森林与环境学报  2016, Vol. 36 Issue (01): 62-66   PDF    
http://dx.doi.org/10.13324/j.cnki.jfcf.2016.01.010
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陈虹, 刘金福, 吴彩婷, 郑世群, 徐道炜, 何中声
CHEN Hong, LIU Jinfu, WU Caiting, ZHENG Shiqun, XU Daowei, HE Zhongsheng
漳江口红树林生态服务功能估算
Evaluation of the mangrove ecosystem service function in Zhangjiangkou
森林与环境学报, 2016, 36(01): 62-66
Journal of Forest and Environment, 2016, 36(01): 62-66.
http://dx.doi.org/10.13324/j.cnki.jfcf.2016.01.010

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收稿日期: 2015-07-22
修订日期: 2015-09-21
漳江口红树林生态服务功能估算
陈虹1, 2, 刘金福1, 3 , 吴彩婷1, 郑世群2, 徐道炜2, 何中声2    
1. 福建农林大学计算机与信息学院, 福建 福州 350002;
2. 福建农林大学林学院, 福建 福州 350002;
3. 福建农林大学海峡自然保护区研究中心, 福建 福州 350002
摘要: 以福建漳江口红树林湿地保护区为例,构建2级指标体系,采用市场价值法、碳税法、专家评估法、防治成本法等价值评估方法对保护区各服务功能进行估算。研究结果表明,漳江口红树林湿地保护区的生态服务价值为10 339.568万元,单位面积生态服务价值为4.381万元·hm-2,对生态服务功能价值贡献大小依次为物质生产、保持土壤、防洪消灾、消除污染、维持生物多样性、气候调节、教育科研,分别占总生态服务价值的61.68%、19.25%、7.03%、6.75%、2.78%、1.89%、0.61%,物质供给和土壤保持是该自然保护区最主要的生态服务功能。通过红树林湿地生态服务功能价值核算,为政府开展生态补偿提供科学依据,有利于漳江口红树林湿地保护,促进资源—经济—环境综合核算的发展。
关键词: 漳江口    红树林    湿地    生态服务功能    
Evaluation of the mangrove ecosystem service function in Zhangjiangkou
CHEN Hong1,2, LIU Jinfu1,3 , WU Caiting1, ZHENG Shiqun2, XU Daowei2, HE Zhongsheng2     
1. College of Computer and Information Science, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China;
2. College of Forestry, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China;
3. Cross-strait Nature Reserve Research Center, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China
Abstract: Taking Zhangjiangkou Mangrove National Nature Reserve of Fujian for example,the value of ecosystem service functions was estimated by building two level index system and using market value method,carbon tax method, expert evaluation method and cost prevention method. The results showed that the total value of the ecological service function was 103.395 68 million Yuan,and the unit value of the ecological service function was 0.043 81 million Yuan per hectare. The contribution of the ecological service function value followed by the material production, soil conservation, flood prevention, pollution elimination, biodiversity maintenance, climate regulation, educational and scientific research, respectively of the total ecosystem value of 61.68%,19.25%,7.03%,6.75%,2.78%,1.89%,0.61%, material supply function and soil conservation function were the main ecological service functions of the nature reserve. By the accounting of the ecological value, it will provide scientific basis for the government to carry out ecological compensation, it is conducive to the protection of mangrove wetlands and promote the development of comprehensive accounting of resource, economy and environment.
Key words: Zhangjiangkou    mangrove    wetland    ecosystem service function    

红树林湿地是以红树植物群落为核心的一种特殊的海洋湿地类型,在中国仅见于港澳台、海南、广东、广西、福建和浙江沿海。红树林湿地具有鲜明的特色,兼具陆地和海洋生态特征,是陆地和海洋之间生态过渡区,生态系统内物质循环和能量运转速度快、效率高,对维持生物多样性和生产力具有特别价值,是海岸带具有重要价值的湿地生态系统。至今有关森林生态系统服务功能价值核算研究较多[1, 2, 3],而红树林湿地生态系统服务功能价值核算研究并不多见,漳江口红树林湿地生态系统服务功能价值核算研究仅见张和钰等[4]、陈欢欢等[5]。在前人研究基础上,综合湿地生态系统服务功能的普遍性和红树林生态系统的特殊性,构建4个1级指标和7个2级指标,参考国际上对生态服务功能的评估方法,以现行市价或国际标准作为参数进行红树林生态服务价值评估。通过价值核算,为政府开展生态补偿提供科学依据,对保护漳江口红树林湿地具有重要的现实意义,有利于促进资源—经济—环境综合核算的发展。

