元陽梯田稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)

鄭春利,郭先華,祖艷群,何永美,徐耀陽

1.城市環(huán)境與健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所,廈門 361021 2.中國科學(xué)院寧波城市環(huán)境觀測(cè)研究站,寧波 315800 3.中國科學(xué)院大學(xué),北京 100049 4.云南農(nóng)業(yè)大學(xué),資源與環(huán)境學(xué)院,昆明 650201

1 前言

人類生存的地球是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值理論為闡述二者的關(guān)系提供了一個(gè)新的角度。提高對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的認(rèn)識(shí),有助于探索生態(tài)系統(tǒng)與人類之間的關(guān)系,以便更好為人類服務(wù)[1-3]。美國學(xué)者Costanza等對(duì)全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行評(píng)價(jià),把生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)劃分為17種主要類型,研究發(fā)現(xiàn)1995年全球生態(tài)系統(tǒng)各項(xiàng)服務(wù)的價(jià)值約為33萬億美元,約為當(dāng)年世界國民生產(chǎn)總值的1.82倍,說明了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要性,研究得出2011年全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值為145萬億美元也印證了這一點(diǎn)[4-5]。Turmer等認(rèn)為未來生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究方向應(yīng)該更關(guān)注多種服務(wù)的價(jià)值,明確服務(wù)劃分的標(biāo)準(zhǔn),還應(yīng)該考慮到環(huán)境變化帶來的影響[6-9]。從20世紀(jì)80年代初,國內(nèi)學(xué)者從不同空間尺度對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行了評(píng)價(jià),如中國陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià);中國自然草地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià);中國農(nóng)田保持土壤的價(jià)值評(píng)價(jià)[10-12]。評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的方法較多,如不同生物資源的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法、森林產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的空間價(jià)值等[13-15]。

水稻是全球最重要的糧食作物之一,是2.5×109人的主要食物來源,稻田生態(tài)系統(tǒng)所具有的服務(wù)與價(jià)值受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注[16]。稻田生態(tài)系統(tǒng)作為半自然的人工生態(tài)系統(tǒng),不僅是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,同時(shí)也是濕地生態(tài)系統(tǒng),約占農(nóng)田總面積的26%[17]。中國每年糧食總產(chǎn)量的36.7%都是由稻田的糧食提供。稻田生態(tài)系統(tǒng)還具有重要的生態(tài)服務(wù)價(jià)值:氣體調(diào)節(jié)、氣侯調(diào)節(jié)、涵養(yǎng)地下水源、土壤保持和蓄水防洪等[18]。對(duì)稻田生態(tài)系統(tǒng)各項(xiàng)服務(wù)價(jià)值已開展了大量的評(píng)價(jià),如臺(tái)灣稻田涵養(yǎng)地下水源的價(jià)值為290億元·a–1,涵養(yǎng)地下水總量為5.84×109m3;上海五四農(nóng)場(chǎng)稻田氣體調(diào)節(jié)價(jià)值為 5467—12842 元·(hm–2·a–1); 湖南省稻田生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)用化學(xué)品污染造成的負(fù)面經(jīng)濟(jì)價(jià)值為 2.9×107元·a–1[19-21]。

