三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護(hù)價值

魏 強(qiáng)，佟連軍，楊麗花，呂憲國，張慧敏

1 中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，長春 130102 2 中國科學(xué)院研究生院，北京 100049 3 石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院商學(xué)院，石家莊 050031

三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護(hù)價值

魏 強(qiáng)1,2，佟連軍1,*，楊麗花3，呂憲國1，張慧敏1

1 中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，長春 130102 2 中國科學(xué)院研究生院，北京 100049 3 石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院商學(xué)院，石家莊 050031

生物多樣性保護(hù)是三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)提供的一項重要的生態(tài)服務(wù)功能，具有重要的經(jīng)濟(jì)價值。應(yīng)用M. Hoel和T. Sterner提出的經(jīng)濟(jì)模型，分析了貼現(xiàn)率和邊際價格變化綜合影響下的三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護(hù)價值變化過程，研究了收入邊際效用彈性和替代彈性對貼現(xiàn)率和邊際價格變化綜合效應(yīng)的影響，并通過對比傳統(tǒng)貼現(xiàn)方法揭示了三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護(hù)所蘊含的巨大經(jīng)濟(jì)價值。研究結(jié)果表明，在貼現(xiàn)率和邊際價格變化的綜合影響下，三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護(hù)價值曲線呈現(xiàn)出先增長再下降的變化趨勢，總經(jīng)濟(jì)價值為人均19438.9元；收入邊際效用彈性和替代彈性的取值對價值評估結(jié)果的影響較大，不同參數(shù)條件下的價值評估結(jié)果將最終作用于濕地生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)相關(guān)決策的制定；價值評估結(jié)果同樣證明了在保持經(jīng)濟(jì)較快速度發(fā)展的同時提高三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護(hù)功能的恢復(fù)速率對于促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展和提高社會福祉狀況具有重要的現(xiàn)實意義。

三江平原; 生物多樣性保護(hù); 貼現(xiàn)率; 邊際價格變化

濕地生態(tài)系統(tǒng)提供的生物多樣性保護(hù)服務(wù)能夠滿足人類的各種物質(zhì)和非物質(zhì)需求，它既能為人類提供必要的植物產(chǎn)品、植物副產(chǎn)品、藥材等直接物質(zhì)，又能為人類提供教育、科研、旅游、土壤保持、涵養(yǎng)水源、污染物降解等多種直接或間接生態(tài)服務(wù)，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)價值。在全球經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的背景下，人類活動給濕地生態(tài)系統(tǒng)帶來的干擾日益強(qiáng)烈，濕地生態(tài)系統(tǒng)不斷遭到破壞的同時也帶來了其提供生物多樣性保護(hù)能力的不斷下降，不但影響了人類的基本生活條件，而且嚴(yán)重威脅著人類社會的生存與發(fā)展，因此，綜合權(quán)衡經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生物多樣性保護(hù)已經(jīng)成為了當(dāng)前社會可持續(xù)發(fā)展所面臨的關(guān)鍵問題。濕地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護(hù)價值評估的目的在于盡可能地量化生物多樣性保護(hù)對于提高人類福祉的重要性，力圖通過為決策者提供必要的相關(guān)信息來促進(jìn)濕地生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與可持續(xù)利用等相關(guān)管理決策的制定。

生物多樣性保護(hù)價值評估目前是國內(nèi)外研究的熱點之一，研究內(nèi)容主要集中在靜態(tài)分析和動態(tài)分析兩種層面上，其中靜態(tài)層面分析主要是通過價值評估來定量表達(dá)生物多樣性保護(hù)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益在全國或全球GDP產(chǎn)出中的所占比例，進(jìn)而揭示其蘊含的巨大經(jīng)濟(jì)價值[1- 3]；而動態(tài)層面分析主要是在靜態(tài)分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域土地利用變化來評估生物多樣性保護(hù)價值的相對變化情況并以此來衡量相應(yīng)的利益得失，從而提高人類和社會的生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)意識[4- 6]。綜合看來，以往的生物多樣性保護(hù)價值評估均沒有考慮自然資源稀缺性的不斷增大給生物多樣性保護(hù)邊際價格帶來的影響，而且存在著對影響價值變化的因素考慮不周全、對價值動態(tài)變幅把握不及時等問題。為了提高三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護(hù)價值評估結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性，本文應(yīng)用M. Hoel和T. Sterner提出的經(jīng)濟(jì)模型，在綜合考慮貼現(xiàn)率和生物多樣性保護(hù)邊際價格變化的同時，將影響價值變化的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速率、生物多樣性保護(hù)功能變化速率、收入邊際效用彈性、替代彈性、人均支付意愿等多種因素納入價值評估考量當(dāng)中，全面評估多重因素共同影響下的生物多樣性保護(hù)價值變化情況，并通過價值評估結(jié)果揭示當(dāng)前三江平原地區(qū)加強(qiáng)濕地生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的緊迫性及必要性。

