孙海平, 李贺鹏, 房瑶瑶, *, 岳春雷, 章旭日, 王珺, 张华, 赵洪,陈严雪

漩门湾国家湿地公园生态系统服务价值评估

孙海平1, 李贺鹏2, 房瑶瑶2, *, 岳春雷2, 章旭日2, 王珺2, 张华2, 赵洪3,陈严雪3

1. 浙江省玉环市自然资源和规划局, 玉环 317699 2. 浙江省林业科学研究院, 杭州 310023 3. 浙江玉环漩门湾湿地公园管理处, 玉环 317699

以漩门湾国家湿地公园为研究对象, 基于野外调查及监测数据, 采用市场价值法、替代成本法、收入统计法等方法, 对其9项生态系统服务价值进行了评估。结果表明, 2018年漩门湾国家湿地公园提供的生态系统服务价值为2.80×108yuan·a–1; 其中鸟类栖息地维持价值最大, 为8968.38×104yuan·a–1, 其次为生物产品供给和调蓄水量服务, 分别为5818.13×104yuan·a–1和4294.70×104yuan·a–1, 净化水质、土壤保育、水源供给、休闲旅游、固碳释氧、蒸发降温服务价值依次减小。可见其在鸟类栖息地维持和生态种养的资源利用方式方面取得了较好的成效, 与其他国家湿地公园生态系统服务价值评估研究的比较可以发现, 在湿地公园生态系统服务评估的过程中, 湿地公园定位及研究者对评价指标的理解会影响评价方法和参数的选取, 进而影响评价结果。并基于以上研究结果提出了相应的政策建议。

生态系统服务; 价值评估; 漩门湾; 国家湿地公园

0 前言

湿地是地球上重要的三大生态系统之一, 处于水陆过度地带, 具有丰富的资源、独特的生态结构和功能, 是可持续发展战略的重要资源[1]。然而由于人口数量增长、经济发展和环境变化, 全球湿地面临着面积丧失、污染和退化的趋势[2–4]。对湿地生态系统的保护与合理利用受到国际上越来越多的重视。湿地公园是我国湿地保护管理体系的重要组成部分[1], 以保护湿地生态系统、合理利用湿地资源、开展湿地宣传教育和科学研究为目的[5]。目前, 我国已有湿地公园超1700处, 其中国家湿地公园约900处。保障和实现湿地生态系统服务是湿地保护的目标, 保护管理湿地是为了提供更好的生态系统服务。判断湿地公园建设对湿地生态系统结构和功能的保护与修复作用是否达到预期目标, 生态系统服务价值评估应当是当中重要的依据之一。因此, 正确认识与科学评估湿地公园生态系统及其生态系统服务成为湿地管理部门的迫切需求。

近年来, 对湿地生态系统服务价值评估开展了很多研究, 得到了一些重要结果。Brander等研究认为到2050年, 欧洲因气候变化造成的湿地生态系统服务价值约为10亿美元[6]。Chaikumbung等研究认为发展中国家湿地的水质净化和生物多样性价值比休闲旅游价值高[7]。张翼然以71个湿地案例点位数据源对中国内陆湿地生态系统价值量计算分析, 发现其调节和供给服务作用显著[8]。扎龙湿地、青海湖湿地、鄱阳湖湿地、若尔盖湿地等典型湿地生态系统, 也开展了生态系统服务价值评估[4, 9–13]。而国家湿地公园的生态系统服务价值研究相对于其发展规模而言存在较大不足[14, 15]。本研究以玉环漩门湾国家湿地公园为研究对象, 借鉴千年生态系统评估中的概念框架, 结合已有相关研究成果, 利用湿地功能价值量评价方法, 构建湿地生态服务功能评价指标体系, 对漩门湾湿地公园生态系统服务价值进行了较为系统的评估, 帮助人们直观的认识湿地公园建设对湿地的保护与修复成效, 也为同类型国家湿地公园的保护管理工作提供参考。

