國家公園生態產品價值核算

杜 傲,沈鈺仟,2,肖 燚,*,歐陽志云

1 中國科學院生態環境研究中心,城市與區域生態國家重點實驗室,北京 100085 2 中國科學院大學,北京 100049

建立以國家公園為主體的自然保護地體系,是黨的十九大提出的重大改革任務,也是生態文明思想的重大舉措,以解決傳統保護地體系的矛盾,推進美麗中國建設[1]。國家公園是由國家批準設立并主導管理,邊界清晰,以保護具有國家代表性的大面積自然生態系統為主要目的,實現自然資源科學保護和合理利用的特定陸地或海洋區域[2]。2021年《生物多樣性公約》第十五次締約方大會上,公布了我國第一批5處國家公園。國家公園作為我國自然生態系統中最重要、自然景觀最獨特、自然遺產最精華、生物多樣性最富集的區域,是國家和區域重要的生態安全屏障,能夠提供豐富的調節服務和文化服務,在高質量生態產品的供給中發揮著重要作用。

生態產品是在不損害生態系統穩定性和完整性前提下,生態系統為人類提供的物質產品和服務產品,以及源于生態系統結構和過程的文化服務[3]。建立生態產品價值評價機制,探索制定生態產品價值核算規范,是建立健全生態產品價值實現機制的重要任務之一。生態產品總值(GEP)是生態系統為人類福祉和經濟社會可持續發展提供的各種最終物質產品與服務價值的總和,主要包括生態系統提供的物質產品、調節服務和文化服務價值[3]。GEP的概念及核算框架于2013年首次提出[4],全國先后在30多個省、市、縣開展GEP核算示范試點工作,并陸續出臺了國家和地方核算指南、標準[5—7]；近幾年,專家學者對核算框架和方法也進行了深入探究[8—10]。目前,GEP的應用主要在生態系統保護成效[11—13]、城市與經濟社會發展[14—17]、政策制定[18—19]等方面。國內關于GEP的相關研究以生態系統調節服務為基礎,包括不同生態系統類型[20—22]、不同尺度區域[23—24]、不同功能區[25—26]。國家公園作為我國自然保護的新事物,發展時間不長,關于生態產品價值和生態系統服務的研究較少,主要有海南熱帶雨林國家公園[27]、三江源國家公園[28]、錢江源國家公園[29]、祁連山國家公園[30]、大熊貓國家公園[31]等,而相關研究多集中在原有保護地[32—34]。

本文以我國首批5處國家公園為研究對象,選擇目前GEP核算相對完善的模型和參數,核算國家公園GEP,分析國家公園GEP、生態產品價值及單位面積生態產品價值特征,并對比15年間(2000—2015年)三者的變化,評估國家公園的生態保護成效,探究核算結果在生態產品價值實現中的應用。

1 研究區概況

建立國家公園是我國生態文明建設的重要內容,也是全面深化改革的優先領域。2021年,《生物多樣性公約》第十五次締約方大會領導人峰會上,習近平總書記宣布了我國第一批正式設立的國家公園,包括“東北虎豹”“大熊貓”“三江源”“海南熱帶雨林”“武夷山”,它們是區域乃至全國典型生態系統、重點保護野生動植物物種、自然遺跡與自然景觀的代表性區域,也是我國生態安全戰略格局的重要區域,各公園保護對象詳見圖1。

圖1 國家公園空間布局Fig.1 Spatial Planning for China′s National Parks

2 研究方法

2.1 生態產品價值

國家公園是我國提供生態產品調節服務和文化服務的重要區域,本文的GEP核算主要以水源涵養、土壤保持、防風固沙、洪水調蓄、空氣凈化、水質凈化、固碳釋氧、氣候調節等調節服務價值為主,重點探究國家公園的生態保護成效,核算方法主要參考《生態系統生產總值(GEP)核算理論與方法》[3],詳見表1。

2.2 數據來源

本文采用的生態系統面積和生態產品實物量(水源涵養量、土壤保持量、固沙量、固碳量)數據來自全國生態環境十年變化(2000—2010)遙感調查評估項目,和全國生態環境五年變化(2010—2015)遙感調查與評估項目；生態系統分類[35]、實物量其他相關參數及價值量核算的價格參數,主要依照相關資料文獻[36—57]和價格指數調整獲取。

