基于固碳服務(wù)價值評價的洪湖濕地保護對策

周文昌 史玉虎 潘磊 龐宏東

（湖北省林業(yè)科學(xué)研究院，湖北 武漢 430075）

基于固碳服務(wù)價值評價的洪湖濕地保護對策

周文昌 史玉虎*潘磊 龐宏東

（湖北省林業(yè)科學(xué)研究院，湖北 武漢 430075）

濕地生態(tài)系統(tǒng)具有重要的固碳功能價值，在減緩全球氣候變暖中發(fā)揮著重要作用。以洪湖濕地國家級自然保護區(qū)為研究對象，評估了洪湖濕地植被固碳和土壤碳儲存價值，基于洪湖濕地景觀類型固碳價值，提出洪湖濕地保護對策。結(jié)果表明：2010年洪湖濕地的固碳總價值25 878.72萬元，其中植被固碳價值1 866.85萬元，土壤固碳價值24 011.87萬元。從景觀類型看，洪泛平原濕地固碳價值最高，為10 262.15元/hm2，其后依次為永久淡水湖泊、湖濱帶淡水沼澤和水生養(yǎng)殖塘，減少水生養(yǎng)殖塘的開發(fā)利用，及時拆除圍網(wǎng)養(yǎng)殖是增加洪湖濕地碳匯功能的重要措施。

固碳能力；價值評估；保護對策；洪湖濕地

濕地是地球上水陸相互作用形成的獨特生態(tài)系統(tǒng)，兼具水陸生態(tài)系統(tǒng)的屬性（宋洪濤等,2011)。固碳是濕地生態(tài)系統(tǒng)參與陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的一項重要服務(wù)功能（崔麗娟,2004;段曉男等, 2008;宋洪濤等,2011)。據(jù)研究，濕地土壤儲存的碳占陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤碳庫的16%～33%（Gorham,1991;Maltby et al,993)，天然濕地通常被認(rèn)為是一個重要的凈碳吸收匯（Gorham,1991)，濕地固碳功能成為國內(nèi)外研究的熱點，特別在聯(lián)合國氣候變化大會上備受國際社會組織廣泛關(guān)注，將濕地固碳和碳儲存作為穩(wěn)定氣候變化的重要策略，為人類的生存提供保護和支持（MA, 2011; 龐丙亮等, 2014; 周文昌等, 2016a）。

濕地生態(tài)系統(tǒng)固碳價值包含植被固碳和土壤固碳價值兩部分，過去評價濕地生態(tài)系統(tǒng)固碳價值多集中在植被固碳價值（崔麗娟, 2004; 江波等,2015; 周文昌等, 2016b），而鮮有關(guān)注土壤固碳價值（劉子剛, 2006; 劉曉輝等, 2008; 龐丙亮等,2014）。濕地生態(tài)系統(tǒng)大約超過95%的碳儲存在土壤中，僅有少部分儲存在植被中（Gorham, 1991;周文昌等, 2016a），因此，缺少對濕地土壤碳儲存價值的評價，將不利于濕地管理者采取正確的濕地生態(tài)系統(tǒng)保護與恢復(fù)策略。林業(yè)碳匯項目（退耕還林、荒山造林）是當(dāng)前森林發(fā)展的重要載體，對生態(tài)環(huán)境具有重要貢獻，但在面臨土地面積約束的條件下，研究者又提出了樹種和造林模式的選擇，以及加強森林管理也是增加林業(yè)碳匯的重要手段和途徑（李鵬等,2013），研究表明僅占全球陸地面積小部分的濕地生態(tài)系統(tǒng)（9%）卻貢獻了多種服務(wù)功能價值，其中包含固碳價值（Zedler et al,2005），加強濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護與恢復(fù)，并加以濕地固碳價值評價，有助于人們正確認(rèn)識和管理濕地土壤價值。