1 研究方法

M. Hoel與T. Sterner的經(jīng)濟(jì)模型是在總結(jié)大量環(huán)境問題成本利益分析的基礎(chǔ)上提出的，模型突破了以往跨時期生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估只考慮貼現(xiàn)因素的束縛，首次將經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展背景下自然資源稀缺性不斷增大所導(dǎo)致的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)邊際價格變化引入了價值評估模型當(dāng)中，同時分析了關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)變化對模型的影響[7]。模型的應(yīng)用方便于決策者對比不同決策方案在維護(hù)和提高生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給方面的有效性以及存在的缺陷，因此一經(jīng)提出便在全球氣候變化成本利益分析和溫室氣體減排的決策分析中得到了廣泛應(yīng)用[8- 9]，同時也有一些學(xué)者在生物多樣性保護(hù)[10]、不可再生資源的可持續(xù)生產(chǎn)方式[11]以及交通運輸環(huán)境效應(yīng)分析[12]等領(lǐng)域?qū)Υ四Ｐ偷膽?yīng)用進(jìn)行了嘗試。

在M. Hoel和T. Sterner提出的經(jīng)濟(jì)模型中，貼現(xiàn)率和服務(wù)的邊際價格變化是影響價值評估結(jié)果的兩個直接因素，本文從貼現(xiàn)率和服務(wù)邊際價格變化的公式推導(dǎo)出發(fā)，分析影響價值變化的各相關(guān)要素，估算各因素綜合影響下的生物多樣性保護(hù)價值變化情況，并對各參數(shù)變化對價值評估結(jié)果可能產(chǎn)生的影響進(jìn)行詳細(xì)分析。

貼現(xiàn)是衡量未來生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)成本利益當(dāng)前價值的一種方法，價值評估時采用的貼現(xiàn)率值不但直接影響評估結(jié)果，而且還涉及福祉在代際間分配等問題，因此是許多跨時期的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估的核心所在。貼現(xiàn)方法的經(jīng)濟(jì)合理性主要包括兩個方面：一是社會的時間偏好，即人們通常希望能夠盡早地通過消費增長來提高當(dāng)前的福祉狀況；二是資金的機(jī)會成本，即人們傾向于將資金投入到價值更高的選擇當(dāng)中[13]。

在成本利益分析的經(jīng)濟(jì)模型中通常用目標(biāo)函數(shù)W來衡量一定時期內(nèi)人類從消費中獲得的總福祉大?。?/p>

(1)

式中,C(t)表示在t時刻的消費；U為效用函數(shù)，U(C)表示人類從消費中獲得的福祉；ρ為時間偏好率，表示福祉在代際間分配的社會偏好程度，其值越接近于零表示福祉在代際間的分配的越平等，值越大表示賦予當(dāng)代人的權(quán)重越高。如上文提到，由于人們傾向于較早地通過消費增長來提高福祉狀況，因此進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)成本利益分析時通常認(rèn)為ρ>0，但由于較高的ρ值往往會造成生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的低估以及會影響有效環(huán)境保護(hù)措施的制定，因此本文出于對我國居民消費時間偏好性的考慮以及兼顧福祉在代際間平等分配的原則，將ρ的取值設(shè)定為0.01[14]。

效用函數(shù)U(C)是一個凹函數(shù)，其一般形式為：

(2)

式中,α為收入邊際效用彈性，也稱為不公平厭惡系數(shù)，是效用函數(shù)的曲率。從U(C)的表達(dá)式可知，隨著消費的增長，單位收入的邊際效用將逐漸減小，也就是說α值越大賦予當(dāng)代人消費的權(quán)重越高，當(dāng)代人從消費中獲得的福祉越大[15]。

通過將目標(biāo)函數(shù)W兩端對時間t進(jìn)行微分并結(jié)合效用函數(shù)的表達(dá)式便可以推導(dǎo)出傳統(tǒng)貼現(xiàn)率的表達(dá)式，即：

