昆蟲生態服務的價值研究與探討

范欽棟

（華北水利水電大學建筑學院，河南鄭州 450046）

昆蟲生態服務的價值研究與探討

范欽棟

（華北水利水電大學建筑學院，河南鄭州 450046）

以蜣螂Catharsiusmolossus為例，采用Costanza和Chee的價值替代法對河南省蜣螂的生態服務如生糞便分解、牧草污染處理和氮循環的價值統計，得出其生態服務價值為5.10×109元，闡述昆蟲提供的巨大生態服務價值。初步提出了昆蟲生態系統服務價值的測算方法，以期推動昆蟲服務價值評價的研究發展，同時對生態系統服務價值與政府決策的權衡進行探討。參26

昆蟲生態學；昆蟲；蜣螂；生態服務價值；生態系統服務評價

生態系統服務是指人類從生態系統獲得的各種惠益，如供給服務、調節服務、支持服務和文化服務等［1］。生態系統提供了人類幾乎所有的福祉要素［2］，人類的生存和發展依賴于生態系統所提供的服務。目前，生態系統的退化已經對人類福祉造成了日益嚴重的損傷，定量研究生態系統服務價值，有助于提高對生態系統服務價值的認識，同時為政府政策權衡提供依據，有利于對自然生態系統進行可持續開發和利用，從而對自然生態系統的進行有效的管理與保護［3］。近些年來，國內外對生態系統服務價值的計算研究逐漸日趨增多［4］，相關理論與方法也不斷涌現。國外學者在全球和區域尺度、流域尺度、單個生態系統尺度、單項服務價值方面開展了大量的研究土作［5］。如Sutton等［6］的全球尺度生態系統服務評價，Grêt-Regamey等［7］的關于區域尺度生態系統服務評價，Pattanayak［8］的關于流域尺度服務價值，Lal［9］的關于單個生態系統尺度生態服務價值核算，以及de Mendonca［10］關于單項生態系統服務價值的研究。國內關于生態系統價值核算的研究起步較晚，歐陽志云等［11］在1999年首次使用生態系統服務的概念并對中國陸地生態系統的6種服務價值進行了初步評估，也是中國較早研究生態系統服務價值的論著之一。隨后，趙景柱等［12］對13個國家生態系統服務價值的測算進行比較分析，趙同謙等［13-15］對中國陸地地表水、中國草地、中國森林、海南島等大尺度區域的生態系統服務進行了價值評估，謝高地等［16］在Costanza等提出的評價模型的基礎上，對國內200多位生態學學者進行了問卷調查，提出了“中國生態系統服務價值當量因子表”。21世紀以來，國內外的研究范圍更加廣闊，但對昆蟲生態系統服務的研究依然很少涉及。昆蟲生態系統服務是指昆蟲類群在生態系統服務中發生的作用，以及為人類提供的各種收益，一般包括有形收益的產品和無形收益的服務［17］。國內對昆蟲生態服務的研究主要停留在定性的服務作用分析上，例如傳粉、病蟲害控制、物質分解等［18］。國外對蜜蜂Apis spp.等昆蟲的生態服務價值（如傳粉等）已經開始進行定性的研究和定量核算，但尚未形成共識的理論體系和方法。本研究以河南省蜣螂Catharsiusmolossus為例，初步對其生態系統服務價值的進行測算，以期推動國內昆蟲服務價值評價研究與發展，同時對生態服務價值與政府政策權衡進行簡單評述，為政府政策的生態意識提供參考。

1 研究區概況

1.1 自然地理概況

河南省首位于中國中東部，地處沿海與中西部結合部，31°23′～36°22′N，110°21′～116°39′E，屬于暖溫帶-亞熱帶、濕潤-半濕潤季風氣候。冬季較為寒冷雨雪少，春季干旱風沙多，而夏季炎熱雨水豐沛，秋季晴和日照充足。全省的年平均氣溫為12～16℃，1月-3.0～3.0℃，7月24.0～29.0℃，大體東高西低，南高北低，山地與平原間差異相對比較明顯。在中國動物地理區劃上，則處于華北區和華中區交接地帶。因此，河南省動物區系構成呈現復雜化、多樣化的局面。

1.2 昆蟲資源概況

河南省由于特殊的地質歷史、交錯的地理位置和過渡性的氣候環境，生物資源非常豐富。河南省昆蟲物種有7 387種，是目前全國記錄昆蟲種類最多的省份，為河南省生物產業的發展提供了寶貴的資源儲備，也為世界生物多樣性和中國生物資源寶庫增添了科學財富［19］，創造了巨大的生態服務價值。蜣螂在河南省分布極廣，各個地市均有分布，具有較強的地域代表性。

