城郊过渡带湖泊湿地生态服务功能价值评估

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1、城郊过渡带湖泊湿地生态服务功能价值评估以武汉市严东湖为例王凤珍;周志翔;郑忠明【摘 要】城郊过渡带湖泊湿地面临着改善城市居民生活环境及满足城郊过渡带经 济发展的双重压力,承担着更多样、更重要的生态服务功能,从生态服务功能价值分 量的基础上探讨开发利用对策,可为其可持续开发利用提供依据.以武汉市城郊过渡 带湖泊湿地严东湖为研究对象,基于市场价值法、影子工程法、旅行费用法、条件 价值法等方法对严东湖生态服务功能的直接、间接使用价值及非使用价值进行了货 币化计量结果表明严东湖生态服务功能的总价值为35799.09x104 元/a,其中直 接使用价值、间接使用价值及非使用价值分别为 2628.80x1

2、04、2904.13x104、30266.16x104元/a,表现为非使用价值间接使用价值直接使用价值，且非使用价 值约是其使用价值的5.5倍.12个单项指标中为存在价值最高;使用价值中为涵养水 源价值蒸腾吸热价值均化洪水价值休闲旅游价值科研教育价值物质生产价 值生物多样性维持价值固碳释氧价值水质净化价值;非使用价值中为存在价值 遗产价值选择价值.因此,城市过渡带湖泊的开发利用应保护现有湖面的完整性,保 持涵养水源、蒸腾吸热及均化洪水功能,弱化养殖类物质生产功能,适度发展休闲旅 游功能,提高固碳释氧能力,并增强水质净化能力.【期刊名称】生态学报【年(卷),期】2011(031)007【总页数】

3、9页(P1946-1954)关键词】 城郊过渡带湖泊;生态服务功能;使用价值;非使用价值;价值评估作 者】王凤珍;周志翔;郑忠明 【作者单位】华中农业大学,武汉,430070;武汉理工大学,武汉,430070;华中农业大 学,武汉,430070;华中农业大学,武汉,430070;武汉市园林局,武汉,430010【正文语种】中文近年来，国际国内相继在全球及全国范围开展了陆地生态系统及森林生态系统服务 功能价值评估研究1-4，较少进行城市湖泊湿地的生态服务功能价值评估研究。 城市湖泊湿地作为城市生态系统的重要组成部分，具有持续地为人类提供食物、水 资源以及休闲旅游等多种生态服务功能，城郊过渡带湖泊

4、湿地面临着改善城市居民 生活环境及满足城郊过渡带经济发展的双重压力，承担着更多样、更重要的生态服 务功能，其生态服务功能总经济价值包括由直接使用价值及间接使用价值组成的使 用价值以及由存在价值、遗产价值和选择价值组成的非使用价值5-7。正确认 识此生态服务功能价值有利于增强人们的生态意识，制定合理的湖泊开发利用政策， 实现区域的可持续发展。但已有的研究是从城市湖泊湿地生态服务功能价值的直接 及间接使用价值方面进行评估的8-9，而对于快速城市化区域城郊过渡带 这一特殊地理位置城市湖泊湿地的生态服务功能的直接、间接使用价值及非使用价 值进行全面评价，且综合考虑城郊过渡带湖泊调节城市小气候环境、缓解

5、城市中心 热岛效应的蒸腾吸热价值的评价则未见报道。严东湖位于武汉市城郊过渡带，是武 汉市仅存的几个自然湖泊之一，目前正面临着项目投资开发利用的问题，如何协调 该湖泊利用与保护的关系已成为地区政府面临的重要抉择。本文拟对严东湖的直接、 间接使用价值及非使用价值的生态服务功能总价值进行评估，以期从湖泊湿地生态 服务功能价值分量的基础上探讨严东湖的开发利用对策，为城郊过渡带湖泊湿地的 可持续开发利用提供依据。严东湖位于湖北省武汉市洪山区东部10（图1），地理位置介于东经 1143111435，北纬 30313033，为长江中游的一个淡水湖泊，由龙角湖、朱仓湖、阳雀湖等三大相互连通的湖泊组成，总面积8