元陽梯田是一類特殊的稻田生態(tài)系統(tǒng)和濕地生態(tài)系統(tǒng),種植云南本土特有的稻種,冬季蓄水,元陽梯田具有特殊的地理和人文環(huán)境,2013年被列入世界文化遺產(chǎn)保護(hù)名錄。本文以云南省元陽梯田為研究對(duì)象,選擇七項(xiàng)指標(biāo)來評(píng)價(jià)稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值:包括經(jīng)濟(jì)(初級(jí)產(chǎn)品的提供)、生態(tài)(氣體調(diào)節(jié)、氣侯調(diào)節(jié)、水調(diào)節(jié)、環(huán)境凈化和維持生物多樣性)和社會(huì)(景觀旅游)價(jià)值等。其中,初級(jí)產(chǎn)品的提供包括水稻秸稈和稻谷產(chǎn)生的價(jià)值,氣體調(diào)節(jié)包含固定二氧化碳釋放氧氣和溫室氣體排放的價(jià)值,氣候調(diào)節(jié)主要是降溫效應(yīng),水調(diào)節(jié)指涵養(yǎng)地下水源的價(jià)值,環(huán)境凈化主要是凈化空氣的價(jià)值。在水稻一個(gè)生長周期內(nèi)對(duì)這七項(xiàng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行評(píng)價(jià),最后計(jì)算出研究區(qū)域內(nèi)稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。研究稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為元陽梯田稻田生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)補(bǔ)償?shù)忍峁﹨⒖?為稻田管理提供科學(xué)的決策。

2 材料與方法

2.1 概況

元陽縣位于云南省南部, 處于 102°27′—103°13′E,22°49′—23°19′N, 縣境內(nèi)最低海拔為 144 m, 最高海拔為2939.6 m,海拔高差為2795.6 m。日最高氣溫32.4℃,最低氣溫–2.6℃,年均降雨量為1398 mm,降雨集中在雨季5月到10月,占全年降雨量的10%以上,全年相對(duì)濕度85%,霧期長達(dá)174—180 d,全年日照時(shí)長1770 h[22-23]。本研究選取元陽梯田壩達(dá)景區(qū)為評(píng)價(jià)區(qū)域,如圖1,面積為14000畝,評(píng)價(jià)區(qū)稻田生態(tài)系統(tǒng)與一般的稻田生態(tài)系統(tǒng)不同,稻田全年泡水,不施用或施用少量的化肥和農(nóng)藥,是一個(gè)特殊的稻田生態(tài)系統(tǒng)。同時(shí),評(píng)價(jià)區(qū)位于元陽梯田世界文化遺產(chǎn)的核心區(qū),具有重要的景觀美學(xué)價(jià)值,種植的水稻品種主要為當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)水稻紅陽3號(hào),評(píng)價(jià)區(qū)農(nóng)戶戶數(shù)為4359。

圖1 壩達(dá)景區(qū)位置圖Fig.1 The map of Bada scenic area

本研究通過實(shí)地樣地調(diào)查,從云南省農(nóng)業(yè)廳、元陽縣農(nóng)業(yè)局等相關(guān)部門獲得數(shù)據(jù)資料,建立評(píng)價(jià)模型,評(píng)價(jià)元陽梯田壩達(dá)景區(qū)稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。從稻田生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)產(chǎn)品的提供、氣體調(diào)節(jié)、氣侯調(diào)節(jié)、水調(diào)節(jié)、環(huán)境凈化、維持生物多樣性、景觀旅游等服務(wù),對(duì)其經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估。

2.2 評(píng)價(jià)區(qū)稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值估算方法

2.2.1 評(píng)價(jià)區(qū)稻田生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值估算方法

經(jīng)濟(jì)價(jià)值估算采用市場(chǎng)價(jià)值法,公式為:

式中,V1:稻田生態(tài)系統(tǒng)提供初級(jí)產(chǎn)品功能的價(jià)值(元);

TDG:評(píng)價(jià)區(qū)稻谷的產(chǎn)量(t);

PDG:評(píng)價(jià)區(qū)稻谷的市場(chǎng)價(jià)格(元·t-1);

TJG:評(píng)價(jià)區(qū)稻田所產(chǎn)生稻稈的產(chǎn)量(t);

PJG:評(píng)價(jià)區(qū)稻田所產(chǎn)生稻稈的市場(chǎng)價(jià)格(元t-1)。

2.2.2 評(píng)價(jià)區(qū)稻田生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)價(jià)值估算方法

(1)氣體調(diào)節(jié)

固定CO2服務(wù)價(jià)值釆用造林成本法,公式為:

