济南市水生态系统服务功能价值评估

相 华，吕绍娟，王帅帅，商书芹

（1.济南市水文局，250014，济南；2.山东省水文局，250002，济南）

水是整个地球生态系统的基础支撑，是人类生存与发展的基础资源。水生态系统为人类提供赖以生存的自然条件和效用，也被称为水生态系统服务功能。水生态服务功能包括为人类提供水资源、水电蓄能和渔业等产品，还有调蓄洪水、调节气候、维护生物多样性、净化水质、旅游娱乐、固碳释氧等方面的生态调节、支持功能和文化服务功能。水生态服务经济评价研究是国际学术研究前沿和国内的研究热点，是对生态系统统筹管理的重要基础。国内外许多科研人员已从多个方面分析和研究过水生态系统服务功能价值，并发展了不同生态系统服务功能与生物资源的不同评价方法。济南市是地处我国北方资源型缺水地区的城市，其水生态系统服务价值评估和管理研究对于城市的可持续发展和建设水生态文明城市具有重要意义。

一、研究区域概况

济南市因泉水众多，被誉为“泉城”。根据济南市统计局公布的2018年济南市国民经济和社会发展统计公报，2018年全年，全市地区生产总值为7 856.56亿元，其中，第一产业增加值为272.42亿元；第二产业增加值为2 829.31亿元；第三产业增加值为4 754.83亿元。人均地区生产总值为106 302元。2012年济南市被水利部确定为全国第一个水生态文明建设试点城市，并于2016年11月通过水利部和山东省政府联合验收。2016年11月7日，水利部组织召开现场交流会，推广济南经验做法，要求全国105个水生态文明城市建设试点在2020年前全面完成试点任务。通过近年水生态文明试点城市建设，济南市水生态系统状况较前几年明显好转，基本实现了“河湖连通惠民生，五水统筹润泉城”的水资源配置格局；实现了“泉涌、湖清、河畅、水净、景美”的目标；建立了先进而具有特色的泉城水文化体系，水生态文明理念深入人心。通过对济南市水生态系统服务功能大小及其价值的定量评估，有助于全面认识水生态系统的价值，为区域水生态系统的健康发展和科学管理提供依据，对其他城市建设和水生态系统保护也具有参考价值。

二、水生态系统服务功能

济南市水生态系统服务功能是指在济南市境内水域中的生物群落及其水环境互相作用构成的具有一定结构和功能的整体，包括济南市内所有的河流、湖泊、水库、湿地等。综合济南市水生态系统的功能、属性和用途，采用Costanza和联合国千年生态系统评估小组的分类方法，将济南水生态系统服务功能划分为调节功能、提供产品功能、支持功能、文化服务功能4类，在此基础上又将其细分为13个小指标进行分析评价。

1.提供产品功能

提供产品功能指水生态系统提供的可以进行市场交换的产品，主要包括生活用水、产业用水、渔业产品。生活用水主要是水生态系统为居民提供水资源，用来满足日常饮用、洗涤、冲厕、牲畜用水等基本需要，这体现了水及水生态系统最直接的提供产品的服务功能。产业用水主要是水生态系统为满足工业、农业以及服务业等提供的水资源，以满足其发展的需要。渔业产品主要是水生态系统中提供的鱼类、虾蟹等养殖和野生的水产品。

2.调节功能

调节功能指水生态系统通过其生态过程所形成的有利于生产与生活的环境条件与效用，主要包括地表水调蓄、水质净化、气候调节、洪水调蓄、净化空气等功能。地表水调蓄主要是指水资源的调水功能和蓄水功能。水质净化是指水生态系统通过接纳可自净的污水，来净化整个环境水质。气候调节指水生态系统通过水面蒸发吸收热量以及水生态系统蒸发以调节空气湿度。洪水调蓄指通过水生态系统中的河道、水库、塘坝及湿地容纳调蓄洪水。净化空气指水生态系统通过水面的蒸发和植物的蒸腾作用使空气湿度增加，吸收大气中的粉尘和部分有毒气体。

