秦皇岛市内陆湿地生态系统服务功能价值评估

郝英君,柏 祥,赵忠宝,伊丽丽,褚明菁

(1.河北环境工程学院,河北 秦皇岛 066102;2.淄博职业学院,山东 淄博 255300)

湿地生态系统是介于陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡地带,与森林、海洋并称为“全球三大生态系统”[1]。湿地生态系统具有多种生态服务功能,蕴育着丰富的自然资源,被人们誉为“地球之肾”,在生态环境保护、生物多样性维持以及社会经济发展中,具有不可替代的作用[2-3]。随着人类活动强度的增加,湿地受到的干扰也越来越严重,地球上50%的湿地已经丧失了原有的功能[4]。湿地的生态服务功能正在迅速衰退,直接影响了区域的可持续发展,人们已经逐渐意识到湿地生态系统服务功能价值以及保护湿地资源的重要性[5]。

秦皇岛地区内陆湿地生态系统类型丰富,具有调节城市气候、保护生物多样性、涵养水源、控制污染物等多项生态服务功能,对城市生态环境保护具有不可估量的作用。

本研究依据调研、统计数据,构建了湿地生态系统服务功能评价指标体系,评估秦皇岛市内陆湿地生态系统服务功能价值,分析2005—2015年湿地生态系统服务功能价值的变化,以期为保护和管理湿地资源提供参考和依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

秦皇岛市位于河北省东北部,南临渤海,北依燕山,陆地面积7 082 km2,海域面积1 805 km2[6]。截至2019年末,全市常住人口314.63万。秦皇岛属于暖温带半湿润大陆性季风气候。因受海洋影响较大,春季少雨干燥,夏季温热无酷暑,秋季凉爽多晴天,冬季漫长无严寒。全年平均气温11.1 ℃,7月平均气温24.8 ℃,1月平均气温-8.9 ℃,年平均降水602.3 mm,空气年平均相对湿度为61%[7]。

根据《秦皇岛市土地利用数据》资料,秦皇岛市2005年、2010年和2015年内陆湿地面积分别为39 506.66 hm2、33 005.39 hm2、32 512.45 hm2(表1)。

表1 秦皇岛市内陆湿地资源类型及面积 hm2

1.2 数据来源

本研究以秦皇岛市为研究区域,以《秦皇岛市土地利用数据》(2005年、2010年、2015年)资料统计的湿地数据为基础,根据2015年《秦皇岛市统计年鉴》以及秦皇岛市旅游局、水务局、环保局等部门提供的统计数据,同时结合实地调查数据,评估秦皇岛市湿地生态系统服务功能价值。

1.3 生态服务功能评价指标体系

本研究参照千年生态系统评估( Millennium Ecosystem Assessment,简称MEA) 提出的生态系统服务功能分类方法[8]和湿地服务功能价值分类方法,从支持功能、调节功能、供给功能和文化服务功能4个方面,构建秦皇岛市湿地生态系统服务功能评价指标体系,共9项具体的评价指标(表2)。

表2 湿地生态系统服务功能评价指标体系

2 结果与分析

2.1 湿地生态系统服务功能价值评估

根据构建的湿地生态系统服务功能评价指标体系,分别确定每项指标的计算方法(表3)。

表3 湿地生态系统服务功能评价计算公式

通过对2005年、2010年和2015年秦皇岛内陆湿地生态系统供给服务、调节服务、支持服务和文化服务共计9项指标的价值估算,各项服务功能的价值量见表4:

表4 秦皇岛市湿地生态系统服务功能价值 万元·a-1

将每年4种功能类型的9项评价指标价值量叠加,分别计算出2005年湿地生态服务功能总价值为237 574.45万元,2010年为316 151.67万元,2015年为550 627.40万元,秦皇岛市内陆湿地生态服务系统功能总价值2005—2015年呈明显增加的趋势,2015年是2005年总价值量的2.32倍。

2015年秦皇岛市GDP为1 250.44亿元,湿地生态服务功能总价值55.06亿元,占同年GDP的4.40%,湿地生态系统在城市经济发展中具有重要的地位。从湿地单位面积价值来看,2005年湿地单位面积生态服务功能价值为6.01万元/(hm2·a),2010年为9.57万元/(hm2·a),2015年为16.28万元/(hm2·a),同样呈现逐年增加的趋势。

