广东中山翠亨国家湿地公园湿地生态系统服务价值评估

李玫, 廖宝文, 陈玉军, 姜仲茂

广东中山翠亨国家湿地公园湿地生态系统服务价值评估

李玫*, 廖宝文, 陈玉军, 姜仲茂

中国林业科学研究院热带林业研究所, 广州 510520

以广东中山翠亨国家湿地公园为研究对象, 基于2018年湿地调查数据和相关统计资料, 结合湿地生态系统的特征、结构及过程, 构建了湿地生态系统服务价值评估指标体系。采用市场价值法、替代工程法、碳税法等服务价值评估方法, 对该湿地公园湿地生态系统的供给服务、调节服务、支持服务和文化服务4大类11项生态服务价值进行了评估。结果表明, 2018年中山翠亨国家湿地公园湿地生态系统的总服务价值为10982.63 万元·a-1, 单位面积服务价值为27.77 万元·hm-2·a-1。在湿地生态系统服务价值中, 消浪护岸价值(3612.72 万元·a-1)最大, 占总价值的32.90%, 其后依次为水文调节价值(2583.50 万元·a-1)、固碳价值(1502.27 万元·a-1)和休闲旅游价值(946.48 万元·a-1), 分别占总服务价值的23.52%、13.68%和8.62%。其他各类服务价值量之和为2337.66 万元·a-1, 仅占总价值的21.28%。研究结果为广东中山翠亨国家湿地公园在湿地保护与管理中, 平衡发展各项生态服务, 实现经济、社会和生态价值效益最大化提供决策依据。

广东中山翠亨国家湿地公园; 湿地生态系统服务; 价值评估

0 前言

滨海湿地是生物多样性最丰富、初级生产力最高和最具生态价值的生态系统类型之一, 也是沿海地区经济和社会发展的主要依托[1]。据 Constanza 等估算, 滨海地区和湿地生态系统提供的服务总价值为15.5 万亿美元, 占全球生态系统估计提供的服务总价值的46%[2]。然而, 滨海湿地也是全球遭受破坏最严重的生态系统之一, 正在迅速退化和消失。出现这一问题的核心是人类在对滨海湿地进行开发利用时, 没有考虑其自身提供的各种价值或利益[3]。如何量化和评估其生态系统产品和服务的价值, 将会显著影响在滨海湿地保护与发展方面决策的制定[4]。近5年来, 国内学者相继开展了江苏省、浙江省、山东省、海南省、杭州湾、胶州湾等滨海湿地生态系统服务价值的综合评估研究[5-10]; 国外相关研究则更侧重于各类滨海湿地生态系统的消浪护岸、提供海产品(渔业支持)、固碳作用、娱乐休闲等单项服务价值估算[11-14], 以及气候变化、海平面上升、风暴潮和土地用途改变等对滨海湿地生态系统服务价值的影响研究[15-18]。

广东中山翠亨国家湿地公园(以下简称翠亨国家湿地公园)位于珠江横门水道的咸淡交汇处, 是珠江流域河口湿地生态系統的典型代表, 与广州南沙湿地和珠海淇澳岛共同构成国际候鸟的迁徙通道, 具有重要的生态区位。本文基于2018年的湿地资源调查数据及相关统计资料, 结合该湿地生态系统的特征、结构及过程, 构建了翠亨国家湿地公园湿地生态系统服务价值评估指标体系, 采用市场价值法、替代工程法、碳税法等服务价值评估方法, 引入“社会贴现率”这一参数将服务价值统一到了同一评估年的货币水平, 对翠亨国家湿地公园湿地生态系统服务价值进行了综合评估, 以期为翠亨国家湿地公园的湿地保护与管理, 乃至华南滨海湿地的保护和合理利用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

