鄂尔多斯遗鸥保护区生态系统服务价值评估

梁犁丽，汪党献，王 芳

（中国水利水电科学研究院 水资源研究所，北京 100038）

1 研究背景

鄂尔多斯遗鸥国家自然保护区是我国的重要国际湿地之一，2003年以来，该湿地严重缺水，遗鸥生存繁殖环境遭到破坏［1］，致使遗鸥迁徙他处，栖息地恢复仍是一个未完全解决的问题。研究遗鸥保护区生态系统服务功能的价值，尤其是其生物多样性价值、水分调节价值、生物栖息地的存在价值（Existence Value）和遗赠价值（Bequest Value），对遗鸥及其栖息地的保护将有积极的促进作用，是进一步制定保护区生态保护和经济开发策略的前提和基础。

国内外对湿地生态系统服务功能价值的研究大体可分为两种途径，一种以Costanza等人［2］为代表，从生态系统服务功能的完整性出发，以生态系统服务功能价值当量为基础，计算湿地的生态系统服务价值，但因其仍割断了系统各部分之间的联系，未达到真正意义上的“整体性”，本文称其为“准整体性”；另一种是根据研究区的实际情况，从“分项”的角度计算各项服务价值，累加为总价值［3-5］。由于生态系统服务价值的多维性和非经济尺度，无论是对生态系统服务价值多维度的“整体估算”还是“分解求和”，在对其评估的过程中都存在某些方面的重叠或疏漏［6］，即使对同一研究对象，两个角度的评估结果也会存在较大的不确定性。

本文以保护区的核心区湿地为研究对象，从“分项”和“准整体”两种角度出发，利用国际上较为通用的生态系统服务价值评估方法，分别计算遗鸥保护区湿地的生态系统服务功能的价值，综合比较分析两种角度计算结果差异的原因，给出湿地生态系统服务功能价值的范围，同时为类似研究区价值计算方法的选择提供借鉴。

2 研究区概况与研究方法

2.1 遗鸥保护区湿地概况 鄂尔多斯遗鸥保护区位于内蒙古鄂尔多斯市，是世界唯一一处以保护濒危鸟类遗鸥（Relict Gulls）及其栖息地为目标的内陆区湖泊湿地，也是我国荒漠、半荒漠地区唯一列入“世界湿地名录”的湿地。自遗鸥被确认为独立物种的30余年以来，该处是其相对稳定的繁殖地，2002年被列为国际重要湿地。

保护区湿地由被称为“泊江海子”的约11.00km2的内陆湖泊与湖畔约47.42km2的以苔草为主的滩地及周围零散分布的林地和耕地组成（图1），总面积68.37km2。泊江海子又称桃力庙-阿拉善湾海子，水深一般为1.0～1.2m，最深处4.0m，pH值为8.5～9.0，湖底海拔1360.0m［7］。1997年保护区内遗鸥种群数量达7000余只，超过已知遗鸥总数的60%，繁殖巢数上升至3200巢，承载了繁殖种群的90%以上［8］。

2.2 生态系统服务价值计算方法 生态系统具有使用价值和非使用价值，除了实际使用或接受物品和服务而产生的价值以外，人们还愿意为他们从不使用或接受的环境商品或服务付费，即表现出来的非使用价值，包括选择价值、存在价值和遗产价值，国外多用条件价值法（Contingent Valuation Methods）或称意愿调查法［9-10］来评估这一部分价值，例如对保护某种濒临灭绝的鱼类的价值评估［11-13］；该方法在我国也有相似的应用［14］，但由于我国居民的认识和经济水平普遍偏低，评估结果往往偏差较大，其适用性受限，目前在我国较为适用的方法主要有直接市场法、替代市场法和模拟市场法［6，15］等以及利用Constanza等人［2，16］的价值当量表。