(3)

式中，r(t)又稱為拉姆齊貼現(xiàn)率，gc為人均消費增長率。

通常情況人均消費水平的不斷增長在經(jīng)濟(jì)增長的帶動下產(chǎn)生的，對于未來的經(jīng)濟(jì)增長，學(xué)者們認(rèn)為可能是由某些部門(一般消費產(chǎn)品部門)的經(jīng)濟(jì)增長帶動的，而對于其它一些部門，尤其是那些依賴于有限自然資源進(jìn)行經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的部門(生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)部門)，由于自然資源稀缺性的不斷增大，其提供產(chǎn)品和服務(wù)的能力可能會出現(xiàn)增長相對緩慢、不增長甚至是倒退的現(xiàn)象，因此在進(jìn)行跨時期的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估時，就必須對一般消費產(chǎn)品(C)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(E)進(jìn)行區(qū)分[16]。在M. Hoel和T. Sterner的經(jīng)濟(jì)模型中，人類福祉便是從一般消費產(chǎn)品和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的消費中獲得的。這樣上述目標(biāo)函數(shù)(1)和效用函數(shù)(2)的表達(dá)式相應(yīng)變?yōu)椋?/p>

(4)

和

(5)

式中，σ為替代彈性，表示一般消費產(chǎn)品與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的可替代程度，其含義是：如果生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價格增加1%，那么用于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的消費將減少σ%[17]；γ為當(dāng)前(t=0)人類從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中獲得的福祉份額，且有參數(shù)γ*，并存在：

(6)

它表示隨著C和E的不斷變化人類在不同階段從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中獲得的福祉份額。

通過(4)、(5)、(6)式便可推導(dǎo)出進(jìn)行跨時期生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估時的貼現(xiàn)率表達(dá)式，即：

(7)

式中，gE為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)變化率。

以往的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估幾乎都忽略了未來自然資源稀缺性的逐漸增大所帶來的服務(wù)邊際價格變化對價值的影響，從而導(dǎo)致了評估結(jié)果的不準(zhǔn)確，因此在進(jìn)行跨時期的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估時，不僅要將服務(wù)的未來價值進(jìn)行貼現(xiàn)計算，而且還要考慮服務(wù)的邊際價格變化，即要按照服務(wù)未來的真實價格進(jìn)行計算。

通常生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的真實價格通過下式來進(jìn)行估算，即：

Vt=V0(1+p)t

(8)

式中,V0為服務(wù)的當(dāng)前價格，p為價格變化速率，p的計算方法為：

(9)

式中，UE、UC分別表示效用函數(shù)對E和C的偏導(dǎo)數(shù)。

通過(7)和(9)兩式就可得到貼現(xiàn)率和邊際價格變化的綜合效應(yīng)表達(dá)式，即：

(10)

最后便可得到跨時期生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估的最終表達(dá)式：

V=V0(1+R)-t

(11)

2 研究區(qū)域概況

三江平原位于黑龍江省東北隅，是我國最大的淡水沼澤濕地分布區(qū)，生物多樣性保護(hù)是三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)提供的一項重要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，在維持地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高人類生活質(zhì)量等許多方面發(fā)揮著不可替代的作用。然而在長期的大規(guī)模農(nóng)業(yè)開發(fā)、水利工程建設(shè)等人類活動的影響下，三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)遭受到了嚴(yán)重退化，濕地面積不斷減少的同時也帶來了濕地景觀的破碎化，許多生物物種的生境遭到改變和破壞，濕地生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性保護(hù)能力不斷下降。

2.1 三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護(hù)發(fā)展?fàn)顩r

生物多樣性包括遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性和景觀多樣性四個層次[18]。在這4個層次中，景觀多樣性是景觀水平上生物多樣性的表達(dá)，是決定遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的基礎(chǔ)，它不但構(gòu)成了其它層次生物多樣性的背景，而且制約著它們的時空格局和演變過程，因此對一個地區(qū)的生物多樣性變化起著決定性作用[19]。本文利用三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)景觀多樣性的變化特征來反應(yīng)生物多樣性保護(hù)功能的綜合變化。相關(guān)研究表明，三江平原不同地區(qū)的濕地景觀多樣性呈現(xiàn)出不同的波動變化規(guī)律，但總體上整個地區(qū)的景觀多樣性指數(shù)自1965年便以大約平均每年-0.92%的速率不斷下降[20- 23]。

