县域生态服务功能价值评估及提升路径——以龙山县为例

周聪轩，　葛大兵,c

(湖南农业大学 a.生物科学技术学院,b.生态科学与工程研究所,c.洞庭湖区农村生态

系统健康湖南省重点实验室，湖南 长沙 410128)



县域生态服务功能价值评估及提升路径
——以龙山县为例

周聪轩a,b，葛大兵a,b,c

(湖南农业大学 a.生物科学技术学院,b.生态科学与工程研究所,c.洞庭湖区农村生态

系统健康湖南省重点实验室，湖南 长沙 410128)

摘要：参照千年生态系统评估框架，建立了龙山县生态系统服务功能价值评价指标体系.在分析评估龙山县生态系统提供的各项服务功能价值的基础上，对提升生态系统服务功能价值提出了探讨.结果表明龙山县生态系统服务功能的总价值是93.69亿元，高于龙山县2014年的GDP61.33亿元，同时也证明生态功能区划对生态服务功能价值有一定的提升.从研究结果来看，龙山县生态系统服务功能价值巨大，该结果有利于加强人们对生态系统的认识，也说明了维持生态环境对可持续发展具有举足轻重的作用.图3,表3,参17.

关键词：龙山县；生态服务功能价值；评估

生态系统服务功能是指人们从生态系统里获得的效益.它既来源于自然生态系统，也包含了人类改造的生态系统；生态系统服务功能包含了生态系统为人类提供的直接和间接、有形的和无形的效益[1].随着人口的增长、资源的消耗和污染的加剧，使得自然生态系统遭到了破坏，生态功能正在衰退，在此背景下人类开始研究生态系统服务功能来审视自己与生态系统的关系以及生态系统保护和恢复问题.其中国外有代表性的有Costanza[2](1997)用生态系统产品和服务来分类及评估生态系统功能价值；Daily[3]等探讨了生态系统功能与生态系统产品和服务概念之间的关系.国内有代表性的有谢高地等[4]对青藏高原高寒草地生态系统服务功能价值的研究和评估等.目前为止，因为生态系统本身的复杂性和科学认识的局限性，一般是单一类型的生态系统的服务功能进行研究，如森林、湿地等，以县域为单位的区域生态系统功能评价研究较少.

科学而全面的评估县域的生态系统服务功能价值的意义在于：第一，有助于生态资产价值观念的普及，加深人们对生态系统服务功能价值的认识和了解，从而提高公众的环境意识.第二，有助于从传统GDP核算体系转变为绿色GDP核算体系.正确的评估生态系统服务功能的价值可以为绿色GDP核算体系进行支持和完善.第三，有助于在环境影响评价中考虑生态影响，使得政府或者企事业单位为发展政策的制定和实施做出绿色决策，让地区生态、经济、社会协调发展，真正实现可持续发展战略.因此，对龙山县县域的生态系统服务功能价值的评估，是为促进龙山县合理利用自然资源，提高利用效率，明确县域内各乡镇环境资源价值，采取相关措施维持环境资源的质量的数量，保持生态稳定.对促进龙山县经济、环境和社会的协调发展有着重大的意义.

1研究区概况

龙山县位于东经 109°12′57″-109°54′06″，北纬 28°44′23″-29°40′00″，地处云贵高原东侧、武陵山脉西北段，属湘西北侵蚀山区，低中山地貌，属亚热带大陆性湿润季风气候区，年降雨量1 400 mm.县内已查明的木本植物共有101科303属811种，其中裸子植物门9科27属46种，被子植物92科275属764种.全县森林覆盖率达62.12%.其中亚热带针叶林占69 314 hm2、常绿-落叶阔叶林占88 005 hm2、针阔混交林占78 684 hm2、草地3 870 hm2、农田35 385hm2.龙山县湿地包括酉水河等水系沿岸湿地、河洲滩涂等，共3 830 hm2.

2数据来源及评估方法

2.1数据来源

《龙山县统计年鉴》(2014年)、《湖南省湘西土家族苗族自治区龙山县农村环境综合整治整县推进项目实施方案》(2014年)、《龙山县环境质量报告书》(2014年)、遥感数据等以及实地调查.所得数据经过Excel2003、GIS等软件的处理，并对结果进行了整理分析.

