呼伦湖自然保护区湿地生态系统服务价值评估

梅 荣

(呼伦贝尔学院 旅游与地理学院，内蒙古 呼伦贝尔 021008)

呼伦湖国家级自然保护区总面积约7.4×105hm2,是以保护湿地及草原生态系统为主的综合型功能保护区,对维系中国北方绿色生态安全和区域可持续发展起着重要作用,是生态文明建设的重要示范区域,属于禁止开发类主体功能区[1].然而,气候变化及不合理的开发利用,致使许多问题加剧，如湿地周围沙化面积不断增加、草原退化加剧、湖泊富营养化严重、湖泊水位降低等，引起相关学者的广泛重视.目前许多学者对呼伦湖自然保护区的研究主要从生态环境演变[2]、土地利用及景观变化[3]、气候变化[4]、非使用价值评估[5]等方面展开,鲜少研究其生态系统服务功能价值[6-7].保护区内湿地生态系统具有重要的生态服务、调节、文化和支持服务功能价值,对区域生态系统健康持续运行具有重要意义,但与其相关的研究却非常薄弱.笔者在借鉴前人研究成果的基础上,将实地调查与数据资料收集相结合,运用生态经济学方法,对呼伦湖保护区湿地生态系统服务价值进行货币化估算.通过评估确定其主体功能,细分生态功能的类型,为差别化和针对化的生态保护、生态补偿和资源合理开发利用提供参考.

图1 呼伦湖自然保护区范围Fig.1 Range of Hulun Lake Nature Reserve

1 研究区与研究方法

1.1 研究区概况

呼伦湖自然保护区位于呼伦贝尔市西部草原腹地,处在中俄蒙三国交界区域.地理坐标为116°50′10″～118°10′10″ E,47°45′50″～49°20′20″ N.保护区面积7.4×105hm2,功能区划分为核心区、缓冲区和实验区.2015年保护区范围内湿地面积366 813 hm2,其中沼泽湿地158 396 hm2,占比43.18 %；湖泊湿地201 655 hm2,占比54.97 %；河流湿地6 588 hm2,占比1.8 %；人工湿地174 hm2,占比0.05 %.

1.2 研究方法

1.2.1 呼伦湖自然保护区湿地生态服务功能分析

联合国千年生态系统评估计划于2005 年将生态服务划分为4类,即供给服务、调节服务、支持服务、文化服务[8],根据适用性和可行性原则,笔者将评价项目分为4类,即供给服务价值(原材料及水产品)、支持功能价值(生物多样性、生物栖息地)、调节功能价值(调蓄洪水、净化水质、大气调节、气候调节)和文化服务价值(休闲旅游、科研教育),共 9项主导功能.

1.2.2 数据来源和评价方法

以呼伦湖自然保护区2015年遥感影像解译数据为基础,根据呼伦贝尔市统计年鉴及呼伦贝尔市环境监测站、呼伦湖自然保护区管理局、呼伦贝尔市文化旅游广电局提供的数据资料,结合相关文献资料,在分析呼伦湖保护区生态服务功能的基础上,运用生态学和经济学原理,按照科学、合理及可操作原则,确定每种功能的评价方法,并分类逐项估算呼伦湖保护区湿地生态系统服务功能的经济价值.

2 呼伦湖保护区生态系统服务功能价值评价

2.1 物质生产

呼伦湖自然保护区拥有丰富的自然资源，芦苇、水产品和牲畜是其主要物质产品,为物质生产价值的主要来源.由于供给服务所提供的产品具有明确的市场价格,故该服务价值采用市场价值法评估[1]，即

(1)

式中:V物为产品总价值;Qi为第i类物质的年产量;Pi为第i类物质的市场价格.

呼伦湖鱼类产品主要包括鲤鱼、白鱼、鲫鱼、鲶鱼、二鲤鱼、鲜虾、活鲤鱼、活鲶鱼和混合鱼等.2015年呼伦湖鱼类和虾类产量达7 928.03 t,按当年市场价格计算得出呼伦湖鱼类产品价值为3.4×107元.

芦苇主要分布在乌尔逊河、乌兰诺尔、呼伦湖东北岸浅水水域和西南岸,其中乌兰诺尔东西两侧芦苇长势旺盛,是芦苇的主要生产区域[9].销售芦苇收入是该地区重要的经济来源之一,年产2.0×105t,每年冬春封湖后大量收割，销售价格约410元/t[10]，则芦苇生产价值为8.2×107元.由(1)得出呼伦湖自然保护区湿地供给服务价值约为1.2×108元.