式中,VGT:采用造林成本法估算固定CO2服務(wù)價(jià)值(元);

a:水稻經(jīng)濟(jì)系數(shù)0.45—0.55,本研究取0.5[16];

b:稻田生態(tài)系統(tǒng)每生產(chǎn)1 g水稻干物質(zhì)需要固定1.63 g CO2;

Mc:CO2中C的含量為27.27%;

CZL: 中國造林成本 260.90 元·t-1C(元·t-1)[24]。釋放O2服務(wù)價(jià)值采用造林成本法,公式為:

式中,VSY:采用造林成本法估算釋放O2服務(wù)價(jià)值(元);

c:稻田生態(tài)系統(tǒng)每生產(chǎn)1 g水稻干物質(zhì)同時(shí)釋放1.19 g O2;

CZLO: 中國造林成本 352.93 元·t-1O2(元·t-1)[24]。

評(píng)價(jià)區(qū)稻田生態(tài)系統(tǒng)中的CH4和CO2排放量計(jì)算,公式為:

式中,GCH4:稻田生態(tài)系統(tǒng)中CH4總的排放量(kg);

A:評(píng)價(jià)區(qū)稻田的面積(hm2);

TSZ:稻田水稻的生長期(d),評(píng)價(jià)區(qū)大田中的水稻生長期一般為190 d;

g1:云南省稻田CH4的平均排放通量[kg·(hm-2·d-1)]。

式中,GCO2:稻田生態(tài)系統(tǒng)中CO2總的排放量(kg);

g2:云南省稻田生態(tài)系統(tǒng)中水稻CO2的平均排放通量[kg·(hm-2·d-1)];

g3:云南省稻田生態(tài)系統(tǒng)中土壤CO2的平均排放通量[kg·(hm-2·d-1)]。

在此,將稻田生態(tài)系統(tǒng)中的CH4和CO2排放量折算成總的CO2排放量,接著采用造林成本法進(jìn)行估算,公式為:

式中,GTCO2:將稻田生態(tài)系統(tǒng)中的CH4和CO2排放量折算成總的CO2排放量(t);

d:CH4折算為CO2的系數(shù),即1 kg的CH4所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)相當(dāng)于24.5 kg的CO2所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)。

稻田生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體排放的總價(jià)值估算采用造林成本法,公式為:

式中,V22:釆用造林成本法估算稻田生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體排放的總價(jià)值(元)。

(2)氣候調(diào)節(jié)

稻田生態(tài)系統(tǒng)蒸發(fā)量計(jì)算,公式為:

式中,Qt:總的降溫效應(yīng)(mm);

E:稻田日平均水分蒸發(fā)量(mm·d-1);

Tn:夏季炎熱時(shí)的持續(xù)天數(shù)45 d[25]。

稻田生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)氣侯價(jià)值估算,公式為:

式中,V3:稻田生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)氣溫的價(jià)值(元);

e:稻田生態(tài)系統(tǒng)中1 hm2蒸發(fā)50 min的水量所消耗的熱量以30.57 t標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒的熱量來替代(t)[26];

P:煤炭的價(jià)格750元·t-1。

(3)水調(diào)節(jié)

水調(diào)節(jié)價(jià)值估算采用入滲水量乘以農(nóng)業(yè)用水市場(chǎng)價(jià)格,公式為[27]:

式中:V4:稻田生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)地下水源價(jià)值(元·a-1);

f:稻田土壤水分入滲率(mm·d-1);

PW:農(nóng)業(yè)用水的市場(chǎng)價(jià)格0.99元·m-3;

TYS:水稻淹水生育期天數(shù)(d)。

(4)環(huán)境凈化

稻田生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣質(zhì)量的價(jià)值估算,公式為[28]:

式中,V5:稻田生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣質(zhì)量的價(jià)值(元);

Qf:稻田生態(tài)系統(tǒng)吸收粉塵的平均通量[kg·(hm-2·a-1)];

