安徽漳河河流生态系统服务价值评估

2017-07-25杨文斌查雪琴高顺峰孙祥

湿地科学与管理 2017年2期

关键词：南陵县漳河河流

杨文斌查雪琴高顺峰孙祥

（安徽师范大学环境工程与科学学院，安徽芜湖 241000）

安徽漳河河流生态系统服务价值评估

杨文斌查雪琴高顺峰孙祥

（安徽师范大学环境工程与科学学院，安徽芜湖 241000）

运用机会成本法、替代工程法、比例折算法等方法计算漳河生态系统的服务价值，包括水供给、休闲娱乐、水力发电、水产品的直接使用价值和储水、调蓄洪水、水质净化的间接使用价值。结果表明：2015年漳河南陵段生态服务价值中，直接生态服务价值为8.067亿元，间接生态服务价值约为12.491亿元。漳河生态系统价值评估中，储水价值最大，其次是调蓄洪水价值、水产品价值，说明漳河河流生态系统在调节洪水、减少和防御洪涝灾害、保护社会和经济发展等方面具有极其重要的作用。

漳河；生态系统服务；评价

河流在整个生态系统中占有重要地位，将生态与经济相结合对河流生态服务价值进行评估，既可以全面的认识河流，也可以为相关部门的管理者和决策者提供一些合理的参考。河流生态服务价值的评估也是当前的研究热点（郝弟等, 2012; 王欢等，2006）。目前，国内外学者已将相关理论在一些河流管理中进行了尝试（甘芳等, 2010; 接玉梅等, 2012; 赵良斗等, 2015）。漳河发源自安徽南陵县南部，纵贯南陵县境，下游为南陵县与繁昌县的界河，漳河是南陵县的主要河流，受工农业以及畜禽养殖废水的影响，水质日益下降，特别是城关段的水质，严重影响了南陵县城市景观，对周边居民生活及相关生产活动都会产生影响，对漳河生态服务价值的评估可以科学合理地评价人类活动对河流产生的影响，使河流更好地为人们服务，创造经济效益。本文在总结和借鉴国内外学者研究的基础上，对漳河生态服务价值进行评价，以期为当地管理部门对河流生态系统的管理和评估提供一些参考。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

漳河位于长江中下游南岸的芜湖市境内，与水阳江、青弋江一并称谓“三江”，是安徽省长江南岸的最大支流，漳河流域总面积为1 359 km2，河道全长约119 km，南陵县境内河长约为80 km，自南陵县城以下开始设有堤防，沿河两岸均为水网圩区，涉及南陵、繁昌和三山区等县（区）。据1956—2000年水资源调查评价成果，区域内多年平均地表水资源量为9.95亿m3，浅层地下水资源量为1.73亿m3。漳河流域上游位于暴雨中心地带，汛期暴雨强度大，持续时间长，洪水峰高量大，易发生洪涝灾害。

1.2 数据来源

利用南陵县2015年统计资料和相关地方部门(农业局、水利局、旅游局、水文站和环保局等)的调查统计资料，对研究河段2015年的河流服务功能进行评价。

2 河流生态系统服务功能划分

生态服务的研究始于上世纪70年代，1977年Westman首先提出了“自然服务功能”的概念和一些价值评估的问题，Costanza等（1997）在此领域展开了研究，将生态系统服务功能与经济学相结合并取得了一些进展。在20世纪90年代末，国外有关生态系统服务价值的概念和评估方法被引入国内（谷国锋等, 2010）。国内外学者在Costanza等（1997）研究的基础上对水生态的功能进行了评估（赵同谦等, 2003; 肖建红等, 2008）。1999年欧阳志云等第一次采用了生态系统服务的概念，并对我国6种陆地生态服务价值做出了初步评估，结果得出我国每年的陆地生态系统服务价值为148万亿元人民币。赵同谦等（2003）对我国地表水生态系统的服务价值进行了初步的评价，结果得出2000年我国陆地地表水生态系统的总价值为9 810亿元。本文将参考国内外水生态系统服务价值的评估方法及分类方法，将河流生态系统服务价值分为直接服务价值和间接服务价值。