6、34.12hm2。该湖区属亚热带季风湿 润区，年平均气温在1617工之间，最热月（7月）平均温度29C以上，最冷月（1 月）平均温度3.5C以上，年平均降水量为1285mm。动植物种类丰富，鸟类有8 目21科34属共43种，植物以禾本科、莎草科植物为优势种，周围为村庄，水 质较好。湖光山色，目前基本处于未开发状态，主要功能为调蓄及养殖。1.2.1 城市湖泊生态服务功能价值评估指标体系及其货币化方法 城市湖泊生态服务功能的直接使用价值主要指其产生的物质产品的价值，包括食品 农业产品、景观娱乐等产生的直接价值1-2;间接使用价值主要指无法商品化的 城市湖泊生态服务功能价值，如生物多样性维持、净化水

7、质、调节气候等产生的间 接价值3-4;非使用价值指独立于人类对城市湖泊生态服务功能现期利用的价值， 它源于人类可能对未来湖泊湿地利用方式选择的评价，特别是人类不清楚其将来的 价值，但相信它将来价值很高而愿意提前支付的价值，其存在价值指为了确保湖泊 各项功能长期持续存在人们愿意支付的价值5-6;遗产价值指为了湖泊能保留给 子孙后代继续利用人们愿意支付的价值;选择价值指人们现在不需要使用湖泊某项 功能，但为了确保将来随时可能选择使用而愿提前支付的价值7。 针对严东湖位于城郊过渡带、面临开发利用的特点，本研究分别采用市场价值法、 影子工程法、旅行费用法、条件价值法等货币化方法（表1） ，对其12项不

8、同特点 的生态服务功能价值进行综合评价。研究过程中对等效益替代法、条件价值法进行 了改进，即利用湖泊水体的蒸腾吸热功能，将蒸腾吸热量转化为电能进行价值量的 换算;在计算湖泊的非使用价值时，实际的总支付值用实际愿意支付的人口数（武汉 市总人口数乘以湖泊调查样本的支付率 ）乘以平均支付意愿值得到湖泊的总支付值。1.2.2 严东湖生态服务功能的调查测定及价值量换算（1）物质生产价值 根据洪山区水产养殖公司资料，得到严东湖的养殖产品鱼、虾、蟹及其养殖面积、单位面积产量，并通过市场调查得到鱼、虾、蟹的市场价格。(2) 涵养水源及均化洪水价值 根据武汉市水务局资料得到严东湖常水位、最高水位、 最低水位及其

9、对应的湖泊水域面积。涵养水源价值为湖泊常水位时水源涵养量与单 位蓄水量库容成本之积，均化洪水价值为汛期湖泊水源涵养量与常水位时湖泊水源 涵养量之差与单位蓄水量库容成本之积，单位蓄水量库容成本以全国水库建设投资 计算，每建设1m3库容需年投入成本0.67元20。(3) 休闲旅游价值根据地方年鉴得到严东湖接待游客人数2x104人/a，结合调查 问卷的结果分析，人均旅游花费为200元，逗留的时间最少为1d，生态容量按每 年300d可游览天数计。2008年湖北省每人每日平均工资为54元左右，机会工 资成本一般为工资成本的1/3,则机会工资成本是每天18元。(4) 固碳释氧价值 根据严东湖的水体形态及水

10、生植被分布现状，在水体中选取有代 表性的垂直于等深线的12条断面，在断面上均匀布设样点进行采样。采用群丛计 算法计算湖泊的生物量 21 ，即将水生植物分为挺水、浮水及沉水3种植物群 丛类型，采集并称量植株的鲜重。结合各群丛类型的单位面积生物量及分布面积， 求算其生物量(鲜重)，将各植物群丛类型样品称鲜重后取10%带回实验室在85工 烘箱内烘至恒重，求出各植物群丛类型含水率，求得全湖水生植被干物质量。固定 CO2 价值常用造林成本法和碳税法，释放 O2 价值常用造林成本法和工业制氧法 根据光合作用方程式可知植物每生产162g干物质可吸收固定264g CO2，即植物 每生产1g干物质需要1.63g