翠亨国家湿地公园位于中山市翠亨新区南朗镇横门西水道的咸淡水交汇处, 距中山市21公里, 地理坐标位于北纬 22°29′51″—22°32′42″, 东经113° 34′53″—113°35′48″之间(图1)。面积625.6 hm2, 长5.4 km, 其中陆地面积243.9 hm2, 湿地面积395.44 hm2, 湿地率(不含水田)达63.21%。翠亨国家湿地公园水域开阔, 有近海与海岸湿地、人工湿地两大湿地类, 包含河口水域、红树林、淤泥质海滩、潮间盐水沼泽和水田5个湿地型(表1), 湿地类型较丰富、特征较典型、湿地资源保存良好, 是珠江流域河口湿地的典型代表。

1.2 湿地生态系统服务价值评估指标体系的构建

本研究应用生态经济学方法, 对翠亨国家湿地公园的湿地生态系统服务价值进行了评估, 以期为该处的湿地资源有效管理和区域生态环境保护提供依据。

1.2.1 数据来源及方法

利用2018年的翠亨国家湿地公园湿地资源调查以及中山市统计年鉴和相关统计资料, 借鉴国内外滨海湿地生态系统服务价值评估研究的相关文献, 在分析翠亨国家湿地公园湿地所提供的各项生态服务基础上, 运用当前常用的湿地生态系统服务价值评估方法, 对翠亨国家湿地公园湿地的各项生态服务价值予以评估。评估方法包括市场价值法、替代工程法、碳税法等6种, 具体见表2。

图1 翠亨国家湿地公园范围(卫星影像)

Figure 1 Scope of Cuiheng National Wetland Park (Satellite Image)

表1 翠亨国家湿地公园湿地类型、面积和比例

1.2.2 湿地生态系统服务价值评估指标体系的构建

以翠亨国家湿地公园的湿地生态系统类型、结构及各类生态过程的特点为依据, 参考国内外关于湿地生态系统服务价值评估指标体系研究的最新进展, 选取了4个一级指标和11个二级指标, 构建了翠亨国家湿地公园湿地生态系统服务价值评估指标体系(表2)。

2 结果与分析

2.1 供给服务价值评估

2.1.1 食物供给(水产品)

滨海湿地可提供大量海水产品和淡水产品, 常见的有鱼、虾、蟹等。近海捕捞是翠亨国家湿地公园水产业的主体之一, 据调查主要经济鱼类有40多种。通常采用市场价值法计算水产品价值, 公式如下:

V=∑Q·P(1)

式中,V为水产品总价值;Q为第种水产品产量;P为第种水产品的市场单价。

据研究, 红树林湿地平均每公顷每年可产鱼、虾、蟹等水产品750多千克[25]。据周边市场调查, 2018年12月南朗镇鱼、虾、蟹平均市场单价分别为25 元·kg-1、90 元·kg-1、70 元·kg-1和 60 元·kg-1。翠亨国家湿地公园内现有红树林湿地50.07 公顷(见表1), 计算得其2018年其湿地生态系统的水产品价值约230.01 万元。

2.1.2 原材料供给

翠亨国家湿地公园的湿地原材料供给服务主要体现在红树林湿地提供的木材产品(其他植物因产量小不计入), 可通过红树林单位材积市场价格进行估算。而湿地公园内红树林不存在现实市场, 主要根据其潜在的市场价格进行估算, 计算公式为:

V=S·V·P·(l+r)n(2)

式中,V为原材料供给价值, 万元;S为红树林面积(见表1), hm2;V为红树林年均材积生长量, 采用韩维栋(2000年)的数据[26], 即 4.39 t·hm-2·a-1;P为红树林活立木市场单价, 参照韩维栋(2000年)的数据[26]并结合广东省木材市场价格, 确定为996.725 元·t-1。为社会贴现率(8%);为从贴现日期起到贴现截止日期(2018年)的时间(年)。

表2 翠亨国家湿地公园湿地生态系统服务价值评估指标体系

经计算, 得到2018年翠亨国家湿地公园的湿地原材料价值为110.28 万元。

2.2 调节服务价值评估

2.2.1 水文调节

滨海湿地生态系统水文调节(调蓄洪水)的价值与水库相似, 通常采用替代工程法来计算该价值, 计算公式为[20]:

