洞庭湖生态经济区生态系统服务价值评估

汪 杰， 李 朗， 李 姣,2， 周翠烟， 牛 潜， 张灿明， 田书荣

(1.湖南师范大学商学院， 湖南 长沙 410013； 2.宏观经济大数据挖掘与应用湖南省重点实验室，湖南师范大学商学院， 湖南 长沙 410013； 3.广州市天则区域发展研究中心， 广东 广州 510000； 4.中国矿业大学公共管理学院， 江苏 徐州 221116； 5.亚欧水资源研究和利用中心， 湖南 长沙 410013; 6.湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004)

生态系统服务是人类生存和发展所必须的、由生态系统提供的环境和资源的效用，是人类获得来源于生态系统的物质和精神享受的总和[1]。生态系统服务价值是生态环境保护、生态功能区划、环境经济核算和生态补偿决策的重要依据，也是评估区域资源环境可持续的一项综合性指标[2]。生态系统服务价值的变化反映人类活动对生态环境的影响，表征为生态环境效益的提升或降低。

国内外学者对森林[3-4]、草地[5-6]、湿地[7-8]、农田[9-10]等特定生态系统，或是受人类经济活动影响显著和生态环境脆弱的复合生态系统[11-14]的生态系统服务价值进行了大量研究，从全球国家尺度到区域流域，从特定生态系统到复合生态系统，从单项生态服务到生态系统的多种服务都成为研究者关注的内容[15-19]。研究方法上，对于某项特定生态系统服务而言，用直接评估法如实际市场或条件价值方法比较多[20-21]。间接评估方法以测算生态系统服务物质量为基础，再选择方法对物质量进行货币转化。物质量评估以InVEST(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs)模型发展最为成熟，应用最为广泛[22-23]。

洞庭湖是著名的鱼米之乡，是我国重要的农业经济示范区和大宗农产品生产基地。湖南省洞庭湖区包括岳阳市、益阳市、常德市和长沙市望城区，是湖南省融入长江经济带建设战略的重要区域。2014年《洞庭湖生态经济区规划》(以下简称《规划》)评审通过，目标到2020年区域生态文明建设取得重大进展，区域的综合实力提升到新高度[24]。《规划》把洞庭湖生态经济区建设提到战略高度，洞庭湖生态经济区成为湖南省又一块国家级战略板块。量化评估洞庭湖生态经济区生态系统服务价值，有利于促进区域可持续发展，获得生态和经济双重利益；也可以为政府发展规划设计、项目实施安排以及资源的分配使用提供一定参考，增强公众保护生态系统的意识，促进生态系统与社会经济协同发展。

本研究选取洞庭湖生态经济区为研究对象，通过InVEST模型评估洞庭湖生态经济区水源涵养、土壤保持和碳存储三类服务的价值。在评估方法的选取上，采用间接评估法从物质量和价值量的分析角度对研究区域生态系统服务价值进行评估，并给出相关政策建议。

1 研究区概况

2014年，国务院批复《洞庭湖生态经济区规划》，涉及区域包括湖南省岳阳市、益阳市、常德市、长沙市望城区和湖北荆州市，一共33个县区，总面积6.05万km2。本研究选定洞庭湖区湖南省部分为研究对象(110°27′—114°13′ E，27°58′—30°08′ N)，研究区域总面积4.66万km2，2015年总户数498.45万，人口1645.95万；2017年总户数516.49万，人口1660.34万(图1)。2017年，湖南省洞庭湖生态经济区实现生产总值8444.5亿元，占湖南省总GDP的1/4，第一产业增加值916.7亿元，第二产业增加值3617亿元，第三产业增加值3910.8亿元。洞庭湖生态经济区拥有良好的社会发展基础条件，交通便利，人文资源丰厚。近年来，随着洞庭湖区域社会经济发展和人口迅速增加，洞庭湖生态环境遭到一定的破坏，氮、磷持续超标，水质变差、泥沙淤积等问题不断，如何实现该区域经济、生态和社会的可持续发展，已引起政府及公众的广泛关注。

图1 湖南省洞庭湖生态经济区域图Fig.1 The map of the Dongting Lake Eco-economic Zone in Hunan Province