本文从“分项”和“准整体”两种角度，结合遗鸥保护区湿地生态系统的各项服务功能分析以及2005年全国粮食及其他产品价格水平，评估研究区的生态系统服务价值。一种采用现行的生态系统服务功能“分解求和”方式；另一种采用“准整体估计”方式，即基于谢高地等［16］对青藏高原的研究成果——陆地生态系统单位面积生态服务价值当量。整体研究思路见图2。

3 结果及分析

3.1 分功能评估 对研究区的实际情况进行分析，把湿地的生态系统服务功能分为：生物多样性维持、水分调节、科研文化与娱乐、气体调节、气候调节、土壤形成与保护及其他7大项功能。其中，生物多样性维持中包括授粉、生物控制、栖息地、基因资源4项功能；气候调节包括系统的干扰调节功能；土壤形成与保护包括了土壤形成、营养循环、侵蚀控制3项功能；其他功能包含食物生产、原材料和废物处理功能。

3.1.1 生物多样性维持价值计算 该功能指湿地生态系统通过系统内部或系统之间相互反馈、相互促进等作用，达到维持系统平衡、持续发展的功能，其核心作用是维持湿地的生物多样性。泊江海子湖面开阔，无芦苇、蒲草等挺水植物，水生植物有眼子菜（Potmogetom distinctus）、刚毛藻（Cladophora oligoclona）和丝藻（Ulothrix.sp）等，湖滨滩地主要植物是寸苔草（Carex duriuscula）。湿地鸟类有83种，其中在当地繁殖的鸟类有15种，夏候鸟15种，旅鸟41种。属国家一级保护动物有遗鸥、东方白鹳（Ciconia boyciana）和白尾海雕（Haliaeetus albicilla）3种，属国家二级保护的动物有角鸊鷉（Podiceps auritus）、赤颈鸊鷉（Podiceps grisegena）、白琵鹭（Platalea leucorodia）、大天鹅（Cygnus cygnus）、鸢（Milvus korschun）、大鵟（Buteo hemilasius）、红脚隼（Falco vespertinus）、蓑羽鹤（Anthro⁃poides virgo）、苍鹰（Accipiter gentilis）、黑浮鸥（Chlidonias niger）等10多种。遗鸥是该湿地鸟类的优势种，在繁殖季节，其数量远远超过任何一种湿地鸟类。

该项功能计算采用替代工程法，以鄂尔多斯遗鸥国家自然保护区内“鄂尔多斯世珍园”的建设、维护和宣传投入为标准。自2002年被列为国家级自然保护区以来，通过几年来的科学规划和积极建设运营，目前对保护区的世珍园旅游区已完成投资额2800万元，年均约934万元；2001年用于广告宣传费用50多万元，2002年达120万元，估计2005年在150万元左右；每年运行成本大概60万元，依此计算年投入成本为1144万元。

3.1.2 水分调节功能价值计算 湿地的水分调节功能指湿地系统对进入其中的降水、水流有显著的阻滞、吸收、过滤、积蓄作用以及水源补给功能，尤其是与河流相连接的湖泊湿地和沼泽湿地。泊江海子接纳集水区内乌尔图河、鸡沟河、活页乌素河、根皮沟等季节性河流的水量（集水区水系图见文献［1］）。20世纪90年代，泊江海子面积约11.00km2，从21世纪初湖面面积急剧缩小，根据遥感影像和实地调查测量结果，2002年面积减少到6.47km2，东部的桃力庙海子基本消失，2005年汛期湖面仅有3.40km2左右。

该项功能采用影子工程法计算。水分调节功能价值等于湿地总水分调节量和水库工程单位蓄水量的成本之积。单位蓄水量成本以1988—1991年全国水库建设投资计算，以每年新增投资量除每年新增库容量，得到建设1m3库容需年投入成本为0.67元［17］（1990年不变价，转换为2005年不变价为2.60元）。根据2005年研究区水体的面积（见表4）和文献［7］中给出的库容曲线计算得到湖泊库容为164.29万m3，湿地面积1142.93hm2乘以平均积水深度0.2m得到其蓄水量为228.59万m3，计算其水分调节功能价值为1019.91万元。

