安紅巖 張正肖

(1．成都理工大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川 成都610059;2．中鐵瑞城置業(yè)有限公司，四川成都610031)

土地利用是人地關(guān)系作用的體現(xiàn)，土地利用變化過(guò)程對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能起著決定性的作用，是影響區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)功能以及生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重要因素。研究土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能的影響過(guò)程，對(duì)于了解區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化，維持生態(tài)平衡，提高土地的利用效率，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。因此，本文以四川省萬(wàn)源市太平鎮(zhèn)為研究區(qū)，應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算方法，研究生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)在山區(qū)城市不同海拔土地規(guī)劃中的應(yīng)用，研究結(jié)果對(duì)維持地區(qū)生態(tài)平衡、合理利用土地資源、建立可持續(xù)的土地利用模式等具有重要意義。

1 研究區(qū)概況

萬(wàn)源市位于四川省東北邊境，大巴山中段腹心地帶，界于北緯 31°39'－32°20'，東經(jīng) 107°28'－ 108°31'之間，是中國(guó)南北氣候的分界線和嘉陵江、漢江的分水嶺。太平鎮(zhèn)(區(qū)級(jí))地處萬(wàn)源市中部，是萬(wàn)源市人民政府所在地，也是全市政治、經(jīng)濟(jì)、文化、交通、信息中心，轄8個(gè)社區(qū)，15個(gè)行政村，面積 5．65km2［1］。

自1974年Holdren和Ehrlich提出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的概念以來(lái)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能研究已逐漸發(fā)展為生態(tài)學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)、資源經(jīng)濟(jì)學(xué)的交叉前沿課題。1997年，Costanza在Nature上發(fā)表了《The value of the world’s ecosystem services and natural capital》一文，對(duì)每種服務(wù)功能與產(chǎn)品價(jià)值進(jìn)行了估價(jià)，引起了普遍的關(guān)注與激烈討論［2］。受Costanza思維影響，我國(guó)對(duì)生態(tài)服務(wù)功能的重新認(rèn)識(shí)與評(píng)價(jià)也進(jìn)入了一個(gè)活躍時(shí)期。目前比較成熟的估價(jià)方法有:條件價(jià)值法、影子工程法、直接市場(chǎng)法、旅游成本法等，用于靜態(tài)描述生態(tài)系統(tǒng)資產(chǎn)存量情況，隨著遙感技術(shù)的應(yīng)用，為動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)測(cè)量生態(tài)資產(chǎn)動(dòng)態(tài)變化，由點(diǎn)及面系統(tǒng)評(píng)估生態(tài)資產(chǎn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

2 山區(qū)城市自然生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)方法

生態(tài)系統(tǒng)不僅提供工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)原料，更維持生物系統(tǒng)循環(huán)與水文循環(huán)。按照土地利用類型，采用市場(chǎng)價(jià)值法、費(fèi)用替代法、生產(chǎn)成本法等對(duì)萬(wàn)源市自然生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。明確自然生態(tài)資產(chǎn)的主要提供者，并與國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值進(jìn)行比較，以判斷自然生態(tài)資產(chǎn)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支撐作用。

2．1 直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值

2．1．1 實(shí)物資源價(jià)值評(píng)估

萬(wàn)源市林業(yè)產(chǎn)品主要為水果和木材，采用市場(chǎng)價(jià)值法［2］計(jì)算:

式中:Vp為森林生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)功能價(jià)值;Vp1為果品生產(chǎn)價(jià)值;Vp2為木材生產(chǎn)價(jià)值;Q1為水果產(chǎn)量;Q2為森林現(xiàn)有蓄積量，s為森林蓄積量年增長(zhǎng)率。

2．1．2 游憩價(jià)值評(píng)估

游憩價(jià)值計(jì)算公式如下:

式中:Et為某地區(qū)的旅游價(jià)值(元);Pi為第i種植被類型的游客日均花費(fèi)(元/人);Si為第i種植被類型承載的游客總數(shù)(人/天);Zi為第i種植被類型游客的周轉(zhuǎn)率;Ti為第i種植被類型一年可以接待游客的時(shí)間(天)。

2．2 間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值

2．2．1 涵養(yǎng)水源

采用水量平衡法來(lái)計(jì)算水源涵養(yǎng)量:

水的價(jià)值采用影子工程法來(lái)計(jì)算［5］，據(jù)調(diào)查，目前的單位庫(kù)容造價(jià)為22．51元。式中W為涵養(yǎng)水源量(m3/a);R為平均降雨量(mm/a);E為平均蒸發(fā)量(mm/a);A為研究區(qū)面積(hm2);θ為徑流系統(tǒng)。

