稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)
——以湖南省為例

薛寶林，張路方，張鐵亮，孫文超，李占杰

(1.北京師范大學(xué)水科學(xué)研究院，北京 100875；2.城市水循環(huán)與海綿城市技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100875；3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所，天津 300191)

0 引 言

水稻是全球最主要的糧食作物之一，為超過世界1/3人口提供糧食來源。中國擁有世界上最大的稻田生態(tài)系統(tǒng)。稻田生態(tài)系統(tǒng)是以人類為主體，結(jié)合非生命物質(zhì)(如光、熱)、水稻、土壤及病蟲害等所構(gòu)成的一個(gè)相互作用、相互聯(lián)系的人工濕地生態(tài)系統(tǒng)[1]。在人們傳統(tǒng)的觀念中，稻田的功能主要是提供初級(jí)產(chǎn)品的生產(chǎn)功能，通常忽略了該系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)功能：氣候調(diào)節(jié)、氣體調(diào)節(jié)、涵養(yǎng)水源、景觀美學(xué)等。

目前，研究人員根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與功能之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將稻田生態(tài)系統(tǒng)主要的服務(wù)功能分成三種，即為人類生活提供初級(jí)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)功能、對(duì)人類生命系統(tǒng)的調(diào)節(jié)的生態(tài)功能及豐富人類精神世界的社會(huì)功能[2-4]。第一種主要是通過第一性生產(chǎn)與第二性生產(chǎn)為人類提供稻谷與秸稈等直接商品．第二類通常是不被人們所關(guān)注的對(duì)人類生存環(huán)境的保護(hù)與調(diào)節(jié)功能如氣候、氣體的調(diào)節(jié)、涵養(yǎng)水源、維持生物多樣性。第三類是為人類提供景觀休閑娛樂的服務(wù)功能。針對(duì)稻田生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值國內(nèi)外已經(jīng)展開大量的評(píng)價(jià)。在國外，YOSIHIRO[5]通過對(duì)日本水稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，在日本稻田生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能約為年均728億美元。TAKAKAZU等[6]通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在調(diào)查人口中10%以上的人口愿意住進(jìn)農(nóng)村地區(qū)，這一結(jié)果顯示了生態(tài)系統(tǒng)文化價(jià)值在生態(tài)價(jià)值中的重要性。在國內(nèi)的研究中，周錫躍等[7]研究表明2003年浙江省稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值為1 331.9 億元。鄭春利等[8]研究表明元陽梯田稻田生態(tài)系統(tǒng)景觀美學(xué)的總產(chǎn)值為560 萬元。謝寧寧[9]的研究表明武漢市稻田生態(tài)系統(tǒng)提供農(nóng)產(chǎn)品價(jià)值14.992 億元，僅占總服務(wù)價(jià)值的29%。

本文以湖南省稻田生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象，在已有的研究成果基礎(chǔ)上，選取八項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能，包括經(jīng)濟(jì)方面(提供稻谷與秸稈、氣體與氣候的調(diào)節(jié)、水質(zhì)凈化、土壤保持、維持生物多樣性、涵養(yǎng)水源和景觀美學(xué))價(jià)值等，運(yùn)用直接市場評(píng)估法、間接市場評(píng)估法以及假想市場評(píng)估法等[10,11]一系列方法對(duì)湖南省稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行貨幣化的評(píng)價(jià)，旨在正確的了解和評(píng)估該系統(tǒng)生態(tài)價(jià)值。同時(shí)為政府制定生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)政策提供理論支持。

1 研究區(qū)概況與方法

1.1 研究區(qū)概況與資料來源

湖南省是我國中部地區(qū)重要的省份之一，同時(shí)屬于長江中游地區(qū)，省內(nèi)絕大部分區(qū)域均位于洞庭湖以南。全省境內(nèi)土地總面為21.18 萬km2，占我國國土總面積2.2%，在全國23個(gè)省中面積中第10位。湖南省年均降水量為1 200～1 700 mm，水資源十分豐富，年均氣溫在15～18 ℃之間，全年日照時(shí)長可達(dá)1 800 h。湖南省優(yōu)質(zhì)的自然條件使其成為我國重要的水稻產(chǎn)區(qū)，2016年水稻的播種面積與產(chǎn)量均在我國糧食主產(chǎn)區(qū)的首位，且湖南省稻田生態(tài)系統(tǒng)是我國南方各省中最大的稻田生態(tài)系統(tǒng)，因此對(duì)整個(gè)南方地區(qū)的研究具有很強(qiáng)的代表性。

