海南省红树林湿地生态系统服务功能价值评估

薛 杨,杨众养,王小燕,林之盼,宿少锋,刘宪钊

(1.海南省林业科学研究所，海南 海口 571100；2.中国林科院资源信息所，北京 100091)

海南省红树林湿地生态系统服务功能价值评估

薛 杨1,杨众养1,王小燕1,林之盼1,宿少锋1,刘宪钊2

(1.海南省林业科学研究所，海南 海口 571100；2.中国林科院资源信息所，北京 100091)

运用《森林生态系统服务功能评估规范》的相关标计量参数、指标和共识，对海南省红树林生态系统服务功能的总价值进行评估，并对不同市(县)红树林生态服务价值进行分析。研究表明，海南省红树林生态系统服务功能核算成经济后的总价值为26828.08万元，单位面积价值为6.58万元·hm-2。其中，有机物生产价值2780万元，固土保肥价值34.54万元，气体调节价值6241.62万元，积累营养物质价值490.48万元，净化环境价值5221.23万元，防灾护提价值1645.03万元，生物多样性保育价值6112.60万元，生态旅游价值4302.59万元。

海南省;红树林;服务功能;价值评估

生态系统服务是指自然生态系统及其物种所提供的能够满足和维持人类生活需要的条件和过程[1]。生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成以及维持人类赖以生存的自然环境条件与效用，它不仅给人类提供生存必需的食物、工具、药物等原料，更重要的是给人类提供生存与发展的环境[2]。

红树林(mangrove)是生长在热带海岸潮间带的一种特殊的木本植物群落，主要分布在港湾河口及沿海岸线的淤泥质滩涂上，是海滩上特殊的森林类型，在海陆交错带的生态平衡中起着极其重要的作用，具有极高的经济、生态和社会服务价值。定量评价红树林的功能和价值有利于更好地认识和重视其生态功能。海南省红树林是我国南海热带海岸特有的自然景观，总面积4638 hm2，约占全国红树林面积的33%，种类丰富，多达19科19属35种，包含了全国绝大部分红树品种。近年来一些学者对海南省红树林的生物地球化学特征、动植物资源和景观动态格局变化等进行了报道[3-6]，为海南省红树林恢复和发展提供了理论依据。

然而，由于对红树林湿地生态系统服务功能认识的不足，在既得经济利益驱动下的人工砍伐、围海造田、填海搞房地产、毁林养殖等活动，致使海南省红树林的生态系统及其生物生存环境受到破坏甚至消失，严重影响了红树林正常生长和天然更新，从而使红树林生态系统退化、物种濒危，甚至消亡、灭绝。统计资料表明，自1950年至2000年之间，海南红树林遭到大规模人为破坏，面积减少62%[7]。因此，应合理分析和估测红树林湿地生态系统服务功能的价值以为政府决策部门在生态建设和经济发展中寻找平衡点，减少红树林资源的过度开发和利用。当前仅对东寨港红树林湿地生态服务功能开展了评价工作[8]。本研究利用海南东寨港红树林生态定位研究站的基础数据，运用生态经济评价方法，首次对海南省红树林生态系统服务功能的价值进行估算，以促进海南省红树林湿地生态系统的保护和可持续利用。

1 数据与方法

1.1 红树林资源概况

海南省红树林具有种类多、分布广、保存面积大、区系古老等特点。红树林集中分布于海南省东北部的文昌市清澜港、铺前港及海口市的东寨港，南部三亚市的榆林港湾、东南部陵水县新村港、东部万宁市的杨梅港，西部澄迈县马村及临高县新盈镇彩桥、马袅港也有分布，澹州市新英港及海头港，东方市的四更镇白鹭站，乐东县利国镇和昌江县南罗新港等地亦有分布(图1)。

