白龜山水庫生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估研究

陳海生 李永占 林益江

（1平頂山學院 2浙江同濟科技職業(yè)學院）

白龜山水庫位于沙潁河上游沙河干流上，是河南省平頂山市的主要供水水源，同時與上游昭平臺水庫共同構(gòu)成沙潁河下游生態(tài)用水的保障水源，對保障沙潁河河流健康以至淮河干流健康，均具有重要意義。

平頂山為煤炭資源型城市，隨著一大批煤化工、煤電力等污染型企業(yè)的建成投產(chǎn)，對城市的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了許多不良影響，如大氣污染、水污染、土地塌陷、生物多樣性下降等。白龜山水庫濕地生態(tài)系統(tǒng)，不但具有美化環(huán)境、調(diào)節(jié)氣候、維持碳循環(huán)等生態(tài)功能，而且還具有提供物種生境、減少洪水災(zāi)害、水質(zhì)凈化、休憩娛樂等多種服務(wù)功能。由于人類活動對濕地的干擾越來越嚴重，濕地生態(tài)系統(tǒng)遭到空前的沖擊與破壞，其生態(tài)服務(wù)功能正在迅速衰退，直接影響了區(qū)域經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。因此，保護白龜山水庫濕地生態(tài)系統(tǒng)，對于保護平頂山市的生態(tài)環(huán)境有著重要的作用[1]。重新審視濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能并對其進行評價，是管理和保護濕地的重要途徑。本研究基于白龜山水庫的生態(tài)特征及其周圍區(qū)域的社會經(jīng)濟特征，對水庫生態(tài)系統(tǒng)的各項指標進行計算評估，以便確定其生態(tài)補償標準，為建立該水庫庫區(qū)的生態(tài)補償機制以及指導水資源的開發(fā)與保護，提供理論依據(jù)。

1 水庫概況

白龜山水庫處于暖溫帶和北亞熱帶氣候交錯的邊緣地區(qū)，這一區(qū)域冷暖空氣交匯頻繁，四季分明，氣候溫和，雨量充沛，無霜期長。據(jù)資料，年均氣溫14.8-15.2℃，極端最高氣溫38.1℃，極端最低氣溫-11.3℃；年降水量1 000 mm左右；年日照時數(shù)1 800-2 200 h；無霜期214-231 d。

該水庫距源頭石人山116 km，與上游51 km處的昭平臺水庫組成梯級水庫，聯(lián)合控制沙河干流洪水，總控制流域面積2 740 km2，占所在的沙潁河流域面積7%左右。盡管水庫修建初衷是控制沙潁河洪水，但其已成為平頂山市工業(yè)、城市生活用水的主要水源，并兼具灌溉、養(yǎng)殖以及保障下游生態(tài)需水等功能。

白龜山水庫總庫容9.22億m3，大壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程110.4 m。根據(jù)設(shè)計，其正常蓄水位為103 m，相應(yīng)庫容3.02億m3；最低控制水位97.5 m，相應(yīng)庫容0.66億m3；汛限水位102 m，相應(yīng)庫容2.40億m3[2]。

2 濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值構(gòu)成與主要評價方法

2.1 濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價值構(gòu)成

濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值，可以劃分為直接利用價值和間接利用價值。直接利用價值，是指濕地生態(tài)系統(tǒng)直接滿足人們生產(chǎn)和消費的價值，主要是物質(zhì)生產(chǎn)價值；間接利用價值，是指濕地生態(tài)系統(tǒng)在向人們提供直接利用價值的同時間接產(chǎn)生的效益，主要是水的調(diào)節(jié)價值、環(huán)境凈化功能和動物棲息地功能價值。

2.2 濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評價方法

濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的評價方法，主要有市場價值法、碳稅法、費用支出法和影子工程法等。如水庫的水作為工業(yè)用水和居民生活用水時，就可按市場價值法來確定其經(jīng)濟價值。碳稅法是指各國制定的對溫室氣體排放的稅收，特別是對二氧化碳排放的稅收。費用支出法是從消費者角度，來核算生態(tài)環(huán)境效益的價值。影子工程法是當環(huán)境被破壞后，用人工方法建造出一新工程來代替原先生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的功能，然后用建造新工程的費用來估算環(huán)境破壞造成經(jīng)濟損失的一種計量方法[3]。

3 水庫生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估

3.1 水庫生態(tài)系統(tǒng)直接物質(zhì)生產(chǎn)價值

3.1.1 水產(chǎn)品價值

白龜山水庫水產(chǎn)品豐富，魚的種類多樣。該水庫里的魚通常為野生魚，在平頂山市場銷售價一般為30元/kg。該水庫每年的魚類總產(chǎn)量達10萬kg，據(jù)此可計算出該水庫水產(chǎn)品價值為300萬元，即0.03億元人民幣。