洪湖濕地自然保護區(qū)是一個以保護洪湖水生和陸生生物及其生境共同組成的濕地生態(tài)系統(tǒng)，以及未受污染的淡水資源和物種多樣性為主的國家級自然保護區(qū)。隨著氣候變化和人類活動的影響，洪湖濕地自然保護區(qū)景觀格局發(fā)生巨大變化，淡水湖泊面積大量減少、湖濱帶濕地遭受破壞，人工濕地增加，生態(tài)功能嚴(yán)重退化（肖飛等, 2003; 王茜等, 2006; 周文昌等,2016c），進而導(dǎo)致濕地生態(tài)系統(tǒng)固碳價值損失（劉子剛, 2006）。因此，加強并準(zhǔn)確評估洪湖濕地自然保護區(qū)固碳能力及其服務(wù)價值，對不同景觀類型服務(wù)價值加以描述，有助于濕地管理者實現(xiàn)可持續(xù)利用濕地資源，為濕地固碳服務(wù)價值提供決策參考。

1 研究區(qū)概況和研究方法

1.1 研究區(qū)概況

洪湖濕地國家級自然保護區(qū)(113°12′～ 113°26′E，29°49′～ 29°58′N) 地 處 湖北省中南部，長江中游北岸，2008年被列入濕地公約《國際重要濕地名錄》。保護區(qū)面積43 450 hm2，濕地面積40 800 hm2，是以湖泊和湖濱沼澤為主的典型湖泊濕地類型，永久淡水湖泊面積30 700 hm2，永久淡水沼澤面積6 500 hm2，水生養(yǎng)殖塘2 300 hm2，河渠1 200 hm2，洪泛平原濕地100 hm2（Ramsar，2008），作為湖北省最大淡水湖泊，平均水深1.35 m（李昆等, 2015）。屬于北亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，年均氣溫15.9～16.6℃，年均降水量1 174 mm，4—10月降水量占全年的77%，年均蒸發(fā)量1 354 mm（王學(xué)雷等, 2002; 劉剛等, 2011; 李昆等, 2015）。洪湖濕地自然濕生植物主要種類為莎草科和禾本科植物（王學(xué)雷等,2002），挺水植物主要為菰Zizania latifolia、蘆葦Phragmites australis和蓮nuphar pumilum群落（王學(xué)雷等, 2002; 劉剛, 2011），浮葉植物為菱Trapa bispinosa、睡蓮Nymphaea tetragona，沉水植物為微齒眼子菜Potamogeton maackianus、輪葉黑藻Hydrilla verticillata和金魚藻Ceratophyllum demersum（王學(xué)雷等,2002; 劉毅等, 2015）。

1.2 研究方法

植物固碳量主要估算2010年沉水植物和挺水植物固碳量，洪湖濕地挺水植物主要以菰、蘆葦和蓮為主（王學(xué)雷等,2002;劉剛,2011），洪湖水生植物中沉水植物占絕對優(yōu)勢，分布面積占總面積的72.49%（劉波等, 2016）。因此，本文挺水植物主要估算菰和蘆葦?shù)墓烫剂?，土壤固碳包含湖泊底泥、湖濱沼澤固碳。植物固碳量、土壤固碳參考劉剛等（2013）、付碩章（2012）、劉波等（2016）的研究結(jié)果（表1和表2）。

式中，V1為植物固碳價值（元）；W1為植物每年固碳量（t）；P為單位固碳的價格（元/t）。本文采用避免損失成本法來計算洪湖濕地的固碳價值，碳的價格取43美元/t（IPCC, 2007;龐丙亮等,2014），轉(zhuǎn)化為2010年的價格為279.5元/t (2010年1美元約等于6.5元人民幣)。

表1 洪湖濕地國家級自然保護區(qū)植物固碳量Table 1 Carbon sequestration from plant in Honghu lake wetland national nature reserve

表2 洪湖濕地國家級自然保護區(qū)土壤固碳量Table 2 Soil carbon sequestration in Honghu lake wetland national nature reserve

