廣西欽州市灘涂生態系統服務功能和價值評估

劉思霞 蔣瑜 *

（1 廣西師范大學環境與資源學院，廣西 桂林 541006；2 廣西英華國際職業學院附屬中學，廣西 欽州 535000）

沿海灘涂是海岸帶極其重要的組成部分,它是海洋與大陸的交接地帶，是每一個國家或地區重要的后備土地資源，同時也是單位面積生態系統服務價值最高的生態系統之一,為人類的生產與生活提供各種產品及服務,包括食物生產、氣候調節、保護生物多樣性、土壤保持等方面(王敏等,2011），在城市生態環境調節及保護方面具有不可估量的作用,為城市的發展提供了巨大的生態服務價值。廣西欽州市地處北部灣腹地，淺海灘涂面積廣闊，具有巨大的生態系統服務價值，但同時也是生態環境的脆弱地帶。近年來，隨著欽州保稅港區和欽州濱海新城的建設，大片灘涂資源被開發，欽州市沿海灘涂生態系統的服務價值發生了變化，生態環境也遭到不同程度的破壞。通過實地考察、查閱資料及文獻綜述，分析了欽州市沿海灘涂生態系統服務功能的構成，并對各服務功能的價值進行了估算，提高人們對沿海灘涂生態系統服務功能和價值的認識以及對沿海灘涂地區的保護意識，為欽州市沿海灘涂地區的合理開發和管理提供一定的依據。

1 研究區概況

欽州市地處北緯 20°54′～ 22°41′，東經107°27′～ 109°56′，屬中國西南沿海地區，地處北部灣腹地，北面是廣西的首府南寧，東面與北海市和玉林市緊鄰，西面緊挨防城港市。欽州沿海大陸岸線為520.8 km，淺海灘涂十分廣闊，不僅有砂質海灘，也有淤泥質灘涂，紅樹林濕地呈片狀分布。由于沿海灘涂處于海陸交界地帶，灘涂廣闊，生態系統多樣，難以確定灘涂的具體邊界。本研究根據實地情況，確定實際研究范圍陸域部分為自海岸后退5 km范圍內，海域部分則為潮間帶。

2 欽州市沿海灘涂生態系統服務功能的構成

參照千年生態系統評估（MA）方法（趙士洞等,2006），把欽州市沿海灘涂生態系統服務功能分為調節服務、支持服務、文化服務和供給服務4大類。

2.1 調節服務

紅樹林具有非常重要的生態調節作用，可以防風消浪、促淤保灘，還可以固岸護堤、凈化海水和空氣。欽州灣的紅樹林濕地屬自治區級的自然保護區，主要樹種有白骨壤、桐花樹、此外，還有2002年從廣東湛江引種的新品種無瓣海桑(黃李叢等, 2013)。

2.2 支持服務

欽州灣紅樹林濕地候鳥云集、植物種類豐富，海產品多達100多種。2005年1月17日，廣西茅尾海紅樹林自治區級自然保護區成立，生物物種基因庫及紅樹林濕地生態系統是其主要保護對象（勞燕玲, 2013），這也體現了欽州市沿海灘涂生態系統的支持功能。

2.3 文化服務

欽州灣沿岸島嶼眾多，海岸類型多樣，具有非常獨特和豐富的濱海旅游資源。三娘灣被譽為“中華白海豚之鄉”，有令人向往的碧海、沙灘、奇石、綠林。此外，還有仙島公園、七十二徑等生態旅游景點，是集自然景觀和人文景觀于一體的綜合性生態旅游勝地。

2.4 供給服務

欽州沿海灘涂可提供大量的對蝦、青蟹等海產品。此外，沿海灘涂地區地勢低平、土壤養料豐富，適宜耕作，促進了欽州市糧食的生產。

3 數據處理與評估方法

3.1 數據處理

本文采用由landsat-8衛星提供的2016年覆蓋研究區的衛星影像，該衛星共有11個波段，波段1-7、9-11的空間分辨率為30 m，波段8為15 m分辨率的全色波段，利用Arcgis10.1軟件對所獲得的衛星影像進行遙感解譯，提取研究區范圍內各種土地利用類型的面積。