“十一五”以來，黑龍江省為扭轉(zhuǎn)濕地面積減少和功能退化的局面，不斷加大濕地生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)力度并相繼實施了多個濕地保護(hù)恢復(fù)項目及濕地自然保護(hù)區(qū)建設(shè)項目，預(yù)計未來三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護(hù)功能會隨著濕地面積的不斷恢復(fù)而得到逐漸提高。在本次研究初始計算時，首先將gE的取值設(shè)定為-0.92%，而在最后的敏感性分析中分別假設(shè)了gE值保持不變和以0.5%的速率變化兩種情況，以此來分析生物多樣性保護(hù)功能在不斷下降、保持不變和不斷增長發(fā)展趨勢下的價值變化情況。

2.2 三江平原地區(qū)人均消費水平發(fā)展?fàn)顩r

隨著三江平原地區(qū)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，該地區(qū)的人均消費水平一直處于持續(xù)增長當(dāng)中。根據(jù)《黑龍江統(tǒng)計年鑒》和《佳木斯經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計年鑒》等統(tǒng)計資料顯示，三江平原地區(qū)的人均消費水平大約以平均每年11.2%的速率增長，這一數(shù)字基本與黑龍江省多年來的GDP平均增長率持平，然而考慮到近期國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)的調(diào)整，再加之未來三江平原地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)性需求及CPI漲幅情況，在下面的研究中我們將未來該地區(qū)的人均消費增長率gc值設(shè)定為8%。

2.3 三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護(hù)功能人均支付意愿

濕地生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性保護(hù)功能具有重要的經(jīng)濟(jì)價值，它在調(diào)節(jié)氣候、保護(hù)土壤、涵養(yǎng)水源以及維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定等多方面發(fā)揮著重要作用，但由于生物多樣性保護(hù)并沒有像一般消費產(chǎn)品所擁有的成熟的市場環(huán)境，因此其價值往往是通過人們的支付意愿來加以揭示的[24]。本文將劉曉輝等人于2007年進(jìn)行的三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護(hù)功能支付意愿調(diào)查結(jié)果作為研究基礎(chǔ)來進(jìn)行跨時期的生物多樣性保護(hù)價值評估。當(dāng)年的支付意愿調(diào)查是按照縣級市、地級市和副省級市的向上擴(kuò)大關(guān)系進(jìn)行的，調(diào)查地點選擇在洪河農(nóng)場(地屬同江市，佳木斯市下轄)、佳木斯市和哈爾濱市三個地區(qū)。調(diào)查結(jié)果表明，三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護(hù)功能的平均支付意愿率為77.48%，并最終將累計頻度為50%的中位值82.6元 人-1a-1定為該地區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護(hù)功能的人均支付意愿值[25]。以此價格為基礎(chǔ)，分析未來100a此價格在貼現(xiàn)率和邊際價格變化綜合影響下的價值變化情況，并通過對比傳統(tǒng)貼現(xiàn)方法來揭示生物多樣性保護(hù)所蘊含的巨大經(jīng)濟(jì)價值以及濕地生態(tài)系統(tǒng)治理與保護(hù)相關(guān)決策制定的緊迫性。

3 結(jié)果與分析

3.1 影響生物多樣性保護(hù)價值的各參數(shù)變化過程

為了研究C和E在不同發(fā)展速率下所帶來的貼現(xiàn)率和邊際價格變化情況，模擬了人均消費水平以8%速率增長，生物多樣性保護(hù)功能以-0.92%速率發(fā)展下的各參數(shù)變化過程，且在模擬時將收入邊際效用彈性α值設(shè)定為1，替代彈性σ值設(shè)定為0.5，生物多樣性保護(hù)服務(wù)所支持的人類福祉份額的初始γ值設(shè)定為5%。各參數(shù)變化過程的模擬結(jié)果見圖1。

圖1 各影響參數(shù)變化過程Fig.1 Changing processes of influencing parameters

如圖1所示，傳統(tǒng)的拉姆齊貼現(xiàn)率在給定的邊際效用彈性和替代彈性條件下為一常數(shù)0.09，而通過模型計算得到的貼現(xiàn)率值則從0.0938逐漸增加到0.1639，雖然此變化范圍要大于拉姆齊貼現(xiàn)率，但其效應(yīng)直接被15%的生物多樣性保護(hù)邊際價格變化所抵消，并由此產(chǎn)生了從初始-0.0563逐漸增加到0.0139的綜合效應(yīng)值。由此可見，當(dāng)將服務(wù)的邊際價格變化納入跨時期的價值評估時，其與貼現(xiàn)率產(chǎn)生的綜合效應(yīng)值要遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)計算所使用的拉姆齊貼現(xiàn)率值。

