湿地生态系统服务功能价值评估研究
2021-01-20□张垚
□张 垚
(阳泉市林业调查规划处 山西 阳泉 045000)
湿地是自然界中一个庞大、重要的生态系统。从功能来看,湿地具有提供、支持、调节生态以及科研的价值。作为介于陆地生态系统与水生态系统之间的一种特殊生态体系,湿地生态系统具有特殊意义。近年来,随着社会快速发展以及工业化水平提高,社会生产对湿地的破坏明显增加。为了能够更好地保护湿地生态环境,就需要正确评估湿地生态系统服务功能价值,为湿地的保护、开发、重建等提供依据。
1 案例简介
某省气候干燥,有明显的四季更替,且当地的湿地资源丰富。全国第二次湿地资源调查结果显示,该省共有湿地面积153.63 万hm2,主要包括4 大类型,详细信息见表1。
本次研究所使用的数据主要来源于当地湿地调查的数据、全境遥感影像(分辨率30 m)、DEM数据以及省水资源公报等,所使用的水文地质等信息均来源于现场调查。
2 湿地生态服务功能计算
2.1 供给服务功能评价
2.1.1 生物产品的计算
在生物产品计算中,主要的生物产品包括鱼类、虾蟹以及芦苇等。本次研究使用市场价值法做评价,其计算公式如下。
式中,A1代表生物产品的生产价值,单位为元;Q1为湿度动植物的产品量情况,单位为kg;P1为动植物的市场单位价格,单位为元/kg。
根据当地的影像学调查结果可知,当地芦苇面积约23.63 万hm2。根据生物量遥感反演结果计算,单位芦苇生物量为823.22 g/m2,市场价值单价为410 元/t,根据这一结果计算出芦苇产品的价值约为8 亿元。当地第二次的湿地调查结果发现,水产品水域面积(包括人工养殖场以及自然水体等)约为21.3 万hm2,产量约为18.59 万t,所产生的价值总量约为36.75 亿元;虾蟹等养殖户超过1.3 万户,存栏量约为11.53 亿只,每年的补货量约为4 亿只,计算出其养殖与工业加工总量约为30 亿元。根据上述数据,计算湿地生态系统生物产品总量约为74.75 亿元。
2.1.2 水资源供给
在当地水资源供给评价中,通过实地测量以及遥感数据分析,结合当地工农业、生活用水以及中水价格因素等进行全面评价,确定当地湿地生态系统的水资源供给单位价值情况,其计算公式如下。
式中,A3代表水资源的供给价值;QW代表水资源的供给水平,单位为m3;为综合单价。
在计算时,按照当地统计年鉴以及水资源公报结果,结合野外实测结果以及统计数据等确定了供水总量情况。
结合相关数据得出,当地湿地年水资源的供给量约为27.71 亿m3,因此结合公式(2),计算出当地湿地水资源供给价值约为83.84 亿元。河流湿地、湖泊湿地等是当地水资源的重要来源。
2.1.3 水电供给
从水资源管理角度来看,水利的主要价值是由水力发电量来体现。在电力供给量计算中,采用市场价值计算法来评价当地水电供给情况,计算公式如下。
式中,A5代表当地湿地的电力供给价值,单位为元;P0为基准年的电价,单位为元/kW·h;G为湿地的发电量,单位为kW·h;R为耗损量。
表1 湿地类型划分
根据当地物价局、电网以及统计年鉴等数据,计算出当地水力发电站的平均发电量为174.50 亿kW·h,而当地的平均电价约为0.59 元,每1 kW·h的生产成本约为0.173 元,结合公式(3),计算出当地电力供给所产生的总价值约为72.62 亿元。
2.2 调节服务
2.2.1 气候调节能力