3.1.3 科研文化与休闲娱乐功能价值计算 1987年，在鄂尔多斯高原的桃力庙—阿拉善湾海子发现了已被列入世界珍稀濒危野生物种的国家一级保护动物——遗鸥；1990年夏天，中国科学院动物研究所的专家与内蒙古伊克昭盟野生动物保护人员在该海子湖心岛发现了迄今为止最大的遗鸥繁殖种群［18］，开始了我国对鄂尔多斯高原桃—阿海子遗鸥的最早研究；中科院动物研究所的何芬奇等对遗鸥鄂尔多斯种群及其栖息地的研究已不间断地进行了18年（1990—2007年）。由于遗鸥及其栖息地的巨大科考、观光旅游价值，当地政府以鄂尔多斯遗鸥国家级自然保护区为依托，在保护区内开发建设了集“观光旅游、休闲度假、野生动植物保护”为一体的大型3A级生态旅游区——“鄂尔多斯世珍园”。

科研文化价值由替代工程法计算，休闲娱乐价值利用旅游费用法计算。根据1999年对我国85个自然保护区的调查，平均得到的经费是52.7美元/km2，包括运行费和基建费、国家投入和自我创收，其中46个国家级保护区平均得到的经费是131.1美元/km2。而根据世界自然保护监测中心（WCMC）于1993年和1995年两次对108个国家的公园和保护区调查统计的结果，平均得到的经费投入为893美元/km2，发达国家平均为2058美元/km2，发展中国家平均为157美元/km2［19］。由于对遗鸥及其栖息地研究的科研经费主要来源为中国科学院、UNEP、GEF和当地政府，利用世界自然保护监测中心的平均经费投入按893美元/km2计算，研究区科研经费年投入应为50.02万元。休闲娱乐价值根据当地政府对保护区旅游资源的需求预测，到该地旅游的人数大致为10万人次/年，世珍园门票30元/人，按照平均每人在此停留两天，每天消费150元计算，研究区的年销售收入大致为3000万元。

3.1.4 气体调节—固碳释氧功能价值计算 研究区内有湖滨草地及寸苔草811.02hm2，其固碳释氧功能采用替代工程法，利用碳税和造林成本计算。碳税即各国制定的对温室气体，尤其是二氧化碳排放的税收。生态系统每生产1kg植物干物质能固定1.63 kg二氧化碳，并释放1.19 kg氧气。根据研究区年生产干物质量，求得其固碳释氧量。

据测定，在鄂尔多斯高原，风干草产量在750kg/hm2以上，最高可达2500 kg/hm2，研究区湿地为大面积的芨芨草草滩和小块的荒化草原，干物质产量较高。取研究区草原平均干物质产量为1800kg/hm2，则研究区年产干物质1459.84t，固定二氧化碳2379.53t，折合纯碳为648.96t，释放氧气1737.20t。

税率一般是根据燃料的含碳量来确定，总体税率差异也相当大，本文按照国际碳税标准的平均值739元/t（C）（按2005年人民币对美元的平均汇率8.1917：1折算，下同）计算固碳价值［20］，释放氧气的价值采用造林成本47.15元/t氧气（造林成本根据国家林业局公布的2006—2008年的营林基本建设投资和造林总面积计算，为当年价，1hm2林地每天产生氧气约730kg）和工业制氧价格1853.19元/t（文献［21］中3个工业制氧成本的平均值，不计运行成本）的平均值950.17元/t计算［3-5］此部分功能价值为213.02万元。

3.1.5 气候调节功能价值计算 该项功能计算采用市场价格法，利用研究区各种植被类型生成干物质水份蒸发所需要的能量，折算成电费计算总价值。根据文献［1］模型计算的集水区内各种植被类型1996—2005年年均实际蒸散发量和研究区内各种植被类型的面积，计算研究区年内的总蒸发水量为2461.53万m3（按1%的水量用来制造干物质计算），换算成水从15℃升温到100℃蒸发需要的热量（水的比热4.18×103J/（kg·℃）），然后计算所需要消耗的电量（1度电产生的热量为3.6×106J），以电费给出价值，按照电价为1元/（kW·h）计算，为2429.39万元。

