基于三调数据的县级生态系统服务功能价值估算——以建瓯市为例

邓西鹏

（福建省地质测绘院，福建 福州 350011）

0 引言

生态系统服务是指人类直接或间接从生态系统中获得的利益[1]，生态系统服务价值评估在联系人类活动和自然系统方面发挥着重要的作用[2]。联合国千年评估认为，生态系统服务来源于自然生态系统以及人类改造的生态系统[3]。生态系统服务的可持续供给与经济社会可持续发展相辅相成[4]。生态价值核算源于生态学领域对“生态系统服务”的研究。目前生态系统服务的内涵界定为生态系统为人类生存和发展所提供的产品和服务的统称。研究自然资源生态价值，有助于促进社会经济发展[5]。基于此，本文以第三次全国土地调查数据为基础数据，开展县级（建瓯市）全域生态系统服务价值评估，为优化土地利用提供依据，兼顾合理开发土地与提高生态效益两项任务，为经济社会可持续发展提供有益参考。

1 研究区概况

建瓯市位于福建省北部，闽江上游，武夷山东南面，鹫峰山脉西北侧，属中亚热带海洋性季风气候，年平均气温19.3℃，年降雨量为1 600～1 800 mm，是福建省面积最大的县级市，总面积42.33 万hm2。根据全国第三次土地调查报告，建瓯市现有耕地面积2.96 万hm2，林地面积37.01 万hm2，为“全国重点林业县（市）”。拥有毛竹林面积11.16 万hm2，被誉为“中国的竹子之乡”。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源与处理

采用全国第三次土地调查建瓯市生态空间数据，共包括5 个大类，26 种土地利用类型矢量数据（shp 格式）。应用ArcGIS 10.4 软件属性表的空间计算功能，统计建瓯市26 种土地利用类型的面积，在此基础上进行生态系统服务功能的价值评估。

2.2 研究方法

2.2.1 生态系统服务功能分类。Costanza 等[1]梳理了生态系统服务功能的类型（表1），使生态系统服务价值估算的原理和方法从科学意义上得到明确。在此基础上，谢高地等[6]制定出中国生态系统服务价值当量因子表（表2），包括气体调节、气候调节、水源涵养、土壤形成与保护、废物处理、生物多样性保护、食物生产、原材料、娱乐文化等9 种服务功能。并假定生态服务功能强度与生物量成线性关系，对生态服务单价进行修正，得出了中国不同陆地生态系统的单位面积生态服务价值表（表3）。本文参照上述中国生态系统服务价值当量因子表和中国不同陆地生态系统的单位面积生态服务价值表估算建瓯市生态系统服务功能的价值。

表1 生态系统服务与生态系统功能的类型

表2 中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量表

表3 中国不同陆地生态系统的单位面积生态服务价值（元/hm2）

2.2.2 单位面积生态服务价值表。参照谢高地等[6]整理的生态价值估算当量表，根据需要，整理建瓯市土地利用类型，并提取出国土空间中的生态空间（表4）。本文将生态空间中乔木林地、灌木林地、竹林地、其他林地、可调整乔木林地、可调整竹林地、可调整其他林地、茶园、果园、橡胶园、可调整茶园、可调整果园、其他园地和可调整其他园地归为森林；将公园与绿地、其他草地归为草地；将水田和旱地归为农田；内陆滩涂、养殖坑塘、可调整养殖坑塘、水浇地归为湿地；将河流水面、坑塘水面、水库水面和沟渠归为水域（表4、图1）。

图1 建瓯市土地利用类型图

表4 建瓯市生态空间地类统计表

2.2.3 生态服务价值估算。根据不同土地利用类型面积和中国不同陆地生态系统单位面积生态服务价值评估建瓯市生态价值。计算的数学模型为[7]：

式中，ESV 表示生态系统服务价值总量，Si表示研究区第i 类土地利用类型面积（hm2），Vi表示第i 类土地利用类型的单位面积生态系统服务价值（元/hm2），i表示土地利用类型。