2 数据来源与评估方法

2.1 数据来源

所需数据主要包括DEM数字高程数据、土地利用数据、土壤数据、气象数据和水资源统计数据。相关空间数据均采用Albers Conical Equal Area投影坐标系，GCS_WGS_1984地理坐标系，基准面为D_WGS_1984。

DEM数字高程数据下载自地理空间数据云(http://www.gscloud.cn/)，空间分辨率30 m，经过拼接、裁剪、投影转换等预处理。

2005年、2010年和2015年的土地利用数据来源于湖南省自然资源厅，采用《全国遥感监测土地利用/覆盖分类体系》(LUCC)，精确到二级分类，三期土地利用数据空间分辨率均为1∶10万。

土壤数据来源于旱区寒区科学数据中心(http://westdc.westgis.ac.cn/)和国家地球系统科学数据平台，包括土层深度、土壤沙粒含量、土壤粉粒含量、土壤粘粒含量、土壤有机碳含量、土壤有机质含量和土壤容重等。

气象数据来源于中国气象数据网国家气象信息(http://data.cma.cn)，包括2004—2016年的年降水量、逐日降水量与年蒸发皿蒸发量。原始数据为日降水量与日蒸发皿蒸发量，累加为年降水量与年蒸发皿蒸发量。洞庭湖生态经济区内及周边共15个有效气象站点，利用ArcGIS中的反距离权重方法对站点降水和蒸散发数据进行空间插值。

水资源统计数据来源于湖南省水资源公报，包括地表水资源量等。

2.2 评估方法

本研究用InVEST模型评估水源涵养、土壤保持和碳储存三种生态系统服务物质量，根据不同生态系统服务的特点，采用不同的方法将服务量货币化(表1)。

表1 生态系统服务价值评价指标与方法Tab.1 Evaluation indexes and methods of ecosystem service value生态系统服务水源涵养土壤保持固土保肥减少泥沙淤积碳储量服务量评估方法水量提供:水库水电生产模型泥沙输移比模型碳储存模型价值量评估方法市场价格法机会成本法影子价格法替代工程法市场价格法

2.2.1 水源涵养 生态系统服务重要功能之一是保障人类的生产生活用水，涵养地表水、地下水和土壤水等生态用水，维持生态系统的水循环过程。InVEST模型中的产水量评估模块基于布德科水热耦合平衡假设[25]和年降水量数据，用每栅格单元的降水量减去实际蒸散量即为产水量。模型还需考虑用地形指数、土壤饱和导水率和流速系数对产水量进行修正[29]。计算公式如下：

(1)

式中：Retention为水源涵养量(m3)；Velocity为流速系数，无量纲；TI为地形指数，无量纲；Ksat为土壤饱和导水率(mm·d-1)，采用Cosby模型所提出的经验公式计算；WY为产水量(m3)。

水源涵养价值体现在水源供给服务价值，一般采用直接市场法中的市场价格法或替代市场法中的影子工程法来评估。本研究运用市场价格法计算水源涵养价值来反映公众的偏好和支付意愿，考虑到生态系统服务与人类福祉息息相关，生态系统服务价值最终是需要反映到对人类生活的增益，故选定居民生活用水价格衡量洞庭湖生态经济区的水源涵养价值。根据湖南省人民政府发布的《关于调整水资源费征收标准的通知》(湘价字[2013]31号)，洞庭湖生态经济区三市一区的居民生活用水平均价格为3.01元·m-3。水源涵养价值计算公式如下：

V水=Q×P水

(2)

2.2.2 土壤保持 土壤保持是生态系统服务一项重要的功能，为土壤发育、水源涵养、植被固着和作物生长奠定了重要基础。InVEST模型中的土壤保持模块是在土壤流失方程(RUSLE)的基础上改进而来，在InVEST模型中，土壤保持量包括两个部分：一是土壤侵蚀减少量，是潜在土壤侵蚀量与实际土壤侵蚀量之差；二是泥沙持留量，表示该地块对其上坡来沙的持留。计算公式如下：

SEDRET=R×K×LS×(1-C×P)+SEDR

(3)

式中：SEDRET为栅格单元的土壤保持量(t)；SEDR为泥沙持留量；R为降雨侵蚀力因子(MJ·mm(ha·hr)-1)；K为土壤可蚀性因子(t·ha·hr(MJ·ha·mm)-1)；LS为坡度坡长因子；C为植被覆盖与作物管理因子；P为水土保持措施因子。

