昆蟲生態(tài)服務(wù)價值的評估

摘要：采用價值替代法通過對河南省蜣螂的生態(tài)服務(wù)如糞便分解、牧草污染處理和氮循環(huán)進(jìn)行研究并價值計(jì)算，得出其生態(tài)服務(wù)價值為2.26×109元。論證了蜣螂以及昆蟲提供的巨大生態(tài)服務(wù)價值，同時初步提出了更為精確的昆蟲生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的評價研究思路，推動我國昆蟲生態(tài)服務(wù)價值評價的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)；昆蟲；蜣螂；生態(tài)價值；計(jì)算方法；評價指標(biāo)

中圖分類號： Q968.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2014）09-0356-02

收稿日期：2013-11-01

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金（編號：41071118、51379079）。

作者簡介：范欽棟（1983—），男，河南洛陽人，博士，講師，主要從事景觀生態(tài)學(xué)及景觀設(shè)計(jì)方面的研究。E-mail：fanqindong@126.com。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指人類從生態(tài)系統(tǒng)獲得的各種惠益，包括生態(tài)系統(tǒng)的供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、文化服務(wù)以及為上述各項(xiàng)服務(wù)提供支撐的支持服務(wù)[1]。目前，生態(tài)系統(tǒng)的退化已經(jīng)對人類福祉造成了日益嚴(yán)重的損傷，定量對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的研究，有助于提高對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的認(rèn)識，有利于對自然生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行可持續(xù)開發(fā)和利用，從而對自然生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行有效的管理與保護(hù)[2]，同時為開發(fā)建設(shè)和生態(tài)補(bǔ)償提供依據(jù)。對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究以及價值計(jì)算一直是國內(nèi)外生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)問題[3]，但有關(guān)昆蟲生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的研究國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)報道較少。昆蟲生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指昆蟲類群在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中發(fā)生的作用，以及為人類提供的各種收益，一般包括有形收益的產(chǎn)品和無形收益的服務(wù)[4]。目前，國內(nèi)外對昆蟲生態(tài)服務(wù)的研究主要停留在定性的服務(wù)分析和過程研究上，如傳粉、病蟲害控制、物質(zhì)分解等[5]。而對于昆蟲生態(tài)服務(wù)價值的核算，國外尚無統(tǒng)一的生態(tài)價值計(jì)算方法，國內(nèi)尚無相關(guān)文獻(xiàn)報道。

1研究區(qū)概況

河南位于中國中東部，地處沿海與中西部結(jié)合部，31°23′～36°22′N、110°21′～116°39′E，屬于暖溫帶-亞熱帶、濕潤-半濕潤季風(fēng)氣候。冬季較為寒冷雨雪少，春季干旱風(fēng)沙多，而夏季炎熱雨豐沛，秋季晴和日照足。全省的年平均氣溫在 12～16 ℃，1月-3～3 ℃，7月24～29 ℃，大體東高西低，南高北低，山地與平原間差異相對比較明顯。在中國動物地理區(qū)劃上，則處于華北區(qū)和華中區(qū)交接地帶。因此，河南省動物區(qū)系構(gòu)成呈現(xiàn)復(fù)雜化、多樣化的局面[6]。

河南省由于特殊的地質(zhì)歷史、交錯的地理位置和過渡性的氣候環(huán)境，生物資源非常豐富。河南省昆蟲物種有7 387種左右，是目前全國記錄昆蟲種類最多的省份，為河南省生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了寶貴的資源儲備，也為世界生物多樣性和中國生物資源寶庫增添了科學(xué)財(cái)富[7]，創(chuàng)造了巨大的生態(tài)服務(wù)價值。蜣螂在河南省分布極廣，各個地市均有分布，具有較強(qiáng)的地域代表性。

2研究方法

對生態(tài)服務(wù)價值評定一般采用的是Chee等的評價方法[8]，即物質(zhì)量評價法（PAM）和價值量評價法（VAM）。物質(zhì)量評價法主要是從物質(zhì)量的角度對生態(tài)系統(tǒng)提供的服務(wù)進(jìn)行整體評價，而價值量評價法主要是從價值量的角度對生態(tài)系統(tǒng)提供的服務(wù)進(jìn)行整體評價[9]。本研究主要運(yùn)用價值量評價法中的價值替代法進(jìn)行評價。

