西湖风景区茶园生态系统服务价值研究

高欣芸 张笛 王丽娴 胡广 刘立明

摘要：西湖風景区茶园草木葱茏，风光旖旎，具有多种重要的生态系统服务功能。文章基于生态经济学原理，结合卫星遥感数据、现场调查和统计资料，使用替代工程法、影子价格法、市场价值法等生态系统服务价值评价方法，对其生态系统服务的经济价值进行货币化评估测算。结果显示，西湖风景区茶园生态系统服务总价值为每年70 402万元，其中供给服务价值为36 720万元，文化服务价值为24 700万元，调节服务价值为8 982万元。所评价的10项服务指标贡献排序为：茶叶生产﹥休闲游憩﹥保持土壤肥力﹥固土﹥涵养水源﹥固碳﹥释氧﹥植物营养积累﹥滞尘﹥吸收污染物。经济数字直观地反映了茶园生态系统创造的综合价值及产业体系中显著的附属性消费价值，一方面可作为研判茶园生态环境的重要指标，另一方面有利于茶园生态系统的维育，为西湖风景区茶园未来的可持续建设与管理提供方向。

关键词：生态茶园;观光茶园;生态系统服务;价值评估;杭州

Evaluation of the Ecosystem Services of Tea

Gardens in West Lake Scenic Area of Hangzhou

GAO Xinyun1，2， ZHANG Di1， WANG Lixian1， HU Guang1， LIU Liming1*

1. School of Civil Engineering and Architecture， Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou 310018， China;

2. School of Civil Engineering and Architecture， Zhejiang University， Hangzhou 310012， China

Abstract： Tea plantation gardens in the Hangzhou West Lake Scenic Area of Hangzhou provide a wide variety of

ecosystem services. Based on the dataset integrating the remote sensing data， field data and statistics data， we evaluated

and monetized the economic value of tea plantation ecosystem services were evaluated and monetized using ecological

economics methods， which involved including alternative engineering method， shadow price assessment and market

value method. The results show that the total ecosystem services value of tea plantation gardens in the West Lake

Scenic Area reached 704.02 million RMB per year， of which provisioning services， cultural services and regulating

services were 367.20 million RMB per year， 247.00 million RMB per year and 89.82 million RMB per year， respe-

ctively. The descending order of the detail indictors' values of the ecosystem services were tea production， leisure and

recreation， fertility maintenance， soil conservation， water conservation， carbon fixation， oxygen release， nutrition

accumulation， dust retention and pollutants absorption. The economic assessment  reflected the tea plantation gardens

direct comprehensive values as well as the indirect consumption value attached with tea plantation gardens life history.

This evaluation of ecosystem services can be used as a crucial index to assess the ecological quality of tea plantation

gardens. On the other hand， it is conducive to ecological conservation， sustainable construction and management of tea

gardens in the West Lake Scenic Area.

Keywords： ecological tea garden， sightseeing tea garden， ecosystem services， value evaluation， Hangzhou

生态系统服务是指各种生态系统及其物种为人类生产、生活提供的物质、功能和功能性服务[1]，对其价值展开全面评测可以为生态系统的保护与管理提供切实依据。茶园作为经人为改造利用而形成的特殊的生态系统，是农业生态系统的重要组成部分，在防止水土流失、调节气候、净化环境和维持生物多样性等方面发挥着积极作用，同时具备景观欣赏、历史文化展示、旅游服务等多重社会功能，是重要的国土资源和自然资源。

杭州西湖风景区是中国名茶“西湖龙井”的主要产区，茶园群山环抱，风景秀美，自古就有“天开龙井美泉，山灵特生佳茗”之美誉，是集赏茶品茶、观光游憩等功能为一体的休闲度假胜地，具有水源涵养、土壤调节、污染物净化等重要生态功能。龙井茶园景观和茶文化是杭州西湖世界文化遗产的重要组成部分。本研究运用生态经济学方法，在构建生态系统服务评估指标体系的基础上，对茶园生态系统服务的供给、文化和调节3 大类共10项服务价值进行评估。研究结果不仅能直观地反映茶园生态系统服务各类型的贡献，体现茶园景观的经济价值，同时也能提升全社会对茶园生态环境保护的意识，为实现茶园土地和社会经济的可持续发展提供决策依据。