V=··P·(l+r)n(3)

V为滨海湿地防洪蓄水的价值(万元);为湿地面积(数据见表1), hm2;为湿地蓄水深度;P为单位体积水库建造价值(元·m-3)。

据资料统计, 翠亨国家湿地公园的湿地蓄水深度为1.13 m(取平均最高潮位与平均最低潮位的差值), 乘以滨海湿地面积395.44 hm2, 得到湿地的蓄水体积为5615248 m3, 单位体积蓄水价值参照我国建造1 m3水库的平均造价0.67 元(1990年不变价)乘以我国年社会贴现率, 得到2018年单位体积造价为5.78 元·m-3。最后得到, 2018年翠亨国家湿地公园湿地生态系统的水文调节价值为2583.50 万元。

2.2.2 水质净化

红树林湿地能除去污水中大部分的氮和磷, 亦可净化水体中的镍、铜等重金属元素和农药等, 有害藻类进入红树林湿地后因不适应环境而死亡, 进而减少了赤潮的发生。红树林水质净化价值的计算公式为:

V=S·P·(l+r)n(4)

式中,V为红树林净化水质价值(万元);S为红树林湿地面积;P为单位面积红树林湿地对氮、磷和重金属等的吸附价值。

翠亨国家湿地公园内红树林湿地总面积为50.07 hm2(见表1); 根据2013年的单位面积红树林吸收水中氮、磷和重金属年吸附量价值3.77 万元·hm-2·a-1[27], 乘以年社会贴现率, 得到2018年的单位面积净化水质价值为5.54 万元·hm-2·a-1。

经计算, 得到2018年翠亨国家湿地公园红树林湿地水质净化价值为277.48 万元。

2.2.3 固碳价值

翠亨国家湿地公园的湿地固碳价值, 主要由红树植物光合固碳、土壤有机碳储藏等形式体现。计算公式为:

V=(S·r+t·t)·(5)

式中,V为固碳价值, 元;r、t为红树林湿地生态系统的固碳系数212.87 t·hm-2·a-1、滩涂(包括淤泥海滩和潮间盐水沼泽)的固碳系数134.15 t·hm-2·a-1(见《2018年中山翠亨国家湿地公园湿地碳储量及其影响因子报告》);St分别为翠亨国家湿地公园的红树林和滩涂的面积, hm2;为碳税率, 选取瑞典碳税率(150美元·t-1), 换算为人民币976.5 元·t-1(2018年美元兑人民币汇率1: 6.51)。

经计算, 得到2018年翠亨国家湿地公园的湿地固碳价值为1502.27 万元。

2.2.4 大气组分调节

湿地生态系统通过光合作用与大气交换CO2和O2, 从而对大气中的CO2和O2动态平衡起着重要的作用。湿地还是温室气体的排放源, 包括CO2和CH4的排放。翠亨国家湿地公园的湿地大气组分调节价值计算公式为:

V=(S·O+S·O+S·O)·C-(S·C+S·C)·C(6)

式中,V为大气组分调节价值, 万元;S、t和S为红树林、滩涂和河口水域面积;O、O和O为红树林、滩涂植物、浮游藻类的释氧系数, 分别为30.29 t·hm-2·a-1[26]、8.75 t·hm-2·a-1[28]和2.46 t·hm-2·a-1[28];C和C为红树林湿地和滩涂湿地的土壤CO2单位排放系数, 分别为12.26 t·hm-2·a-1[29]和9.78 t·hm-2·a-1[30];C为国内工业制氧单价, 采用卫生部网站中氧气平均价格1000 元· t-1; Cc为碳税率, 选取瑞典碳税率(150 美元·t-1), 换算为人民币976.5 元· t-1。

经计算, 得到2018年翠亨国家湿地公园的湿地大气组分调节价值为165.97万元。

2.2.5 消浪护岸

滨海湿地中的红树林、盐沼植物、海藻(草)等都对海浪有缓冲作用, 有保护海岸的重要功能。消浪护岸价值的计算公式为:

V=∑·P·(l+r)n(7)

式中,7为消浪护岸总价值;为滨海湿地面积;P为单位面积的消浪护岸价值。英国学者Ledoux研究表明[31], 滨海湿地的消浪护岸价值为9140—30760 美元·hm-2, 本研究取其平均值19950 美元·hm-2, 汇率按当时(2002年)的6.5计算为人民币129675 元·hm-2, 乘以我国年社会贴现率, 得到2018年单位面积消浪护岸价值为444259.11 元·hm-2。

翠亨国家湿地公园湿地中的红树林湿地、淤泥质海滩、潮间盐水沼泽都具有消浪护岸功能, 其总面积为81.32 hm2, 经计算得出2018年的消浪护岸价值为3612.72 万元。

2.3 支持服务价值评估

2.3.1 生物多样性维持

滨海湿地复杂多样的植物群落, 为野生动物尤其是一些珍稀或濒危野生动物提供了良好的栖息地, 是鸟类、鱼类、两栖类动物的繁殖、栖息、迁徙、越冬的场所。翠亨国家湿地公园内的湿地为生物提供了良好的栖息、觅食和繁衍场所, 其湿地生物多样性维持价值计算公式为:

V=·P· (l+r)n(8)

式中V为生物多样性价值;为湿地面积(hm2);P为单位面积的生物多样性价值。采用Constanza[2]的全球湿地单位面积生物多样性价值304 USD·hm-2, 按1997年美元对人民币的汇率8.29, 约合人民币2520.16 元·hm-2, 再乘以社会贴现率, 得到2018年对应的单位面积生物多样性维持价值为人民币12686.07 元·hm-2。

经计算得出, 2018年翠亨国家湿地公园的湿地生物多样性服务价值为501.66 万元。

2.3.2 保持土壤

保持土壤的价值主要是体现在红树林湿地中, 包括底泥稳定和土壤保持, 采用替代成本法计算[32]。计算公式:

V=S·P·(l+r)n(9)

式中V为红树林保持土壤价值(万元);S为红树林湿地面积(hm2);P为单位面积内红树林稳定底泥和保持土壤的价值, 2001年时为3679 美元·hm-2·a-1, 按当时美元对人民币的汇率8.27, 约合人民币30425.33 元·hm-2·a-1。

经计算得出, 2018年翠亨国家湿地公园内红树林湿地保持土壤价值为563.66 万元。

2.4 文化服务价值评估

2.4.1 科研教育

采用成果参照法[21]对翠亨国家湿地公园湿地的科研教育价值进行计算。计算公式:

V=·P·(l+r)n(10)

式中,V为湿地科研教育价值;为湿地面积(hm2);P为单位面积科研教育价值。据2003年吴玲玲和陆健健的文献报道[21], 我国单位面积生态系统的平均科研价值为382元·hm-2, Costanza等认为全球湿地的生态系统科研教育价值为861 美元·hm-2, 本研究取两者的平均值即3 897.8 元·hm-2。经计算得出, 2018年翠亨国家湿地公园湿地的科研教育价值为488.60 万元。

2.4.2 休闲旅游

滨海湿地具有独特的景观、丰富多样的生物以及良好的自然生态环境, 是休闲旅游的好去处。翠亨国家湿地公园内, 红树婆娑、鸟飞鱼游, 极具旅游价值。由于翠亨国家湿地公园尚未正式对外开放, 目前欠缺旅游方面具体数据, 故采用成果参照法对其休闲旅游服务价值予以评估。计算公式为:

V=·P·(l+r)n(11)

式中,V为湿地休闲旅游服务价值(万元·a-1);为湿地面积(hm2);P为单位面积休闲旅游价值(元·hm-2·a-1)。

P取Costanza[2]于1997年界定的湿地休闲旅游价值, 即574 美元·hm-2·a-1, 美元对人民币汇率按照当时的1: 8.29计算, 折合为人民币4758.46 元·hm-2·a-1。乘以社会贴现率, 得出2018年翠亨国家湿地公园湿地生态系统的休闲旅游价值为946.48 万元。

