西安市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值及其變化研究

王 萍，劉 康，李 婷

(西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，陜西西安 710127)

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西安市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值及其變化研究

王 萍，劉 康，李 婷

(西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，陜西西安 710127)

在闡釋生態(tài)系統(tǒng)的固碳釋氧、保持土壤、涵養(yǎng)水源、食物生產(chǎn)生態(tài)功能的基礎(chǔ)上，根據(jù)西安市生態(tài)系統(tǒng)類型特點(diǎn)，定量評價西安市2000年及2010年西安市固碳釋氧、保持土壤、涵養(yǎng)水源及食物生產(chǎn)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值及其變化情況。結(jié)果表明，2000年西安市各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價值為 220.81億元，2010年增長至238.70億元。10年間涵養(yǎng)水源生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量下降了57.04%，應(yīng)注重對秦嶺北麓山地森林生態(tài)系統(tǒng)及西安市水域面積的嚴(yán)格保護(hù)。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值；價值量變化；西安市

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形成及所維持的人類賴以生存的自然環(huán)境條件與效用[1]。它不僅為人類提供了食品、醫(yī)藥及其他生產(chǎn)生活原料，更重要的是維持了人類賴以生存的生命支持系統(tǒng)[2]。客觀準(zhǔn)確地計量評價生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能及其價值顯得十分必要，已成為國內(nèi)外生態(tài)學(xué)與生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)研究的前沿課題。在區(qū)域?qū)で蠼?jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展道路的大背景下，城市化與生態(tài)環(huán)境乃至生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的關(guān)系越來越受到學(xué)者的關(guān)注，成為研究的熱點(diǎn)問題[3]。西安市地處我國秦嶺北麓，黃河流域的關(guān)中盆地中部，生態(tài)系統(tǒng)類型多樣。因此，該研究在闡釋生態(tài)系統(tǒng)的固碳釋氧、保持土壤、涵養(yǎng)水源及食物生產(chǎn)生態(tài)功能的基礎(chǔ)上，以2000年為基準(zhǔn)年，定量評價西安市2000年及2010年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)經(jīng)濟(jì)價值的變化情況，以期為西安市的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展提供決策支持。

1 研究區(qū)概況

西安市地處我國秦嶺北麓，黃河流域的關(guān)中盆地中部，生態(tài)系統(tǒng)類型多樣。地理位置 107°40′～109°49′ E ， 33°39′～34°45′ N。同時，西安市是陜西省的省會，也是西北地區(qū)最大的城市，屬暖溫帶半濕潤大陸季風(fēng)氣候區(qū)，轄新城、碑林、蓮湖、雁塔、未央、灞橋、閻良、臨潼、長安 9 區(qū)和高陵、藍(lán)田、周至、戶縣 4 縣，市域總面積 10 108 km2，市區(qū)總面積 3 582 km2。根據(jù)西安市生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和生態(tài)過程特點(diǎn)，并考慮到數(shù)據(jù)的可獲得性和有效性，將生態(tài)系統(tǒng)分為耕地、園地、森林、草地、建設(shè)用地、水域及未利用地7類生態(tài)系統(tǒng)。

2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評價方法

生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)功能的測算受多因素影響，有多種測算模型，目前大多是估算區(qū)域平均的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值。該研究采用Costanza等的方法對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值進(jìn)行評價[3]。其評價模型如下式所示：

式中：V為區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值；Aj為j類土地類型的面積；Pij為j類土地類型的第i類服務(wù)價值單價。

2.1 固碳釋氧功能由于目前尚缺乏公認(rèn)的評估生態(tài)系統(tǒng)固定 CO2經(jīng)濟(jì)價值的方法，參考前人工作經(jīng)驗(yàn)，采用碳稅法[4]，評估西安市生態(tài)系統(tǒng)固定 CO2的間接經(jīng)濟(jì)價值；再用中國工業(yè)制氧成本100元/t和中國造林成本352.93元/t的平均值計算釋放氧氣的價值[2]。

2.2 土壤保持功能

2.2.1土壤保持功能物質(zhì)量計算。 土壤保持功能物質(zhì)量采用無植被覆蓋因素和水土保持措施情形下可能產(chǎn)生的土壤侵蝕量，與當(dāng)前地表覆蓋情形下的土壤侵蝕量之差進(jìn)行評估[5]：

Ac=R·K·LS-R·K·LS·C·P

式中，Ac為土壤保持功能物質(zhì)量；R為降雨侵蝕力；K為土壤可蝕性；LS為坡度-坡長因子；C為植被覆蓋因子；P為管理因子。

2.2.2土壤保持功能價值量計算。 土壤的價值通常從減少土地?fù)p失、減少土壤肥力損失和減免泥沙淤積和滯留三方面計算[6]。

2.2.2.1保持土壤肥力的價值。 以市場銷售的有機(jī)質(zhì)、硫酸銨、過磷酸鈣和氯化鉀的成本價格反映森林保持土壤肥力的價值[2]。

2.2.2.2減少土地廢棄的價值。 根據(jù)減少土壤侵蝕量和土壤表土平均厚度0.6 m，來推算因土壤侵蝕而造成的廢棄土地面積，再用機(jī)會成本法計算因土地廢棄而失去的年經(jīng)濟(jì)價值：

