基于能值分析的大通湖湿地生态服务功能评价

邹丽梅，孙 谦

(贵州林业勘察设计有限公司，贵州 贵阳 550003)

基于能值分析的大通湖湿地生态服务功能评价

邹丽梅，孙 谦

(贵州林业勘察设计有限公司，贵州 贵阳 550003)

利用Delphi法构建湖泊型湿地生态服务功能评价指标体系，并运用能值分析法分别对大通湖湿地2007年、2012年的生态服务功能进行评价。结果表明：2007年大通湖湿地生态服务功能总能值为2.04×1021sej·a-1，总价值为18.7亿元·a-1，2012年大通湖湿地生态服务功能总能值1.78×1021sej·a-1，能值货币总价值为16.3亿元·a-1，年均总价值降低了12.83%。2007年各生态服务功能价值大小为：生物多样性保护功能>涵养水源功能>人文功能>保护环境功能>固碳释氧功能>调节气候功能；2012年为：生物多样性保护功能>人文功能>涵养水源功能>保护环境功能>固碳释氧功能>调节气候功能。生物多样性保护功能价值2007年为15.7亿元·a-1，占总价值的84.0322%；2012年为12.9亿元·a-1，占总价值的79.5292%,虽然总价值量有所下降，但是生物多样性保护功能仍然是大通湖湿地最重要的一项生态服务功能。

湖泊型湿地；生态服务功能；能值分析；大通湖

湿地(wetlands)是地球上水陆相互作用形成的独特生态系统，是人类重要的生存环境和自然界最富生物多样性的生态景观之一，而其生态服务功能的评价更是当前研究的一个热点。只有将湿地生态系统功能货币化，才能让人类更加直观地了解湿地的重要性，从而提高人类对湿地的保护意识。湖泊型湿地是一种非常重要的湿地类型，我国的湖泊型湿地面积占总湿地面积的1/6，因此，对湖泊型湿地的生态服务功能进行评价显得尤为重要，同时，构建适合湖泊型湿地的生态服务功能评价指标体系，可以为湖泊型湿地生态服务功能的评价及保护提供参考[1-5]。

以往的湿地生态服务功能评价多采用和森林生态服务功能评价相类似的常规方法，在不同的服务功能之间，需要采取不同的方法，且不同方法之中使用的参数也不相同。评价过程不仅繁琐，且准确性不高，评价的结果也不具对比性。为解决不同类型能量之间无法进行核算和比较的问题，笔者采用能值分析法对大通湖湿地的生态服务功能进行评价，将生态经济系统流动和储存的不同能量和物质转换为同一种能值——太阳能值，为湖泊型湿地的生态服务功能评价开辟一条新的途径。

1 研究区概况

大通湖湿地公园位于湘中偏北，东经112°15′28″—112°42′02″、北纬29°01′19″—29°19′16″，属中亚热带向北亚热带过渡的大陆性季风湿润气候区，年均气温16.5 ℃，年无霜期264 d，年均降水量1240.8 mm，年均日照时间1643.3 h。公园主要包括大通湖湖泊及其周边区域。其中公园内现有森林面积97.16 hm2，湖泊面积为8270 hm2，湖底海拔高程23.7～25.0 m，容积为2.32亿m3，大通湖是湖南最大的内陆养殖湖，素有“三湘第一湖”之美誉。

2 材料与方法

2.1 数据来源

数据主要是通过对大通湖湿地的实地调查获得，再分别参考《大通湖统计年鉴》(2012年)[6]和《大通湖统计年鉴》(2007年)[7]，并结合《大通湖国家湿地公园总体规划》[8]中的相关理论和数据，获得最为全面的大通湖湿地生态服务功能的相关数据。其中各项服务功能相关数据见表1。

2.2 研究方法

由于湿地的生态服务功能给人类带来的更多是主观感受，因此采取主观性较强的Delphi法来构建湿地的生态服务功能评价指标体系显得更为贴切。然后利用能值分析法，根据能值转化率将各项服务功能的总能量转化为太阳能值，根据能值货币比率将各项服务功能的太阳能值转化为货币。本研究采用的美元兑人民币比率为1美元=6.2元人民币，能值货币比率为1.09×1012sej·元-1。

表1 大通湖湿地各项服务功能相关数据

3 结果与分析

3.1 湖泊型湿地生态服务功能评价指标体系的构建

查阅大量文献以及走访湿地相关专家、学者以及湿地工作者，选取了调节水量、优质供水、固碳、释氧等20个与湖泊型湿地生态服务功能相关的指标构成初级评价指标体系(表2)。由于所选取的指标之间有内涵交叉的情况，为了排除对湿地生态服务功能重复计算的情况，且为了构建一套最适合湖泊型湿地、最精炼、最全面的指标体系，采用Delphi法进行指标筛选。前后经过2轮调查，分别对2轮调查结果的指标重要度进行判断。