2.2 气候调节

保护区在4～10月蒸发量为5.6×109m3,其中湖面蒸发量为2.78×109m3，占总蒸发量的49.6 %[11].保护区人口密度小,蒸发利用率相对较低,因此设定蒸发利用率为30 %[12],得有效蒸发量为8.3×108m3.

2.2.1 调节温度

取水在100 ℃、标准大气压下的汽化热为0.226 kJ/t,依据蒸发吸收总热量=有效蒸发量×标准大气压汽化热，得出研究区蒸发吸收的总热量为1.88×1015kJ.空调的能效比取3.0,依据空调的制冷损耗计算蒸发降低的气温量,2015年呼伦贝尔市平均电价为0.31元/(kW·h),依据调节温度价值=0.000 278×蒸发吸收总热量×电价/3，计算得出呼伦湖湿地调节空气温度价值为5.0×107元.

2.2.2 增加湿度

依据加湿器使用消耗电量总价格计算由水面蒸发所带来的空气湿度调节价值,较常见的加湿器功率一般为32 W,1 m3水转化为蒸汽消耗电量约为125 kW·h[13].依据增加湿度价值=125×有效蒸发量×电价，得到呼伦湖保护区调节空气湿度价值为3.232×1010元.

将调节温度及增加湿度价值相加,得到气候调节价值总计3.237×1010元.

2.3 大气调节

呼伦湖保护区年芦苇产量为2.0×105t.保护区牧草地生物量为0.049 2 t/hm2,保护区草原面积404 700 hm2,草地总生物量为1.19×105t.生物具有释放O2和吸收CO2的能力[14]，依据光合作用方程式可知,植物每生产1 t干物质,释放1.2 kg O2,能固定1.62 kg CO2.吸收CO2的价值依据植物的生产量,在计算出释放O2的量和固定CO2的量的基础上,再把CO2的量折算成纯碳来计算.以目前国际上通用的150美元/t[15]作为碳税标准，折合人民币为996元/t(全文人民币与美元汇率取6.64∶1),依据固定CO2价值=总生物量×1.62×碳税率，计算得到呼伦湖保护区固定CO2价值为5.1×108元.依据氧气的工业制造成本价400元/t[16],运用影子价格法，即释放O2的价值=总生物量×1.2×单位O2的价值，计算得到释放O2的价值为1.53×108元.将固碳价值和释放氧气价值相加，得出呼伦湖保护区气体调节价值为6.63×108元.

2.4 净化水质

湿地对水质有净化作用，使用生态价值法计算呼伦湖保护区湿地生态系统的净化水质价值，即

R=N×S.

(2)

式中：R为净化水质价值；N为全球湿地生态系统废物处理价值，即4 177美元/(hm2·a)[17]；S为研究区湿地面积，即336 813 hm2.通过计算得出呼伦湖保护区净化水质价值为1.017×1010元.

2.5 调蓄洪水

湿地调蓄洪水能力值为8 100 m3/hm2[18],乘以湿地面积可以得到湿地调蓄洪水能力为2.97×109m3.调蓄洪水价值以建设库容投入成本0.67 元/m3为标准,依据调蓄洪水价值=0.67×8 100×湿地面积，计算得到保护区调蓄供水价值为1.99×109元.

2.6 生物栖息地

呼伦湖保护区内的湿地及草原不仅是众多野生动物栖息、繁殖的场所,也是水鸟迁徙的主要通道和驿站.生物栖息地价值按照Costanza等[19]对全球湿地生态系统栖息地功能价值304美元/hm2(折合人民币为2 019元/hm2)计算,得出呼伦湖栖息地功能价值为6.57×108元.

2.7 生物多样性

运用机会成本法评估生物多样性功能价值,其计算公式为

P=A×S.

(3)

式中：P为生物多样性价值；A为单位面积湿地的生物多样性价值,依据文献[19]取A=439美元/hm2；S为呼伦湖自然保护区湿地面积，即366 813 hm2.由此得出研究区生物多样性功能价值为1.07×109元.

2.8 休闲旅游

用旅游收入代替休闲旅游功能价值,2015年呼伦湖旅游接待游客32万余人次,旅游收入8×106元.

2.9 科研教育

由于科学研究的经济效益不明显,从而要准确估算科研教育价值比较困难,这里科研教育价值公式为

L=M×S.

(4)

式中：M为单位面积湿地科研教育效益,取值256元/hm2(呼伦湖保护区开展科研工作起步较晚、规模比较小,因此取中国湿地生态系统科研教育价值[20]的2/3)；S为呼伦湖自然保护区湿地面积，即366 813 hm2.由此计算得出保护区科研教育价值为8.3×107元.