土壤保持价值为固土价值、保肥价值和减少泥沙淤积价值之和。固土价值评估采用的机会成本法，当土壤保持发生损失时，意味着植物的生长失去了基本的载体，即放弃了林业带来的收益，本研究采用牺牲的林业经济发展价值来替代固土价值。计算公式和相关参数如下(表2)：

(4)

表2 固土价值评估参数说明Tab.2 Description of evaluation parameters of soil consolidation value数据需求数据情况数额单位数据来源土壤保持量Q//InVEST模型的土壤保持量计算结果土壤容重ρb/g·cm-3旱区寒区科学数据中心国家地球系统科学数据平台(http://westdc.westgis.ac.cn/)中国土壤平均厚度h/cm旱区寒区科学数据中心国家地球系统科学数据平台(http://westdc.westgis.ac.cn/)林业年均收益P1706.61元·(hm2·a)-1参考文献:候元兆等[26];乘以1995年为基期的2018年工业生产者购进价格指数1.659。

保肥价值评估采用市场价格法，基于土壤保持量，计算出来氮、磷、钾的物质量，按照市场磷酸二铵和氯化钾的价格即可计算得出保肥价值，计算公式和相关参数如下(表3)：

V保肥=Q×αN×βN×P21+Q×αP×βP×P21+Q×αK×βK×P22

(5)

减少泥沙淤积价值评估采用影子工程法测算相关成本，计算公式和相关参数如下(表4)：

V减泥=Q÷∂×a

(6)

2.2.3 碳储存 碳储存是陆地生态系统提供调节服务的重要方面，在全球碳平衡和全球气候调节中发挥着重要作用。自然环境中的碳储存大部分取决于四种基本碳库：地上生物量、地下生物量、土壤和死亡的有机质。在InVEST模型中，使用土地利用/覆被类型数据以及各个碳库中的碳储存量，对生态系统中的碳储存总量进行计算，公式如下：

C=Cabove+Cbelow+Csoil+Cdead

(7)

式中：C为陆地生态系统碳储存总量；Cabove为地上部分碳储量；Cbelow为地下部分碳储量；Csoil为土壤碳储量；Cdead为死亡有机质碳储量，单位均为kg·m-2。

本研究从市场角度来评估碳储存价值，市场价格法采用碳排放权交易市场价格计算碳储存价值，碳价格形成由碳市场供求关系决定，其供给与需求受到多种因素影响，如国际汇率、国内外经济环境、能源价格、重大事件和区域政策等。考虑到我国碳交易市场的交易规模，选取北京市碳交易市场碳价格57.69元·t-1来衡量碳储量价值。计算公式如下：

表3 保肥价值评估参数说明Tab.3 Description of evaluation parameters of fertilizer conservation value数据需求数据情况数额单位数据来源说明土壤保持量Q//InVEST模型土壤保持量计算值土壤中的N养分含量αN0.09%/土壤中的P养分含量αP0.04%/参考文献:刘少博[27]土壤中的K养分含量αK0.98%/磷酸二铵含氮率βN14%化肥产品说明磷酸二铵含磷率βP15.01%化肥产品说明氯化钾含钾率βK50%化肥产品说明磷酸二铵化肥价格P212 641.4元·t-1采用农业部《中国农业信息网》(http://www.agri.gov.cn)2007年春季平均价;乘以2007年为基期的2018年工业生产者出厂价格指数1.1006。氯化钾化肥价格P222 421.3元·t-1

表4 泥沙淤积价值评估参数说明Tab.4 Description of evaluation parameters of sedimentation reduction value数据需求数据情况数额单位数据情况土壤保持量Q//InVEST模型的土壤保持量计算结果清除泥沙成本a7.89元·m-1参考文献:韩德梁[28],乘以2010年为基期的2018年工业生产者购进价格指数1.214 1。土壤容重 ∂/t·m-3旱区寒区科学数据中心国家地球系统科学数据平台(http://westdc.westgis.ac.cn/)

V碳=Q碳×44/12×P碳

(8)