一、材料与方法

1. 研究区概况

杭州被奉为绿茶之都，而西湖龙井茶更是被誉为“绿茶皇后”。杭州得天独厚的地理、气候资源为茶叶的栽培与采收创造了良好的条件。西湖风景区茶园位于北纬30 °20'—30 °40 '，居绿茶黄金产区带，总面积为363 hm2[2]，主要集中在景区西南、中部的低山丘陵[3]。区域属亚热带季风气候，年平均气温15.9 ～17.0 ℃，年平均降水量1 647.7 mm，雨量充沛。土壤以质地松软、富含磷酸的砂质红土为主，茶叶生产一等用地占比达73.51%[4]，自然条件优越，现存龙井茶村（社）10 个，茶叶年产量248 t[2]。

将2017 年7 月Landsat-8卫星遥感影像数据（30 m分辨率）导入ENVI 5.3软件进行校正、图像增强与变换等预处理，选取20 个以上实际观测点作为训练样本进行监督分类，分析西湖风景区茶园景观空间分布等指标。2020 年5 月，在茅家埠、龙井村、梅家坞、狮峰山、五云山等茶园集中分布区，各设置5 个20 m×20 m的样方，并将每一个样方进一步分成16 个5 m×5 m的小样方进行调查，详细记录样方内的土层深度、植物群落结构等信息。西湖风景区茶园取样点的经、纬度和海拔如表1。

2. 生态系统服务价值评价方法

（1）数据来源及解释

计算中引用的各种参数均源于杭州西湖风景名胜区茶园历年研究积累的数据、杭州市统计年鉴、浙江省发展和改革委员会、杭州西湖风景名胜区管委会及现场调查测定数据，各评价数据类型及其来源如表2。所得数据利用Excel软件进行处理，并对结果进行统计分析。在参考现有公开成果的基础上，为去除通货膨胀因素干扰，选取2019 年居民消费价格基指数和基期（原始数据出版年份，原始数据出版年份不明确则采用最早引用该数据的参考文献出版年份）居民消费价格定基指数之比进行修正。

（2）评价指标体系

基于城市生态系统服务的基本属性及西湖风景区茶园生态系统的结构、生态过程特点和社会经济特征，依据新千年生态系统评估（Millennium Ecosystem Assessment，MA）[1]中对于生态系统服务的划分方法，将茶园生态系统服务分为供给服务、调节服务与文化服务，并确立西湖风景区茶园生态系统服务功能评价指标体系（表3）。

3. 价值评估公式及参数

（1）水源涵养价值评估

茶树根系旺盛，青壮年期树冠盖度可达90%以上，能显著截留、吸持雨水，减少地表径流。设西湖风景區茶园的水源涵养价值计算公式为：

其中：V1为茶园水源涵养价值（元/a），C1为单位容量水库建设成本（元/m3），C2为建设1 m3水库的平均投入成本（元/m3），d为采样点土壤层平均厚度（m），S为研究区域茶园的总面积（hm2）f1为茶园田间持水量（%）。

根据采样测量结果，各采样点土壤层平均厚度为0.630 m。不同产量茶园土壤田间持水量在59.5%～78.0%之间，其平均值为69.8%[5]。水库建设库容成本为0.990 元/m3[6]，根据《森林生态系统服务功能评估规范》（GB/T 38582—2020），水库建设投入成本为8.887 元/m3。

（2）固土价值评估

茶园覆被的茂密灌木能够显著削弱降雨对土壤的冲刷作用，降低土壤流失量，缓解区域内的风沙滞留情况。设茶园固土价值计算公式为：

其中：V2为茶园的固土价值（元/a），f2为转化系数（%），K0、K1分别为研究区无绿化地、普通常绿落叶型植物群落的土壤侵蚀模数[t/（hm2·a）]，f3为茶园的土壤保持因子（%）。

