山东农业科学 2022,54(2):153~158ShandongAgriculturalSciences DOI:10.14083/j.issn.1001-4942.2022.02.023
黄河三角洲湿地生态系统服务价值评估
王娜娜1,刘宏元1,李英1,王艳君1,董红云1,张燕1,张锡金1,高洁1,梁守真2,李新华1
(1.山东省农业科学院湿地农业与生态研究所,山东济南 250100;
2.山东省农业科学院信息与经济研究所,山东济南 250100)
摘要:黄河三角洲湿地是我国暖温带最广阔、最完整、最年轻的湿地生态系统,同时又具有原生性、增长
性、脆弱性等显著地域特征,具有极高的科研价值和生态价值。本研究评估结果表明,黄河三角洲湿地生态系
统服务价值,总计为543.69亿元。价值量由高到低依次是支持服务(216.85亿元)、文化服务(177.88亿
元)、调节服务(121.30亿元)、供给服务(27.66亿元),分别占总价值量的39.88%、32.72%、22.31%和
5.09%。黄河三角洲湿地生态系统的五大单项服务价值为生物多样性、旅游休闲、水质净化、气候调节和土壤
保持价值,价值量分别为197.30亿、163.88亿、90.25亿、20.86亿和19.55亿元,占到总服务价值的90.47%。
各种因素影响下黄河三角洲湿地生态系统变化较快,及时对其服务价值进行综合评估,不仅能够了解该区域
的湿地现状,还能为湿地保护提供有力的基础支撑,为实现黄河三角洲生态保护和高质量发展提供参考依据。
关键词:黄河三角洲;湿地;生态系统服务;价值评估
中图分类号:S181:F303.4 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2022)02-0153-06
ValueEvaluationofWetlandEcosystem
ServicesintheYellowRiverDeltaWetland
WangNana1,LiuHongyuan1,LiYing1,WangYanjun1,DongHongyun1,
支付宝刷脸ZhangYan1,ZhangXijin1,GaoJie1,LiangShouzhen2,LiXinhua1(1.InstituteofWetlandAgricultureandEcology,ShandongAcademyofAgriculturalSciences,Jinan250100,China;
2.InstituteofInformationandEconomics,ShandongAcademyofAgriculturalSciences,Jinan250100,China)
Abstract TheYellowRiverDeltawetlandisthebroadest,mostcompleteandyoungestwetlandecosys teminthewarmtemperatezoneofChina.Atthesametime,ithasobviousregionalcharacteristicssuchaso riginality,growthpropertyandvulnerability,soit
hasextremelyhighscientificresearchvalueandecologicalvalue.Inthispaper,weevaluatedthevalueofwetlandecosystemservicesintheYellowRiverDelta,whichwas54.369billionyuanintotal.Thevaluesequenceofdifferentserviceswassupportingservices(21.685billionyuan),culturalservices(17.788billionyuan),regulatingservices(12.130billionyuan)andsuppl yingservices(2.766billionyuan),accountingfor39.88%,32.72%,22.31%and5.09%ofthetotalval ue,respectively.ThefivehighersingleservicevaluesofwetlandecosystemintheYellowRiverDeltawasbiodiversity,tourism,waterpurification,climateregulationandsoilconservationvalues,withthequantityas19.730billion,16.388billion,9.025billion,2.086billionand1.955billionyuan,respectively,account ingfor90.47%ofthetotalservicevalue.Undertheinfluenceso
fvariousfactors,theYellowRiverDeltawet landecosystemchangedrapidly.AtimelyandcomprehensiveassessmentofservicevalueoftheYellowRiverDeltawetlandcouldnotonlyhelpusunderstandthecurrentstatusofthisregion,butalsoprovidebasicsup
收稿日期:2021-11-08
基金项目:国家重点研发计划项目(2017YFA06030004);山东省农业科学院农业科技创新工程项目(CXGC2021A37);山东省自然科学基金面上项目(ZR2020MD019)
作者简介:王娜娜(1989—),女,山东郓城人,博士,助理研究员,主要从事农业及环境经济研究。E-mail:wangnana269@126.com
通信作者:李新华(1979—),女,山东曹县人,博士,研究员,主要从事湿地与农田生态研究。E-mail:xinhuali_2008@163.com
portsforwetlandprotection,thusprovidearefere
nceforecologicalprotectionandhigh qualitydevelopmentoftheYellowRiverDelta.