1 材料和方法

1.1 研究区概况

玉环漩门湾国家湿地公园位于玉环县西北部, 地理坐标为东经121°11′09″—121°17′04″、北纬28°11′09″—28°15′49″。总面积为31.48 km2。漩门湾湿地于2009年经浙江省政府批复为省级湿地公园, 2011年申请成为国家湿地公园试点, 经过5年的试点建设, 达到了国家林业局关于国家湿地公园建设的标准与要求, 于2015年准予通过验收。公园地处亚热带季风气候区, 全年平均温度为, 年平均气温为16.9—17.6 ℃, 年降水量为1300—1400 mm, 常年无霜期一般为252至266 d, 海涂土质属粘土, 围垦区土壤海积层厚度为20—40 m, 土壤平均pH值为8; 沿岸潮汐均为正规半日潮。公园内有河流、水库和沿海滩涂等湿地资源。对漩门湾国家湿地公园的土地利用类型进行分类, 并统计了各种湿地类型的面积(表1)。

1.2 数据

本次评估数据来源包括: 湿地公园管理处提供的监测数据; 野外调查、实验室测定数据; 研究论文、我国及该地区权威机构公布的社会公共数据等(表2)。

表1 漩门湾国家湿地公园土地利用分类及面积

表2 价值评价数据类型及其来源

1.3 野外调查及样品

植被生物量调查。公园内由林地、互花米草、芦苇等为主的自然植物群落。选取典型植物群落设置3个20 m×20 m样地, 每个样地沿对角线设置3— 5个1 m×1 m的样方, 收割草本植物的地上部分, 同时将地下土壤中的根系全部取出带回实验室烘干至恒重, 计算草本植物生物量。调查样地内乔木胸径、树高, 参照浙江省重点公益林生物量模型[16]计算乔木生物量。调查样地内设置3—5个样方, 确定优势种, 调查各优势种的丛数、高度、地径和丛幅, 根据平均地径选取优势种标准株(丛)3—5个, 齐地收割并挖出地下部分, 随机抽取1 kg样品带回实验室, 在70—80 ℃烘干至恒重, 求出干鲜重比, 推算灌木生物量。

土壤样品采集。在漩门湾滩涂设置3—5个5 m× 5 m样方, 每个样方设置3—5个采样点。用土钻钻入深度约50 cm土壤样品, 充分混合, 取0.5—1 kg带回实验室测定土壤营养物质含量。同时用环刀在1—10 cm、10—20 cm、20—30 cm处取样, 测定土壤容重。

1.4 评估方法

生态系统能够提供支持服务、供给服务、调节服务和文化服务[17], 但生态类型、自然条件、生态环境的需求不同, 因此各项生态系统服务的重要性也存在差异。漩门湾湿地公园以库塘湿地、滨海湿地和河流湿地为主, 其所在区域土地资源短缺、水资源短缺、水质污染严重, 对湿地供给水源、净化水质、保育土壤等服务的需求较高; 同时, 湿地公园是候鸟迁徙的重要驿站, 还是红树林人工分布的最北界, 其湿地鸟类生境维持功能也非常重要; 此外公园内还分布有文旦、枇杷等有机种养示范基地, 生物产品丰富。因此本研究根据数据可获得性和技术可操作性对以上涉及生态系统服务价值进行评估。湿地生态系统服务价值评估的方法有直接市场法, 揭示偏好法和陈述偏好法[11], 根据已有湿地公园相关研究成果和资源调查数据, 结合漩门湾国家湿地公园生态系形成的自然环境和效用, 确定其生态系统服务价值评估的指标和方法(见表3)。

2 结果分析

2.1 支持服务

2.1.1 鸟类栖息地维持

漩门湾国家湿地公园位于东亚—澳大利西亚候鸟迁飞路线上, 也是我国候鸟迁徙路线的东线, 是大量候鸟停歇的重要驿站, 因此鸟类栖息地维持是其重要的生态系统服务。根据漩门湾国家湿地公园管理处2017—2018年监测记录显示, 公园内共观察到165种鸟类; 记录到国家一、二级重点保鸟类共18种, 其中国家一级保护鸟类1种, 二级保护鸟类17种(表4), 浙江省重点保护鸟类16种。根据《林业局关于陆生野生鸟类资源保护管理费收费办法通知》(1996), 国家Ⅰ级保护鸟类的市场价格为其管理费的12.5倍, 国家Ⅱ浙江省重点保护鸟类和一般保护鸟类价格为其管理费的16.7倍。国家级保护动物管理费用依据《陆生野生动物资源保护管理费收费通知》(1992), 省重点保护和一般保护《浙江省陆生野生动物资源保护管理费收费办法》(1999), 并以GDP增长率换算为2018年鸟类保护管理费。国家重点保护鸟类管理费参照1992—2017年国家GDP增长率, 为30.88倍, 浙江省重点保护和一般保护鸟类管理费参照1999—2018年浙江省GDP增长率为9.32倍计算, 推算各级鸟类价格。表3中将各等级的珍稀鸟类的价格之和取平均, 作为该等级鸟类的价格。可计算漩门湾国家湿地公园湿地生态系统的鸟类栖息地维持价值为8968.38×104yuan·a–1。