图1 海南省红树林资源分布图Fig.1 Distribution diagram of mangrove forests in Hainan Province

海南省红树林植物种类以红树科(Rhizophoraceae)为主，如红树(Rhizophoraapiculata)、海莲(Bruguierasexangula)、木榄(B.gymnorrhiza)、秋茄(Kandeliacandel)、茄冬(B.mucronataLam.)、柱果木榄(B.cylindrica)、拉关木(Lagunculariaracemosa)、白骨壤(Avicenniamarina)、海桑(Sonneratiacylindria)、木果栋(Xylocarpusgranatrm)、海芒果(Cerberamanghas)、海漆(Excoecariaagallocha)、银叶树(Heritieralittoralis)等；灌木有角果木(Ceriopstagal)、瓶花木(Scyphiphorahydrophyllacea)等；草本以尖叶卤蕨(Acrostichumspeciosum)和小花老鼠簕(Aconthusebracteatus)较为普遍。乔木种类树高13-16 m，灌木种类4-5 m高。植物群系上主要包括白骨壤群系、红海榄群系、桐花树群系、木榄群系、角果木群系、正红树群系、海莲群系、海桑群系、海漆群系、水椰群系和银叶树群系等11大植物群系类型[9]。

1.2 数据收集

1.2.1 红树林资源的基础数据 基础数据主要为海南红树林的分布面积，由海南省公益林管理办公室提供。经统计，海南省已成林红树林主要分布在澄迈县(230.77 hm2)、儋州市(617.99 hm2)、东方市(167.51 hm2)、海口市(1610.41 hm2)、乐东县(31.16 hm2)、临高县(199.15 hm2)、陵水县(11.14 hm2)、三亚市(76.60 hm2)和文昌市(1130.32 hm2)等9个临海的市(县)，面积共计4075.05 hm2，同时约有563 hm2红树林处于未成林阶段。本研究只对成林红树林进行评估。

东寨港红树林生态定位站提供了气象、土壤、生物多样性等其他数据。

1.2.2 社会公共数据及其他经济价值核算参数 社会公共数据主要参考《森林生态系统服务功能评估规范》[10]，包括以下几项：(1)林地土壤侵蚀模数，为0.0015 t·hm-2，无林地土壤侵蚀模数，取值0.4847 t·hm-2；(2)(NH4)2HPO4化肥2400元·t-1,KCl化肥2200元·t-1,有机肥320元·t-1；(3)饵料价格,以海南养殖业市场平均价格2000.00元·t-1计[8]；(4)SO2、氟化物、氮氧化物排污费收费标准分别为1.20、0.69、0.63元·kg-1，一般性粉尘排污费收费标准为0.15元·kg-1；(5)阔叶树吸收SO2、氟化物、氮氧化物和滞尘能力分别为88.65、4.65、6.0、10110 kg·hm-2；(6)按照森林旅游对全岛旅游的贡献率为5%[11]。

1.3 生产有机物的价值

1.3.1 活立木 红树林活立木生长量的价值可以表示为：

A1=PL1T

(1)

其中，A1为红树林活立木生长量的价值/(元· m-3)；P为红树林年材积平均净生长量，取值4.98 m3·hm-2·a-1)[12]；L1为红树林活立木价值，参考已有研究取值1000.00元·m-3[13]；T为红树林面积。

1.3.2 凋落物 红树林凋落物价值以年凋落物总量测算成市场饵料价值而获得，计算公式为：

A2=RGL2T

(2)

其中，A2为红树林凋落物的价值/(元·t-1)；R为单位面积年凋落物量，取值9.21 t·hm-2·a-1，G为凋落物饵料成品率，取值10.00%，L2为饵料价格。

1.4 保育土壤功能的价值量

森林保育土壤的生态功能主要包括固土(即减少土壤流失)和保肥等两方面。计量参数包括林地的土壤侵蚀馍数，无林地(对照)的侵蚀馍数，林地土壤容重，土壤平均N、P、K和有机质含量，由N、P、K转化而来的(NH4)2HPO4、KCl和有机质的质量及价格，土壤运输费用等。

1.4.1 固土价值 红树林生态系统在减少土壤流失上产生的价值表述为：

U固土=TC固土(X1-X2)/ρ

(3)

其中，U固土为林分年固土价值/(元·a-1)；X1为林地土壤侵蚀模数/(t·hm-2·a-1)；X2为无林地土壤侵蚀模数/(t·hm-2·a-1)；C固土为单位体积土方采运所需的总费用/(元·t-1)，取海南省2010-2012年市场均价13.11元·t-1；T为红树林面积/hm2；ρ为林地土壤容重，取值0.9476 g·cm-3。