（2）土壤碳儲存價值

每年的土壤碳儲存價值采用年金現(xiàn)值法計算得到，計算公式如下：

式中，V2為土壤碳儲存價值（元）；W2為土壤碳儲存總量（t）；Va為土壤碳儲存價值的年金現(xiàn)值（元），即每年的價值；i為社會貼現(xiàn)率（%）；t為年限（a）。這里的折現(xiàn)率為3.5%，年限為100 a（Wilson, 2012; 龐丙亮等, 2014）。

2 結(jié)果與分析

2.1 洪湖濕地的固碳量

2010年洪湖濕地國家級自然保護區(qū)每年濕地植被固碳量66 792.62 t（表1）。從景觀類型看，湖濱帶挺水植物固碳量最大，達(dá)49 341.98 t，占植物總固碳量的73.9%；其次沉水植物固碳量17 450 t，占26.1%。這里未計算水生養(yǎng)殖塘的植物固碳量，是因為水生養(yǎng)殖塘主要用途為養(yǎng)魚，在經(jīng)濟利益的驅(qū)動下，水生養(yǎng)殖塘通常是投放飼料，水生植物稀少，現(xiàn)已不是過去以草養(yǎng)魚的生態(tài)養(yǎng)殖型，這也是洪湖濕地退化加劇的重要原因。

2010年洪湖濕地國家級自然保護區(qū)濕地土壤碳儲量2 375.88萬t（表2），其中以湖泊底泥土壤有機碳儲量最大，達(dá)1 995.5萬t，占土壤總碳儲量的84.0%；其次為濱岸帶沼澤濕地土壤有機碳儲量為247萬t，占土壤總碳儲量的10.4%；洪泛平原濕地碳儲量占5.6%；水生養(yǎng)殖塘占總碳儲量的0.06%。

2.2 洪湖濕地的固碳價值

2010年洪湖濕地的固碳總價值為25 878.72萬元（表3），其中植物固碳價值1 866.85萬元，占總價值的7.2%；土壤固碳價值2 4011.87萬元，占總價值的92.8%，后者是前者的12.9倍。從景觀類型看，永久淡水湖泊固碳價值最大，為20 655.28萬元，占總價值的79.8%；水生養(yǎng)殖塘固碳價值最小，為13.95萬元。從固碳組分來看，各類景觀類型的土壤碳儲存價值均大于植物固碳價值。從單位面積固碳價值來看，洪泛平原濕地固碳價值最大，為10 262.15萬元/hm2，其次永久淡水湖泊和湖濱帶較接近，分別為6 728.10和5 962.18萬元/hm2，水生養(yǎng)殖塘固碳價值最小，為60.65萬元/hm2。因此，從以上固碳總價值可以看出，保護和恢復(fù)永久淡水湖泊和湖濱帶濕地是與洪湖濕地國家級自然保護區(qū)劃定的核心區(qū)、緩沖區(qū)和實驗區(qū)相吻合的，但從單位面積固碳價值看，洪泛平原濕地固碳價值最高，這說明保護洪泛平原濕地有助于增加洪湖濕地國家級自然保護區(qū)的固碳量，維持自然保護區(qū)的碳增匯潛力。

3 結(jié)論與討論

本研究評估了洪湖濕地自然保護區(qū)的固碳價值，植物固碳價值為1 866.85萬元，土壤固碳價值24 011.87萬元，土壤固碳價值是植被固碳價值的12.9倍，表明了土壤固碳價值的重要性，并且指出洪湖濕地自然保護區(qū)是一個重要的碳匯和具有保護的重要性。在單位面積固碳價值中，洪泛平原濕地單位固碳價值最高，其后依次為淡水湖泊、湖濱帶淡水沼澤和水生養(yǎng)殖塘，這可能是由于洪泛平原濕地包含復(fù)雜的濕地生態(tài)系統(tǒng)，分布著河流、溝渠、沼澤和一些小型湖泊，它不僅兼有重要的調(diào)蓄洪水功能，而且也是水禽的重要棲息地（Kingsford,2000)。洪湖濕地景觀類型多樣，生物多樣性豐富，植物生長旺盛，生產(chǎn)力高，導(dǎo)致其單位面積固碳價值最高，表明在洪湖濕地自然保護區(qū)的保護與恢復(fù)過程中，濕地管理者不僅要保護洪湖永久淡水湖泊和濱岸帶沼澤濕地，而且要加強保護面積較小的洪泛平原濕地，這是增加洪湖濕地碳匯功能的重要途徑。

