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      北戴河區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評估

      2017-08-07 05:20:10郝英君張俊安趙忠寶李克國
      中北大學學報(自然科學版) 2017年4期
      關(guān)鍵詞:北戴河價值評估

      郝英君, 柏 祥, 張俊安, 趙忠寶, 李克國

      (河北環(huán)境工程學院 環(huán)境科學系, 河北 秦皇島 066102)

      北戴河區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評估

      郝英君, 柏 祥, 張俊安, 趙忠寶, 李克國

      (河北環(huán)境工程學院 環(huán)境科學系, 河北 秦皇島 066102)

      北戴河區(qū)濕地類型豐富, 在城市生態(tài)系統(tǒng)功能調(diào)節(jié)過程中具有不可估量的作用, 系統(tǒng)評估濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值, 對于促進濕地資源保護和健康持續(xù)的發(fā)展具有重要意義. 以2014年為基準年, 結(jié)合北戴河濕地生態(tài)系統(tǒng)的特點, 構(gòu)建了北戴河濕地生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估指標體系, 評估了供給功能、 支持功能、 調(diào)節(jié)功能和文化功能四項服務功能, 包括10個具體評價指標. 估算結(jié)果表明: 北戴河區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能總價值為12.73億元, 單位面積濕地價值31.20元·m-2·a-1; 四項服務功能中文化功能價值最高8.1億元, 占總價值的63.63%; 供給功能價值最低0.34億元, 占3.67%, 遠小于其他功能性服務價值, 說明提供物質(zhì)資源不是北戴河濕地的主要功能.

      北戴河區(qū); 濕地; 生態(tài)系統(tǒng)服務; 價值評估

      濕地生態(tài)系統(tǒng)是陸地和水域系統(tǒng)交互形成的特殊生態(tài)系統(tǒng), 蘊含著豐富的自然資源, 與森林、 海洋并稱為全球三大生態(tài)系統(tǒng), 在維持生態(tài)系統(tǒng)平衡、 生物多樣性保護以及經(jīng)濟社會發(fā)展中, 具有不可替代的作用[1]. 濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能是指濕地為人類提供的賴以生存的自然環(huán)境條件和效用, 它不僅包括物質(zhì)產(chǎn)品的供給功能, 還包括調(diào)節(jié)功能、 支持功能和文化功能[2-3].

      國內(nèi)外的學者在不同區(qū)域從不同尺度對濕地生態(tài)服務功能價值進行了評估, 1995年, 美國生態(tài)學家Robert Costanza[4]估算了全球生態(tài)系統(tǒng)服務功能和自然資本價值, 為以后的研究奠定了理論基礎. 我國關(guān)于濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的應用研究開始于20世紀90年代, 濕地價值評估涉及內(nèi)陸濕地、 濱海濕地、 河流濕地、 城市濕地等不同類型, 多以單個地區(qū)為主, 但我國對濕地評估指標和定量分析方法尚沒有形成標準體系, 是今后濕地價值評估研究的方向[5].

      人類活動對濕地的干擾愈來愈嚴重, 濕地生態(tài)系統(tǒng)遭到了前所未有的沖擊與破壞, 其生態(tài)服務功能正在逐漸衰退, 直接影響了區(qū)域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展. 明確濕地生態(tài)系統(tǒng)的具體服務功能并對其進行綜合價值評估, 有助于人們更好地認識濕地生態(tài)效益的重要性, 促進濕地資源的保護和可持續(xù)開發(fā). 本文參照千年生態(tài)系統(tǒng)評估方法和濕地價值組成, 構(gòu)建濕地生態(tài)系統(tǒng)價值評估體系, 估算北戴河區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值, 為濕地資源保護和可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù).

      1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來源

      1.1 研究區(qū)域概況

      北戴河區(qū)位于河北省東北部, 渤海灣北岸的中部, 是秦皇島的市轄區(qū). 地理坐標位于北緯39°47′48″~39°53′17″, 東經(jīng) 119°24′08″~ 119°31′58″, 轄區(qū)面積72.90 km2. 研究區(qū)域氣候?qū)儆谂瘻貛О霛駶櫦撅L型大陸氣候, 受渤海季風環(huán)流影響, 海洋性氣候特征明顯, 四季分明, 年平均氣溫11.1 ℃, 年平均降水量602.3 mm, 平均水資源總量為1.079×107m3.

