洞庭湖濕地生態(tài)服務價值評估

(四川大學建筑與環(huán)境學院 四川 成都 610065)

引言

濕地的范疇廣泛，大體上來說，濕地包含沼澤，洪泛平原，河口三角洲等具有水體的地域。很明顯，洞庭湖濕地屬于洪泛平原這一種濕地。但是建國以來，大規(guī)模的維護造田、城市擴張使得“八百里洞庭”的稱號早已不在，洞庭湖濕地的面積愈來愈小。而作為重要的碳匯，濕地的減少必然導致生態(tài)環(huán)境的劇變，保護濕地迫在眉睫，只有通過對濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的價值做出準確、科學的評價，才能將洞庭湖濕地資源更為合理的利用和開發(fā)。

本文試圖運用生態(tài)經(jīng)濟學研究方法，從植物資源、魚類資源、供水蓄水和生產(chǎn)水稻4個方面估算洞庭湖濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的直接價值，從調蓄洪水、參考旅游、凈化水質和降解污染價值、生物棲息地、調節(jié)氣候這5個方面估算洞庭湖濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的間接價值，揭示其資源價值和開發(fā)利用潛力，為洞庭湖濕地可持續(xù)發(fā)展和補償提供參考。

一、洞庭湖濕地概況

(一)濕地區(qū)域范圍和地理位置

洞庭湖地處長江中下游平原，湖泊面積為2625 km2，是中國第二大淡水湖。其所屬的濕地區(qū)域是典型的洪泛平原，在行政上涉及兩湖5市21縣(區(qū)、市)，總面積達18780 km2，是全國最大的淡水湖泊濕地，湖底水容積在七里山水位為3187 m時，能夠達到111.6億立方米，可調蓄洪水為55.4億立方米[1]，具有巨大的調節(jié)能力。

(二)氣候條件

洞庭湖地區(qū)位于亞熱帶季風區(qū)域，氣候溫和多雨，這位整個濕地生物多樣性得到保存提供了良好的條件。

(三)濕地土壤類型

洞庭湖濕地總面積達2623.225 hm2。主要分為天然濕地和人工濕地。其中，天然濕地的面積為1719.897 hm2，占全部濕地的65.51%，又可細分為草灘地濕地(28.11%)、湖泊濕地(18.60%)、泥沙灘地(14.55%)和河流濕地(4.23%)；人工濕地的面積為839.042 hm2，占全部濕地的31.96%，又可細分為蘆葦?shù)?20.57%)、林地(7.04%)、水稻田濕地(3.80%)和庫塘濕地(0.54%)；其余濕地面積為66.286 hm2，占全部濕地的2.53%。

二、洞庭湖濕地生態(tài)功能

(一)濕地的水文調節(jié)功能

水分存儲與釋放是濕地最大的功能，通過對水分季節(jié)性地分配，使得濕地的自我功能得到呈現(xiàn)。雨季時，過量的水分被濕地通過湖泊、沼澤的形式存儲下來，減少下游的洪水量，其中沼澤化區(qū)域的能貯蓄相當一部分水分，作為地下水供給源和生物生長用水。

(二)降解污染物，凈化環(huán)境功能

在降解和轉化污染物方面，濕地也發(fā)揮著巨大的作用。濕地土壤的吸附能力和整個生態(tài)系統(tǒng)中旺盛的生物活動，使得有毒物質得以減少，改善了相關的流出水質。除此此外，濕地也具有較強的緩沖能力，可以減緩廢棄物質的積累。

(三)調節(jié)氣候(固碳釋氧)功能

濕地的固C作用是通過本身土壤性質和生物多樣性展現(xiàn)出來的，一方面綠色植物的光合作用固定了整個生態(tài)系統(tǒng)中的CO2，釋放O2調節(jié)了大氣中的空氣含量，另一方面濕地土壤高達植物15倍的強固 C能力也在很大程度上較少了CO2。

