地理国情成果用于生态系统服务价值研究

何永建，孔维江

（1.宁夏回族自治区自然资源信息中心，宁夏 银川 750002；2.长安大学地质工程与测绘学院，陕西 西安 710054）

生态环境建设是我国实现可持续发展的战略决策，而有效实施生态环境建设，则先要了解区域生态系统现状，并在此基础之上科学地评价区域生态环境质量[2]。本文根据各乡镇生态用地的数量及空间分布特征，统计各乡镇生态系统的4 种服务价值（供给、调节、支持、文化），研究各类生态系统服务的地域分异特征，可为县域资源开发利用、制定社会经济可持续发展、城乡规划以及生态环境保护对策等提供重要参考依据。

全国地理国情监测工作正在全面开展，地理国情成果数据已在许多重大经济建设项目中发挥作用。本文以宁夏石嘴山市大武口区为例，依据地理国情普查的成果数据，从生态系统服务价值的角度，对宁夏大武口区生态环境价值做出了全面、系统、准确的评价，为全面把握生态用地现状和生态系统四类服务价值提供了可参考的重要依据，同时对指导区域土地可持续利用和区域社会的经济发展都具有重大意义。

1 研究方法

当量因子法可以很好地评估所在地区的生态系统服务价值，即在区分不同种类生态系统服务功能的基础上，基于可量化的标准来构建不同类型生态系统各类服务功能的价值当量[1]，然后参考生态系统的分布面积和标准当量因子的价值量进行评估[3]。这就要解决两个问题，首先是确定标准单位生态系统服务价值当量因子的价值量（简称标准当量）；其次是获得不同类型生态系统单位面积上的各类服务功能的年均价值当量（简称基础当量），这是对生态系统服务功能价值评估的前提条件。本文研究采用谢高地等提出的当量因子表，反映的是全国生态系统服务功能的平均水平，基本能够客观评估和分析中国土地利用及其生态系统服务价值，以期为中国土地生态保护和管理提供更科学的参考。

1.1 标准单位生态系统服务价值当量因子的价值量

1 个标准当量是指某地区1 hm2平均产量的农田每年自然粮食产量的经济价值，以此当量为参照可以确定其他生态系统服务的当量因子，其作用是量化不同类型生态系统对生态服务功能的潜在贡献能力[1]。本文采用谢高地等[1]的处理方法，将单位面积农田生态系统粮食生产的净利润作为1 个标准当量因子的生态。农田生态系统的粮食产量价值主要依据当年稻谷、小麦和玉米三大粮食主产物计算[1]。其计算公式如下：

式中，D表示1 个标准当量因子的生态系统服务价值量（元/hm2）；Sr、Sw和Sc分别表示稻谷、小麦和玉米的播种面积占3 种作物播种总面积的百分比（%）；Fr、Fw和Fc分别表示稻谷、小麦和玉米的单位面积平均净利润（元/ hm2）[1]。

1.2 单位面积生态系统服务功能价值当量

根据千年生态系统评估的方法，将生态系统服务分为供给服务、调节服务、支持服务和文化服务四大类，并进一步细分为食物生产、原料生产、水资源供给、气体调节、气候调节、净化环境、水文调节、土壤保持、维持养分循环、生物多样性和美学景观等11 种服务功能[1]。本文采用谢高地等[1]的研究结果，将生态系统确定为6 个一级地类，并进一步细分为12 个二级地类，得到单位面积上的不同生态系统的不同服务功能的价值当量。

农田生态系统包含的水田和旱地，主要服务价值是食物生产和气体调节，其中水田会消耗更多的水资源，不利于土壤保持，但在水文调节和气体调节方面有更好的价值[4]；而旱地在原料生产和土壤保持上有自身的优势。森林生态系统包含的灌木林和乔木林，而乔木林又具体分为阔叶林、针叶林和针阔混交林，它们的服务功能非常类似，主要是原料生产、土壤保持、生物多样性维护和调节服务功能，且三种乔木林的各项服务价值均高于灌木林。草地生态系统包括高、中、低覆盖度草地，它们的服务功能基本一致，主要功能是调节服务、土壤保持以及生物多样性维护等。荒漠生态系统相比于其他生态系统，各项服务功能的价值当量都较低，而水系和湿地生态系统的功能类似，主要为水资源供给、各类调节功能和生物多样性维护，还具有很好的美学价值。

1.3 生态系统服务价值分析

生态系统按类可分为农田系统、森林系统、草地系统、荒漠系统、水域系统和湿地系统等6 个生态系统，共12 个二级地类。生态系统按服务功能又可分为供给服务、调节服务、支持服务、文化服务等4 个方面，进一步细分为11 种服务功能。在已获得12 个二级地类的11 种服务功能的当量因子表、标准当量值和各项生态用地面积后，可以计算出各乡镇的各类生态服务功能的价值量，计算公式如下：

式中，Wmn表示第m个乡镇的第n种服务功能的价值；Si表示某乡镇第i种生态用地的面积；Bi表示该类生态用地的基础当量；D表示标准当量。

1.3.1 生态系统供给服务价值分析

生态系统供给服务主要包括食物生产、原料生产和水资源供给，其中食物生产服务是把太阳能转化为人类能够食用的动植物产品的能力；原料生产是把太阳能转化为成人类能够用作建筑物或其他用途；水资源供给是指由各生态系统提供的、为居民生活、农业（灌溉）、工业过程等使用的水资源[1]。