3.1.6 土壤形成与保护功能价值计算 该项功能计算采用机会成本法，荒漠草原湿地具有巨大的土壤形成与保护功能，根据研究区年平均侵蚀模数和研究区面积68.37km2计算研究区湖泊年土壤淤积量。

根据文献［22］，鄂尔多斯东胜区年侵蚀模数平均为7500～10000t/km2，取8000t/km2，则土壤淤积量为54.697万t，根据南京土壤所提供的资料，研究区土壤平均容重1.45t/m3，以土壤表土平均厚度0.5m作为土壤厚度［23］计算，计算其折合的土地面积为75.44hm2。取鄂尔多斯市2005年粮食单产3750kg/hm2，粮食平均价格估计为1.5元/kg，计算湿地的土壤形成于保护功能价值为42.44万元。

3.1.7 其他功能价值计算 采用市场价格法计算，研究区湿地的其他功能包括食物生产，原材料和废物处理功能。研究区具有食物生产功能的仅有部分以种植青贮玉米为主的一些耕地，以青贮玉米的单产7500kg/hm2乘以面积（见表4）和2005年平均价格1.05元/kg计算，得到农田的价值为472.44万元。湿地内可用于生产的原材料主要为归到林地类的乔木、柽柳、沙柳及柠条、油蒿等灌木林，其中沙柳和柠条等灌木可作为刨花板厂和生物质能的原料或饲料。根据对内蒙古主要灌木树种生物量的调查统计，主要灌木树种生物量平均为9.53t/hm2［24］，按照沙柳原料收购的市场价格160元/t计算，可获得收益365.68万元；据测定，灌木林叶量为906.75kg/hm2，同时，灌木林地内草本植物生物量平均为1125 kg/hm2，两者合计为2031.75 kg/hm2。按照单价0.4元/kg折算，价值为194.91万元；我国平均森林蓄积量为90m3/hm2，出材率60%，木材市场价格的平均值为850元/m3，得到乔木林的净价值为335.33万元。由于研究区内除旅游季节外极少有人为活动，故湿地的废物处理功能没有得到有效利用，其价值未计入。故此部分价值保守估计共1368.34万元。

3.1.8 基于“分项”角度的研究区价值计算结果 根据上述方法及说明，得到研究区生态系统服务价值初步评估结果见表1，共9267.13万元，折合13554.21元/hm2。

表1 研究区生态系统各功能价值评估方法及结果

3.2 基于生态系统服务价值当量的评估结果 生态系统生态服务价值当量因子是指生态系统产生的生态服务的相对贡献大小的潜在能力，定义为1hm2全国平均产量的农田每年自然粮食产量的经济价值［16］，以此可将权重因子表转换成当年生态系统服务单价表，经过综合比较分析，确定1个生态服务价值当量因子的经济价值量等于当年全国平均粮食单产市场价值的1/7。

表2 中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量

2005年全国平均粮食单产4620kg/hm2①，粮食平均价格估计为1.5元/kg，得出生态系统单位面积的生态服务价值（见表3）。

表3 研究区不同陆地生态系统单位面积生态服务价值 （单位：元/hm2）

利用GIS技术将研究区内2003—2005年各种植被类型（见图1）进行了重新归类整理，水域归为水体类，水浇地与退耕地归为农田类，干涸湖面和盐碱地归为荒漠类，沼泽归为湿地/沼泽类，乔木、柽柳、沙柳及柠条、油蒿等灌木林归为森林类，荒化草原和草甸归为草地类。各部分面积见表4。