按照“5—非常重要、4—重要、3—一般、2—不重要、1—非常不重要”的原则对指标重要度进行判断，在第1轮指标筛选中，删除算术平均值在3分(一般)以下的指标，即剔除调节温度、水上娱乐、农田灌溉3个指标。留下的指标重要性均在“一般、重要、非常重要”的范围内。留下的指标根据第2轮调查结果进行第2次指标重要度判断(表3)。

综上所述，将晶状体屈光参数补充到屈光发育档案中，有效开展长期、规范的纵向队列研究，对于明确青少年儿童眼正视化过程晶状体屈光力的变化，探索与调节相关的视觉反馈机制等具有独特的意义。晶状体的屈光状态受中枢神经系统支配，也可因药物而发生改变，是眼内唯一可调节屈光力的屈光介质。如果能摸清楚晶状体屈光改变在青少年屈光发育中的作用机制，在保证晶状体透明度的同时，合理改变晶状体的发育模式，以及中央及周边形态，就有可能从晶状体角度实现近视早期干预或控制，进而实现降低近视发生率及延缓近视进展的宏伟目标。

表2 第1轮指标重要度判断

表3 第2轮指标重要度判断

在第2轮指标重要度判断中，采取的方法与第1轮类似，由于要对指标进行更深层次的筛选，且第2轮指标的重要性均在3分(一般)以上，为了保证所筛选指标能充分体现湖泊型湿地的特点，因此，选取“3—一般”和“4—重要”2个重要度的中值3.5作为第2轮指标筛选的临界值，删除算术平均值在3.5以下的指标，即剔除了补充地下水、均化洪水、调节湿度、降低噪音、遗传多样性5个指标。最后保留12个指标根据其特点进行分类，共分为6大类，构成湖泊型湿地生态服务功能评价体系，见表4。

3.2 大通湖湿地生态服务功能评价

3.2.1 湿地各项服务功能计算方法 利用能值分析法对大通湖湿地生态服务各项功能进行价值评估，其结果是将各项功能统一转换为能值，并根据能值货币比率转换成货币。各项功能的计算方法如下。

1)涵养水源[9]：N=W×ρ×j，式中：N为年涵养水源总能量(m3·a-1)；W为年涵养水源量8.445×107(m3·a-1)；ρ为雨水密度106(g·m-3)；j为雨水的吉布斯自由能4.94(J·g-1)。

2)降解污染[10]：Vj=∑QjiSi×106，式中：Vj为研究区年吸收SO2量、年吸收氟化物量、年滞尘量以及年吸收氮氧化物量(g·a-1)；Qji为不同森林类型单位面积年吸收SO2量、年吸收氟化物量、年滞尘量以及年吸收氮氧化物量(t·hm-2·a-1)，阔叶林、针叶林、灌丛年吸收SO2量分别为88.65、215.60、8.9 t·hm-2·a-1，年滞尘能力分别为10.1、33.2、1.5 t·hm-2·a-1，阔叶林、针叶林年吸收氟化物量分别为4.650、0.500 t·hm-2·a-1，森林年吸收氮氧化物量为6 t·hm-2·a-1。

表4 湖泊型湿地生态服务功能评价指标体系

3)优质供水：每年供饮用水总量。大通湖湿地2012年直接供居民饮用水1620万t，饮用水价格为2.4元·t-1。

4)调节气候[11]：V=S×Em×C，式中：V为调节气候总能量；S为面积；Em为年蒸发量(mm)；C为水的蒸发热，取2000 J·kg-1。

5)提供负离子[12]：G=5.256×1015×AH(Q-600)/L，式中：G为提供负氧离子个数(个·a-1)；Q为负氧离子浓度(个·cm-3)；H为林木平均高(m)；L为负氧离子寿命(min)；A为林分面积。

6)生物多样性保护：拥有物种数。能值转换率(sej·种-1)=平均每个物种的太阳能值(12.6×1024sej·种-1)×研究区面积/全球面积[9]。

7)固碳释氧[13]：VCO2=1.63×∑CiSi×106，VO2=1.20×∑CiSi×106，式中：VCO2、VO2分别为每年固定CO2、释放O2的量(g·a-1)。

9)科研教学：每年论文页数。计算方法参照Meillaud等[15-18]的方法。在中国期刊文献数据库中，以大通湖为关键词检索最近5 a间发表的学术论文，每篇论文按6页计算。

