甘孜藏族自治州生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值核算研究

白瑪卓嘎,肖 燚,歐陽(yáng)志云,王莉雁

1 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100085 2 中國(guó)科學(xué)院研究生院,北京 100039

甘孜藏族自治州生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值核算研究

白瑪卓嘎1,2,肖 燚1,*,歐陽(yáng)志云1,王莉雁1,2

1 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100085 2 中國(guó)科學(xué)院研究生院,北京 100039

甘孜藏族自治州(以下簡(jiǎn)稱(chēng)甘孜州)生態(tài)狀況良好而經(jīng)濟(jì)相對(duì)滯后,評(píng)估甘孜州生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其價(jià)值,對(duì)甘孜州社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有一定的促進(jìn)作用。通過(guò)核算甘孜州的生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值(GEP),包括對(duì)甘孜州的產(chǎn)品提供服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)和文化服務(wù)進(jìn)行價(jià)值評(píng)估,以期用直觀的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)揭示甘孜州生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人們的直接貢獻(xiàn)。核算結(jié)果顯示,甘孜州2010年全州生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值(GEP)為7545.59億元,人均71.18萬(wàn)元,是當(dāng)年該州國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)和人均GDP的約61倍。其中,調(diào)節(jié)服務(wù)的價(jià)值最大,為6842.28億元,占GEP總值的90.68%；產(chǎn)品提供服務(wù)和文化服務(wù)的價(jià)值分別為632.64億元和70.67億元,占GEP的8.38%和0.94%。研究認(rèn)為甘孜州生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值巨大,保護(hù)甘孜州生態(tài)系統(tǒng)就是保護(hù)人們的福祉,該結(jié)果可以為甘孜州的生態(tài)系統(tǒng)管理、生態(tài)保護(hù)和生態(tài)補(bǔ)償提供重要依據(jù)。

甘孜州；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能；生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值

生態(tài)系統(tǒng)組分及其生態(tài)過(guò)程不僅創(chuàng)造與維持了地球生命支持系統(tǒng),形成了人類(lèi)生存與發(fā)展所必需的條件,還為人類(lèi)提供了生活與生產(chǎn)所必需的食品、醫(yī)藥、木材及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的原材料,生態(tài)系統(tǒng)的產(chǎn)品與服務(wù)功能是人類(lèi)生存與發(fā)展的基礎(chǔ)[1- 2]。然而,隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展、工業(yè)化和城市化的進(jìn)程加快以及人類(lèi)干預(yù)自然的能力不斷增強(qiáng),使得全球生態(tài)系統(tǒng)的格局發(fā)生了極大的變化,同時(shí),大量污染物進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng),大大超過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的承載容量,破壞了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能,進(jìn)而引發(fā)了全球氣候變暖、生態(tài)系統(tǒng)退化、生物多樣性減少、環(huán)境污染等全球性或區(qū)域性的生態(tài)環(huán)境危機(jī),直接威脅到人類(lèi)正常的生存和發(fā)展。

面對(duì)日益加劇的全球生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,人們開(kāi)始意識(shí)到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對(duì)于人類(lèi)生存和發(fā)展所發(fā)揮的無(wú)可替代的作用。尤其自Constanza等[3]和Daily等[4]關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的研究發(fā)表以來(lái),生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值評(píng)估研究逐漸受到重視,成為生態(tài)學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科研究的前沿和熱點(diǎn)。隨著該領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展,人們逐步認(rèn)識(shí)到一個(gè)國(guó)家的生態(tài)價(jià)值不僅取決于其自然環(huán)境的優(yōu)劣,還取決于社會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境狀況的認(rèn)識(shí)水平、掌握程度以及生態(tài)破壞的治理程度。因此,發(fā)達(dá)和發(fā)展中國(guó)家都開(kāi)始尋求與建立一個(gè)獨(dú)立的核算一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)為人類(lèi)提供的產(chǎn)品與服務(wù)的方法與體系。在此背景上我國(guó)學(xué)者提出了“生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值(GEP)”這一概念,旨在建立一套與國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)相對(duì)應(yīng)的、能夠衡量生態(tài)良好的統(tǒng)計(jì)與核算體系。生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值(GEP),是指一定區(qū)域在一定時(shí)間內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)為人類(lèi)提供的最終產(chǎn)品和服務(wù)的價(jià)值總和,一般以一年為核算時(shí)間單元。通過(guò)計(jì)算草原、沙漠、森林、濕地等自然生態(tài)系統(tǒng)以及農(nóng)田、牧場(chǎng)、水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)等人工生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)總值,來(lái)衡量和評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)的功能和狀況[5]。

在此概念提出后許多學(xué)者對(duì)此展開(kāi)了大量的試驗(yàn)核算,如歐陽(yáng)志云等[2]以貴州省為例,探討了生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值核算的應(yīng)用方法,并評(píng)估得到貴州省2010年全省的GEP為20013.46億元,是當(dāng)年該省GDP的4.3倍。金丹等[6]運(yùn)用能值理論與方法,以能值——貨幣價(jià)值為單位對(duì)江蘇省徐州市的GEP進(jìn)行了核算。曹玉昆等[7]以黑龍江省“天?！惫こ掏顿Y為例進(jìn)行了國(guó)有林區(qū)GEP的核算研究,得出GEP總值是同期投資的61倍。王保乾等[8]以江蘇省水資源生態(tài)系統(tǒng)為例,探究GEP的核算方法并得出其GEP核算值比其納入GDP核算的部分多出1704.99億元。此外,我國(guó)鄂爾多斯、深圳市鹽田區(qū)、阿爾山等都先后開(kāi)展了GEP的核算研究。所有評(píng)估結(jié)果用直觀的經(jīng)濟(jì)數(shù)字揭示生態(tài)系統(tǒng)提供給人類(lèi)的巨大價(jià)值,不僅能提高人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)重要性的認(rèn)識(shí),也為管理決策者合理利用和保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)提供了依據(jù)。