Keywords YellowRiverDelta;Wetland;Ecosystemservices;Valueevaluation
2021年10月习近平总书记考察黄河入海口并在深入推动黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上发表重要讲话,强调要科学分析当前黄河流域生态保护和高质量发展形势,把握好推动黄河流域生态保护和高质量发展的重大问题;指出黄河三角洲自然保护区生态地位十分重要,要加强下游河道和滩区环境综合治理,提高河口三角洲生物多样性。
湿地被誉为“地球之肾”和“物种基因库”,是地球上生态系统服务价值最高的生态系统类型[1],与森林、海洋并称为全球最具生产力的三大生态系统,源源不断为人类供给多种不可替代的生态产品[2,3]。黄河三角洲湿地是由黄河不断冲积、淤积和海岸水动力共同作用形成的退海地,是我国暖温带保存最完整、最广阔和最年轻的湿地生态系统,是典型的河口湿地。独特的地理位置和自然环境形成了世界上独一无二的河口湿地生态系统,具有原生性、增长性、脆弱性等显著地域特征。黄河三角洲天然湿地主要包括滨海湿地、河流湿地、沼泽湿地、草甸湿地和河滩湿地,总计16.29万hm2;人工湿地主要包括水库坑塘、盐田、沟渠和水田,总计8.78万hm2;湿地总面积25.07万hm2[4]。
黄河三角洲湿地是可为全球提供可观的经济效益、环境效益和社会效益的极为重要的生态系统。但同时,它不仅是一个自然演变相对剧烈、非常脆弱的生态系统,而且其特殊的水文条件决定其容易受到人类活动的干扰,造成湿地功能的改变或丧失[5]。
首先,黄河三角洲湿地自然演变剧烈。受海洋、陆地和河流的多重影响,黄河三角洲具有河海交互性、海陆过渡性、新生性及生态脆弱性等特点。同时,河流尾闾摆动和水沙通量变化、淤积、冲刷使河口三角洲发育处于动态变化之中,湿地演变剧烈[1]。
其次,黄河三角洲湿地人为干扰强烈。生态系统的景观结构和物种分布等与人类活动密切相关[6]。由于区位优越、水及石油矿产资源丰富、生态环境资源丰富多样,黄河三角洲成为人类活动最为密集的区域之一,湿地出现了不同程度的萎缩和退化[7]。研究表明,2000年起黄河三角洲自然保护区开发干扰指数从轻微到剧烈、从缓慢到迅速,2016年后自然保护区的监督管理力度加大,开发干扰指数才趋于稳定[8]。
第三,黄河三角洲湿地污染形势依然严峻。有研究表明,全年大部分时期引黄沟渠、连河湿地和恢复湿地水质均为Ⅴ类水质,这说明监测期间黄河三角洲淡水恢复工程湿地目前仍处于严重污染状态[9]。黄河三角洲湿地生态安全状况整体上呈恶化趋势,生态安全评价指数平均值从1987年的0.717下降到2017年的0.531[10]。
湿地生态系统具有生物多样性、水质净化、气候调节、旅游休闲等多种服务功能,开展其服务功能评估是湿地研究领域的重要部分。各种因素影响下黄河三角洲湿地生态系统变化较快,及时对黄河三角洲湿地生态系统服务价值进行综合评估,将湿地生态系统各种功能价值转化为货币形式,直观地量化湿地功能价值、反映其对区域发展的重要性,不仅能够了解该区域的湿地现状,还能为湿地保护和管理提供有力的基础支撑,为实现黄河三角洲地区生态保护和高质量发展提供参考依据。
1 黄河三角洲湿地生态系统服务及价值评估
1.1 湿地生态系统服务功能及评估方法
湿地生态系统服务功能一般分为四大类:供给服务、调节服务、支持服务和文化服务[11-13],是主要评估项目。而具体的评估指标则是在此基础上对湿地生态系统单项服务功能进行更加细致的划分。
湿地生态系统服务功能价值评估方法有经济学方法、生态模型法、物质量法和能值分析法[14,15]等。由于湿地价值的多元性,没有一种方法能精确评估湿地的全部价值[15,16]。经济学方法目前最为常用,是指在获取各类生态系统服务功能物质量的基础上,通过市场价值法、替代成本法、影子工程法、成果参照法、单位面积价值当量法等进行价值评估[17,18]。
黄河三角洲湿地生态系统服务功能价值评估项目、评估指标及评估方法和公式见表1。
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1 山东农业科学 第54卷
