美國生態學家克斯坦薩將全球生態系統服務功能分為17項:氣體調節、幹擾調節、水分調節、供水、侵蝕控制、沈積物保持、土壤形成、養分循環、廢物處理、授粉、生物控制、庇護所、食物生產、原材料、遺傳資源、休閑和文化等。這些17的功能已經成為人們的生態活動。對於不同的生態系統類型,生態系統提供的服務功能在內容和數量上都有很大差異。研究表明,在各種生態系統中,濕地生態系統提供的服務價值最高。本章將對黃河三角洲濕地的生態服務價值進行評估。
壹、黃河三角洲濕地生態系統服務功能
1.黃河三角洲濕地概述[82]
位於山東省黃河三角洲,東臨渤海和萊州灣,是世界上含沙量最大的河流黃河形成的淤灘,攜帶大量泥沙到河口,被稱為中國最年輕的土地。黃河三角洲濕地資源豐富,包括近海和濱海濕地、河流濕地、沼澤和沼澤草甸濕地,以及以水田、蘆葦和池塘為主的人工濕地。它是世界上發展最快的濕地生態系統,也是中國暖溫帶最完整、最廣泛的濕地生態系統。濕地面積約4500km2,是國際重要濕地,需要拉姆薩爾國際濕地公約締約方註冊。早在1992就已建立為黃河三角洲國家級自然保護區,是中國最大的河口三角洲自然保護區,也是世界上最具代表性的河口濕地生態系統範例之壹。
2.黃河三角洲濕地生態系統服務功能[83,84,160,163]
黃河三角洲濕地生態系統具有以下服務功能:
2.1豐富的土地資源和土地復墾功能
2.1.1土地資源功能:黃河三角洲土地資源豐富,主城區東營人均土地面積0.47hm2,目前尚有3.5×105hm2的瘠薄鹽堿地有待開發利用。根據土地儲備資源適宜性評價,宜農(耕地)用地8.65×104hm2,宜林(牧業)用地1.313×105hm2,宜水產(鹽業)用地1.322×105hm2。大片濕地保持著原始狀態。這片未被汙染、平坦而肥沃的土地被稱為世界上最有生命力的“處女地”。
2.1.2造陸功能:黃河三角洲是目前世界上造陸最快的河口三角洲,每年約有20 ~ 23km2的新陸地形成[86]。
2.2海洋資源功能
三角洲海岸線長350km,海灘面積1.2×105hm2。由於黃河等河流將大量的營養物質和有機物帶入大海,是渤海浮遊動物最豐富的水域,為魚、蝦、蟹、貝等漁業資源的繁殖、生長和繁殖提供了良好的條件。被譽為“百魚之鄉”、“東方蝦之鄉”。
2.3棲息地功能
區內共有野生動物1524種,其中海洋水生動物418種,屬國家重點保護的約170種,包括江豚、寬吻海豚、斑海豹、小須鯨、偽虎鯨等。淡水魚類108種,其中國家重點保護的有大石線、白線、松江鱸魚3種。
三角洲又被稱為“鳥類天堂”,是東北亞內陸和西太平洋周邊鳥類遷徙的重要“中轉站”和越冬、棲息地、繁殖地。現已發現在此棲息的鳥類有270種,占全國鳥類總數的22.3%,其中國家壹級保護鳥類7種:丹頂鶴、白頭鶴、白鶴、鴨、秋沙鴨、白尾海雕、金雕。國家重點保護鳥類:天鵝、灰鶴、鴛鴦、白枕鶴等。,多達34種。黑嘴鷗,世界珍稀鳥類,也廣泛分布於自然保護區,在這裏築巢、產卵、繁衍。列入《瀕危野生動植物種國際貿易公約》的鳥類有40種,每年6月165438+10月至次年3月,是觀鳥的好季節。在黃河口周圍的泥灘和沼澤中,隨處可見丹頂鶴、天鵝、黑嘴鷗、斑頭雁等各種候鳥、旅鳥和留鳥。人們把黃河三角洲比作“鳥類的國際機場”。
2.4物質生產函數
能提供豐富的動植物產品如魚、蝦、蟹、貝、藻等營養豐富的副食品;有特殊的野生藥用植物,主要有鹽地堿蓬、鹽角草、紅芪等。有許多動植物是發展輕工業的重要原料,如蘆葦,是造紙的重要原料。濕地動植物資源的利用間接促進了加工業的發展;農業、漁業、畜牧業和副業生產在很大程度上依賴濕地提供的自然資源。還包括各種生物資源和海洋水產資源。黃河三角洲獨特的生態環境和獨特的自然條件,使得濕地植被、水土生物、鳥類等生物資源極其豐富。黃河三角洲國家級自然保護區有天然蘆葦、鹽地堿蓬、檉柳、中華補血草、大蒜等植物393種,有天然草地、天然柳樹林、天然柳樹灌木林、人工刺槐林和天然幼苗林。野生大豆是國家二級保護的瀕危植物,分布廣泛。