圖1 欽州市沿海灘涂各用地類型分布圖Fig1 Map of the land types of coastal mudf l ats in qinzhou city

操作步驟如下：首先對所獲得的單一波段衛星影像進行波段合成，這里選用的是6、5、2三個波段；第二，在進行解譯之前創設掩膜，把研究區域的衛星影像裁剪出來；第三，結合實地考察及衛星地圖，采用人工目視解譯的方法，確定相應的養殖地、耕地、灘地等地類的解譯標志，科學布設訓練樣區；第四，采用交互式監督分類對研究區進行解譯分類，并對解譯結果進行檢驗、修正及細小斑點處理，生成如圖1所示的解譯圖像；最后從中提取出水域、紅樹林濕地、養殖地、鹽地、居民點、耕地、灘地、建設用地、林地等地類的信息，如表1所示，再利用各地類的信息及衛星影像的分辨率來計算研究區域內各種用地類型的面積。

為研究欽州市沿海灘涂生態系統服務價值的需要，結合欽州市沿海灘涂自然地理環境，將耕地劃為農田生態系統，林地劃為森林生態系統，水域、紅樹林濕地、養殖地及沿海灘地劃為濕地生態系統。由表1可知，研究區域內三大生態系統所占面積比例分別為農田18.24%、森林23.75%、濕地58.01%。

表1 欽州市沿海灘涂各用地類型的面積及比例Table 1 The area and proportion of all types of coastal mudf l ats in qinzhou city

3.2 價值評估方法

本文采用當量因子的生態系統服務價值評價方法（謝高地等, 2015），根據欽州市沿海灘涂的實際情況及欽州市2010年與2016年的經濟發展水平，計算欽州市沿海灘涂生態系統的服務價值。

計算公式如下：

式中：V1、V2、V3分別代表單位面積的農田、森林、濕地生態系統的服務價值；E代表欽州市2016年1個當量因子的生態系統服務價值量（元/hm2）；D1m、D2m、D3m分別代表農田、森林、濕地生態系統的第m類生態服務功能的服務價值當量；S1、S2、S3分別代表欽州市沿海灘涂農田、森林、濕地生態系統的面積（hm2）；ESV為欽州市沿海灘涂生態系統服務總價值（萬元）；ESV1、ESV2、ESV3分別代表農田、森林、濕地生態系統的服務價值（萬元）。

一個生態系統服務價值當量的經濟價值為1 hm2全國平均產量的農田每年自然糧食產量的經濟價值（謝高地等,2008），確定一個生態系統服務價值當量的經濟價值為3 406.50元/hm2（謝高地等,2015）。考慮到欽州市糧食生產水平與全國糧食生產水平的差異，需對一個生態系統服務價值當量的經濟價值進行修正（張艷軍等, 2017），此處根據廣西糧食生產水平來修正。2010年全國糧食產量為4 973.15 kg/hm2（劉玉等, 2014）,而同一時期廣西糧食產量為4 612.87 kg/hm2（廣西年鑒, 2011），確定廣西的修正系數為0.93。再考慮到2010年與2016年經濟水平的差異，根據2010年銀行4.2%的年率利，采用復利的計算公式計算得到欽州市2016年1個當量因子的生態系統服務價值量為：

4 欽州市沿海灘涂生態系統服務功能的價值

根據當量因子的生態系統服務價值評價方法，得到欽州市沿海灘涂各生態系統中不同服務功能的價值，結果如表2所示。欽州市沿海灘涂整個生態系統生態服務功能的總價值為348 867.24萬元，從不同生態系統來看，濕地、森林、農田提供的價值分別為297 136.85萬元、44 631.88萬元、7 093.33萬元；從不同的服務功能來看，供給服務的總價值為23 134.76萬元，調節服務價值為225 689.58萬元，支持服務價值為70 844.10萬元，文化服務價值為29 198.80萬元。

4.1 濕地生態系統各服務功能的價值

在濕地生態系統中，各類服務功能價值大小依次為：調節服務＞支持服務＞文化服務＞供給服務。其中調節服務中的水文調節價值最高，為138 401.11萬元，占總價值的46.58%，其次是支持服務中的維護生物多樣性的價值為44 953.23萬元，占總價值的15.13%，服務價值最低的是供給服務中的原料生產和食物生產價值，分別占總價值的0.96%和0.98%。濕地生態系統具有強大的水文調節功能，就像天然的“海綿”，為欽州的蓄水防洪發揮著巨大的作用。此外，濕地在保護生物多樣性方面也有不可忽視的價值，保護濕地環境、防止濕地被占用勢在必行。