3 結果與分析

3.1 國家公園生態系統格局及其變化

國家公園以草地和森林生態系統為主,其次是荒漠、濕地、灌叢等生態系統。草地生態系統面積最大(8.4萬km2),占總面積的48.8%,主要由于我國面積最大(占總面積70%以上)的國家公園——三江源國家公園中草地生態系統分布最廣(超過總面積的65%)；森林生態系統占總面積的20.0%,東北虎豹、海南熱帶雨林、武夷山國家公園的森林面積占各園區面積的87%以上,大熊貓國家公園森林面積占比近60%。

2000—2015年國家公園濕地生態系統面積增幅最大(4.7%),主要來自三江源國家公園濕地面積的快速增加(4.7%)；森林、灌叢、草地等自然生態系統基本穩定；由于“生態保護與修復”、“新型城鎮化建設”等政策、措施的出臺,國家公園荒漠/裸土面積下降(-1.3%),城鎮面積增長(8.2%)。大熊貓國家公園森林面積有小幅下降,草地和荒漠面積有所增長(圖2)。

表1 生態產品價值核算方法Table 1 Accounting methods for ecological product value

圖2 2000—2015年國家公園各類生態系統面積及變化率Fig.2 The area and rate of change of various ecosystems in national parks(2000—2015)

根據轉移矩陣,15年間國家公園范圍內生態系統變化主要體現在荒漠/裸土變為濕地,占總變化面積比例的37.4%；草地變為濕地,占9.1%。東北虎豹國家公園有21.7%的濕地變成了森林,農田主要變成濕地和森林；大熊貓國家公園森林面積的減少,主要變成了裸土(巖)和灌叢,分別占24.4%和20.0%；三江源國家公園濕地面積的增長,主要來自荒漠和草地,分別占56.0%和13.6%；海南熱帶雨林國家公園森林生態系統增長主要來自裸土和農田；武夷山國家公園森林生態系統主要來自灌叢、農田和草地(表2、圖3)。

表2 國家公園主要生態系統類型轉移矩陣Table 2 Transfer matrix of main ecosystem types of national parks

3.2 國家公園生態產品價值及其變化

(1)生態產品總值(GEP)及變化

國家公園總GEP 2000年和2015年分別為10707.6億元和10813.6億元,增長106.0億元,增幅為1.0%。

三江源國家公園GEP最高,占比超過總GEP的40%,2000年和2015年分別為4409.5億元和4547.7億元,增幅最大(3.1%)。海南熱帶雨林國家公園GEP約占總值的20%,兩年GEP分別為2240.5億元和2263.4億元,增幅為1.0%。東北虎豹、武夷山國家公園GEP約占總值的6.8%、4.5%,15年變化較為穩定。大熊貓國家公園GEP超過總值的四分之一,兩年GEP分別為2838.7億元和2781.4億元,下降了2.0%(表3)。

(2)生態產品價值及變化

價值最高的生態產品是水源涵養和氣候調節,其中,水源涵養占總值的近40%,2000年和2015年國家公園水源涵養價值分別為4229.2億元和4200.9億元,大熊貓、三江源、海南熱帶雨林、武夷山國家公園的水源涵養價值均超過各自GEP的30%；氣候調節約占總值的30%,東北虎豹、大熊貓、三江源、海南熱帶雨林氣候調節價值均超過各自GEP的27%。洪水調蓄、土壤保持、防風固沙、固碳釋氧價值約占總值的15%、7%、4%、3%,其中東北虎豹國家公園在固碳釋氧、大熊貓國家公園在土壤保持、三江源國家公園在防風固沙、海南熱帶雨林和武夷山國家公園在洪水調蓄等方面表現出較高價值(圖4)。

圖3 2015年國家公園生態系統類型和2000—2015年生態系統類型變化分布Fig.3 Types of national park ecosystems (2015) and changes of ecosystem distribution (2000—2015) 2000—2015年生態系統類型變化分布(右圖)中,根據“濕地>森林>灌叢>草地>農田>城鎮>荒漠/裸土”的原則,生態系統類型由低級變成高級為提升,反之為降低

國家公園生態產品價值變化方面,增長最多的是防風固沙,增長94.4億元,增幅為27.3%(來自三江源國家公園),水質凈化、氣候調節、洪水調蓄分別增長4.7%、1.8%、1.2%；而土壤保持、水源涵養、固碳釋氧、空氣凈化價值呈下降趨勢,分別下降4.5%、0.7%、0.6%、0.4%。海南熱帶雨林國家公園各指標價值均呈增長趨勢；東北虎豹、武夷山國家公園總體上升,而洪水調蓄價值略有下降；大熊貓國家公園土壤保持、水源涵養、固碳釋氧等價值呈下降趨勢,這與大熊貓國家公園森林、灌叢生態系統面積下降有關(表3)。