2.2研究方法

针对龙山县生态服务功能的特点，本研究采取了不同的评价方法来对研究区域的主要生态功能价值进行评估.同时根据研究区域的客观情况，对相关公式进行修改.(见表1)

表1　研究区生态服务功能评价方法

(1)物质生产功能

(1)

式中，V 为物质产品价值；Qi为第 i 类物质产量； Pi为第 i 类物质市场价格，n为物质产品类型的数目.

(2)涵养水源功能

V=G=∑Xi,(i-1,2,……n)[6]

(2)

式中：V为森林涵养水源价值；G为替代工程造价；Xi为替代工程中i项目建设费.

其中森林蓄水能力根据相关研究[16]和当地实地情况考察得知亚热带针叶林为3 243.2 t/hm2·a、常绿-落叶阔叶林3 912.3 t/hm2·a、针阔混交林3 692.1 t/hm2·a、裸地1 795 t/hm2·a.

(3)土壤保护功能从固土价值、保肥价值和改良土壤效益三个方面来评估.

①固土价值：机会成本法计算得因土地废弃而失去的年经济价值.

废弃土地面积=减少土壤流失总量/表层土壤平均厚度

(3)

减少土壤侵蚀价值=生态系统生产平均收益×相当废弃土地面积[7]

(4)

②保肥价值:因为森林而减少被侵蚀的土壤中含有大量的包括N、P、K在内的营养物质折算成化肥利用市场价值法进行定价.

(5)

式中，V为保肥价值;T为土壤保持量;i为土壤中养分种类;Yi为土壤中第i 类养分含量;Pi为第 i 类养分的市场价格.

③改良土壤效益：湖南省有机肥、碳酸氢铵、过磷酸钙、硫酸钾售价分别为7 000元/t、3 000元/t、10 000元/t、4 600元/t.通过凋落物营养归还肥力折纯成化肥再利用市场价值法进行定价.

(4)净化环境功能从森林生态系统吸收SO2、阻滞粉尘和湿地生态系统降解污染物这三方面来评估.

①吸收SO2：根据治理SO2平均治理费来评估生态系统吸收SO2的价值，根据阔叶林吸收SO2的能力为88.65 kg/hm2,针叶林215.6 kg/hm2，针阔混交林116.6 kg/hm2[8]，SO2每吨处理价格3 000元[9]来评估.

Q=T×∑qi×si

(6)

式中，Q为吸收SO2的价值;T为SO2每吨处理价格;i为森林类型;qi为森林中第i类类型吸收SO2的总量;Pi为森林中第i类类型的面积.

②阻滞粉尘：用削减粉尘单位平均治理费用来评估龙山县生态系统阻滞粉尘的价值，根据研究表明，针叶林的年滞尘能力为33.2 t/hm2,阔叶林为10.11 t/hm2，针阔混交林30 t/hm2，草地滞尘能力为0.12 t/hm2[10].据湖南省发改委资料，削减粉尘成本为170元/t.

Q=T×qi×si

(7)

式中，Q为滞尘能力的价值;T为削减粉尘成本;i为森林类型;qi为森林中第 i 类类型吸收SO2的总量;Pi为森林中第i类类型的面积.

③湿地生态系统降解污染物：湿地通过生物新陈代谢起到降解污染物的作用，尤其体现在净化氮、磷元素上，在生态系统氮、磷本底值不高的情况下，平均去除率均达到了80%以上[11].根据Costanza等[2]的研究结果，湿地降解水体中污染物的价值为4 177美元/ hm-2(以100美元折人民币634.87元计)，可得出其价值.

(5)调节气候功能.使用碳税法、造林成本法和工业制氧法来进行估算价值.

森林每生产1 t干物质，可吸收1.6 t CO2，释放1.2 tO2，取工业制氧成本为600 元/t、取造林成本260.90元·tC-1(1990年不变价)和瑞典税率150美元·tC-1(以100美元兑换人民币634.87元计)来进行计算.计算固定二氧化碳价值时选取碳税率法和造林成本法平均值，计算释放氧气价值时取工业制氧法和造林成本法平均值[4][12].