三、洞庭湖濕地生態(tài)功能評估

(一)直接使用價值

洞庭湖濕地的直接使用價值主要包括植物資源價值、魚類資源價值和供水蓄水價值。

1.植物資源價值

式中，L1為洞庭湖濕地植物資源年生產(chǎn)價值量(元/a)；

Si為i年植物資源面積(hm2)；

Wi為植物資源單位面積產(chǎn)量(t)；

Ci為i年蘆葦、荻等植物資源單位面積純收入價格；

λi為價格增長系數(shù)，設為1。

經(jīng)計算得出洞庭湖濕地總的植物資源年生產(chǎn)價值量(L1)為6.15×108元/a，總植物蘊藏量為151.59×104t/a。其中，洲灘沼澤化草甸植物里的蘆葦、荻單位產(chǎn)品價格為0.41元/kg，蘊藏量為84.71×104t，其植物生產(chǎn)價值量為3.47×108元/a，洲灘沼澤化草甸植物里的苔草、鵑草、湖草的單位產(chǎn)品價格為0.40元/kg，蘊藏量為41.59×104t，其植物生產(chǎn)價值量為1.66×108元/a；湖沼植被和粥灘落葉闊葉灌叢的單位產(chǎn)品價格均為0.4元/kg，蘊藏量分別為12.62×104t和12.67×104t，則植物生產(chǎn)價值量均為0.51×108元/a。

2.魚類資源價值

L2=E2×P

式中，L2為濕地漁產(chǎn)品價值量(元/a)；

E2為洞庭湖魚類年產(chǎn)量，9.62萬t[3]；

P為各種魚類的平均市場價格；5 元/kg。

經(jīng)計算得出洞庭湖濕地漁產(chǎn)品價值量為4.81×108元/a。

3.供水蓄水價值

式中，L3為供水與蓄水價值量(元/a)；

B3為洞庭湖濕地蓄水量167億m3；

K3為單位供水與蓄水平均價值量0.5元/m3；

λ3為價格增長系數(shù)，設為1。

計算出洞庭湖濕地供水和蓄水產(chǎn)生的經(jīng)濟價值(L3)為83.50×108元/a。

4.生產(chǎn)水稻價值

L4=E4×D4×P4-W4D4

式中，L4表示水稻產(chǎn)品價值量(億元/a)；

E4為水稻價格系數(shù)(元/kg)，1.8 元 /kg；

D4為水稻播種或生產(chǎn)面積(hm2)；

P4為水稻正常的單位面積產(chǎn)量(kg/hm2)，6370×104kg/hm2；

W4為每hm2生產(chǎn)水稻的成本投入(元)，2600 元。

依上式計算得出 2017 年洞庭湖濕地水稻資源價值為 142.20×108元 /a。

(二)間接使用價值

洞庭湖濕地的間接使用價值主要為調蓄洪水、旅游、凈化水質和降解污染、生物棲息地、氣候調節(jié)價值。

1.調蓄洪水價值

式中，L5為多年平均調蓄洪水價值量(元/a)；

V5為當年洪水調蓄量，可調蓄洪水55.4億m3；

C5為當年修建1 m3水庫庫容的平均價格，其單位價格為0.67元/m3；

λ5為價格增長系數(shù)，設為1。

按照上式可計算出洞庭湖洪水調蓄的價值量L5為37.12×108元/a。

2.參考旅游價值

L6=T6B6

式中，L6為科考旅游價值量(元/a)；382元/ hm2

T6為單位濕地科考旅游效益(元/hm2)；3635元/ hm2

B6為洞庭湖濕地科考旅游的面積(hm2)，為80.70×104hm2。

按照上式計算出洞庭湖濕地科考旅游的總價值為29.33×108元/a。

3.凈化水質和降解污染價值

式中，L7為洞庭湖凈化水質的價值(元/a)；

C7為單位污水處理成本；0.4元/m3

V7為洞庭湖每年接納周邊地區(qū)廢水污水量；7.59億t

λ3為價格增長率，設為1。

按照上式計算出洞庭湖凈化水質而產(chǎn)生的價值量為3.04×108元/a。實際洞庭湖濕地有較為嚴重的非點源污染，而濕地對這些污染物的降解功能往往容易被忽視。所以采取下面的公式計算。