3 结果与分析

3.1 洞庭湖生态经济区生态系统服务物质量评估

3.1.1 水源涵养量 利用地形指数、流速系数和土壤饱和导水率对产水量进行修正，得到经济区的水源涵养量(表5)。2005年、2010年、2015年洞庭湖生态经济区的水源涵养量分别为27.5070×108m3、24.7728×108m3、37.6172×108m3，呈现一个先小幅下降后大幅上升的趋势。分县级行政区来看，桃源县、石门县、平江县、安化县等县区的水源涵养量较高，在2×108～6×108m3之间，其余县区水源涵养量较低，一般不超过1×108m3。

表5 各县区2005、2010、2015年水源涵养量Tab.5 Water conservation of each county in the area in 2005,2010 and 2015地区水源涵养量2005年/(×108m3)2010年/(×108m3)2015年/(×108m3)变化量/(×108m3)变化率/%地区水源涵养量2005年/(×108m3)2010年/(×108m3)2015年/(×108m3)变化量/(×108m3)变化率/%桃源县4.256 73.684 95.420 71.16427.345 1石门县2.377 62.392 83.537 31.159 748.776 1安乡县0.164 60.160 50.273 40.108 866.099 6津市市0.186 10.177 10.272 10.08646.211 7澧县0.638 40.635 60.957 60.319 250.000 0君山区0.110 40.126 30.181 50.071 164.402 2华容县0.292 50.314 00.523 90.231 479.111 1临澧县0.558 40.546 20.845 20.286 851.361 0南县0.200 50.217 60.379 10.178 689.077 3临湘市0.640 00.632 80.930 90.290 945.453 1岳阳县1.365 21.328 31.972 90.607 744.513 6云溪区0.100 80.104 50.145 70.044 944.543 7岳阳楼区0.112 30.115 40.153 70.041 436.865 5汨罗市0.803 80.673 21.170 80.36745.658 1平江县3.707 33.629 45.320 41.613 143.511 5桃江县1.453 61.237 81.935 80.482 233.172 8汉寿县0.519 40.460 90.651 90.132 525.510 2沅江市0.309 30.309 40.440 60.131 342.450 7赫山区0.520 60.436 60.684 50.163 931.482 9望城区0.475 50.366 50.576 80.101 321.303 9资阳区0.114 70.105 50.147 70.033 028.770 7湘阴县0.266 40.192 20.384 10.117 744.181 7安化县7.147 15.901 19.261 92.114 829.589 6武陵区0.123 20.106 60.132 70.009 57.711 0鼎城区1.062 60.917 61.316 10.253 523.856 6合计27.507 024.772 837.617 210.110 236.755 0

3.1.2 土壤保持量 土壤保持量即为潜在土壤侵蚀量与实际土壤侵蚀量之差，InVEST模型运行成功后会在目标文件夹自动生成相关数值，整理为土壤保持量(表6)。2005年、2010年、2015年洞庭湖生态经济区的土壤保持量分别为18.5953×108t、17.6895×108t、23.6748×108t，呈现略微下降后大幅上升的趋势。以县级行政区统计洞庭湖生态经济区的土壤保持量，可以发现桃源县、石门县、平江县、安化县等县区的土壤保持量较高，其余县区的土壤保持量较低。

表6 各县区2005、2010、2015年土壤保持量Tab.6 Soil conservation of each county in the area in 2005, 2010 and 2015地区土壤保持量2005年/(×108 t)2010年/(×108 t)2015年/(×108 t)变化量/(×108 t)变化率/%桃源县2.091 01.885 32.650 90.559 926.774 8石门县4.875 34.889 15.644 90.769 515.784 0安乡县0.027 60.032 40.036 50.008 932.312 6津市市0.040 30.040 70.047 90.007 618.862 7澧县0.318 20.309 70.363 80.045 614.343 2君山区0.019 40.022 70.025 80.006 433.001 3华容县0.057 10.068 10.077 20.020 135.124 6临澧县0.146 90.139 90.164 80.017 912.171 0南县0.025 00.030 70.034 30.009 337.221 8临湘市0.489 10.535 50.646 80.157 832.253 8岳阳县0.378 80.399 00.503 40.124 632.889 9云溪区0.050 50.058 20.067 00.016 532.649 0岳阳楼区0.032 60.038 50.043 40.010 833.163 5汨罗市0.220 00.198 80.292 80.072 833.095 1平江县2.239 52.279 42.991 50.752 133.581 9桃江县0.870 70.829 81.109 30.238 527.396 2汉寿县0.141 20.137 40.170 90.029 620.991 6沅江市0.059 90.062 20.077 60.017 729.489 6赫山区0.139 00.133 90.177 20.038 227.491 7望城区0.102 90.090 90.128 30.025 424.699 0资阳区0.026 20.026 30.033 30.007 026.886 5湘阴县0.044 10.035 30.059 60.015 535.206 4安化县5.922 85.193 88.009 92.087 235.240 2武陵区0.025 60.022 30.026 10.000 52.037 3鼎城区0.251 60.229 70.291 70.040 115.923 4合计18.595 317.689 523.674 85.079 527.316 2