(6)调节干扰功能.根据湖南省水利厅资料记载，2001年湖南修建水库价格为拦蓄1 m3水需要修建费用0.52元，以2001的1元为基础，cpi为消费指数，平均每年上浮为5%左右，得出1×(1+5%)14=1.9元.又根据地质等客观因素不同，国内有些地区达到了6.9元，所以修建费用取平均数4.4元/m3.水库使用寿命一般为50～100 a，取平均数75 a.水利工程的防洪效益与总投入的比值为13.1，通过以上可得其价值.

(7)娱乐文化功能.文化科研功能价值：因为龙山县科研情况较为落后，开发较晚,各方面的科研都没有充分展开,所以采用单位面积生态系统平均文化科研功能价值计算：湿地3 897.8元/ t/hm2[13]、森林1 132.6 元/ t/hm2、草地76.35 t/hm2、农田390.72 t/hm2[16].

娱乐休憩功能价值：通过龙山县接待国内外游客实现的旅游收入按照旅游投资收益15%估算价值.

(8)生物多样性功能.从森林保护区的机会成本、政府投入及民众支付意愿三方面来评估.

根据《全国自然保护区名录》中的统计，截止到2014年底，龙山县已经建立了省级自然森林保护区：印家界自然保护区.印家界自然保护区占地10 795 hm2.根据国家林业局资料，单位面积林业用地的产值为1 350.35元/(hm2·a),由此可估算出因维持生物多样性而丧失的林业开发机会成本.

近年政府对自然保护区每年的森林保护投入经费为0.46×108元/a可算出政府投入成本.

根据相关资料[14][15]得出单位面积森林维持生物多样性的支付意愿价格.

3评估结果与分析

3.1物质生产功能

龙山县生态系统物质生产功能体现在生态系统通过第一级与次级生产来生产当地人类生活必须的各种物质，包括农林牧渔这四个农业项目.据统计，龙山县2014年里农业产值20.90亿元，林业产值1.23亿元，牧业产值4.29亿元，渔业产值0.29亿元.龙山县生态系统物质生产功能即是第一产业之和，农林牧渔及服务业总产值约为26.81亿元.

3.2涵养水源功能

(1) 森林涵养水源价值.根据每公顷各森林类型的蓄水量与裸地对比,再结合各森林类型面积,可计算出龙山县森林生态系统比裸地多贮蓄的水量达到了3 869万m3，相当于修建了一个库容3 869万m3的水库.根据替代工程法计算水库价值，可知龙山县森林系统蓄积水量的价值达到了3.72亿元.

(2) 湿地涵养水源价值.龙山县主要河流为酉水河，平均流速为5.58m3/s，径流总量为1.76亿/m3·a.利用替代工程法计算，即建设水库投资测算，价格为4.4元/m3，得出龙山县湿地涵养水源价值为7.74亿元.

3.3土壤保护功能

(1)固土价值.龙山县森林主要为亚热带针叶林，常绿-落叶阔叶林，针阔混交林和少量草地.根据湖南省森林土壤侵蚀量表[17]和实际情况得出龙山县每年少流失8.41×106t的土壤.

龙山县表层土壤平均厚度为30 cm，废弃土地面积为20公顷，龙山县土地生产平均收益是856 万/hm2，则龙山县固土价值是1.7亿元.

(2)保肥价值.据龙山县第二次土壤普查地块样化验与千亩农田样化验结果统计，龙山县各类林地表土层平均养分含量为:有机质3.5%、氮0.15%、磷0.055%、钾1.8%.由此可得每年因为龙山县森林系统的存在而少流失有机质294 350 t、氮12 615 t、磷4 625.5 t、钾151 380 t.折纯后保肥价值为24亿元.

(3)改良土壤效益价值. 根据湖南凋落物营养归还数据[17]以及实际情况得出凋落物肥力折纯化肥碳酸氢铵3 841 t、过磷酸钙175 t、硫酸钾3 066 t，则龙山县每年改良土壤效益(仅增加土壤肥力方面)共计2 737.3万元.