甘孜州地處長(zhǎng)江上游,生態(tài)區(qū)位重要,是我國(guó)生物多樣性的重要保護(hù)區(qū),是我國(guó)的重要生態(tài)屏障,也是國(guó)家綠色能源基地,在國(guó)家生態(tài)安全中具有重要的戰(zhàn)略地位。盡管甘孜州生態(tài)基礎(chǔ)良好,但由于地處較為偏遠(yuǎn)的高原地區(qū),經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平落后、基礎(chǔ)設(shè)施和監(jiān)管能力薄弱,其多樣的生態(tài)系統(tǒng)帶給人類(lèi)的許多重要產(chǎn)品和服務(wù)并沒(méi)有完全被認(rèn)識(shí)到,給甘孜州社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展造成了一定的影響。對(duì)此提供的解決方法就是“賦予甘孜州各生態(tài)系統(tǒng)所提供的各項(xiàng)服務(wù)以合適的價(jià)值”,即核算甘孜州生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值。以此讓人們認(rèn)識(shí)到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的巨大效益,認(rèn)識(shí)到保護(hù)甘孜州生態(tài)系統(tǒng)就是保護(hù)人們的福祉。把其成果應(yīng)用于政府等管理單位的決策領(lǐng)域,為甘孜州政績(jī)?cè)u(píng)估考核、離任環(huán)境審計(jì)、資源有償使用、生態(tài)補(bǔ)償制度等制度的建立和完善提供科技支撐。

1 研究區(qū)概況

甘孜州位于四川省西部,青藏高原東部,是青藏高原向四川盆地和云貴高原的過(guò)渡地帶。地理坐標(biāo)97°22′—102°29′E,27°58′—34°20′N(xiāo),平均海拔3500 m以上,屬典型的低緯度高海拔地貌類(lèi)型,面積15.26萬(wàn)km2,占四川省總面積的31.5%,是全省面積最大的地級(jí)行政區(qū)。甘孜州是一個(gè)以藏族為主體的少數(shù)民族自治州,轄18個(gè)縣(市),至2010年人口約106萬(wàn)。甘孜州氣候?qū)偕降睾疁貛駶?rùn)半濕潤(rùn)氣候類(lèi)型,有明顯的干、濕季之分,多年平均降水量330.6—902.6mm,相對(duì)濕度在46%—74%之間,年平均氣溫為7.8°C,多年平均水面蒸發(fā)量約為1735.8 mm,全年平均日照時(shí)數(shù)1900—2600 h,土壤類(lèi)型以山地黃棕壤和山地棕壤為主,植被以冷杉林、云杉林、松林和櫟林以及灌叢與高山草甸為主[9]。

甘孜州有森林、灌叢、草地、濕地、農(nóng)田等各種生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型,其中草地生態(tài)系統(tǒng)面積最大,其次是森林和灌叢生態(tài)系統(tǒng),3種生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型的面積占甘孜州總面積的90%以上。本文采用2010年TM遙感影像,解譯出了甘孜州各生態(tài)系統(tǒng)的面積及其空間分布(表1、圖1)。

表1 甘孜州生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型及其面積

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究采用的主要數(shù)據(jù)來(lái)自“全國(guó)生態(tài)環(huán)境十年變化遙感調(diào)查評(píng)估”項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)。其中生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型圖主要基于Landsat TM數(shù)據(jù)采用的面向?qū)ο蟮姆诸?lèi)技術(shù)獲?。粩?shù)字高程模型DEM,空間分辨率為90 m,來(lái)源于國(guó)際科學(xué)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)；降水與溫度數(shù)據(jù),基于普通薄盤(pán)和局部薄盤(pán)樣條函數(shù)插值理論,來(lái)源于中國(guó)國(guó)家計(jì)量信息中心/中國(guó)氣象局(NMIC/CMA)；實(shí)際蒸散發(fā)數(shù)據(jù),主要用到MODIS全球蒸散發(fā)產(chǎn)品(MOD16)和氣象局基于站點(diǎn)的插值數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)來(lái)源于陸地過(guò)程分布式數(shù)據(jù)檔案中心(LP DAAC)和中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所；土壤屬性數(shù)據(jù)以及多年平均太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)由寒區(qū)旱區(qū)科學(xué)數(shù)據(jù)中心提供。