湿地生态系统具有强大的气候调节能力,被誉为“地球之肺”。如果当地的湿地资源丰富,那么气候调节能力也会对当地的自然环境产生直接影响。本次研究通过遥感影像技术提取了当地的湿地水面面积,并根据蒸散发量等数据计算出当地潜在蒸腾量的单位数据,由下式计算出湿地资源的气候调节能力。
式中,A为当地湿地调节气候的生态服务价值;WL为湿地的水分蒸发量;WF为湿地的蒸腾量;PCL为水汽调节气候的价值;γ为调节系数。
根据遥感测量结果,计算出当地的气候调节价值约为8 亿元。
2.2.2 蓄水调节能力
根据遥感技术提取NDWI(水体指数)后,结合湿地勘探结果计算出蓄水总量变化,并遵照市场价值计算法计算出蓄水的调节价值情况[1]。正常情况下,湿地的蓄水价值具有特殊性,需要结合当地的人均水资源占有量和降水情况作出评价。从案例地区的具体情况来看,虽然当地的水资源丰富,但是因为人口数量偏多,因此依然属于缺水省份。采用文献介绍的蓄水调节能力评估模型,计算当地湿地的蓄水调节价值总量约为910 亿元[2]。
2.2.3 大气组分调节
在大气组分调节过程中,按照文献介绍的方法,通过建立回归模型,对生物量与水体指数等作回归分析。期间根据光合作用原理,在水体指数波段与生物量之间构建模型,并计算出湿地的氧气释放量与二氧化碳固定量等,通过数据变化,以工业制氧价格为氧气释放成本,以瑞典碳税率为固碳价格,然后通过市场价值法对数据进行处理,就可以计算出湿地的大气组分调节价值。按照上述方法,计算出当地湿地的组分调节总价约为36.52 亿元。
2.3 其他价值
2.3.1 休闲旅游服务价值
湿地本身具有复杂、多样化的生态环境系统,可以开展休闲旅游活动。例如近几年蓬勃发展的湿地公园等,其中有特色的候鸟迁徙、湿地体验活动等,不仅保护了当地的自然生态环境,也创造了一定的经济效益。因此,在湿地资源的休闲旅游服务价值计算中,可采用旅行费用法,通过计算公式来判断不同情况下的旅游服务价值情况,其计算公式如下。
式中,Vs代表休闲娱乐服务的价值总量,单位为元;I为当地旅游的总收入情况,单位为元;S为提供此项服务的湿地面积情况。
根据当地的相关统计结果,计算出当地湿地休闲旅游资源约为3.2 亿元。随着当地湿地面积的进一步扩大以及游客数量增多,预测该价值将会在未来几年内进一步提高。
2.3.2 生物栖息地服务价值
因为当地湿地的空间分布符合候鸟迁徙的基本规律,再加上当地的湿地面积大,可以为候鸟提供充足的食物以及栖息环境等,从而维持当地生态资源平衡以及生态物种的多样性。在计算生物栖息地的价值时,通过以下公式进行计算。
式中,V9代表湿地栖息地的服务价值,单位为元;S为湿地面积,单位为hm2;F9代表湿地生态系统的单价,单位为元/hm2。
根据该公式计算出当地湿地生态系统的生物栖息地服务价值约为2.29 亿元。
3 结果分析
根据以上计算结果可以发现,当地的湿地生态服务系统功能整体处于最高水平,其中生态服务功能价值最高的是蓄水调节能力,侧面印证了湿地系统在维护水系系统平衡中具有重要性。除此之外,当地湿地系统的大气调节、水电供给、生物产品等也处于较高水平,说明当地已经开始对湿地资源进行开发利用。而从其他几方面服务功能的价值评估结果来看,当地湿地系统的休闲旅游服务价值、生物栖息地服务价值等处于较低水平,说明当地在相关项目的水资源开发中存在一定不足,主要原因是当地长期重视对湿地资源的保护,尤其是迁移候鸟的保护管理,导致湿地生态建设严重滞后。因此,当地需要适当挖掘湿地生态旅游资源,实现环境保护与经济协调发展,实现对湿地资源的合理利用。
4 结束语
评估了某地区湿地的生态服务功能,研究结果依托当地的具体数据,因此相关调查结论具有可信性,对于指导当地湿地资源管理具有重要价值。