11、 CO2，释放1.20g O2，求算出其固定CO2释放O2 物质量。本研究采用中国造林成本250 元/t和国际碳税标准的平均值770 元/t作 为碳税标准，求算此两种方法得到的平均值作为湖泊的固定CO2价值22,释 放O2按造林成本法为352.93 元/t，按工业制氧法为400 元/t，求算此两种方法 得到的平均值作为湖泊的释放O2价值23。(5) 蒸腾吸热价值 湖泊7、8、9这3个月水体蒸发量分别为159.1、169.5、152.4mm 24,从武汉市环保局环境监测站得到严东湖7、8 9各月平均温度 分别为30.0C,29.5C,28.5C,根据湖泊水体7、8、9这3个月的蒸发量及水 的汽化

12、热计算出蒸腾吸热值，再将热能转化为电能，利用居民用电市场价格进行估 算，武汉市居民用电平均电费价格每度电0.5元/度。(6) 水质净化价值 本研究只对湖泊净化总氮、总磷的价值进行估算，单位污染物净 化价值以总氮1.5元/kg，总磷2.5元/kg计9。从武汉市环保局环境监测站得 到严东湖水体总氮0.532mg/L，总磷含量0.050mg/L。(7) 生物多样性维持价值根据Costanza等人研究湿地避难所价值为304美元hm -2a-1 计算18。(8) 科研教育价值根据我国单位面积湿地生态系统的平均科研价值与Costanza等 人对全球湿地生态系统科研文化功能价值的平均值为3897.8 元/h

13、m2计算21。(9) 非使用价值问卷调查于2009年12月份进行，调查样本基本涵盖武汉市各 个群体市民，包括各种研究所、高等院校教职工、企事业单位职工、普通市民等， 调查范围覆盖武汉市市辖的13个行政区。共发放调查问卷500份，收回有效问卷 435份，反馈率87.0%。与国内外同类研究相比，样本大小选择合理，反馈率较 高。其中无效问卷为回答不完全、不能正确理解问卷调查目的、支付值与收入矛盾 (如支付值比例高达个人年收入的5%等)、抗议性支付等。将有效问卷的反馈信息 在Excel软件中建立相应的数据库，并根据需要建立索引数据库，分别对调查数据 进行受访者WTP值频数分布分析、人均支付意愿值分析及

14、总支付值分析。采用线 性插值法求得湖泊累计频度中位数进行人均支付意愿值分析;总支付值分析是用实 际愿意支付的人口数(武汉市总人口数乘以湖泊调查样本的支付率)乘以平均支付意 愿值得到各湖泊的总支付值。再根据受访者对非使用价值3种组分存在价值、遗 产价值及选择价值的支付率求算各组分的支付意愿值。通过统计严东湖各直接使用功能指标的定量值，经货币化转化得到其经济价值(表2）。直接使用价值合计为2628.80x104元/a,其物质生产价值、涵养水源价值及休闲旅游价值分别为 297.18x104、1856.42x104. 475.20x104 元/a，分别占 总直接使用价值的70.62%、18.08%、1

15、1.30% ,表现为涵养水源价值 休闲旅游 价值物质生产价值。目前严东湖直接使用价值以涵养水源价值为主，可储备大量水资源以保证干旱季节 为城市提供必要的生产生活用水，与当前严东湖的功能定位以调蓄为主相一致。其 次为休闲旅游价值，严东湖位于城郊过渡带，保存完好的优美的自然风光适合休闲、 观光、度假等旅游活动，且不影响其涵养水源功能，但因位置相对较偏而久未开发， 目前仅有一生态休闲农庄，因此此估算结果仅是其现状评估，还有较大的发展潜力。物质生产价值相对较低，主要来自现有鱼、虾、蟹养殖产业的价值，养殖业对发展 地方经济能起到一定的作用，但也会对湖泊生态环境带来污染和破坏。可见，在城郊过渡带湖泊严东湖

16、的开发和保护中，应保持其涵养水源功能，合理、 适度发展休闲旅游功能，弱化由养殖业带来的物质生产功能。通过测定，严东湖水生植被干物质量为1228.16t。严东湖的间接使用功能指标的 定量值，经货币化转化得到其经济价值（表3）。间接使用价值合计为 2904.13x104 元/a ,其固碳释氧价值、蒸腾吸热价值、水质净化价值、均化洪水 价值、生物多样性维持价值及科研教育价值分别为 157.58x104、1650.57x104、 1.54x104、558.85x104、210.47x104、325.12x104 元/a,表现为蒸腾吸热价 值 均化洪水价值 科研教育价值 生物多样性维持价值固碳释氧价值