3.2 生物多樣性保護(hù)價值評估

對比分析了傳統(tǒng)貼現(xiàn)方法和考慮貼現(xiàn)率與服務(wù)邊際價格變化綜合效應(yīng)影響下的生物多樣性保護(hù)價值變化過程，結(jié)果如圖2所示。

傳統(tǒng)貼現(xiàn)方法得到的生物多樣性保護(hù)價值曲線Vr呈現(xiàn)不斷下降趨勢，近百年間的價值總量為人均1000.2元；在考慮生物多樣性保護(hù)邊際價格變化和貼現(xiàn)率綜合影響下得到的價值曲線V呈現(xiàn)出先上升再下降的變化趨勢，造成曲線波動的主要原因是在初始階段服務(wù)相對價格變化的效應(yīng)較強(qiáng)，導(dǎo)致價值曲線在初期呈現(xiàn)上升趨勢，而后隨著貼現(xiàn)率的不斷增大同時邊際價格變化效應(yīng)的相對減弱，曲線便呈現(xiàn)出了逐漸下降的趨勢。此價值曲線評估得到的生物多樣性保護(hù)價值從初始的82.6元 人-1a-1逐漸增大到29a后的最大值407.6元 人-1a-1，而后又逐漸下降到78.6元 人-1a-1，生物多樣性保護(hù)價值總量為人均19438.9元。結(jié)果表明，模型評估的生物多樣性保護(hù)價值總量是傳統(tǒng)方法下得到的價值總量的近20倍，模型不但揭示出了生物多樣性保護(hù)所蘊含的巨大經(jīng)濟(jì)價值，而且由供需原理可知[26]，在生物多樣性保護(hù)服務(wù)供給不斷遞減的背景下，對于該服務(wù)需求的遞增將導(dǎo)致其價格的大幅度上升，這也進(jìn)一步說明生物多樣性保護(hù)服務(wù)稀缺性的提高將不斷增大人們對于該服務(wù)的支付壓力。此外，曲線的變化趨勢也能夠有效反應(yīng)出濕地生態(tài)系統(tǒng)治理的成本支出變化狀況，變化趨勢說明三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)的治理與恢復(fù)應(yīng)盡早進(jìn)行，以避免不斷增加的治理成本，而如果在峰值出現(xiàn)后進(jìn)行治理，那么對于濕地生態(tài)系統(tǒng)本身則可能已經(jīng)超過了其生態(tài)閾值，從而將導(dǎo)致未來的濕地環(huán)境改善現(xiàn)值無法彌補濕地破壞成本支出的結(jié)果。

圖2 兩種貼現(xiàn)方法下的生物多樣性保護(hù)服務(wù)價值曲線Fig.2 value curves of the biodiversity conservation with two discounting methods

3.3 收入邊際效用彈性及替代彈性的影響分析

收入邊際效用彈性及替代彈性的取值對貼現(xiàn)率和邊際價格變化有顯著影響，進(jìn)而影響生物多樣性保護(hù)價值評估結(jié)果，因此本文分析了不同收入邊際效用彈性和替代彈性條件下的貼現(xiàn)率與邊際價格變化情況，并通過計算結(jié)果分析各參數(shù)變化可能對價值評估結(jié)果產(chǎn)生的影響。

收入邊際效用彈性α的取值在學(xué)術(shù)界存在一定的爭議，這是因為α值不但影響價值評估結(jié)果而且還涉及到處理環(huán)境問題的時間性問題，為此本文在初始計算的基礎(chǔ)上，又分別分析了α=1.5和α=2兩種情況下貼現(xiàn)率和邊際價格的相應(yīng)變化情況；對于替代彈性σ，有學(xué)者認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與一般消費產(chǎn)品之間存在較強(qiáng)的不可替代性，但同時也有學(xué)者認(rèn)為，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的替代彈性對于高收入人群可能較大，而對入低收入人群這種替代性往往較小[27]，因此鑒于替代彈性取值存在較大的不確定性，本文探討了0.1—0.9范圍內(nèi)的替代彈性變化對貼現(xiàn)率和邊際價格變化的影響(表1)。

