烏裕爾河流域受損濕地生態修復效果研
——基于生態系統服務功能評價方法

李勇，李玉寶，韓勤，劉新宇，趙嶺，仲啟鋮

(1.黑龍江省森林與環境科學研究院，黑龍江 齊齊哈爾 161005；2.黑龍江省林業廳，黑龍江 哈爾濱 150090；3.上海市園林科學規劃研究院，上海 200232)

烏裕爾河流域受損濕地生態修復效果研
——基于生態系統服務功能評價方法

李勇1，李玉寶2，韓勤1，劉新宇1，趙嶺1，仲啟鋮3

(1.黑龍江省森林與環境科學研究院，黑龍江 齊齊哈爾 161005；2.黑龍江省林業廳，黑龍江 哈爾濱 150090；3.上海市園林科學規劃研究院，上海 200232)

以烏裕爾河濱河濕地退耕還濕示范區為研究對象，篩選供給、調節、文化和支持等四種服務功能及其相應評價指標，建立評價指標體系，分析了自然恢復模式下示范區退耕還濕前后的生態系統服務功能價值變化。結果表明，退耕還濕后，2015年烏裕爾河受損濕地生態系統功能最終修復價值為1.38億元。該示范區退耕還濕后(14 026.5萬元)生態系統服務功能價值遠大于退耕還濕前(179.8萬元)。可見，退耕還濕可以極大提高受損濕地的生態服務功能，對改善濕地生態環境具有極為重要的現實意義。

受損濕地；生態系統服務功能價值；修復效果；烏裕爾河

近年來，由于嫩江流域濕地自然環境的特殊性及人為活動的過度干擾，該流域濕地不僅面積逐漸減少，而且結構和功能遭受破壞，這必將造成其生態服務功能的嚴重下降。為扭轉這一局面，政府采取了一系列退耕還濕手段，取得顯著成效。但對嫩江流域退耕還濕效果的定量化評價還未開展工作。本文以烏裕爾河濱河濕地退耕還濕示范區為研究對象，利用生態服務功能評價方法，對自然恢復模式下，土地使用類型改變所引發的生態系統服務功能價值變化進行量化分析，以直觀地反映濕地修復前后各項服務所創造價值的變化。這將有助于提高人們對東北地區河流濕地重要性的認識，從而推動黑龍江省河流濕地自然資產的評估與環境保護工作。

1 研究區域概況

烏裕爾河自然保護區地理坐標為124°10′—124°53′ E，47°29′—47°52′ N。該區地處松嫩平原西部大陸季風區，為典型內陸半干旱氣候，徑流主要補給方式為降水，多年平均年徑流量6.18×108m3，年降水量為496.7 mm，年蒸發量為1 110～1 780 mm[1,2]。自然修復示范區：面積200 hm2，季節性積水，土壤類型以草甸土和沼澤土為主。恢復前，植被以莎草、禾草和農田雜草為主；恢復后，植被以小葉章和蘆葦等群落為主。

2 研究方法

2.1 數據采集與處理

數據處理與統計分析在Excel 2003及SPSS12.0軟件上進行。

烏裕爾河受損濕地生態系統功能最終修復價值計算公式：

式中，S為受損濕地生態系統功能最終修復價值，Ss為退耕還濕后價值，Sn為退耕還濕前價值。

2.2 退耕還濕前價值評價

示范區恢復前為農田，本研究生態系統退耕還濕前服務價值估算采用成果參照法[3]。東北農田生態系統單位面積的生態服務功能價值為8 991.1元·hm-2，進而計算出受損濕地恢復區域生態服務功能價值為1 798 220元。

2.3 退耕還濕后價值評價

2.3.1 退耕還濕后價值評價指標體系 根據Costanza等[4]對生態系統服務的劃分原則及生態學和生態系統服務的原理，經過實地考察，并結合烏裕爾河受損濕地修復后特征，將濕地生態系統服務分為4種、共12項(表1)。

表1 烏裕爾河受損濕地退耕還濕后生態系統功能價值評價指標體系

2.3.2 退耕還濕后價值估算

(1)物質生產價值

修復區的物質生產主要包括蘆葦和羊草，濕地的物質生產價值可以通過市場價值法來估算：

V=∑A×U×P

式中，V為作物產品生產價值(元)，A為生產作物的采集獲取面積，U為生產作物的單產，P為生產作物的價格。蘆葦和羊草的按50%采集獲取面積來計算，2015年研究區蘆葦單產和價格[5]分別為5 000 kg·hm-2和0.4元·kg-1，羊草的單產和價格分別為1 000 kg·hm-2和0.6元·kg-1。