17、水 质净化价值。蒸腾吸热价值占总间接使用价值的56.84% ,说明严东湖的间接使用价值以蒸腾吸热价值为主。城郊过渡带湖泊通过蒸腾吸热降低温度的功能能改善城市小气候环境, 缓解城市中心热岛效应23,提高城市生活环境的舒适度,尤其在夏季酷热的 武汉,这一生态服务功能显得尤为重要。其次为均化洪水价值,占总间接使用价值 的19.24%。城郊过渡带湖泊在洪水期可蓄积大量洪水，缓解洪峰造成的人力、物 力及财力等方面的损失，也可减轻中心城区洪水期经常出现的滞涝现象，同时还可 缓解长江洪峰期的压力。固碳释氧价值仅占总间接使用价值的5.43%。湖泊湿地 水生植被通过光合作用和呼吸作用可调节大气中C02和O2的浓

18、度，且良好的水 生植物可为多种生物提供食物或栖息地、还可在水质净化方面起到吸收、降解污染 物的功能，目前由于发展养殖业导致了严东湖水生植被大量减少。水质净化价值仅 为1.54x104元/a，可能由于距离中心城区相对较远，湖泊周围尚未开发，目前湖 边没有排污口，在近几年来武汉市环保局环境监测站每月对中心城区38个湖泊水 质的检测中，严东湖是水质最好的湖泊。因此此评估结果只是现状评估，说明还存 在潜在的净化功能。可见，在严东湖的开发和保护中，应保持其蒸腾吸热、均化洪水功能，注意协调养 殖业物质生产与水生植被固碳释氧功能的关系，提高固碳释氧功能，增强水质净化 能力。2.3.1严东湖非使用价值(VWT

19、P)评估 采用条件价值法评估严东湖的非使用价值。对样本进行统计分析表明，受访者对严 东湖的支付意愿占调查样本总体的70.8%，说明受访者对严东湖的非使用价值有 较高的支付意愿。样本支付意愿值的算术平均值为114.57元/a，中位累计相对频 数最接近50%的是33.69%和53.05%，其对应的支付意愿值分别是40 元/a和 50元/a(表4),通过线性插值法计算得到50%中位值对应的累计频度中位数(即人 均支付意愿值)为48.4元/a。由于受访者之间的支付意愿值差异较大，用算术平均值计算湖泊非使用价值 (VWTP)易造成较大误差。而中位数属于位置平均数，之前或之后的各项观测值如 果有变化，其数

20、值也不会变，相对而言不受统计数据中极端值影响，因此常用累计 频度中位数代替算术平均值计算VWTP 25。根据武汉市2008年统计年 鉴，2008年武汉市全市总人口数(883.24x104人)及严东湖的调查样本支付意 愿率70.8%，求得严东湖VWTP为30266.16x104元/a。可见，严东湖具有巨大 的非使用价值。2.3.2 严东湖非使用价值的分解 受访者对存在价值、遗产价值及选择价值的支付比例分别为55.3%、32.8%、11.9%，通过计算获得严东湖VWTP分解(表5),其存在价值、遗产价值、选择价 值分别为 16737.19 x104 元/a、9927.30 x104 元/a、360

21、1.67x104 元/a。可见 受访者对存在价值的支付意愿最高，遗产价值次之，选择价值最低。说明相对于湖 泊保留给子孙后代或人们将来可能选择使用湖泊功能而言，人们更愿意为湖泊的各 项功能长期持续存在而支付费用。城郊过渡带湖泊湿地对于城市的可持续发展起着重要作用，但人们往往对其生态服 务功能价值认识不足，导致盲目开发与不合理利用，使其生态环境遭到严重破坏。正确评估其生态服务功能价值，是当前亟需研究的重要课题。本文通过对武汉市城 郊过渡带湖泊严东湖的生态服务功能价值评估，得出以下结论:严东湖生态服务功能的总价值合计为35799.09x104 元/a，占2008年洪山区 财政收入的40.50% ，可

