廣西欽州市灘涂生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和價值評估

劉思霞 蔣瑜 *

（1 廣西師范大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，廣西 桂林 541006；2 廣西英華國際職業(yè)學(xué)院附屬中學(xué)，廣西 欽州 535000）

沿海灘涂是海岸帶極其重要的組成部分,它是海洋與大陸的交接地帶，是每一個國家或地區(qū)重要的后備土地資源，同時也是單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值最高的生態(tài)系統(tǒng)之一,為人類的生產(chǎn)與生活提供各種產(chǎn)品及服務(wù),包括食物生產(chǎn)、氣候調(diào)節(jié)、保護生物多樣性、土壤保持等方面(王敏等,2011），在城市生態(tài)環(huán)境調(diào)節(jié)及保護方面具有不可估量的作用,為城市的發(fā)展提供了巨大的生態(tài)服務(wù)價值。廣西欽州市地處北部灣腹地，淺海灘涂面積廣闊，具有巨大的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值，但同時也是生態(tài)環(huán)境的脆弱地帶。近年來，隨著欽州保稅港區(qū)和欽州濱海新城的建設(shè)，大片灘涂資源被開發(fā)，欽州市沿海灘涂生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值發(fā)生了變化，生態(tài)環(huán)境也遭到不同程度的破壞。通過實地考察、查閱資料及文獻(xiàn)綜述，分析了欽州市沿海灘涂生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的構(gòu)成，并對各服務(wù)功能的價值進行了估算，提高人們對沿海灘涂生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和價值的認(rèn)識以及對沿海灘涂地區(qū)的保護意識，為欽州市沿海灘涂地區(qū)的合理開發(fā)和管理提供一定的依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

欽州市地處北緯 20°54′～ 22°41′，東經(jīng)107°27′～ 109°56′，屬中國西南沿海地區(qū)，地處北部灣腹地，北面是廣西的首府南寧，東面與北海市和玉林市緊鄰，西面緊挨防城港市。欽州沿海大陸岸線為520.8 km，淺海灘涂十分廣闊，不僅有砂質(zhì)海灘，也有淤泥質(zhì)灘涂，紅樹林濕地呈片狀分布。由于沿海灘涂處于海陸交界地帶，灘涂廣闊，生態(tài)系統(tǒng)多樣，難以確定灘涂的具體邊界。本研究根據(jù)實地情況，確定實際研究范圍陸域部分為自海岸后退5 km范圍內(nèi)，海域部分則為潮間帶。

2 欽州市沿海灘涂生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的構(gòu)成

參照千年生態(tài)系統(tǒng)評估（MA）方法（趙士洞等,2006），把欽州市沿海灘涂生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分為調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)、文化服務(wù)和供給服務(wù)4大類。

2.1 調(diào)節(jié)服務(wù)

紅樹林具有非常重要的生態(tài)調(diào)節(jié)作用，可以防風(fēng)消浪、促淤保灘，還可以固岸護堤、凈化海水和空氣。欽州灣的紅樹林濕地屬自治區(qū)級的自然保護區(qū)，主要樹種有白骨壤、桐花樹、此外，還有2002年從廣東湛江引種的新品種無瓣海桑(黃李叢等, 2013)。

2.2 支持服務(wù)

欽州灣紅樹林濕地候鳥云集、植物種類豐富，海產(chǎn)品多達(dá)100多種。2005年1月17日，廣西茅尾海紅樹林自治區(qū)級自然保護區(qū)成立，生物物種基因庫及紅樹林濕地生態(tài)系統(tǒng)是其主要保護對象（勞燕玲, 2013），這也體現(xiàn)了欽州市沿海灘涂生態(tài)系統(tǒng)的支持功能。

2.3 文化服務(wù)