4.2 森林生態系統各服務功能的價值

在森林生態系統中，各類服務功能價值大小依次為：調節服務＞支持服務＞供給服務＞文化服務。其中調節服務中的氣候調節和水文調節的價值最為突出，分別占森林生態系統總價值的28.11%、21.19%，此外，土壤保持、維護生物多樣性、氣體調節及凈化環境等價值也非常明顯，支持服務中的維持養分循環的價值最低，僅占0.86%。森林生態系統在生態調節方面具有多重作用，是欽州天然的“綠色屏障”，森林一旦遭受破壞，氣候惡化、水土流失、環境惡化等問題將會接踵而至，應重視對森林生態系統的保護。

表2 欽州市沿海灘涂生態系統服務功能價值 萬元Table 2 Qinzhou coastal beach ecosystem service value ten thousand yuan

4.3 農田生態系統各服務功能的價值

在農田生態系統中，各類服務功能價值大小依次為：調節服務＞支持服務＞文化服務＞供給服務。其中，調節服務中的水文調節價值最高，為2 684.69萬元，占農田生態系統總價值的37.85%，其次是供給服務中的食物生產價值為1 984.34萬元，占27.97%。此外，氣體調節、氣候調節及土壤保持等方面的價值在農田生態系統中也占據著重要的地位，農田的服務功能并不局限于食物生產。供給服務中的水資源供給價值為-2 343.49萬元，因為農田生態系統中農作物的生長需要大量的灌溉水源，水資源供給價值為負值。

4.4 不同生態系統服務價值的比較

欽州市沿海灘涂農田、森林、濕地三大生態系統單位面積的服務價值分別為1.6萬元/hm2、7.74萬元/hm2、21.09萬元/hm2，單位面積價值最高的是濕地，其次是森林，最低的是農田。

從各生態系統提供的總價值來看，濕地生態系統所占比例最大，占85.17%，其次是森林生態系統，占12.79%，占比最小的是農田生態系統，僅為2.03%。

濕地不僅面積大，單位面積所提供的價值也是最大的，濕地在欽州沿海灘涂生態系統中占據主導地位；森林和農田的面積雖然相差不大，但森林生態系統所提供的價值為農田的6倍，一個生態系統所提供的價值不僅與面積有關，與其單位面積的價值也息息相關。

4.5 不同服務功能總價值的比較

在欽州市沿海灘涂整個生態系統中，四大生態服務功能總價值所占的比例如圖2所示，價值大小依次為：調節服務＞支持服務＞文化服務＞供給服務，在四大生態服務功能中調節服務功能價值所占比例最大，為64.69%，而供給服務功能的價值最小，僅為6.63%。

圖2 四大服務功能總價值分布情況Fig. 2 Distribution of the total value of the four services

5 結果與討論

通過以上分析及計算可以看出，欽州市沿海灘涂生態系統四大服務功能明顯，總服務價值為348 867.24萬元；在農田、森林、濕地三大生態系統中，從總價值和單位面積的價值來看，濕地生態系統最高，農田生態系統最低。欽州市沿海灘涂生態系統的四大生態服務功能中，調節服務功能所提供的服務價值最高，占64.69% 。

綜上，可以看出欽州市沿海灘涂具有巨大的生態服務價值，濕地的服務價值更是舉足輕重，沿海灘涂環境在沿海整體環境中占有關鍵作用（李英等,2007）。欽州灣沿海灘涂是整個北部灣重要的生態屏障，維護欽州沿海灘涂的生態環境就是維護中國南部沿海的生態安全。

通過當量因子法對欽州市沿海灘涂生態系統服務功能的價值進行評估，所采用的數據來源為遙感影像，基于遙感影像分辨率等的限制，加上沿海灘涂的具體邊界難以確定，使得解譯出的灘涂各類用地面積與實際面積可能存在一定的誤差，本研究結果還有待進一步的完善及驗證。