本研究的研究對象不包含人工飼養(yǎng)以取得產(chǎn)品價值的昆蟲，如人工放養(yǎng)蜜蜂取得蜂蜜、人工養(yǎng)蠶獲得蠶絲、人工飼養(yǎng)蚱蜢食用等。人工飼養(yǎng)以獲取產(chǎn)品價值的昆蟲對生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)影響作用不明顯，同時大部分不需要專門對其保護(hù)來維持生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)[10]。本研究選取蜣螂作為評價對象，對其生態(tài)服務(wù)價值進(jìn)行核算。蜣螂的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能主要有糞便分解、牧草污染處理、氮循環(huán)和有害生物（蚊蠅等）控制等[11]。其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)范圍主要集中在糞便中，主要以蜣螂對牛糞的糞便處理、牧草污染控制和氮循環(huán)這3種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值進(jìn)行核算。對具體生態(tài)服務(wù)價值指標(biāo)的選取并不是以其在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中所起的作用為原則，而是以數(shù)據(jù)的可獲取性和方法的可操作性為原則。

2.1糞便處理

蜣螂可以將固體牛糞破碎化并分解入地下，但僅限于草地和土地（簡稱自然地塊），蜣螂活動能力在水泥地和鋪裝路面上受限。農(nóng)村牛類養(yǎng)殖基本上都是自然地塊個體放養(yǎng)，而養(yǎng)殖場的混合地塊較多。另外，一些養(yǎng)殖場采用藥物對糞便進(jìn)行殺菌消毒，蜣螂排斥殺菌消毒處理的牛糞。據(jù)國外研究，在自然情況下牛糞完全分解的平均時間為28.14±0.71個月，在有蜣螂作用的情況下，分解平均時間為22.74±0.64個月[12]。因此可以得出蜣螂將糞便分解速率提升19%[12]。采用利用價值替代法，將蜣螂處理糞便的服務(wù)價值轉(zhuǎn)化為人工處理糞便等固體垃圾所需要的價值量。

Vd=T×R1×P1×D×I×Md。（1）

式中：Vd為蜣螂處理糞便的價值（元）；T為河南省牛的數(shù)量（頭）；R1為自然地塊的牛的比例；P1為糞便沒有被藥物處理的牛的比例；D為每頭牛所產(chǎn)生的糞便量（m3）；I=19%；Md為當(dāng)?shù)厝斯ぬ幚硗练搅康膯挝粌r值（元/m3）。

2.2牧草（飼料）污染處理

自然地塊上的牛糞堆積能提高牛糞堆下水肥含量，改善土壤理化性質(zhì)，利于植物生長。但是新鮮牛糞質(zhì)地黏稠，分解速度緩慢，造成牛糞下植物因缺氧、少光而死亡。牲畜拒絕取食牛糞周圍的草地面積高達(dá)牛糞面積的17.15倍[13]。在缺少蜣螂的處理分解下，牛取食范圍縮小，造成牛肉減產(chǎn)達(dá) 7.63 kg/頭[14]。采用價值替代法計(jì)算如下：

Vf=T×I×C×Mb。（2）

式中：Vf為蜣螂處理牧草（飼料）污染的價值（元）；T為河南省牛的數(shù)量（頭）；C=7.63 kg/頭牛；Mb為當(dāng)?shù)嘏Ｈ鈨r格（元/kg）。

2.3氮循環(huán)價值計(jì)算

以牛糞中的氮循環(huán)為例。格拉德研究，氮在牛糞中的含量約為2%，自然狀態(tài)下沒有蜣螂處理的糞便大約80%的氮直接釋放到空中[15]。然而蜣螂可以將牛糞輸入地下，為植物提供養(yǎng)分。同時每頭牛每年大約能產(chǎn)生27 kg的氮[15]，轉(zhuǎn)化為人工施氮肥的成本進(jìn)行替代如下：endprint

