乌裕尔河流域受损湿地生态修复效果研——基于生态系统服务功能评价方法

李勇，李玉宝，韩勤，刘新宇，赵岭，仲启铖

(1.黑龙江省森林与环境科学研究院，黑龙江 齐齐哈尔 161005；2.黑龙江省林业厅，黑龙江 哈尔滨 150090；3.上海市园林科学规划研究院，上海 200232)

乌裕尔河流域受损湿地生态修复效果研
——基于生态系统服务功能评价方法

李勇1，李玉宝2，韩勤1，刘新宇1，赵岭1，仲启铖3

(1.黑龙江省森林与环境科学研究院，黑龙江 齐齐哈尔 161005；2.黑龙江省林业厅，黑龙江 哈尔滨 150090；3.上海市园林科学规划研究院，上海 200232)

以乌裕尔河滨河湿地退耕还湿示范区为研究对象，筛选供给、调节、文化和支持等四种服务功能及其相应评价指标，建立评价指标体系，分析了自然恢复模式下示范区退耕还湿前后的生态系统服务功能价值变化。结果表明，退耕还湿后，2015年乌裕尔河受损湿地生态系统功能最终修复价值为1.38亿元。该示范区退耕还湿后(14 026.5万元)生态系统服务功能价值远大于退耕还湿前(179.8万元)。可见，退耕还湿可以极大提高受损湿地的生态服务功能，对改善湿地生态环境具有极为重要的现实意义。

受损湿地；生态系统服务功能价值；修复效果；乌裕尔河

近年来，由于嫩江流域湿地自然环境的特殊性及人为活动的过度干扰，该流域湿地不仅面积逐渐减少，而且结构和功能遭受破坏，这必将造成其生态服务功能的严重下降。为扭转这一局面，政府采取了一系列退耕还湿手段，取得显著成效。但对嫩江流域退耕还湿效果的定量化评价还未开展工作。本文以乌裕尔河滨河湿地退耕还湿示范区为研究对象，利用生态服务功能评价方法，对自然恢复模式下，土地使用类型改变所引发的生态系统服务功能价值变化进行量化分析，以直观地反映湿地修复前后各项服务所创造价值的变化。这将有助于提高人们对东北地区河流湿地重要性的认识，从而推动黑龙江省河流湿地自然资产的评估与环境保护工作。

1 研究区域概况

乌裕尔河自然保护区地理坐标为124°10′—124°53′ E，47°29′—47°52′ N。该区地处松嫩平原西部大陆季风区，为典型内陆半干旱气候，径流主要补给方式为降水，多年平均年径流量6.18×108m3，年降水量为496.7 mm，年蒸发量为1 110～1 780 mm[1,2]。自然修复示范区：面积200 hm2，季节性积水，土壤类型以草甸土和沼泽土为主。恢复前，植被以莎草、禾草和农田杂草为主；恢复后，植被以小叶章和芦苇等群落为主。

2 研究方法

2.1 数据采集与处理

数据处理与统计分析在Excel 2003及SPSS12.0软件上进行。

乌裕尔河受损湿地生态系统功能最终修复价值计算公式：

式中，S为受损湿地生态系统功能最终修复价值，Ss为退耕还湿后价值，Sn为退耕还湿前价值。

2.2 退耕还湿前价值评价

示范区恢复前为农田，本研究生态系统退耕还湿前服务价值估算采用成果参照法[3]。东北农田生态系统单位面积的生态服务功能价值为8 991.1元·hm-2，进而计算出受损湿地恢复区域生态服务功能价值为1 798 220元。

2.3 退耕还湿后价值评价

2.3.1 退耕还湿后价值评价指标体系 根据Costanza等[4]对生态系统服务的划分原则及生态学和生态系统服务的原理，经过实地考察，并结合乌裕尔河受损湿地修复后特征，将湿地生态系统服务分为4种、共12项(表1)。

表1 乌裕尔河受损湿地退耕还湿后生态系统功能价值评价指标体系

2.3.2 退耕还湿后价值估算

(1)物质生产价值

修复区的物质生产主要包括芦苇和羊草，湿地的物质生产价值可以通过市场价值法来估算：

V=∑A×U×P

式中，V为作物产品生产价值(元)，A为生产作物的采集获取面积，U为生产作物的单产，P为生产作物的价格。芦苇和羊草的按50%采集获取面积来计算，2015年研究区芦苇单产和价格[5]分别为5 000 kg·hm-2和0.4元·kg-1，羊草的单产和价格分别为1 000 kg·hm-2和0.6元·kg-1。