1 研究区自然概况

福建漳江口红树林湿地自然保护区位于东经117°24′07″-117°30′00″,北纬23°53′45″-23°56′00″ ,海拔(-6)-8 m,属亚热带海洋性季风气候,温暖湿润,光、热、水条件优越。该区年平均气温21.2 ℃,年平均降水量1 714.5 mm。保护区总面积2 360 hm2,区内拥有中国天然分布最北的大面积的红树林,占福建省天然红树林面积的48%。保护区自然条件优越、水域理化条件好,动植物资源丰富 ,具有红树植物、盐沼植物和滨海植物3种植物资源,且蕴含着丰富的水生生物、鸟类、兽类以及爬行类等生物资源。此外,还具有景观资源、文化教育资源以及消除污染等价值,特别是在阻滞海潮减少海浪冲击方面,起到了护堤护岸的作用,是沿海防护林体系的第一道防线,减少漳州市乃至福建省因台风造成的自然灾害。近年人类活动对红树林湿地生态系统产生一定影响,为保护红树林湿地自然保护区可持续发展,提出“生态补偿机制”并对保护区进行调研,努力促进红树林湿地生态保护。

2 研究方法

综合湿地生态系统服务功能的普遍性和红树林生态系统的特殊性,明确红树林湿地的生态系统服务功能类型,确定具体的评估方法[6, 7, 8, 9],见表 1

表 1 红树林生态系统服务价值及评价方法 Table 1 Mangrove ecosystem service value and type of methods
价值类型Value type服务功能Service function评估方法Evaluation method
直接利用价值Direct use value物质生产Substance produce市场价值法Market value method
间接利用价值Indirect use value气候调节Climate regulation碳税法Carbon tax law
防洪消灾护堤Flood prevention dam专家评估法Expert evaluation method
消除污染Pollution abatement防治成本法Cost control method
保持土壤Soil control市场价值法Market value method
存在价值Existing value维持生物多样性Biodiversity maintenance专家评估法Expert value method
教育科研价值Education and research value教育科研Education and research专家评估法Expert value method

采用市场价值法估算物质生产价值,评估结果比较客观也容易被接受,该方法是资产评估中是最常用的一种评估方法,但评估关键在于寻找相同或同类产品及合理的市场价格;采用碳税法估算气候调节价值,国际上广泛应用碳税法对森林固碳释氧价值进行评价,该方法成熟,评估关键在于固碳释氧实物量的计量;采用专家评估法对防洪消灾护堤、维持生物多样性、教育科研进行评估,虽然该方法有一定主观性,但依托专家的专业知识和评价经验,综合定量和定性分析,其结果具有一定参考价值;采用防治成本法对消除污染进行估算,该方法是基于成本的估价方法,从“防护”的角度,计算为避免环境污染所支付的成本。

3 数据来源

研究评估的空间范围为漳江口红树林湿地自然保护区,评估时间为2012年,数据来源主要包括漳江口红树林湿地自然保护区的统计资料;通过走访当地,获得问卷调查及实地调研数据;前人有关红树林湿地的研究成果。

4 结果与分析 4.1 直接利用价值

直接利用价值体现在红树林湿地的物质生产能力方面。漳江口红树林湿地的物质生产价值包括活立木生产价值、凋落物价值和水产品价值。首先,根据漳江口红树林湿地自然保护区的统计资料,红树林天然群落面积达117.9 hm2,加上人工红树林面积,保护区内红树林面积共约200 hm2,通过实地调查,漳江口红树林保护区木材每年每公顷产值约6万元,以200 hm2红树林面积计算,得到活立木年生产价值为1 200万元;其次,林木凋落物为近海渔业提供丰富饵料,通过换算成鱼类饵料即可估算凋落物价值,据研究,中国红树林年凋落物约为9.42 t·hm-2,换算率为10%[10],鱼类饵料价格以现行市价每吨约2 545元计算,得到年凋落物价值47.948万元;最后,前人研究发现该地区主要海产品总产量为529 956 kg,产值为1 314.5万元,每公顷滩涂的年产值为3.944万元[11],以该区域1 300.6 hm2红树林滩涂湿地面积测算,水产品价值每年约5 129.566万元。因此,漳江口红树林湿地自然保护区直接利用价值,即物质生产年总值为6 377.514万元。