      圖 1 北戴河區(qū)地表水文圖Fig.1 Surface hydrographic map of Beidaihe

      北戴河區(qū)濕地類型多樣, 包括沿海灘涂濕地、 河流濕地和坑塘水庫濕地, 濕地總面積4 080.55 hm2. 灘涂濕地是研究區(qū)域的主要濕地類型, 分布于南部沿海以及新河以北, 與新河入海口相連的三角地域(見圖 1), 面積3 788.28 hm2, 占總面積的92.84%; 河流濕地分布在新河、 戴河及河口區(qū)域, 面積72.07 hm2, 占1.76%; 坑塘水庫濕地面積220.20 hm2, 占5.40%.

      1.2 數(shù)據(jù)來源

      利用2014年《秦皇島市北戴河區(qū)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計資料》和北戴河區(qū)水務局、 環(huán)保局、 農(nóng)牧局、 旅游局等相關(guān)地方部門提供的統(tǒng)計數(shù)據(jù)資料, 以及文獻資料中析出的參數(shù), 對研究區(qū)域2014年濕地生態(tài)服務功能價值進行評估.

      2 研究方法

      2.1 評估指標體系

      本文研究參照千年生態(tài)系統(tǒng)評估(Millennium ecosystem assessment, 簡稱MA) 的生態(tài)系統(tǒng)服務功能分類方法[6]和濕地價值構(gòu)成分析[7], 并結(jié)合北戴河區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)特征, 將濕地生態(tài)服務功能價值分為直接價值和間接價值, 服務功能包括供給功能、 文化功能、 支持功能和調(diào)節(jié)功能四種類型, 建立北戴河區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)評估指標體系(見表 1).

      表 1 北戴河區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)評估指標體系

      2.2 濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值及評估

      2.2.1 供給功能

      1) 物質(zhì)生產(chǎn)

      北戴河濕地生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)產(chǎn)品主要是淡水養(yǎng)殖產(chǎn)品, 包括魚類、 甲殼類、 貝類、 藻類等. 通過計算淡水產(chǎn)品產(chǎn)量在水產(chǎn)品產(chǎn)量中的比重, 并利用水產(chǎn)品總價值量對濕地物質(zhì)生產(chǎn)功能價值進行評估.

      2014年淡水養(yǎng)殖產(chǎn)量40 t, 水產(chǎn)品總產(chǎn)量1 360 t, 淡水產(chǎn)品產(chǎn)量占總產(chǎn)量比例為2.94%, 漁業(yè)總產(chǎn)值3 880萬元, 由此計算出淡水產(chǎn)品產(chǎn)值即濕地物質(zhì)生產(chǎn)價值為114.07萬元.

      2) 水資源供給

      北戴河濕地地表水資源主要提供居民生活用水、 農(nóng)業(yè)灌溉用水和工業(yè)用水, 利用市場價值法估算水資源供給價值[8]

      Vs=∑Qi·Pi,

      式中:Vs為水資源供給價值;Qi為i種用途的水量;Pi為i種用途的水價格.

      根據(jù)2014年《秦皇島市北戴河區(qū)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計資料》的供水量數(shù)據(jù)和秦皇島市水資源收費標準, 計算水資源供給價值為3 262.42萬元.

      2.2.2 文化功能

      1) 旅游休閑

      北戴河區(qū)依山傍海、 風光旖旎、 氣候宜人, 憑借著豐富的自然資源、 人文資源和天然的區(qū)位優(yōu)勢, 成為享譽海內(nèi)外的避暑勝地. 濕地旅游休閑功能價值估算運用旅行費用法[9], 旅行費用支出(包括交通費、 食宿費、 景區(qū)門票以及其他費用, 如購買旅行紀念品等旅行花費)和消費者剩余(即旅行者愿意為其支付的費用與實際支付費用之間的差額)的總和作為旅游休閑功能的經(jīng)濟價值.

      根據(jù)《秦皇島市北戴河區(qū)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計資料》, 2014年北戴河區(qū)旅游人次742.49萬人. 河北旅游政務網(wǎng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示, 2014年秦皇島市旅游人均花費1 007.64元, 計算出2014年旅游費用支出價值748 162.62萬元.