本研究中所使用的2016年湖南省稻谷年產(chǎn)量、2016年湖南省稻谷種植面積、2016年湖南省秸稈產(chǎn)量等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)均來源于2017年中國統(tǒng)計(jì)年鑒[12]、2017年湖南省農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒[13]。研究中所使用的2016年市場水價(jià)，鄉(xiāng)村用電價(jià)格等數(shù)據(jù)均來自于實(shí)地調(diào)查獲取。通過以上的數(shù)據(jù)收集對(duì)湖南省稻田生態(tài)系統(tǒng)提供初級(jí)產(chǎn)品、氣體調(diào)節(jié)、水質(zhì)凈化等八項(xiàng)生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.2 生態(tài)服務(wù)類型及價(jià)值計(jì)算方法

1.2.1 提供初級(jí)產(chǎn)品

稻谷和秸稈是兩種被主要提供的初級(jí)產(chǎn)品，稻谷是作為人類的主要的糧食來源，而秸稈可以作為造紙和家用燃料的原料以及動(dòng)物飼料等[14]。由于稻谷與秸稈兩種產(chǎn)品可以以確切的經(jīng)濟(jì)價(jià)格在市場進(jìn)行交換，所以該指標(biāo)的評(píng)估選取市場價(jià)值法。見式(1)[15]。

V1=TDPD+TJPJ

(1)

式中：V1表示產(chǎn)出稻谷及秸稈等服務(wù)的價(jià)值，元；TD為評(píng)價(jià)區(qū)域稻谷的年總產(chǎn)量，t；PD為評(píng)價(jià)區(qū)域水稻的市場價(jià)格，元/t；TJ為評(píng)價(jià)區(qū)域產(chǎn)生秸稈的年總產(chǎn)量，t；PJ為評(píng)價(jià)區(qū)域秸稈的市場價(jià)格，元/t。

1.2.2 氣體調(diào)節(jié)

水稻在生長過程中通過光合作用固定了CO2釋放了大量的O2，同時(shí)稻田生態(tài)系統(tǒng)還能夠吸收大氣中的有害氣體，所以氣體調(diào)劑主要包括：固定CO2服務(wù)價(jià)值、釋放O2服務(wù)價(jià)值以及吸收有害氣體服務(wù)價(jià)值[15]。對(duì)于固定CO2服務(wù)價(jià)值的評(píng)價(jià)，采用瑞典碳稅法與造林成本法計(jì)算結(jié)果的均值作為最終的評(píng)價(jià)結(jié)果，公式為：

VTS=LγαNcCTS

(2)

VZLC=LγαNcCZL

(3)

V21=(VTS+VZLC)/2

(4)

式中：VTS為碳稅法固定CO2的價(jià)值，元/a；VZLC表示造林成本法中固定CO2價(jià)值，元/a；L表示水稻總產(chǎn)量，t/a；γ表示水稻經(jīng)濟(jì)系數(shù)，本研究取0.5[15]；α為稻田產(chǎn)出1 g稻谷干物質(zhì)需要固定1.63 g CO2；Nc表示碳占CO2的百分比為27.27%；CTS表示瑞典碳稅率，約等于950 元/t；CZL中國造林成本(260.90 元/t碳)；V21為兩種方法固定CO2價(jià)值的平均值，元/a。

對(duì)于釋放O2服務(wù)價(jià)值的評(píng)價(jià)，利用造林成本法和制氧工業(yè)成本法兩方法的計(jì)算均值作為釋放O2的計(jì)算結(jié)果，公式為：

VGYO=QγεCGYC

(5)

VZLO=QγεCZLC

(6)

V22=(VGYO+VZLO)/2

(7)

式中：VGYO、VZLO分別為上述兩種方法釋放O2的價(jià)值，元/a；Q為水稻年產(chǎn)量，t/a；ε為稻田每產(chǎn)出1 g稻谷干物質(zhì)釋放1.19 g O2；CGYO、CZLO是兩方法的成本400 元/t與352.93 元/t O2；V22為兩種方法釋放O2價(jià)值的平均值，元/a。