10)休闲旅游：旅游年收入。按保护区生态旅游直接收益数据计算出旅游收入为1.12亿元·a-1。

3.2.2 大通湖湿地生态服务功能计算 由表5、表6、图1、图2可以看出，大通湖湿地的各项生态服务功能大小，2007年为：生物多样性保护功能>涵养水源功能>人文功能>保护环境功能>固碳释氧功能>调节气候功能；2012年为：生物多样性保护功能>人文功能>涵养水源功能>保护环境功能>固碳释氧功能>调节气候功能。生物多样性保护功能价值量最大，充分体现了湿地作为巨大“生物基因库”的特征。人文功能和涵养水源功能大小顺序虽然发生了变化，但都均大于其余功能，说明湖泊型湿地作为科研旅游基地的重要性以及湖泊型湿地中的湖泊部分在涵养水源功能方面发挥了巨大的作用。

表5 2007年大通湖湿地生态服务功能评价

表6 2012年大通湖湿地生态服务功能评价

3.3 大通湖湿地生态服务功能价值动态变化分析

大通湖湿地生态服务功能价值量在2007年时为18.7亿元·a-1，在2012年时为16.3亿元·a-1，减少了2.4亿元·a-1，变化幅度为12.83%。其中涵养水源总价值量由2007年的1.22亿元·a-1降到2012年的 0.823亿元·a-1，价值量减少了32.54%；固碳释氧功能总价值量由2007年的233万元·a-1降到2012年的 177万元·a-1，价值量减少了24.03%；调节气候功能总价值量由2007年的121万元·a-1提高到2012年的126万元·a-1，价值量增加了4.13%；保护环境功能总价值量由2007年的8070万元·a-1降到2012年的 7600万元·a-1，价值量减少了5.82%；生物多样性保护功能总价值量由2007年的15.7亿元·a-1降到2012年的 12.9亿元·a-1，价值量减少了17.83%；人文功能总价值量由2007年的5970万元·a-1提高到2012年的1.72亿元·a-1，价值量增加了85.95%。

在5 a内，大通湖湿地的各项生态服务功能发生不同的变化，主要有以下几点原因：①大通湖湿地的森林面积由2007年的123.4 hm2降到了2012年97.16 hm2，活立木蓄积量也有大幅度减少。森林蓄积量的减少，影响了湿地的固碳释氧等功能，导致其价值量减小。②近年来，由于生态环境越来越差，加上人为因素的影响，使得大通湖湖底淤泥堆积，导致湖底上升。大通湖整体平均水深降低，湖泊的蓄水量明显减少。③人类对大通湖环境的破坏，以及对一些珍稀动物的诱捕，使得一部分珍稀动物数量越来越少甚至灭绝。大通湖湿地的生物多样性保护功能遭到严重影响，生物种类逐年减少。④作为洞庭湖的一个分支，大通湖湿地的科研价值越来越受到学界的重视，专家学者对大通湖的研究也越来越多。加上近年来，大通湖区政府对大通湖湿地公园的开发，吸引了大批的游客前来旅游休闲，也增加了大通湖湿地的相应功能的价值量。

4 结论与讨论

1)利用Delphi法构建了拥有一级指标6个，二级指标14个的湖泊型湿地生态系统服务功能评价指标体系，为大通湖湿地的生态服务功能评价提供了有力的基础。

2)2007年大通湖湿地生态服务功能总价值为18.7亿元·a-1，2012年生态服务功能总价值为16.3亿元·a-1，总价值量降低了12.83%。各生态服务功能价值大小2007年为：生物多样性保护功能>涵养水源功能>人文功能>保护环境功能>固碳释氧功能>调节气候功能，2012年为：生物多样性保护功能>人文功能>涵养水源功能>保护环境功能>固碳释氧功能>调节气候功能。

3)大通湖湿地生态系统在生物多样性保护功能方面表现极其显著，2007年生物多样性保护功能太阳能值达到1.72×1021sej·a-1，能值货币价值为15.7亿元·a-1，占总价值的84.0322%，2012年太阳能值达到1.42×1021sej·a-1，能值货币价值为12.9亿元·a-1，占总价值的79.5292%。虽然总价值量有所下降，但是生物多样性保护功能仍然是大通湖湿地最重要的一项生态服务功能。

4)从体系各指标来看，既综合了前人关于湿地生态服务功能评价指标的选取，同时又排除了体系中各指标内涵交叉的情况，且构建的指标体系对于湖泊型湿地生态服务功能评价具有更强的针对性。是在能值分析法的基础上对大通湖湿地生态服务功能进行评价，从能源价值的角度来重新认识人类与湿地生态系统的关系。从湿地的六大生态服务功能入手对湿地进行评价，评价结果较为全面、严谨，且根据评价结果可以对不同类型的能量进行比较，从而可以在同一个比较级的基础上得出湿地各项生态服务功能的大小。但是，由于个别指标难以找到准确的能值计算公式，在一定程度上影响了计算结果的精确度。

[1]朱笑虹，孙棋锋.湿地研究综述[J].江西林业科技，2007(3)：47-49，59.

