基于固碳服务价值评价的洪湖湿地保护对策

周文昌 史玉虎 潘磊 庞宏东

（湖北省林业科学研究院，湖北 武汉 430075）

基于固碳服务价值评价的洪湖湿地保护对策

周文昌 史玉虎*潘磊 庞宏东

（湖北省林业科学研究院，湖北 武汉 430075）

湿地生态系统具有重要的固碳功能价值，在减缓全球气候变暖中发挥着重要作用。以洪湖湿地国家级自然保护区为研究对象，评估了洪湖湿地植被固碳和土壤碳储存价值，基于洪湖湿地景观类型固碳价值，提出洪湖湿地保护对策。结果表明：2010年洪湖湿地的固碳总价值25 878.72万元，其中植被固碳价值1 866.85万元，土壤固碳价值24 011.87万元。从景观类型看，洪泛平原湿地固碳价值最高，为10 262.15元/hm2，其后依次为永久淡水湖泊、湖滨带淡水沼泽和水生养殖塘，减少水生养殖塘的开发利用，及时拆除围网养殖是增加洪湖湿地碳汇功能的重要措施。

固碳能力；价值评估；保护对策；洪湖湿地

湿地是地球上水陆相互作用形成的独特生态系统，兼具水陆生态系统的属性（宋洪涛等,2011)。固碳是湿地生态系统参与陆地生态系统碳循环的一项重要服务功能（崔丽娟,2004;段晓男等, 2008;宋洪涛等,2011)。据研究，湿地土壤储存的碳占陆地生态系统土壤碳库的16%～33%（Gorham,1991;Maltby et al,993)，天然湿地通常被认为是一个重要的净碳吸收汇（Gorham,1991)，湿地固碳功能成为国内外研究的热点，特别在联合国气候变化大会上备受国际社会组织广泛关注，将湿地固碳和碳储存作为稳定气候变化的重要策略，为人类的生存提供保护和支持（MA, 2011; 庞丙亮等, 2014; 周文昌等, 2016a）。

湿地生态系统固碳价值包含植被固碳和土壤固碳价值两部分，过去评价湿地生态系统固碳价值多集中在植被固碳价值（崔丽娟, 2004; 江波等,2015; 周文昌等, 2016b），而鲜有关注土壤固碳价值（刘子刚, 2006; 刘晓辉等, 2008; 庞丙亮等,2014）。湿地生态系统大约超过95%的碳储存在土壤中，仅有少部分储存在植被中（Gorham, 1991;周文昌等, 2016a），因此，缺少对湿地土壤碳储存价值的评价，将不利于湿地管理者采取正确的湿地生态系统保护与恢复策略。林业碳汇项目（退耕还林、荒山造林）是当前森林发展的重要载体，对生态环境具有重要贡献，但在面临土地面积约束的条件下，研究者又提出了树种和造林模式的选择，以及加强森林管理也是增加林业碳汇的重要手段和途径（李鹏等,2013），研究表明仅占全球陆地面积小部分的湿地生态系统（9%）却贡献了多种服务功能价值，其中包含固碳价值（Zedler et al,2005），加强湿地生态系统的保护与恢复，并加以湿地固碳价值评价，有助于人们正确认识和管理湿地土壤价值。

洪湖湿地自然保护区是一个以保护洪湖水生和陆生生物及其生境共同组成的湿地生态系统，以及未受污染的淡水资源和物种多样性为主的国家级自然保护区。随着气候变化和人类活动的影响，洪湖湿地自然保护区景观格局发生巨大变化，淡水湖泊面积大量减少、湖滨带湿地遭受破坏，人工湿地增加，生态功能严重退化（肖飞等, 2003; 王茜等, 2006; 周文昌等,2016c），进而导致湿地生态系统固碳价值损失（刘子刚, 2006）。因此，加强并准确评估洪湖湿地自然保护区固碳能力及其服务价值，对不同景观类型服务价值加以描述，有助于湿地管理者实现可持续利用湿地资源，为湿地固碳服务价值提供决策参考。