對(duì)于吸收有害氣體服務(wù)價(jià)值的評(píng)價(jià)，稻田生態(tài)系統(tǒng)吸收的有害氣體基本上包括粉塵、SO2、HF和NOx四種，其中粉塵的平均通量與吸收成本分別為33.2 kg/(hm2·a)與170 元/t，SO2的平均通量與吸收成本分別為45 kg/(hm2·a)和0.6 元/kg，HF兩項(xiàng)為0.57 kg/(hm2·a)與0.9 元/kg，NOx為33.3 kg/(hm2·a)與0.6 元/kg[16]，公式為：

V23=(TaKa+TbKb+TcKc+TdKd)C

(8)

式中：V23為稻田生態(tài)系統(tǒng)吸有害氣體的價(jià)值，元；Ta、Tb、Tc、Td表示稻田生態(tài)系統(tǒng)吸收粉塵、SO2、NOx、HF的平均通量 /，kg/(hm2· a)；其中Ta的單位為t/(hm2· a))；Ka、Kb、Kc、Kd分別為稻田生態(tài)系統(tǒng)凈化粉塵、SO2、NOx、HF 的成本，元/kg，其中Ka的單位為元/t；C為評(píng)價(jià)區(qū)域稻田面積，hm2。

稻田生態(tài)系統(tǒng)氣體調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值為定CO2服務(wù)價(jià)值、釋放O2服務(wù)價(jià)值以及吸收有害氣體服務(wù)價(jià)值的總和，公式為：

V2=V21+V22+V23

(9)

式中：V2為稻田生態(tài)系統(tǒng)氣體調(diào)節(jié)功能的價(jià)值，元。

1.2.3 氣候調(diào)節(jié)

稻田的水分蒸發(fā)在大氣的水循環(huán)過程中起到重要作用，通過吸收熱量、調(diào)節(jié)氣溫起到緩解“熱島效應(yīng)”的作用，稻田生態(tài)系統(tǒng)在溫度偏高的夏季具有顯著的降溫效應(yīng)。根據(jù)Kentaro等[17]提出的，水稻生長期間稻田周圍的問題比附近城區(qū)的溫度低1.3 ℃，因此可以用稻田降低溫度的效益來作為農(nóng)村夏季節(jié)約空調(diào)使用的效益，根據(jù)聶佳燕的研究[18]，湖南省夏季需要使用空調(diào)時(shí)間為30 d左右，日均使用時(shí)長為6 h，公式為：

V3=N×30×1.3×6×P

(10)

式中：V3為稻田生態(tài)系統(tǒng)的氣候調(diào)節(jié)的服務(wù)價(jià)值，元；N為湖南省鄉(xiāng)村家庭戶數(shù)；P消耗電能的價(jià)格，元/kWh。

1.2.4 涵養(yǎng)水源

稻田的土壤具有較好的保水和透水能力，對(duì)涵養(yǎng)水源起到重要作用。對(duì)于該指標(biāo)的價(jià)值評(píng)估采用稻田土壤中入滲的水量乘以農(nóng)業(yè)用水的價(jià)格，公式為：

V4=βKPwD

(11)

式中：V4為評(píng)價(jià)區(qū)域稻田生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)地下水源價(jià)值，元/a；β為評(píng)價(jià)區(qū)域稻田土壤水分入滲率，mm/d；K為評(píng)價(jià)區(qū)域稻田面積，hm2；PW為水價(jià)，元/m3；D為水稻水下生長天數(shù)，d。

1.2.5 水質(zhì)凈化

稻田生態(tài)系統(tǒng)的水質(zhì)凈化的能力主要表現(xiàn)為其排灌系統(tǒng)可以對(duì)水中的污染物質(zhì)進(jìn)行分解。因此，估算稻田生態(tài)系統(tǒng)水質(zhì)凈化的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可以通過稻田灌溉用水中污染物流入與流出濃度的差值，去乘以灌溉用水總量，然后再乘以處理污水中污染物的市場價(jià)格。所以，可通過代替成本法對(duì)該指標(biāo)進(jìn)行測算，公式為：

V5=(Ci-Co)ViPc

(12)

式中：V5為稻田生態(tài)系統(tǒng)水質(zhì)凈化的價(jià)值，元；Ci表示為用于灌溉的水中污染物的流入濃度，%；Co表示污染物流出濃度，%；Vi為用于稻田灌溉的總水量，m3；Pc為污水處理的市場價(jià)格，元/m3。