2 研究方法

對生態服務價值評定一般采用的是Costanza和Chee的評價方法［20］，即物質量評價法（PAM）和價值量評價法（VAM）。物質量評價法主要是從物質量的角度對生態系統提供的服務進行整體評價，而價值量評價法主要是價值量的角度對生態系統提供的服務進行整體評價［21］。本研究主要運用價值量評價法中的價值替代法進行評價。本研究選取蜣螂作為評價對象，對其生態服務價值進行核算。蜣螂的生態系統服務功能主要有生糞便分解、牧草污染處理、氮循環和有害生物（蚊蠅等）控制等［22］，其生態系統服務范圍主要集中在糞便中。我們主要以蜣螂對牛糞的生糞便處理、牧草污染控制和氮循環這3種生態系統服務價值進行核算。對具體生態服務價值指標的選取并不是以其在生態系統服務中所起的作用，而是以數據的可獲取性和方法的可操作性為原則。

2.1 糞便處理

蜣螂可以將固體牛糞破碎化并分解入地下，但僅限于草地和土地（簡稱自然地塊），蜣螂活動能力在水泥地和鋪裝路面上受限。農村牛類養殖基本上都是自然地塊個體放養，而養殖場的混合地塊較多。另外，一些養殖場采用藥物對糞便進行殺菌消毒，蜣螂排斥殺菌消毒處理的牛糞。據國外研究，在自然情況下牛糞完全分解的平均時間為（28.14±0.71）個月。在有蜣螂作用的情況下，分解平均時間為（22.74± 0.64）個月［24］。因此，可以得出蜣螂將糞便分解速率提升了19%。采用利用價值替代法，將蜣螂處理糞便的服務價值轉化為人工處理糞便等固體垃圾所需要的價值量。

式（1）中：Vd為蜣螂處理糞便的價值，元；T為河南省牛的數量，頭；R1為自然地塊的牛的比例；P1為糞便沒有被藥物處理的牛的比例；D為牛所產生的糞便量，m3·頭-1；I=19%；Md為當地人工處理土方量的單位價值，元·m-3。

2.2 牧草（飼料）污染處理

自然地塊上的牛糞堆積能提高牛糞堆下水肥含量，改善土壤理化性質，利于植物生長。但是新鮮牛糞質地黏稠，分解速度緩慢，造成牛糞下植物缺氧、少光而死亡。牲畜拒絕取食牛糞周圍的草地面積高達牛糞面積的17.15倍。在缺少蜣螂的處理分解下，牛取食范圍縮小，造成牛肉減產達7.63 kg·頭-1［24］。采用價值替代法計算如下：

式（2）中：Vf為蜣螂處理牧草（飼料）污染的生態系統服務價值，元；T為河南省牛的數量，頭；C=7.63 kg·頭-1；Mb為當地牛肉價格，元·kg-1。

2.3 氮循環價值計算

以牛糞中的氮循環為例。格拉德研究，氮在牛糞中的含量約為2%，自然狀態下沒有蜣螂處理的糞便大約80%的氮直接釋放到空中。然而蜣螂可以將牛糞輸入地下，為植物提供養分。同時牛大約能產生氮27 kg·頭-1·a-1［25］，轉化為人工施氮肥的成本進行替代如下：

式（3）中：Vn為氮循環價值，T為河南省牛的數量，頭；Mn為當地人工施氮肥的成本，元·kg-1；R2取2%，P2取80%。

3 結果與分析

3.1 牛糞處理的生態服務價值

D參考的數值來自于文獻［26］，約為21 m3。T參考的數值來自于河南省畜牧業統計數據［22］，為9.55×106頭。P1和R1來自河南省統計年鑒結合抽樣調查數據P1=72%，R1=80%，I=19%［24］，Md為當地人工處理牛糞土方量單位價值25.00元·m-3。代入式（1）中得到5.49×108元。即河南省牛糞處理的生態價值約為5.49×108元。這里僅以蜣螂處理牛糞的生態服務價值進行核算，實際中蜣螂關于糞便的處理還包括馬、豬、雞等其他家庭馴養類動物和兔子、狼等野生動物。家庭馴養類的可以根據此法結合相關數據類推，野生動物的數據尚需要長期觀測，暫未能深入研究。因此，蜣螂處理糞便的生態服務價值遠遠大于5.49×108元。

3.2 牧草污染的處理價值

式（2）中Mb的參考值來自于當地牛肉市場價格50.00元·kg-1；T取自于河南省畜牧業統計數據為9.55×106頭；C取7.63 kg·頭-1。代入式（2）得出蜣螂對牧草污染處理的價值Vf為3.64×109元。

本研究在計算處理牧草污染的價值時，將其轉化為牛肉減產的產量價值，也可以采用牛類拒絕使用的牧草面積轉化為牧草價值來替代計算。

3.3 氮循環的處理價值

式（3）人工施氮肥的成本取值：以河南省的氮肥以及復合肥的銷量為基礎，計算出它們的相互比例，同時結合氮元素在其中的比例以及銷售價格，計算出氮元素的價格（元·kg-1），結合河南省平均人工費用，得出Mn為1.50元·kg-1。R2取2%，P2取80%。代入式（3）中得出蜣螂對碳循環的處理價值Vn為9.09×108元。在牛糞的氮釋放過程中，除了蜣螂作用外，還有其他微生物作用，計算結果比實際偏大。