表1 不同收入邊際效用彈性和替代彈性條件下的各參數(shù)變化結(jié)果Table 1 Changing results of parameters under different marginal utility elasticity and substitution elasticity conditions

如表1所示，貼現(xiàn)率隨收入邊際效用彈性的增大而增大，隨替代彈性的增大而減小，而邊際價格變化則只受替代彈性的影響，且隨著替代彈性的增大顯著減小，相應(yīng)地，貼現(xiàn)率與邊際價格變化的綜合效應(yīng)也隨著各參數(shù)的增大而增大，各參數(shù)取值的逐漸增大將導(dǎo)致生物多樣性保護(hù)價值評估結(jié)果逐漸降低。參數(shù)的變化結(jié)果對相關(guān)決策的制定具有一定的指導(dǎo)性，首先，由于人均消費水平是不斷提高的，因而在價值評估時設(shè)定的收入邊際效用彈性越大則賦予當(dāng)代人的權(quán)重越高，相應(yīng)賦予未來的權(quán)重就越低，因此價值評估結(jié)果也就越不支持濕地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與治理相關(guān)決策的制定；其次，較高的替代彈性條件下得到的價值評估結(jié)果同樣不支持當(dāng)前濕地生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)決策的制定，這是因為生物多樣性保護(hù)功能如果能夠被輕易代替，那么生物多樣性保護(hù)功能的喪失就可以從其他消費產(chǎn)品的消費中彌補，這種情況下就不會對濕地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行積極的恢復(fù)和治理。

圖3 不同生物多樣性保護(hù)服務(wù)發(fā)展速率下的價值變化對比 Fig.3 Value comparisons under different biodiversity conservation service development rates

3.4 敏感性分析

鑒于三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)未來發(fā)展?fàn)顩r的復(fù)雜性及不確定性，在這一部分分析中，分別模擬了生物多樣性保護(hù)功能以保持不變和緩慢恢復(fù)速率發(fā)展條件下的價值變化過程(圖3)。

不同生物多樣性保護(hù)功能發(fā)展速率下的價值曲線呈現(xiàn)出不同的波動變化，表現(xiàn)出隨著生物多樣性保護(hù)功能發(fā)展速率的逐漸提高，價值曲線的波動幅度被逐漸降低。這說明盡快扭轉(zhuǎn)三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)不斷被破壞的局面將有效降低人們對于該服務(wù)功能的支付壓力，從而在保持三江平原地區(qū)的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的兼顧濕地生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)利用，進(jìn)而不斷提高社會的協(xié)調(diào)發(fā)展能力和整體福祉狀況。

4 討論

本文應(yīng)用M. Hoel和T. Sterner提出的經(jīng)濟(jì)模型對三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護(hù)價值進(jìn)行了評估，由于模型中貼現(xiàn)率和邊際價格變化是影響價值評估結(jié)果的兩個最主要因素，因此影響這兩個因素變化的各參數(shù)值設(shè)定就成為了模型應(yīng)用的技術(shù)關(guān)鍵。本研究中的各參數(shù)設(shè)定是在以往三江平原地區(qū)相關(guān)研究基礎(chǔ)上進(jìn)行計算設(shè)定的，同時也假設(shè)了經(jīng)濟(jì)增長速率和生物多樣性保護(hù)功能支撐的人類福祉份額等參數(shù)的取值，由于各參數(shù)取值難以做到精準(zhǔn)，因此文章針對不同參數(shù)取值對價值評估結(jié)果的影響進(jìn)行了分析，結(jié)果在肯定了模型在進(jìn)行價值評估時的準(zhǔn)確性和可操作性的同時也證明了模型在應(yīng)用于不同地區(qū)或領(lǐng)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估時所具有的普遍適應(yīng)性。

模型預(yù)測分析了未來三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)可能發(fā)生的多種變化軌跡，揭示了不同發(fā)展路徑下的生物多樣性保護(hù)價值動態(tài)過程，評估結(jié)果方便于決策者對比衡量不同決策方案實施后的相應(yīng)利弊得失從而以此來突出強(qiáng)調(diào)當(dāng)前的發(fā)展側(cè)重點，對決策的制定具有一定的現(xiàn)實指導(dǎo)意義。本文以研究區(qū)景觀多樣性的變化來側(cè)面反應(yīng)生物多樣性保護(hù)功能的變化情況可能存在一定的不合理性，然而由于其反應(yīng)的是一種潛在的變化趨勢，因此對于模型應(yīng)用的實現(xiàn)是可行的。不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能演變的評估方法和指標(biāo)的選取不盡相同，兩者的恰當(dāng)選擇將有助于進(jìn)一步提高價值評估結(jié)果的準(zhǔn)確性。

