宁乡县金洲湖湿地生态服务功能评价

郑泽良， 代会平， 彭泽良， 黄志国， 邹朵华

(湖南省宁乡县金洲湖国家湿地公园管理处， 湖南 宁乡 410600)

宁乡县金洲湖湿地生态服务功能评价

郑泽良， 代会平， 彭泽良， 黄志国， 邹朵华

(湖南省宁乡县金洲湖国家湿地公园管理处， 湖南 宁乡 410600)

采取本底调查和查阅相关资料以及走访、询问相结合的方法获取相应数据，采用能值分析法，从湿地物质产品功能、涵养水源功能、固碳释氧功能、调节气候功能、保护环境功能、生物多样性保护功能、人文功能等7个方面对湖南省金洲湖国家湿地公园湿地生态服务功能总价值进行估算。结果显示： 2014年金洲湖湿地生态服务功能总能值为2.43×1020J，能值货币总价值为223391861元；各项生态服务功能价值量大小顺序为，涵养水源>保护环境>生物多样性保护>物质产品>人文功能>固碳释氧>调节气候。该湿地生态系统的保护环境功能、涵养水源功能、生物多样性保护功能所占的比重较大。

金洲湖； 湿地生态系统； 生态服务功能； 价值评估

湿地指带有静止或流动水体的成片浅水区，包括天然或人工形成的沼泽地等。湿地与森林、海洋并称为全球三大生态系统，被誉为“地球之肾”。湿地具有特殊的生态功能和经济价值,具有持续地为人类提供食物、原材料和水资源的潜力,并在防洪抗旱、保护生物多样性以及旅游休闲等方面发挥着重要作用,给人类带来了巨大的经济效益、生态效益和社会效益[1-3]。湿地效益是湿地所提供的功能、用途和属性的总称,并通过湿地生态系统的生态服务功能价值来体现[4-5]。金洲湖湿地是宁乡金洲湖国家湿地公园的主体，开展该湿地生态服务功能评价对于加强金洲湖国家湿地公园的建设和保护利用有着重要指导意义。

1 研究区概况

宁乡金洲湖国家湿地公园位于宁乡县县城及历经铺、城郊、白马桥、坝塘等4个乡镇交汇处，地处112°30′00″—112°37′00″E，27°11′30″—27°17′05″N。该公园总面积1472hm2，其中永久性河流湿地面积293.2716hm2，占公园总面积的19.92%；泛洪平原湿地面积445.5312hm2，占公园总面积的30.27%；库塘湿地面积93.4535hm2，占公园总面积的6.35%；稻田面积为387.0897hm2，占公园总面积的26.30%；有林地面积252.6540hm2，占公园总面积的17.16%。

2 研究方法

2.1 数据获取

数据主要来源于对宁乡县金洲湖国家湿地公园的本底调查，并查阅最新的《宁乡县统计年鉴》，以及对当地居民的走访和询问获取金洲湖国家湿地公园生态服务价值的相关数据，同时，参考《金洲湖国家湿地公园总体规划》，对所收集的数据进行完善和补充。

2.2 数据分析

利用能值分析法将金洲湖湿地各项生态服务功能统一转化为能值，然后进行货币转化。能值分析法是以太阳能值为基本度量单位,以能量定律、系统学、系统生态学为理论基础,将生态系统和经济系统的各种形式能量归为太阳能来评价自然过程和人类经济活动,对自然系统和经济系统的资源、服务或商品价值进行定量分析。能值可以衡量和比较不同类别，不同等级能量的真实价值。其计算过程简单，各项生态服务功能的评价结果可比性较强[6-7]。

3 结果与分析

3.1 湿地生态服务功能评价指标体系构建

基于金洲湖湿地的河流型湿地特征，选取与河流型湿地相关的指标构成初级评价指标体系。然后，按照指标筛选原则，运用频度统计和Delphi相结合的方法，对所选取的评价指标进行筛选，最终筛选出12个指标，并根据指标的特点，将这12个指标分为7大类，构成金洲湖湿地生态服务功能评价指标体系框架[10-11]。具体见表1。

表1 金洲湖湿地生态服务功能评价指标Tab.1 EvaluatingindexofecosystemservicefunctionofJinzhouLakewetland目标一级指标二级指标物质产品植物产品动物产品水力发电金洲湖湿地生态服务功能评价涵养水源调蓄水量优质供水固碳释氧固碳释氧调节气候调节气候保护环境降解污染固土保肥生物多样性维护生物多样性人文功能休闲旅游

