漩門灣國家濕地公園生態系統服務價值評估

孫海平, 李賀鵬, 房瑤瑤, *, 岳春雷, 章旭日, 王珺, 張華, 趙洪,陳嚴雪

漩門灣國家濕地公園生態系統服務價值評估

孫海平1, 李賀鵬2, 房瑤瑤2, *, 岳春雷2, 章旭日2, 王珺2, 張華2, 趙洪3,陳嚴雪3

1. 浙江省玉環市自然資源和規劃局, 玉環 317699 2. 浙江省林業科學研究院, 杭州 310023 3. 浙江玉環漩門灣濕地公園管理處, 玉環 317699

以漩門灣國家濕地公園為研究對象, 基于野外調查及監測數據, 采用市場價值法、替代成本法、收入統計法等方法, 對其9項生態系統服務價值進行了評估。結果表明, 2018年漩門灣國家濕地公園提供的生態系統服務價值為2.80×108yuan·a–1; 其中鳥類棲息地維持價值最大, 為8968.38×104yuan·a–1, 其次為生物產品供給和調蓄水量服務, 分別為5818.13×104yuan·a–1和4294.70×104yuan·a–1, 凈化水質、土壤保育、水源供給、休閑旅游、固碳釋氧、蒸發降溫服務價值依次減小。可見其在鳥類棲息地維持和生態種養的資源利用方式方面取得了較好的成效, 與其他國家濕地公園生態系統服務價值評估研究的比較可以發現, 在濕地公園生態系統服務評估的過程中, 濕地公園定位及研究者對評價指標的理解會影響評價方法和參數的選取, 進而影響評價結果。并基于以上研究結果提出了相應的政策建議。

生態系統服務; 價值評估; 漩門灣; 國家濕地公園

0 前言

濕地是地球上重要的三大生態系統之一, 處于水陸過度地帶, 具有豐富的資源、獨特的生態結構和功能, 是可持續發展戰略的重要資源[1]。然而由于人口數量增長、經濟發展和環境變化, 全球濕地面臨著面積喪失、污染和退化的趨勢[2–4]。對濕地生態系統的保護與合理利用受到國際上越來越多的重視。濕地公園是我國濕地保護管理體系的重要組成部分[1], 以保護濕地生態系統、合理利用濕地資源、開展濕地宣傳教育和科學研究為目的[5]。目前, 我國已有濕地公園超1700處, 其中國家濕地公園約900處。保障和實現濕地生態系統服務是濕地保護的目標, 保護管理濕地是為了提供更好的生態系統服務。判斷濕地公園建設對濕地生態系統結構和功能的保護與修復作用是否達到預期目標, 生態系統服務價值評估應當是當中重要的依據之一。因此, 正確認識與科學評估濕地公園生態系統及其生態系統服務成為濕地管理部門的迫切需求。

近年來, 對濕地生態系統服務價值評估開展了很多研究, 得到了一些重要結果。Brander等研究認為到2050年, 歐洲因氣候變化造成的濕地生態系統服務價值約為10億美元[6]。Chaikumbung等研究認為發展中國家濕地的水質凈化和生物多樣性價值比休閑旅游價值高[7]。張翼然以71個濕地案例點位數據源對中國內陸濕地生態系統價值量計算分析, 發現其調節和供給服務作用顯著[8]。扎龍濕地、青海湖濕地、鄱陽湖濕地、若爾蓋濕地等典型濕地生態系統, 也開展了生態系統服務價值評估[4, 9–13]。而國家濕地公園的生態系統服務價值研究相對于其發展規模而言存在較大不足[14, 15]。本研究以玉環漩門灣國家濕地公園為研究對象, 借鑒千年生態系統評估中的概念框架, 結合已有相關研究成果, 利用濕地功能價值量評價方法, 構建濕地生態服務功能評價指標體系, 對漩門灣濕地公園生態系統服務價值進行了較為系統的評估, 幫助人們直觀的認識濕地公園建設對濕地的保護與修復成效, 也為同類型國家濕地公園的保護管理工作提供參考。