根据武文婷[7]的研究结果，杭州地区无绿化地的土壤侵蚀模数为31.980 t/（hm2·a），常绿阔叶型群落的土壤侵蚀模数为0.500 t/（hm2·a）。由于茶园植被盖度高、根系深，常成片种植，其水土保持能力显著优于普通植物群落，以一般灌木林为参照（水土保持因子以1.0计），参考陈思旭等[8]的研究成果，茶树的水土保持因子取0.7。依据欧阳志云等[9]的研究结果，我国因为侵蚀造成的土壤流失，其中24%会淤积在水库、湖泊等，造成水系蓄水量减少，因此公式（2）中转化率f2设为24%。

（3）保持土壤肥力价值评估

茶树能减缓土壤内营养物质的流失速度，有效固持土壤、保持土壤肥力。设茶园保持土壤肥力价值计算公式为：

其中：V3为茶园保持土壤肥力价值（元/a），ρ为研究区茶园平均土壤容重（g/cm3），nN为土壤氮元素保持量（%），mP、mK分别为茶园土壤中的有效磷、有效钾含量（mg/kg），qN、qP、qK分别为化肥中氮、磷、钾元素占比（%），PN、PP、PK分别为氮、磷、钾肥市场价（元/t）。

前人的研究结果表明，研究区茶园土壤全氮含量平均值为0.21%，土壤有效磷含量均值为182.5 mg/kg，土壤有效钾含量均值为244.0 mg/kg[5]，茶园土壤容重为1.07 g/cm3[10]。选取茶园灌溉中常用氮肥尿素、常用磷肥过磷酸钙、常用钾肥氯化钾作为含量与价格测算标准肥，参考中华人民共和国国家标准《尿素》（GB/T 2440—2017）、《过磷酸钙》（GB 20413—2006）、《氯化钾》（GB 6549—2011），农业尿素优等品的总氮质量分数标准为46.0%，过磷酸钙中有效磷（以P2O5计）质量分数标准为14.0%，氯化钾（以K2O计）质量分数标准为58.0%。尿素、过磷酸钙与氯化钾均价分别为2 340 元/t、660 元/t、3 400 元/t[11-12]。

（4）固碳价值评估

景区茶树的光合作用为维持大气中二氧化碳与氧气的动态平衡、缓解杭州城市热岛效应作出重大贡献。由光合作用反应方程式可知，茶树每积累1 g生物量，可固定1.63 g CO2，释放1.20 g O2。设茶园固碳价值计算公式为：

其中：V4为茶园的固碳价值（元/a），G为茶园单位面积年净初级生产量[t/（hm2·a）]，P1为瑞典碳税价格（美元/t），f4为美元兑人民币汇率。

阮建云[13]研究表明，单位面积茶树4 年修剪周期内平均年净初级生产量为17.5～20.8 t/（hm²·a），本研究取中值19.15 t/（hm²·a）。瑞典碳税价格取129.7 美元/t，美元兑人民币汇率取6.86（以2019年1月平均汇率计）。

（5）释氧价值评估

茶树光合作用释放的O2有助于维持大气中O2含量的基本稳定，促进地球氧循环。设茶园释氧价值计算公式为：

其中：V5为茶园的释氧价值（元/a），P2为工业制氧价格（元/t）。

根据李岩等[14]的研究结果，我国工业制氧价格按443.676 元/t计算。

（6）植物营养积累价值评估

茶园植被吸收大气、土壤和降水中的氮、磷、钾等养分，完成植物养分积累，在减少地表水污染、防治水体富营养化方面发挥着重要作用。依据欧阳志云等[9]关于生态系统营养物循环间接价值研究结果，生态系统每固定1 g碳，可积累0.025 426 g氮、0.002 01g磷和0.010 12 g钾。茶树生物量中碳含量在43%～58%之间[15]，按平均值50.5%计算，则茶园植物营养积累价值计算公式为：

