堰塘生態價值量化分析與工程應用

頡文怡 張馨月 闞韜 辜彬

摘要：指出了隨著經濟發展所需建設用地的增加，區域生態安全受到嚴重威脅，大型工程項目的建設，使得土地利用類型發生變化，直接導致生態服務價值損失。堰塘作為成都平原獨特的生態系統，不僅具有生產生活服務功能，更是在凈化空氣、小氣候調節、水源涵養等方面具有重要貢獻。基于Costanza提出的生態服務價值理論，以四川盆地為生態大區，對當量因子進行了修正，提出了一套適用于成都平原堰塘生態系統服務功能價值系數，并結合成都天府國際機場項目規劃區域，進行了生態系統服務價值估算。結果表明：項目建設前后，堰塘生態系統總面積減少24.98hm2，生態系統服務價值損失高達370.62億元。以該量化數據為依據，給出了生態補償建議，為項目地綠地系統規劃、邊坡生態防護、人工濕地建設、生態建筑設計等提供了規劃設計參數。此外，大尺度的生態服務價值核算理論，通過區域生態背景校正，與大型工程項目相結合，為工程項目生態建設提供了一種新的方法論。

關鍵詞：大型工程項目;當量因子;堰塘生態系統;生態服務價值

中圖分類號：X171

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）10-0001-04

1引言

隨著國家社會經濟大發展，大型工程建設項目層出不窮。黨的“十九大”以來，生態文明建設越來越受到重視。在成都市區位優勢和社會經濟發展的形勢下，雙流國際機場已經不能滿足社會的需求，隨之應運而生的是占地54km2的成都天府國際機場。項目在滿足功能性的同時，響應國家和民眾的需求，重視生態環境保護和生態建設。項目地主要以農田生態系統為主，其特征要素主要有農田、河流、灌渠和數量眾多的堰塘。堰塘作為成都平原農耕一社會一人居系統中的重要組成部分，成為川西平原的特色景觀系統，千百年來已成為一種自然資源，具有社會、經濟和生態價值，現有文獻對其只有一些定性認識，但沒有定量的測度，為了滿足大型工程建設項目生態保護和生態建設的工程需求，以項目規劃區內的生態系統要素之一，堰塘為研究對象，在綜述堰塘價值的基礎上，嘗試以生態系統服務價值理論為依托，在大型工程項目的尺度下（小于100km2），量化堰塘的價值，以期為大型工程項目生態環境評估、生態保護規劃、生態修復設計提供科學依據，也為其他工程項目生態建設提供借鑒。

2堰塘價值研究

堰塘是古時候人們為了緩解旱季帶來的隱患，并且利用當地的地形地貌而修建的水利設施。堰塘在生物多樣性保護方面有著很高的價值。它可以給瀕危生物提供棲息地。同時，為了保護水環境，在凈化水質方面也有著一定的意義。此外，堰塘可以供給人類生活所必需的產品，也可以提供休閑娛樂的場所，有著一定的文化價值。在歐洲，也有數量龐大的堰塘，很多學者在意識到堰塘的生態及其文化價值后，發起了堰塘保護活動，并在2004年成立了歐洲塘保護網絡（EPCN），每年都會定期舉辦學術交流活動，旨在讓越來越多的人重視并保護堰塘。

堰塘作為川西平原獨具特色的生態系統，生態服務功能在整個系統生態環境保護中具有重要作用。作為一種自然環境資源，其包含有多種價值，目前對堰塘的重要生態價值及管理保護的問題認識不足，研究太少，隨著經濟建設占用地的擴張，將堰塘填埋的行為越來越多，堰塘的數量急劇下降，為了滿足生態建設項目的需求，需要構建該區域堰塘生態系統服務評價體系，定量評估該區域堰塘生態系統服務及價值。

3堰塘生態系統服務價值

3.1生態系統服務價值

在可持續發展視閾下自然環境不因時間的流逝而損失，如果經濟活動導致自然資本減少，應該計算出它的成本，生態系統可以給人們提供大量的生產、生活物質，計算其生態服務價值就很有意義。最早對于生態系統服務價值的研究可以追溯到20世紀70年代，Costanza等的研究結果為生態系統服務價值提供了估算依據。本研究主要采用Costanza等研究成果中的生態系統單位面積服務價值計算方法。