3.支持功能

支持功能指水生态系统所形成的支撑发展的条件与效用，主要包括固碳释氧、营养物质循环、生物多样性保护、生活质量改善等。固碳释氧指水生态系统中绿色植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为碳水化合物，并产生氧气。营养物质循环指残留在水生态系统中植物和流经植物体内的营养物质参与氮、磷等营养物质循环。生物多样性保护指水生态系统为野生动植物提供生活栖息场所，从而保护其生物多样性。生活质量改善指水生态系统为城市生态环境提供基本需求，维持和改善城市的生态环境，提高人们生存的环境质量，改善了人民群众的生活质量。

4.文化服务功能

文化服务功能指水生态系统的美学、文化、教育功能，主要包括休闲娱乐等。

三、水生态系统服务功能的价值评估

1.评估对象

本研究评估对象为济南市水生态系统服务功能。

2.评价指标与方法

济南市水生态系统的服务价值评估是指从货币价值量的角度对水生态系统提供的服务功能进行定量评价，先对各类功能分别进行分项核算，然后加总。由于评价分析的各服务功能量纲和指标不同，因此采用不同的评价方法，研究主要采用了以下方法：市场价值法、影子价格法、替代工程法、支付意愿法、旅行费用法等（见表 1）。

（1）提供产品功能

以下测算数据除特别说明外均来源于2018年《济南市水资源公报》。

①生活用水。2018年济南市居民生活用水量为 27 758万m3，根据《关于调整济南市城市供水价格的通知》（济价格字 〔2015〕26号）， 每月144m3范围内居民用水水价为4.2元/m3（包括基本水价2.8元、污水处理费1元、水资源费0.4元），则2018年济南市生活用水供给功能的价值为11.66亿元。

②产业用水。2018年济南市农田灌溉用水量为63 422万m3、林牧渔畜用水量为12 290万m3、工业用水量为 18 845万m3、城镇公共用水量为9 674万m3、生态环境用水量为23 341万m3。根据中国水网数据，按照农业用水价格0.2元/m3、非居民用水价格4.75元/m3计算，则2018年济南市产业用水供给功能的价值为21.55亿元。

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③渔业产品。根据《济南统计年鉴2018》，2018年济南水产品总量（捕捞+养殖）为31 911 t，养殖水产品总量为31 622 t，占水产品总量的99.09%，养殖总面积为5 228 km2，则2018年济南市水生态系统提供的水产品功能价值 （包括淡水水产品和海水产品）为0.43亿元（以渔业为主）。

表1 济南市水生态系统服务价值评价方法及内容

（2）调节功能

①地表水调蓄。2018年济南市地表径流量为107 729万m3，以修建单位水库库容的成本6．11元/m3计算，济南市2018年地表水调蓄功能的价值为65.82亿元。

②地下水调蓄。2018年济南市地下水资源总量为149 594万m3，地下水资源单位调蓄价格采用济南市居民用水价格（4.2元/m3）代替，则济南市2018年地下水调蓄功能的价值为62.83亿元。

③水质净化。2018年济南市污水排放总量为28 532万m3，取污水处理费用为1.00元/t计算，则济南市2018年水质净化功能的价值为2.85亿元。

④气候调节。根据《2018年度济南市水生态环境质量公报》，2018年济南市多年平均水面蒸发量为1 025 mm，根据《济南市地表水水功能区划》，全市水面面积为52.51 km2，对应的每年水面蒸发量为0.54亿m3，提高了空气湿度。将济南市水面蒸发吸收的总热量作为全市水生态系统降低气温的功能，将水面蒸发增加的大气湿度价值作为全市水生态系统增加的大气湿度价值。通过计算达到同等降温和增加空气湿度所需要空调和加湿器耗电量，作为气候调节消耗的电量。将上述两类耗电量相加，乘以目前济南市电价，则济南市2018年水生态系统气候调节功能的总价值为88.15亿元。

⑤洪水调蓄。根据水量平衡法，2018年济南市地表水资源总量为107729万m3，水库蓄水总量约为14 102万m3。根据湿地实际情况分析，全市湿地面积为62.41 km2，调蓄深度按0.5 m计算，则湿地调蓄能力为3 100万m3。将湿地、河道和水库合并，可计算出2018年济南市地表水资源调蓄量为124 931万m3。以修建单位库容水库的成本 6．11元/m3计算，则济南市2018年洪水调蓄功能的价值为76.33亿元。