1 材料和方法

1.1 研究區概況

玉環漩門灣國家濕地公園位于玉環縣西北部, 地理坐標為東經121°11′09″—121°17′04″、北緯28°11′09″—28°15′49″。總面積為31.48 km2。漩門灣濕地于2009年經浙江省政府批復為省級濕地公園, 2011年申請成為國家濕地公園試點, 經過5年的試點建設, 達到了國家林業局關于國家濕地公園建設的標準與要求, 于2015年準予通過驗收。公園地處亞熱帶季風氣候區, 全年平均溫度為, 年平均氣溫為16.9—17.6 ℃, 年降水量為1300—1400 mm, 常年無霜期一般為252至266 d, 海涂土質屬粘土, 圍墾區土壤海積層厚度為20—40 m, 土壤平均pH值為8; 沿岸潮汐均為正規半日潮。公園內有河流、水庫和沿海灘涂等濕地資源。對漩門灣國家濕地公園的土地利用類型進行分類, 并統計了各種濕地類型的面積(表1)。

1.2 數據

本次評估數據來源包括: 濕地公園管理處提供的監測數據; 野外調查、實驗室測定數據; 研究論文、我國及該地區權威機構公布的社會公共數據等(表2)。

表1 漩門灣國家濕地公園土地利用分類及面積

表2 價值評價數據類型及其來源

1.3 野外調查及樣品

植被生物量調查。公園內由林地、互花米草、蘆葦等為主的自然植物群落。選取典型植物群落設置3個20 m×20 m樣地, 每個樣地沿對角線設置3— 5個1 m×1 m的樣方, 收割草本植物的地上部分, 同時將地下土壤中的根系全部取出帶回實驗室烘干至恒重, 計算草本植物生物量。調查樣地內喬木胸徑、樹高, 參照浙江省重點公益林生物量模型[16]計算喬木生物量。調查樣地內設置3—5個樣方, 確定優勢種, 調查各優勢種的叢數、高度、地徑和叢幅, 根據平均地徑選取優勢種標準株(叢)3—5個, 齊地收割并挖出地下部分, 隨機抽取1 kg樣品帶回實驗室, 在70—80 ℃烘干至恒重, 求出干鮮重比, 推算灌木生物量。

土壤樣品采集。在漩門灣灘涂設置3—5個5 m× 5 m樣方, 每個樣方設置3—5個采樣點。用土鉆鉆入深度約50 cm土壤樣品, 充分混合, 取0.5—1 kg帶回實驗室測定土壤營養物質含量。同時用環刀在1—10 cm、10—20 cm、20—30 cm處取樣, 測定土壤容重。

1.4 評估方法

生態系統能夠提供支持服務、供給服務、調節服務和文化服務[17], 但生態類型、自然條件、生態環境的需求不同, 因此各項生態系統服務的重要性也存在差異。漩門灣濕地公園以庫塘濕地、濱海濕地和河流濕地為主, 其所在區域土地資源短缺、水資源短缺、水質污染嚴重, 對濕地供給水源、凈化水質、保育土壤等服務的需求較高; 同時, 濕地公園是候鳥遷徙的重要驛站, 還是紅樹林人工分布的最北界, 其濕地鳥類生境維持功能也非常重要; 此外公園內還分布有文旦、枇杷等有機種養示范基地, 生物產品豐富。因此本研究根據數據可獲得性和技術可操作性對以上涉及生態系統服務價值進行評估。濕地生態系統服務價值評估的方法有直接市場法, 揭示偏好法和陳述偏好法[11], 根據已有濕地公園相關研究成果和資源調查數據, 結合漩門灣國家濕地公園生態系形成的自然環境和效用, 確定其生態系統服務價值評估的指標和方法(見表3)。