VN=T×MN×P2×R2（3）

式中：VN為氮循環(huán)價值（元）；T為河南省牛的數(shù)量（頭）；MN為當(dāng)?shù)厝斯な┑实某杀荆╧g/元）；R2取2%，P2取80%。

3結(jié)果與分析

3.1牛糞處理的生態(tài)服務(wù)價值

D參考的數(shù)值來自于文獻(xiàn)[16]，約為21 m3；參考的數(shù)值來自于河南省畜牧業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[17]，為9.55×106頭；P1、R1來自河南省統(tǒng)計(jì)年鑒結(jié)合抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)，P1=72%，R1=80%，I=19%；Md為當(dāng)?shù)厝斯ぬ幚砼＜S土方量的單位價值30元/m3。代入公式（1）中Vd=T×R1×P1×D×I×Md，得到Vd=5.49×108元，即河南省牛糞處理的生態(tài)價值約為6.58×108元。

本研究僅以蜣螂處理牛糞的生態(tài)服務(wù)價值進(jìn)行核算，實(shí)際中蜣螂關(guān)于糞便的處理還包括馬、豬、雞等其他家庭馴養(yǎng)類動物和兔子、狼等野生動物。家庭馴養(yǎng)類的可以根據(jù)此法結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)類推，野生動物的數(shù)據(jù)尚需要長期觀測，暫未能深入研究。因此蜣螂處理糞便的生態(tài)服務(wù)價值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于6.58×108元。

3.2牧草污染的處理價值

式（2）中Mb的參考值來自于當(dāng)?shù)嘏Ｈ馐袌鰞r格 50元/kg；T取自于河南省畜牧業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，為9.55×106頭；C取763 kg/頭牛。代入公式（2）得出蜣螂對牧草污染處理的價值Vf為6.92×108元。

本研究在處理牧草污染的價值計(jì)算時，將其轉(zhuǎn)化為牛肉減產(chǎn)的產(chǎn)量價值，也可以采用牛類拒絕使用的牧草面積轉(zhuǎn)化為牧草價值來替代計(jì)算。

3.3氮循環(huán)的處理價值

式（3）人工施氮肥的成本MN取值：以河南省的氮肥以及復(fù)合肥的銷量為基礎(chǔ)，計(jì)算出它們的相互比例，同時結(jié)合氮元素在其中的比例以及銷售價格，計(jì)算出每千克氮元素的價格，結(jié)合河南省平均人工費(fèi)用，得出MN為1.5元/kg。R2取2%，P2取80%。代入式（3）中得出蜣螂對氮循環(huán)的處理價值VN為9.09×108元。在牛糞的氮釋放過程中，除了蜣螂作用外，還有其他微生物作用，該項(xiàng)指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果比實(shí)際偏大。

4結(jié)論與討論

通過對蜣螂的3項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)（糞便分解、牧草污染處理、氮循環(huán)）價值的評估，得出其在河南省的價值量約為226×109元。結(jié)果既是蜣螂對牛糞處理的生態(tài)服務(wù)價值，同時也是蜣螂若干生態(tài)服務(wù)價值中的一部分。蜣螂只是昆蟲種類之一，昆蟲的種類和數(shù)量巨多，生態(tài)服務(wù)價值遠(yuǎn)大于本研究數(shù)值。長期以來，人類對其依賴和生存的環(huán)境所提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)定量不準(zhǔn)，尤其是昆蟲的生態(tài)服務(wù)價值的核算幾乎沒有涉及，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的困惑中，無法精確衡量其中的利弊關(guān)系。本研究僅以蜣螂為例進(jìn)行對昆蟲的生態(tài)服務(wù)價值進(jìn)行粗略計(jì)算，精確的昆蟲生態(tài)服務(wù)價值的核算有以下幾個方面可以討論。

