湿地生态系统服务价值评估——以河北青龙湖国家湿地公园为例

张爱丽

(河北森诺环保科技有限公司，河北 石家庄 050000)

湿地是陆地和水域的交汇处，湿地生态系统是地球上最具生产力的生态系统之一[1]，具有涵养水源、调节小气候、固碳释氧、维持生物多样性等功能，对于维护生态环境、水资源安全具有不可或缺的作用。我国加入《湿地公约》以来，不断加强湿地的保护与恢复工作，截至目前，包含国际重要湿地、湿地自然保护区、国家湿地公园、省级重要湿地在内的全国湿地保护体系基本形成，湿地生态环境明显改善。

生态系统服务是指通过生态系统的物质循环、能量流动和信息传递，直接或间接得到的用于维持人类生存的产品和服务功能[2]，定量评估生态系统服务价值有助于直观地认识经济发展与生态环境变化的关系。20世纪70年代以来，国内外开展了大量相关研究[3-6]，其中最具代表性的是Costanza的研究[3]，其提出了生态系统服务价值估算的原理和方法，并计算了全球17种生态系统服务的量化价值。2000年以后，我国生态系统服务价值的研究逐渐增多，周葆华等[6]应用影子工程法、碳税法等对湖泊生态系统服务价值进行评估；徐婷等[7]采用市场价值法、替代成本法等对湿地生态系统服务价值进行了定量评估。

本文以河北青龙湖国家湿地公园为例，结合《中华人民共和国湿地生态系统服务评估规范》(LY/T2899-2017)和千年生态系统分类体系，确定湿地公园的评价指标，利用生态系统服务价值评估方法，计算了湿地生态系统的服务价值，研究结果对湿地公园生态服务价值进行货币化，为湿地公园的建设和保护提供理论依据，具有重要的实用价值。

1 研究区概况

河北青龙湖国家湿地公园位于河北省青龙满族自治县境内，占地面积8400hm2，北起承秦高速公路桥，南至县界，东西两侧分别为第一重山脊线和巡护道路。湿地公园地理位置介于E118°58′17″～119°06′06″，N40°06′37″～40°19′53″，见图1，地势东侧最高，湿地公园南侧和北侧地势较低，海拔高度介于80～349m。湿地公园地处暖温带半湿润大陆季风气候区，境内春、夏、秋、冬四季分明。

2 研究方法

2.1 数据来源

本文中芦苇、香蒲的产量来源于《秦皇岛统计年鉴2017—2018》及秦皇岛市林业草原局，归一化植被植物(NDVI)和生物量的计算以Landsat ETM卫星遥感影像为数据源，对红外波段和红波段进行遥感反演；其他数据参考国内外的相关文献[5,8]。

2.2 评估指标体系构建

本文参照千年生态系统分类体系[9]，结合《中华人民共和国湿地生态系统服务评估规范》(LY/T2899-2017)，最终确定本文评估指标体系包括4个一级指标和10个二级指标，评估指标详见表1。

图1 河北青龙湖国家湿地公园地理位置图

表1 湿地公园生态系统服务评估指标体系

2.3 生态系统服务价值评估方法

2.3.1 供给服务价值

供给服务价值包括物质生产服务价值和社会保障价值。

物质生产服务价值计算方法：

V1=Q1×P1

(1)

式中，V1为物质生产的服务价值，元；Q1为物质的产量，t；P1为生产物质的市场价格，元·t-1。

社会保障服务价值计算方法：

V2=S2×M2

(2)

式中，V2为物质生产的服务价值，元；S2为湿地公园职工数量，人；M2为湿地公园所在地区的人均工资，元/人。

2.3.2 调节服务价值

调节服务价值包括水质净化、土壤保持、涵养水源和固碳释氧等功能的服务价值。

水质净化服务价值计算方法：

V3=X3×S3

(3)

式中，V3为水质净化的服务价值，元；X3为单位面积湿地降解污染物的价值，t·m-2；S3为湿地公园的总面积，m2。

土壤保持服务价值计算方法：

V4=S4×I4

(4)

式中，V4为土壤保持的服务价值，元；S4为湿地公园的占地面积，hm2；I4为单位面积土壤保持的服务价值，元·hm-2。

涵养水源的生态服务采用单位蓄水量的成本与湿地总蓄水量来计算，计算方法：

V5=R5×P5

(5)