2 結果分析

2.1 支持服務

2.1.1 鳥類棲息地維持

漩門灣國家濕地公園位于東亞—澳大利西亞候鳥遷飛路線上, 也是我國候鳥遷徙路線的東線, 是大量候鳥停歇的重要驛站, 因此鳥類棲息地維持是其重要的生態系統服務。根據漩門灣國家濕地公園管理處2017—2018年監測記錄顯示, 公園內共觀察到165種鳥類; 記錄到國家一、二級重點保鳥類共18種, 其中國家一級保護鳥類1種, 二級保護鳥類17種(表4), 浙江省重點保護鳥類16種。根據《林業局關于陸生野生鳥類資源保護管理費收費辦法通知》(1996), 國家Ⅰ級保護鳥類的市場價格為其管理費的12.5倍, 國家Ⅱ浙江省重點保護鳥類和一般保護鳥類價格為其管理費的16.7倍。國家級保護動物管理費用依據《陸生野生動物資源保護管理費收費通知》(1992), 省重點保護和一般保護《浙江省陸生野生動物資源保護管理費收費辦法》(1999), 并以GDP增長率換算為2018年鳥類保護管理費。國家重點保護鳥類管理費參照1992—2017年國家GDP增長率, 為30.88倍, 浙江省重點保護和一般保護鳥類管理費參照1999—2018年浙江省GDP增長率為9.32倍計算, 推算各級鳥類價格。表3中將各等級的珍稀鳥類的價格之和取平均, 作為該等級鳥類的價格。可計算漩門灣國家濕地公園濕地生態系統的鳥類棲息地維持價值為8968.38×104yuan·a–1。

表3 漩門灣濕地公園生態系統的服務功能及其價值化方法

表4 漩門灣濕地公園鳥類等級數量及其價值

2.1.2 土壤保育

漩門灣濕地公園濕地防御、緩沖風暴潮及促淤造陸功能, 能夠沉積土壤, 改善土壤質量。公園西北角人工濕地已耕種各類經濟作物多年, 農業區4號地2009年規模種植水稻成功。根據王靈敏等人的研究結果[22], 漩門灣灘涂每年淤積6—10 cm, 本次測算取8 cm計算。根據濕地公園灘涂面積、土壤養分含量分析結果(表5)和土壤容重測定結果(0.735 g·cm–3), 結合當前市場氮、磷、鉀和有機肥料的價格, 計算得出漩門灣國家濕地公園濕地生態系統土壤保育服務價值為2243.72×104yuan·a–1。

2.2 供給服務

2.2.1 水源供給

玉環市是海島縣, 淡水資源相對短缺。漩門灣濕地公園內玉環湖為蓄淡水庫, 通過流域徑流入庫、泄水閘放水而使庫內水體慢慢淡化, 集水區包括九眼河、芳青河和楚門河的流域, 一旦水質達到相應要求, 將大大緩解玉環市用水緊缺的問題。目前玉環湖水屬亞海水, 須通過亞海水淡化措施提供自來水。利用玉環湖水, 玉環市已建設完成1座日產3×104m3的亞海水淡化工程處理廠, 目前現可實現日產淡水1×104m3。玉環市自來水價格為3.3 yuan·m–3, 假設處理廠一年可正常運行300 d, 按此計算, 漩門灣濕地公園玉環湖供水服務價值為990× 104yuan·a–1。

2.2.2 生物產品供給

漩門灣濕地公園淺海水域的合理利用區有淺海漁貝藻養殖, 北部和中部農田建有優質文旦培育區、特色經濟植物區、有機蔬菜生產區、生態水稻種植區四大農業生產區塊, 均為生態種養殖方式, 為濕地公園的生態旅游服務。根據漩門灣濕地公園統計數據, 和各種產品的市場價格, 計算漩門灣濕地生態系統的生物產品供給服務價值為5818.13× 104yuan·a–1(表6)。

表5 灘涂土壤營養物質含量

表6 生物產品價值統計表

2.3 調節服務

2.3.1 水質凈化

濕地通過稀釋、沉淀、分解或轉化水體中的污染物, 改善水質。根據2005年6月至2008年4月監測資料顯示, 庫內水質以V類—劣V 類為主, 部分水質指標超標倍數達到數十倍; 以往海水養殖導致水體物種多樣性和水質改變。漩門灣濕地公園建設過程中采取了一系列措施改善漩門灣水質, 其中濕地生態系統的凈化水功能發揮了重要作用。根據漩門灣濕地生態系統類型特征, 其凈化水功能分為堤內凈化和堤外凈化水功能。堤內水凈化主要為玉環湖水庫凈化, 基于現有研究成果[18], 重點考慮對水體COD的稀釋凈化作用; 堤外水凈化主要為灘涂凈化。根據環保部門的監測數據, 進入玉環湖濕地內水質為V類, 分水山閘出口處水質可達III類, 根據王佳偉等人構建的污水處理模型, 可知據水處理廠削減單位COD成本為0.79 yuan·t–1, 據此可計算處堤內凈化水服務價值。根據表3, 可計算得出漩門灣國家濕地公園濕地生態系統水質凈化服務價值為4087.97×104yuan·a–1。