其中：V6为茶园积累营养物质的价值。

（7）吸收污染物价值评估

茶树对硫化物的抗性和吸收能力均较强，因此本文以茶园植被对SO2的净化价值作为其吸收污染物的价值。设茶园吸收污染物（SO2）价值计算公式为：

其中：V7为茶园吸收SO2的价值（元/a），B1为单位面积茶树吸收SO2的量[t/（hm²·a）]，C3为SO2的单位消减成本（元/t）。

单位面积茶树灌木林对SO2的年吸收能力为0.05 t/（hm²·a）[16]。工业SO2废气的防护净化成本为1 058.90元/t[17]。

（8）滞尘价值评估

茶园植被密集，盖度高，能有效吸附大气中的颗粒物及粉尘，对于净化城市环境具有重要意义。设茶园滞尘价值计算公式为：

其中：V8为茶园的滞尘价值（元/a），B2为单位面积茶树的滞尘量[t/（hm2·a）]，C4 为环境工程中粉尘的单位消减成本（元/t）。

单位面积茶树灌木林对大气中粉尘颗粒物的年吸收能力为6.51 t/（hm²·a）[16]。赵同谦等[17]的研究成果表明，工业粉尘的防护净化成本为235.00 元/t。

（9）茶叶生产价值评估

茶园的物质生产价值主要依靠茶叶的种植与销售实现。设西湖风景区茶园的茶叶生产价值计算公式为：

其中：V9為茶园物质生产年价值（元/a），Y春、Y夏、Y秋冬分别为研究区域春、夏、秋冬季茶年产量（t），P春、P夏、P秋冬分别为研究区春、夏、秋冬季茶市场交易均价（元/t）。

西湖风景区茶园春茶年产量为124 t，平均收购价2.4×106 元/t;夏茶年产量10.8 t，平均收购价6×105 元/t;秋冬两季作为茶叶生产的淡季，茶叶品质、价格不及春茶和夏茶，总计共产茶叶16 t，平均收购价3×105 元/t[2]。

（10）休闲游憩价值评估

茶园生态系统文化服务中的休闲游憩价值是指以茶文化为载体的，一切物质或非物质休闲游憩活动所产生的价值[18]。茶园观光、茶庄园住宿、农家茶宴等项目的经营所得均属于休闲游憩价值。设茶园休闲游憩价值计算公式为：

其中：V10为茶园休闲游憩年价值（元/a），Q为旅游观光年收入（元/a）。

游客在茶园旅游观光的消费途径主要为餐饮、住宿、茶事体验等。龙坞茶镇是西湖周边新开发的以茶旅游为主的旅游景点，本研究通过龙坞茶镇单位面积旅游营收，估算西湖风景区茶园的游憩价值。龙坞茶镇占地面积3.2 km2，2019年1—6月综合旅游营收为1.09×108元[19]。西湖风景区茶园总面积为3.63 km2，通过换算，估算西湖风景区茶园年旅游综合收入为2.47×108元。

二、结果与分析

1. 生态系统服务价值评估结果

西湖风景区茶园不同生态系统服务功能的价值评估结果如表4，计算得到2019 年杭州西湖风景区茶园生态系统服务的总价值为70 402万元。个别生态系统服务价值由于评价指标、方法与数据来源的多元性，存在评价结果比实际偏低的可能性。

2. 西湖风景区茶园与其他生态系统服务价值比较

将西湖风景区茶园生态系统的调节服务、供给服务、文化服务占服务总价值（不含支持服务）的比例与我国森林[20]、农田[20]、茶园[21]及杭州市绿化区域服务价值进行比较[7]（图2）。在其他4类生态系统中，调节服务均占主要比重，而西湖风景区茶园则以供给与文化服务为核心，得益于气候、区位等因素，西湖风景区内茶叶品质上乘、价格高昂;同时，通过优化旅游业发展环境，打造优质茶品牌，文化服务与供给服务价值已成为西湖风景区茶园生态系统服务的价值主体，对当地第三产业的价值增长起到巨大的推动作用。