區域單位面積生態服務價值：

Cvi=eixEa? ? （1）

式（1）中：Cvi為單位面積生態系統服務價值;ei為生態系統服務價值當量因子;Ea為單位某種生態系統服務的經濟價值。

區域生態服務價值：

Ves=∑（Ai×Cvi） （2）

式（2）中：Ves為生態系統服務價值總量;Ai為生態系統面積;Cvi為單位面積牛態系統服務價值。

但是Costanza等研究的生態系統服務價值是以歐美發達國家為主的，不能完全反映全球生態系統，而且它的研究對于耕地的估算數據太低，對于濕地的估算數據又太高。因此，為了很好地解決這一問題，我國的謝高地等在Costanza研究的基礎上，對國內的200多位生態學家進行了問卷調查，并且在2003年制定出了中國生態系統生態服務價值當量因子表，并于2007年進行了修訂。由于Costanza等對生態服務價值的估算是基于全球尺度的，用在區域內會存在一定的偏差，而謝高地等的研究也是有一定的局限性，他們研究的區域主要是中國北方地區。堰塘是社會一經濟一自然相統一的生態系統，考慮到研究區的實際情況，在前人研究的基礎上，首先對研究區內堰塘生態系統服務價值當量因子表進行系數修正，以期更能體現堰塘生態系統的區域性特點。

3.2當量因子的修正

由于生態系統的差異性和社會對其服務提供的支付有所不同，基于中國生態系統服務價值當量因子表，通過對生物生產力和社會支付進行區域性修正，分別以生物生產力和社會支付能力以及支付意愿來表示，提出一套可以應用于區域小尺度下的生態系統服務價值估算方法，評估的結果可以用在生態補償的研究之中。

3.2.1生態系統服務價值系數動態調整

3.2.1.1功能性調整

謝高地在2005年計算了中國各省份的農田生態系統生物量因子，其中四川省農田生物量因子為1.35，由于農田生態系統在研究區域內所占比重最大，考慮到數據的可獲得性，以農田生態系統的生物量因子來代表堰塘生態系統的生物量因子，因此本研究在對堰塘生態系統服務價值進行修正時選取1.35作為生物量因子，選取對應的生物量因子進行修正，可以提高生態系統服務價值核算結果的準確性。

3.2.1.2經濟性調整

Costanza等和謝高地等的研究成果都是通過對大尺度范圍的調查，研究了公民對生態系統服務價值的支付意愿。山于經濟水平和收入狀況的不同，就會使同一種生態系統服務價值產生很大的差別，所以，應該從時間、區域等因素人手，才能更加精確地反映生態系統服務價值。因此，生態系統服務價值經濟性系數是用支付偏好和支付能力來校正。

（1）支付偏好系數。支付偏好是指將區域內居民和全國公民為生態系統服務提供支付意愿的一個對比情況，考慮到數據的可獲得性，本研究采用王慶日在《城市綠地的價值及其評估研究》中引入的通過構建社會發展階段指數來表示居民對生態系統服務的支付意愿，將皮爾生長曲線模型進行簡化來表示社會發展的階段性特征，再用恩格爾系數表示區域經濟發展水平，兩者進行一些轉換后生成皮爾曲線與恩格爾系數之間的對應關系，進而表示出在一定的區域經濟發展水平條件下，區域內居民對生態系統服務的支付意愿，公式為： 式（3）、（4）中：En為恩格爾系數;Ri為四川省農村居民生態系統服務支付意愿;Rm為全國居民生態系統支付意愿。

本研究區域內的居民類型為農村居民，所以根據《2016年國民經濟和社會發展統計公報》和《2016年四川省國民經濟和社會發展統計公報》可以得到2016年全國居民的恩格爾系數為30.1%，四川省農村居民的恩格爾系數為38.1%。通過公式計算后可得四川省農村居民生態系統服務支付意愿為40.72%，全國居民生態系統支付意愿為57.99%，所以研究區域的支付偏好系數為70.22%。

（2）支付能力系數。居民為生態系統服務進行支付是通過個體為單位，支付能力是隨著生產水平的增加而增加的。支付能力系數既為研究區域內居民人均支付能力與全國人均支付能力的比較情況，本研究選取人均GDP的比值作為支付能力系數;公式為：