2.5觀光和審美功能
濕地自然風光優美,是旅遊娛樂的好去處。黃河口濕地生態旅遊示範區設有沼澤濕地生態區、槐林生態接待區、蘆葦濕地觀鳥區、灘塗濕地觀光區、新陸地觀光區等五大功能區,設置了濕地之窗、蘆花飛雪、槐林飄香、翠柳依依、萬畝天然草原、黃龍入海、蘆海迷宮、長灘觀海、海上日出、長河落日等黃河口“十景”,現已建成並正在除了創造直接的經濟效益外,還具有重要的文化價值,在美化環境、調節氣候、為居民提供休閑空間等方面具有重要的社會效益。
濕地美學價值:濱海濕地的鹽地堿蓬、海蓬子、濕地松、鐵桿蒿具有較高的觀賞價值。廣闊的蘆葦在碧波中翻滾,水鄉繁華,天空湛藍,許多鳥兒在爭羽毛,生機勃勃。與丹頂鶴、黑嘴鷗等野生動物相映成趣,為人們提供了良好的旅遊和療養環境。
2.6教育和科研價值
黃河三角洲的濕地生態系統、多樣的動植物群落和瀕危物種為教育和科學研究提供了實物、資料和實驗基地。濕地保留了過去和現在生物和地理演化的信息,對研究環境演化和古地理具有重要價值。生態學家把這裏作為研究新陸地形成、演化和發展的重要基地,生物學家把它作為研究生物進化和演替規律的基因庫,鳥類學家把它作為研究東北亞內陸和西太平洋鳥類生存、棲息和遷徙規律的特殊區域,水土保持專家把它作為反映黃河治理成效的晴雨表。同時也是全國青少年生態教育基地。
2.7凈化環境的功能
濕地有利於凈化環境,提高環境質量。大面積的蘆葦、草甸和沼澤具有凈化水質、降解內河汙染物的功能,從而減少渤海的汙染,提高渤海的漁業生產能力和生態功能。這是壹個天然的汙水處理廠。蘆葦對水中的各種汙染物,如BOD5、SS、營養鹽N、P、微量元素、難降解有機物、致病菌等都有明顯的作用,其主要作用機理有物理沈澱、過濾、吸附、化學沈澱、分解、生物代謝等。根據P.R. Adler的實驗研究,隨著濕地生產力的提高,對營養物質的去除能力也增強。理想的草坪濕地可以去除92%的磷和40%以上的氮。最近,近海水域的“赤潮”是由水中的營養物過量引起的。充分利用濕地的凈化功能,有利於減少近海水體汙染,防止海水富營養化的發生。
2.8蓄滯洪功能
濕地儲存和滯留洪水的功能是由於地面坡度小和地下水位高。在海水的支撐下,大量河水滯留在濱海濕地,成為陸地水入海前的天然蓄洪水庫。如果以海拔5m為濕地邊界,除已開發的水稻種植區外,可作為天然蓄洪水庫的面積約為1400km2。按平均蓄洪深度2m計算,濱海濕地可蓄洪水28億m3,對下遊黃河平原河流水位和水量平衡起著重要的調節作用。
2.9大氣成分的調節功能
大氣組分通過光合作用和呼吸作用調節生態系統與大氣交換CO2和O2,從而在大氣中CO2和O2的動態平衡中發揮重要作用。濕地也是溫室氣體的來源,包括CH4和N2O。
2.10濕度調節功能
水量調節是濕地的重要功能之壹,濕地具有巨大的入滲能力和蓄水能力。由於濕地植物對降水的吸收和滲透,使降水進入河流的時間滯後,入河水量減少,從而減少洪水徑流,達到削洪的目的。
二、濕地生態服務功能價值的評估方法
1.土地復墾價值
土地復墾價值采用市場價值法進行評估。通過市場調查,了解當地土地使用權轉讓價格,取其平均值465,438+0,000元/hm2進行估算。黃河三角洲每年自然填海面積為20~23 km2,本研究采用265,438+0,000 hm2進行估算。土地復墾價值(V)的計算公式如下:
V=當地土地使用權轉讓價格×年土地復墾面積
V=V1+V2=(土地面積+年復墾面積)×當地土地使用權出讓價格= 2100 hm2× 41萬元/hm2 = 861萬元。
2.物質生產函數
物質生產的功能價值也采用市場價值法評估。計算公式如下:
城市地質環境風險的經濟評價
在公式(4-1-1)中,V是物質產品的價值,既包括水產品的價值,也包括原材料的生產價值;Si是第壹類物質的可收獲面積,Yi是第壹類物質的中間類,Pi是第壹類物質的市場價格。
產品市場價格參考2005年全國價格年鑒和當地實際價格。在估計原料價值時,可收獲面積按總生產面積的50%計算。
3.大氣成分的調整值
大氣組分的調節功能可分為三部分:植物對CO2的固定、O2的釋放和溫室氣體的排放。大氣成分的調節函數值是植物對CO2的固定,該值與O2釋放量之和減去溫室氣體排放量的值。
3.1植物固碳值
基於黃河口濕地生態系統有機質的產生,根據光合作用的反應方程式,每形成1g幹物質,估計需要1.62gCO2,釋放1.2g CO2。
目前,國際上通常采用碳稅法評估植物的固碳價值,碳稅稅率以瑞典政府建議的150美元/t(C)(即1024人民幣/t)為基礎。這個數值對於中國來說無疑是偏高的,所以本文的研究采用中國的更新造林成本方法來計算。根據單位面積植物年凈碳生長量、造林成本和濕地植物總面積,三者乘積計算濕地植物固碳值,我國造林成本為260.9元/t [87]。
3.2 O2釋放及其數值
經濟價值分別用造林成本法和工業氧氣影子價格法估算,並計算其平均值。根據單位面積釋放的O2量、O2的造林成本和工業制氧價格,可以計算出氧氣的經濟價值。CO2造林成本為352.93元/t [87]。工業制氧價格為0.4元/公斤[88]。
3.3溫室氣體的排放
根據濕地溫室氣體排放通量、自然濕地面積和溫室氣體排放值的乘積,得出溫室氣體排放值。在這種情況下,用Pearce等人在OECD的《氣候變化的經濟分析》中提出的CH4和N2O的排放值來評價這兩種氣體的經濟價值,排放值分別為0.86元/kg和20美元/kg。
4.水資源的調節價值或蓄滯洪水的功能價值。
濕地的總水量調節可根據以下公式獲得
城市地質環境風險的經濟評價
式(4-1-2)中,Si為I類用地面積,Di為I類用地蓄水深度。利用影子工程法計算水量調節值。通過建立蓄水量為1t的水庫的影子工程費用,估算了節約用水的價值。水量調節功能的總價值是總水量調節能力和中間蓄水量的蓄水能力成本的乘積。在這個例子中,計算出1m3庫容每次建設的投入成本為0.67元(目前國內研究多采用這個數據)。
因此,蓄滯洪水的功能價值采用市場價值法計算,按可蓄洪水28億m3計算,則為
蓄滯洪水功能價值= 28億m3×0.67元/m3 = 654.38+8.76億元。
5.純凈水價值
濕地凈化水質的價值是濕地去除營養物質和重金屬的價值之和。采用生產成本法估算河口濕地生態系統去除汙水中營養物質的價值。采用專家評價法對去除重金屬的價值進行估算。根據以下公式計算去除營養物的值:
et = EJ×Pj = max { Tj/新澤西%}×Pj
上式中,Et為濕地凈化N、P的值,元/a;Ej為濕地凈化的汙水量,t/a;Pj為汙水處理廠單位排汙費用的值,元/a;Tj是濕地凈化的氮磷量;Nj%為汙水中N、P的含量,Tj/Nj%的最大值為濕地凈化的結合汙水總量,即Ej。
目前全國二級汙水處理廠汙水處理成本為1.600 ~ 0.33萬元/萬噸(包括噸水投資成本、噸水運行成本、噸水汙泥處理投資成本、噸水汙泥處理運行成本等。),月均價值2450元/萬t [89]。混合汙水的含氮量Nn%為2.90% [90]。