3.1.2 城市供水經(jīng)濟效益

平頂山市區(qū)常年用水人口76.31萬人，年均供水量12×108m3，萬元產(chǎn)值耗水量99 m3。據(jù)吳社琴等的計算，白龜山水庫的單方水產(chǎn)生的經(jīng)濟效益為1.477元/m3，整個水庫供水的經(jīng)濟效益達17.727億元。實際上，這只是一個保守的數(shù)字，因為該水庫目前向城市的供水量已經(jīng)達到了13×108m3，遠超過了設(shè)計供水量的6 870萬m3。今后一段時期，向平頂山城市供水需要還會繼續(xù)增加[4]。

3.2 水庫消落帶土壤和植被固碳釋氧價值

3.2.1 水庫消落帶植被固碳釋氧價值

植物的光合作用過程，是植物在光照作用下吸收二氧化碳合成碳水化合物并釋放出氧氣的過程。白龜山水庫東西長15.5 km，南北寬4.2 km，水庫消落帶面積為39.45 km2。據(jù)調(diào)查，消落帶上植物所產(chǎn)生的干物質(zhì)量為118.2×106kg。植物固定二氧化碳的價值，本文取中國造林成本與國際上通用的瑞典碳稅率150美元/t的平均值770元/t。植物釋放氧氣的價值，按照工業(yè)制氧成本的平均值400元/t計算。由此計算得出，白龜山水庫消落帶植被吸收固定二氧化碳和釋放氧氣所產(chǎn)生的價值為1.383億元人民幣。

3.2.2 水庫消落帶濕地固碳價值

我國蒙新高原地區(qū)沼澤濕地固碳速率為41.46 g/m2.a。白龜山水庫消落帶濕地的固碳速率也采用該值。中國造林成本取250元/t。由此計算得出，白龜山水庫消落帶濕地土壤的固碳價值為4 083 810元人民幣。

3.3 提供生物棲息地方面的功能

濕地是各種鳥類和其他野生生物的棲息地。Costanza等人[5]的研究表明，濕地在為野生生物提供棲息地這一服務(wù)功能的年生態(tài)效益為439美元/hm2。白龜山水庫的濕地總面積7 790 hm2，以2018年美元對人民幣匯率6.45計算，得出該水庫在提供野生生物棲息地、維護生物多樣性等服務(wù)功能方面的年生態(tài)效益為0.221億元人民幣。

3.4 調(diào)蓄洪水價值

調(diào)蓄洪水功能價值利用替代工程法進行計算，即用水庫的調(diào)蓄洪水能力（防洪庫容）與單位貯水價值的乘積。白龜山水庫總庫容9.22×108m3，水庫蓄水成本本文取0.67元/m3，由此計算出水庫的調(diào)蓄洪水功能價值為6.177億元人民幣。這與趙國真等人的研究結(jié)果相一致[6]。

3.5 水資源蓄積價值

水資源蓄積價值，是單位貯水價值與水庫蓄水量的乘積[7]。單位貯水價值本文取值為0.67元/m3。白龜山水庫最高蓄水量可達6×108m3。蓄水量比較低的年份如2014年，蓄水量只有0.5×108m3。2017年是豐水年，蓄水量為5.3×108m3。由此可計算出水庫的水資源蓄積功能價值為3.551億元人民幣。

3.6 水質(zhì)凈化價值

白龜山水庫濕地總面積為7 790 hm2。根據(jù)單位面積濕地平均氮去除量為3.98 t/hm2，平均磷去除量為1.86 t/hm2，生活污水單位質(zhì)量污染物處理成本總氮1.5元/kg和總磷2.5元/kg，由此可以計算出水庫凈化水質(zhì)功能中凈化氮的價值為0.465億元人民幣，凈化磷的價值為0.351億元人民幣，凈化水質(zhì)總價值為0.816億元人民幣[8，9]。

4 總結(jié)與討論

白龜山水庫直接的物質(zhì)生產(chǎn)價值為17.757億元人民幣，消落帶土壤和植被固碳釋氧總價值為1.424億元人民幣，在提供野生生物棲息地、維護生物多樣性等服務(wù)功能方面的年生態(tài)效益為0.221億元人民幣，調(diào)蓄洪水功能價值為6.177億元人民幣，水資源蓄積功能價值為3.551億元人民幣，凈化水質(zhì)總價值為0.816億元人民幣。該水庫濕地生態(tài)系統(tǒng)，在全部發(fā)揮效益后每年所產(chǎn)生的生態(tài)服務(wù)總價值為29.946億元人民幣。除了該水庫的供水功能以外，水庫的調(diào)蓄洪水功能價值最為突出，其次是水資源蓄積功能價值。

本文根據(jù)白龜山水庫濕地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)過程，應(yīng)用生態(tài)經(jīng)濟學的理論和方法，首次評估了其水庫濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值，明確了該濕地資源的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益，以及濕地資源對周圍區(qū)域的經(jīng)濟價值和生態(tài)價值。評價成果對今后白龜山水庫濕地資源的保護和管理，以及對該區(qū)域的生態(tài)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展均具有重要意義。