3 生态系统服务功能价值评估

根据漳河南陵县河段的特点，对水供给、休闲娱乐、水力发电、水产品、贮水、调蓄洪水、水质净化、河流输沙、生物多样性维持等功能进行评估。

3.1 直接使用价值

3.1.1 水供给功能南陵县生活用水以及工农业用水均取自漳河，幸福闸建好后漳河还是南陵县以及芜湖市的备用水源地。

南陵县城以上段漳河来水面积不大，在枯水期漳河水位较低，甚至干涸。上游幸福闸的修建及拦蓄，可能会导致下游在枯水期水位可能进一步降低，不利于南陵县城关段漳河生态建设。实施一、二级蓄水方案后，一级景观闸按正常水位9.0 m蓄水，则南陵县城市内部水系在漳河水位不高的情况下可与城区段漳河河道（二级蓄水建筑物以下）、后港河河道直接相沟通。根据南陵县县城水系及地形条件，二级建筑物按正常蓄水位11.2 m，可以通过两级蓄水建筑物间的水位差引漳河活水入主城区的活水方案，改善内部排水水系的水质，为漳河城区段景观工程提供生态蓄水。漳河水供给功能的评价利用市场价值法，计算公式为：

式中：V1为水供给价值(元)；Q1i为第i种用途的用水量(m3)；P1i为第i种用途水的价格(元/ m3)。根据安徽省物价局水费价格，芜湖市居民生活用水为2.05元/ m3，工业用水为2.33元/m3，行政用水为2.33元/m3，南陵县取芜湖市用水价格。根据《安徽省物价局省水利厅关于农业水价综合改革试点项目区农业水价》皖价控〔2015〕60号的批复，试点区农业用水基本水价为：粮食作物0.075元/ m3、经济作物0.09元/m3、养殖业0.10元/m3。本研究农业用水价格为0.09元/m3，生态补水价格取农业用水价格。《 2015年芜湖市水资源公报》中统计的南陵县用水量：农业用水3.363亿m3，工业用水0.465亿m3，生活用水0.165亿m3，城镇公共用水0.08亿m3，生态与环境补水0.018亿 m3。由此计算可得，水供给功能价值为1.896亿元。

3.1.2 休闲娱乐功能价值

3.1.2.1 旅游价值旅游价值常用的方法有费用支出法和市场价值法（王欢等, 2006; 赵良斗等, 2015），由于资料收集的局限性，本文采用比例折算法（李景保等, 2007; 赵景柱, 2013）。

从《2015年南陵县国民经济和社会发展统计公报》中可知，全县共接待游客305.6万人次，实现旅游总收入30亿元。以国家旅游局《国内旅游抽查报告》分析得出，在众多旅游资源中，自然风光所占比例为24.6%，假定漳河水生态在自然观光的吸引力为30%，则漳河2015年漳河带来的旅游价值为2.214亿元。

3.1.2.2 景观价值评估漳河蓄水闸工程主要是为南陵县城关段提供生态蓄水，打造滨河城市景观带。漳河景观带工程是以漳河为轴线建立的城市滨河景观带，位于南陵县城中部，南至峨岭路，北至李家发路，项目总用地面积437.86 hm2。该项目是集生态景观、文化展示、商务休闲、运动休闲、旅游休闲为一体的现代城市风貌景观带，南陵县城区段漳河景观规划图见图1。

图1 南陵县城区段漳河景观规划图Fig. 1 Landscape planning of Zhanghe river in Nanling county

以河流为轴线打造的城市景观带不仅能够提高居民的生活环境质量，而且能拉动城市旅游业，城市景观带的价值评估主要从固碳制氧气价值以及带动的相关景区价值来评估。

（1）固碳、制氧价值。固碳、制氧价值的估算采用造林成本法估算，首先确定漳河景观带每年的固碳制氧量，再与造林成本相乘，得出每年的固碳制氧价值。根据日本林业厅给出的每公顷树木年净吸收CO216 t，折合纯碳为4.37 t，放出氧气12 t（王恩等, 2011）。固碳价值计算公式为：

式中：V2为固碳价值（万元）；S1为景观带绿地面积；P1为平均每年的造林成本(C)，元/t。

制氧价值计算公式为：

式中：V3为制氧价值（万元）；S1为景观带绿地面积；P2为平均每年的造林成本(O2)，单位为元/t。

我国造林成本为273.3元/t，折合成纯碳为1 002.1元/t，制氧成本按照全国平均水平为369.7元/t（毛德华等, 2003），漳河景观带绿地面积为175.14 hm2，计算出漳河景观带每年的固碳价值为76.69万元，制氧价值为77.70万元