表3 漩门湾湿地公园生态系统的服务功能及其价值化方法

表4 漩门湾湿地公园鸟类等级数量及其价值

2.1.2 土壤保育

漩门湾湿地公园湿地防御、缓冲风暴潮及促淤造陆功能, 能够沉积土壤, 改善土壤质量。公园西北角人工湿地已耕种各类经济作物多年, 农业区4号地2009年规模种植水稻成功。根据王灵敏等人的研究结果[22], 漩门湾滩涂每年淤积6—10 cm, 本次测算取8 cm计算。根据湿地公园滩涂面积、土壤养分含量分析结果(表5)和土壤容重测定结果(0.735 g·cm–3), 结合当前市场氮、磷、钾和有机肥料的价格, 计算得出漩门湾国家湿地公园湿地生态系统土壤保育服务价值为2243.72×104yuan·a–1。

2.2 供给服务

2.2.1 水源供给

玉环市是海岛县, 淡水资源相对短缺。漩门湾湿地公园内玉环湖为蓄淡水库, 通过流域径流入库、泄水闸放水而使库内水体慢慢淡化, 集水区包括九眼河、芳青河和楚门河的流域, 一旦水质达到相应要求, 将大大缓解玉环市用水紧缺的问题。目前玉环湖水属亚海水, 须通过亚海水淡化措施提供自来水。利用玉环湖水, 玉环市已建设完成1座日产3×104m3的亚海水淡化工程处理厂, 目前现可实现日产淡水1×104m3。玉环市自来水价格为3.3 yuan·m–3, 假设处理厂一年可正常运行300 d, 按此计算, 漩门湾湿地公园玉环湖供水服务价值为990× 104yuan·a–1。

2.2.2 生物产品供给

漩门湾湿地公园浅海水域的合理利用区有浅海渔贝藻养殖, 北部和中部农田建有优质文旦培育区、特色经济植物区、有机蔬菜生产区、生态水稻种植区四大农业生产区块, 均为生态种养殖方式, 为湿地公园的生态旅游服务。根据漩门湾湿地公园统计数据, 和各种产品的市场价格, 计算漩门湾湿地生态系统的生物产品供给服务价值为5818.13× 104yuan·a–1(表6)。

表5 滩涂土壤营养物质含量

表6 生物产品价值统计表

2.3 调节服务

2.3.1 水质净化

湿地通过稀释、沉淀、分解或转化水体中的污染物, 改善水质。根据2005年6月至2008年4月监测资料显示, 库内水质以V类—劣V 类为主, 部分水质指标超标倍数达到数十倍; 以往海水养殖导致水体物种多样性和水质改变。漩门湾湿地公园建设过程中采取了一系列措施改善漩门湾水质, 其中湿地生态系统的净化水功能发挥了重要作用。根据漩门湾湿地生态系统类型特征, 其净化水功能分为堤内净化和堤外净化水功能。堤内水净化主要为玉环湖水库净化, 基于现有研究成果[18], 重点考虑对水体COD的稀释净化作用; 堤外水净化主要为滩涂净化。根据环保部门的监测数据, 进入玉环湖湿地内水质为V类, 分水山闸出口处水质可达III类, 根据王佳伟等人构建的污水处理模型, 可知据水处理厂削减单位COD成本为0.79 yuan·t–1, 据此可计算处堤内净化水服务价值。根据表3, 可计算得出漩门湾国家湿地公园湿地生态系统水质净化服务价值为4087.97×104yuan·a–1。

2.3.2 调蓄水量

本次评估只考虑对淡水资源的调蓄量。漩门湾湿地公园内玉环湖为蓄淡水库, 为缓解玉环市用水紧缺的问题而建, 建造库容为6.41×107m3, 建设单位蓄水量库容成本0.67 yuan·m–3[4], 则漩门湾国家湿地公园调蓄水量价值为4294.7×104yuan·a–1。