表1 湿地生态系统服务功能及评估方法
湿地生态系统服务功能
评估项目评估指标
评估方法计算公式参数说明
供给服务植物产品
动物产品
原盐
矿产
水源
航运
市场价值法/
好的三本院校成果参照法/
单位面积价值当量法
V1=∑
n
i=1
(Pi×Qi)
V1为植物产品供给价值,Pi为第i种
植物产品的平均单价,Qi为第i种植
物产品的产量
V2=∑
n
j=1
(Pj×Qj)
V2为动物产品供给价值,Pj为第j种
动物产品的平均单价,Qj为第j种动
物产品的产量
V3=Py×Qy
V3为原盐产出价值,Py为原盐平均单
价,Qy为原盐产量
V4=Pk×Qk
V4为矿产产出价值,Pk为矿产平均单
价,Qk为矿产产量。黄河三角洲的矿
产主要是原油
V5=Pn×Wn+Ps×Ws+Pe×We
V5为供水价值。Pn为湿地提供的农
业用水量,Wn为相应农业用水的单
位价格;Ps为湿地提供的生活生产用
水量,Ws为相应生活生产用水的单
位价格;Pe为湿地提供的生态水量,
We为相应生态水的单位价格
V6=L×Y×Ph
V6为航运价值,L为湿地水域运输线
路总长,Y为完成的运输量,Ph为运
输单价
调节服务大气调节市场价值法V
7=1.2×Qg×Po-24.5×C×Pc
V7为氧气释放价值。Qg为黄河三角
洲植物净产量干重,Po为氧气的价
格;C为湿地甲烷的排放量,Pc为碳
的价格
气候调节成果参照法V8=δ×Pz×(WE+WT)δ为矫正系数,Pz为单位体积水汽通过蒸腾作用调节气候的价值,WE为黄河三角洲湿地水汽蒸发量,WT为黄河三角洲湿地植被水汽蒸腾量
植物固碳碳税法V9=0.44×QgQg为黄河三角洲植物净产量干重
土壤固碳碳税法V10=Dsoc×Sc
Dsoc=c×d×ρ
Dsoc为土壤有机碳密度(kg/m2),Sc
为潮滩面积。c为土壤有机碳含量
(%),d为土层厚度(cm),ρ为土壤
容重(g/cm3)
水质净化单位面积价值当量法V11=S×PdS为湿地总面积,Pd为单位面积水质净化价值服务当量
调蓄水量影子工程法V12=Wx×PxWx为湿地每年调蓄水量,Px为建设单位库容的造价
促淤造陆增加国土面积法V13=Sz×PtSz为每年增加的湿地面积,Pt为当地每公顷国土的价格
支持服务生物多样性
土壤保持单位面积价值
当量法
V14=S×DS为湿地总面积,D为单位面积生物
多样性维护价值服务当量
V15=Sh×B英格兰VS塞内加尔预测
Sh为近海与海岸湿地面积,B为单位
面积土壤保持价值服务当量
文化服务文教科研单位面积价值当量法V16=S×KS为湿地总面积,K为单位面积湿地产生的科研教育价值服务当量
旅游休闲旅行费用法V17=F1+F2+F3F1为旅游费用支出;F2为旅游时间价值;F3为消费者剩余
1.2 黄河三角洲湿地生态系统服务价值估算1.2.1 供给服务 植物产品、水产品和原盐很难获得每种产品的具体供给量来计算其价值,因此本文采用成果参照法来衡量。张晓惠[19]、李琳[20]、于佳[21]和李永涛等[22]计算的黄河三角洲湿地三类产品(V
1
~V
3
)的供给价值分别为22.04亿、25.30亿、24.91亿、16.39亿元,取均值为22.16亿元。
5
5
1
第2期 王娜娜,等:黄河三角洲湿地生态系统服务价值评估
黄河三角洲湿地的矿产资源主要是石油,矿
产价值(V4
)由市场价值法计算。据中国石化胜利油田,黄河三角洲湿地每年产原油近3
0万吨,按照油价每桶4
0美元折算,合年产值5亿元人民币。黄河三角洲湿地的矿产价值按5亿元计。
各种操作系统水源供给价值(V5
)也由市场价值法计算,湿地供水量参考《中国湿地资源·山东卷》[23]
。湿地提供的农业用水量为800万t,相应农业用水的
单位价格为2
.5元/m3
;湿地提供的生活生产用水量为200万t,相应生活生产用水的单位价格为
3.15元/m3
;湿地提供的生态水量为2000万吨,
相应生态水的单位价格为1.2元/m3[22]
。最终黄河三角洲湿地水源供给价值评估为0.50亿元。