1 研究区概况和研究方法

1.1 研究区概况

洪湖湿地国家级自然保护区(113°12′～ 113°26′E，29°49′～ 29°58′N) 地 处 湖北省中南部，长江中游北岸，2008年被列入湿地公约《国际重要湿地名录》。保护区面积43 450 hm2，湿地面积40 800 hm2，是以湖泊和湖滨沼泽为主的典型湖泊湿地类型，永久淡水湖泊面积30 700 hm2，永久淡水沼泽面积6 500 hm2，水生养殖塘2 300 hm2，河渠1 200 hm2，洪泛平原湿地100 hm2（Ramsar，2008），作为湖北省最大淡水湖泊，平均水深1.35 m（李昆等, 2015）。属于北亚热带湿润季风气候，年均气温15.9～16.6℃，年均降水量1 174 mm，4—10月降水量占全年的77%，年均蒸发量1 354 mm（王学雷等, 2002; 刘刚等, 2011; 李昆等, 2015）。洪湖湿地自然湿生植物主要种类为莎草科和禾本科植物（王学雷等,2002），挺水植物主要为菰Zizania latifolia、芦苇Phragmites australis和莲nuphar pumilum群落（王学雷等, 2002; 刘刚, 2011），浮叶植物为菱Trapa bispinosa、睡莲Nymphaea tetragona，沉水植物为微齿眼子菜Potamogeton maackianus、轮叶黑藻Hydrilla verticillata和金鱼藻Ceratophyllum demersum（王学雷等,2002; 刘毅等, 2015）。

1.2 研究方法

植物固碳量主要估算2010年沉水植物和挺水植物固碳量，洪湖湿地挺水植物主要以菰、芦苇和莲为主（王学雷等,2002;刘刚,2011），洪湖水生植物中沉水植物占绝对优势，分布面积占总面积的72.49%（刘波等, 2016）。因此，本文挺水植物主要估算菰和芦苇的固碳量，土壤固碳包含湖泊底泥、湖滨沼泽固碳。植物固碳量、土壤固碳参考刘刚等（2013）、付硕章（2012）、刘波等（2016）的研究结果（表1和表2）。

式中，V1为植物固碳价值（元）；W1为植物每年固碳量（t）；P为单位固碳的价格（元/t）。本文采用避免损失成本法来计算洪湖湿地的固碳价值，碳的价格取43美元/t（IPCC, 2007;庞丙亮等,2014），转化为2010年的价格为279.5元/t (2010年1美元约等于6.5元人民币)。

表1 洪湖湿地国家级自然保护区植物固碳量Table 1 Carbon sequestration from plant in Honghu lake wetland national nature reserve

表2 洪湖湿地国家级自然保护区土壤固碳量Table 2 Soil carbon sequestration in Honghu lake wetland national nature reserve

（2）土壤碳储存价值

每年的土壤碳储存价值采用年金现值法计算得到，计算公式如下：

式中，V2为土壤碳储存价值（元）；W2为土壤碳储存总量（t）；Va为土壤碳储存价值的年金现值（元），即每年的价值；i为社会贴现率（%）；t为年限（a）。这里的折现率为3.5%，年限为100 a（Wilson, 2012; 庞丙亮等, 2014）。

2 结果与分析

2.1 洪湖湿地的固碳量

2010年洪湖湿地国家级自然保护区每年湿地植被固碳量66 792.62 t（表1）。从景观类型看，湖滨带挺水植物固碳量最大，达49 341.98 t，占植物总固碳量的73.9%；其次沉水植物固碳量17 450 t，占26.1%。这里未计算水生养殖塘的植物固碳量，是因为水生养殖塘主要用途为养鱼，在经济利益的驱动下，水生养殖塘通常是投放饲料，水生植物稀少，现已不是过去以草养鱼的生态养殖型，这也是洪湖湿地退化加剧的重要原因。

2010年洪湖湿地国家级自然保护区湿地土壤碳储量2 375.88万t（表2），其中以湖泊底泥土壤有机碳储量最大，达1 995.5万t，占土壤总碳储量的84.0%；其次为滨岸带沼泽湿地土壤有机碳储量为247万t，占土壤总碳储量的10.4%；洪泛平原湿地碳储量占5.6%；水生养殖塘占总碳储量的0.06%。

2.2 洪湖湿地的固碳价值

2010年洪湖湿地的固碳总价值为25 878.72万元（表3），其中植物固碳价值1 866.85万元，占总价值的7.2%；土壤固碳价值2 4011.87万元，占总价值的92.8%，后者是前者的12.9倍。从景观类型看，永久淡水湖泊固碳价值最大，为20 655.28万元，占总价值的79.8%；水生养殖塘固碳价值最小，为13.95万元。从固碳组分来看，各类景观类型的土壤碳储存价值均大于植物固碳价值。从单位面积固碳价值来看，洪泛平原湿地固碳价值最大，为10 262.15万元/hm2，其次永久淡水湖泊和湖滨带较接近，分别为6 728.10和5 962.18万元/hm2，水生养殖塘固碳价值最小，为60.65万元/hm2。因此，从以上固碳总价值可以看出，保护和恢复永久淡水湖泊和湖滨带湿地是与洪湖湿地国家级自然保护区划定的核心区、缓冲区和实验区相吻合的，但从单位面积固碳价值看，洪泛平原湿地固碳价值最高，这说明保护洪泛平原湿地有助于增加洪湖湿地国家级自然保护区的固碳量，维持自然保护区的碳增汇潜力。