圖4 國家公園生態產品價值比例(2015年)Fig.4 Percentages of ecological product value of national parks (2015)

3.3 國家公園單位面積生態產品價值及其變化

2015年國家公園單位面積GEP為652.0萬元/km2,高于全國均值480.7萬元/km2[3]；其中,海南熱帶雨林、武夷山、大熊貓、東北虎豹國家公園單位面積GEP均超過全國水平,分別為5140.5萬元/km2、4816.1萬元/km2、1222.7萬元/km2、505.6萬元/km2。而三江源國家公園相對偏低,為369.4萬元/km2。2000—2015年,國家公園單位面積GEP基本穩定,變化率(1.0%)低于全國均值(21.1%),其中,三江源國家公園變化率最高(3.1%)；海南熱帶雨林國家公園達到均值水平；武夷山、東北虎豹國家公園基本不變；而大熊貓國家公園略有下降,降低2.0%(圖5)。

各指標中,國家公園水源涵養能力最強,為253.3萬元/km2,其中武夷山國家公園水源涵養單位面積價值最高,為2816.4萬元/km2。其次是氣候調節能力,為203.0萬元/km2,其中,海南熱帶雨林、武夷山國家公園該功能能力較強。洪水調蓄中海南熱帶雨林、武夷山國家公園價值較高。15年間,防風固沙增幅最大(27.3%)；其次是水質凈化,各國家公園均達到均值水平；氣候調節和洪水調蓄小幅增長,除大熊貓國家公園氣候調節、東北虎豹國家公園洪水調蓄價值下降外,其他國家公園穩中有升；水源涵養、土壤保持、空氣凈化、固碳釋氧均值略有下降(表4)。

圖5 國家公園單位面積GEP(2015)及變化率(2000—2015)Fig.5 GEP per unit area of national parks (2015) and rate of change (2000—2015)

4 討論與結論

4.1 討論

國家公園具有較高的生態產品價值,海南熱帶雨林、武夷山國家公園單位面積GEP是全國均值的近10倍,體現了國家公園是我國生態產品的重要供給區域,在提供高質量生態產品中發揮著重要作用。三江源國家公園GEP最高,主要由于三江源國家公園面積最大(占國家公園總面積的71.8%),且位于青藏高原江河源區,其水源涵養、氣候調節、防風固沙等價值遠超其他國家公園；但由于其荒漠生態系統面積大,植被覆蓋度不高(2000、2015年分別為16.1%、36.6%),而本文的價值核算為了避免指標重復未考慮生物多樣性,使其單位面積GEP相對偏低。單位面積GEP最高的國家公園是海南熱帶雨林國家公園,其本底條件好,森林覆蓋度高(2000、2015年分別為90.5%、99.0%),以原始林為主,是我國分布最集中、保存最完好、連片面積最大的熱帶雨林。

15年間,國家公園GEP總體穩定,體現出了自然保護地建設、廊道建設與生物棲息地恢復建設等工程影響下國家公園的保護成效。三江源國家公園GEP呈增長趨勢,主要由于我國2005年開始實施三江源生態保護和建設工程,使該區域“增水”效果明顯,生態修復效果顯著,植被覆蓋度增長了2.3倍；大熊貓國家公園GEP下降,主要與地震等地質災害導致的以森林為主的自然生態系統面積減少有關；海南熱帶雨林、武夷山國家公園自然本底條件良好,森林生態系統面積大,2015年植被覆蓋度分別為99.01%、98.16%,由于原自然保護地在保護與修復等方面的工作較為成熟,15年植被覆蓋度變化不大,因此GEP相對穩定。國家公園單位面積GEP變化率低于全國均值,由于國家公園主要由國家級自然保護區等自然保護地構成,生態系統本底條件好,且長期受嚴格保護,GEP穩定；而近20年全國范圍內普遍開展生態保護修復工程,生態保護成效明顯,因此GEP增長較快。