欽州灣沿岸島嶼眾多，海岸類型多樣，具有非常獨特和豐富的濱海旅游資源。三娘灣被譽為“中華白海豚之鄉(xiāng)”，有令人向往的碧海、沙灘、奇石、綠林。此外，還有仙島公園、七十二徑等生態(tài)旅游景點，是集自然景觀和人文景觀于一體的綜合性生態(tài)旅游勝地。

2.4 供給服務(wù)

欽州沿海灘涂可提供大量的對蝦、青蟹等海產(chǎn)品。此外，沿海灘涂地區(qū)地勢低平、土壤養(yǎng)料豐富，適宜耕作，促進了欽州市糧食的生產(chǎn)。

3 數(shù)據(jù)處理與評估方法

3.1 數(shù)據(jù)處理

本文采用由landsat-8衛(wèi)星提供的2016年覆蓋研究區(qū)的衛(wèi)星影像，該衛(wèi)星共有11個波段，波段1-7、9-11的空間分辨率為30 m，波段8為15 m分辨率的全色波段，利用Arcgis10.1軟件對所獲得的衛(wèi)星影像進行遙感解譯，提取研究區(qū)范圍內(nèi)各種土地利用類型的面積。

圖1 欽州市沿海灘涂各用地類型分布圖Fig1 Map of the land types of coastal mudf l ats in qinzhou city

操作步驟如下：首先對所獲得的單一波段衛(wèi)星影像進行波段合成，這里選用的是6、5、2三個波段；第二，在進行解譯之前創(chuàng)設(shè)掩膜，把研究區(qū)域的衛(wèi)星影像裁剪出來；第三，結(jié)合實地考察及衛(wèi)星地圖，采用人工目視解譯的方法，確定相應(yīng)的養(yǎng)殖地、耕地、灘地等地類的解譯標(biāo)志，科學(xué)布設(shè)訓(xùn)練樣區(qū)；第四，采用交互式監(jiān)督分類對研究區(qū)進行解譯分類，并對解譯結(jié)果進行檢驗、修正及細(xì)小斑點處理，生成如圖1所示的解譯圖像；最后從中提取出水域、紅樹林濕地、養(yǎng)殖地、鹽地、居民點、耕地、灘地、建設(shè)用地、林地等地類的信息，如表1所示，再利用各地類的信息及衛(wèi)星影像的分辨率來計算研究區(qū)域內(nèi)各種用地類型的面積。

為研究欽州市沿海灘涂生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的需要，結(jié)合欽州市沿海灘涂自然地理環(huán)境，將耕地劃為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，林地劃為森林生態(tài)系統(tǒng)，水域、紅樹林濕地、養(yǎng)殖地及沿海灘地劃為濕地生態(tài)系統(tǒng)。由表1可知，研究區(qū)域內(nèi)三大生態(tài)系統(tǒng)所占面積比例分別為農(nóng)田18.24%、森林23.75%、濕地58.01%。

表1 欽州市沿海灘涂各用地類型的面積及比例Table 1 The area and proportion of all types of coastal mudf l ats in qinzhou city

3.2 價值評估方法

本文采用當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評價方法（謝高地等, 2015），根據(jù)欽州市沿海灘涂的實際情況及欽州市2010年與2016年的經(jīng)濟發(fā)展水平，計算欽州市沿海灘涂生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值。

計算公式如下：

式中：V1、V2、V3分別代表單位面積的農(nóng)田、森林、濕地生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值；E代表欽州市2016年1個當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量（元/hm2）；D1m、D2m、D3m分別代表農(nóng)田、森林、濕地生態(tài)系統(tǒng)的第m類生態(tài)服務(wù)功能的服務(wù)價值當(dāng)量；S1、S2、S3分別代表欽州市沿海灘涂農(nóng)田、森林、濕地生態(tài)系統(tǒng)的面積（hm2）；ESV為欽州市沿海灘涂生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價值（萬元）；ESV1、ESV2、ESV3分別代表農(nóng)田、森林、濕地生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值（萬元）。