(2)調蓄洪水

研究表明，沼澤土壤可調蓄洪水8 100 m3·hm-2[6]，則烏裕爾河受損濕地修復區的土壤調蓄洪水能力為1.62×106m3。應用替代成本法，水庫按單位水體造價成本為11元·t-1。

(3)涵養水源

修復區的涵養水源量一般可通過對地表徑流量計算獲得，即采用替代成本法估算：

Vw=∑A×D×Pw

式中，Vw為涵養水源價值，A為修復區面積，D為儲藏水深度，Pw為水庫單位水體造價成本。修復區沼澤的多年平均蓄水深度為0.35 m[7]。

(4)補充地下水

應用影子價格法對修復區的補充地下水生態服務功能價值進行估算：

Vd=G×A×Pd

式中，Vd為補充地下水價值，G為地下水補給模數，A為修復區面積，Pd為水價。其中，地下水補給模數[8,9]為4.94×104m3·km-2·a-1，水價取2015年齊齊哈爾市居民用水水價2.20元·m-3。

(5)氣候調節

烏裕爾河濕地保護區沼澤和水域多年蒸發平均深度為850 mm[10]。烏裕爾河濕地對該區域溫度及濕度的調節主要集中于6—9月，全年蒸發量的80%主要集中于該期，計算得到烏裕爾河受損濕地修復區的年蒸發量為1.32×106m3，因該地區住戶分散，故蒸發量利用率取50%。

(a)溫度調節：相關研究指出[5]，水在100 ℃，1標準大氣壓下的汽化熱2 260 kJ·kg-1，則濕地修復區蒸發吸收的總熱量1.49×1012kJ。蒸發降低氣溫按照空調的制冷消耗進行計算，空調的能效比取3.0，2015年齊齊哈爾市的平均電價為0.51元·kW-1·h-1[11]。

(b)濕度調節：濕地水面蒸發增加空氣濕度的價值假設使用32W加濕器消耗電能進行估算[1]，將1m3水轉化為蒸汽耗電量約為125 kW·h[12]。

(6)固碳

修復區的固碳價值包括植物和土壤兩部分價值。由于資料有限，這里只進行土壤碳儲量價值量評價。

(a)物質量評價：修復區土壤碳儲量估算公式如下：

M=∑A×C

式中，M為修復區土壤碳儲量(t)；A為修復區的面積(km2)，C為土壤碳密度(t·km-2)。修復區沼澤土壤碳密度為126.53 t·hm-2。

(b)價值量評價：通過可避免成本法來計算土壤固碳價值，碳的價格取43美元·t-1，轉化為2015年的價格為278.21元·t-1(2015年1美元約合6.47元人民幣)。每年的土壤碳儲存價值采用年金現值法得到：

式中，Va為土壤碳儲存價值的年金現值(元)，即每年的價值；Vt為土壤固碳價值；i為社會貼現率(%)；t為年限(a)。這里折現率取3.5%，年限為100 a[13]。

(7)休閑娛樂

本研究生態系統娛樂休閑服務價值估算采用成果參照法。研究表明，我國濕地生態系統單位面積的美學景觀功能價值為2 106.28元·hm-2·a-1[14]。

(8)科研教育

修復區的科研教育包括相關的科教文化等價值。參照陳仲新和張新時[7]對我國生態效益價值的估算，我國單位面積生態系統的平均科研價值為382元·hm-2·a-1，國外有學者[4]對濕地生態系統科研文化功能進行了評估研究，得出其平均值為861美元·hm-2·a-1，因此本研究取兩者的平均值得到3 109.79元·hm-2·a-1，科研教育功能計算公式為：

Vr=∑3109.79×Si

式中，Vr為科研教育功能價值，Si為濕地面積。

(9)支持服務

本研究將濕地生態系統服務支持功能分為保持土壤和維持生物多樣性兩方面。據研究，我國濕地生態系統服務價值中保持土壤支持功能的價值為893.71元·hm-2·a-1。我國濕地生態系統單位面積的生物多樣性維持價值為1 657.18元·hm-2·a-1[14]。