2.2 核算指標(biāo)體系

本研究結(jié)合甘孜州生態(tài)系統(tǒng)特征、結(jié)構(gòu)和生態(tài)過(guò)程的特點(diǎn),以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值核算的理論和方法為基礎(chǔ),將甘孜州生態(tài)系統(tǒng)的GEP核算分為生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品提供價(jià)值、調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值和文化服務(wù)價(jià)值3大類(lèi)16項(xiàng)功能指標(biāo)(表2)。本文不核算支持服務(wù)(如有機(jī)質(zhì)生產(chǎn)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)、生物多樣性維持等)的價(jià)值,因?yàn)檫@些功能支撐了產(chǎn)品提供功能與生態(tài)調(diào)節(jié)功能,且它們的作用已經(jīng)體現(xiàn)在產(chǎn)品提供與調(diào)節(jié)功能之中。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品提供服務(wù)價(jià)值

甘孜州生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品提供是指甘孜州生態(tài)系統(tǒng)為人類(lèi)提供的最終產(chǎn)品。本文核算的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品有甘孜州的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品、林業(yè)產(chǎn)品、畜牧業(yè)產(chǎn)品、漁業(yè)產(chǎn)品,以及水資源和水電。

(1)農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)品價(jià)值

農(nóng)業(yè)產(chǎn)品包括糧、棉、油料、麻類(lèi)、煙葉、藥材、蔬菜、瓜類(lèi)、水果等；林業(yè)產(chǎn)品包括木材、核桃、板栗、花椒等；牧業(yè)產(chǎn)品包括除漁業(yè)養(yǎng)殖以外的一切動(dòng)物飼養(yǎng)以及這些動(dòng)物所帶來(lái)的副產(chǎn)品,如牛奶、蜂蜜、羊毛等；漁業(yè)產(chǎn)品包括水生動(dòng)物和海藻類(lèi)植物等。本文以2010年農(nóng)林牧漁凈產(chǎn)值作為甘孜州生態(tài)系統(tǒng)給人類(lèi)提供的農(nóng)林牧漁產(chǎn)品服務(wù)的價(jià)值。

表2甘孜州生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值核算指標(biāo)體系

Table2EvaluationindexsystemofGarzê′sGrossecosystemproduct(GEP)

核算項(xiàng)目Services核算指標(biāo)Indexes價(jià)值量評(píng)估方法Methods產(chǎn)品提供服務(wù)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)值法Provisioningserv-ices林業(yè)產(chǎn)品畜牧業(yè)產(chǎn)品漁業(yè)產(chǎn)品水資源水電調(diào)節(jié)服務(wù)水源涵養(yǎng)影子工程法Regulatingservices土壤保持替代成本法防風(fēng)固沙替代成本法洪水調(diào)蓄影子工程法大氣凈化防治費(fèi)用法水質(zhì)凈化防治費(fèi)用法固碳釋氧造林成本法、工業(yè)制氧法氣候調(diào)節(jié)替代成本法病蟲(chóng)害控制防治費(fèi)用法文化服務(wù)Culturalservices景觀游憩旅行費(fèi)用法

(2)水資源提供價(jià)值

本文核算的水資源提供包括2010年甘孜州的生活用水量、工業(yè)用水量以及農(nóng)業(yè)用水量,運(yùn)用市場(chǎng)價(jià)值法對(duì)水資源提供進(jìn)行價(jià)值評(píng)估:

(1)

式中,Vp為水資源提供價(jià)值(元/a)；Qpi為第i種用途(生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè))用水量(m3/a)；Ppi為第i種用途(生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè))水的用水單價(jià)(元/m3)[10- 11]。

(3)水電價(jià)值

甘孜州境內(nèi)江河眾多,金沙江、雅礱江和大渡河等大江大河縱貫全境,水能資源豐富。本文運(yùn)用市場(chǎng)價(jià)值法對(duì)甘孜州的水電價(jià)值進(jìn)行評(píng)估。

2.4 生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值

2.4.1 水源涵養(yǎng)價(jià)值

本文選用水源涵養(yǎng)量作為生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)功能的評(píng)價(jià)指標(biāo)。通過(guò)水量平衡方程(The Water Balance Equation)[12]計(jì)算甘孜州生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)量。水源涵養(yǎng)的價(jià)值主要表現(xiàn)在增加有效水量,改善水質(zhì)和調(diào)節(jié)徑流的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。運(yùn)用影子工程法,以水庫(kù)建造成本來(lái)進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)的價(jià)值評(píng)價(jià):

(2)

Vw=Qw·Pw

(3)

式中,Qw為水源涵養(yǎng)量(m3/a)；Vw為水源涵養(yǎng)服務(wù)的價(jià)值(元/a)；Pw為水庫(kù)單位庫(kù)容的工程造價(jià)(元/m3)[13]；Pi為降雨量(mm)；Ri為暴雨徑流量(mm)；ETi為蒸散發(fā)量(mm)；Ai為i類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)的面積(m2)；i為第i類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型；j為生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型數(shù)。

2.4.2 土壤保持價(jià)值

本文選用土壤保持量,即通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)(如植被覆蓋)減少的土壤侵蝕量(潛在土壤侵蝕量與實(shí)際土壤侵蝕量的差值)[14- 15],作為生態(tài)系統(tǒng)土壤保持功能的評(píng)價(jià)指標(biāo)。通過(guò)通用水土流失方程(Universal Soil Loss Equation, USLE)[16]計(jì)算甘孜州生態(tài)系統(tǒng)的土壤保持量。土壤保持價(jià)值運(yùn)用替代成本法從減少泥沙淤積和減少面源污染2個(gè)方面來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià),最后這兩個(gè)方面價(jià)值加和就為土壤保持功能的總價(jià)值。