2.5 翠亨国家湿地公园湿地生态系统服务总价值

2018年, 翠亨国家湿地公园湿地生态系统提供的服务价值总量为10982.63 万元·a-1, 单位面积服务价值为27.77 万元·hm-2·a-1。在四大类服务中, 调节服务的价值最高(8184.94 万元·a-1), 占总价值74.14%; 其次是文化服务价值(1435.08 万元·a-1), 占总价值13.07%; 再次是支持服务价值(1065.32 万元·a-1)占总服务价值9.70%; 最后是供给服务价值(340.29 万元·a-1), 占总价值3.09%(表3)。

在湿地生态系统服务价值的各组分中, 消浪护岸价值最大(3612.72 万元·a-1), 占总价值32.90%; 水文调节价值(2583.50 万元·a-1), 占总价值23.52%; 固碳价值(1502.27 万元·a-1), 占总价值13.68%; 休闲旅游价值(946.48 万元·a-1), 占总价值8.62%; 其他各项服务价值总和为2337.66 万元·a-1, 仅占总价值21.28%。

表3 翠亨国家湿地公园湿地生态系统服务价值(2018年)

3 讨论

在翠亨国家湿地公园的湿地生态系统中, 消浪护岸、水文调节和固碳价值的单项服务价值在总价值中占比居前三位, 是核心服务功能。红树林作为“海岸卫士”, 消浪护岸是其独特的服务功能之一, 其茂盛的根系和茎叶能够削减海浪的能量和规模; 湿地是天然“海绵”, 在水文调节方面作用显著, 红树林滩涂可有效地调蓄洪水和风暴潮、防止海水倒灌, 减缓流速, 削减重力流和波浪能量; 红树林具有强大的光合作用能力和微小的分解作用, 因此具备很高的单位面积生产力和固碳能力, 是海岸带蓝碳的主要贡献者[39]。另外, 独特的生态系统类型、种类多样的水鸟与优质的海产品等还提高了该湿地的休闲旅游和科研宣教价值, 所以其文化价值在湿地总服务价值中也占据一定比重。

翠亨国家湿地公园湿地生态系统服务的单位面积服务价值(即27.77 元·m-2·a-1)高于我国红树林平均状况(17.333 元·m-2·a-1)[33], 以及福建漳江口(5.999 元·m-2·a-1)[34]、深圳福田(10.740 元·m-2·a-1)[35]、海南东寨港(22.555 元·m-2·a-1)[36]、泰国素叻府(2.726—3.592 美元·m-2·a-1)[32]和巴西波腾基河口(2.80 美元·m-2·a-1)[37]等红树林湿地生态系统服务的单位面积价值, 原因是本研究中所选取的单项服务更多, 各单项服务价值所选取的估算方法与其他研究不同, 且在估算中采用了社会贴现率将服务价值统一到了同一评估年的货币水平。迄今, 由于缺乏一个普适性的生态系统服务评估体系, 不同的研究者、研究地点、研究方法之间往往缺乏可比性[38]。目前, 滨海湿地生态系统服务价值评估研究相对滞后, 表现在非利用价值的定量评估方法和理论不完善, 各种服务价值的定量化及各组分的可加性存在问题。今后, 有必要对不同类型滨海湿地开展服务价值的动态监测与评估, 构建更适合滨海湿地的服务价值评估方法体系, 提高评估的准确性和可比性。

湿地为人类提供生命支持和供给服务等多种服务功能价值, 对其服务功能进行科学的、全面的评估, 是湿地有效保护与合理利用的基础[40]。由本文研究结果可见, 在翠亨国家湿地公园湿地生态系统中, 其生态环境价值(主要是调节和支持功能)在总价值中所占比例远高于社会经济价值(主要是供给和文化服务功能)。鉴此, 在开展滨海湿地尤其是红树林湿地保护管理过程中, 应更多关注和权衡湿地物质生产之外的生态环境功能, 如消浪护岸、净化水质和生物多样性维持等, 要注意平衡发展湿地的各项生态服务, 努力实现其在经济、社会和生态价值各方面效益的最大化。