1.2.6 土壤保持

水稻在生長過程中能夠有效緩解土壤侵蝕，改善土質(zhì)，增加土壤有機(jī)質(zhì)積累。所以稻田生態(tài)系統(tǒng)土壤保持服務(wù)價(jià)值主要通過對(duì)稻田土壤中有機(jī)質(zhì)的輸入與輸出之間的平衡來評(píng)價(jià)。稻田土壤中有機(jī)質(zhì)的輸入主要包括：根系沉析作用增加的有機(jī)肥以及收獲后殘留的植株地下部分和一些秸稈，有機(jī)質(zhì)的輸出主要包括稻田向大氣排放CH4與CO2所消耗的有機(jī)質(zhì)，公式為：

V61=Ka×5×λ1+Kb×11%×λ2

(13)

式中：V61為土壤有機(jī)質(zhì)輸入量，kg/hm2；Ka為水稻根系生物量，kg/hm2；Kb為水稻秸稈生物量，kg/hm2；λ1、λ2分別為根系與秸稈含碳量，kg/hm2。

土壤中有機(jī)質(zhì)的輸出主要包括：淹沒于水下的稻田土壤向大氣排放CH4與土壤中微生物排放CO2所消耗的有機(jī)質(zhì)，公式為：

V62=Z1×0.27+Z2×0.75

(14)

式中：V62為土壤有機(jī)質(zhì)輸出量，kg/hm2；Z1、Z2分別為稻田CO2、CH4的排放量，kg/hm2；0.27和0.75為CO2和CH4中的含碳率。

對(duì)于土壤保持服務(wù)價(jià)值的評(píng)價(jià)，采用土壤有機(jī)質(zhì)輸入與輸出的差值，乘以有機(jī)質(zhì)肥料的市場價(jià)格，公式為：

V63=V61-V62

(15)

V6=V63PFC

(16)

式中：V63累積的土壤有機(jī)質(zhì)，kg/hm2；V6表示土壤保持服務(wù)功能的貨幣價(jià)值，元；PF為通過純碳來計(jì)量的有機(jī)肥的價(jià)值，1.47 元/kg；C為評(píng)價(jià)區(qū)域稻田面積，hm2。

1.2.7 維持生物多樣性

作為一個(gè)人工-自然復(fù)合的半自然生態(tài)系統(tǒng)，稻田生態(tài)系統(tǒng)在提供糧食產(chǎn)品的同時(shí)可以為動(dòng)植物及土壤微生物等提供了良好的生長環(huán)境，起到維持生態(tài)平衡的作用。因此對(duì)于該指標(biāo)的測算可以使用成果參照法，以謝高地等[19]得出的維持生物多樣性的單位面積價(jià)值量628.2 元/hm2作為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，公式為：

V7=ε1C

(17)

式中：V7表示維持生物多樣性服務(wù)功能的價(jià)值；ε1單位面積該功能的價(jià)值，元/hm2；其余符號(hào)意義同前。

1.2.8 景觀美學(xué)

稻田生態(tài)系統(tǒng)所形成的獨(dú)具特點(diǎn)的自然景觀，可以是人們通過主要映像進(jìn)行娛樂和美學(xué)體驗(yàn)，進(jìn)而從稻田生態(tài)系統(tǒng)中得到非物質(zhì)利益[20]。對(duì)于該指標(biāo)的測算以謝高地等[16]應(yīng)用當(dāng)量因子法估算出農(nóng)田景觀文化單位面積價(jià)值量8.8 元/hm2作為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，代替計(jì)算稻田生態(tài)系統(tǒng)該部分價(jià)值，公式為：

V8=ε2C

(18)

式中：V8為稻田生態(tài)系統(tǒng)景觀美學(xué)價(jià)值，元；ε2為景觀文化的單位面積價(jià)值量，元/hm2；其余符號(hào)意義同前。