2.3.3 固碳释氧

漩门湾湿地公园的植被通过光合作用固定二氧化碳, 湿地土壤也含有大量的碳。农田、果园等固碳释氧服务未计入本次评估。经测定, 滩涂灌草丛生物量为22.50 t·hm–2, 林地生物量为40.50 t·hm–2, 湿地土壤土壤固碳量按照滩涂每年淤积量(见2.1.2)计算, 滩涂土壤有机质含量经测定为1.26 g·kg–1。计算可知漩门湾湿地公园固碳释氧服务价值为748.52×104yuan·a–1。

2.3.4 蒸发降温

玉环多年平均气温16.9 ℃, 夏季气候凉爽, 为周边高温酷暑地区的居民提供了避暑胜地, 为夏季节能减排发挥一定作用。根据玉环坎门气象站资料统计, 玉环市多年平均蒸发量在1392.2 mm, 7、8月份蒸发量占全年蒸发量的17%[23]。水在100 ℃时1标准气压下的汽化热为2.26×103kJ·kg–1, 据表2中相应公式计算可得漩门湾湿地公园夏季蒸发降温服务价值为63.51×104yuan·a–1。

2.4 文化服务

2.4.1 休闲旅游

根据漩门湾湿地公园管理处的统计数据, 2018年漩门湾湿地公园门票收入为376.20×104yuan, 其他旅游收入为412.50×104yuan。即休闲旅游服务价值为788.70×104yuan·a–1。

3 讨论和结论

基于可获得的数据资料和可行的技术, 本研究对玉环漩门湾国家湿地公园鸟类栖息地维持、土壤保育、调蓄水量、水源供给、生物产品供给等9项生态系统服务价值的评估结果为2.80×108yuan(表7)。其中鸟类栖息地维持服务最高, 占总价值量的32.03%, 漩门湾湿地公园为许多鸟类提供了栖息场所, 尤其是为黑鹳和黑脸琵鹭等珍稀濒危鸟类提供了重要的迁徙和越冬场所。其次为生物产品供给服务, 占总价值的20.78%。生态有机种养的利用方式, 能够得到较传统农业更高的农产品价值, 同时减轻了对生态环境的破坏程度, 但目前生态种养范围略大, 约占公园总面积的20%。调蓄水量占到总价值量的15.34%, 说明湿地公园对缓解当地水资源短缺具有较好的潜力; 水质净化服务价值, 占到总价值量的14.60%, 说明公园湿地发挥了较好的净化水质作用, 这与湿地公园建设前后库内水质监测结果由V类—劣V类为主改善为III类水质相符合, 湿地公园建设以来采取的一系列水治理措施取得了较好的成效。湿地的土壤保育服务价值占13.41%, 湿地为农产品种植提供了一定可用土地资源。漩门湾湿地公园的水源供给、休闲旅游、固碳释氧、鸟类栖息地维持和蒸发降温服务价值依次降低(表7)。其中有些生态系统服务价值受现阶段管理技术所限未得到充分发挥。如水源供给服务, 若彻底解决水库深处咸水淡化问题, 其价值量可能高于当前值。还可能存在某些生态系统服务重要性未能体现, 如湿地公园的科研教育服务价值。漩门湾湿地公园湿地类型丰富, 且位于东亚—澳大利西亚候鸟迁飞路线上, 应具有很高的科研教育价值。但因未查询到2018年漩门湾相关学术论文和科研项目, 无法以此评估其价值, 可见公园的科研教育价值还需要进一步实现。

表7 漩门湾湿地公园生态系统服务价值量

与其它湿地公园生态系统服务价值评估结果的对比显示有较大差异存在(表8), 其中四川南河国家湿地公园与其它湿地公园评价结果差异较大, 这些差异主要是评价方法和参数选择造成的; 湖南雪峰湖国家湿地公园生物产品供给价值远高于其它公园, 是因其将供水、供电归类为生物产品供给计算。可见, 评价指标分类、评价方法以及对评价指标的理解差异造成不同研究结果之间存在不同。