生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng)，昆蟲的遷徙和活動不受行政區(qū)劃的控制，因此對數(shù)據(jù)的取得和計(jì)算應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)籌全盤考慮，或者利用價值替代法轉(zhuǎn)換為行政區(qū)劃內(nèi)的動植物產(chǎn)值或者消耗量等進(jìn)行價值核算。

本研究借鑒部分國外相關(guān)數(shù)據(jù)及研究方法[12-16]，國外的一些昆蟲習(xí)性和地理特征等相關(guān)因素與國內(nèi)存在差異，因此計(jì)算結(jié)果有一定偏差，國外相關(guān)文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)只能起到參照作用，更為精確的測算需要加強(qiáng)對本土昆蟲的生態(tài)功能進(jìn)行長期的數(shù)據(jù)監(jiān)測及過程研究。

關(guān)于昆蟲對野生動植物以及微生物，即對生物多樣性的影響所引起的直接或間接對人類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的產(chǎn)生和變化，本研究限于數(shù)據(jù)的取得，沒有進(jìn)行具體核算，這將是昆蟲生態(tài)服務(wù)影響中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

昆蟲所提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，只有一小部分能夠進(jìn)入市場，因而其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的評估結(jié)果難以市場化，經(jīng)常陷入政府、企業(yè)、公眾無人買單的境地，同時其生態(tài)價值評估結(jié)果往往是現(xiàn)實(shí)交易價值的數(shù)十倍以上，僅能作為提高公眾生態(tài)意識之用。更為深入的研究應(yīng)剖析其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)市場化的潛力和可行性，探索適合我國國情的價值核算體系。

昆蟲生態(tài)服務(wù)價值核算的標(biāo)準(zhǔn)化問題：昆蟲生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)類型很多，不可能對每種功能都一一計(jì)量，而且對各項(xiàng)指標(biāo)（如條件價值法、享樂價值法、市場成本法、替代成本法等）的核算方法也存在不同的認(rèn)識。確立一個統(tǒng)一的、成熟的昆蟲生態(tài)服務(wù)評價指標(biāo)體系以及一套完善的、規(guī)范的價值評價方法將是下一步研究的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]Millennium Ecosystem Assessment. Ecosystems and human well-being：a framework for assessment[M]. Washing DC：Island Press，2003.

[2]Daily G C. Natures services：societal dependence on natural ecosystem[M]. Washing DC：Island Press，1997.

[3]Howarth R B，F(xiàn)arber S. Accounting for the value of ecosystem services[J]. Ecological Economics，2002，41（3）：421-429.

[4]歐陽芳，趙紫華，戈峰. 昆蟲的生態(tài)服務(wù)功能[J]. 應(yīng)用昆蟲學(xué)報.2013，50（2）：305-310.

[5]Nee S. More than meets the eye：earths real biodiversity is invisible，whether we like it or not[J]. Nature，2004，429：804-805.

[6]申效誠. 河南昆蟲名錄[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，1993.

[7]田華. 河南昆蟲資源的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（9）：113-115.endprint

[8]Chee Y. An ecological perspective on the valuation of ecosystem services[J]. Biological Conservation，2004，120：549-565.

[9]趙景柱，肖寒，吳剛. 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的物質(zhì)量與價值量評價方法的比較分析[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2000，11（2）：290-292.

[10]Losey J，Vaughan M. The economic value of ecological services provided by insects[J]. BioScience，2006，56（4）：311-323.

[11]Dadour I，Allen J. Control of bush flies by dung beetles[EB/OL]. （2006-02-16）

[2013-10-01]. https：//www.agric.wa.gov.au/land-use/control-bush-flies-dung-beetles.

[12]SAS Institute. SAS/STAT users guide[R]. Release Cary（NC），1992.

[13]Bai M. Ecological value and conservation significances of dung beetles.[J]. Chinese Bulletin of Entomology，2010，47（1）：39-46.

[14]Anderson J R，Merritt R W，Loomis E C. The insect-free cattle dropping and its relationship to increased dung fouling of rangeland pastures[J]. Journal of Economic Entomology，1984，77：133-141.