森林增加地表有效水量的價(jià)值可用下式計(jì)算:

式中，V為森林增加地表有效水量?jī)r(jià)值;Si為第i樹(shù)種的面積;H0、Hi分別為對(duì)照地和第i樹(shù)種單位面積的攔蓄降水能力(m3/hm2);P為當(dāng)前生活用水價(jià)格，取1．5元/m3。

2．2．2 固碳釋氧

根據(jù)各種生態(tài)單元面積固碳釋氧量，參照造林成本法、碳稅法和工業(yè)制氧市場(chǎng)價(jià)得固碳釋氧價(jià)值。運(yùn)用造林成本法，根據(jù)我國(guó)人工營(yíng)造杉木、馬尾松、落葉松、泡桐、楊樹(shù)、桉樹(shù)等的成本，固定1t純碳成本為250元，工業(yè)制氧市場(chǎng)價(jià)375元/t，可估算出萬(wàn)源市生態(tài)系統(tǒng)固定二氧化碳價(jià)值和釋放氧氣的價(jià)值。

2．3 土壤保持

2．3．1 土壤保持量

林地、灌木林地、草地、人工綠地、農(nóng)田、水域和濕地保土量等于無(wú)林地與各生態(tài)元的土壤侵蝕量之差。

V=S×(P－Q)

式中:V是減少的土地侵蝕量(t/a)

S是生態(tài)系統(tǒng)面積(hm2)

P是無(wú)林地侵蝕模數(shù)(t/(hm2·a))

Q是各生態(tài)系統(tǒng)侵蝕模數(shù)(t/(hm2·a))

根據(jù)我國(guó)土壤侵蝕的研究成果，無(wú)林地的土壤中等程度的侵蝕深度為15－30mm/a，侵蝕模數(shù)為150－350t/(hm2·a)。本次以侵蝕模數(shù)低限(192t/(hm2·a))和高限(477．7t/(hm2·a))的平均值319．8t/(hm2·a)來(lái)估計(jì)［9］。

2．3．2 減輕泥沙淤積災(zāi)害

土地侵蝕流失的泥沙淤積于水庫(kù)、江河、湖波，減少了有效水的蓄積。林地、灌木林地、草地人工綠地、農(nóng)田、水域和濕地減少泥沙淤積的價(jià)值可用下式計(jì)算:

Ec=24%P×V/P

式中:Ec為減少泥沙淤積和滯留的價(jià)值(元/a);P=22．51元/m3，V是為各種生態(tài)單元減少的土壤侵蝕量(t/a);為土壤容重，取 1．3t/m3。

2．3．3 減少養(yǎng)分流失

保持土壤肥力價(jià)值:

Vf=V×∑P1i×P2i×P3i

其中:Vf為保肥效益經(jīng)濟(jì)價(jià)值(元/a);V是各生態(tài)單元減少的土壤侵蝕量(t/a)，P1i為土壤中氮磷鉀等含量(3－10kg/t);P2i為純氮磷鉀等折算成化肥的比例;P3i為各類化肥的銷售價(jià)(元/t)。萬(wàn)源市土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀的平均含量為別為 2．70% 、1．34%、0．111%、1．42%［1］。

2．4 凈化空氣

各生態(tài)單元吸收SO2及阻滯粉塵量為SO2的吸收率及阻滯粉塵率和區(qū)域面積的乘積。根據(jù)《中國(guó)生物多樣性國(guó)情研究報(bào)告》，消減1t SO2成本為600元，除塵器除塵成本為170元/t，可得凈化空氣價(jià)值。

表1 太平鎮(zhèn)現(xiàn)狀建成區(qū)各生態(tài)單元生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值一覽表

3 萬(wàn)源市太平鎮(zhèn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值

3．1 規(guī)劃區(qū)生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值

根據(jù)衛(wèi)星圖片解譯數(shù)據(jù)，太平鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值為72 965．2萬(wàn)元，其中生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值較大的是林地、灌木林地和農(nóng)田，分別是29 535．8萬(wàn)元、22 828．6萬(wàn)元和14142．7萬(wàn)元;其次是草地、濕地(水域)，分別是3 573．6萬(wàn)元和2 798．5萬(wàn)元;最小的是人工綠地，僅為86．0萬(wàn)元。