在湿地公园生态系统服务评估的过程中, 湿地公园定位及研究者对评价指标的理解会影响评价方法和评价参数的选择, 进而导致评价的结果及其指示性也存在不同。对于特定公园的管理者来说, 根据公园生定位及其生态系统特征, 明确不同生态系统服务存在的权衡协同关系, 确定科学完善的评价体系能够提高生态系统服务价值评估的准确性。同时, 开展长期湿地生态系统监测并对湿地公园生态系统服务状况进行阶段性评价, 能够揭示湿地公园建设取得的成效和存在的不足, 为湿地公园保护管理决策提供可靠的支持。

基于上述分析, 建议公园(1)加强公园生态系统阶段性评价。国家湿地公园以保护和修复湿地为主, 开展基于公园定位及其生态系统特征的生态系统服务评价体系, 对湿地公园建设成效和存在的问题进行阶段性评价, 有利于公园保护管理水平的提高。(2)控制生态种养规模。生态种养是公园吸引游客和创收的重要手段, 但人为干扰较大, 生态较为脆弱, 应尽量控制其规模, 保证足够的生态缓冲区域, 以确保湿地生态系统得到充分的保护和恢复。

表8 漩门湾湿地公园与其它国家湿地公园生态系统服务价值评估对比

[1] 郭子良, 张曼胤, 崔丽娟, 等. 中国湿地分级体系建设现状与探讨[J]. 湿地科学, 2018, 16(3): 322–1328.

[2] DAVIDON N, How much wetland has the world lost? Long-term and recent trends in global wetland area[J]. Marine & Freshwater Research, 2014, 65(10): 936–941.

[3] NIU Zhenguo, ZHANG Haiying, WANG Xianwei, et al. Mapping wetland changes in China between 1978 and 2008[J]. Chinese Science Bulletin, 2012, 57(22): 2813– 2823.

[4] 宁潇, 胡咪咪, 邵学新, 等. 杭州湾南岸滨海湿地生态服务功能价值评估[J]. 生态科学, 2017, 36(4): 166–175.

[5] 杨永峰, 张晓云, 郗敏, 等.供给侧改革视角下中国国家湿地公园建设研究[J]. 湿地科学, 2018, 16(2): 165–170.

[6] BRANDER L, BÄUER I, GERDES H, et al. Using Meta-Analysis and GIS for Value Transfer and Scaling Up: Valuing Climate Change Induced Losses of European Wetlands[J]. Environmental and Resource Economics, 2012, 52: 395–413.

[7] CHAIKUMBUNG M, DOUCOULIAGOS H, SCARBO­ROUGH H. The economic value of wetlands in developing countries: A meta-regression analysis[J]. Ecological Econo­mics, 2016, 124: 164–174.

[8] 张翼然. 基于效益转换的中国湖沼湿地生态系统服务功能价值估算[D]. 北京: 首都师范大学, 2014.

[9] 崔丽娟, 庞丙亮, 李伟, 等. 扎龙湿地生态系统服务价值评价[J]. 生态学报, 2016, 36(03): 828–836.

[10] 江波, 张路, 欧阳志云. 青海湖湿地生态系统服务价值评估[J]. 应用生态学报, 2015, 26(10): 3137–3144.

[11] 崔丽娟. 鄱阳湖湿地生态系统服务功能价值评估研究[J]. 生态学杂志, 2004, 23(4): 47–51.

[12] 庞丙亮, 崔丽娟, 马牧源, 等. 若尔盖高寒湿地生态系统服务价值评价[J]. 湿地科学, 2014, 12(03): 273–278

[13] 李永涛, 葛忠强, 王霞, 等. 山东省滨海自然湿地生态系统服务功能价值评估[J]. 生态科学, 2018, 37(02): 106– 113.

[14] 宁潇, 邵学新, 胡咪咪, 等. 杭州湾国家湿地公园湿地生态系统服务价值评估[J]. 湿地科学, 2016, 14(5): 677–686.

[15] 陈翠, 刘贤安, 闫丽丽, 等. 四川南河国家湿地公园生态系统服务价值评估[J]. 湿地科学, 2018, 16(2): 238–244.

[16] 袁位高, 江波, 葛永金, 等. 浙江省重点公益林生物量模型研究[J]. 浙江林业科技, 2009, 29(2): 1–5.

[17] 世界资源研究所. 生态系统与人类福祉–生物多样性综合报告[R]. 北京: 中国环境科学出版社, 2005.