4.2 间接利用价值

间接利用价值指的是对生态环境起稳定调节作用的功能价值,红树林湿地常见的生态功能有:气候调节功能、防洪消灾护堤功能、消除污染功能、保持土壤功能。

4.2.1 气候调节

该红树林保护区的气候调节功能主要通过湿地中白骨壤[Avicennia marina (Forssk.) Vierh.]、桐花树[Aegiceras corniculatum (L.) Blanco]、秋茄[Kandelia candel (Linn.) Druce]和木榄[Bruguiera gymnorrhiza (L.) Poir.]等红树林植被吸收CO2释放O2实现的。根据光合作用方程式,植物每生产162 g干物质要吸收264 g CO2并释放192 g O2,即植物每生产1 g干物质需要1.63 g CO2并释放1.19 g O2[12]。以200 hm2红树林湿地面积进行测算,得到植物年光合作用固碳实物量为978 t,植物年光合作用释氧实物量为2 618 t。选取国际上通用的瑞典碳税率150美元·t-1,按汇率6.769 折合成人民币1 015.35元·t-1,释氧价值采用的是工业制氧法,中国2012年工业制氧法的标准是367.70元·t-1,计算得到年固碳价值99.301万元,年释氧价值96.264万元,因此漳江口红树林湿地自然保护区气体调节年总值为195.565万元。

4.2.2 防洪消灾护堤

福建省沿海夏秋两季台风频繁,漳江口红树林保护区位于漳江入海口,保护区内生长的红树林,因其生长缓慢,茎干韧性大,直径远大于其树高,其树干基部粗壮,根系发达,能够牢固地扎在海滩上,抗风力强,起到了防洪消灾护堤的作用。漳江口红树林海岸带有10 km,据专家研究,每年每千米的红树林分布的海岸带可提供约8万元的台风灾害防护效益,对堤岸的生态养护功能每年可新增效益64.7万元·km-1 [10],由此计算出,该保护区红树林的灾害防护价值为每年80万元,生态堤岸养护价值为每年647万元。因此,漳江口红树林湿地的防洪消灾护堤年总值是727万元。

4.2.3 消除污染

红树林的净化作用主要有3种形态:一是红树林沉积物对重金属的富集作用;二是红树植物叶片对重金属元素的吸附和富集;三是红树植物根系对重金属元素的吸附和富集。污染净化价值通常采用污染防治成本法估算,根据赵晟等[13]的研究结果,中国红树林单位面积的污染物处理价值是34 900元·hm-2,因此,该保护区的污染物处理年总值698万元。

4.2.4 保持土壤

红树林根系发达、交错生长,根系的延展性固定了土壤,使得漳江口红树林的土壤不易流失,并且能够加速红树林区域泥沙和悬浮物的沉积,促进土壤的形成。根据影子工程法,红树林保护土壤养分价值等于估算出的红树林年保护表土(0-30 cm)和林地年积累表土均值1 cm处的P、N、K总量之和乘以化肥替代价格,红树林土壤表土N、P、K总量为1.39%,表土密度为0.77 t·m-3 [10],化肥价格取2012年化肥市价每吨约3 000元计算,估算出漳江口红树林湿地保持土壤年总值为1 990.758万元。

4.3 存在价值

存在价值是从伦理学和哲学的角度出发,通过子孙后代在对多样性的生物资源的了解过程中所获得的收益来体现该生态系统的价值。保护区位于漳江入海口,自然条件优越、水域理化条件好,动植物资源丰富,具有红树植物、盐沼植物和滨海植物3种植物资源,且蕴含着丰富的水生生物、鸟类、兽类以及爬行类等生物资源,维持生物多样性价值丰富。据专家研究结果,中国湿地生态生物多样性单位面积年服务价值2 212.2元·hm-2 [14],保护区红树林生物可栖息面积1 300.6 hm2,经计算得到该保护区的年生物多样性年总值287.719万元。

