陕西黄河湿地省级自然保护区湿地生态系统服务价值研究

何 冰，王保星

(1.陕西黄河省级湿地自然保护区管理处，陕西 渭南 714000；2.陕西省河流湿地生态与环境重点实验室，陕西 渭南 714099)

湿地是珍贵的自然资源，具有多种功能和价值，被誉为“地球之肾”、“淡水之源”、“物种基因库”和气候变化的“调节器”。陕西黄河湿地是我国黄河中游地区面积最大的湿地之一，也是陕西省面积最大的河流湿地。陕西黄河湿地省级自然保护区是我国内陆候鸟迁徙通道上的重要驿站，是我国中西部国际保护候鸟的主要栖息地之一。保护区内有野生鸟类148种，占全省鸟类总数的40.21%，是陕西省鸟类分布最集中、数量最多的地区，有国家Ⅰ级保护动物黑鹳、东方白鹳、丹顶鹤、大鸨、白肩雕和金雕等6种。在此开展湿地生态系统服务价值研究，具有一定的典型性和示范性。

1 研究区概况

1.1 地理位置

陕西黄河湿地省级自然保护区位于关中盆地东端。保护区东界晋陕峡谷中为陕西省和山西省省界，禹门口以南为黄河治导控制线中部的陕西省和山西省省界；北界为韩城与宜川界；南界沿渭河中心线；西界北段大致以黄河老岸为界，南段以第二道防洪堤为界，在韩城芝川澽河口区域，西界为南北老崖连线的黄河老河道为界。包括韩城、合阳、大荔和潼关的黄河河道、河漫滩、泛洪平原和黄河、渭河、洛河的交汇地区。保护区地理坐标为北纬34°36′25″～35°51′59″，东经110°08′13″～110°36′45″，总面积45 986.00hm2。

1.2 自然条件

陕西黄河湿地省级自然保护区位于鄂尔多斯台向斜南部的渭河断陷盆地东部，渭河断陷盆地与汾河断陷盆地的相接处，保护区内全部为河流的河床、沙洲、河心滩、河漫滩和泛洪平原。保护区属暖温带半湿润季风气候，四季分明，年平均气温为13.5 ℃，极端最高气温42.8 ℃，极端最低气温-16.5 ℃，≥10 ℃年积温为4 436.7 ℃，无霜期210 d，年降水量为529～574 mm。保护区流经或注入的河流主要有黄河、渭河、洛河，年平均径流量为2 630亿m3，泥沙总量年均达163.40亿t，河水属中矿化度水河流，水质为Ⅳ类。保护区土壤主要有盐土、新积土和沼泽土。

1.3 野生动植物资源

1.3.1 植物资源 陕西黄河湿地省级自然保护区有种子植物75科241属361种。其中栽培植物17种，野生植物344种，保护区植物区系既和其它地区有着广泛的联系，又具有自身独特的区系成分。保护区有1种国家Ⅱ级保护植物，即豆科大豆属野大豆(Glycinesoja)；3种省级保护植物，分别为兰科绶草属绶草(Spiranthessinensis)、柽柳科柽柳属多枝柽柳(Tamarixramosissima)、小二仙草科狐尾藻属穗状狐尾藻(Myriophyllumspicatum)；保护区自然植被有5个植被型，为森林沼泽、灌丛沼泽、草丛沼泽、浅水湿地植物群落以及盐沼。

1.3.2 野生动物 保护区有野生动物222种，其中两栖爬行类4目8科14种，鸟类16目45科148种，哺乳类5目10科22种，鱼类5目9科38种。保护区有国家I级重点保护鸟类6种，包括东方白鹳(Ciconiaboyciana)、黑鹳(Ciconianigra)、丹顶鹤(Grusjaponensis)、大鸨(Otistarda)、金雕(Aquilachryseatos)和白肩雕(Aquilaheliaca)；国家II级重点保护鸟类18种，有大天鹅(Cygnuscygnus)、鸳鸯(Aixgalericulata)、白琵鹭(Platalealeucorodia)、灰鹤(Grusgrus)以及隼形目、鸮形目的部分种类；省级重点保护的12种，其中鹭科(Ardeidae)3种，鸭科(Anatidae)9种，彩鹬科(Rostratulidae)1种。保护区内鱼类资源相对丰富，区系组成较为复杂，主要野生经济鱼类多达20余种。