（2）景区效益价值。漳河景观带位于南陵县城关段，建成后会吸引周边游客，从而促进客流量，预计年客流量为20万，每人的出行费用为100元，则估计漳河景观带来的隐形效益为2 000万/a。

通过计算以上旅游价值和景观价值，得出研究区休闲娱乐价值为2.43亿元。

3.1.3 水力发电价值南陵县有葛林水电站和柏山渠水电站，发电量为0.1亿KWh，漳河冬季断流，工作时间为200 d，年发电量为0.48亿度电，发电价值用市场价值法计算：

式中：V4表示水力发电的价值，Yi表示i水电站年发电量，Wj表示单位电价，单位电价按照0.5元/kwh计，则漳河年产生的水力发电价值为0.24亿元。

3.1.4 水产品价值河流生态系统中的植物和动物为人类生活提供了物质保障，漳河流域贝类、虾类和蟹类产量极少，水生生物也很少作为经济作物，所以在这里水产价值仅对鱼类计算，采用市场价值法计算：

式中：V5表示水产的价值，Pi表示第i种水产品的产量，Sj表示第j种水产品的单位市场价格，单位价格按照当地价格约为10元/kg，2015年南陵县国民经济和社会发展统计公报年水产品产量35 012 t，则2015年水产价值为3.501亿元。

3.2 间接使用价值

3.2.1 贮水功能价值河流除了为人类提供生产生活用水以外，还可存贮水源并起到调节和补充周围湿地径流及地下水水量的作用（范芳玉等, 2011）。河流可以减少水库等贮水工程和引水工程的建设。贮水功能价值的计算用替代工程法计算，公式为：

式中：V6为贮水价值，Q6为河段潜在的贮水量，P6为这种潜在水量的获得成本（单位蓄水量的库容成本）。由芜湖市2015年水资源公报可知，2015年漳河的地表水资源量为9.97亿m3，地下水资源量为1.74亿m3，地表水与地下水不重复计算量为0.12亿m3，水资源总量为10.09亿m3，单位贮水价值取每建设单位库容投入成本0.67元（欧阳志云等, 1999）。所以，漳河的贮水功能价值为6.760 3亿元。

3.2.2 调蓄洪水功能价值调蓄洪水功能主要包括两个方面：一方面是指河流和湿地的渗透、蓄水能力大，由于湿地植物对降水的吸收和渗透，延长了降水进入河流的时间，植物的吸收减少了洪水径流量，从而达到削减洪峰的目的。另一方面是指在河流上兴建的水利工程可以起到调节洪水、减少灾害的作用。运用机会成本法计算河流调蓄洪水功能的经济价值（接玉梅等, 2012），计算公式如下：

式中：V7为调蓄洪水功能的价值，S7为可避免的经济损失。根据《南陵县志》，1999年6月上旬至7月中旬，“三江”流域发生了一场超标准的全流域性洪水，同时，由于遭遇长江干流的高水位，洪水外排困难，流域内形成了严重的洪涝灾害。据统计，全县受灾人口28.5万人，倒塌房屋4 850间，近9万m2，农作物受灾面积达3.03 万hm2，成灾面积2.38万hm2，其中绝收面积1.61万hm2，经济损失高达5.47亿元。漳河蓄水闸可预防此类超标准洪水，减少经济损失，所以此处调蓄洪水功能价值取5亿元。

3.2.3 水质净化河流可以通过一系列的物理和化学作用净化进入河道的污染物，起到净化水质的作用，河流的水环境容量还可节省部分污水处理费用，《漳河上游一级蓄水闸以上650 km2流域面积内污染物控制规划》中漳河一级蓄水闸以上河段的水环境容量COD为5 029.55 t、NH3-N为259.4 t。此段的河流长度为漳河的1/2，但上游河段流量小，年径流量为漳河的1/3，其中流量对水环境容量的影响很大（仝伟等, 2006），所以按照流量对环境容量的影响，漳河水环境容量约COD为15 088.65 t、NH3-N为778.2 t。按COD的处理成本为3.5元/ kg，生活污水中氨氮处理成本为1.5元/kg进行估算（张振明等, 2011），漳河净化COD价值量为0.528亿元，漳河净化氨氮价值量为0.011 4亿元，总价值为0.539 4亿元。