[2]向会娟，曹明宏，田大伦.森林生态效益价值的评估计量[J].安徽农业科学，2005，33(11)：2164-2165.

[3]蔡庆华，唐涛，邓红兵.淡水生态系统服务及评价指标体系的探讨[J].应用生态学报，2003，14(1)：135-138.

[4]Barbier EB.Valuing the environment as input：review of application to mangrove fishery linkages[J].Ecological Economics，2000(35)：47-61.

[5]Barton D N.The transferability of benefit transfer：contingent valuation of water quality improvements in Costa Rica[J].Ecological Economics，2002(42)：147-164.

[6]大通湖统计局.大通湖统计年鉴(2012年)[Z].益阳，2013.

[7]大通湖统计局.大通湖统计年鉴(2007年)[Z].益阳，2008.

[8]但新球.大通湖国家湿地公园总体规划[Z].长沙，2014.

[9]管新建，齐雪艳，吴泽宁，等.东居延海生态系统服务功能价值的能值分析[J].水土保持研究，2012(5)：253-256，261.

[10]孟范平，李睿倩.基于能值分析的滨海湿地生态系统服务价值定量化研究进展[J].长江流域资源与环境，2011(S1)：74-80.

[11]汤萃文，杨莎莎，刘丽娟，等.基于能值理论的东祁连山森林生态系统服务功能价值评价[J].生态学杂志，2012(2)：433-439.

[12]江波，欧阳志云，苗鸿，等.海河流域湿地生态系统服务功能价值评价[J].生态学报，2011(8)：2236-2244.

[13]周葆华，操璟璟，朱超平，等.安庆沿江湖泊湿地生态系统服务功能价值评估[J].地理研究，2011(12)：2296-2304.

[14]曹志红，许信旺，汪艳林.皖江地区湿地生态服务价值评估[J].中国农学通报，2008，24(8)：413-419.

[15]董金凯，贺锋，吴振斌.人工湿地生态系统服务价值评价研究[J].环境科学与技术，2009，32(5)：157-191.

[16]张运，张贵.洞庭湖湿地生态系统服务功能效益分析[J].中国农学通报，2012(8)：276-281.

[17]莫明浩，任宪友，王学雷，等.洪湖湿地生态系统服务功能价值及经济损益评估[J].武汉大学学报：理学版，2008(6)：725-731.

[18]Meillaud，Wood ward，Yong-Suhk Wui.The Economic Value of Wetland Services：a Meta-analysis[J].Ecological Economics，2001(37)：257-270.

Assessment of Wetland Ecosystem Services Value in Datong Lake Based on Emergy Analysis

ZOU Limei，SUN Qian

(GuizhouForestrySurveyandDesignCo.，Ltd，Guiyang550003，Guizhou，China)

The articles built a ecosystem service function evaluation system of lake wetland by Delphi，and using emergy analysis method to evaluate ecosystem services in Datong lake in 2007 and 2012，respectively.The results show that the total value of ecological service function of Datong Lake wetland in 2007 was 2.04×1021sej·a-1，with a total value of 1.87 billion yuan·a-1，energy value in 2012 is 1.78×1021sej·a-1， total monetary value is 1.63 billion yuan·a-1， the total annual value decreased 12.83%.The function value of each ecological service in 2007 was：Biodiversity Conservation Function>Conservation Water Function>Human Function>Protecting Environment Function>Carbon Fixation and Oxygen Release Function>Regulating Climate Function；2012：Biodiversity Function>Humanistic Function>Water conservation function>Environmental protection function>Carbon fixation and oxygen release function>Regulating climate function.The value of biodiversity conservation function in 2007 was 1.57 billion yuan·a-1， accounting for 84.0322% of the total value， and the value of 2012 was 1.29 billion yuan·a-1， accounting for 79.5292% of the total value.Although the total value decrease，but the function of biodiversity conservation is still the most important ecological service function of Datong Lake Wetland.

lakes wetlands；ecosystem services；emergy analysis；Datong lake

10.13428/j.cnki.fjlk.2016.04.023

2016-01-29；

2016-04-04

贵州省森林资源监测与评价科技创新人才团队(黔科合人才团队(2013)4007)；贵州省林业调查规划院森林生态监测评估院士工作站(黔科合院士站(2013)4004)

邹丽梅(1989—)，女，湖南邵阳人，贵州林业勘察设计有限公司助理工程师，硕士研究生，从事森林资源经营管理研究工作。E-mail：841472075@qq.com。

X171

A

1002-7351(2016)04-0104-07