3.4净化环境功能

龙山县森林生态系统吸收SO2的能力为34 293 t，则龙山县森林生态系统其对SO2净化价值为1.03亿元；阻滞粉尘的价值为10.17亿元；湿地降解污染物的价值约为1.02亿元.

3.5调节气候功能

龙山县生态系统每年净初级生产量的总量为16.37×104t，折合成固C量为7.14×104t，龙山县各生态系统固C的总价值4 331.14×104元/a ；龙山县各生态系统释放氧气的总价值为6 823.42元/a.

3.6调节干扰功能

根据康文星等[16]人的研究，综合龙山县实地数据，使用替代成本法，拦蓄1 m3的工程费用及使用年限和效益与投入比值,得出龙山县生态系统调蓄洪水价值为1.64亿元.

3.7娱乐文化功能

科研文化方面：龙山县生态系统科研文化价值经过统计约为3.02亿元.由于龙山县地处云贵高原东侧、武陵山脉西北段，所以森林具有较高的科研文化价值.

娱乐休憩方面：龙山县是湖南省的旅游大县.2014年龙山县共接待国内外游客180.65万人次,实现旅游收入8.37亿元.按照旅游投资收益15%估算，龙山县娱乐休憩功能的潜在价值为1.26亿元.

3.8生物多样性功能

龙山县森林生态系统因维持生物多样性而丧失的林业开发机会成本为0.15×108元/a，政府投入经费为22 118元/a，根据相关资料[14][15]得出森林维持生物多样性的支付意愿价格为4.25×106元/a.

3.9生态系统服务价值分析

经上述分析可得出，龙山县服务功能的总价值是83.69亿元，所占比例最大的是物质生产功能，其次是土壤保护功能，最小的是生物多样性价值(见图1).

龙山县服务功能的总价值是93.69亿元，高于龙山县2014年GDP61.33亿元.其中龙山县生态系统价值以物质生产、土壤保护和净化环境的价值为主，分别占总价值的 28%、28%和13% ，说明龙山县生态系统提供产品功能是主体功能，而且在土壤保护、水源涵养等间接服务方面具有一定经济价值.娱乐文化仅占5%，说明该地区存在较大的旅游潜力尚未开发.调节气候与调节干扰的价值合计23.34亿元，说明当地植物具有较高的净生产力，生态系统防止灾害的能力较好.

图1　龙山县生态系统服务功能价值构成图Fig. 1　The value constitute diagram of ecosystem service function in Longshan county

4生态服务功能价值提升路径

龙山县生态系统的服务功能价值对整个湘西自治州的生态系统都有深远的影响.在此背景下通过规划基于生态服务功能价值的生态规划方案中的生态功能分区可以对生态服务功能价值进行提升.

4.1研究区规划前生态服务价值

依据研究区内各种用地生态服务价值采用 Costanza[2]等人的生态系统服务功能价值评价模型，参考谢高地[4]等人修订的不同类型生态系统单位面积服务价值为依据，简单确定规划前各生态系统的服务总价值：湿地2.95×108元、森林45.63×108元、草地0.25×108元、农田2.16×108元.

4.2生态功能分区

基于3S技术，根据坡度坡长、降水侵蚀等影响因子，根据各生态因子的环境影响确定每个因子的生态适宜度分级标准,用专家打分法将各因子的生态重要性进行打分,并用 GIS 技术进行生态敏感性分析(见图2)，最终将龙山县生态区分为生态保护区、生态控制区、生态引导区、生态重建区四种类型.