1.4.2 保肥价值 采用侵蚀土壤中N、P、K物质折合成(NH4)2HPO4和KCl的价值来体现，其核算公式为：

U肥=T(X2-X1)(NC1/R1+PC1/R2+KC2/R3+MC3)

(4)

其中,U肥为林分年保肥价值/(元·a-1)；N为红树林土壤表层平均含N量，取值0.3367%；P为红树林土壤表层平均含P量，取值0.1436%；K为土壤表层平均含K量，取值1.234%；M为土壤有机质含量，取值5.9960%；R1为(NH4)2HPO4化肥含氮量；R2为(NH4)2HPO4化肥含磷量；R3为KCl化肥含钾量；C1为(NH4)2HPO4化肥价格/(元·t-1)；C2为KCl化肥价格/(元·t-1)；C3为有机肥价格/(元·t-1)。

1.5 气体调节价值

红树林对于气体调节的功能和价值主要表现在固碳和释氧两方面，计量参数包括森林年平均生产力、植物平均碳含量、土壤固碳量、治理CO2价格和制造O2价格等。

同其他植被类型相同，红树林通过光合作用，吸收CO2释放O2，能有效降低海陆交错带的温室气体效应。由光合作用方程可知，植物生产1 g干物质可吸收1.47 g CO2和放出1.07 g O2。

1.5.1 固碳价值 海南省红树林生态系统固碳价值的公式为：

B1=1.47×TCK1

(5)

其中，B1为红树林固碳价值/(元·a-1)；C为红树林年净生产量，取值11.00 t·hm-2·a-1[14]；K1为碳税率，依据美国碳税率取值20.00美元·t-1，人民币对美元汇率为1∶6.06，取值为121.20元·t-1。

1.5.2 释放O2的价值 红树林年释放O2的价值采用以下公式计算：

B2=1.07×TCK2

(6)

其中，B2为释放O2价值/(元·a-1)；K2为造林放氧成本，取值376.47元·t-1。

1.6 积累营养物质功能

森林林木营养物质积累的生态功能指在森林生长过程中所积累的营养元素，在评估中主要考虑N、P和K等3个大量营养元素的积累，其他一般元素和微量元素未予以考虑。评估参数主要包括林分净生产力，林木平均N、P和K含量，以及由N、P、K转化的(NH4)2HPO4和KCl量及其价格。

红树林年积累营养价值可用公式表示为：

U营养=(A-B)年CT

(7)

其中，U营养为林分年营养物质积累价值/(元·a-1)；A为林分主要营养物质年均降雨输入量；B年为林分径流输出量；C为化肥价格。

1.7 净化环境的功能和价值

森林对于大气环境的净化功能主要表现在森林提供负离子，吸收SO2、氟化物、氮氧化合物、滞尘(PM10、PM2.5等)，吸收土壤重金属(铅、镍、铬、汞、锌等)，降噪、灭菌(林木释放植物精气等芳香物质)等方面。红树林对于大气环境净化产生的价值主要体现在提供负离子，吸收SO2、氟化物、氮氧化合物、滞尘等五方面。其中，除提供负离子产生的价值外，其余四部分的价值折算可表述为：

UM=KMQMT

(8)

其中，UM为林分年吸收SO2、氟化物、氮氧化合物或滞尘的价值/(元·a-1)；KM为SO2、氟化物、氮氧化合物或滞尘的治理费用/(元·kg-1)；QM为单位面积林分年吸收SO2、氟化物、氮氧化合物或滞尘量/(kg·hm-2·a-1)，取值参数同阔叶树种。

红树林提供负离子的功能和价值主要参考文献[10]，负离子产生费用推荐值为5.8185 元·10-18个。红树林内负离子密度为1283个·cm-3，所提供负离子的价值表述为：

U负离子=1283×106×TH×(5.8185×10-18)

(9)

其中，T为红树林面积/hm2；H为红树林高度，取平均值5 m。

1.8 防灾护堤价值

运用影子工程法获取红树林防灾护堤的公式为：

I=(S1+S2+S3)d

(10)