表3 洪湖濕地各類景觀類型的固碳價值Table 3 Carbon sequestration value of Honghu lake wetland national nature reserve

洪湖濕地平均單位面積固碳價值6 342.82元/hm2，遠(yuǎn)低于劉曉輝等（2008）研究報道的三江平原沼澤濕地2005年的單位固碳價值（97 010.1元/hm2），也低于若爾蓋高原沼澤濕地單位固碳價值（9 492.9元/hm2）（張曉云等, 2008; 龐丙亮等,2014），這是由于泥炭地碳貯量巨大，據(jù)研究報道全球北方泥炭地土壤碳儲量占全球陸地土壤碳儲量的33%（Gorham,1991），在全球碳循環(huán)過程中扮演著重要作用，而我國泥炭濕地主要分布在三江平原和若爾蓋高原，因此碳匯功能價值較高。但與龐丙亮等（2014）研究報道的扎龍沼澤濕地單位面積固碳價值吻合（5 993.4元/hm2）。另外，由于水生養(yǎng)殖塘單位固碳價值最小，濕地管理者應(yīng)樹立合理利用濕地資源的理念，20世紀(jì)80年代后期，洪湖圍網(wǎng)養(yǎng)魚迅速發(fā)展，沼澤植物生長的水域大面積受到控制，挺水植物菰群叢被鉸割利用（肖飛等,2003），2004年圍網(wǎng)養(yǎng)殖面積超過2 000 hm2，占湖泊面積的58%（周文昌, 2016c）。因此，適度開發(fā)利用洪湖濕地資源，及時拆除核心區(qū)圍網(wǎng)養(yǎng)殖，恢復(fù)水生植物，增加碳匯功能價值。

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Conservation Strategies for Honghu Lake Wetland Ecosystem based on Carbon Sequestration Service Valuation

ZHOU Wen-Chang SHI Yu-Hu*PAN Lei PANG Hong-Dong
（Hubei Academy of Forestry, Wuhan 430075, Hubei）

As an important carbon sequestration, wetland ecosystem plays an important role in slowing down global climate warming. To evaluate the carbon sequestration value both of the vegetation and soil, we selected the Honghu Lake Wetland National Nature Reserve. Meanwhile, based on the carbon sequestration value of dif f erent landscape types from Honghu lake wetland, we proposed a conservation strategy for the Honghu lake wetland. Results showed that the total value of carbon sequestration of Honghu Lake wetland was RMB 258.7872 million in 2010, of which RMB 18.6685 million for plant, and RMB 240.1187 million for soil. From the landscape types, the carbon sequestration value of f l oodplain wetland per unit area was the largest in all kinds of landscape types, being RMB 10 262.15 per hectare, followed by the permanent freshwater lake,permanent freshwater marshes, and aquiculture ponds. In addition, reducing the development and utilization of freshwater lakes for f i sh-farming by the aquiculture pond, dismantled aquatic-breeding could be an important measure to increase the carbon sink from Honghu Lake wetland.

Carbon sequestration; Valuation; Protection countermeasure; Honghu Lake

10.3969/j.issn.1673-3290.2017.04.02

2017-05-14

湖北洪湖濕地生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站運行補助（2017-LYPT-DW-059）；湖北省生態(tài)定位站網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè)（2017-LYKJ02)；湖北省GEF濕地項目“加強湖北省濕地保護體系，保護生物多樣性”資助

周文昌（1983—），男，助理研究員，博士，主要研究濕地生態(tài)學(xué)和濕地評價。E-mail: zwclky@126.com

*通訊作者：史玉虎(1971—)，男，研究員，博士，主要研究濕地生態(tài)學(xué)和森林生態(tài)學(xué)。E-mail: shiyuhu@126.com