      依據(jù)北戴河游客來源地抽樣調(diào)查數(shù)據(jù), 進行各因子相關(guān)性分析, 通過建立北戴河區(qū)旅游人次與增加費用之間的多元回歸函數(shù), 計算得到北戴河區(qū)旅游總消費者剩余價值5 249.91萬元.

      旅游費用支出和消費者剩余價值總和為753 412.53萬元, 北戴河旅游休閑主要依托森林、 海洋和濕地三大生態(tài)系統(tǒng), 按照各生態(tài)系統(tǒng)比例計算得到北戴河濕地生態(tài)系統(tǒng)旅游休閑服務功能價值為79 706.86萬元.

      2) 教育科研

      北戴河濕地是生物、 地理、 環(huán)境等學科的研究基地, 具有重要的科研價值. 我國單位面積濕地生態(tài)系統(tǒng)的科研價值為382元·hm-2, Costanza[4]估算全球濕地生態(tài)系統(tǒng)科研價值861美元/hm2, 采用兩者平均值3 204.5元·hm-2作為北戴河濕地單位面積的科研功能價值[10]. 根據(jù)北戴河濕地面積得到教育科研價值為1 307.61萬元.

      2.2.3 支持功能

      1) 維持生物多樣性

      北戴河濕地生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性占有非常重要的地位, 依賴濕地生存、 繁衍的野生物種頗為豐富, 是野生鳥類棲息、 繁殖和遷徙的重要場所, 已發(fā)現(xiàn)鳥類412種. 生物多樣性功能價值的估算采用生態(tài)價值法, 將濕地生態(tài)系統(tǒng)每年生物多樣性保護的單位服務價值(2 212.2元·hm-2)作為維持生物多樣性功能評估系數(shù)[11], 根據(jù)北戴河濕地面積計算維持生物多樣性價值為902.70萬元.

      2) 提供物種棲息地

      提供物種棲息地價值評估運用發(fā)展階段系數(shù)法, 根據(jù)濕地保護的實際投資金額和該地區(qū)人們對生態(tài)功能的認識水平(即發(fā)展階段系數(shù))來估算保護重要物種棲息地的價值[12].

      查閱2014年《秦皇島市北戴河區(qū)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計資料》, 計算北戴河區(qū)發(fā)展階段系數(shù)為0.84, 根據(jù)《河北北戴河國家濕地公園及周邊生態(tài)修復規(guī)劃》, 規(guī)劃時間2014~2020年, 項目總投資1.2億元, 平均每年1 714萬元, 占棲息地功能價值的84%, 由此可計算得到2014年北戴河濕地生態(tài)系統(tǒng)棲息地功能價值為2 040.48萬元.

      2.2.4 調(diào)節(jié)功能

      1) 水質(zhì)凈化

      濕地水質(zhì)凈化功能價值采用影子工程法, 北戴河區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)主要凈化農(nóng)村居民生活污水, 城鎮(zhèn)居民的生活污水及工業(yè)廢水均進入污水處理廠, 水質(zhì)達標后排放. 根據(jù)農(nóng)村居民人數(shù)、 人均排放廢水量以及污水處理成本, 計算出水質(zhì)凈化功能價值為68.04萬元.

      2) 涵養(yǎng)水源

      北戴河濕地生態(tài)系統(tǒng)具有蓄水和補水的功能, 在洪水期間能夠貯存洪水, 緩解洪峰產(chǎn)生的沖擊, 同時可在干旱季節(jié)為人們生產(chǎn)和生活提供水資源. 濕地涵養(yǎng)水源價值采用影子工程法[13]

      Va=P∑SiHi,

      式中:Va表示濕地涵養(yǎng)水源價值;Si表示濕地蓄水面積;Hi表示蓄水深度, 取多年的平均降水量602.3 mm·a-1;P表示水庫蓄水成本, 參考水利部門的數(shù)據(jù)取7.61元·t-1. 計算出北戴河濕地涵養(yǎng)水源功能價值為13 778.51萬元.