其中減少泥沙淤積的價(jià)值為：

(4)

式中，Vs1為減少泥沙淤積價(jià)值(元/a)；λ為泥沙淤積系數(shù)；As為土壤保持量(t/a)；ρ為土壤容重(t/m3)；Ps為水庫(kù)清淤工程費(fèi)用(元/m3)[13]。

減少面源污染的價(jià)值為：

Vs2=As·CN·PN+As·CP·PP

(5)

式中，Vs2為減少面源污染價(jià)值(元/a)；CN、CP分別為土壤中氮、磷的純含量(%)；PN、PP為氮和磷的環(huán)境工程降解成本(元/t)[17]。

2.4.3 防風(fēng)固沙價(jià)值

本文選用防風(fēng)固沙量,即通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)減少的風(fēng)蝕量(潛在風(fēng)蝕量與實(shí)際風(fēng)蝕量的差值),作為生態(tài)系統(tǒng)防風(fēng)固沙功能的評(píng)價(jià)指標(biāo)。風(fēng)蝕量采用修正風(fēng)蝕方程(Revised Wind Erosion Equation, RWEQ)[18- 19]計(jì)算。生態(tài)系統(tǒng)防風(fēng)固沙的價(jià)值主要體現(xiàn)在減少土地沙化的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。運(yùn)用替代成本法,將治理這些沙化土壤的成本作為防風(fēng)固沙功能的價(jià)值：

(6)

式中，Vf為防風(fēng)固沙價(jià)值(元/a)；Qf為固沙量(t/a)；ρ為沙礫堆積密度(t/m3)；h為土壤沙化標(biāo)準(zhǔn)覆沙厚度(m)；Pf為治沙工程的平均成本(元/m2)。

2.4.4 洪水調(diào)蓄價(jià)值

本文選用湖泊、水庫(kù)和沼澤總的可調(diào)蓄洪水量表征濕地生態(tài)系統(tǒng)洪水調(diào)蓄服務(wù)的功能量。洪水調(diào)蓄價(jià)值主要體現(xiàn)在減輕洪水威脅的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,運(yùn)用影子工程法,通過(guò)建設(shè)水庫(kù)的費(fèi)用成本計(jì)算濕地生態(tài)系統(tǒng)的洪水調(diào)蓄價(jià)值。

其中湖泊可調(diào)蓄水量是通過(guò)其與湖面面積的關(guān)系構(gòu)建模型,進(jìn)而通過(guò)湖面面積與湖泊換水次數(shù)估算而得到的。甘孜州地處青藏高原,湖泊可調(diào)蓄水量評(píng)價(jià)模型[20]：

Cl=e6.636·A0.678·T

(7)

式中,Cl為湖泊洪水調(diào)蓄能力(萬(wàn)m3/a)；A為湖泊總面積(km2)；T為湖泊換水次數(shù)(次),取值1。

本文將水庫(kù)的防洪庫(kù)容作為水庫(kù)調(diào)蓄洪水的能力,水庫(kù)的防洪庫(kù)容根據(jù)其與水庫(kù)泄洪次數(shù)構(gòu)建模型[20]估算：

Cr=Ct·0.35

(8)

式中，Cr為水庫(kù)洪水調(diào)蓄能力(萬(wàn)m3/a)；Ct為水庫(kù)總庫(kù)容(萬(wàn)m3)。

通過(guò)構(gòu)建地表滯水量模型計(jì)算得到甘孜州沼澤洪水調(diào)蓄能力：

Cm=0.3·S·106

(9)

式中，Cm為沼澤洪水調(diào)蓄能力(萬(wàn)m3/a)；S為甘孜州沼澤總面積(km2)。

甘孜州生態(tài)系統(tǒng)洪水調(diào)蓄價(jià)值根據(jù)湖泊、水庫(kù)和沼澤調(diào)蓄能力乘以水庫(kù)建設(shè)單位庫(kù)容造價(jià)進(jìn)行核算：

Vt=(Cl+Cr+Cm)·Pw

(10)

式中，Vt為洪水調(diào)蓄價(jià)值(元/a)；Pw為水庫(kù)單位庫(kù)容的工程造價(jià)(元/m3)[13]。

2.4.5 大氣凈化價(jià)值

本文選用生態(tài)系統(tǒng)吸收二氧化硫、氮氧化物、阻滯吸收粉塵3個(gè)指標(biāo)核算生態(tài)系統(tǒng)凈化空氣的能力。采用防治費(fèi)用法,以排放SO2、氮氧化物和工業(yè)粉塵的治理成本[17]來(lái)估算甘孜州生態(tài)系統(tǒng)大氣凈化的價(jià)值。

2.4.6 水質(zhì)凈化價(jià)值

本文選用濕地生態(tài)系統(tǒng)吸收COD和氨氮2個(gè)指標(biāo)核算生態(tài)系統(tǒng)凈化水質(zhì)的能力。采用防治費(fèi)用法,以排放COD與氨氮的治理成本[17]來(lái)估算甘孜州生態(tài)系統(tǒng)水質(zhì)凈化的價(jià)值。