3.1.3 碳储存量 InVEST模型计算的碳储存量见表7。2005年、2010年和2015年碳储存量逐期递减，分别为11.6734×108t、11.5923×108t、11.5236×108t，共减少1.28%。以县级行政区统计洞庭湖生态经济区的碳储存量，除君山区、华容县、南县、沅江市的碳储存量略有增加外，其余县区的碳储存量均有所减少，其中安乡县、岳阳楼区、望城区、武陵区减少幅度均超过6%。

表7 研究区各县区2005、2010、2015年碳储存量Tab.7 Carbon storage of each county in the area in 2005,2010 and 2015地区碳储存量2005年/(×108 t)2010年/(×108 t)2015年/(×108 t)变化量/(×108 t)变化率/%桃源县1.338 51.334 01.330 3-0.008 2-0.612 6石门县1.296 11.294 01.292 0-0.004 1-0.316 3安乡县0.125 50.118 40.117 8-0.007 7-6.135 5津市市0.106 40.102 80.101 9-0.004 5-4.229 3澧县0.391 60.386 60.384 8-0.006 8-1.736 5君山区0.060 50.067 80.067 80.007 312.066 1华容县0.224 30.226 30.225 00.000 70.312 1临澧县0.319 50.316 80.313 5-0.006 0-1.877 9南县0.159 20.161 50.161 10.001 91.193 5临湘市0.462 30.456 80.454 5-0.007 8-1.687 2岳阳县0.492 00.488 20.487 9-0.004 1-0.833 3云溪区0.097 90.096 30.093 9-0.004 0-4.085 8岳阳楼区0.089 30.084 10.081 7-0.007 6-8.510 6汨罗市0.418 70.410 00.407 9-0.010 8-2.579 4平江县1.557 21.544 11.541 4-0.015 8-1.014 6桃江县0.758 90.753 00.747 5-0.011 4-1.502 2汉寿县0.365 70.360 90.354 6-0.011 1-3.035 3沅江市0.173 80.178 80.178 00.004 22.416 6赫山区0.324 10.317 40.309 4-0.014 7-4.535 6望城区0.233 70.225 70.218 4-0.015 3-6.546 9资阳区0.092 80.093 10.092 6-0.000 2-0.215 5湘阴县0.165 80.165 20.162 7-0.003 1-1.869 7安化县1.775 31.769 61.767 5-0.007 8-0.439 4武陵区0.062 50.061 80.058 5-0.004 0-6.400 0鼎城区0.582 00.579 10.573 1-0.008 9-1.529 2合计11.673 411.592 311.523 6-0.149 8-1.283 3

3.1.4 三种生态系统服务量的权衡/协同关系 运用GIS空间分析方法与数理统计方法相结合的方式，对生态系统服务的权衡与协同关系进行定量分析。这种方法的优点是有利于生态系统服务权衡与协同的空间机理分析，且所需数据量较少、简便直观，又不会忽略研究区内部的空间异质性。运用ArcGIS Spatial Analyst Tools(空间分析工具)模块中Multivariate(多元分析)下面的Band Collection Statistics(波段集统计)工具，将2005年、2010年和2015年的水源涵养、土壤保持和碳储存分别添加至工具内运算，可获得三项服务的相关系数矩阵，并把在ArcGIS空间分析工具中得到的三项服务的相关系数矩阵代入SPSS中进行显著性检验(表8)。