[18] 王佳伟, 张天柱, 陈吉宁. 污水处理厂COD和氨氮总量削减的成本模型[J]. 中国环境科学, 2009, 29(4): 443– 448.

[19] 国家环境保护总局. GB3838-2002地表水环境质量标准[S].北京: 中国环境科学出版社, 2002.

[20] SHAO Xuexin, WU Ming, GU Binhe, et al. Nutrient retention in plant biomass and sediments from the salt marsh in;Hangzhou Bay estuary, China[J]. Environmental Science & Pollution Research International, 2013, 20(9): 6382–6391.

[21] 谭雪, 石磊, 陈卓琨, 等. 基于全国227个样本的城镇污水处理厂治理全成本分析[J]. 给水排水, 2015(5): 30–34.

[22] 王灵敏, 曾金年. 浙江省滩涂围垦与区域经济的可持续发展[J]. 海洋学研究, 2006, (S1): 13–19.

[23] 王云辉, 曾国熙, 张正康. 浙江省水文特性分析[J]. 水文, 2009, 29(4): 79–82.

[24] 金阳. 生态环境的价值计量与实现方法研究——以南阳白河国家湿地公园为例[J]. 全国商情(零售), 2014, (10): 40–41.

[25] 王广军, 唐筱洁, 李惠强. 广西北海滨海国家湿地公园生态系统服务功能价值评估[J]. 中国市场, 2014, (37): 144–145.

[26] 姚跃明, 熊建君, 邓熹. 雪峰湖国家湿地公园生态系统服务价值评价[J]. 湖南林业科技, 2015, 42(1): 70–73.

[27] 张华, 李贺鹏, 岳春雷, 等. 仙山湖国家湿地公园生态系统服务功能价值评估[J]. 广东林业科技, 2015, 31(5): 41–46.

Value assessment of wetland ecosystem services of Xuanmen bay national wetland park

SUN Haiping1, LI Hepeng2, FANG Yaoyao2, *, YUE Chunlei2, ZHANG Xuri2, WANG Jun2, ZHANG Hua2, ZHAO Hong3, CHEN Yanxue3

1. Yuhuan Bereau of National Resources and Planning, Taizhou 317699, China 2. Zhejiang Academy of Forestry, Hangzhou 310023, China 3. Xuanmen Bay National Wetland Park Management Office, Yuhuan 317699, China

Based on the field survey and analytical data, the values of 9 key ecosystem services(ESs) of Xuanmen bay national wetland park were estimated. The evaluation methods included market value, replacement cost, aggregate income and so on. The results showed that the annually total value of ecosystem services of the wetland park was 2.80×108yuan. The value of habitat maintenance for birds was the highest, which was 8968.38×104yuan·a–1. The next was material production and water regulation, which was 5818.13×104yuan·a–1and 4294.70×104yuan·a–1respectively. Others ranked from greatest to lowest with a tendency of values as: water purification, soil conservation, water provision, entertainment, carbon fixation and oxygen release and cooling effect services. Thus, the measures adopted on birds habitat maintainance and farming and aquaculture were effective. Comparison among different wetland parks showed that the value of ESs was affected by selection of evaluation methods and parameters depending on the positioning of the park and researcher's understanding on the index.Base on the research, policy suggestions were put forward.

ecosystem services; value assessment; Xuanmen bay; national wetland park

孙海平, 李贺鹏, 房瑶瑶, 等. 漩门湾国家湿地公园生态系统服务价值评估[J]. 生态科学, 2021, 40(1): 139–146.

SUN Haiping, LI Hepeng, FANG Yaoyao, YUE Chunlei, et al. Value assessment of wetland ecosystem services of Xuanmen bay national wetland park[J]. Ecological Science, 2021, 40(1): 139–146.

10.14108/j.cnki.1008-8873.2021.01.018

X171.4

A

1008-8873(2021)01-139-08

2020-03-23;

2020-04-20

浙江省省院合作林业科技项目 (2018SY03)

孙海平(1966—), 男, 浙江玉环人, 学士, 高级工程师, 主要从事森林和湿地资源保护、规划和利用, E-mail: 530264075@qq.com

房瑶瑶, 女, 博士, 助理研究员, 主要从事湿地生态修复研究, E-mail: flyswing9723@163.com