1.2.9 有害氣體排放

稻田生態(tài)系統(tǒng)可以通過氣體調(diào)節(jié)功能固定CO2，產(chǎn)生正面的生態(tài)價(jià)值。與此同時(shí)，該系統(tǒng)同樣釋放出CH4與N2O等有毒的溫室氣體，溫室氣體的釋放給生態(tài)環(huán)境造成負(fù)擔(dān)，產(chǎn)生負(fù)面的生態(tài)價(jià)值。對(duì)于這一指標(biāo)的測算可以使用類推法[21]，通過全國范圍內(nèi)稻田生態(tài)系統(tǒng)的實(shí)際情況與湖南省做對(duì)比，推算出該部分價(jià)值，公式為：

V9=K1K2K3K4G

(19)

式中：V9表示稻田生態(tài)系統(tǒng)釋放有害氣體的價(jià)值；K1是湖南省與全國稻田種植面積的比值；K2溫室氣體釋放對(duì)我國社會(huì)產(chǎn)生的影響與我國GDP的比值；K3表示CH4與N2O兩種溫室氣體排放對(duì)氣候變化的影響與所有溫室氣體排放對(duì)氣候變化產(chǎn)生影響的比值；K4稻田生態(tài)系統(tǒng)排放N2O與CH4與這兩種溫室氣體排放總量的比值；G表示2016年我國GDP總值。

2 湖南省稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值測算

2.1 正面生態(tài)價(jià)值計(jì)算

2.1.1 提供初級(jí)產(chǎn)品價(jià)值

根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，2016年湖南省水稻總產(chǎn)量是2 602.3 萬t，水稻的市場價(jià)格平均在2.8 元/kg，根據(jù)我國農(nóng)作物秸稈折算比，2016年我國水稻秸稈總產(chǎn)量為4 400 萬t，水稻秸稈的市場價(jià)格平均在0.4 元/kg[22]，通過(1)式可以計(jì)算出2016年湖南省水稻生態(tài)系統(tǒng)提供初級(jí)產(chǎn)品功能的總價(jià)值為904.64 億元。

2.1.2 氣體調(diào)節(jié)價(jià)值

通過式(4)得到2016年湖南省稻田在CO2固定方面貢獻(xiàn)35.02 億元，通過碳稅法得到的價(jià)值是54.94 億元而造林成本法得到的價(jià)值是15.09 億元。通過式(7)得到2016年湖南省稻田釋放O2價(jià)值為58.29 億元，通過制氧工業(yè)法得到的價(jià)值是61.93億元，通過造林成本法得到結(jié)果54.65 億元。通過式(8)得到2016年湖南省稻田吸收粉塵、SO2、HF和NOx等所創(chuàng)造價(jià)值為2.17 億元。式(9)得到氣體調(diào)節(jié)服務(wù)功能的總價(jià)值為95.48 億元。

2.1.3 氣候調(diào)節(jié)價(jià)值

2016年湖南省鄉(xiāng)村戶籍?dāng)?shù)為5 130.99 萬戶，2016年湖南省鄉(xiāng)村居民生活用電為0.59 元/kWh。因此根據(jù)式(10)得到氣候調(diào)節(jié)功能價(jià)值約為70.84 億元。

2.1.4 涵養(yǎng)水源價(jià)值

土壤的種類對(duì)稻田的滲水量有重要的影響，本文利用6 mm/d作為入滲量來進(jìn)行計(jì)算[23]，2016年湖南省稻田種植面積408.55 萬hm2[13]。2016年，水稻水下生長天數(shù)100 d左右，根據(jù)2016年湖南省水的市場標(biāo)準(zhǔn)2.5 元/m3。通過式(11)得出涵養(yǎng)水源功能價(jià)值為612.83 億元。

2.1.5 水質(zhì)凈化價(jià)值

稻田生態(tài)系統(tǒng)對(duì)生化需氧量與化學(xué)需氧量(以下簡稱BOD與COD)的去除率分別約為4%～17%以及4%～16%[24]。通過灌溉水量與不同污染物質(zhì)流入與流出濃度的差值的乘積，可以得到污染的總量，再將得到的污染總量取平均，分別可以得出每公頃BOD與COD的去除量分別為：BOD為 17.07 kg/hm2，COD為26.34 kg/hm2。稻田生態(tài)系統(tǒng)水質(zhì)凈化的價(jià)值可以通過BOD的去除量來估算，BOD的去除單價(jià)為處理成本人民幣約47.5 元/kg(臺(tái)幣218.7元)[24]。這樣經(jīng)計(jì)算可以得出，湖南省稻田生態(tài)系統(tǒng)的水質(zhì)凈化功能約為33.13 億元。