其中，I为红树林在防灾护堤中形成的价值/(元·a-1)；S1为单位距离红树林分布海岸线可提供的生态效益/(元·km-1·a-1)；S2为修复海堤的费用/(元·km-1·a-1)；S3为每年每公里红树林对岸提的生态养护功能的可新增效益/(元·km-1·a-1)。根据张和钰等[13]的研究结果，S1、S2、S3分别取值为80.0×103、450.0×103、647.0×103元/(km·a-1)；d为海南省红树林的海岸线长度,约14 km。

1.9 保育生物多样性功能和价值

森林的生物多样性保育功能，主要体现在森林对生态系统多样性、物种多样性和遗传多样性等3个层面的保护和维持方面。目前森林物种多样性层次的研究比较广，也是最为直观和易于获得参数的一个层次，开展生物多样性保育的功能和价值研究，对海南省红树林的有效保护和科学发展具有极其重要的意义，其计算公式为：

U生物=S生T

(11)

其中，U生物为红树林年物种保育价值/(元·a-1)；S生为单位面积年物种损失的机会成本，取Shannon-Weiner指数平均值下的成本价值15000元·hm-2·a-1[10]。

1.10 生态旅游价值

森林与所衍生的森林文化是开展生态旅游的主要自然资源。红树林海岸是热带、亚热带海滨独特的自然景观，具有较高的生态旅游价值。红树林游憩价值通过森林旅游对于全岛旅游业的贡献率折算获得。2013年海南省旅游收益价值397.12亿元，其中红树林的贡献率为5%[11]。

2 结果与分析

2.1 海南省红树林总体生态系统服务功能价值评估

经核算(表1)，海南省红树林生态系统服务功能所产生的年总价值为26828.08万元，单位面积价值为6.58万元·hm-2，远高于世界湿地单位面积价值(5542元·hm-2)[15]，但低于海南省东寨港红树林自然保护区湿地生态系统单位面积的价值(18.2万元·hm-2)[8]。

表1 海南省红树林湿地生态系统服务价值Table 1 Service value of mangrove wetland ecosystems in Hainan Province

从海南省红树林生态服务价值构成来看，直接价值为2780.00万元，仅占10.36%；而包括气体调节、净化环境和生物多样性等在内的间接价值达到24048.08万元，占总价值的89.64%。说明海南省红树林对全省区域环境的价值贡献远大于其提供物质生产的功能。因此，不能为了获取红树林物质生产的直接经济价值而忽视、破坏红树林生态系统为人类提供的其他多种生态服务价值。

从红树林湿地生态系统服务功能间接价值的7个构成方面来看，红树林在气体调节、生物多样性保育、净化环境和生态旅游上所实现的服务价值最大，分别为6241.62、6112.60、5221.23和4302.59万元，均分别占服务功能总价值量的15%以上。反映了海南省红树林在改善区域环境质量方面具有重要的作用。由于红树林树种的特殊性，其固土、保肥的功能价值最低，仅为34.54万元。

2.2 海南省不同市(县)红树林生态系统服务功能价值比较分析

由于不同市(县)间红树林的分布面积存在很大差异，因此，红树林生态系统所提供的服务价值在不同市(县)间也存在很大差异(图2)。9个分布有红树林的市(县)中，海口市红树林生态系统服务功能价值最高，为10536.83万元，占红树林生态系统服务总价值的39.28%，其次为文昌市和儋州市，分别为7395.63、4043.47万元，分别占27.57%、15.07%。

除以上三市(县)外，红树林资源在其他市(县)分布面积较少，提供的生态服务功能价值少，6个市(县)红树林生态服务功能总价值为4852.15万元(占总价值18.09%)。

2.3 海南省不同市(县)间红树林生态系统的不同类型服务价值比较分析

由于红树林8项功能价值主要受其面积的影响，因此不同市(县)红树林各功能的价值相应存在明显的差距(表2)。其中海口红树林8个功能类型的服务价值最大，其次为文昌市和儋州市，而陵水县和乐东县红树林8个功能类型的服务价值最低。