1.4 湿地资源

陕西黄河湿地自然保护区内湿地分为河流湿地、沼泽湿地和人工湿地3个湿地类和6个湿地型，湿地面积34 387.11 hm2，占保护区面积的74.78%。

1.4.1河流湿地 河流湿地分为为永久性河流和洪泛平原湿地，其中永久性河流湿地面积10 633.47 hm2，洪泛平原湿地11 195.78 hm2，分别占湿地面积的30.92%和32.56%。永久性河流湿地主要为保护区范围内常年有河水径流的黄河干流，洪泛平原湿地主要为黄河干、支流两岸滩涂以及河心洲等。

1.4.2沼泽湿地 沼泽湿地分为为森林沼泽和草本沼泽湿地，其中森林沼泽湿地面积556.38 hm2，草本沼泽湿地面积776.65 hm2，分别占湿地面积的1.62%和2.26%。沼泽湿地主要分布于河流两岸。

1.4.3人工湿地 人工湿地主要为以水产养殖为主要目的鱼塘和以生产莲藕的库塘，其中鱼塘面积7 516.88 hm2，库塘面积3 707.95 hm2，分别占湿地面积的21.86%和10.78%。

2 评价方法

2.1 理论依据

陕西黄河湿地省级自然保护区湿地生态系统服务价值研究的主要理论依据是《湿地生态系统服务评估规范》(LY/T 2899-2017)[1]，以及中国科学院遥感与数字地球研究所《湿地生态系统评价指标体系》《湿地生态系统服务价值评估技术规程》[3]《湿地生态系统服务价值评估技术手册》等。

2.2 指标体系

根据黄河湿地省级自然保护区湿地资源空间分布特点以及野生动植物资源状况，按照科学性、协调性、实用性、可行性、系统性原则，从供给服务、调节服务、文化服务、支持服务等4个方面，构建保护区湿地生态系统服务功能价值评价指标体系。

2.3 计算方法

2.3.1 供给服务 供给服务中的食物生产、水资源供给属于直接使用价值，采用市场价格法计算。

水资源供给价值计算，V13=M×d,V13为供给水的价值，M为供水量(m3),d为综合水价(元·m-3)。

2.3.2 调节服务 防洪蓄水、补充地下水、气候调节、固碳释氧均属于间接使用价值，洪蓄水、补充地下水价值采用影子工程法计算，气候调节价值采用成果参照法计算，固碳释氧价值采用碳税法和制造成本法计算。

地表水调蓄价值计算，V221=Y221×P221，V221为地表水调蓄价值；Y221为评估区域地表水资源总量(m3)；P221为单位调蓄价格(元/m3)。

洪水调蓄价值计算，V223=Y223×P223，V223为洪水调蓄价值；Y223为评估区域洪水调蓄能力(m3)；P223为单位水库库容造价。

地下水调蓄价值计算，V2221=Y2221×P2221，V2221为地下水调蓄价值；Y2221为评估区域地下水资源总量(m3)；P2221为单位调蓄价格(元/m3)。

地下水补给价值计算,V2222=Y2222×P2222，V2222为地下水补给价值；Y2222为评估区域地下水资源总量(m3)；P2222为单位补给机会成本(元/m3)。

气候调节价值计算，V214=(V2141×P214)/(3.6×106×α)+βY2142×P214，V214为气候调节价值；α为空调效能比；β为1 m3水蒸发耗电量；Y2141为河流、湖泊、库塘蒸发所吸收的热量(J)；Y2142为河流、湖泊、库塘水面蒸发的水量(m3)；P214为电价(元/kW·h)。

2.3.3 环境教育 文化服务中科研、教育和身心健康属于直接使用价值，采用成果参照法计算[5]。

根据全国湿地环境教育价值平均值(382元· hm-2)及本湿地湿地面积与环境教育价值区位调节系数(0.8)计算，公式为：

环境教育价值V32=A32×P32×R32，V32为环境教育价值；A32为评估区域湿地面积(hm2)；P32为湿地环境教育平均价值(元·hm-2)；R32为湿地环境教育价值区位调节系数。