黄河虽然是我国第二长河,但是黄河水量并不大、流量季节变化很大、含沙量很大,导致黄河的河运价值不高。此外,由于黄河大量泥沙的淤积,海运港口的建设条件也较差。而且随着黄河三角洲自然保护区保护力度的加大,航运条件不会有较大改变,黄河三角洲湿地的航运价值此处忽略不计。1.2.2 调节服务 大气调节(V7
)服务价值用市场价值法计算。黄河三角洲湿地的植物总生物量干重为454916.14t,甲烷的排放量为329.90t[20,22]。在计算时,以增温潜势将相同质量的CH4换算为等温室效应的CO2,1kg的CH4
产生的温室效应等同于24.5kg的CO2产生的温室效应。
山东液氧价格按照8
00元/t计算,碳的价格按照2021年首批碳交易价格52.78元/t计算。最终
黄河三角洲湿地大气调节价值为4
.36亿元。气候调节价值由公式V8
计算,矫正系数δ取3.21,即黄河三角洲湿地与东营市干旱指数的比值。Pz为单位体积水汽通过蒸腾作用调节气候的价值,取0.02美元/m3
,参照当下汇率换算为0.13元/m3[22]
。已知黄河三角洲单位面积年均蒸发量
为1928mm[9]
教师节 礼物。WE等于单位面积蒸发量乘以黄
河三角洲湿地总面积,为4.83×109m3
;WT等于湿地植被年产总生物量乘以蒸腾系数(372),为
1.69×108m3
。计算得出黄河三角洲湿地气候调节价值为20.86亿元。
固碳价值分为植物固碳和土壤固碳,价值评估由碳税法计算。植物固碳价值由公式V9
计算。每产生1g干物质,需固定CO21
.63g,相当于0.44g碳,碳的价格为52.78元/t,计算得黄河三
角洲湿地植物固碳价值为0
.11亿元;黄河三角洲湿地土壤有机碳密度为6
.257kg/m2[24]
,潮滩面积为9.65万hm2[25]
,由公式V10
计算黄河三角洲湿地土壤固碳价值为3.19亿元。
水质净化价值(V11
)
,S为湿地总面积(25.07万hm2
三星s4开发者选项在哪),单位面积湿地生态系统价值服务当量为
3.60元/m2[12]
,黄河三角洲湿地水质净化价值为90.25亿元。
调蓄水量的价值V12计算方法为影子工程法,其中湿地每年调蓄水量3.5×108m3
,建设单位库容的造价为0.67元/m3
,黄河三角洲湿地调
蓄水量价值为2
.35亿元。促淤造陆价值V13按照增加国土面积法计算,每年增加的湿地总面积约2000hm2
,当地国
土价格约9000元/hm2
,单项价值计算结果为0.18亿元。1.2.3 支持服务 黄河三角洲湿地生物多样性价值及土壤保持价值的评估均采用单位面积价值当量法,由湿地总面积乘以单位面积价值当量。
黄河三角洲湿地总面积为2
5.07万hm2
,单位面积生物多样性维护价值参考谢高地等[12]
改进后的单位面积价值当量因子,换算为人民币之
后为78700元/hm2
,黄河三角洲湿地支持服务价值总计为197.30亿元。
土壤保持价值为近海与海岸湿地面积
(
84643.00hm2)[4]
乘以单位面积湿地生态系统价值服务当量(23100元/hm2
),结果为19.55亿元。1.2.4 文化服务 文教科研价值一些学者按照累计投入的科研总经费计算,或者参照其他学者的研究成果取均值。本文采用单位面积价值当量法由湿地总面积乘以单位面积产生的科研教育价
值。此处参照C
ostanza[26]
研究成果并按照当下汇率换算成人民币为5584.96元/hm2
,得到黄河三角洲湿地文教科研价值为14.00亿元。
旅游休闲价值采用旅行费用法估算:V17=
F1+F2+F3。F1
为旅游费用支出,等于每天的旅行费用乘以每年可游览天数。根据《东营市统计
年鉴》
2020年东营市旅游总收入205.7亿元。研究区的旅游人数应该占到整个东营旅游人数的
70%以上[19-21]
,折合研究区该年旅游总收入为143.99亿元,每天旅行费用为0.39亿元。黄河
651 山东农业科学 第54卷
三角洲湿地全年可游览天数按照300计,得到旅
游费用支出(F
1
)为117亿元。2019年山东省平均工资81446元/年,单位时间机会工资成本按其1/3算为27148.67元/年,可旅行时间300天,
计算得到旅游时间价值(F
2
)为0.08亿元/年。