表4 研究区域内各生态系统的面积 （单位：hm2）

根据表3和表4，得出研究内各生态系统类型的总体价值1.48亿元，折合21660.5元/hm2。各部分价值见表5。

表5 研究区域内各生态系统价值 （单位：万元）

3.3 生态系统服务价值评估结果综合分析 分功能评估的结果表明，该研究区生态系统服务价值最高的部分为休闲娱乐功能，占总价值的32.37%；其次为气候调节功能，占26.22%；再次为生物多样性功能，占12.34%。这与该国家自然保护区的主要建立目的比较吻合，但A.Ghermandi等［25］从世界167个研究案例对其181个天然和人工湿地的365个评估值的综合分析中发现，湿地的蓄滞洪水和水质净化功能是湿地生态系统功能中最大的2项，本文利用影子工程法评估研究区水分调节功能价值相比来说偏低，由于采用的替代工程法不能突出珍稀物种的基因价值及栖息地的遗存价值，对生物多样性维持功能的价值评估结果也偏低。生态系统服务价值最低的部分为土壤形成与保护功能（占总价值的0.46%），以及科研价值（占0.54%），由于两部分价值分别利用市场价值法和科研投入成本计算，说明国家和地方政府对保护区水土流失防护和巨大的科研价值认识还不到位，投入不足。

“准整体”价值评估的结果表明，水源涵养的价值即水分调节功能价值最高，占总价值量的21.76%，符合A.Ghermandi等［26］的研究成果；其次为废物处理，占20.94%；再次为气候调节功能，占18.46%。价值最低的部分为食物生产，占0.99%；其次为原材料价值，占4.42%，而此两部分价值在分功能评估结果的价值排序中却仅次于水分调节功能。由于国内外研究者对Constanza等人的研究结果存在较多异议，如森林、湿地的价值偏大，农田、水体等价值的偏小等，尽管本文参照的成果已经经过了谢高地等人在植被生物量方面的修正，但不排除未加考虑的其他因素的影响。

由两种方法得到的结果比较可知：（1）由两种角度计算的鄂尔多斯遗鸥保护区湿地生态系统服务价值分别为0.93亿元和1.48亿元，约1.4万元/hm2和2.2万元/hm2，即其价值量范围为0.93亿～1.48亿元；（2）“分项”评估和“准整体”评估结果相差较大，分功能评估方法评估结果相比较小的原因是人们对生态系统功能的“分项”认识还不全面，且对部分功能价值的计算是以市场价值法为基础的，低估了其潜在的价值，保护区珍稀物种及其栖息地巨大的遗存价值未表现出来；（3）两种方法对生态系统各服务功能价值的评估结果排序不一致，说明评估结果取决于选用的评估方法；（4）两种角度评估的结果都存在较大的不确定性，随着人们认识和经济水平的提高，对湿地和自然保护区生物多样性及珍稀物种巨大的遗存价值将有更深刻的理解，其价值也将不断提升。

4 结论与讨论

本文从“分项”和“准整体”两种角度，分别采用现行的价值评估方法和生态系统服务价值当量，结合遗鸥保护区湿地生态系统的服务功能分析以及2005年全国粮食及其他产品价格水平，评估了研究区的生态系统服务价值，分别为0.93亿元和1.48亿元，约1.4万元/hm2和2.2万元/hm2。

从两种角度评估结果来看，对于具有巨大资产存在价值和遗赠价值的自然保护区，评估方法之间可比性较差，由于本研究区的特有物种——遗鸥并未灭绝，而是全部迁移到了红碱淖湿地，所以可以利用现行的生态系统服务价值评估方法计算研究区的总体价值，而对于其他生物多样性受损或特有物种消失的自然保护区，需要计算其巨大的存在价值，即在资产存在价值计算方面需要有进一步的理论或方法突破。

生态系统服务功能价值量的大小受所选用的价值评估方法、对生态系统各项服务功能的认识以及价格水平等多种因素的影响。从本文选用的方法多方面的实际应用来看，两种角度对遗鸥国家自然保护区湿地生态系统服务价值评估的结果在量级上是比较可靠的，其价值量范围大致为（1.0～1.5）亿元，约（1.4～2.2）万元/hm2。

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