2.3.4 支持服务 支持服务中维护生物多样性属于选择价值，采用费用支出法计算，生存栖息地属于存在价值，采用成果参照法和费用支出法计算[3]。

维护生物多样性价值计算，V41=A41×P41，V41为生物多样性保护价值；A41为评估区域湿地面积(hm2)；P41为评估区域单位面积生物多样性保护价值(元· hm-2)。依据物种多度、物种相对丰度、物种稀有性、物种地区分布、生境类型、人类威胁等指标，计算得出本保护区生物多样性指数为6.5，单位面积价值为20 000R元· hm-2·a-1，R为物价指数。

河流、湖泊、沼泽等湿地生存栖息地价值计算，V421=A421×Y421×P421，V421为河流、湖泊生存栖息地价值；A421为评估区域河流、湖泊面积(hm2)；Y421为水质等级价值调节系数；P421为河流、湖泊生存栖息地单位价值。

3 黄河湿地自然保护区生态系统服务价值

3.1 供给服务价值

3.1.1 水产品生产价值 黄河湿地保护区湿地类型多样，其中洪泛平原湿地和沼泽湿地中生长着不同类型的沉水植物、挺水植物、沼泽植物等，人工湿地中有大面积的鱼塘和藕田，每年可生产大量的鱼、虾、蟹、莲藕等水产品。经计算保护区食物生产价值为586 274.2×103元·a-1，其中莲藕和鱼、虾、蟹分别占71.2%和81.8%(表1)，动物性水产品生产具有较大提升空间。

表1 陕西黄河湿地自然保护区服务功能价值

3.1.2 水资源供给 渭南市大型水利工程每年从保护区范围内黄河取水2.2亿m3，主要用于农田灌溉和生态补水等，依照综合水价0.361元·m-3，经计算自然保护区水资源供给价值为79 420.0×103元·a-1(表1)。

3.1.3 供给服务合计价值 黄河湿地保护区供给服务价值合计665 694.2×103元·a-1(表1)，其中水产品生产价值占88.1%，水资源供给占11.9%。

3.2 调节服务价值

3.2.1 水调节价值 保护区湿地水调节主要包括地表防洪蓄水和补充地下水。

(1)防洪蓄水价值

地表水来源主要是黄河上游来水、周边区域地表径流等，保护区河流、沼泽和人工湿地等能够起到防洪蓄水的作用，主要包括地表水调蓄和洪水调蓄。黄河湿地保护区防洪蓄水价值为2 781 568.8×103元·a-1(地表水调蓄30 811.4×103元·a-1、占1.1%，洪水调蓄275 0757.4×103元·a-1、占98.9%)

(2)补充地下水

保护区地下水资源调蓄和补给主要通过湿地水下渗，主要以河漫滩、沼泽、永久性河流以及人工湿地等进行补给。经计算黄河湿地保护区补给地下水价值为52 799.5×103元·a-1。

(3)水调节价值合计

黄河湿地保护区水调节价值为2 834 368.3×103元·a-1，其中防洪蓄水价值占98.1%(2 781 568.8×103元·a-1)、补充地下水占1.9%(52 799.5×103元·a-1)。

3.2.2 气候调节价值 保护区湿地水体通过蒸发能够产生大量水蒸气，一方面增加了区域空气湿度，另一方面也降低了环境温度，具有明显的气候调节功能。保护区年平均蒸发量1 192 mm，湿地水面面积21 858.30 hm2。经计算自然保护区湿地气候调节价值为2 032 136.3×103元·a-1，其中蒸发水量价值759 940.1×103元·a-1，占37.4%，吸收热量价值1 272 196.2×103元·a-1，占62.6%。

3.2.3 固碳释氧价值 自然保护区湿地生态系统中绿色植物具有吸收CO2、释放O2的功能，保护区湿地植被面积12 528.81 hm2。经计算自然保护区湿地固碳释氧价值796 703.6×103元·a-1，其中吸收CO2价值562 752.7×103元·a-1、占70.6%，释放O2价值233 950.9×103元·a-1、占29.4%。

3.2.4 调节价值合计 黄河湿地保护区调节价值合计5 663 208.2，其中水调节价值占50.0%(2 834 368.3×103元·a-1)、气候调节价值35.9%(2 032 136.3×103元·a-1)、固碳释氧价值14.16%(796 703.6×103元·a-1)。