Pf:稻田生態(tài)系統(tǒng)吸收粉塵的成本(元·kg-1);

Qs:稻田生態(tài)系統(tǒng)吸收SO2的平均通量[kg·(hm-2·a-1)];

Ps:稻田生態(tài)系統(tǒng)凈化SO2的成本(元·kg-1);

Qh:稻田生態(tài)系統(tǒng)吸收HF的平均通量[kg·(hm-2·a-1)];

Ph:稻田生態(tài)系統(tǒng)凈化HF的成本(元·kg-1);

Qn:稻田生態(tài)系統(tǒng)吸收NOx的平均通量[kg·(hm-2·a-1)];

Pn:稻田生態(tài)系統(tǒng)凈化NOx的成本(元·kg-1)。

(5)維持生物多樣性

稻田生態(tài)系統(tǒng)為生物進(jìn)化和生物多樣性的維持提供了條件,應(yīng)用當(dāng)量因子法來估算,農(nóng)田維持生物多樣性的當(dāng)量因子為0.71[29],中國農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)維持生物多樣性單位面積價(jià)值量為628.2元·hm-2,稻田生態(tài)系統(tǒng)維持生物多樣性價(jià)值估算,公式為:

式中,V6:稻田生態(tài)系統(tǒng)維持生物多樣性的價(jià)值(元);PWC:稻田生態(tài)系統(tǒng)維持生物多樣性的單位面積價(jià)值量[元·(hm-2·a-1)]。

2.2.3 評(píng)價(jià)區(qū)稻田生態(tài)系統(tǒng)社會(huì)價(jià)值估算方法

社會(huì)價(jià)值由以下公式來進(jìn)行計(jì)算:

式中,V7:稻田生態(tài)系統(tǒng)景觀旅游的價(jià)值(元);

PJG:稻田生態(tài)系統(tǒng)景觀旅游單位面積價(jià)值量[元·(hm-2·a-1)]。

3 結(jié)果與分析

3.1 評(píng)價(jià)區(qū)稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值構(gòu)成因素分析

3.1.1 經(jīng)濟(jì)價(jià)值分析

元陽梯田稻田生態(tài)系統(tǒng)提供的初級(jí)產(chǎn)品主要是稻谷和秸稈,通過調(diào)查稻谷和秸稈的產(chǎn)量比例為1:1。評(píng)價(jià)區(qū)的稻谷產(chǎn)量和市場(chǎng)價(jià)格分別為0.46萬t·a-1和6000元·t-1,則稻谷提供的價(jià)值為2760萬元。評(píng)價(jià)區(qū)的秸稈產(chǎn)量和市場(chǎng)價(jià)格分別為0.46萬t·a-1和80元·t-1,秸稈提供的價(jià)值為36.8萬元。稻谷提供的價(jià)值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于秸稈提供的價(jià)值,約為秸稈提供價(jià)值的75倍,初級(jí)產(chǎn)品提供的價(jià)值以稻谷為主。

3.1.2 生態(tài)價(jià)值分析

(1)氣體調(diào)節(jié)價(jià)值

元陽梯田稻田生態(tài)系統(tǒng)的氣體調(diào)節(jié)價(jià)值主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:固定CO2釋放O2和溫室氣體排放。采用造林成本法估算固定CO2的服務(wù)價(jià)值,水稻產(chǎn)量為0.46萬t,水稻經(jīng)濟(jì)系數(shù)取0.5,稻田生態(tài)系統(tǒng)每生產(chǎn)1 g水稻干物質(zhì)需要固定1.63 gCO2,CO2中C的含量為27.27%,中國造林成本為260.90元·t-1C,則固定CO2的服務(wù)價(jià)值為26.67萬元。采用造林成本法估算釋放O2的服務(wù)價(jià)值,稻田生態(tài)系統(tǒng)每產(chǎn)生1 g水稻干物質(zhì)同時(shí)釋放1.19 gO2,中國造林成本為352.93元·t-1O2,則釋放氧氣的服務(wù)價(jià)值為96.60萬元。固定CO2釋放O2的總價(jià)值為123.27萬元。評(píng)價(jià)區(qū)稻田生態(tài)系統(tǒng)釋放O2的價(jià)值要大于固定CO2的價(jià)值。