2.4.7 固碳釋氧價(jià)值

本文選用固碳量(CO2)和釋氧量(O2)作為生態(tài)系統(tǒng)固碳釋氧功能量的評(píng)價(jià)指標(biāo)。固碳量和釋氧量可以通過(guò)固碳速率、植被凈初級(jí)生產(chǎn)力(NPP)來(lái)核算。本文采用造林成本法和工業(yè)制氧成本法分別評(píng)估甘孜州生態(tài)系統(tǒng)的固碳價(jià)值和釋氧價(jià)值,最后得到生態(tài)系統(tǒng)的固碳釋氧價(jià)值：

Vg=QC·PC+QO·PO

(11)

式中，Vg為固碳釋氧價(jià)值(元/a)；QC為固碳量(t/a)；PC為造林成本價(jià)格(元/t)；QO為釋氧量(t/a)；PO為工業(yè)制氧價(jià)格(元/t)。

2.4.8 氣候調(diào)節(jié)價(jià)值

本文選用甘孜州生態(tài)系統(tǒng)蒸騰蒸發(fā)消耗的能量作為生態(tài)系統(tǒng)氣候調(diào)節(jié)功能量的評(píng)價(jià)指標(biāo)。運(yùn)用替代成本法,采用空調(diào)、加濕器等效降溫增濕所需要的耗電量乘以電費(fèi)即得到氣候調(diào)節(jié)功能的價(jià)值。

(1)植被蒸騰：

(12)

式中，Va為生態(tài)系統(tǒng)植被蒸騰后降溫增濕的價(jià)值(元/a)；GPP為不同生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型單位面積蒸騰消耗熱量(kJ m-2d-1)；Si為i類(lèi)(森林、灌叢、草地)生態(tài)系統(tǒng)的面積(m2)；d為空調(diào)開(kāi)放天數(shù)(d)；R為空調(diào)能效比；c為甘孜州電價(jià)(元 kW-1h-1)。

(2)水面蒸發(fā)：

Ve=(E·ρ·q/3600+E·γ)·c

(13)

式中，Ve為水面蒸發(fā)后降溫增濕的價(jià)值(元/a)；E為水面蒸發(fā)量(m3)；ρ為水的密度(kg/m3)；q為揮發(fā)潛熱(J/g)；γ為加濕器將1m3水轉(zhuǎn)化為蒸汽的耗電量(kW·h)。

2.4.9 病蟲(chóng)害控制價(jià)值

生態(tài)系統(tǒng)病蟲(chóng)害控制是生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)提高物種多樣性水平增加天敵而降低植食性昆蟲(chóng)的種群數(shù)量,達(dá)到病蟲(chóng)害控制而產(chǎn)生的生態(tài)效應(yīng)。采用防治費(fèi)用法,用發(fā)生病蟲(chóng)害后自愈的面積和人工防治病蟲(chóng)害的成本來(lái)核算生態(tài)系統(tǒng)病蟲(chóng)害控制價(jià)值。

2.5 生態(tài)系統(tǒng)文化服務(wù)價(jià)值

生態(tài)系統(tǒng)的文化服務(wù)功能是指人們通過(guò)精神感受、知識(shí)獲取和消遣娛樂(lè)等體驗(yàn)從生態(tài)系統(tǒng)中獲得的非物質(zhì)利益。關(guān)于文化服務(wù)功能本文只考慮了景觀游憩的價(jià)值。運(yùn)用旅行費(fèi)用法,依據(jù)旅游總?cè)舜?、旅游總收入等因素?duì)甘孜州景觀游憩的價(jià)值進(jìn)行評(píng)估。

3 結(jié)果與分析

3.1 產(chǎn)品提供

2010年甘孜州生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品提供功能的總價(jià)值為632.64億元(表3),占當(dāng)年甘孜州GEP總值的8.38%。其中農(nóng)、林、牧、漁產(chǎn)品價(jià)值分別為12.29億元、2.38億元、22.07億元和0.04億元[21]；2010年甘孜州的生活用水量為1.36億m3,工業(yè)用水量為150.17億m3,農(nóng)業(yè)用水量為17.31億m3[22],得到水資源提供的總價(jià)值為545.35億元；甘孜州2010年全年的水力發(fā)電量為95.3億kW·h[21],經(jīng)濟(jì)價(jià)值為50.51億元。

表3 2010年甘孜州生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能量與價(jià)值量

3.2 調(diào)節(jié)服務(wù)

2010年甘孜州生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)的總價(jià)值為6842.28億元(表3),占當(dāng)年甘孜州GEP總值的90.68%。其中水源涵養(yǎng)價(jià)值2269.71億元,占GEP總值的30.08%；氣候調(diào)節(jié)價(jià)值2157.86億元(占28.60%)；固碳釋氧價(jià)值1939.27億元(占25.70%)。

3.2.1 水源涵養(yǎng)價(jià)值

2010年甘孜州生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)總量為321.49億m3,水源涵養(yǎng)的總價(jià)值為2269.71億元,單位面積價(jià)值1.52×106元/km2。在甘孜州生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型中,森林、灌叢和草地3種典型生態(tài)系統(tǒng)是水源涵養(yǎng)服務(wù)的主要貢獻(xiàn)者。其中草地生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)價(jià)值最大,為993.56億元(表4),占水源涵養(yǎng)總價(jià)值的43.77%,其次為灌叢生態(tài)系統(tǒng)和森林生態(tài)系統(tǒng),價(jià)值分別為617.09億元和616.93億元,三者價(jià)值的和占水源涵養(yǎng)總價(jià)值的98.14%。雖然甘孜州草地生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)價(jià)值最大,但其水源涵養(yǎng)單位面積價(jià)值沒(méi)有森林和灌叢生態(tài)系統(tǒng)高,森林、灌叢和草地生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)單位面積價(jià)值分別為1.93×106元/km2,1.91×106元/km2和1.40×106元/km2。