西湖风景区茶园生态系统服务各功能项的单位价值与休闲游憩功能为主导功能的其他城市绿地类型相比也尤为显著（图3）。其中，茶园的物质生产价值与休闲游憩功能为主导功能的其他城市绿地类型相比是休闲农业园[22]的2.83倍;文化服务价值是休闲农业园的1.80倍，是高尔夫球场[23]的2.00倍。茶园作为免门票、无强制性消费的景区，其自然环境创造的综合服务价值及上下游产业链中潜在的附属经济效益十分可观。

三、小结

本研究根据西湖风景区社会、经济与生态系统特征，依托地理遥感数据，结合历史统计资料与实地调研分析，构建生态系统服务评价指标体系，选取10项具体服务指标，评估茶园生态系统服务价值，结果表明，西湖风景区茶园生态系统服务价值为70 402万元/a，单位面积生态系统服务价值为194万元/（hm2·a）。三大服务功能价值表现为供给服务﹥文化服务﹥调节服务。在主要生态系统服务指标中，茶叶生产和休闲游憩功能的经济价值居前两位，分别为每年36 720 万元、24 700 万元，各占茶园生态系统服务价值总量的52.16%和35.08%。结果具有一定科学性和可靠性，可作为茶园景区生态补偿标准制定的参考标尺和决策依据。

西湖风景区所产的龙井茶品质优异，销售渠道稳定，市场均价显著高于其他龙井茶产区，具有极高的单位面积供给服务价值[24]。茶园、博物馆、龙井茶文化村均为开放性场所，除茶叶采购外，茶园活动以风景观光、采摘体验与登山游览为主，经济收入主要来源于餐厅、茶座、民宿等配套设施[25]，故其人均服务价值与千岛湖、宋城等收费型景点存在一定差距。

西湖风景区茶园调节服务功能较强，单位面积调节服务价值达25万元/（hm2·a）。茶园植被盖度高、根系深、土壤固持力和固碳释氧能力佳，故其单位面积调节价值突出[24，27]。其中，吸收大气污染物与滞尘能力贡献率最小，各占0.003%与0.079%，这与景区内污染物浓度本身偏低、茶树对污染物吸收能力及污染物处理成本有一定关系。但也有相关研究表明，茶园的生产过程可能会对周边环境造成一定的负面影响，如施用农药和化肥造成的面源污染、NO2排放及土壤酸化威胁等[26]。关于茶园生态系统的负面环境影响研究数量相对较少，尚未形成定论，需要开展进一步的深入研究进行准确评估。

在区位环境、主题特色、产业体系等因素的推动下，西湖风景区茶园文化服务、供给服务价值贡献率显著高于一般城市绿地系统，各项生态系统服务均具有较高的经济效益，为区域内经济、社会高质量发展及生态环境保护作出重大贡献。除茶叶销售、旅游服务产生的“显性”价值外，在水源涵养、土壤保育、污染物净化等层面[27-28]，尽管茶园的环境调节服务价值低于森林、农田等生态系统，但却高于城市中的其他绿色旅游景点，这种“隐性”环境效益对杭州海绵城市建设与国家生态园林城市创建提供了一定的助力，而其特有的文化景观服务更是杭州地域性植物景观的重要组成部分。

西湖风景区可借助茶园的生态优势，整合景区现有休闲游憩、康养旅居资源，在加强水土治理、保护优质种植资源、改善茶区种植生态的基础上，充分联动上下游产业，打造“住茶田、观茶景、品茶饮、购茶品、体茶俗、知茶史”的完整产业体系，丰富茶园文旅的内涵，同时采取技术培训、资金奖励、政策扶持等手段，提高茶园经营者对生态环境的保护意识及科学素养[29]，提升茶叶质量与安全竞争力，从而实现茶园的可持续发展，为绿水青山与金山银山的互融互促开辟新路径。

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