图2　生态敏感性图Fig.2　Ecological sensitivity map

级别百分比/%面积/hm2占研究区面积比例/%开发类型面积/hm2占研究区面积比例/%不敏感8.49265868.49%生态重建区265868.49%轻度敏感50.0215663450.02%生态引导区15663450.02%中度敏感23.767440323.76%生态控制区7440323.76%高度敏感9.93310949.93%极敏感7.80244257.8%生态保护区5551917.73%

研究结果为生态保护区的面积为55 519 hm2，占规划区的17.73%，不宜作为建设用地，主要为酉水河流域湿地、印家界自然森林区和山体等区域；生态控制区的面积为 74 403 hm2，占规划区的 23.76%，此用地发挥了重要的生态功能，不宜作为建设用地，以园林绿化和景观开发为主，主要为林地、农田等区域；生态引导区和生态重建区面积为183 220 hm2，占规划区面积为 58.51%，可作较大强度利用，主要为有荒山灌草丛等经济作物分布的区域、旱田和城镇建设用地等.即约有42%的区域需作为重要的生态资源，主要是河流流域湿地及重要的山体等，其余可在引导下进行开发建设.(详见表2、图3)

图3　生态功能分区Fig. 3　Ecological function zoning

4.3研究区规划后生态服务价值

依托于生态功能区的划分，考虑现状各功能因素的影响，再对研究区生态、布局等多方面的空间模式研究，尽量减少对生态用地侵占，退耕还林，并且根据实地环境，考虑城市建设用地的增加、还原湿地等生态价值高的用地类型，再一次计算对比研究区生态服务价值总量(详见表3).结果说明了规划基于生态服务功能价值的生态规划方案中的生态功能分区对生态服务功能价值的提升有较好的效果.

表3　提升前后生态服务价值对比表

5结论

该文对龙山县生态服务功能进行了评估，对提升生态服务功能价值提出了探讨.但仍存在不足之处.与国内进行的大多数生态服务功能评价一样，本研究仅对龙山县2014年生态服务功能进行了评价，并没有反映出服务功能价值动态变化和时空分布的差异性.首先，生态系统所具有的服务功能很多,如防止噪音、基因库等.限于目前评估手段尚不完善及资料的局限性,这些生态服务功能在本研究中没有进行评估.其次，如评估调节气候、调节干扰价值等借鉴了相关研究成果,参数和指标选择相对保守,使得计算出的某些结果误差较大，尤其是生物多样性功能价值方面.实际上龙山县的实际生态服务价值应远大于评估结果.最后，虽然通过具体的规划方法说明了生态功能分区对提升生态服务价值有着明确的作用，但因遥感数据等的获取与处理所产生的误差等一系列非线性影响，对结果有着无法评估的影响.

生态系统的货币化研究目前来说还有不足之处，评估的具体方法和体系还需进一步发展和完善.提升生态服务功能价值需要更为深刻的研究.

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Value Assessment of Ecological Service Function and Its Improving Way——Taking Longshan County As Example

ZHOU Cong-xuana,b,GE Da-binga,b,c

(a.College of biological science and technology,b.Ecological science and engineering research institute,c.Ecosystem health in rural areas of Dongting lake of Hunan key laboratory,Hunan Agricultural University,Changsha 410128,China)

Abstract：Referring to the framework of the Millennium Ecosystem Assessment,this paper sets up an evaluation index system of ecosystem service function in Longshan County.Based on the analysis of the service function value provided by Longshan County ecosystem,this research explores how to improve the value of ecosystem services function in Longshan County.The results show that the total value of ecosystem services value in Longshan County is 8.369 billion yuan,which is higher than that of GDP (6.133 billion yuan) in Longshan county in 2014,meanwhile those also prove that the ecological function zoning promotes to the value of ecological service function.It can be concluded that the value of ecosystem service in the county is huge,which is conducive to strengthening the people’s awareness of the ecological system,and maintaining the local sustainable development plays a pivotal role.3figs.,3tabs.,17refs.

Keywords：LongShan county；value of ecosystem service function；evaluation

中图分类号：X826

文献标识码：A

文章编号：2095-7300(2016)01-030-08

作者简介：周聪轩(1992-)，男，湖南长沙人，硕士，研究方向：生态规划.*通讯作者，E-mail:gedb@sina.com.

基金项目：湖南省环境保护厅资助项目(编号：LSHB2015K36)

收稿日期：2016-01-11

Biography：ZHOU Cong-xuan,male,born in 1992,Master,research direction in ecological planning.