4 結論與討論

4.1 昆蟲生態系統服務價值的核算探討

通過對蜣螂的3項生態系統服務（生糞便分解、牧草污染處理、氮循環）價值的評估，得出其在河南省的價值量約為5.10×109元。結果僅是蜣螂對生牛糞處理的生態服務價值，同時也是蜣螂若干生態服務價值中的一部分。而蜣螂只是昆蟲種類之一，昆蟲的種類和數量巨多，因此，昆蟲生態服務價值遠大于本研究數值。

長期以來，人類對其依賴和生存的環境所提供的生態系統服務定量不準，尤其是昆蟲的生態服務價值的核算幾乎沒有涉及，在經濟發展和環境保護的困惑中，無法精確衡量其中的利弊關系。本研究通過價值替代法對蜣螂部分的生態系統服務進行了粗略的價值統計。價值替代法對于大范圍的區域尺度的生態系統價值核算提供了便利性，同時避免了相對復雜的生態過程分析，對缺乏難獲得的生態檢測數據的生態系統服務價值核算問題的處理具有一定的積極意義；但由于評價中缺乏對生態系統結構、生態過程與服務功能的深入分析，導致結果往往缺乏直接的生態學依據。同樣不同地區的物價、勞動力價值水平存在差異，影響到評價結果的一致性。更為準確的昆蟲生態服務價值的核算有以下幾個方面可以討論：

生態系統是一個開放的系統，昆蟲的遷徙和活動不受行政區劃的控制，因此，對數據的取得和計算應進行基于昆蟲活動過程和范圍的全局考慮。本研究采用的一些數據和研究方法以國外為主，國外的一些昆蟲習性和地理特征等相關因素與國內存在差異，因此，計算結果有一定偏差，精確的測算需要加強對本土昆蟲的生態系統服務進行長期的觀測和深入的過程研究。

關于昆蟲對野生動植物以及微生物，即對生物多樣性的影響所帶來直接或間接的對人類的生態系統服務價值，因限于數據的取得，本研究沒有進行具體核算。這將是昆蟲生態服務影響中的重點和難點。

4.2 生態系統服務總價值與政府決策權衡擴展分析

目前，生態服務價值評估在全球范圍都是一個熱點，之前的研究側重于全球和區域范圍，最近的研究偏向于基于生態過程的單項生態系統。昆蟲生態系統服務價值核算研究也出于此背景下。定量生態系統服務價值的意義在于有助于提高公眾的環境意識，同時也是政府政策決策權衡的重要依據：①促進各級政府樹立科學的發展觀，正確權衡和評價每項措施的影響。政府在制定任何項目前期，必須以科學、準確的生態系統價值評估為依據，將項目帶來的經濟收益與項目帶來的生態系統服務價值喪失進行對比，或者是在進行生態系統保護工程規劃時權衡項目自身花費成本與帶來的生態系統保護價值的增加量進行對比，來決定政策或項目的實施與否。②研究生態系統服務的邊際價值，確定精確的生態系統補償標準和方案。盡管生態系統服務的總體價值巨大，但對于具體的問題分析顯得過于籠統，因此，研究優化或惡化導致生態服務功能的增加或減少的邊際價值更具有實際意義。如生態系統購買者的活動導致某種生境喪失引起昆蟲生態系統服務價值的降低，必須由生態系統購買者對生態系統服務提供者進行生態補償，因此，邊際價值的確定不僅需要生態系統提供服務的真實值，還需要量化生態服務功能的變化對人們偏好的滿足程度來確定使之成為一個長期和諧的持續機制。③推進環境與國民經濟的科學評價：當前環境評價往往以某類指標的高低作為某種環境因素的評價標準，如細顆粒物（pm2.5）濃度的高低反映霧霾的嚴重程度，不能表達環境與生態系統服務變化所產生的具體價值影響，即霧霾天氣對人類健康帶來的具體經濟損失等。將生態價值與環境評價聯系起來，有助于具體的環境科學評價，促進環境成本納入國民經濟核算體系，現行的國民經濟核算體系以國民生產總值或國內生產總值作為主要指標，只重視經濟產值及其增長速度的核算，而忽視國民經濟賴以發展的生態資源基礎和環境成本的計算。

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Research and discussion on the valuation of insects'ecosystem services

FANQindong
（Collegeof Architecture，North ChinaUniversity ofWaterResourceand Electric Power，Zhengzhou 450046，Henan，China）

This paper used Costanza and Chee's value substitutionmethod to calculate the value ofCatharsius molossus'ecosystem services including dung decomposition，pasture pollution treatment and nitrogen cycle in Henan Province.The economic value of the three services added up to 5.1 billion RMB which indicated that the insects provided substantial value of ecological services.The proposed method to calculate the value of insects'ecosystem services would promote the research on the valuation of insects'services.The paper also discussed the tradeoff between ecosystem services and decision-making of government.［Ch，26 ref.］

insect ecology；insect；Catharsiusmolossus；value of ecological services；ecosystem service valuation

Q968.1；S186

A

2095-0756（2014）05-0774-05

2013-11-04；

2014-02-19

國家自然科學基金資助項目（51379079）

范欽棟，講師，博士，從事景觀及景觀生態等研究。E-mail：fanqindong@126.com