4 结论

2018 年, 广东中山翠亨国家湿地公园的湿地生态系统服务总价值为10982.63 万元·a-1, 单位面积服价值为27.77 万元·hm-2·a-1。在四大类服务中, 调节服务价值>文化服务价值>支持服务价值>供给服务价值。所提供的11项服务功能价值量的大小依次为: 消浪护岸(3612.72万元·a-1)>水文调节(2583.50万元·a-1)>固碳价值(1502.27万元·a-1)>休闲旅游(946.48万元·a-1)>保持土壤(563.66万元·a-1)>生物多样性维持(501.66万元·a-1)>科研教育(488.60万元·a-1)>水质净化(277.48万元·a-1)>食物供给(230.01万元·a-1)>大气组分调节(165.97万元·a-1)>原材料供给(110.28万元·a-1)。对翠亨国家湿地公园的湿地生态系统服务价值进行评估, 有助于提高民众对湿地保护重要性的认识, 明确翠亨湿地的综合经济价值, 为当地相关政府部门制定滨海湿地保护与开发利用方面的政策提供依据。

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Wetland ecosystem services valuation of Cuiheng National Wetland Park in Zhongshan, Guangdong Province

LI Mei*, LIAO Baowen, CHEN Yujun, JIANG Zongmao

Research Institute of Tropical Forestry, CAF, Guangzhou 510520, China

Taking Guangdong Zhongshan Cuiheng National Wetland Park as the research object, the evaluation index system of wetland ecosystem services was constructed, by using the wetland inventory data and other related statistics in 2018, combined with the characteristics, structure and process of wetland ecosystem. Using the market value method, the substitution engineering method, the carbon tax method and other evaluation methods, the wetland ecosystem services valuation of Cuiheng National Wetland Park were studied comprehensively. The ecosystem services were classified into four categories of provisioning, regulating, supporting and cultural services, which were further subdivided into 11 subcategories. Results showed that the total value of wetland ecosystem services of Cuiheng National Wetland Park in 2018 was RMB 109.8263 million yuan · a-1withan average of RMB 277,700 yuan ha-1· a-1. The greatest among the indexes was the coastal protection service with RMB 36.1272 million yuan, accounting for 32.90% of the total value. The second largest index was the flood control service (RMB 25.8350 million yuan · a-1), followed by carbon sequestration (RMB 15.0227 million yuan· a-1) and leisure tourism (RMB 9.4648 million yuan· a-1), accounting for respectively 23.52%, 13.68% and 8.62% of the total value. The sum of other services was RMB 233.766 million yuan· a-1, accounting for only 21.28% of the total value. In the wetland protection and management of Cuiheng National Wetland Park, the research results can provide a decision-making basis for the balanced development of various ecological services,andthe maximization of economic, social and ecological benefits.

Chuiheng National Wetland Park, Zhongshan, Guangdong Province; wetland ecosystem services; valuation

李玫, 廖宝文, 陈玉军, 等. 广东中山翠亨国家湿地公园湿地生态系统服务价值评估[J]. 生态科学, 2022, 41(3): 196–202.

LI Mei, LIAO Baowen, CHEN Yujun, et al. Wetland ecosystem services valuation of Cuiheng National Wetland Park in Zhongshan, Guangdong Province[J]. Ecological Science, 2022, 41(3): 196–202.

10.14108/j.cnki.1008-8873.2022.03.023

S157.2

A

1008-8873(2022)03-196-07

2020-07-15;

2021-10-18

广东省林业科技创新平台建设项目(2019KJCX021,2020-KYXM-09)

李玫(1971—), 女, 重庆人, 博士, 副研究员, 主要从事红树林生态学研究, E-mail: mangrovelimei@163.com

李玫