一個生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量的經(jīng)濟價值為1 hm2全國平均產(chǎn)量的農(nóng)田每年自然糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟價值（謝高地等,2008），確定一個生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量的經(jīng)濟價值為3 406.50元/hm2（謝高地等,2015）。考慮到欽州市糧食生產(chǎn)水平與全國糧食生產(chǎn)水平的差異，需對一個生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當(dāng)量的經(jīng)濟價值進行修正（張艷軍等, 2017），此處根據(jù)廣西糧食生產(chǎn)水平來修正。2010年全國糧食產(chǎn)量為4 973.15 kg/hm2（劉玉等, 2014）,而同一時期廣西糧食產(chǎn)量為4 612.87 kg/hm2（廣西年鑒, 2011），確定廣西的修正系數(shù)為0.93。再考慮到2010年與2016年經(jīng)濟水平的差異，根據(jù)2010年銀行4.2%的年率利，采用復(fù)利的計算公式計算得到欽州市2016年1個當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量為：

4 欽州市沿海灘涂生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價值

根據(jù)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評價方法，得到欽州市沿海灘涂各生態(tài)系統(tǒng)中不同服務(wù)功能的價值，結(jié)果如表2所示。欽州市沿海灘涂整個生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)功能的總價值為348 867.24萬元，從不同生態(tài)系統(tǒng)來看，濕地、森林、農(nóng)田提供的價值分別為297 136.85萬元、44 631.88萬元、7 093.33萬元；從不同的服務(wù)功能來看，供給服務(wù)的總價值為23 134.76萬元，調(diào)節(jié)服務(wù)價值為225 689.58萬元，支持服務(wù)價值為70 844.10萬元，文化服務(wù)價值為29 198.80萬元。

4.1 濕地生態(tài)系統(tǒng)各服務(wù)功能的價值

在濕地生態(tài)系統(tǒng)中，各類服務(wù)功能價值大小依次為：調(diào)節(jié)服務(wù)＞支持服務(wù)＞文化服務(wù)＞供給服務(wù)。其中調(diào)節(jié)服務(wù)中的水文調(diào)節(jié)價值最高，為138 401.11萬元，占總價值的46.58%，其次是支持服務(wù)中的維護生物多樣性的價值為44 953.23萬元，占總價值的15.13%，服務(wù)價值最低的是供給服務(wù)中的原料生產(chǎn)和食物生產(chǎn)價值，分別占總價值的0.96%和0.98%。濕地生態(tài)系統(tǒng)具有強大的水文調(diào)節(jié)功能，就像天然的“海綿”，為欽州的蓄水防洪發(fā)揮著巨大的作用。此外，濕地在保護生物多樣性方面也有不可忽視的價值，保護濕地環(huán)境、防止?jié)竦乇徽加脛菰诒匦小?/p>

4.2 森林生態(tài)系統(tǒng)各服務(wù)功能的價值

在森林生態(tài)系統(tǒng)中，各類服務(wù)功能價值大小依次為：調(diào)節(jié)服務(wù)＞支持服務(wù)＞供給服務(wù)＞文化服務(wù)。其中調(diào)節(jié)服務(wù)中的氣候調(diào)節(jié)和水文調(diào)節(jié)的價值最為突出，分別占森林生態(tài)系統(tǒng)總價值的28.11%、21.19%，此外，土壤保持、維護生物多樣性、氣體調(diào)節(jié)及凈化環(huán)境等價值也非常明顯，支持服務(wù)中的維持養(yǎng)分循環(huán)的價值最低，僅占0.86%。森林生態(tài)系統(tǒng)在生態(tài)調(diào)節(jié)方面具有多重作用，是欽州天然的“綠色屏障”，森林一旦遭受破壞，氣候惡化、水土流失、環(huán)境惡化等問題將會接踵而至，應(yīng)重視對森林生態(tài)系統(tǒng)的保護。

表2 欽州市沿海灘涂生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值 萬元Table 2 Qinzhou coastal beach ecosystem service value ten thousand yuan