3.2 金洲湖湿地生态服务功能评价

3.2.1 物质产品功能

(1) 植物产品。金洲湖国家湿地公园农作物面积约387.0897hm2，按照每1 hm2年产7500kg作物，每1 kg作物的价值为2.7元，经能值转换和货币转化，植物产品的太阳能值为8.54×1018J/年，能值货币价值为7838566元/年。

(2) 动物产品。宁乡金洲湖国家湿地公园鱼虾类资源丰富，鱼类年产值约为276900元，虾类年产值为84900元；动物产品能值货币价值为361800元/年。

(3) 水力发电。金洲湖国家湿地公园的珍洲水电站位于白马桥乡仁福村，电站总装机3200kW，多年平均发电量900万kW·h，日保证发电功率400kW，水力发电能值货币价值为5409908元/年。水力发电的能值货币价值计算公式为：

C=W×a/b

式中：C为能值货币价值；W为年发电量(J)，a为能值转换率；b为能值货币比率。

计算得出，金洲湖湿地的物质产品总能值货币价值为13610274元/年。其物质产品具体能值和能值货币价值见表2。

表2 物质产品功能能值分析表Tab.2 Valueofmaterialproducts指标能值转换率太阳能值(J/年)能值货币价值(元/年)植物产品1.09×10128.54×10187838566动物产品1.09×10123.96×1017361800水力发电1.82×1055.90×10185409908总计1.48×1019-13610274

3.2.2 涵养水源功能

(1) 调蓄水量。金洲湖湿地具有强大的调蓄水量功能。2014年，金洲湖湿地面积1219.3460 hm2，蓄水量达到2.8×107m3；调蓄水量的能值货币价值为52117817元/年。调蓄水量产生的能量计算公式为：

N=W·ρ·j

式中：N为年调蓄水量总能量(J/年);W为年水量调蓄量(m3/年)；ρ为雨水密度106(g/m3)；j为雨水的吉布斯自由能4.94(J/g)。

涵养水源能值货币价值计算公式为：

C=N×a/b

式中：C为能值货币价值；a为能值转换率；b为能值货币比率。

(2) 优质供水。金洲湖湿地是一个巨大的储水库，其水质良好，可以为当地居民提供生活用水和饮用水。2014年，金洲湖为当地居民提供水资源8.64×106t，根据当地自来水市场价格，每1 t水按2.58元计算，其优质供水能值货币价值为22300000元/年。

计算得出，金洲湖湿地的涵养水源总能值货币价值为 74417817元/年。涵养水源具体能值和能值货币价值见表3。

表3 涵养水源功能能值分析表Tab.3 Valueofwaterconservation指标能值转换率太阳能值(J/年)能值货币价值(元/年)调蓄水量4.11×1055.68×101952117817优质供水1.09×10122.43×101922300000总计8.11×101974417817

3.2.3 固碳释氧功能 湿地生态系统中的草地、灌木等植被和农作物通过光合作用固定大气中的CO2，并释放氧气。

(1) 固碳。金洲湖湿地的固碳功能能值货币价值为180753元/年。固定二氧化碳的总量计算公式如下：

VCO2=M×S×X

式中：VCO2为固定二氧化碳的总量；M为单位面积生物量(kg/hm2)，对于草地等植被取M=661；对于稻田取M=7500；S为湿地植被面积或者稻田面积；X为固碳系数，X=1.63。

(2) 释氧。金洲湖湿地的释氧功能能值货币价值为179891元/年。释放O2计算公式如下：

VO2=M×S×X

式中：VO2为释放O2总量;M为单位面积生物量(kg/hm2),对于草地等植被取M=661，对于稻田取M=7500;S为湿地植被面积或者稻田面积；X为释氧系数，取X=1.2。

固碳释氧能值货币价值计算公式如下：

C=V×a/b

式中：C为能值货币价值;V为固定的CO2或者O2的量(g),a为能值转换率；b为能值货币比率。

计算得出，金洲湖湿地的固碳释氧功能总能值货币价值为360644元/年。固碳释氧具体能值和能值货币价值见表4。

表4 固碳释氧能值分析表Tab.4 Valueofnitrogenfixationandoxygenrelease指标能值转换率太阳能值(J/年)能值货币价值(元/年)固碳3.78×1071.97×1017180753释氧5.11×1071.96×1017179891总计3.93×1017360644

3.2.4 调节气候功能 湿地的气候调节功能主要表现在增湿、降温、增雨等方面[12-13]，金洲湖水面月平均相对湿度为(12个月)81%；水面月平均气温为(12个月)16.8℃。由于该湿地为河流型湿地，因此气候调节功能主要是通过水面水分蒸发来实现。金洲湖湿地2014年蒸发量为936.86mm，根据如下公式计算调节气候总能量。