3．2 中心城區(qū)建成區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值

萬(wàn)源市中心城區(qū)建成區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值總值為1 851．2萬(wàn)元，僅占規(guī)劃生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值總值的2．54%。

3．3 太平鎮(zhèn)現(xiàn)狀建成區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值

總值為785．31萬(wàn)元，其中，太平鎮(zhèn)700m、750m、800m高程范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值見(jiàn)表2、表3、表4。

4 結(jié)論

從分析結(jié)果可知，自然生態(tài)系統(tǒng)無(wú)論是從物質(zhì)上還是經(jīng)濟(jì)上，都為萬(wàn)源市太平鎮(zhèn)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供者重要支撐。

太平鎮(zhèn)現(xiàn)狀建成區(qū)的生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值為785．31萬(wàn)元，從分析可知，太平鎮(zhèn)現(xiàn)狀建成區(qū)內(nèi)綠地覆蓋率低，除了馱山公園有成片林地之外，城市建成區(qū)內(nèi)僅有零星綠地，由于自然生態(tài)系統(tǒng)類型和面積較小，因此提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)較差。

太平鎮(zhèn)是沿后河河谷而建，發(fā)展用地緊張，在未來(lái)5－15年的時(shí)間內(nèi)，太平鎮(zhèn)的發(fā)展不得不考慮向四周山地?cái)U(kuò)張。為了明確城市擴(kuò)張的高程控制線，從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)角度進(jìn)行分析?，F(xiàn)狀太平鎮(zhèn)的平均海拔為640m。圍繞太平鎮(zhèn)海拔700m高程范圍內(nèi)各生態(tài)單元的服務(wù)價(jià)值為6 444．19萬(wàn)元，海拔750m高程范圍內(nèi)各生態(tài)單元的服務(wù)價(jià)值為7 605．39萬(wàn)元，海拔800m高程范圍內(nèi)各生態(tài)單元的服務(wù)價(jià)值為7 877．47萬(wàn)元。海拔750m高程范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值高出海拔700m范圍1161．2萬(wàn)元，比海拔700m高程范圍增長(zhǎng)了18．02%;而海拔800m高程范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值僅高出海拔750m范圍的272．08萬(wàn)元，比海拔750m高程范圍增長(zhǎng)了3．58%。

表2 太平鎮(zhèn)700m高程范圍內(nèi)各生態(tài)單元生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值一覽表

表3 太平鎮(zhèn)750m高程范圍內(nèi)各生態(tài)單元生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值一覽表

表4 太平鎮(zhèn)800m高程范圍內(nèi)各生態(tài)單元生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值一覽表

從分析結(jié)果可知，就生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值來(lái)看，從海拔700m到海拔750m發(fā)生了一個(gè)較大的躍升，750m以上生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值維持在一個(gè)相對(duì)較高的水平，從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能角度，海拔750m高程是太平鎮(zhèn)城市用地?cái)U(kuò)張的控制線。

要在不影響區(qū)域生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上發(fā)展經(jīng)濟(jì)，必須加大土地利用的科學(xué)性，嚴(yán)格控制非農(nóng)用地的外延擴(kuò)展。加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境建設(shè)的實(shí)施、監(jiān)督和管理，實(shí)現(xiàn)城市生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。經(jīng)濟(jì)發(fā)展不能以環(huán)境惡化為代價(jià)，四川省萬(wàn)源市生態(tài)環(huán)境面臨的問(wèn)題在我國(guó)具有普遍性，尤其在西部大開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，這一研究更具有現(xiàn)實(shí)意義。

(編輯:王愛(ài)萍)

［1］萬(wàn)源市市統(tǒng)計(jì)局．1998、2008．南京統(tǒng)計(jì)年鑒．北京:中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2009．

［2］余新曉，秦永勝，陳麗華，劉松．北京山地森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其價(jià)值初步研究［J］．生態(tài)學(xué)報(bào)，2002，22(5):783 －786

［3］Pauleit S，Ennos R，Golding Y．Modeling the Environmental Impacts of Urban Land Use and Land Cover Change:A Study in Merseyside，UK［J］．Landscape and Urban Planning，2005，71:295 －310．

［4］閔捷，高魏，李曉云，等．武漢市土地利用與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空變化分析［J］．水土保持學(xué)報(bào)，2006，20(4):171－176．

［5］謝高地，曹淑艷，魯春霞，等．中國(guó)的生態(tài)服務(wù)消費(fèi)與生態(tài)債務(wù)研究［J］．自然資源學(xué)報(bào)，2010，25(1):43 －50