3 结果分析

3.1 呼伦湖保护区湿地生态服务功能总体评价

呼伦湖保护区湿地生态服务功能的总价值为471.3亿元,占当年内蒙古GDP(18 032亿元)的2.6 %.呼伦湖保护区湿地单位面积生态服务功能价值为12.8万元/hm2,是Costanza计算的全球平均值(3.59万元/hm2)的3.6倍,因此呼伦湖具有十分可观的湿地生态服务功能价值.

3.2 呼伦湖保护区不同生态服务功能类型的价值

由以上分析结果可知,呼伦湖保护区调节功能价值占比最大,占湿地生态服务功能总价值的95.8 %,表明呼伦湖保护区在生态环境调节方面起着举足轻重的作用；支持功能价值17.3亿元,占湿地总服务价值的3.6 %；文化服务价值0.9亿元.呼伦湖保护区各类生态系统服务功能价值大小顺序为气候调节>净化水质>调蓄洪水>生物多样性>大气调节>生物栖息地>物质生产>科研教育>休闲旅游.其中，气候调节价值最高,占总价值的68.7 %,表明呼伦湖湿地在调节气候方面发挥着巨大的生态作用,这同呼伦湖巨大的湖面蒸发量有直接关系；其次是净化水质、调蓄洪水、生物多样性,这同湿地面积较大、保护区珍稀鸟类资源丰富有直接联系；休闲旅游价值最小,主要是因为保护区发展旅游业较晚,规模偏小,同时因为在估算过程中主要以直接旅游收入为评价指标,没有考虑由旅游所带来的间接收入,所以此项功能价值的估算结果偏低.从呼伦湖保护区发展定位的角度考量,休闲旅游价值偏低也比较符合呼伦湖保护区以保护为重、开发为辅的发展理念.

4 结论与讨论

采用市场价值法、影子工程法、生态价值法、影子价格法对呼伦湖保护区湿地生态系统9项生态服务价值进行评价,呈现出如下特点.

1) 呼伦湖自然保护区湿地单位面积生态服务功能价值为12.8万元/hm2,总价值471.3亿元,表明呼伦湖保护区湿地拥有巨大的生态效益.气候调节占比最高,这与大多数湿地生态服务价值研究结果相符[10-11].湿地在净化水质、调节洪水等方面价值很大,远超物质生产和休闲旅游带来的直接经济效益,因此,应持续加强湿地保护,使其发挥更大的生态效益.

2) 芦苇是保护区内最重要的自然资源和生态环境之一，近年来湖边芦苇的大面积消失是导致大气调节功能偏低的主要原因，芦苇的价值不能单以原材料来进行评价,其生态学价值对于保护区来讲更为重要，今后应进一步加大芦苇生境的保护力度.

3) 研究计算出的湿地生态系统服务价值与徐劲草等[6]的研究结果在数值上存在一定的差异，究其原因：一是研究主体不同,笔者以保护区内湿地作为研究对象进行生态服务价值的定量评价,而徐劲草等则对保护区整体的生态服务价值进行了估算；二是研究方法有所不同，笔者主要采用市场价值法、影子工程法、生态价值法及影子价格法等方法,而徐劲草等采用市场价值法、影子工程法、机会成本法、司法价格法等方法；三是生态系统服务功能类型划分不同,笔者对呼伦湖湿地生态系统9项生态服务价值进行评价,而徐劲草等则对呼伦湖国家级自然保护区8项生态系统服务价值进行了估算[6]；四是2项研究时间间隔较长,加之研究均运用基于市场价值法,受经济水平的影响较大,因此估算结果出入较大.

4) 由于基础数据获取困难,研究以2015年为基础年对呼伦湖生态系统服务价值进行了评价,但部分参数数据相对较早,无法比较准确地反映评估基础年提供的生态系统服务价值.湿地所提供的很多服务(气候调节、净化水质等)没有在市场中进行交换,因此对其进行评价时存在一定的粗糙性.例如，湿地气候调节功能主要依据蒸发量,由于保护区所处区域属温带大陆性气候,气候干旱,蒸发量大,区域范围地广人稀,因此将其湖面蒸发量的30 %作为基准进行气候调节价值的估算,此值是否准确有待进一步考证.笔者以保护区内湿地作为研究对象进行生态服务价值的定量评价,尽管在计算大气调节价值时考虑到牧草地的大气调节价值,但因呼伦湖保护区草原面积达到 408 300 hm2,草原生态系统的其他生态服务价值也不容忽视,因此,就整个保护区而言其生态服务价值远比研究得到的价值大.