評(píng)價(jià)區(qū)排放的溫室氣體主要包括CH4和CO2兩個(gè)部分。先計(jì)算出稻田生態(tài)系統(tǒng)排放的CH4和CO2的量,評(píng)價(jià)區(qū)稻田面積為933.33 hm2,水稻的生長期為190 d,云南省稻田CH4、水稻CO2和土壤CO2的平均排放通量分別為0.334、272.04和102.35 kg·(hm-2·d-1)[30-31]。然后把稻田生態(tài)系統(tǒng)中排放的CH4和CO2折算成總的CO2排放量為67842.7萬t。再采用造林成本法估算出評(píng)價(jià)區(qū)稻田生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體排放的價(jià)值為482.38萬元。評(píng)價(jià)區(qū)氣體調(diào)節(jié)總價(jià)值為固定CO2釋放O2價(jià)值和溫室氣體排放價(jià)值的和,溫室氣體排放的價(jià)值為負(fù),其價(jià)值量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于固定CO2釋放O2的價(jià)值,氣體調(diào)節(jié)總價(jià)值為–359.11萬元。稻田生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的這部分負(fù)價(jià)值,今后需要關(guān)注其變化,盡量減少其帶來的危害。

(2)氣候調(diào)節(jié)價(jià)值

元陽梯田稻田生態(tài)系統(tǒng)的氣候調(diào)節(jié)主要體現(xiàn)在對(duì)周邊地區(qū)有一定程度的降溫效應(yīng),采用替代成本法估算。稻田日平均蒸發(fā)量為3.83 mm·d-1,夏季炎熱時(shí)的持續(xù)天數(shù)為45 d,則總的降溫效應(yīng)為172.31 mm。評(píng)價(jià)區(qū)面積為933.33 hm2,稻田生態(tài)系統(tǒng)中1 hm2蒸發(fā)50 min的水量所消耗的熱量以30.57 t標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒的熱量來替代為0.61 t,煤炭的價(jià)格為750元·t-1,則評(píng)價(jià)區(qū)稻田生態(tài)系統(tǒng)氣候調(diào)節(jié)價(jià)值為7374.5萬元。

(3)水調(diào)節(jié)價(jià)值

元陽梯田稻田生態(tài)系統(tǒng)的水調(diào)節(jié)主要指涵養(yǎng)地下水源的服務(wù),這部分價(jià)值采用入滲水量乘以農(nóng)業(yè)用水市場(chǎng)價(jià)格,稻田土壤水分入滲率為0.0615 mm·d-1,評(píng)價(jià)區(qū)面積為933.33 hm2,農(nóng)業(yè)用水的市場(chǎng)價(jià)格為0.99元·m-3,水稻淹水生育期天數(shù)為190 d,則評(píng)價(jià)區(qū)稻田生態(tài)系統(tǒng)水調(diào)節(jié)的價(jià)值為10797萬元。

(4)環(huán)境凈化價(jià)值

元陽梯田稻田生態(tài)系統(tǒng)由于其獨(dú)特的用水模式,灌溉用水都達(dá)到了國家的灌溉用水標(biāo)準(zhǔn),所以評(píng)價(jià)區(qū)稻田生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境凈化的價(jià)值主要表現(xiàn)在凈化空氣質(zhì)量方面。由于評(píng)價(jià)區(qū)面積為933.33 hm2,稻田生態(tài)系統(tǒng)吸收粉塵、SO2、HF和NOx的平均通量分別為 33.2、45、0.57 和 33.3 kg·(hm-2·a-1), 成本分別為0.17、0.6、0.9和0.6元·kg-1,則稻田生態(tài)系統(tǒng)凈化粉塵、SO2、HF和NOx的價(jià)值分別為0.53、2.52、0.05和1.86萬元[32-33]。稻田生態(tài)系統(tǒng)對(duì)粉塵、SO2、HF和NOx具有一定的凈化作用,有助于提升周邊地區(qū)空氣質(zhì)量。