在以往針對某一國家公園,或國家公園所在保護地的生態產品價值或生態系統服務功能研究的基礎上,本文以我國5處國家公園為研究對象,并選擇目前相對完善的模型和參數,核算其GEP。通過對比相關研究[27,58],發現國家公園GEP核算結果具有一定差異,也體現了本文在核算指標、方法、價格等方面的特征:(1)核算指標方面,本文的指標不包括生物多樣性、土壤保肥等生態系統支持服務,以避免重復計算；(2)模型方法方面,本文的固碳量采用了凈生態系統生產力(NEP)法,在研究常見的凈初級生產力(NPP)法的基礎上,去除土壤異養呼吸消耗碳量,以確保其為人類提供服務；(3)價格參數方面,本文根據最近年份的價格進行折算,避免因為通貨膨脹等價格波動帶來的價值差距。

本文根據2000年和2015年國家公園GEP核算結果,評估了15年間我國國家公園范圍內生態系統變化及生態產品價值變化情況,以反映其生態保護成效和生態產品效益；同時,也為國家公園生態產品價值實現提供量化基礎,有利于推動核算結果在生態補償標準制定、生態產品市場化交易、管理成效評估和領導干部離任審計等方面的應用。另外,針對GEP核算存在的統計數據收集困難、本地化參數缺失等問題,國家公園在未來建設中,可完善自然資源和生態環境監測體系,以獲取范圍內氣候、土壤、植被等參數信息,制定國家公園生態產品價值核算規范,建立核算參數數據庫,為國家公園生態產品核算提供數據基礎。

表3 國家公園生態產品價值及變化/億元Table 3 Value and changes of ecological products in national parks

表4 國家公園生態產品總值(GEP)各指標單位價值(2015)及變化率(2000—2015)Table 4 The unit area value (2015) and change rate (2000—2015) of each indicator of the national park GEP

4.2 結論

本文以東北虎豹、大熊貓、三江源、海南熱帶雨林、武夷山5處國家公園為研究對象,核算其2000年和2015年GEP,發現國家公園生態產品價值較高,是我國生態產品供給的重要區域,15年間國家公園GEP穩定,各國家公園均處于良好的發展態勢。具體研究結果如下:

(1)國家公園生態系統格局以草地和森林生態系統為主,占總面積的近70%,其次是荒漠、濕地、灌叢等生態系統。各國家公園中,三江源國家公園以草地、荒漠、濕地生態系統為主,東北虎豹、海南熱帶雨林、武夷山國家公園約90%的面積為森林生態系統,大熊貓國家公園以森林、灌叢、草地、荒漠等生態系統為主。2000—2015年,濕地面積大幅增長(4.7%),荒漠/裸土生態系統面積減少較大(-1.3%)。根據轉移矩陣,15年間國家公園生態系統變化主要體現在荒漠/裸土變為濕地,占總變化面積比例的37.4%,其次是草地變為濕地,及灌叢與森林之間的轉換等。

(2)2015年,國家公園總GEP為10813.6億元,15年間增長了1.0%。各國家公園中,三江源國家公園GEP最高(4547.7億元),其次為大熊貓、海南熱帶雨林、東北虎豹國家公園；15年GEP變化方面,三江源和海南熱帶雨林國家公園增幅較大(3.1%和1.0%),大熊貓國家公園有所下降(-2.0%)。各指標中,水源涵養和氣候調節價值最高,占總值的38.9%和31.1%。

(3)國家公園單位面積GEP(651.95萬元/km2)高于全國均值(480.7萬元/km2),海南熱帶雨林國家公園最高,是全國均值的近10倍,武夷山、大熊貓、東北虎豹國家公園均超過全國水平。15年間,國家公園單位面積GEP略有增長(1.0%),但均低于全國水平(21.1%),其中,三江源國家公園年均變化率最高(0.21%)。各指標中水源涵養能力最強(253.27萬元/km2),其次是氣候調節、洪水調蓄等；防風固沙增幅最大(27.3%)。

本文對于國家公園GEP核算存在一些困難和不足,首先,不同于以往行政區域的GEP核算,本文的核算對象是國家公園,其邊界復雜、統計數據不足,使得數據收集難度和局限性較大,因此,本文暫未核算國家公園的物質產品和文化服務價值；其次,5處國家公園面積和地域跨度較大,本地化參數獲取困難,參數的確定主要來自參考文獻,精細化程度有待提高。本文能夠反映出國家公園范圍內一定時期的生態環境狀態和變化,為國家公園的生態保護和管理建設提供了科學依據。