3.2.2 土壤保持價(jià)值

利用通用水土流失方程估算得到2010年甘孜州生態(tài)系統(tǒng)的土壤保持總量為38.86億t。依據(jù)式(4)得到減輕泥沙淤積的價(jià)值為156.26億元,其中泥沙淤積系數(shù)取0.24[23],土壤容重取0.93t/m3[24]。依據(jù)式(5)得到減少面源污染的價(jià)值為243.34億元,其中土壤中氮、磷的純含量分別取0.37%和0.108%[12]。最后得到土壤保持的總價(jià)值為399.60億元,單位面積價(jià)值2.67×105元/km2。在甘孜州生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型中,森林、草地以及灌叢生態(tài)系統(tǒng)的土壤保持價(jià)值較大,分別為145.21、143.71、97.74億元,三者價(jià)值的和占土壤保持總價(jià)值的96.76%。其中尤其森林生態(tài)系統(tǒng)的土壤保持能力最強(qiáng),土壤保持單位面積價(jià)值為4.55×105元/km2,在甘孜州水土保持中起著關(guān)鍵性作用。

3.2.3 防風(fēng)固沙價(jià)值

應(yīng)用修正風(fēng)蝕方程得到2010年甘孜州生態(tài)系統(tǒng)的防風(fēng)固沙量為779.42萬(wàn)t,砂礫堆積密度取1.28t/m3[24],土壤沙化標(biāo)準(zhǔn)覆沙厚度取0.1 m,得到固沙面積60.89 km2,則甘孜州生態(tài)系統(tǒng)的防風(fēng)固沙價(jià)值為2.28億元。其中草地生態(tài)系統(tǒng)的防風(fēng)固沙價(jià)值最大,為1.49億元,占防風(fēng)固沙總價(jià)值的65.35%。同時(shí)草地生態(tài)系統(tǒng)的防風(fēng)固沙能力最強(qiáng),單位面積價(jià)值為2095.23元/km2。由此可見(jiàn)草地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)甘孜州的防風(fēng)固沙起著重要作用,應(yīng)對(duì)草地進(jìn)行科學(xué)的管理和保護(hù)。

3.2.4 洪水調(diào)蓄價(jià)值

2010年甘孜州湖泊、水庫(kù)和沼澤總的可調(diào)蓄水量為8.44億m3,洪水調(diào)蓄的總經(jīng)濟(jì)價(jià)值為59.56億元。其中根據(jù)湖泊洪水調(diào)蓄功能評(píng)價(jià)模型計(jì)算得到甘孜州的湖泊可調(diào)蓄水量為2.43億m3,經(jīng)濟(jì)價(jià)值為17.15億元,占洪水調(diào)蓄總價(jià)值的28.79%；至2010年,甘孜州建成的各類(lèi)蓄水工程的總庫(kù)容約0.03億m3,根據(jù)評(píng)價(jià)模型估算得到甘孜州的水庫(kù)可調(diào)蓄量為0.01億m3,經(jīng)濟(jì)價(jià)值為0.07億元,占洪水調(diào)蓄總價(jià)值的0.12%；沼澤是甘孜州濕地生態(tài)系統(tǒng)的主要類(lèi)型,2010年甘孜州沼澤面積占濕地總面積的約70%,根據(jù)模型計(jì)算得到甘孜州的沼澤可調(diào)蓄水量為6億m3,經(jīng)濟(jì)價(jià)值為42.34億元,占洪水調(diào)蓄總價(jià)值的71.09%?？梢?jiàn)甘孜州廣闊的沼澤生態(tài)系統(tǒng)具有巨大的洪水調(diào)蓄能力,為甘孜州人民減免洪災(zāi)危害做出了巨大的貢獻(xiàn)。

3.2.5 大氣凈化價(jià)值

2010年甘孜州主要大氣污染物二氧化硫、氮氧化物、工業(yè)粉塵的排放量分別為1137、2772 t和941 t,運(yùn)用防治費(fèi)用法估算得到大氣凈化的總經(jīng)濟(jì)價(jià)值為0.03億元。其中凈化氮氧化物的價(jià)值最大,占大氣凈化價(jià)值的53.70%。

3.2.6 水質(zhì)凈化價(jià)值

2010年甘孜州濕地生態(tài)系統(tǒng)排放COD和氨氮的量分別為5424 t和625 t,運(yùn)用防治費(fèi)用法估算得到水質(zhì)凈化的總價(jià)值為0.04億元。其中濕地生態(tài)系統(tǒng)凈化COD的價(jià)值占水質(zhì)凈化總價(jià)值的87.41%。

3.2.7 固碳釋氧價(jià)值

2010年甘孜州生態(tài)系統(tǒng)固碳(CO2)總量為0.31億t,釋氧(O2)總量為2.51億t,則甘孜州2010年的固碳價(jià)值為117.35億元,釋氧價(jià)值為1821.92億元,得到固碳釋氧功能總價(jià)值1939.27億元,單位面積價(jià)值為1.30×106元/km2。其中森林、草地以及灌叢生態(tài)系統(tǒng)的固碳釋氧價(jià)值較大,分別為722.30、684.67、450.03億元,三者價(jià)值的和占固碳釋氧總價(jià)值的95.76%。其中森林生態(tài)系統(tǒng)的固碳釋氧能力最高,單位面積固碳釋氧價(jià)值為2.26×106元/km2。