表8 各生态系统服务之间的相关系数Tab.8 Correlation coefficient between the different ecosystem services生态系统服务2005年2010年2015年水源涵养-土壤保持0.102 9**0.096 37**0.111 1**水源涵养-碳储存0.438 5**0.429 6**0.499 8**土壤保持-碳储存0.100 0**0.100 1**0.101 9**

由表8可知，洞庭湖生态经济区内的水源涵养、土壤保持和碳储存服务之间的相关系数均大于0，呈正相关关系，即水源涵养、土壤保持、碳储存均呈相互增益的协同关系，一种生态系统服务的增益也同时会促进其他两种生态系统服务的增益。

3.2 洞庭湖生态经济区生态系统服务价值量评估

3.2.1 水源涵养价值 根据公式(2)可得到洞庭湖生态经济区水源涵养的价值(表9)。整体来看，2005年、2010年、2015年洞庭湖生态经济区水源涵养的价值分别为303.59亿元、273.41亿元、415.17亿元。其中三市的水源涵养价值大小关系为：常德市>益阳市>岳阳市。虽然2010年洞庭湖生态经济区的水源涵养价值相较于2005年有所降低，但2015年洞庭湖生态经济区的水源涵养价值相较于2005年大幅度增加，三市的水源涵养价值均呈现先小幅下降后大幅提高的变化特征。

表9 洞庭湖生态经济区水源涵养价值Tab.9 Water conservation value of the Dongting Lake Eco-e-conomic Zone亿元年份水源涵养价值常德市岳阳市益阳市望城区合计2005109.1281.66107.565.25303.592010100.2478.5490.594.04273.412015147.97119.02141.826.37415.17

3.2.2 土壤保持价值 土壤保持价值由固土、保肥、减少泥沙淤积三者价值之和组成，由公式(4)、公式(5)和公式(6)可算出洞庭湖生态经济区土壤保持价值及其构成部分价值。2005年、2010年、2015年洞庭湖生态经济区土壤保持的价值分别为166.02亿元、163.35亿元、226.82亿元。呈现出略微下降后大幅上涨的特征(表10)。

表10 洞庭湖生态经济区土壤保持价值Tab.10 Soil conservation value of the Dongting Lake Eco-e-conomic Zone亿元年份土壤保持价值常德市岳阳市益阳市望城区合计200573.7633.5733.571.33166.02201073.5635.5753.071.16163.35201593.9048.2682.981.67226.82

从土壤保持价值构成的时间变化特征来看(表11)，固土价值一直以来都是最低，减少泥沙淤积价值最高，后者是前者的数十倍，且均呈上升趋势，而保肥价值居中，且其变化与整个湖区的土壤保持价值变化趋于一致。

表11 洞庭湖生态经济区土壤保持价值构成Tab.11 Composition of soil conservation value in the Dongting Lake Eco-economic Zone亿元年份土壤保持价值构成固土价值减少泥沙淤积价值保肥价值2005年9.39112.0944.542010年14.01106.8142.542015年29.25142.6854.89

3.2.3 碳储存价值 通过公式(8)计算，可获得洞庭湖生态经济区及各地区的碳储存价值的结果(表12)。2005年、2010年、2015年碳储存价值分别为：2469.32亿元、2 452.12 亿元、2437.63亿元，呈逐期略微下降的趋势。其中三市的碳储存价值大小关系为：常德市>岳阳市>益阳市。2015年洞庭湖生态经济区的碳储存价值相较于2005年有所下降，常德市占洞庭湖生态经济区碳储存价值比重较大。

表12 洞庭湖生态经济区碳储量价值Tab.12 Carbon storage value of the Dongting Lake Eco-eco-nomic Zone亿元年份碳储量价值常德市岳阳市益阳市望城区合计2005970.46754.74694.6949.432 469.322010963.39748.56692.4247.742 452.122015957.49745.18688.7646.202 437.63

3.2.4 价值汇总 将上述方法计算出来的洞庭湖生态经济区的碳储存、水源涵养、土壤保持价值相加,得出生态服务价值(表13)。2005年、2010年、2015年洞庭湖生态经济区生态系统服务价值分别为2938.93亿元、2888.88亿元、3079.62亿元，呈现先小幅下降后回归波动前的价值的特征，各地区与整体趋势基本保持一致。2005—2010年，洞庭湖生态系统服务价值下降，主要受到气候变化和人类活动影响，区域内洞庭湖湿地面积下降，生态系统服务价值减少了50.04亿元。2010—2015年，湖区加大了湿地保护力度，基本形成“一湖四水”为主体的湿地生态保护格局，湿地面积增长带动整个区域生态系统服务价值的回升。