根據專家評估法,將濕地的環境效益值作為總環境效益值的40%得出重金屬去除值[91]。
6.棲息地價值
采用替代法對生境價值進行了初步評價,並將該值與全球濕地生態系統生境價值的平均值作為河口濕地生態系統的生境價值。用替代法計算棲息地價值時,根據本區鳥類資料初步估算棲息地價值,其中棲息地保護投資=保護工程投資+科研文化投資×50%。
7.文化和科學研究價值
中國單位面積生態系統的平均科研價值為382元/hm2,Costanza等人的全球濕地生態系統科研和文化功能平均值為861美元/hm2,作為河口濕地的科研價值為3129.9元/hm2。
8.美學(旅遊)價值
旅遊價值由三部分組成:旅遊費用、旅遊時間和其他費用,以2005年接待遊客人數計算。
差旅費=交通費+住宿費+公園門票、景點門票、服務費。
旅行時間成本值=遊客總旅行時間×遊客單位時間機會工資及其他費用=攝影和購物費用
在旅遊時間價值的計算中,遊客的工資是按照90元/d計算的,遊客的機會工資成本壹般是實際工資的30% ~ 50%[92],本研究采用40%的折現率。
9.河口濕地的總生態價值
總價值等於各種價值的總和,即
總生態價值=土地復墾價值+物質生產價值+大氣成分調節價值+水分調節價值+水質凈化價值+棲息地價值+文化科研價值+審美(旅遊)價值+蓄滯洪功能。
三。評估結果和討論
本文將黃河三角洲濕地生態系統的服務功能劃分為8種類型,濕地生態系統的服務價值為94.5億元/a..各項服務的評估結果見表4-1-1。其中,濕地生態服務價值以土地復墾價值、物質生產價值和文化科研價值較高,其次是審美價值、水質凈化價值、棲息地價值、水分調節價值和氣體調節價值。黃河三角洲濕地單位面積服務價值為1.79萬元/hm2·a,遠大於全國單位面積生態系統服務價值(0.54萬元/hm2·a),與吳玲玲等[65438]相比,這說明濕地生態系統的服務價值是很高的,這與Costanza的研究結果是壹致的。
表4-1-1黃河三角洲生態系統服務價值評估結果
(1)黃河三角洲濕地的土地復墾價值較高,占總價值的10438+0%。因為黃河中上遊的河水(特別是小浪底水庫運用後每年的調水調沙工程)將大量的河沙輸送到黃河入海口堆積成陸,造就了豐富的灘塗和土地資源,決定了濕地具有很高的成陸價值。
(2)通常有兩種方法來評估棲息地的價值。壹種是替代法,即棲息地的價值被保護區的直接投資所替代。另壹種是CVM條件價值法,通過考察WTP(Willingtopay)或WTA(willing to pay)來實現。CVM受評價者主觀因素的影響很大。在恩格爾系數低的發達國家,人們更關註環境,更看重棲息地價值。用替代法用保護區投資替代棲息地價值,是基於中國對保護區的重視和支付能力,結果低於世界對棲息地價值的評價。筆者認為必須基於適當的國情,但也要考慮到國外對這壹功能的評價。
評價結果表明,棲息地價值占總價值的20.71%,極高。作為評價區,無論是生物多樣性還是外來動植物都是世界罕見的,以發達國家的標準來看並不算高,但對我國來說可能有點高。
(3)在本研究中,文化科研的價值很高,占21.438+0%。事實上,目前黃河三角洲濕地的文化和科研價值遠未得到開發利用,實際利用價值遠低於這壹價值,這也說明該濕地的文化和科研價值具有巨大的開發利用潛力。
(4)在上述8項生態功能價值中,蓄滯洪水的功能價值最高,占總價值的23.33%。或許,對於評價區域來說,由於大部分地區土壤鹽堿化,耕種的水質相對較差,評價結果可能偏高。但是因為沒有比工程成本法更合適的方法,所以只能接受這個結果。
(5)在估算凈化水體價值時,主要是估算濕地已實現的凈化功能,濕地潛在凈化功能價值的估算有待進壹步研究。