2.3.2 調蓄水量

本次評估只考慮對淡水資源的調蓄量。漩門灣濕地公園內玉環湖為蓄淡水庫, 為緩解玉環市用水緊缺的問題而建, 建造庫容為6.41×107m3, 建設單位蓄水量庫容成本0.67 yuan·m–3[4], 則漩門灣國家濕地公園調蓄水量價值為4294.7×104yuan·a–1。

2.3.3 固碳釋氧

漩門灣濕地公園的植被通過光合作用固定二氧化碳, 濕地土壤也含有大量的碳。農田、果園等固碳釋氧服務未計入本次評估。經測定, 灘涂灌草叢生物量為22.50 t·hm–2, 林地生物量為40.50 t·hm–2, 濕地土壤土壤固碳量按照灘涂每年淤積量(見2.1.2)計算, 灘涂土壤有機質含量經測定為1.26 g·kg–1。計算可知漩門灣濕地公園固碳釋氧服務價值為748.52×104yuan·a–1。

2.3.4 蒸發降溫

玉環多年平均氣溫16.9 ℃, 夏季氣候涼爽, 為周邊高溫酷暑地區的居民提供了避暑勝地, 為夏季節能減排發揮一定作用。根據玉環坎門氣象站資料統計, 玉環市多年平均蒸發量在1392.2 mm, 7、8月份蒸發量占全年蒸發量的17%[23]。水在100 ℃時1標準氣壓下的汽化熱為2.26×103kJ·kg–1, 據表2中相應公式計算可得漩門灣濕地公園夏季蒸發降溫服務價值為63.51×104yuan·a–1。

2.4 文化服務

2.4.1 休閑旅游

根據漩門灣濕地公園管理處的統計數據, 2018年漩門灣濕地公園門票收入為376.20×104yuan, 其他旅游收入為412.50×104yuan。即休閑旅游服務價值為788.70×104yuan·a–1。

3 討論和結論

基于可獲得的數據資料和可行的技術, 本研究對玉環漩門灣國家濕地公園鳥類棲息地維持、土壤保育、調蓄水量、水源供給、生物產品供給等9項生態系統服務價值的評估結果為2.80×108yuan(表7)。其中鳥類棲息地維持服務最高, 占總價值量的32.03%, 漩門灣濕地公園為許多鳥類提供了棲息場所, 尤其是為黑鸛和黑臉琵鷺等珍稀瀕危鳥類提供了重要的遷徙和越冬場所。其次為生物產品供給服務, 占總價值的20.78%。生態有機種養的利用方式, 能夠得到較傳統農業更高的農產品價值, 同時減輕了對生態環境的破壞程度, 但目前生態種養范圍略大, 約占公園總面積的20%。調蓄水量占到總價值量的15.34%, 說明濕地公園對緩解當地水資源短缺具有較好的潛力; 水質凈化服務價值, 占到總價值量的14.60%, 說明公園濕地發揮了較好的凈化水質作用, 這與濕地公園建設前后庫內水質監測結果由V類—劣V類為主改善為III類水質相符合, 濕地公園建設以來采取的一系列水治理措施取得了較好的成效。濕地的土壤保育服務價值占13.41%, 濕地為農產品種植提供了一定可用土地資源。漩門灣濕地公園的水源供給、休閑旅游、固碳釋氧、鳥類棲息地維持和蒸發降溫服務價值依次降低(表7)。其中有些生態系統服務價值受現階段管理技術所限未得到充分發揮。如水源供給服務, 若徹底解決水庫深處咸水淡化問題, 其價值量可能高于當前值。還可能存在某些生態系統服務重要性未能體現, 如濕地公園的科研教育服務價值。漩門灣濕地公園濕地類型豐富, 且位于東亞—澳大利西亞候鳥遷飛路線上, 應具有很高的科研教育價值。但因未查詢到2018年漩門灣相關學術論文和科研項目, 無法以此評估其價值, 可見公園的科研教育價值還需要進一步實現。