消费者剩余F
3
按照旅游费用支出的40%计为46.8亿元。最终黄河三角洲湿地旅游休闲价值为163.88亿元。
2 结果与分析
价值评估结果(表2)显示,黄河三角洲湿地生态系统服务总价值为543.69亿元。价值量由高到低依次是支持服务(216.85亿元)、文化服务(177.88亿元)、调节服务(121.30亿元)、供给服务(27.66亿元),分别占总价值量的39.88%、32.72%、22.31%和5.09%。单项服务价值最高的是生物多样性(197.30亿元),其次是旅游休闲(163.88亿元),然后是水质净化、气候调节和土壤保持,价值分别为90.25亿、20.86亿、19.55亿元。这五大单项功能价值占到黄河三角洲湿地生态系统服务价值的90.47%。
表2 黄河三角洲国家级自然保护区
湿地生态系统服务功能价值
湿地生态系统服务功能评价项目评价指标
价值
(亿元)
评价指标价值
占比(%)
评价项目价值
占比(%)
供给服务植物产品
动物产品原盐矿产水源22.164.08
5.000.92
0.500.09
5.09
调节服务大气调节4.360.80
气候调节20.863.84
植物固碳0.110.02
土壤固碳3.190.59
水质净化90.2516.60
调蓄水量2.350.43
促淤造陆0.180.03
22.31
支持服务生物多样性197.3036.29
土壤保持19.553.60
39.88
文化服务文教科研14.002.57
旅游休闲163.8830.14
32.72合计543.69100100
首先,研究表明黄河三角洲湿地生物多样性价值最高。中国是世界上生物多样性最丰富的国家之一,2021年我国发布《中国的生物多样性保护》白皮书,习近平总书记视察山东时也多次提及要保护黄河三角洲湿地生物多样性。此外,黄河三角洲湿地是以保护黄河口新生湿地生态系统和珍稀濒危鸟类为主体的湿地类型自然保护区,是东北亚内陆和环西太平洋鸟类迁徙重要的中转站、越冬栖息地和繁殖地,被国内外专家誉为“鸟类的国际机场”,其生物多样性价值不言而喻。
其次,黄河三角洲湿地文化服务价值量较高,价值量最低的是供给服务。早期研究结果普遍显示供给服务排在首位,比如张晓惠[19]和刘键[27]的研究。但黄河三角洲生态地位十分重要,供给服务价值逐渐被生物多样性价值和旅游休闲价值远远反超。在陈翠等[28]的研究中湿地的文化价值占总价值的46.95%;Scholte等[29]也强调社会文化价值的重要性;于佳[21]研究了黄河三角洲自然保护区湿地的生态价值,结果显示文化服务价值最高,最低的是供给功能价值;谢高地等[12]认为四类生态系统服务价值当量最低的是供给服务。与本研究结果一致。
最后值得关注的是,黄河三角洲湿地生物多样性、旅游休闲、水质净化、气候调节和土壤保持五大单项价值占到其总价值的90%以上。李楠等[18]研究了杭州湾滨海湿地生态系统服务价值,结果显示气候调节、水质净化、土壤保持三大核心功能占到其服务价值的80%以上;旅游休闲的价值同样较高,但生物多样性价值被低估,仅占0.08%。近年来,生物多样性保护越来越多地被提及,它是整个生态系统循环、平衡、健康和可持续的基础和重要标志,其生态价值十分重要。此外,随着经济繁荣和人们生活水平提高,旅游出行逐渐成为人们活动的常态,旅游业也展现出极大的市场活力和发展潜力。而且对于东营市而言,黄河三角洲自然保护区的旅游吸引力占绝对主力,其旅游休闲文化价值越来越突出。但李永涛等[22]对黄河三角洲湿地功能价值的评估显示文化价值低于供给价值,可能是因为此项目评估采用2012年的旅游收入计算,故导致估算量偏低。
3 结论与建议
本研究评估了黄河三角洲湿地生态系统服务价值,价值量由高到低依次是支持服务、文化服务、调节服务和供给服务;单项服务价值最高的是生物多样性(197.30亿元),其次是旅游休闲
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第2期 王娜娜,等:黄河三角洲湿地生态系统服务价值评估
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