3 结果与讨论

3.1 土地利用类型分析

本研究以全国第三次土地调查数据为基础，结合中国陆地生态系统生态价值估算当量表[6]，应用ArcGIS 10.4 软件，将生态系统服务价值估算涉及到的相关数据提取出来。据统计，建瓯市森林面积为370 111.71 hm2，具体包括乔木林地184 522.65 hm2、灌木林地1 739.68 hm2、竹林地110 552.98 hm2、其他林地15 436.97 hm2、可调整乔木林地11.19 hm2、可调整竹林地16.78 hm2、可调整其他林地6.65 hm2、茶园6 512.19 hm2、果园25 036.64 hm2、橡胶园0.94 hm2、可调整茶园6 512.19 hm2、可调整果园595.52 hm2、其他园地25 897.32 hm2、可调整其他园地21.92 hm2；草地745.65 hm2，其中公园与绿地21.92 hm2、其他草地723.72 hm2；农田29 581.87 hm2，其中水田28 686.51 hm2、旱地895.36 hm2；湿地567.75 hm2，其中内陆滩涂278.72 hm2、养殖坑塘136.55 hm2、可调整养殖坑塘3.04 hm2、水浇地149.44 hm2；水域7 586.59 hm2，其中河流水面5 670.53 hm2、坑塘水面662.16 hm2、水库水面700.55 hm2、沟渠553.35 hm2。因果园、茶园、橡胶园在实际土地利用中是有树木存在的、因此本研究将这几种土地利用类型列为森林。水浇地存在季节性积水情况，因此将其列为湿地。

3.2 生态系统服务价值

单位面积生态系统服务功能价值的基础当量是指不同类型生态系统单位面积上各类服务功能年均价值当量[8]。基于谢高地等[6，9]对生态系统服务价值的评价，参考近年来主要基于功能价值量计算方法的生态系统服务价值评估研究成果，千年生态系统评估法（MA）[3]将生态系统服务分为气体调节、气候调节、水源涵养、土壤形成与保护、废物处理、生物多样性保护、食物生产、原材料和娱乐文化等9 种服务功能（表2）。基于单位面积价值当量因子的方法（以下简称当量因子法）[1，6]以区分多种类型生态系统服务功能为前提，可量化的标准构建各项对应服务功能的价值当量，再结合生态系统分布位置及面积进行评价。根据前述方法，本研究以建瓯市全国第三次土地调查数据为基础，估算建瓯市生态价值，结果表明，建瓯市生态价值总额为89.05 亿元。各生态系统服务功能的具体生态价值分别为：气体调节11.61 亿元、气候调节9.20 亿元、水源涵养24.40 亿元、土壤形成与保护13.18 亿元、废物处理5.96 亿元、生物多样性保护11.05 亿元、食物生产0.60 亿元、原材料8.54 亿元、娱乐文化4.51 亿元（表5）。水源涵养生态功能的生态系统服务价值最高、其次为土壤形成与保护，最低为食物生产（图2a）。从不同生态系统的角度看森林生态系统的生态服务价值最高，为71.56 亿元，其次为水域生态系统，为15.40 亿元，再次为农田生态系统，为1.81 亿元，最低的为湿地生态系统和草地生态系统，分别为0.23 亿元和0.05 亿元（图2b）。

表5 建瓯市土地利用类型面积和生态系统服务价值

图2 建瓯市生态系统服务价值

4 结论

通过应用地理信息系统分析软件ArcGIS 10.4，计算全国第三次土地调查数据中用于估算生态系统服务功能价值的土地利用类型，并应用价值当量法对建瓯市生态系统服务功能价值进行估算。结果表明，建瓯市森林、农田、湿地、水域面积分别为370 111.71 hm2、29 581.87 hm2、567.75 hm2、7586.59 hm2；建瓯市生态价值总额为89.05 亿元，其中，气体调节11.61 亿元、气候调节9.20 亿元、水源涵养24.40 亿元、土壤形成与保护13.18 亿元、废物处理5.96 亿元、生物多样性保护11.05 亿元、食物生产0.60 亿元、原材料8.54 亿元、娱乐文化4.51 亿元。