2.1.6 土壤保持價(jià)值

水稻秸稈的生物量年際變化波動(dòng)不大，根據(jù)馬占云等[25]的研究，約為5 910 kg/hm2，假設(shè)根冠比為0.2，根系生物量為1 182 kg/hm2。根據(jù)式(13)計(jì)算出土壤有機(jī)質(zhì)總的輸入量為3 280 kg/hm2。稻田CO2和CH4的排放量分別為6 189，388 kg/hm2。根據(jù)式(14)與(15)分別計(jì)算出2016年湖南省稻田平均土壤有機(jī)質(zhì)輸出與累積量分別為1 962，1 318 kg/hm2。根據(jù)式(16)計(jì)算出湖南省稻田生態(tài)系統(tǒng)土壤保持總價(jià)值為38.68 億元。

2.1.7 維持生物多樣性價(jià)值

根據(jù)式(17)計(jì)算出2016年湖南省稻田維持生物多樣性總價(jià)值為25.67 億元。

2.1.8 景觀美學(xué)價(jià)值

2016年湖南省稻田播種總面積408.55 萬hm2[22]，根據(jù)式(18)計(jì)算出湖南省2016年稻田農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)景觀美學(xué)總價(jià)值為0.36 億元。

2.2 負(fù)面生態(tài)價(jià)值計(jì)算(有害氣體排放價(jià)值)

根據(jù)2017年全國統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)顯示[12]，2016年湖南省稻田播種面積約占全國總播種面積3 017.6 萬hm2的13.5%，2016年我國GDP為740 000 億元，溫室氣體釋放對(duì)我國社會(huì)產(chǎn)生的影響占我國GDP約5%，CH4與N2O兩種溫室氣體占溫室氣體總體約30%，稻田排放的兩種溫室氣體站總排放量的50%，根據(jù)式(19)可算出2016年湖南省稻田生態(tài)系統(tǒng)帶來的負(fù)面價(jià)值為750 億元。

2.3 測算結(jié)果與分析

湖南省稻田生態(tài)系統(tǒng)2016年生態(tài)價(jià)值統(tǒng)計(jì)如表1所示。由表1可知，稻田生態(tài)系統(tǒng)在涵養(yǎng)地下水源，提供初級(jí)產(chǎn)品和氣體調(diào)節(jié)等方面具有重大的生態(tài)價(jià)值。

表1 2016年湖南省稻田生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)價(jià)值統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)表1所示，正面生態(tài)價(jià)值中提供初級(jí)產(chǎn)品以2.21 萬元/hm2，總價(jià)值904.65億元占總體50.78%居所有服務(wù)功能的首位，根據(jù)2017年全國統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)資料顯示，湖南省水稻種植面積以408.55 萬hm2居我國首位，因此湖南稻田生態(tài)系統(tǒng)可以提供較多的生產(chǎn)功能價(jià)值。涵養(yǎng)水源價(jià)值以1.5 萬元/hm2元占第二位，此項(xiàng)價(jià)值與湖南省地理位置有關(guān)，湖南省地處長江中游地區(qū)，常年雨量充沛，水資源豐富，所以稻田生態(tài)系統(tǒng)可以貢獻(xiàn)較多的涵養(yǎng)水源效益，假設(shè)研究區(qū)為常年干旱的省份地區(qū)，涵養(yǎng)水源價(jià)值可能較低或?yàn)榱?。景觀美學(xué)占比最小，其生態(tài)價(jià)值僅為100 元/hm2。由于湖南省水稻種植面積較大，稻田中植被覆蓋度較高，光合作用明顯，因此氣體調(diào)節(jié)功能的效益也十分明顯。氣候調(diào)節(jié)、土壤保持、消納廢棄物、維持生物多樣性四項(xiàng)功能貢獻(xiàn)較低分別為0.17、0.09、0.08、0.06 萬元/hm2，四項(xiàng)服務(wù)功能價(jià)值之和占生態(tài)服務(wù)總價(jià)值的9.45%。景觀美學(xué)價(jià)值最小，僅為100 元/hm2，僅占總服務(wù)價(jià)值的0.02%，對(duì)湖南省整個(gè)稻田生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值影響較小。就負(fù)面生態(tài)價(jià)值而言，有害氣體排放的生態(tài)價(jià)值為1.83 萬元/hm2。湖南省稻田生態(tài)系統(tǒng)正面生態(tài)價(jià)值是其負(fù)面價(jià)值的2.4倍。這充分說明了稻田生態(tài)系統(tǒng)作為一個(gè)復(fù)雜的人工濕地生態(tài)系統(tǒng)，其生態(tài)功能對(duì)區(qū)域環(huán)境服務(wù)起到很重要的影響。