3.3 文化服务价值

本保护区河流、沼泽、库塘等湿地生态环境，形成了结构和功能多样化的动植物群落，是较为理想的科研、监测、科普等环境教育基地。经计算自然保护区湿地环境教育价值为10 508.7×103元·a-1(表1)。

3.4 支持服务价值

黄河湿地保护区支持服务功能价值包括维护生物多样性的价值和生存栖息地价值。

3.4.1 维护生物多样性的价值 保护区特殊的地理区位和生态环境，丰富的湿地资源，为湿地野生动植物生存栖息提供了良好的环境。依据物种多度、物种相对丰度、物种稀有性、物种地区分布、生境类型、人类威胁等指标计算保护区生物多样性指数为6.5，单位面积价值为20 000R元· hm-2·a-1，R为物价指数，经计算自然保护区维护生物多样性价值为698 058.3×103元·a-1(表1)。

3.4.2 生存栖息地价值 包括河流与胡泊生存栖息地价值及沼泽生存栖息地价值。

(1)河流与胡泊生存栖息地价值

保护区河流、库塘面积21 858.3 hm2，水质Ⅳ类，水质等级价值调节系数为1.0，生存栖息地单位价值取304×6.686 1元· hm-2·a-1。经计算，黄河湿地保护区河流与胡泊生存栖息地价值44 428.6×103元·a-1。

(2)沼泽生存栖息地价值

保护区泛洪平原湿地、沼泽湿地面积12 528.81 hm2，生境类型3个，植被覆盖度>50%，沼泽湿地生境多样性价值调节系数为1.0，生存栖息地单位面积价值为304×6.6861元· hm-2·a-1。经计算自然保护区生存栖息地价值为69 894.3×103元·a-1(表1)。

(3)湿地生存栖息地价值

经计算，黄河湿地保护区湿地生存栖息地价值为69 894.3×103元·a-1，其中河流、湖泊生存栖息地价值占63.6%，沼泽生存栖息地价值占36.4%。

3.4.3 支持服务价值合计 经计算，黄河湿地保护区支持服务功能价值合计为767 952.6×103元·a-1，其中维护生物多样性的价值占90.9%(698 058.3×103元·a-1)、生存栖息地价值占9.1%(69 894.3×103元·a-1)。

3.5 黄河湿地保护区服务功能总价值

经计算，陕西黄河湿地省级自然保护区湿地生态系统服务总价值为7 201 942.0×103元·a-1，单位面积湿地提供的价值平均为209.4×103元· hm-2·a-1。湿地生态系统服务总价值中供给服务、调节服务、文化服务、支持服务占比依次为9.2%、78.6%、1.5%、10.7%，调节服务占比最大；产品类型中水调节(防洪蓄水)、气候调节(吸收热量)占比最大，食物生产、固碳释氧、维护生物多样性占比也较高，水资源供给、补充地下水、环境教育、生存栖息地等占比较小。

4 结论与讨论

(1)陕西黄河湿地省级自然保护区湿地生态系统服务总价值为7 201 942.0×103元·a-1，其中防洪蓄水与补充地下水占比最高(39.3%)，蒸发水量与吸收热量占比次之(28.2%)，固碳释氧(11.1%)、维持生物多样性(9.7%)、食物生产(8.1%)占比也较高，环境教育(1.5%)、水资源供给(1.1%)、生存栖息地(1.0%)占比较低；保护区单位面积湿地提供的价值平均为209.4×103元· hm-2·a-1，高于全国国际重要湿地平均价值113.8×103元· hm-2·a-1和山东黄河三角洲国家级自然保护区湿地平均价值80.7×103元·a-1，表明陕西黄河湿地自然保护区生态服务功能价值处在较高水平。

(2)对于保护丹顶鹤等珍稀禽鸟类、调蓄陕西渭南段黄河干流洪水、调节区域气候，改善生态环境，促进地区经济社会可持续发展，具有十分重要的作用和意义。现阶段尽管生物多样性保护价值不太高，但随着保护区生态环境的不断改善，鸟类数量持续增加，生物多样性保护价值将会有较大幅度提升，同时保护工作任务也将更为艰巨，另外，保护区食物生产价值极高，水产养殖和莲藕种植面积较大(占总湿地面积32.8%)，保护区人为生产活动偏多，亟待强化科学管理。