式（5）中：GDPi為四川省人均地區生產總值;GDPm為全國人均國內生產總值。所以得到研究區域的支付能力系數為0.75。

3.2.2區域堰塘生態系統服務價值當量因子修正結果

根據對生物量因子和社會經濟因子的計算，對研究區域生態系統服務價值當量因子進行修正。研究地主要生產水稻，以水稻的產量為基準，計算當地農田的生態系統服務價值，進一步確定了當量因子表。修正后與修正的相比，生態系統服務功能中水源涵養和廢物處理功能明顯提高，結果見表l。

3.3生態系統服務價值計算

3.3.1堰塘生態服務系統單位面積食物生產功能價值

根據謝高地等對當量因子的解釋，堰塘生態系統服務價值當量因子是指生態系統提供的生態服務相對貢獻大小的潛在能力，其中1個當量因子的經濟價值等于這個區域1hm2農田的平均產量的市場價值的l/7。具體公式如下：

Ea=1/7×Ti/Mi

（6）

式（6）中：Ea為單位面積農田生態系統提供食物生產服務功能的經濟價值（元/hm2）;Ti為每年的糧食經濟產值（元）;M/為研究區每年糧食種植面積（hm2）。

根據《2016年成都市國民經濟和社會發展統計公報》，2016年全年糧食作物播種面積36.6萬hm2，糧食產量230.2萬t，糧食平均價格選取的是收購價格，為2. 65元/kg，計算得出研究區域內1個生態服務價值當量因子為23 81. 07元/hm2。

3.3.2單位面積生態服務價值的確定

根據上述公式（1），計算可得堰塘生態系統單位面積生態服務價值，結果見表2。

3.3.3生態服務價值的確定

根據上述公式（2），基于單位面積生態系統服務價值與生態系統面積進行計算，計算可得，機場建設前，現有堰塘總面積為27.05hmz，場址內堰塘生態系統生態服務價值為401.33億元。機場建成后，堰塘面積縮減到2.07hm2，計算可得，剩余堰塘生態服務價值為30.71億元。

因此，隨著機場建設項目的實施，機場建設將占用場址內堰塘生態系統，使場址內堰塘利用格局發生巨大變化，通過計算得出，機場建成后堰塘的面積減少了24.98hm2，堰塘生態服務系統價值減少了370.62億元。

3.4生態建設建議

針對機場建設項目對周邊堰塘生態系統服務功能造成的不利影響，提出了如下兩點生態建設建議。

（1）就地補償。通過合理的規劃門戶景觀區和其他綠化區域，盡可能打造場址區域內的生態系統，利用低影響開發技術，將蓮花水庫和剩余堰塘進行串聯，將其打造成為小型濕地，以便進行生態凈化以及調控雨洪，來補償機場建設中的生態系統服務價值的損失。

（2）異地補償。通過場址內部的合理規劃與就地補償措施，仍有部分生態系統服務價值的損失未得到補償，故采用異地補償的方式，通過創建新的生態系統或者提升其他生態系統質量，達到區域生態平衡。應考慮生境連通性、生境質量等方面，應在機場場址范圍外選擇合適的地點進行補償，主要選擇創建林地生態系統和濕地生態系統，或將廢棄的荒地、難利用的土地改造成為林地或濕地。

4結論

基于生態系統服務價值，提出了針對大型項目建設生態價值量化的新思路，以天府國際機場為例，對生態系統服務價值當量因子進行了區域修正，定量分析了機場建設過程前后堰塘生態系統生態服務價值的變化，得出以下結果。

（1）嘗試從生態系統服務價值角度量化了成都平原背景下獨特的生態系統——堰塘生態系統的生態服務價值，為工程建設項目生態建設提供了一種方法論。

（2）提出了當量因子修正表.對中國生態系統服務價值當量表進行了功能性和經濟性調整，前者以生物生產量表示，修正后以社會支付能力與支付意愿表示，結合四川省的實際情況，對生態系統服務價值當量因子表進行了區域性校正。

（3）在修正后的生態系統當量因子表的基礎上，核算了機場建設區建設前后堰塘生態系統的服務價值，方法與結果為機場等大型工程項目的生態建設具體工程項目規劃設計提供了生態環境保護依據。