2.2 服务功能价值时间变化趋势分析

从4种服务功能价值量的时间变化可以分析出:一方面,湿地生态系统提供的物质和水资源的总量保持稳定,但是湿地面积的萎缩严重影响了湿地的调节服务功能,通过统计数据和实地考察了解到,部分河流水域的干涸是造成湿地面积缩减的主要原因;另一方面,秦皇岛市加强湿地资源的保护和管理,投入大量资金建设和改造湿地生态景观,使得内陆湿地生态系统能够为物种提供更好的栖息环境。同时,湿地生态系统也为人们营造了良好的休闲、旅游、教育和健康养生等活动场所,创造了可观的旅游收入。

2.3 湿地生态系统服务价值构成

2005年、2010年和2015年各服务功能价值构成如图1所示,可以看出:4种服务功能价值占总价值比例具有显著差异,2015年文化服务功能价值占比最高,其次是供给功能和调节功能,而支持服务功能价值占比最小。尽管2005—2015年的支持服务功能价值量呈增长趋势,但是该功能占总价值的比例很低,开展天然湿地的生态修复,丰富湿地生态系统的物种多样性,并提高湿地管理水平,能够改善支持生态服务功能。图1表明,调节功能的价值量占比下降趋势明显,文化服务功能占比远远超过其他功能价值。目前,湿地生态系统服务功能结构存在极度不平衡,可能会导致湿地重要的生态服务功能丧失,而旅游产业的迅猛发展,景区游客人数的激增,同样会给自然湿地生态系统带来严重威胁。

3 结论

(1)2015年广西省桂林市会仙湿地生态服务功能总价值10.425亿元/a[15],湿地总面积约为15 600 hm2,单位面积的湿地生态服务功能价值为6.68万元/(hm2·a),比本研究中的估算结果16.28万元/(hm2·a)小,这与湿地类型及生态服务功能构成有关。会仙湿地是亚热带熔岩湿地,湿地生态系统的功能与秦皇岛内陆湿地不同;研究中选取的生态服务功能、评价指标及估算方法也有明显区别;由于围垦导致会仙湿地退化严重,生态服务功能减弱。云南省鹤庆县湿地生态服务功能总价值为524 530.34万元,单位面积生态服务功能价值为41.39万元(hm2·a)[16],大于本研究的结果,同样与湿地资源类型、评估体系构成及估算方法选用密切相关。

(2)根据71个湿地案例总结的中国内陆湿地生态系统服务价值评估研究成果[17],每项生态系统服务功能的价值高低排序依次为:涵养水源>净化水质>产品输出>固碳>释氧>生物栖息地>旅游休闲>科研教育,这与本研究的估算结果有明显差距。2015年秦皇岛市内陆湿地生态系统服务功能价值排序为:休闲旅游>供水功能>生物栖息地>涵养水源>固碳释氧>物质生产>教育科研>生物多样性>净化水质。秦皇岛是典型的旅游城市,以湿地生态系统为主的旅游资源在旅游产业中发挥重要地位,旅游业总产值也在10年间迅速增长,使得湿地生态系统的休闲旅游价值占据主导地位。而净化水质功能在秦皇岛市内陆湿地生态系统中所占的价值量最小,根据实地调查,秦皇岛市对污水排放管控严格,直接排入湿地生态系统的污水量较少,因此这一功能没有充分发挥。

通过对秦皇岛市内陆湿地生态系统服务功能价值评估的研究得出,湿地服务功能总价值2005—2015年呈逐年增加的趋势,但是自然湿地面积的严重萎缩,造成湿地生态调节功能下降,加强湿地生态系统的保护和合理开发,对于提高湿地生态服务功能的价值至关重要。受评估理论、评估体系、评估方法和湿地类型的影响,价值评估的结果差异性非常大,因此,有必要建立一套完整的评估指标体系及行之有效的评价标准和方法,从而推动湿地管理有效政策的制定和实施[9]。