3 结论与讨论

本研究评估了洪湖湿地自然保护区的固碳价值，植物固碳价值为1 866.85万元，土壤固碳价值24 011.87万元，土壤固碳价值是植被固碳价值的12.9倍，表明了土壤固碳价值的重要性，并且指出洪湖湿地自然保护区是一个重要的碳汇和具有保护的重要性。在单位面积固碳价值中，洪泛平原湿地单位固碳价值最高，其后依次为淡水湖泊、湖滨带淡水沼泽和水生养殖塘，这可能是由于洪泛平原湿地包含复杂的湿地生态系统，分布着河流、沟渠、沼泽和一些小型湖泊，它不仅兼有重要的调蓄洪水功能，而且也是水禽的重要栖息地（Kingsford,2000)。洪湖湿地景观类型多样，生物多样性丰富，植物生长旺盛，生产力高，导致其单位面积固碳价值最高，表明在洪湖湿地自然保护区的保护与恢复过程中，湿地管理者不仅要保护洪湖永久淡水湖泊和滨岸带沼泽湿地，而且要加强保护面积较小的洪泛平原湿地，这是增加洪湖湿地碳汇功能的重要途径。

表3 洪湖湿地各类景观类型的固碳价值Table 3 Carbon sequestration value of Honghu lake wetland national nature reserve

洪湖湿地平均单位面积固碳价值6 342.82元/hm2，远低于刘晓辉等（2008）研究报道的三江平原沼泽湿地2005年的单位固碳价值（97 010.1元/hm2），也低于若尔盖高原沼泽湿地单位固碳价值（9 492.9元/hm2）（张晓云等, 2008; 庞丙亮等,2014），这是由于泥炭地碳贮量巨大，据研究报道全球北方泥炭地土壤碳储量占全球陆地土壤碳储量的33%（Gorham,1991），在全球碳循环过程中扮演着重要作用，而我国泥炭湿地主要分布在三江平原和若尔盖高原，因此碳汇功能价值较高。但与庞丙亮等（2014）研究报道的扎龙沼泽湿地单位面积固碳价值吻合（5 993.4元/hm2）。另外，由于水生养殖塘单位固碳价值最小，湿地管理者应树立合理利用湿地资源的理念，20世纪80年代后期，洪湖围网养鱼迅速发展，沼泽植物生长的水域大面积受到控制，挺水植物菰群丛被铰割利用（肖飞等,2003），2004年围网养殖面积超过2 000 hm2，占湖泊面积的58%（周文昌, 2016c）。因此，适度开发利用洪湖湿地资源，及时拆除核心区围网养殖，恢复水生植物，增加碳汇功能价值。

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Conservation Strategies for Honghu Lake Wetland Ecosystem based on Carbon Sequestration Service Valuation

ZHOU Wen-Chang SHI Yu-Hu*PAN Lei PANG Hong-Dong
（Hubei Academy of Forestry, Wuhan 430075, Hubei）

As an important carbon sequestration, wetland ecosystem plays an important role in slowing down global climate warming. To evaluate the carbon sequestration value both of the vegetation and soil, we selected the Honghu Lake Wetland National Nature Reserve. Meanwhile, based on the carbon sequestration value of dif f erent landscape types from Honghu lake wetland, we proposed a conservation strategy for the Honghu lake wetland. Results showed that the total value of carbon sequestration of Honghu Lake wetland was RMB 258.7872 million in 2010, of which RMB 18.6685 million for plant, and RMB 240.1187 million for soil. From the landscape types, the carbon sequestration value of f l oodplain wetland per unit area was the largest in all kinds of landscape types, being RMB 10 262.15 per hectare, followed by the permanent freshwater lake,permanent freshwater marshes, and aquiculture ponds. In addition, reducing the development and utilization of freshwater lakes for f i sh-farming by the aquiculture pond, dismantled aquatic-breeding could be an important measure to increase the carbon sink from Honghu Lake wetland.

Carbon sequestration; Valuation; Protection countermeasure; Honghu Lake

10.3969/j.issn.1673-3290.2017.04.02

2017-05-14

湖北洪湖湿地生态系统国家定位观测研究站运行补助（2017-LYPT-DW-059）；湖北省生态定位站网络体系建设（2017-LYKJ02)；湖北省GEF湿地项目“加强湖北省湿地保护体系，保护生物多样性”资助

周文昌（1983—），男，助理研究员，博士，主要研究湿地生态学和湿地评价。E-mail: zwclky@126.com

*通讯作者：史玉虎(1971—)，男，研究员，博士，主要研究湿地生态学和森林生态学。E-mail: shiyuhu@126.com