⑥净化空气。根据生态环境部监测结果，济南市降尘值为 4.4 t/（km2·月），全市总水域面积为52.51 km2，计算得到济南市水生态系统吸收总降尘量为2 773 t/a。参照工业粉尘处理成本，降低粉尘价格为0.15元/kg，则济南市水生态系统净化空气价值为0.042亿元。

（3）支持功能

②营养物质循环。浮游植物中氮、磷含量约占干重的7.98%和0.94%，根据初级生产力或净初级生产力的估算，济南市水生态系统浮游植物初级生产量是31.1×104t C/a，则浮游植物所持留的和流经浮游植物的氮、磷含量分别为 2.48×104t和 0.29×104t。 按照2015年尿素参考价格1 960元/t、氮含量46%，过磷酸钙参考价格530元/t、磷含量12%计算，济南市水生态系统营养物质循环价值为1.18亿元。

③生物多样性保护。根据解文静等对济南市河库连通工程相关研究结果，其研究水体提供生物栖息地的生命支持功能价值量为30.90万元，按照研究区水体占济南市所有水体的10%计算，则可推算出济南市水生态系统提供生物多样性保护功能价值为0.31亿元。

（4）文化服务功能

济南水生态系统提供休闲娱乐服务主要有天下第一泉景区、趵突泉公园、大明湖公园、百脉泉公园、山东济西国家湿地公园等。2018年济南市全年接待游客8 007.7万人次，其中，国内游客7 967.8万人次；入境游客39.9万人次。旅游消费总额为1 129.6亿元，其中，国内游客消费总额为1 054.7亿元，国外游客消费总额为22 285.1万美元。旅游收入中，水生态系统景观具有一定贡献。根据《2012年入境游客抽样调查综合分析报告》中的调查数据，可计算出山水生态系统旅游收入占旅游总收入的24.6%，而且山水各占一半，则可以得出水生态系统旅游收入占总收入的12.3%，则济南市水生态系统文化服务功能价值为138.94亿元。

3.评估结果

本研究对济南市水生态系统服务功能的直接利用价值和间接利用价值都进行了估算，综合生态调节功能、生态支持功能、提供产品功能和文化服务功能4个大项13个小项的生态服务价值，济南市生态服务价值总值为479.47亿元（见表2）。其中，提供产品价值量为33.64亿元，占总价值的7.02%；调节功能价值量为296.02亿元，占总价值量的61.74%；支持功能价值量为10.87亿元，占总价值量的2.27%；文化服务功能价值量为138.94亿元，占总价值量28.98%。

四、结论与建议

研究发现，济南市水生态系统服务功能价值总计479.47亿元，相当于济南市全年地区生产总值的6.1%，总体评估价值偏低。根据其他研究人员研究成果，太湖、北京市、上海市、广州市的水生态服务功能价值分别为3 528.73亿元、3 036亿元、2 647.61亿元、848.67亿元。与此同时，济南市水生态系统在地表水调蓄、气候调节、洪水调蓄等方面价值量较高，但其净化水质、净化空气的调节价值较低，可能与水生态系统水量少、面积小有关；由于济南以“泉城”出名，涉水风景区较多，其文化服务功能价值也相对较高。水生态系统提供产品服务价值较低，说明济南境内水资源比较匮乏，提供产品的服务功能价值降低；水生态系统支持功能价值最低，说明济南市水生态系统规模较小，且其正常功能有可能已经受损。

表2 济南市水生态服务功能及价值汇总

通过评估济南市水生态系统服务功能价值，可以发现济南市水生态系统在地表水调蓄、气候调节、洪水调蓄等调节功能方面价值巨大，需要有关部门在后续工作中重点关注，继续保证水生态系统优势调节功能。而针对济南市水生态系统服务功能价值评估价值偏低且提供产品、支持功能相对其他功能价值偏低的问题，需要相关部门加大对水生态系统的保护力度，增加环境水资源供给，保护水生态环境生物多样性，在开发利用水生态系统时，统筹考虑水生态系统的资源功能、环境功能、生态功能，合理安排生活、生产和生态用水，以保证水资源的优化配置和高效利用。 ■