生物多樣性保護(hù)功能所支撐的人類福祉份額難以量化，此參數(shù)的初始值假設(shè)是模型存在的不完善處之一，未來將對該參數(shù)的量化方法進(jìn)行深入研究。此外，文章沒有對不同經(jīng)濟(jì)增長速率的情景進(jìn)行探討，這是因為雖然經(jīng)濟(jì)發(fā)展速率同樣存在著不確定性，但是我們認(rèn)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展是持續(xù)增長的，而且至少在未來一段時間內(nèi)不會出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)不發(fā)展或是經(jīng)濟(jì)倒退的現(xiàn)象。

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The biodiversity conservation value of wetland ecosystem in the Sanjiang Plain

WEI Qiang1,2, TONG Lianjun1,*, YANG Lihua3, Lü Xianguo1, ZHANG Huimin1

1NortheastInstituteofGeographyandAgroecology,ChineseAcademyofSciences,Changchun130102,China2GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China3Businessschool,ShijiazhuangUniversityofEconomics,Shijiazhuang050031,China

Biodiversity conservation is one of the most important service functions of wetland ecosystem in the Sanjiang Plain, moreover, it shines an important economic value in providing people with a variety of materials and services such as plant products and by products, climate regulation, soil formation, water supply and conservation, education and scientific research, recreation and so on. There are numerous factors influence the biodiversity conservation valuation results such as the rate of economic development, the changing rate of biodiversity conservation function, the discount rate, and the marginal price change of the service, etc., but few studies focused on them in the past. This article tries to discuss some problems underlying the ecosystem service valuation by employing the economic model put forward by M. Hoel and T. Sterner, to analyze the value changing process of the biodiversity conversation under the combined effect of the discount rate and the marginal price change, to study the impacts of the marginal elasticity of utility to income and the elasticity of substitution on the discount rate and the marginal price change, and to reveal the huge economic value of the biodiversity protection by comparing to the traditional Ramsey discounting method. The results showed that the value curve using Ramsey discounting method displayed gradually declining trend and the total value of the biodiversity conservation was only 1000.2 yuan(RMB) per person, while the value curve using the economic model displayed increasing at first and then gradually declining under the combined effect of the discount rate and the marginal price change, and it turned out that the total economic value of the biodiversity conservation was about 19438.9 yuan(RMB) per person. The study not only suggested that the wetland ecosystem biodiversity conversation contains the huge economic value but also proved that immediate wetland protection and recovery actions are needed so as to avoid the ever-increasing cost of the continuous wetland ecosystem damage. As the parameter values in the model may bring somewhat of uncertainty and imprecision we put forward the potential value range of the parameters to improve the accuracy and reliability of the results. The impact analysis showed the marginal elasticity of utility to income and the elasticity of substitution greatly influenced the valuation results and related decision-making on the wetland conservation. The lower the marginal elasticity of utility to income and the elasticity of substitution, the lower the combined effect of the discount rate and the marginal price change, and the higher the economic value it reveals. It can be believed that the relatively lower value of marginal elasticity of utility to income and the elasticity of substitution may realize the reasonable results. Our results also proved that it is essential to speed up the recovery of biodiversity conversation function with the rapid economic development for the coordination development of regional economy and the improvement of human society welfare.

the Sanjiang plain; biodiversity conservation; discount rate; marginal price change

國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(2009CB421103)

2013- 05- 30;

日期:2014- 04- 11

10.5846/stxb201305301241

*通訊作者Corresponding author.E-mail: tonglj@neigae.ac.cn

魏強(qiáng)，佟連軍，楊麗花，呂憲國，張慧敏.三江平原濕地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性保護(hù)價值.生態(tài)學(xué)報,2015,35(4):935- 943.

Wei Q, Tong L J, Yang L H, Lü X G, Zhang H M.The biodiversity conservation value of wetland ecosystem in the Sanjiang Plain.Acta Ecologica Sinica,2015,35(4):935- 943.