點建設濕地，濕地資源和生物多樣性豐富，為內湖濕地、河涌濕地、涌溝-半自然果林鑲嵌濕地等多種濕地相結合的復合濕地。除此之外，它還能凈化空氣，調節水體，從而改善生態環境，促進區域生物多樣性，在氣候、水文調節等方面發揮著不可或缺的作用。

廣州市海珠濕地公園三期，作為近幾年的新建生態工程，充分耦合了濕地、水系、果林、農業多種自然要素，實現了農業和水系的相互連通，給各種鳥類營造了生活棲居的良好空間，形成了一系列生態景觀節點。

2 研究方法及數據來源

本研究對海珠濕地生態系統服務價值的核算主要根據千年生態系統評估（MA）與謝高地等人對生態系統服務的分類，依據Costanza等人對生態系統服務價值的計算思路，將區域生態系統服務價值量定義為：

式中：ESV總表示區域生態系統服務總價值（元）；

Ak表示研究區第類土地利用類型的面積（hm2）；

D表示1個標準當量因子的生態系統服務價值量（元·hm-2）；

Ck表示第k 類土地利用類型單位面積生態服務價值當量。

根據當量因子法的思路確定各項服務功能價值量：定義1個標準當量因子的生態服務價值量為單位面積農田生態系統糧食作物生產的凈利潤。本研究采用作為廣東省主要糧食作物的稻谷和玉米來衡量農田生態系統糧食產量的價值：

式中：Sc、Sr分別表示2020年廣州市稻谷和玉米的播種面積占2種作物總播種面積的比重（%）；

Fc、Fr分別表示2020年廣東省稻谷和玉米的單位公頃面積的平均利潤（元·hm-2）。

本研究主要采用2020年相關數據，由于部分數據的缺失，其中海珠濕地三期各種土地類型用地面積來源于Google Earth影像解譯，2020年廣州市稻谷、玉米播種面積數據從《中國統計年鑒（2021）》《廣州統計年鑒—2021》獲取，2020年廣東省糧食作物的平均利潤從《全國農產品成本收益資料匯編（2021）》2021年版獲取。

3 結果與分析

根據海珠濕地公園生態系統結構、功能及生態過程等特點，將海珠濕地公園三期的生態服務價值類型分為供給服務（食物生產、原料生產、水資源供給）、調節服務（氣體調節、氣候調節、水文調節）、文化服務（文教科研）、支持服務（土壤保持、維持養分循環、保持生物多樣性）

通過對海珠濕地三期的遙感圖像解譯，利用ARCGIS軟件對海珠濕地土地利用方式進行，結合實際用地情況將其劃分為濕地、水域、建設用地3個類型，其用地面積分別為：濕地為371 422.1 m2，湖泊為115 208.5 m2，房屋及道路為51 899.34 m2。

根據公式（1）及《國家統計年鑒2021》《廣州統計年鑒—2021》，主要糧食產品的平均利潤數據從《全國農產品成本收益資料匯編》2021版獲取，以此計算廣州市2020年單位公頃農田糧食經濟價值，計算得出D值為790.37元/hm2。結合謝高地等人2015年的研究成果，可以得到修正后的海珠濕地公園三期生態系統單位面積生態服務價值表。

結合海珠濕地三期不同用地面積，使用當量因子法計算2020年海珠濕地三期工程所提供的各項生態系統服務價值量及其占比情況，如表1所示，可以看出，2020年海珠濕地三期的生態服務總價值為6 111 128.89元，其中調節服務中的水文調節功能所提供的生態價值量最高，占總價值比重53.71%，主要是由于其濕地和水域的蓄水調節功能，其次是生物多樣性和文化景觀服務。