V=S×Em×C′

V为调节气候总能量；S为水面面积；Em为年蒸发量；C′为水的蒸发热，取2000J/kg。

调节气候能值货币价值计算公式如下：

C=V×a/b

式中：C为能值货币价值；V为调节气候总能量(J)，a为能值转换率；b为能值货币比率。

计算得出，金洲湖湿地的调节气候功能总能值货币价值为59099元/年。调节气候具体能值和价值见表5。

表5 调节气候功能能值分析表Tab.5 Valueofregulatingclimate指标能值转换率太阳能值(J/年)能值货币价值(元/年)调节气候8.89×1036.44×101659099总计6.44×101659099

3.2.5 保护环境功能

(1) 降解污染。金洲湖湿地的降解污染功能主要包括2个方面。

① 植物净化功能。主要是植物通过吸收作用减少空气中硫化物、飞尘等有害物质的含量。植物的净化功能计算公式如下：

V有害物质=N×Q×M×SV滞尘=T×S

式中：V有害物质为研究区年吸收SO2量(g/年)；N为1年内湿地公园内草地、农作物等植被生长时间(天)，取N=150；Q为单位生物量每天可以吸收SO2的量(g/(天·g))，取Q二氧化硫=1×10-3；M为单位面积生物量(kg/hm2)，取M=661；T为单位面积滞尘量(g/hm2)，取T=1.2×103；S为湿地植被面积。V有害物质吸收=8.26×107g/年，V滞尘=9.99×105g/年。

② 水体净化。主要是通过水生植物对水资源中所含重金属元素的吸收来改善水。2014年进入金洲湖水体的主要污染物排放总量为COD 419.33t、TN 6.6t、TP 0.57t、BOD 221.645t、氨氧5.00t。按照河流对各污染物的去除率计算，2014年金洲湖水体共净化COD 46%、TN 35.5%、TP 24.4%、BOD 24%、氨氧38%等污染物250.47 t。

保护环境能值货币价值计算公式如下：

C=V×a/b

式中：C为能值货币价值；V为吸收有害物质、滞尘或净化污染物的量(g)，a为能值转换率；b为能值货币比率。

计算得出，金洲湖湿地的保护环境功能总能值货币价值为59099元/年。降解污染的具体能值和价值见表6。

(2) 固土保肥。湿地固土保肥的价值主要体现在固土和保肥2个方面[14-15]。

表6 降解污染能值分析表Tab.6 Valueofpollutiondegradation指标能值转换率太阳能值(J/年)能值货币价值(元/年)有害物质吸收6.66×1075.50×10155044滞尘1.50×1081.50×1014137水体净化6.90×1091.73×10181585522总计1.73×10181590703

① 固土。固土价值计算公式如下：

G=Q-Q′=(d×S/5.1%-d×S)×106

式中：G为固土总量；Q为湿地土壤潜在侵蚀总量(g/年)；Q′为湿地土壤现实侵蚀总量(g/年)；d为现实土壤侵蚀模数(t/(hm2·年))，亚热带植被的现实土壤侵蚀模数为3.20；S为湿地公园有效植被面积(hm2)。根据上述公式来求算可得，2014年金洲湖湿地的固土总量为：G=9.29×109g。

根据植物表土层能量折算比率 67800J/g，则2014年固土总能量为6.30×1014J/年。

② 保肥。保肥价值计算公式如下：

固土保肥能值货币价值计算公式如下：

C=M×a/b

式中：C为能值货币价值；M为固土能量(J)或者保肥量(g)，a为能值转换率；b为能值货币比率。

计算得出，金洲湖湿地的保护环境总能值货币价值为70560633元/年。固土保肥的具体能值和能值货币价值见表7。

表7 固土保肥价值能值分析表Tab.7 Valueofpreservesoilandfertility指标能值转换率太阳能值(J/年)能值货币价值(元/年)固土7.40×1044.66×101942739270保N4.62×1091.79×101916450683保P6.88×1095.69×10185216079保K2.96×1094.97×10184563898总计7.52×101968969930

3.2.6 生物多样性保护功能 2014年，金洲湖国家湿地公园境内记载的维管束植物种类有287种，鱼类46种，鸟类126种，生物种类共553种。生物多样性保护能值货币价值计算公式如下：

C=N×a/b

式中：C为能值货币价值；N为物种数量(种)，a为能值转换率；b为能值货币比率。

计算得出，金洲湖湿地的生物多样性保护功能的能值货币价值为60373394元/年。生物多样性保护的具体能值和能值货币价值见表8。

表8 生物多样性保护功能能值分析表Tab.8 Valueofbiodiversityprotection指标能值转换率太阳能值(J/年)能值货币价值(元/年)维护生物多样性1.19×10176.58×101960373394总计6.58×101960373394