3 結果與討論

2015年烏裕爾河受損濕地修復示范區修復后服務價值為14 026.5萬元(表2)，其中，氣候調節價值為11 258.9萬元，占總價值的80.27%，最小的為物種生產服務價值為13萬元，只占總價值的0.09%。由各生態系統服務類型來看，分別為供給功能價值13.0萬元，占0.09%，調節功能價值13 858.1萬元，占98.79%，文化功能價值104.3萬元，占0.74%、支持功能價值51萬元，占0.37%，即調節功能價值>文化功能價值>支持功能價值>供給功能價值。可見，修復區生態系統功能修復價值中，調節功能起到主導作用，即其生態環境效益凸顯。

表2 烏裕爾河受損濕地生態系統功能修復前后價值

2015年烏裕爾河受損濕地生態系統功能最終修復價值為1.38億元。可以看出退耕還濕后(14 026.5萬元)遠大于退耕還濕前(179.8萬元)生態系統服務功能價值，退耕還濕極大地提升了生態系統的服務效益。在用于評價的9項指標中，氣候調節、調蓄洪水和涵養水源占總比重98.46%，這說明烏裕爾河濕地在氣候調節和調蓄洪水等間接生態效益方面價值巨大，遠大于物質生產和休閑娛樂等帶來的直接經濟效益。在人們傳統的意識中，濕地僅僅具有物質產品輸送和景觀觀賞價值，往往忽視濕地的調節功能。根據上述估算可見，物質生產和休閑娛樂(僅占0.39%)占總比重極小。在過去，烏裕爾河濕地內人為開墾和過度放牧，對濕地的植被和土壤造成了嚴重的破壞，必將對其生態效益產生不良影響。因此在土地規劃發展過程中只重視眼前經濟利益，而忽視長遠的生態利益，使濕地環境遭到破壞，不良后果一旦產生，必將影響其生態功能發揮。因此，在未來的濕地政策制定、實施和管理過程中，必須充分考慮濕地生態系統的脆弱性和承載力及濕地內各個生態系統服務功能，務求濕地的可持續發展。

4 展望

本研究采用成果參照法、可避免成本法、影子價格法等環境經濟學方法對烏裕爾河受損濕地生態系統功能修復價值進行了評價，并假設烏裕爾河受損濕地的休閑娛樂價值和生物多樣性維持服務價值都是發生在烏裕爾河自然保護區內，因此以其為研究對象對休閑娛樂價值和生物多樣性維持服務進行評價，這可能會有一定的誤差。同時在評價退耕還濕前生態服務功能價值、文化功能和支持功能時，本研究采用的是成果參照法，該法忽略了由于不同生境條件所造成的不同濕地之間的差異，評估結果存在一定的偏差。在對固碳服務進行評價時，只考慮了土壤碳儲存，而未考慮濕地內不同植物固碳價值，實際上，濕地內植被固碳量也是濕地碳儲量的重要組成部分，不能確定受損濕地內不同植被的碳儲量，這里存在著一定的粗糙性。筆者將在今后的研究中，從評估方法、評估參數、評估指標體系等方面進行深入研究，以期更準確的量化服務價值。

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Effect of Ecosystem Restoration on Damaged Wetlands in Wuyuer River Basin--on the Method of Ecosystem Service Function Evaluation

Li Yong1, Li Yubao2,Han Qin1, Liu Xinyu1, Zhao Ling1, Zhong Qicheng3

(1.Academy of Forest and Environment of Heilongjiang Province, Qiqihar 161005, China;2.Forestry Dept. of Heilongjiang Province,Harbin 150090,China;3.Shanghai Academy of Landscape Architecture Planning, Shanghai 200232,China)

Based on the demonstration model of returning farmland and wetland in Wuyuer Riverside Wetland, the four service functions (supply,regulation, culture & support) and their corresponding evaluation were selected, and the evaluation index system was established. The analysis system of natural restoration mode was analyzed. Changes in the value of ecosystem services before and after wet. Result shows that the final restoration value of the damaged wetland ecosystem in Wuyuer River in 2015 is 138 million Yuan after returning farmland to wetland. The value of ecosystem services in the demonstration area is much higher than that before returning farmland to wetland (1,798,000 Yuan). It can be seen that returning farmland to wetland can greatly improve the ecological service function of damaged wetland, which is of great significance to improve wetland ecological environment.

damaged wetland; ecosystem-service-function value; restoration effect; Wuyuer River

1005-5215(2017)08-0042-03

2017-06-23

李勇(1984-)，男，黑龍江齊齊哈爾人，碩士，工程師，現從事濕地保護與修復研究.

Q149

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.07.013