式中，V5为涵养水源的服务价值，元；R5为湿地的总蓄水量，m3；P5为单位蓄水量的成本，元·m-3。

固碳和释氧是湿地的重要服务功能，首先计算出固碳量和释氧量，根据碳税法和工业制氧价格法对固碳释氧服务价值进行估算。

固碳量主要为湿地生态系统固定大气中二氧化碳和排放甲烷的净交换量，以增温趋势，将1kg二氧化碳产生的温室效应等同于24.5kg的甲烷产生的温室效应，植物通过光合作用时，形成1g干物质，需要吸收1.63g二氧化碳，释放1.2g的氧气，固碳量和释氧量的计算公式[10]：

m=(24.5×ECH4+FCO2)×S

(6)

FCO2=1.63×B×ωC/CO2

(7)

m′=1.2×B×S

(8)

B=314.635+744.716×NDVI

(9)

式中，m为固碳量，t；m′为释氧量，t；ECH4为湿地甲烷的排放量，kg·hm-2；FCO2为湿地固定的碳，kg·hm-2；S为湿地面积，hm2；B为生物量，kg·hm-2；NDVI为归一化植被指数。

固碳价格采用国际通用瑞典碳税率150dollar·t-1(947.82元·t-1)，释氧价格采用工业制氧价格1000元·t-1。

公式中所用的生物量采用遥感影像在ENVI和ArcGIS 10等软件中进行预处理，计算归一化植被指数(NDVI)和生物量。

2.3.3 支持服务价值

支持服务价值考虑生物多样性的价值，计算方法：

V7=S7×I7

(10)

式中，V7为生物多样性的服务价值，元；S7为湿地公园的占地面积，hm2；I7为单位面积生物多样性保护价值，元·hm-2。

2.3.4 文化服务价值

文化服务价值包括休闲旅游、科研教育服务的价值。

休闲旅游价值的计算方法：

V8=A8×Q8

(11)

式中，V8为休闲旅游的服务价值，元；A8为湿地公园门票，元/人；Q8为湿地公园旅游人数，人。

科研教育服务价值的计算方法：

V9=S9×I9

(12)

式中，V9为科研教育的服务价值，元；S9为湿地公园总面积，m2；I9为科研教育服务的价值当量，元·m-2。

3 结果与讨论

3.1 供给服务价值

物质生产主要考虑湿地公园中生长较为普遍的芦苇和香蒲，根据秦皇岛市林业草原局统计，湿地公园的芦苇和香蒲年产量分别为1680t、695t。参考市场价格芦苇300元·t-1，香蒲200元·t-1，据此计算物质生产的服务价值为0.000643×108元。

社会保障服务主要体现在依托湿地公园提供就业岗位，保障劳动力就业，湿地公园共提供了约50个劳动岗位，按照2022年秦皇岛市平均工资50921元·a-1计算，社会保障服务价值为0.025×108元。

综上，湿地公园的供给服务价值为0.026×108元。

图2 基于遥感影像估算NDVI和生物量结果

3.2 调节服务价值

水质净化服务价值是湿地土壤、植被和微生物对水体水质的净化，降低水体污染物浓度。参考Costanza[3]的研究，湿地生态系统单位面积水质净化的价值为4177美元·hm-2·a-1，折合人民币26394元·hm-2·a-1，湿地公园总面积为8400hm2，据此计算湿地公园的水质净化服务价值为2.217×108元。

土壤保持服务价值当量结合谢高地等[5]的研究结果，湿地生态系统的土壤保持价值当量为1734.51元·hm-2，据此计算湿地公园的土壤保持服务价值为0.146×108元。

湿地公园具有防洪蓄水、调洪的功能，河北青龙湖国家湿地公园多年平均蓄水量为4.46亿m3，参考全国水库建设投资价格计算，每建设1m3的水库库容投入成本为0.67元[11]，据此计算湿地公园涵养水源服务价值为2.99×108元。