4.4 教育科研价值

教育科研价值是通过该生态系统提供的教育和科研基地、场所而体现出的价值。漳江口红树林保护区是云霄县的科普教育中心,科研文化教育是保护区的重点工作之一。赵晟等[13]对中国红树林文化价值的的估算为152元·hm-2,陈仲新等[15]估算出中国湿地生态系统的科研文化价值为382元·hm-2。根据国内学者通常采用的方法,取二者的平均值267元·hm-2。漳江口红树林湿地自然保护区总面积2 360 hm2,由此计算出该保护区文化科研年总值63.012万元。

漳江口红树林湿地自然保护区的生态服务价值为10 339.568万元,单位面积生态服务价值为4.381万元·hm-2。红树林物质生产价值为6 377.514万元,其余服务功能总价值为3 962.054万元,物质生产价值占总生态服务价值的61.68%,红树林产生较大的经济效益。对比各服务功能价值发现,保持土壤价值>防洪消灾护堤价值>消除污染价值>维持生物多样性价值>气候调节价值>教育科研价值。供给服务功能和调节功能(由直接和间接利用价值体现)是漳江口红树林湿地自然保护区现在最主要的生态服务功能,文化价值(由教育科研价值体现)所占比例最低,说明人们对保护区的认识程度还较低,保护区的休闲娱乐和科研文化价值没得到体现。

表 2 漳江口红树林湿地自然保护区生态服务价值 Table 2 Ecosystem service value of Zhangjiangkou mangrove wetland reserve
价值类型 Value type 服务功能Service function价值Value/104 Yuan比例Proportion/%合计Total/104 Yuan比例Proportion/%
直接利用价值Direct use value物质生产Substance produce6 377.51461.686 377.51461.68
间接利用价值Indirect use value气候调节Climate regulation195.5651.893 611.32334.93
防洪消灾护堤Flood prevention dam727.0007.03
消除污染Pollution abatement698.0006.75
保持土壤Soil control1 990.75819.25
存在价值Existing value维持生物多样性Biodiversity maintenance287.7192.78287.7192.78
教育科研价值Education and research value教育科研Education and research63.0120.6163.0120.61
5 小结与讨论

通过与其他湿地生态功能价值对比发现,不同学者得到单位生态服务功能价值差异大,宋唯真等[16]对千岛湖生态服务功能评价得到单位价值高达280 894元·hm-2,翟水晶等[17]对洪泽湖生态服务功能评价得到单位价值仅为28 299元·hm-2,两者之间差值达到252 595元·hm-2。以漳江口红树林为核算对象,张和钰等[4]得到核算结果为59 991元·hm-2,陈欢欢等[5]得到核算结果为91 000元·hm-2,两者之间差值达到310 009元·hm-2。不同学者核算指标体系不同、评估方法不同、参数选择不同,其核算价值也有所不同。文中构建的指标体系为4个1级指标、7个2级指标,既涵盖主要评估内容又避免指标冗余,具有一定特色;各项指标评估方法参照国际上对生态服务功能的评估方法,便于结果的比较;以现行市场价或国家、国际标准选择合适参数,体现数据的及时性。此外,红树林物质生产价值比重最大的结论,与林鹏[18]研究结果提及的红树林生产力极高,赵欣胜等[19]提出的红树林湿地具有低投入高产出的特点的结论相一致,进一步验证本文研究结果的科学性。

生态系统服务功能存在动态变化,其价值也随之发生变化,文中评估时点为2012年,仅反映生态系统的瞬时价值,还需做动态评价以满足可持续性生态监督和管理的需要,此外,生态服务功能价值评估最困难的是数据的采集,包括实物量的计量和市场价格的收集,因此评估结果难以达到较高精度,进一步的研究方向包括利用地理信息系统GIS和卫星遥感RS获得生态系统物质量数据及其变化,提高价值评价的精度,并以红树林湿地生态服务功能价值评估为基础,进一步研究保护区生态补偿机制。漳江口保护区居民生态补偿意愿及生态补偿金分配方式将另文报道。

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