4.3 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)各服務(wù)功能的價值

在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，各類服務(wù)功能價值大小依次為：調(diào)節(jié)服務(wù)＞支持服務(wù)＞文化服務(wù)＞供給服務(wù)。其中，調(diào)節(jié)服務(wù)中的水文調(diào)節(jié)價值最高，為2 684.69萬元，占農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)總價值的37.85%，其次是供給服務(wù)中的食物生產(chǎn)價值為1 984.34萬元，占27.97%。此外，氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)及土壤保持等方面的價值在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中也占據(jù)著重要的地位，農(nóng)田的服務(wù)功能并不局限于食物生產(chǎn)。供給服務(wù)中的水資源供給價值為-2 343.49萬元，因為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中農(nóng)作物的生長需要大量的灌溉水源，水資源供給價值為負(fù)值。

4.4 不同生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的比較

欽州市沿海灘涂農(nóng)田、森林、濕地三大生態(tài)系統(tǒng)單位面積的服務(wù)價值分別為1.6萬元/hm2、7.74萬元/hm2、21.09萬元/hm2，單位面積價值最高的是濕地，其次是森林，最低的是農(nóng)田。

從各生態(tài)系統(tǒng)提供的總價值來看，濕地生態(tài)系統(tǒng)所占比例最大，占85.17%，其次是森林生態(tài)系統(tǒng)，占12.79%，占比最小的是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，僅為2.03%。

濕地不僅面積大，單位面積所提供的價值也是最大的，濕地在欽州沿海灘涂生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)主導(dǎo)地位；森林和農(nóng)田的面積雖然相差不大，但森林生態(tài)系統(tǒng)所提供的價值為農(nóng)田的6倍，一個生態(tài)系統(tǒng)所提供的價值不僅與面積有關(guān)，與其單位面積的價值也息息相關(guān)。

4.5 不同服務(wù)功能總價值的比較

在欽州市沿海灘涂整個生態(tài)系統(tǒng)中，四大生態(tài)服務(wù)功能總價值所占的比例如圖2所示，價值大小依次為：調(diào)節(jié)服務(wù)＞支持服務(wù)＞文化服務(wù)＞供給服務(wù)，在四大生態(tài)服務(wù)功能中調(diào)節(jié)服務(wù)功能價值所占比例最大，為64.69%，而供給服務(wù)功能的價值最小，僅為6.63%。

圖2 四大服務(wù)功能總價值分布情況Fig. 2 Distribution of the total value of the four services

5 結(jié)果與討論

通過以上分析及計算可以看出，欽州市沿海灘涂生態(tài)系統(tǒng)四大服務(wù)功能明顯，總服務(wù)價值為348 867.24萬元；在農(nóng)田、森林、濕地三大生態(tài)系統(tǒng)中，從總價值和單位面積的價值來看，濕地生態(tài)系統(tǒng)最高，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)最低。欽州市沿海灘涂生態(tài)系統(tǒng)的四大生態(tài)服務(wù)功能中，調(diào)節(jié)服務(wù)功能所提供的服務(wù)價值最高，占64.69% 。

綜上，可以看出欽州市沿海灘涂具有巨大的生態(tài)服務(wù)價值，濕地的服務(wù)價值更是舉足輕重，沿海灘涂環(huán)境在沿海整體環(huán)境中占有關(guān)鍵作用（李英等,2007）。欽州灣沿海灘涂是整個北部灣重要的生態(tài)屏障，維護欽州沿海灘涂的生態(tài)環(huán)境就是維護中國南部沿海的生態(tài)安全。

通過當(dāng)量因子法對欽州市沿海灘涂生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價值進行評估，所采用的數(shù)據(jù)來源為遙感影像，基于遙感影像分辨率等的限制，加上沿海灘涂的具體邊界難以確定，使得解譯出的灘涂各類用地面積與實際面積可能存在一定的誤差，本研究結(jié)果還有待進一步的完善及驗證。