表13 洞庭湖生态经济区生态系统服务价值Tab.13 Ecosystem service value of the Dongting Lake Eco-e-conomic Zone亿元年份生态系统服务价值常德市岳阳市益阳市望城区合计20051 153.34869.96859.6256.012 938.9320101 137.19862.67836.0852.952 888.8820151 199.36912.46913.5654.243 079.62

4 结论与讨论

4.1 结论

本研究综合利用相关数据，以ArcGIS软件和InVEST软件为工具，评估了洞庭湖生态经济区2005年、2010年和2015年的水源涵养、土壤保持和碳储存三种主要生态系统服务的价值。

(1) 2005年、2010年、2015年洞庭湖生态经济区的水源涵养量为27.5070×108m3、24.7728×108m3、37.6172×108m3，呈现一个先小幅下降后大幅上升的趋势；以居民生活用水价格计算出来的洞庭湖生态经济区2005年、2010年、2015年水源涵养价值分别为：303.59亿元、273.41亿元、415.17亿元，研究期间内总体水源涵养价值上升了36.75%。

(2)2005年、2010年、2015年洞庭湖生态经济区的土壤保持量为18.5953×108t、17.6895×108t、23.6748×108t，呈现先略微下降后大幅上升的趋势；洞庭湖生态经济区2005年、2010年、2015年土壤保持的价值分别为：166.02亿元、163.35亿元、226.82亿元，研究期间内总体水源涵养价值上升了36.62%；从土壤保持价值构成来看，固土价值一直以来都是最低，减少泥沙淤积价值最高，保肥价值居中。

(3)2005年、2010年、2015年洞庭湖生态经济区的碳储存量分别为11.6734×108t、11.5923×108t、11.5236×108t，呈逐期递减趋势；以选取价格的均值计算，洞庭湖生态经济区2005年、2010年、2015年碳储存价值分别为2469.32亿元、2452.12 亿元、2437.63亿元。将计算出的价值相加，得到2005年、2010年、2015年洞庭湖生态经济区生态系统服务价值分别为2938.93亿元、2888.88亿元、3079.62亿元。

(4)结合ArcGIS空间分析方法与SPSS数理方法对生态系统服务的权衡与协同关系进行定量分析，结果表明洞庭湖生态经济区内的水源涵养、土壤保持和碳储存等生态系统服务呈正相关关系，一种生态系统服务的增益也同时会促进其他两种生态系统服务的增益。

4.2 讨论

(1)本研究评估方向为调节服务中的水源涵养服务、碳储存服务，支持服务中的土壤保持服务，但需要强调的是，生态系统服务包含多种类型，且与人类生活息息相关。由于工作量和数据限制，本研究仅用InVEST模型对水源涵养量、土壤保持量和碳储量进行模拟，并结合选定价格计算其价值量，其结果是远远小于整个区域实际的生态系统服务价值。

(2)生态系统服务价值评估相当复杂，基于不同评估原理选取不同的评估方法，评估出的生态系统服务价值包含内容不同，差异也会较大，横向的可比性差。如邓楚雄等[29]基于当量因子法计算出的洞庭湖区的生态系统服务价值为2434.80亿元，张丽云等[30]综合运用市场价值法、替代工程法和旅行费用法评估2010年洞庭湖生态系统服务总价值为2154.22亿元，尽管数值上存在一定差距，但结果都表明洞庭湖生态经济区生态系统服务蕴含巨大价值。

(3)考虑到数据的科学性和严谨性，以及技术因素，本研究用湖南省自然资源厅提供的2005年、2010年、2015年洞庭湖生态经济区土地利用/覆盖数据测定区域生态系统服务价值变化，研究时间大概在《洞庭湖生态经济区规划》颁布的缓冲期，为后面研究打下基础。而2020年的数据需要2021年才能获得，若本研究获得2020年数据，则可以更好的对比出《洞庭湖生态经济区规划》出台前后该区域的生态系统服务价值变化，进而延伸出政策评价的思路，进一步地可以从政策评价角度进行更深层次的分析。