表7 漩門灣濕地公園生態系統服務價值量

與其它濕地公園生態系統服務價值評估結果的對比顯示有較大差異存在(表8), 其中四川南河國家濕地公園與其它濕地公園評價結果差異較大, 這些差異主要是評價方法和參數選擇造成的; 湖南雪峰湖國家濕地公園生物產品供給價值遠高于其它公園, 是因其將供水、供電歸類為生物產品供給計算。可見, 評價指標分類、評價方法以及對評價指標的理解差異造成不同研究結果之間存在不同。

在濕地公園生態系統服務評估的過程中, 濕地公園定位及研究者對評價指標的理解會影響評價方法和評價參數的選擇, 進而導致評價的結果及其指示性也存在不同。對于特定公園的管理者來說, 根據公園生定位及其生態系統特征, 明確不同生態系統服務存在的權衡協同關系, 確定科學完善的評價體系能夠提高生態系統服務價值評估的準確性。同時, 開展長期濕地生態系統監測并對濕地公園生態系統服務狀況進行階段性評價, 能夠揭示濕地公園建設取得的成效和存在的不足, 為濕地公園保護管理決策提供可靠的支持。

基于上述分析, 建議公園(1)加強公園生態系統階段性評價。國家濕地公園以保護和修復濕地為主, 開展基于公園定位及其生態系統特征的生態系統服務評價體系, 對濕地公園建設成效和存在的問題進行階段性評價, 有利于公園保護管理水平的提高。(2)控制生態種養規模。生態種養是公園吸引游客和創收的重要手段, 但人為干擾較大, 生態較為脆弱, 應盡量控制其規模, 保證足夠的生態緩沖區域, 以確保濕地生態系統得到充分的保護和恢復。

表8 漩門灣濕地公園與其它國家濕地公園生態系統服務價值評估對比

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Value assessment of wetland ecosystem services of Xuanmen bay national wetland park

SUN Haiping1, LI Hepeng2, FANG Yaoyao2, *, YUE Chunlei2, ZHANG Xuri2, WANG Jun2, ZHANG Hua2, ZHAO Hong3, CHEN Yanxue3

1. Yuhuan Bereau of National Resources and Planning, Taizhou 317699, China 2. Zhejiang Academy of Forestry, Hangzhou 310023, China 3. Xuanmen Bay National Wetland Park Management Office, Yuhuan 317699, China

Based on the field survey and analytical data, the values of 9 key ecosystem services(ESs) of Xuanmen bay national wetland park were estimated. The evaluation methods included market value, replacement cost, aggregate income and so on. The results showed that the annually total value of ecosystem services of the wetland park was 2.80×108yuan. The value of habitat maintenance for birds was the highest, which was 8968.38×104yuan·a–1. The next was material production and water regulation, which was 5818.13×104yuan·a–1and 4294.70×104yuan·a–1respectively. Others ranked from greatest to lowest with a tendency of values as: water purification, soil conservation, water provision, entertainment, carbon fixation and oxygen release and cooling effect services. Thus, the measures adopted on birds habitat maintainance and farming and aquaculture were effective. Comparison among different wetland parks showed that the value of ESs was affected by selection of evaluation methods and parameters depending on the positioning of the park and researcher's understanding on the index.Base on the research, policy suggestions were put forward.

ecosystem services; value assessment; Xuanmen bay; national wetland park

孫海平, 李賀鵬, 房瑤瑤, 等. 漩門灣國家濕地公園生態系統服務價值評估[J]. 生態科學, 2021, 40(1): 139–146.

SUN Haiping, LI Hepeng, FANG Yaoyao, YUE Chunlei, et al. Value assessment of wetland ecosystem services of Xuanmen bay national wetland park[J]. Ecological Science, 2021, 40(1): 139–146.

10.14108/j.cnki.1008-8873.2021.01.018

X171.4

A

1008-8873(2021)01-139-08

2020-03-23;

2020-04-20

浙江省省院合作林業科技項目 (2018SY03)

孫海平(1966—), 男, 浙江玉環人, 學士, 高級工程師, 主要從事森林和濕地資源保護、規劃和利用, E-mail: 530264075@qq.com

房瑤瑤, 女, 博士, 助理研究員, 主要從事濕地生態修復研究, E-mail: flyswing9723@163.com