3.2.7 人文功能 金洲湖湿地生态系统服务功能中的人文功能主要是休闲旅游。经过综合测算，金洲湖国家湿地公园合理日环境容量约为11983人，其中： 金洲湖湿地生态展示区日容量约为1584人；珍洲水乡风情区日容量约为745人；森林景观游憩区日容量约为3054人；宣教服务区日容量约为6600人。根据湿地公园的气候特征和区位条件等因素综合分析，公园旅游旺季为5—10月，计184天；平季为3、4、11月，计91天；淡季为1、2、12月，计90天。旺季以理论日容量100%计算，平季以65%计算，淡季以20%计算，年环境容量为312.93万人次。从环境容量上看具有良好的发展潜力。从旅游开发与环境保护的角度看，环境容量无论前期或后期都不会成为旅游发展的限制因子，只需对节假日客流进行合理的控制和分流，以保证局部景区或景点的游客量不超过局部环境容量。

计算得出，金洲湖湿地的人文功能能值货币价值为4010000元/年。金洲湖湿地人文功能的具体能值和能值货币价值见表9。

表9 人文功能能值分析表Tab.9 Valueofculturalfunction指标能值转换率太阳能值(J/年)能值货币价值(元/年)休闲旅游1.09×10124.37×10184010000总计4.37×10184010000

3.2.8 金洲湖湿地7项生态服务功能价值量比较 综合以上分析评价可知：2014年金洲湖国家湿地公园湿地生态服务功能总能值为2.43×1020J，能值货币总价值为223391861元，其中: 物质产品功能总能值货币价值为13610274元，占总价值的6.09%；涵养水源功能总能值货币价值为74417817元，占总价值的33.31%；固碳释氧功能总能值货币价值为360644元，占总价值的0.16%；调节气候功能总能值货币价值为59099元，占总价值的0.03%；保护环境功能总能值货币价值为70560633元，占总价值的31.58%；生物多样性保护功能总能值货币价值为60373394元，占总价值的27.03%；人文功能总能值货币价值为4010000元，占总价值的1.80%。金洲湖国家湿地公园湿地生态服务功能价值量大小顺序为，养水源>保护环境>生物多样性保护>物质产品>人文功能>固碳释氧>调节气候。表明金洲湖湿地在保护当地生态环境、涵养水源、生物多样性保护等方面发挥着重要作用。

4 结论与讨论

(1) 构建金洲湖湿地生态系统服务功能评价的指标体系包括一级指标7个(物质产品功能、涵养水源功能、固碳释氧功能、调节气候功能、保护环境功能、生物多样性保护功能、人文功能)、二级指标12个(植物产品、动物产品、水力发电、调蓄水量、优质供水、固碳、释氧、调节气候、降解污染、固土保肥、维护生物多样性、休闲旅游)。

(2) 2014年金洲湖湿地生态服务功能能值货币总价值为223391861元。金洲湖湿地的生态服务功能价值量可观，在保护当地生态环境、涵养水源、生物多样性保护等方面发挥着重要作用。

(3) 2014年金洲湖湿地各项生态服务功能大小顺序为：涵养水源>保护环境>生物多样性>物质产品>人文功能>固碳释氧>调节气候。

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TheassessmentofwetlandecosystemservicesvalueofJinzhouLakeinNingxiang

ZHENG Zeliang, DAI Huiping, PENG Zeliang, HUANG Zhiguo, ZOU Duohua

(National Wetland Park Management Office of Jinzhou Lake in Ningxiang，Ningxiang 410600，China)

According to the scientific data of Jinzhou wetland park, the ecosystem service function value from the functions of wetland material products, water conservation, nitrogen fixation and oxygen release, regulating climate, protecting the environment, biodiversity protection function and cultural function was evaluated. The results showed that, the ecosystem service function energy value of 2014 was 2.43×1020sej, the currency value was 223391861yuan. The order of ecosystem service function value of Jinzhou wetland park was: water conservation >environmental protection > biodiversity protection function > material products >cultural function > nitrogen fixation and oxygen release> regulating climate. The results proved that the value of environmental protection, water conservation and biodiversity protection function are very important.

Jinzhou Lake; wetland ecosystem; ecosystem service function; value assessment

2015-03-21

中南林业科技大学技术服务项目“湖南宁乡金洲湖国家湿地公园湿地生态服务功能评价研究”(20151018921)。

郑泽良(1964-)，男，高级工程师，湖南省宁乡县人，主要从事森林和湿地保护工作。

X 826

A

1003 — 5710(2015)03 — 0054 — 05

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2015. 03. 013

(文字编校：唐效蓉)