固碳释氧服务价值参考黄国宏等[12]的研究结果，湿地甲烷的平均排放量为0.52kg·hm-2，基于遥感估算的NDVI和生物量见图2，生物量的平均值为502.14kg·hm-2，最终计算得到固碳量为1825.84t·a-1，固碳的服务价值为0.017×108元；释氧量为5061.57t·a-1，释氧的价值为0.0506×108元。因此，湿地公园的固碳释氧的服务价值为0.0676×108元。

综上，河北青龙湖国家湿地公园的调节服务价值为5.42×108元。

3.3 支持服务价值

河北青龙湖国家湿地公园具有丰富的水资源，使其得以维持较高的生物多样性。本文参考谢高地等[5]的研究结果，单位面积生物多样性服务价值为2919.15元·hm-2，湿地公园的维持生物多样性的服务价值为0.245×108元。

综上，河北青龙湖国家湿地公园支持服务价值为0.245×108元。

3.4 文化服务价值

湿地公园以湿地资源为依托，可以为人类提供游览、娱乐、观光和休息服务，同时可以作为科研教育基地，开展科学研究、湿地科普宣教、教学实习等活动。根据规划，河北青龙湖国家湿地公园每年接待游客约10000人，每人收费20元，则湿地公园的旅游休闲服务价值为0.002×108元。

张翼然等[13]对中国47个湿地生态系统开展研究，参考其研究成果，湿地生态系统单位面积科研教育价值为4.63×105元·km-2，据此计算得到湿地公园的科研教育服务价值为0.0022×108元。

综上，河北青龙湖国家湿地公园文化服务价值为0.0042×108元。河北青龙湖国家湿地公园各指标服务价值汇总见表2。

表2 河北青龙湖国家湿地公园生态系统服务价值汇总

3.5 讨论

根据计算结果，河北青龙湖国家湿地公园服务价值合计6.70×108元，供给服务、调节服务、支持服务和文化服务的价值分别为0.026×108元、5.42×108元、0.245×108元、0.0042×108元。由此可见，湿地公园的调节功能最为显著，占总服务价值的95.17%；其次为支持服务，占总服务价值的4.3%；供给服务占总服务价值的0.45%；文化服务价值所占比重最小，仅为总价值的0.074%。

分析各项服务的二级指标，供给服务中物质生产服务价值所占比重较小，这与湿地公园属于自然公园有关，随着湿地公园规划的落实，供给服务将会逐渐增多；调节服务中涵养水源和水质净化服务价值占比较大，占调节服务的96.06%，说明涵养水源和水质净化是湿地公园的主要功能，这与湿地公园是河北省重要水源地的功能一致；湿地公园的服务价值中，固碳和释氧的比重较小，固碳量、释氧量与区域的植被覆盖情况和生物量直接相关，建议在规划落实过程中对公园内部分裸露地进行修复，进一步增加植被覆盖度，进而提高生物量、提高固碳释氧服务价值；支持服务中的维持生物多样性服务价值在总价值中占比较小，建议增加裸露地表植被的同时，维持良好的生物生存所需要的水环境质量、空气环境质量，为野生动物、植物生长提供良好的条件，同时加强公园管理，加大生物多样性保护的宣传力度，保护野生动植物，提高生物多样性；文化服务休闲旅游和科研教育的服务价值占比均较小，目前，湿地公园旅游活动较少，湿地公园与科研单位开展的合作交流也较少，这与湿地公园周边交通、供水等基础设施不完善有关，随着规划的逐步落实，湿地公园交通等基础设施建设完善后，该项服务的价值将逐渐提高。

4 结论

本文以河北青龙湖国家湿地公园为例，估算了湿地生态系统的服务价值，根据计算结果，湿地公园生态系统服务价值合计6.70×108元，湿地公园的调节功能所占比重最大，占总服务价值的95.17%。整体而言，调节服务价值>支持服务价值>供给服务价值>文化服务价值。

河北青龙湖国家湿地公园调节服务中涵养水源和水质净化服务价值占比大，涵养水源和水质净化是湿地公园的主要功能，与湿地公园是河北省重要水源地的功能一致；固碳释氧服务价值比重较小，建议在规划落实过程中增加植被覆盖度，进而提高生物量和固碳释氧服务价值。文化服务休闲旅游和科研教育的服务价值占比较小，这是由于湿地公园交通等基础设施尚未建设完善，随着规划的落实，该项服务价值将逐渐提高。