1.3.2 生态系统调节服务价值分析

生态系统调节服务主要包括气候调节功能、气体调节功能、净化环境功能和水文调节功能，其中气体调节功能是指生态系统为了维持大气化学组分平衡，吸收氟化物、氮氧化物和SO2的功能。气候调节功能是指生态系统对区域气候的影响，比如降低气温、增加降水；水文调节功能是指生态系统截留、吸收和贮存降水，调蓄洪水、调节径流，降低旱涝灾害；净化环境功能是指植被和生物去除和降解多余养分和化合物，滞留灰尘、除污等，包括净化空气和水质等[1]。

当然，上面的论述并非是要完全否认理论对于实际教学工作的指导意义或促进作用，恰恰相反，即使是小学数学教师也应自觉地坚持理论学习，因为，理论最重要的作用就是有助于大家更深入地理解自己的工作，这也正是为什么可以将教学看成一种真正的专业性工作的主要原因．这也就如舒尔曼所指出的：“将某项职业称为专业，意味着它在学术上具有广泛的知识解释基础……专业实践的变化的原因不仅仅来自于实践规则、环境或政策的变化，也来自于学术研究中知识的增长、批判和发展所导致的新理解、新观点或理解世界的新方式．”[5]

1.3.3 生态系统支持服务价值分析

生态系统支持服务主要包括土壤保持、维持生物多样性以及维持养分循环的功能，其中土壤保持功能是指生态系统在有机质积累及植被根物质和生物在土壤保持中的作用, 可以促进养分循环和累积[5]。维持养分循环功能是指生态系统对N、P 等元素与养分的内部循环、储存、处理和获取，维持生物多样性是指生态系统可以保证野生动物、植物基因的遗传和进化，同时又是野生动植物的栖息地。

1.3.4 生态系统文化服务价值分析

生态系统文化服务主要是提供美学景观服务功能，是指生态系统是具有娱乐用途、文化和艺术价值的景观[6]。

2 大武口区生态系统服务价值分析

以宁夏石嘴山市大武口区为例，基于当量因子法，利用石嘴山市地理国情普查数据成果，结合调查统计资料，对大武口区农用地利用情况从供给服务、调节服务和支持服务3 个方面进行了单位面积的生态系统服务价值当量计算。

通过对大武口区生态用地现状和生态系统四类服务价值的分析，可以发现以下规律：

1）大武口区各乡镇之间的各类生态系统服务价值量分布极不均衡，差异巨大。大武口各类生态系统服务价值量的平均数/中位数统计状况见图1。

图1 大武口各类生态系统服务价值的平均值/中位数比值

2）大武口区各乡镇的生态系统服务价值量分布极不均衡。

图2 表明大武口区各乡镇的各项生态系统服务价值量数值较大的乡镇数量较少，而价值量较小的乡镇数量较多，且数值相差悬殊。

图2 大武口区各乡镇生态系统服务价值总量

生态系统服务价值量受生态用地面积的影响巨大，无论是哪一种生态系统服务价值，总量最大的前五位总是石炭井街道、白芨沟街道、长胜街道、星海镇和沟口街道，中间四位总是长兴街道、朝阳街道、人民路街道和前进农场，而最后四位总是青山街道、长城街道、锦林街道和简泉农庄，它们的位序只在小范围内微调，且第一位总是石炭井街道，最后两位总是锦林街道和简泉农庄。各乡镇生态系统服务价值总量见图2，可以发现总量分布和各类生态系统服务价值分布基本一致。

3）大武口区生态系统服务价值是以调节服务为主，而调节服务价值又是以水文调节服务为主。

大武口区11 项生态系统服务价值量的总和为103 901.02 万元，生态用地（潜在）价值巨大。大武口区4 类生态系统服务功能的价值量占总量的百分比状况和11 项生态系统服务价值量占总量的百分比状况见图3。

从图3 的左图可以看出，调节服务价值量占服务价值总量的67.55%，超过一半，故大武口区4 类生态系统服务功能是以调节服务为主。按图3 右图的11 项生态用地服务统计时，则最大值是水文调节服务价值，占总价值的32.08%，占调节服务价值的47.49%，换近一半；其次是气候调节服务价值，占总价值的19.95%；再次是维持生物多样性服务价值和土壤保持服务价值，分别占10.50%和9.40%；这四项服务价值之和占总量的71.53%，可以认为大武口区生态系统的主要服务价值是水文调节功能、气候调节功能、生物多样性维持功能和土壤保持功能。

图3 大武口区生态系统服务价值构成

通过对大武口区生态用地现状的分析可以发现，大武口区的生态用地面积以草地和森林为主，且各类生态用地面积呈现出明显的地域分异特征；各乡镇之间的各类生态系统服务价值量分布极不均衡，且最大值和最小值之间相差数百倍；由于各乡镇的生态用地面积差异较大，故各乡镇的生态系统服务价值总量分布极不均衡，总体呈现出行政区域面积越大，生态用地面积就越大，生态系统的服务价值也就越大的特征；而生态系统服务价值以调节服务为主，占总价值的67.55%，而调节服务价值又以水文调节服务为主，占调节服务价值的47.49%，且占总价值的比例达到32.08%。

3 结 语

第一次全国地理国情普查已结束，基础性地理国情监测工作也已全面开展，地理国情成果数据以其数据客观、精确高,得到了社会各界的普遍认可[7]。利用地理国情数据，结合统计数据，开展生态系统服务价值分析是可行的。本文以宁夏大武口区为例，进行的生态供给、调解、支持、文化4 类服务分析，以及对大武口区生态系统四类服务价值的分析，全面掌握了四类服务功能的价值，可以作为生态功能区划、生态环境保护、环境经济核算和生态补偿决策的重要依据和基础[1]。