      3) 固碳釋氧

      濕地植物通過光合作用、 鈣化作用等生理生態(tài)過程實現(xiàn)對CO2的貯存, 同時釋放O2, 起到穩(wěn)定大氣組分、 減緩溫室效應和控制全球變暖的作用[14]. 北戴河濕地植物固碳釋氧功能采用碳稅法, 利用光合作用方程式, 計算出單位干物質(zhì)生產(chǎn)量所吸收的CO2和釋放的O2, 并根據(jù)國際CO2排放收費標準和工業(yè)制氧成本得出固定CO2和釋放O2的經(jīng)濟價值[15]. 計算得到2014年植物固碳釋氧功能價值為377.26萬元.

      濕地土壤同樣具有重要的固碳作用, 濕地生態(tài)系統(tǒng)中植物固定的碳部份儲存在土壤中形成泥炭, 成為巨大的碳庫. 北戴河土壤固碳功能采用碳稅法, 利用濕地土壤年固碳率[16]和濕地面積計算土壤固定CO2量, 并根據(jù)國際CO2排放收費標準得出固定CO2價值.

      Vt=PE∑Si,

      式中:Vt表示濕地土壤固碳價值;Si表示濕地面積;P表示CO2碳稅標準(采用瑞典碳稅率150美元·t-1, 折合成人民幣1 050元·t-1);E表示濕地土壤年固碳率. 計算出2014年濕地土壤固碳功能價值為1501.50萬元, 濕地生態(tài)系統(tǒng)固碳釋氧總價值為1 878.76萬元(見表 2).

      表 2 北戴河區(qū)濕地固碳釋氧功能價值

      4) 消浪促淤

      北戴河濕地的消浪促淤護岸功能價值估算采取專家評估法, 根據(jù)Ledoux的研究[16], 岸灘抵御風暴潮的價值為9 140~30 760美元·hm-2. 北戴河海域風暴潮和海浪災害出現(xiàn)的頻次和造成的經(jīng)濟損失較低, 所以本文取最低值9 140美元·hm-2, 折合成人民幣63 980元·hm-2. 根據(jù)北戴河沿海灘涂濕地的面積3 788.28 hm2, 計算出消浪促淤功能價值為24 237.42萬元.

      3 結(jié)果與討論

      1) 綜合上述四項服務功能類型, 10個評估指標, 計算得到北戴河區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能總價值為12.73億元(見表 3). 其中, 直接使用價值8.44億元, 是間接使用價值4.29億元的近兩倍, 直接使用價值中文化功能最顯著, 其中旅游休閑價值7.97億元, 占總價值的62.61%, 反映出濕地生態(tài)系統(tǒng)在北戴河區(qū)旅游業(yè)發(fā)展的重要地位. 間接使用價值最大的是調(diào)節(jié)服務功能, 固碳釋氧、 涵養(yǎng)水源和消浪促淤占到了總價值的31.34%, 說明濕地生態(tài)系統(tǒng)的特定生態(tài)過程(如土壤有機物沉積、 水資源循環(huán)), 在生態(tài)系統(tǒng)服務功能中發(fā)揮重要作用. 各項評估指標中價值最小的是水質(zhì)凈化, 由于北戴河濕地生態(tài)系統(tǒng)的地表水資源量小, 且排入河流的污水量少, 水質(zhì)凈化功能不明顯. 物質(zhì)生產(chǎn)僅占價值總量的0.08%, 北戴河濕地的植被覆蓋面積少, 占面積比例最高的濱海濕地, 以裸露的沙灘為主, 植物的物質(zhì)生產(chǎn)功能可以忽略不計, 只考慮漁業(yè)的生產(chǎn)價值. 因此, 北戴河濕地生態(tài)系統(tǒng)的供給功能價值遠遠小于文化和調(diào)節(jié)功能價值, 供給功能僅占總價值的2.67%, 文化功能和調(diào)節(jié)功能占比分別為63.63%, 31.42%(見圖 2). 這與人們傳統(tǒng)觀念認為濕地以提供物質(zhì)資源為主不同, 濕地生態(tài)系統(tǒng)的各種功能性服務價值更為顯著.

      2) 根據(jù)2014年北戴河區(qū)GDP為40.87億元, 濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值相當于GDP的31.15%, 單位面積濕地價值31.20元·m-2·a-1, 表明北戴河濕地資源所提供的生態(tài)服務功能價值十分可觀.