22、见严东湖具有很大的生态服务功能价值。说明在开发利用 城郊过渡带湖泊时，必须注意对现状良好的湖区生态环境加以保护，制定符合湖区 生态系统特点的开发方案，实现区域可持续发展。严东湖三大类生态服务功能的价值量分别为直接使用价值2628.80x104元/a、 间接使用价值2904.13x104 元/a、非使用价值30266.16x104 元/a，表现为非 使用价值间接使用价值直接使用价值，且非使用价值约是其使用价值的5.5倍。说明人们愿为保持自然风光较好、对改善与维护城市生态环境具有重要作用的城郊 过渡带湖泊的非使用价值出资，湖泊湿地的非使用价值比其使用价值更重要。间接 使用价值次之，表明严东湖在维护

23、生态环境方面的功能较好，且还有提高的潜力。直接使用价值相对较低，说明城郊过渡带湖泊服务于人类的直接价值不是最主要的。(3)非使用价值组分的价值量表现为存在价值遗产价值选择价值。全部12个单项中，也是存在价值价值量最大。表明在城郊过渡带湖泊的众多生态服务功能价值 中，确保湖泊各项功能长期持续存在的存在价值最重要。在开发利用湖泊时，首先 必须注意对湖泊现有水域的保护，制定符合湖区生态系统特点的开发方案，确保永 续存在，不应为了短期的、眼前的利益而急功近利，反对将湖泊开发成单一性功能 湖泊或填湖转让土地等行为。间接使用价值组分的价值量表现为涵养水源价值休闲旅游价值物质生产价值。说明在开发利用湖泊中，

24、应保持其涵养水源功能，合理、适度发展休闲旅游功能， 弱化由养殖业带来的物质生产功能。直接使用价值组分的价值量表现为蒸腾吸热价值均化洪水价值科研教育价值 生物多样性维持价值固碳释氧价值水质净化价值。表明在开发利用湖泊中，应 保持其蒸腾吸热、均化洪水功能，注意协调养殖业生产与水生植被固碳释氧功能的 关系，提高固碳释氧功能，增强水质净化能力。以往的城市湖泊生态服务功能价值评估局限于使用价值中的直接和间接使用价值，本文对严东湖的直接和间接使用价值及非使用价值三大类生态服务功能进行综合评 估，得出三大类中非使用价值最高，说明城郊过渡带湖泊作为城市的重要自然遗产， 其存在意义很大，有着巨大的潜在价值。在开

25、发利用中应以湖泊保护为主，在保护 的基础上利用，使其多项生态服务功能能够得以有效发挥。其次，针对各项生态服 务功能现状，采取或保持、或增强、或弱化的措施，不仅有助于维持湖泊湿地良好 的生态环境，实现其多种生态服务功能的发挥，也有助于达到可持续发展的目的。 如增强固碳释氧功能，要保护好现有的水生植物，同时还可通过水中浮岛及湖滨绿 化等方式增加挺水植物及浮水植物的应用，既可美化、亮化湖泊景观，还可优化湖 泊的生态环境。另外，还未开发完善的城郊过渡带湖泊由于其特殊的地理位置，相 对湖泊水体污染不太严重，水质净化价值还不大，但如果湖泊开发利用造成污染， 就会影响水生态系统其它功能的发挥，导致整个生态系

26、统的不健康，服务功能价值 也会因此下降。最小价值量对应的生态服务功能往往决定了整个水生态系统的稳定 性，这是我们在发挥湖泊生态系统功能时应注意的问题。生物多样性维持、科研教 育等功能价值，由于概念提出较晚，估算方法比较单一，有待以后的研究中进一步 完善。将本研究获得的严东湖生态服务功能总价值与部分研究学者的研究结论进行 比较8-9，综合考虑调查地经济发展水平及调查时间差异，可以发现本研究得 出的城郊过渡带湖泊严东湖的生态服务功能价值较为合理，其结果可为市民保护城 市湖泊湿地资源及政府决策其治理重点与投资规模提供依据。参考文献:3 欧阳志云，王效科，苗鸿.中国陆地生态系统服务功能及其生态经济价值

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