(5)維持生物多樣性價(jià)值

元陽梯田稻田生態(tài)系統(tǒng)為生物進(jìn)化和生物多樣性的維持提供了條件,采用當(dāng)量因子法估算,稻田維持生物多樣性的當(dāng)量因子為0.71,稻田生態(tài)系統(tǒng)維持生物多樣性的單位面積價(jià)值量為628.2元·(hm-2·a-1),則評(píng)價(jià)區(qū)維持生物多樣性的價(jià)值為58.63萬元。稻田生態(tài)系統(tǒng)能夠豐富生物多樣性,應(yīng)該增加對(duì)生物多樣的研究。

3.1.3 社會(huì)價(jià)值分析

元陽梯田稻田生態(tài)系統(tǒng)由于其獨(dú)特的梯田景觀,吸引眾多游客,帶動(dòng)了當(dāng)?shù)芈糜谓?jīng)濟(jì)的發(fā)展,增加了當(dāng)?shù)孛癖姷氖杖?。評(píng)價(jià)區(qū)面積為933.33 hm2,景觀旅游單位面積價(jià)值量為6000元·(hm-2·a-1),評(píng)價(jià)區(qū)稻田生態(tài)系統(tǒng)景觀旅游的價(jià)值為560萬元。元陽梯田具有重要的景觀美學(xué)價(jià)值,通過合理的規(guī)劃,在保護(hù)好這一世界文化遺產(chǎn)的前提下,可以適度地發(fā)展旅游經(jīng)濟(jì),發(fā)揮其天然的地理地勢(shì)條件和發(fā)揚(yáng)當(dāng)?shù)氐膫鹘y(tǒng)文化。

3.2 評(píng)價(jià)區(qū)稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分析

通過以上研究,可以計(jì)算出評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,結(jié)果如表1所示。

評(píng)價(jià)區(qū)稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為21232.79萬元,其中,經(jīng)濟(jì)價(jià)值為2796.8萬元,生態(tài)價(jià)值為17875.98萬元,社會(huì)價(jià)值為560萬元,生態(tài)價(jià)值大于經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值,如圖2所示。

表1 評(píng)價(jià)區(qū)稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值Tab.1 Service value of the evaluation area of paddy field ecosystem

圖2 生態(tài)價(jià)值各部分所占比例Fig.2 The proportion of each part of ecological value

從圖2可以得出,生態(tài)價(jià)值中水調(diào)節(jié)價(jià)值最大占58.09%,其次是氣候調(diào)節(jié)占39.68%,維持生物多樣性和環(huán)境凈化作用不明顯,分別占0.32%和0.03%。

4 討論

通過實(shí)地調(diào)查,發(fā)現(xiàn)種植水稻的投入成本比較高,其中主要是人工費(fèi)比較高,主要原因是元陽梯田本身的自然特性。元陽梯田是一個(gè)特殊的稻田生態(tài)系統(tǒng),由于發(fā)展梯田景觀的需要,盡管在垂直海拔差有400 m的梯田里,也種植了大量的水稻。而當(dāng)?shù)亻L久以來形成的森林-村寨-梯田-江河景觀格局,使得梯田離村寨距離很遠(yuǎn),增加了農(nóng)戶拔苗、栽秧、收割、運(yùn)輸?shù)热斯べM(fèi),有的農(nóng)戶基本不能從中獲利,甚至還有所虧損,尤其是種植傳統(tǒng)紅米,產(chǎn)量還比較低。隨著近幾年水稻種植環(huán)境的變化,也使得水稻相比往年有減產(chǎn)的趨勢(shì),這需要政府給予專業(yè)的技術(shù)指導(dǎo),幫助農(nóng)戶解決水稻種植過程中相關(guān)的問題。