图2 海南省不同市(县)红树林生态系统的服务功能价值Fig.2 Ecosystem service values of mangrove forest in different counties,Hainan Province

表2 海南省不同市(县)间红树林生态系统的不同类型服务价值Table 2 Different types of service value of mangrove ecosystems in various counties,Hainan Province 万元

3 小结

3.1 海南省红树林的生态系统服务价值

本文主要借鉴前人的研究成果，采用《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T 1721-2008)[10]以及所收集到的资料，选取合适的能反映海南省红树林湿地生态系统实际情况的方法进行价值评估。经评估，海南省红树林湿地生态系统具有提供有机物产品的生产功能、保育土壤功能、气体调节功能、积累营养物质功能、净化环境功能、防灾护堤功能、生物多样性保育功能和生态旅游功能。由于红树林为海岸湿地森林生态系统，与其他陆生森林生态系统相比其水源涵养功能不明显，本研究对其涵养水源的功能和价值不做评估。

海南省红树林湿地生态系统服务总价值为26828.08万元，单位面积价值为6.58万元·hm-2。其中，直接价值为2780.00万元，仅占10.36%，间接价值为24048.08万元，占总价值的89.64%。对海南省红树林湿地生态系统服务价值进行评估，有助于提高社会对红树林保护重要性的认识，明确包括清栏港、东寨港等红树林保护区的综合经济价值，为生态—环境—经济的综合决策提供依据。

由于红树林资源在海南省不同市(县)的分布存在明显的不均一性，不同市(县)内的红树林生态系统服务功能价值也存在很大的差异。其中，海口市、文昌市和儋州市红树林面积大，生态系统服务价值大，而其他6个市(县)红树林面积和生态系统服务价值则相对较低。为了更好地发挥红树林的生态系统服务功能，保护和维持海南省当前红树林湿地资源，通过科学的方式恢复退化的红树林湿地显得尤为重要。

3.2 相关问题及分析

本研究中，由于受价值核算过程中使用的方法、指标和具体指标的价值转换参数等多方面因素的限制，用于红树林价值核算的部分参数还未全面测试，评估的计算结果与实际价值仍存在一定误差。本研究中，红树林生态价值核算未考虑不同分布区域的差异性，后续研究应参考不同地区红树林所提供的服务功能价值权重(如旅游开发程度、水土保持急迫性等)，实现服务功能价值更为科学的表达。

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(责任编辑:陈幼玉)

MangroveecosystemservicefunctionvalueassessmentinHainanProvince

XUE Yang1,YANG Zhong-yang1,WANG Xiao-yan1,LIN Zhi-pan1,SU Shao-feng1,LIU Xian-zhao2

(1.Forestry Institute of Hainan,Haikou,Hainan 571100,China;2.Research Institute of Forest Resource Information Techniques,Chinese Academy of Forestry,Beijing 100091,China)

Mangrove is a typical natural landscape in tropical coastal zone,South China.It has important economic value,ecological value and social value.Using opportunity cost method,shadow engineering method and consulting some formulas in “Specifications for assessment of forest ecosystem services in China” we assessed the economic value(year 2012)of mangrove wetlands ecosystems in Hainan Province.The results showed that the total value of Hainan mangrove forest ecosystem services was 268.2808 million Yuan,65.8 thousand Yuan per hectare.The value of organic production was 27.8 million,the value of soil reinforcement and fertility maintenance was 345.4 thousand,the value of carbon fixation and oxygen release was 62.4162 million,forest nutrition storage value was 4.9048 million,the value of purify the environment was 52.2123 million,disaster prevention value was 16.4503 million,biodiversity conservation value was 61.1260 million,the value of tourism and ecological culture was 43.0259 million.

Hainan Province;mangrove;service function;value assessment

2014-01-10

海南省生态公益林生态系统服务功能评估技术研究资助项目。

薛杨(1963-)，男，硕士，高级工程师。研究方向：森林生态。Email:xue13307539989@163.com。通讯作者刘宪钊(1981-)，男，助理研究员，博士。研究方向：森林经营。Email:lxz9179@caf.ac.cn。

Q949.761.7

A

1673-0925(2014)01-0041-07