      3) 本文采用了市場價值法、 影子工程法、 生態(tài)價值法等方法對北戴河濕地生態(tài)系統(tǒng)四項服務功能進行了評估, 由于數(shù)據(jù)來源和研究方法的限制, 服務功能價值評估的結(jié)果存在一定的粗糙性. 旅游休閑價值運用旅行費用法, 但僅計算了國內(nèi)游客的旅行費用支出和消費者剩余價值, 沒有考慮國外游客的旅行費用, 也沒有考慮旅行時間機會成本, 濕地生態(tài)系統(tǒng)旅游休閑價值在北戴河區(qū)所占比例無法準確估算, 僅用面積進行衡量, 導致北戴河旅游休閑價值評估存在誤差. 濕地土壤固碳價值估算過程中, 試驗測得北戴河濕地土壤有機碳含量2.0 g·kg-1, 查閱文獻資料該數(shù)據(jù)與黃河三角洲濕地土壤有機碳含量接近, 土壤固碳率采用黃河三角洲濕地數(shù)據(jù)0.35 kg·m-2·a-1[17], 計算結(jié)果同樣存在偏差.

      表 3 北戴河區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值匯總

      圖 2 北戴河區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Structure of wetland ecosystem services in Beidaihe

      4 結(jié) 論

      1) 通過構(gòu)建濕地生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估體系, 能夠系統(tǒng)評估濕地價值, 反映濕地生態(tài)服務功能. 2014年北戴河區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能總價值為12.73億元, 單位面積濕地價值31.20元·m-2·a-1. 中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心[2]評價海河流域單位面積濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值為47.05元·m-2, 略高于本研究的評估結(jié)果, 這與濕地生態(tài)系統(tǒng)的特征及評估指標的選取有關(guān). 沈陽農(nóng)業(yè)大學[14]對盤錦雙臺河口濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值進行了評估, 評估結(jié)果為單位濕地面積321.57元·m-2·a-1, 遠大于本文結(jié)果, 這是由于該評估方法采用能值分析理論方法.

      2) 北戴河濕地生態(tài)系統(tǒng)服務價值沒有得到充分發(fā)揮和利用, 水體污染和旅游開發(fā)造成了濕地生態(tài)系統(tǒng)的破壞. 保護濕地資源, 就是保護濕地的各項服務功能, 北戴河區(qū)濕地保護要采取“保護優(yōu)先, 保護和開發(fā)相結(jié)合的方法”, 合理開發(fā)和利用濕地資源, 促進濕地生態(tài)系統(tǒng)健康持續(xù)地發(fā)展.

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      Value Assessment of Wetland Ecosystem Service in Beidaihe District

      HAO Ying-jun, BAI Xiang, ZHANG Jun-an, ZHAO Zhong-bao, LI Ke-guo

      (Dept. of Environmental Science, Hebei University of Environmental Engineering, Qinhuangdao 066102, China)

      Beidaihe district is rich in wetland types, which is of great importance for Qinhuangdao urban ecosystem function regulation and tourism industry development. It is important to systematically evaluate the value of wetland ecosystem services, to promote the conservation of wetland resources and sustainable development. It is constructed the evaluation index system of ecosystem service value of Beidaihe wetland, based on the characteristics of Beidaihe wetland ecosystem in 2014. And it evaluated the four functions of supply function, support function, regulation function and culture function, including 10 indicators. The results showed that the total value of ecosystem services was 1.273 billion yuan, and wetland benefits per square meters was 31.20 yuan; the highest value in the four service functions was cultural function, 810 million yuan, accounting for 63.63% of the total value; the value of supply function was 0.34 billion, accounting for 3.67%, far less than the value of other functional services, indicating that the provision of material resources is not the main function of Beidaihe wetland.

      Bedaihe district; wetland; ecosystem service; valuation

      1673-3193(2017)04-0487-06

      2016-12-16

      河北環(huán)境工程學院基金資助項目(ZRQN201601); 河北省社科基金資助項目(HB15YJ001); 河北省科技廳項目(15273306); 秦皇島市環(huán)境保護局重點咨詢項目(QHYZB-2016-016)

      郝英君(1988-), 女, 講師, 碩士, 主要從事環(huán)境影響評價研究.

      X171

      A

      10.3969/j.issn.1673-3193.2017.04.015

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