[15]Gillard P. Coprophagous beetles in pasture ecosystems[J]. Journal of the Australian Institute of Agricultural Science，1967，33：30-34.

[16]Fincher G. The potential value of dung beetles in pasture ecosystems[J]. Journal of the Georgia Entomological Society，1981，16：301-316.

[17]河南省統(tǒng)計(jì)局. 河南統(tǒng)計(jì)年鑒：2012[M]. 北京：中國統(tǒng)計(jì)出版社，2012.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)2014年第42卷第9期李恒，龍柱，馮群策. 廢紙脫墨污泥蚯蚓生物處理效應(yīng)[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（9）：358-360.endprint

[8]Chee Y. An ecological perspective on the valuation of ecosystem services[J]. Biological Conservation，2004，120：549-565.

[9]趙景柱，肖寒，吳剛. 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的物質(zhì)量與價值量評價方法的比較分析[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2000，11（2）：290-292.

[10]Losey J，Vaughan M. The economic value of ecological services provided by insects[J]. BioScience，2006，56（4）：311-323.

[11]Dadour I，Allen J. Control of bush flies by dung beetles[EB/OL]. （2006-02-16）

[2013-10-01]. https：//www.agric.wa.gov.au/land-use/control-bush-flies-dung-beetles.

[12]SAS Institute. SAS/STAT users guide[R]. Release Cary（NC），1992.

[13]Bai M. Ecological value and conservation significances of dung beetles.[J]. Chinese Bulletin of Entomology，2010，47（1）：39-46.

[14]Anderson J R，Merritt R W，Loomis E C. The insect-free cattle dropping and its relationship to increased dung fouling of rangeland pastures[J]. Journal of Economic Entomology，1984，77：133-141.

[15]Gillard P. Coprophagous beetles in pasture ecosystems[J]. Journal of the Australian Institute of Agricultural Science，1967，33：30-34.

[16]Fincher G. The potential value of dung beetles in pasture ecosystems[J]. Journal of the Georgia Entomological Society，1981，16：301-316.

[17]河南省統(tǒng)計(jì)局. 河南統(tǒng)計(jì)年鑒：2012[M]. 北京：中國統(tǒng)計(jì)出版社，2012.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)2014年第42卷第9期李恒，龍柱，馮群策. 廢紙脫墨污泥蚯蚓生物處理效應(yīng)[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（9）：358-360.endprint

[8]Chee Y. An ecological perspective on the valuation of ecosystem services[J]. Biological Conservation，2004，120：549-565.

[9]趙景柱，肖寒，吳剛. 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的物質(zhì)量與價值量評價方法的比較分析[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2000，11（2）：290-292.

[10]Losey J，Vaughan M. The economic value of ecological services provided by insects[J]. BioScience，2006，56（4）：311-323.

[11]Dadour I，Allen J. Control of bush flies by dung beetles[EB/OL]. （2006-02-16）

[2013-10-01]. https：//www.agric.wa.gov.au/land-use/control-bush-flies-dung-beetles.

[12]SAS Institute. SAS/STAT users guide[R]. Release Cary（NC），1992.

[13]Bai M. Ecological value and conservation significances of dung beetles.[J]. Chinese Bulletin of Entomology，2010，47（1）：39-46.

[14]Anderson J R，Merritt R W，Loomis E C. The insect-free cattle dropping and its relationship to increased dung fouling of rangeland pastures[J]. Journal of Economic Entomology，1984，77：133-141.

[15]Gillard P. Coprophagous beetles in pasture ecosystems[J]. Journal of the Australian Institute of Agricultural Science，1967，33：30-34.

[16]Fincher G. The potential value of dung beetles in pasture ecosystems[J]. Journal of the Georgia Entomological Society，1981，16：301-316.

[17]河南省統(tǒng)計(jì)局. 河南統(tǒng)計(jì)年鑒：2012[M]. 北京：中國統(tǒng)計(jì)出版社，2012.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)2014年第42卷第9期李恒，龍柱，馮群策. 廢紙脫墨污泥蚯蚓生物處理效應(yīng)[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（9）：358-360.endprint