3.2.4 河流输沙价值河流输沙价值是指河流通过冲刷河床淤泥、疏通河道而产生的间接生态服务价值，采用市场价值法计算，计算公式为：

式中：V8表示河流输沙价值，U表示河流年均输沙量，L表示人工清淤费用，由于漳河资料较为缺乏，可采用临近的河流类比河流年均输沙量（水利百科全书编委会, 2006），青弋江流域面积为4 340 km2，年均输沙量约为75万t，漳河流域面积1 340 km2，类比得出漳河年均输沙量为25万t，人工清理河道费用为4.7元/t（南方）（赵良斗等,2015），计算得出漳河输沙价值为117.5万元。

3.2.5 生物多样性维持价值湿地在生物多样性保护方面占有重要地位，为各种珍贵的野生动物提供栖息场所。根据Costanza等（1997）的研究成果，每公顷湿地或泛滥平原提供的生物多样性服务价值为439美元，最新湿地调查统计数据显示，南陵县湿地总面积达5 975.05 hm2，主要有河流湿地、湖泊湿地、人工湿地和沼泽湿地4种类型，计算得出漳河提供的生物多样性维持功能为1 809.9万元/a。

4 结论

研究结果表明，2015年漳河南陵段生态服务价值中，直接生态服务价值为8.067亿元，间接生态服务价值约为12.491亿元，总服务价值为20.558亿元，南陵县全年实现地区生产总值157.22亿元，漳河生态服务价值占地区生产总值的12.7%，在对漳河生态价值的评估中，储水值最大，其次是调蓄洪水价值、水产品价值，说明漳河河流生态系统在调节洪水、减少和防御洪涝灾害、保护社会和经济发展等方面具有极其重要的作用。表1列出了漳河河流生态系统服务功能类型及价值。

表1 漳河河流生态系统价值Table 1 Zhanghe River Ecosystem Value

河流生态服务价值评估是为了预测河流生态系统发生某种改变时，河流为人类提供的某种功能的变化，为更合理地利用河流提供科学依据（王伟等, 2005）。由于数据的不可获得性及方法不成熟等原因，对于气候调节等功能未作评估，所以漳河间接生态服务价值偏小。漳河生态服务价值也不是一成不变的，一方面受气候的影响，更多的是受人类活动的影响。

气候对河流的影响主要通过对降水和地表径流实现，以前学者们重点研究气候对水量的影响，近年来学者们研究的关注点转向气候对水质的潜在影响上，极端天气如暴雨或干旱都会影响水质，丘陵山地暴雨冲刷地表强度加大，沿岸泥沙和污染物进入河道，使河流水质变差；极端干旱天气，河流流量变小，河流中的污染物得不到稀释，污染物浓度变高，使水质变差。气候与人类活动对生态系统的影响并不是独立的，通常人类活动也会对气候产生影响。

人类活动对河流生态服务价值的影响主要体现在土地利用的变化、经济的发展、人口变化等方面。土地利用的变化会对地表径流产生影响，例如草地、林地的开发利用会对非点源污染的入河水量产生影响，另外河流两岸泛洪区湿地的开发利用会导致生物多样性减少、湿地景观减少、调洪能力减弱，从而降低河流的生态系统服务价值；经济的快速发展和人口的增加，用水量增加，一方面会导致水资源短缺，另一方面也会增加污染物的排放量；人口增加也会使土地的利用方式发生变化，导致湿地面积减少，生态系统发生变化。

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Valuation of Ecosystem Services of Zhanghe River in Anhui

YANG Wen-Bin ZHA Xue-Qin GAO Shun-Feng SUN Xiang
（College of Environmental Engineering and Science, Anhui Normal University, Wuhu 241000, Anhui）

This paper uses the opportunity cost method, the alternative engineering method, the proportional discount method and other methods to calculate the value of Zhanghe ecosystem services, including the values of direct use of water supply, leisure and entertainment, hydroelectric power and indirect values of water reserve and flood regulation of Zhanghe river and water purification. The results show that the direct value of ecosystem services is 0.7967 billion Yuan and the indirect value of ecosystem services is about 1.194 billion Yuan. In the assessment of the ecosystem services of Zhanghe River, the value of water reserve is the largest, followed by the value of flood regulation, the value of aquatic products. This shows that the Zhanghe river ecosystem has a very important role in regulating floods, reducing and preventing floods, protecting social and economic development.

Zhanghe river; Ecosystem services ; Valuation