L7=E7D7

式中，L7為洞庭湖凈化水質的價值(元/a)；

E7為凈化價值系數(shù)，為4177美元/(hm2.a)；

D7為洞庭湖湖泊面積。

代入1.3的數(shù)據(jù)，這里只計算洞庭湖湖泊的降解污染的價值，則為72.58×108元/a(26.25×104hm2×4177美元/(hm2.a)×6.62元)。因此，估算洞庭湖濕地凈化水質和降解污染價值為3.04×108～87.72×108元/a。

4.生物棲息地價值

L8=E8D8

式中，L8為生物棲息地價值(元/a)；

E8為生物棲息地價值系數(shù)，為304美元/(hm2.a)；

D8為洞庭湖濕地面積(除去水稻田濕地)；

所以洞庭湖濕地棲息地功能價值為16.24×108元/a。

5.調節(jié)氣候價值

濕地固碳包括濕地植被固碳和濕地土壤固碳。濕地植被固碳價值目前國際和國內(nèi)主要都是根據(jù)光合作用原理來計算植被的固碳價值和放出氧氣的價值[4]。由光合作用方程式:

6CO2(264 g)+ H2O(108 g)→C6H12O6(108 g)+O2(193 g)→多糖(162 g)

可知每生產(chǎn)1.00 g植物干物質能固定1.63 g CO2，釋放1.20 g O2。固碳的價值計算式如下：

Xc=(1.62Vc-0.00099Bc)×Pc

式中，XC為植被吸收的CO2價值(元/a)；

VC為洞庭湖濕地植物蘊藏量t/a；

PC為瑞典碳稅率，150美元/t；

由洞庭湖濕地植物蘊藏量為151.59×104t/a，計算得出洞庭湖濕地植被吸收CO2的量為247.09×104t/a，而植物呼吸作用放出的CO2量為0.15×104t/a，凈吸收CO2為246.94×104t/a，所以吸收的CO2價值為24.52×108元/a(246.94×104t/a×150美元/t×6.62)。

Xo=Ko×Sc×Po

式中，Xo為植被釋放的O2價值(元/a)；

Ko為O2和CO2的分子量之比，為32/44；

Sc為凈吸收CO2的量，為247.09×104t/a；

Po為單位O2價格系數(shù)，0.4元/Kg；

工業(yè)制氧價格，較多采用0.40元進行計算。得到洞庭湖濕地釋放的O2價值為7.83×108元/a。

L9=Xo+Xx

式中，Xo為植被釋放的O2價值，元/a；

Xc為植被吸收的CO2價值，元/a；

L9為植被調節(jié)氣候(固碳放氧)的價值，元/a；

經(jīng)計算，調節(jié)氣候的價值(L9)為32.35×108元/a(7.83×108+24.52×108)。

三、結果與討論

整合上述評估結果計算得到洞庭湖濕地不同生態(tài)系統(tǒng)服務功能的價值，見表1。

表1 洞庭湖濕地不同生態(tài)系統(tǒng)服務功能的價值

(1)根據(jù)上述評估結果，計算得到洞庭湖濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能總價值為424.28 ×108元。其中，直接價值為236.66 ×108元，占生態(tài)系統(tǒng)服務功能總價值的55.78 %，間接價值的為187.62 ×108元，占總價值的44.22%。

(2)各生態(tài)系統(tǒng)服務功能的價值整體表現(xiàn)為生產(chǎn)水稻價值>水文調節(jié)價值>凈化水質和降解污染物價值>水文調節(jié)價值>氣候調節(jié)價值>旅游資源價值>生物棲息地價值。特別是直接生產(chǎn)水稻的價值占主導地位，這跟洞庭湖區(qū)是國家重要商品糧基地和國家糧食重點主產(chǎn)功能區(qū)不謀而和，洞庭湖濕地豐富的水源、肥沃的土地提供了水稻生產(chǎn)的良好基礎。

(3)洞庭湖濕地的單位面積服務價值為16.16萬元/(hm2.a)，按照匯率算來，與Costanza[5]等的研究結果19580美元/(hm2.a)相近。

(4)由于缺乏土壤中的碳蘊藏量，所以在計算氣候調節(jié)價值只計算了濕地植被的氣候調節(jié)價值，很有可能濕地土壤的固碳價值很高，導致間接價值比較高，生態(tài)系統(tǒng)服務功能總價值可能比本人計算的高的多。