(2)调蓄洪水

研究表明，沼泽土壤可调蓄洪水8 100 m3·hm-2[6]，则乌裕尔河受损湿地修复区的土壤调蓄洪水能力为1.62×106m3。应用替代成本法，水库按单位水体造价成本为11元·t-1。

(3)涵养水源

修复区的涵养水源量一般可通过对地表径流量计算获得，即采用替代成本法估算：

Vw=∑A×D×Pw

式中，Vw为涵养水源价值，A为修复区面积，D为储藏水深度，Pw为水库单位水体造价成本。修复区沼泽的多年平均蓄水深度为0.35 m[7]。

(4)补充地下水

应用影子价格法对修复区的补充地下水生态服务功能价值进行估算：

Vd=G×A×Pd

式中，Vd为补充地下水价值，G为地下水补给模数，A为修复区面积，Pd为水价。其中，地下水补给模数[8,9]为4.94×104m3·km-2·a-1，水价取2015年齐齐哈尔市居民用水水价2.20元·m-3。

(5)气候调节

乌裕尔河湿地保护区沼泽和水域多年蒸发平均深度为850 mm[10]。乌裕尔河湿地对该区域温度及湿度的调节主要集中于6—9月，全年蒸发量的80%主要集中于该期，计算得到乌裕尔河受损湿地修复区的年蒸发量为1.32×106m3，因该地区住户分散，故蒸发量利用率取50%。

(a)温度调节：相关研究指出[5]，水在100 ℃，1标准大气压下的汽化热2 260 kJ·kg-1，则湿地修复区蒸发吸收的总热量1.49×1012kJ。蒸发降低气温按照空调的制冷消耗进行计算，空调的能效比取3.0，2015年齐齐哈尔市的平均电价为0.51元·kW-1·h-1[11]。

(b)湿度调节：湿地水面蒸发增加空气湿度的价值假设使用32W加湿器消耗电能进行估算[1]，将1m3水转化为蒸汽耗电量约为125 kW·h[12]。

(6)固碳

修复区的固碳价值包括植物和土壤两部分价值。由于资料有限，这里只进行土壤碳储量价值量评价。

(a)物质量评价：修复区土壤碳储量估算公式如下：

M=∑A×C

式中，M为修复区土壤碳储量(t)；A为修复区的面积(km2)，C为土壤碳密度(t·km-2)。修复区沼泽土壤碳密度为126.53 t·hm-2。

(b)价值量评价：通过可避免成本法来计算土壤固碳价值，碳的价格取43美元·t-1，转化为2015年的价格为278.21元·t-1(2015年1美元约合6.47元人民币)。每年的土壤碳储存价值采用年金现值法得到：

式中，Va为土壤碳储存价值的年金现值(元)，即每年的价值；Vt为土壤固碳价值；i为社会贴现率(%)；t为年限(a)。这里折现率取3.5%，年限为100 a[13]。

(7)休闲娱乐

本研究生态系统娱乐休闲服务价值估算采用成果参照法。研究表明，我国湿地生态系统单位面积的美学景观功能价值为2 106.28元·hm-2·a-1[14]。

(8)科研教育

修复区的科研教育包括相关的科教文化等价值。参照陈仲新和张新时[7]对我国生态效益价值的估算，我国单位面积生态系统的平均科研价值为382元·hm-2·a-1，国外有学者[4]对湿地生态系统科研文化功能进行了评估研究，得出其平均值为861美元·hm-2·a-1，因此本研究取两者的平均值得到3 109.79元·hm-2·a-1，科研教育功能计算公式为：

Vr=∑3109.79×Si

式中，Vr为科研教育功能价值，Si为湿地面积。

(9)支持服务

本研究将湿地生态系统服务支持功能分为保持土壤和维持生物多样性两方面。据研究，我国湿地生态系统服务价值中保持土壤支持功能的价值为893.71元·hm-2·a-1。我国湿地生态系统单位面积的生物多样性维持价值为1 657.18元·hm-2·a-1[14]。