水調(diào)節(jié)價(jià)值是所選的七項(xiàng)評(píng)價(jià)區(qū)稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值中最高的,稻田生態(tài)系統(tǒng)的水調(diào)節(jié)價(jià)值是比較顯著的,能夠起到涵養(yǎng)地下水源的作用,這和其他普通稻田生態(tài)系統(tǒng)一樣,所具有的涵養(yǎng)地下水源的作用很大。四湖地區(qū)水調(diào)節(jié)價(jià)值還考慮了蓄水防洪的價(jià)值,2011年此項(xiàng)服務(wù)的價(jià)值達(dá)到了4.3×109元[34]?？紤]到元陽梯田沒有發(fā)生過旱澇災(zāi)害,水調(diào)節(jié)價(jià)值并沒有包含這部分價(jià)值,實(shí)際水調(diào)節(jié)價(jià)值會(huì)更高。氣候調(diào)節(jié)價(jià)值方面,梯田的灌溉主要依靠上游周邊的森林蓄水,水流自山頂而下,保證梯田全年有水,不存在干旱現(xiàn)象,在氣候調(diào)節(jié)方面凸顯降溫效應(yīng),表明稻田生態(tài)系統(tǒng)對(duì)區(qū)域的小氣候具有調(diào)節(jié)作用,促進(jìn)了水氣循環(huán)。陳清華釆用影子工程法計(jì)算,得出2011年四湖地區(qū)水稻降溫增濕的價(jià)值為8.6×108元,相當(dāng)于節(jié)省了 1.5×105kw 的電[34]。

元陽梯田稻田生態(tài)系統(tǒng)提供的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)價(jià)值比較可觀,其中生態(tài)價(jià)值最大。這與謝寧寧對(duì)于武漢市郊2006年稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值研究一致,即間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值遠(yuǎn)大于直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值[35]。作為世界文化遺產(chǎn)的元陽梯田,其景觀旅游價(jià)值所占比例也較大,應(yīng)該保護(hù)好這種景觀優(yōu)勢(shì)。在計(jì)算評(píng)價(jià)區(qū)稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值這七項(xiàng)服務(wù)時(shí),選擇的計(jì)算方法大部分都是符合實(shí)際的一些方法比如市場(chǎng)價(jià)值法、替代成本法、當(dāng)量因子法等,有些數(shù)據(jù)受時(shí)效性的限制,會(huì)導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生。通過建立一個(gè)完整的評(píng)價(jià)體系,盡可能涵蓋所有的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和價(jià)值,精確評(píng)價(jià)稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,結(jié)合一些精密先進(jìn)的儀器,進(jìn)行樣地觀測(cè),提高參數(shù)的準(zhǔn)確性。

5 結(jié)論

本研究表明2015年評(píng)價(jià)區(qū)稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的總價(jià)值為21232.79萬元。其中,經(jīng)濟(jì)價(jià)值為2796.80萬元,生態(tài)價(jià)值為17875.98萬元,社會(huì)價(jià)值為560.00萬元,生態(tài)價(jià)值大于經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值;生態(tài)價(jià)值中水調(diào)節(jié)價(jià)值最大占58.09%,其次是氣候調(diào)節(jié)占39.68%。稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值構(gòu)成因素有:初級(jí)產(chǎn)品提供、氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、水調(diào)節(jié)、環(huán)境凈化、維持生物多樣性和景觀旅游。通過對(duì)元陽梯田稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的研究,可以為元陽梯田土地利用和生態(tài)補(bǔ)償提供科學(xué)的依據(jù),更好地保護(hù)好這一世界文化遺產(chǎn),下一步元陽梯田生態(tài)價(jià)值的研究將成為該領(lǐng)域的一個(gè)重要方面。

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