Es=Ac×F/(0.6×10 000ρ)

式中，Es為減少土地廢棄的經(jīng)濟(jì)效益，元/a；F為林業(yè)年均收益，取282.17元/hm2[5]；0.6為土壤表土平均厚度，m；ρ為土壤容重，t/m3。

2.2.2.3減淤價值估算。采用影子工程法[7]，生態(tài)系統(tǒng)減淤的生態(tài)服務(wù)功能價值，可以用泥沙淤積導(dǎo)致水庫蓄水量減少而造成的損失來估算：

En=0.24Ac×C/ρ

式中，En為減淤的經(jīng)濟(jì)效益，元/a；C為水庫單位工程費(fèi)用[8]。

2.3 涵養(yǎng)水源功能用水量平衡法計算植被水源涵養(yǎng)量，計算公式為：

W=1 000(R-E)×D

式中，W為涵養(yǎng)水源量，m3/a；R為平均降水量，mm/a；E為平均蒸發(fā)量，mm/a；D為區(qū)域面積[2]。根據(jù)植被涵養(yǎng)水源量和當(dāng)前發(fā)展階段系數(shù)，用影子工程法估算森林涵養(yǎng)水源的價值。

2.4 食物生產(chǎn)功能生態(tài)系統(tǒng)食物生產(chǎn)總量采用通用食物營養(yǎng)轉(zhuǎn)化模型進(jìn)行計算：

Ei=100×MiEPiAi

其中，Es為研究區(qū)食物總供給熱量(kcal)，Ei為第i種食物所提供的熱量(kcal)，Mi為市縣第i種食物的產(chǎn)量(t)，EPi為第i種食物可食部的比例(%)，Ai為第i種食物每100g可食部中所含熱量(kcal)，i=1，2，3，……，n為區(qū)縣食物種類。

3 結(jié)果與分析

該研究結(jié)合西安市的自然地理和社會經(jīng)濟(jì)條件，運(yùn)用生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)方法，以2000年為基準(zhǔn)年，初步計算了2000年及2010年西安市生態(tài)系統(tǒng)部分生態(tài)服務(wù)功能的經(jīng)濟(jì)價值(表1)。表1結(jié)果表明，2000年西安市固碳釋氧、保持土壤、涵養(yǎng)水源及食物生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總經(jīng)濟(jì)價值為220.81 億元，2010年各項生態(tài)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總的經(jīng)濟(jì)價值達(dá)到238.70億元，10年間其總值平均增長了8.10%。說明研究涉及的4項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)有所提高。根據(jù)圖1所示，分析各項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，除涵養(yǎng)水源經(jīng)濟(jì)價值量由2000年至2010年平均下降了57.04%，呈大幅下降趨勢，其余3項生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值10年間均有不同增長，其中生態(tài)系統(tǒng)保持土壤服務(wù)功能增幅最為明顯，其價值量增長率達(dá)到62.95%；食物生產(chǎn)價值量次之；固碳釋氧價值量增幅不大。

表1 2000年及2010年西安市各項生態(tài)服務(wù)價值匯總 億元

4 結(jié)論

西安市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主要提供者是水域生態(tài)系統(tǒng)，即河流與湖泊，其次是森林生態(tài)系統(tǒng)[9]。隨著人口的增長和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類的生產(chǎn)和生活用水越來越多，大量水資源的利用，改變了地表和地下水的正常循環(huán)，不僅影響著區(qū)域的水量，也影響著區(qū)域的水質(zhì)，從而影響水源涵養(yǎng)功能。因此，建議西安市在城市化進(jìn)程中做好生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作，應(yīng)保護(hù)好秦嶺北麓山地森林生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)一步提高建成區(qū)范圍內(nèi)森林覆蓋率；保護(hù)水域生態(tài)系統(tǒng)完整性，加強(qiáng)渭河等重要河流的污染治理，建立濕地公園；發(fā)揮二者在生態(tài)服務(wù)功能的主要作用[3]。

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Study on the Ecosystem Service Values and Its Change of Xi'an City

WANG Ping, LIU Kang, LI Ting

(College of Urban and Environmental Science, Northwest University, Xi’an, Shaanxi 710127)

According to ecosystem types and characteristics of Xi'an City, this paper calculated the regional ecosystem service function value and its change in 2000 and 2010 based on the introduction of the function of carbon fixation and oxygen release, soil conservation , water source conservation and food production. The results showed that the total value of ecosystem service function of Xi'an City was 22.08 billion in 2000 and 23.87 billion in 2010, with a big drop of the regional ecosystem service function value of water source conservation which was 57.04 percent. It was suggested that forest ecosystem of the north slope of Qinling Mountains and water area of Xi’an City should be strictly protected.

The value of ecosystem services; The change of value; Xi’an City

環(huán)保部重點(diǎn)項目(STSN-05-27)。

王萍(1977- )，女，陜西西安人，碩士研究生，研究方向：生態(tài)評估。

2014-11-11

S 181.3

A

0517-6611(2015)01-212-02