3.2.8 氣候調(diào)節(jié)價(jià)值

2010年甘孜州生態(tài)系統(tǒng)降溫增濕消耗的總能量為4071.44億kW·h,氣候調(diào)節(jié)總價(jià)值為2157.86億元。其中植被(森林、灌叢、草地)的氣候調(diào)節(jié)價(jià)值為1483.52億元,占?xì)夂蛘{(diào)節(jié)總價(jià)值的68.75%；濕地生態(tài)系統(tǒng)的氣候調(diào)節(jié)價(jià)值為674.34億元,占?xì)夂蛘{(diào)節(jié)總價(jià)值的31.25%。且濕地生態(tài)系統(tǒng)的氣候調(diào)節(jié)能力強(qiáng),單位面積價(jià)值為2.35×107元/km2,比植被的氣候調(diào)節(jié)單位面積價(jià)值高一個(gè)數(shù)量級(jí)。

3.2.9 病蟲(chóng)害控制價(jià)值

2010年甘孜州天然林面積約158萬(wàn)hm2,天然草地面積約711.13萬(wàn)hm2,估算得到甘孜州生態(tài)系統(tǒng)森林、草地的病蟲(chóng)害控制價(jià)值分別為5.93億元和8.00億元,則2010年甘孜州的病蟲(chóng)害控制功能的總價(jià)值為13.93億元。

3.3 文化服務(wù)

2010年甘孜州全年接待國(guó)內(nèi)外游客358.68萬(wàn)人次,旅游總收入約為23.56億元。估算得到甘孜州文化服務(wù)的總經(jīng)濟(jì)價(jià)值為70.67億元。

3.4 生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值及組成特征

根據(jù)以上評(píng)估結(jié)果,2010年甘孜州生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值(GEP)為7545.59億元。從不同的服務(wù)功能類(lèi)型來(lái)看,水源涵養(yǎng)、氣候調(diào)節(jié)和固碳釋氧這3項(xiàng)服務(wù)功能的價(jià)值相對(duì)較大,3項(xiàng)價(jià)值的和占GEP總值的84.38%；從不同的生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型來(lái)看(表4),各價(jià)值量大小依次為：草地>森林>灌叢>濕地>農(nóng)田>裸地>冰川積雪>城鎮(zhèn)。其中草地、森林、灌叢和濕地價(jià)值的和占總GEP價(jià)值的98.87%。

表4 甘孜州2010年各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值核算結(jié)果

4 討論

甘孜州生態(tài)系統(tǒng)給甘孜州和其他地區(qū)人們提供了許多重要的產(chǎn)品和服務(wù),但在過(guò)去唯GDP考核的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中,這些服務(wù)并沒(méi)有完全被認(rèn)識(shí)到,給甘孜州社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展造成了一定的影響。本文就針對(duì)甘孜州經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá),而生態(tài)良好這一特點(diǎn),對(duì)甘孜州進(jìn)行了生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值的核算評(píng)估,以期用直觀的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)揭示甘孜州廣袤的森林、草原等生態(tài)系統(tǒng)為甘孜及其他地區(qū)人們帶來(lái)的巨大生態(tài)效益,認(rèn)識(shí)到生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值這一被忽略的巨大效益,認(rèn)識(shí)到保護(hù)甘孜州生態(tài)系統(tǒng)就是保護(hù)人們的福祉。

本文核算得出2010年甘孜州生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值為7545.59億元,是當(dāng)年甘孜州國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)的61倍,其中生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品提供價(jià)值為632.64億元,占GEP的8.38%；調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值6842.28億元,占90.68%；文化服務(wù)價(jià)值70.67億元,占0.94%。

從不同的服務(wù)功能類(lèi)型來(lái)看,調(diào)節(jié)服務(wù)中的水源涵養(yǎng)、氣候調(diào)節(jié)和固碳釋氧這3項(xiàng)服務(wù)價(jià)值的和占GEP總值的84.38%,說(shuō)明這3項(xiàng)服務(wù)是甘孜州提供的核心服務(wù),這也論證了甘孜州的高森林、草原覆蓋率,以及甘孜州是長(zhǎng)江上游重要水源涵養(yǎng)與水質(zhì)保障區(qū),也是區(qū)域內(nèi)重要的水汽源和氣候調(diào)節(jié)器。此外,由于甘孜州屬高原地區(qū),海拔高,空氣稀薄,氧含量低,因此高原生態(tài)系統(tǒng)釋放氧氣的功能對(duì)高原人們的生存和健康具有重要意義。