3 结果与讨论

2015年乌裕尔河受损湿地修复示范区修复后服务价值为14 026.5万元(表2)，其中，气候调节价值为11 258.9万元，占总价值的80.27%，最小的为物种生产服务价值为13万元，只占总价值的0.09%。由各生态系统服务类型来看，分别为供给功能价值13.0万元，占0.09%，调节功能价值13 858.1万元，占98.79%，文化功能价值104.3万元，占0.74%、支持功能价值51万元，占0.37%，即调节功能价值>文化功能价值>支持功能价值>供给功能价值。可见，修复区生态系统功能修复价值中，调节功能起到主导作用，即其生态环境效益凸显。

表2 乌裕尔河受损湿地生态系统功能修复前后价值

2015年乌裕尔河受损湿地生态系统功能最终修复价值为1.38亿元。可以看出退耕还湿后(14 026.5万元)远大于退耕还湿前(179.8万元)生态系统服务功能价值，退耕还湿极大地提升了生态系统的服务效益。在用于评价的9项指标中，气候调节、调蓄洪水和涵养水源占总比重98.46%，这说明乌裕尔河湿地在气候调节和调蓄洪水等间接生态效益方面价值巨大，远大于物质生产和休闲娱乐等带来的直接经济效益。在人们传统的意识中，湿地仅仅具有物质产品输送和景观观赏价值，往往忽视湿地的调节功能。根据上述估算可见，物质生产和休闲娱乐(仅占0.39%)占总比重极小。在过去，乌裕尔河湿地内人为开垦和过度放牧，对湿地的植被和土壤造成了严重的破坏，必将对其生态效益产生不良影响。因此在土地规划发展过程中只重视眼前经济利益，而忽视长远的生态利益，使湿地环境遭到破坏，不良后果一旦产生，必将影响其生态功能发挥。因此，在未来的湿地政策制定、实施和管理过程中，必须充分考虑湿地生态系统的脆弱性和承载力及湿地内各个生态系统服务功能，务求湿地的可持续发展。

4 展望

本研究采用成果参照法、可避免成本法、影子价格法等环境经济学方法对乌裕尔河受损湿地生态系统功能修复价值进行了评价，并假设乌裕尔河受损湿地的休闲娱乐价值和生物多样性维持服务价值都是发生在乌裕尔河自然保护区内，因此以其为研究对象对休闲娱乐价值和生物多样性维持服务进行评价，这可能会有一定的误差。同时在评价退耕还湿前生态服务功能价值、文化功能和支持功能时，本研究采用的是成果参照法，该法忽略了由于不同生境条件所造成的不同湿地之间的差异，评估结果存在一定的偏差。在对固碳服务进行评价时，只考虑了土壤碳储存，而未考虑湿地内不同植物固碳价值，实际上，湿地内植被固碳量也是湿地碳储量的重要组成部分，不能确定受损湿地内不同植被的碳储量，这里存在着一定的粗糙性。笔者将在今后的研究中，从评估方法、评估参数、评估指标体系等方面进行深入研究，以期更准确的量化服务价值。

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Effect of Ecosystem Restoration on Damaged Wetlands in Wuyuer River Basin--on the Method of Ecosystem Service Function Evaluation

Li Yong1, Li Yubao2,Han Qin1, Liu Xinyu1, Zhao Ling1, Zhong Qicheng3

(1.Academy of Forest and Environment of Heilongjiang Province, Qiqihar 161005, China;2.Forestry Dept. of Heilongjiang Province,Harbin 150090,China;3.Shanghai Academy of Landscape Architecture Planning, Shanghai 200232,China)

Based on the demonstration model of returning farmland and wetland in Wuyuer Riverside Wetland, the four service functions (supply,regulation, culture & support) and their corresponding evaluation were selected, and the evaluation index system was established. The analysis system of natural restoration mode was analyzed. Changes in the value of ecosystem services before and after wet. Result shows that the final restoration value of the damaged wetland ecosystem in Wuyuer River in 2015 is 138 million Yuan after returning farmland to wetland. The value of ecosystem services in the demonstration area is much higher than that before returning farmland to wetland (1,798,000 Yuan). It can be seen that returning farmland to wetland can greatly improve the ecological service function of damaged wetland, which is of great significance to improve wetland ecological environment.

damaged wetland; ecosystem-service-function value; restoration effect; Wuyuer River

1005-5215(2017)08-0042-03

2017-06-23

李勇(1984-)，男，黑龙江齐齐哈尔人，硕士，工程师，现从事湿地保护与修复研究.

Q149

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.07.013