表1 海珠濕地公園三期生態服務價值表（元/a）

本項目核算廣州市海珠濕地三期的單位面積價值為449.42×104元/km2·a，在城市濕地公園生態服務價值的評價結果中，廣州市海珠濕地2018年的單位面積價值為1 039.77×104元/km2·a，為本研究核算的單位面積價值的2.31倍，使用功能價值法評估的結果中占比最大的是氣候調節，其次是物質生產和水質凈化功能，可以看出，由于采取不同評估導致的結果存在偏差，功能價值法是分別使用不同計算方法計算不同服務類型，算出分項經濟價值后再結合，需要較多參數，而當量因子則是結合當量因子表和當年農產品平均利潤計算所得，數據需求較少。其結果誤差的原因，除了計算方法的不同，還有：①海珠濕地具有龐大的果園面積，為河涌、湖泊、果林混合的生態系統，在本研究中把沿河沿湖果林菜地也歸入濕地一類，其計算僅是根據農作物平均利潤求得，并未考慮到果林菜地所生產的蔬菜水果等經濟作物的經濟價值；②通過功能價值法計算的文化休閑服務，其計算是通過旅游費用法，而作為近幾年新建成的海珠濕地三期工程，并未完全對外開放，難以通過旅游費用法求得其價值，但通過當量因子法可以求得其文化價值。

當量因子法應用到不同項目求出結果也有較大偏差，如西溪國家濕地公園、艾比湖濕地自然保護區和升金湖國家級自然保護區濕地項目，西溪國家濕地公園單位面積價值為165.64×104元/km2·a，艾比湖濕地自然保護區單位面價值為112.77×104元/km2·a，升金湖國家級自然保護區濕地單位面積價值為228.15×104元/km2·a，這較大程度依賴于研究地點當地的農產品單位面積平均利潤，本項目求得單位公頃農田糧食經濟價值僅為790.37元，而升金湖所在的池州市2017年單位公頃農田糧食經濟價值為1 127.01元，相比較謝高地等人求得單位公頃糧食價值量（3 406.5元/hm2）低了很多。結果偏差的主要原因有：一是不同研究的價格基礎不同，在2003~2020年，物價明顯上漲，不同區域的人力成本及土地成本快速增長，進而導致中大城市的種植面積以及平均利潤的下降；二是確定生態服務單位面積價值量的方法不同，本研究依據謝高地等人2015年改進的研究成果，以廣州市主要糧食農產品的面積比例加權求得平均利潤，而西溪國家濕地公園的研究則采用Costanza的研究成果來確定單位面積生態服務價值；三是不同地域的主要糧食產物作物類型不同，本研究計算單位面積價值的主要糧食作物為稻谷、玉米，而謝高地研究主要糧食作物類型還包含了小麥，在此基礎上初步評估了我國生態系統服務價值，由于南北區域土地特征不同，其分布的糧食作物類型也不同，可以看出，不同區域的不同糧食生產水平，也會影響其當地的生態服務價值量。

4 結論

廣州市海珠濕地公園三期供給服務價值（食物生產、原料生產、水資源供給）只占生態系統服務總價值的7.02%，而調節功能（氣體調節、氣候調節、水文調節、凈化環境）占海珠濕地三期生態系統服務總價值的85.44%，是供給服務的12.17倍，反映出海珠濕地公園極大的生態效益。在追求直接的經濟增長過程重，人類對自然濕地的過度開墾，造成面積的大面積縮減，直接導致了濕地生態功能的喪失，產生一系列不良后果會阻礙社會的發展。因此在進行土地規劃時，需要把濕地的間接價值納入考量之中，合理開發和利用濕地資源。

濕地生態系統服務功能評估對濕地的生態恢復、可持續利用和有效保護具有十分重要的意義，現階段關于濕地生態系統服務價值的研究，還處在起步探索的時期，對于如何模擬評估濕地生態過程功能及其提供的生態價值，尚沒有完善的研究理論可供參考借鑒。因此，如何結合實際情況去發現合適的修正指標是研究的重點。文章對海珠濕地三期生態服務價值評估是起點，有待于更深入的研究。

生態服務價值可以作為評估區域生態環境健康的綜合性指標，但是本身是根據土地利用變化的絕對量計算的相對值，在本研究中僅考慮單一年份的計算，雖然對比了其他相關案例，但由于數據的緊缺，未能在一定時期內根據其土地利用類型的動態變化核算海珠濕地的生態服務價值，無法反映其價值量和土地利用變化的敏感程度，有待后續補充研究。