從不同的生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型來(lái)看,其價(jià)值量大小依次為：草地>森林>灌叢>濕地>農(nóng)田>裸地>冰川積雪>城鎮(zhèn)。其中草地、森林、灌叢和濕地價(jià)值的和占總GEP價(jià)值的98.87%。說(shuō)明甘孜州廣闊的草地、森林、灌叢等自然生態(tài)系統(tǒng)在提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能方面具有的顯著及重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此,在資源開(kāi)發(fā)和管理過(guò)程中要更注意合理利用和保護(hù)這些自然生態(tài)系統(tǒng)。此外,甘孜州的森林生態(tài)系統(tǒng)具有較高的水源涵養(yǎng)、土壤保持和固碳釋氧能力,草地生態(tài)系統(tǒng)具有較高的防風(fēng)固沙能力,濕地生態(tài)系統(tǒng)具有較高的氣候調(diào)節(jié)和洪水調(diào)蓄能力,因此可以有針對(duì)性地對(duì)這些生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)和管理。

不可否認(rèn)本文的核算結(jié)果存在一定的誤差：(1)遙感數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的獲取與處理過(guò)程中不可避免存在誤差；(2)參考不同資料得到的各參數(shù)、單價(jià)因年份、區(qū)域的不同存在一定的誤差；(3)運(yùn)用防治費(fèi)用法核算空氣凈化、水質(zhì)凈化的價(jià)值很大程度上是對(duì)這兩項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的最低估計(jì)。雖然研究結(jié)果存在一定的誤差,但并不影響人們對(duì)甘孜州生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值的了解以及為政策管理者和決策者提供生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的經(jīng)濟(jì)依據(jù)。

為了能更全面更準(zhǔn)確地核算甘孜州的生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值,以便更好地為甘孜州生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)利用、管理提供科學(xué)依據(jù),將完善生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的定價(jià)方法以及模擬、預(yù)測(cè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的變化定為下一項(xiàng)研究的目標(biāo)。

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GrossecosystemproductaccountingfortheGarzêTibetanAutonomousPrefecture

Pema Dolkar1,2, XIAO Yi1,*, OUYANG Zhiyun1, WANG Liyan1,2

1StateKeyLaboratoryofUrbanandRegionalEcology,ResearchCenterforEco-EnvironmentalSciences,ChineseAcademyofSciences,Beijing100085,China2GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100039,China

Garzê Tibetan Autonomous Prefecture (hereafter Garzê) is located along the upper reaches of the Yangtze River, a unique geographical location that contributes to the prefecture′s complex and diverse landscapes and rich biodiversity. Garzê possesses hydropower resources, which comprises thousands of rivers and can be divided into three parts: Jinsha River, Yalong River, and Dadu River. Owing to its important ecological location, Garzê has many ecosystem functions, such as water retention, soil retention, flood mitigation, the protection of biological diversity. Although the ecological condition of Garzê is excellent, the prefecture′s economy has lagged behind that of the rest of the country, and many of the important ecosystem products and services that it provides have not been fully recognized or adequately quantified. Therefore, assessing Garzê′s ecosystem services is both essential and urgent and will contribute to the sustainable development of the prefecture′s society and economy. In this study, Garzê′s ecosystem services were divided into three categories (ecosystem provisioning, regulating, and cultural services), and Garzê′s gross ecosystem product (GEP) was evaluated using the market value, replacement cost, and travel cost methods, among others, in order to assess the direct contribution of Garzê′s ecosystem to beneficiaries. Our results indicated that the GEP of Garzê was 754.559 billion Yuan in 2010 and that the per capita GEP was 711,800 Yuan, which is about 61 times the prefecture′s gross domestic product (GDP) and per capita GDP of the same year. Among the ecosystem services, the total value of ecosystem-regulating services was the largest, at 684.228 billion Yuan and accounting for 90.68% of the prefecture′s GEP. The total value of ecosystem provisioning services and cultural services was 63.264 billion Yuan and 7.067 billion Yuan, respectively, accounting for 8.38 and 0.94% of the prefecture′s GEP. In terms of types of services, water retention, climate regulation, and carbon sequestration-oxygen release were the core services, with a total value of 84.38% of the prefecture′s GEP, thus confirming Garzê′s high plant cover and function as a significant water retention area of the upper reaches of the Yangtze River. In terms of types of ecosystems, the values of the ecosystems were ranked as follows: Grassland > Forest > Shrub > Wetland > Farmland > Bare land > Glaciers and snowfield > Town; and the total value of the Grassland, Forest, Shrub, and Wetland was 98.87% of the prefecture′s GEP. This indicated that these four ecosystems are the main source of ecological products and services; contribute vast economic value to human society and, therefore, to the process of resource development and management; and deserve relatively more attention than other ecosystem types. Our study suggests that Garzê′s ecosystem services are highly valuable and that protecting the prefecture′s ecosystem will also protect human welfare. The findings of the study can be applied to administrative policymaking and environmental protection, and it will provide a scientific basis for the management, protection, and compensation of the region′s ecosystems.

Garzê; ecosystem service; Gross ecosystem product (GEP)

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2016YFC0503402)

2016- 07- 01; < class="emphasis_bold">網(wǎng)絡(luò)出版日期

日期:2017- 05- 27

*通訊作者Corresponding author.E-mail: xiaoyi@ rcees.ac.cn

10.5846/stxb201607011362

白瑪卓嘎,肖燚,歐陽(yáng)志云,王莉雁.甘孜藏族自治州生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值核算研究.生態(tài)學(xué)報(bào),2017,37(19):6302- 6312.

Pema Dolkar, Xiao Y, Ouyang Z Y, Wang L Y.Gross ecosystem product accounting for the Garzê Tibetan Autonomous Prefecture.Acta Ecologica Sinica,2017,37(19):6302- 6312.