圖2 各項(xiàng)正面價(jià)值生態(tài)服務(wù)占比圖

3 討 論

(1)通過對(duì)2016年湖南省稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)結(jié)果，與2015年荊州市[1]、2014年江西省萬載縣[26]、2006年浙江省[7]等研究的稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)進(jìn)行對(duì)比。主要是從兩個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比分析：①不同研究區(qū)生態(tài)服務(wù)功能不同，提供初級(jí)產(chǎn)品、氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)等這項(xiàng)功能為普遍均進(jìn)行評(píng)價(jià)的幾項(xiàng)功能。在本研究中沒有對(duì)維持養(yǎng)分循環(huán)、蓄水防洪、社會(huì)保障等功能進(jìn)行評(píng)價(jià)。分析主要原因?yàn)椋核咎镏型寥赖奈锘再|(zhì)對(duì)維持養(yǎng)分循環(huán)功能產(chǎn)生較大的影響，同時(shí)會(huì)影響這一功能的價(jià)值，蓄水防洪與社會(huì)保障由于采集數(shù)據(jù)的困難較大并且社會(huì)保障功能具有較大的不確定性，因此本研究也沒有對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。相對(duì)于本研究而言，有的研究在評(píng)價(jià)中沒有涉及到涵養(yǎng)水源這一功能，考慮到北方地區(qū)受不同地理?xiàng)l件影響會(huì)出現(xiàn)干旱少雨、水資源短缺的可能，因此就不存在涵養(yǎng)水源這一服務(wù)功能。②不同研究區(qū)生態(tài)服務(wù)價(jià)值的評(píng)價(jià)結(jié)果不同。本研究中，價(jià)值最高的前三項(xiàng)生態(tài)服務(wù)分別為提供初級(jí)產(chǎn)品、涵養(yǎng)水源、氣體調(diào)節(jié)。2015年荊州市價(jià)值最高的前三項(xiàng)生態(tài)服務(wù)分別為氣體調(diào)節(jié)、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)以及維持生物多樣性。2014年江西省萬載縣價(jià)值最高的三項(xiàng)生態(tài)服務(wù)為生產(chǎn)糧食、消納廢棄物、肥力維持。2006年浙江省稻田生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值最高的三項(xiàng)生態(tài)服務(wù)為凈化空氣、提供初級(jí)產(chǎn)品、氣體調(diào)節(jié)。分析主要原因?yàn)椋?016年湖南省稻田播種面積居我國首位，由于提供初級(jí)產(chǎn)品功能的價(jià)值主要受市場價(jià)格與稻田種植面積控制。因此，針對(duì)湖南省而言，最大面積的稻田決定了該項(xiàng)功能的價(jià)值貢獻(xiàn)最大。對(duì)于涵養(yǎng)水源功能，湖南省多年平均降水量在1 200～1 700 mm之間,雨量充沛,屬我國降水較豐富省份之一。豐富的降水量使得水稻更好的生長環(huán)境，保證了水下生長天數(shù)。因此，相對(duì)其他功能而言，涵養(yǎng)水源功能也提供了較大的生態(tài)價(jià)值。氣體調(diào)節(jié)功能主要受水稻產(chǎn)量影響，稻田播種面積對(duì)水稻產(chǎn)量有直接影響。因此，湖南省得益于稻田播種面積在全國各省份最大，湖南省稻田生態(tài)系統(tǒng)氣體調(diào)節(jié)功能也貢獻(xiàn)了較大的生態(tài)價(jià)值。全國不同地區(qū)因地理位置、氣候條件等因素影響，根據(jù)已有的研究成果，使用同一種方法在不同地區(qū)評(píng)估的同一種指標(biāo)的誤差大小不同。因此，想要更為準(zhǔn)確的評(píng)估稻田生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)價(jià)值需要建立更科學(xué)、更合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)與方法體系。另外，現(xiàn)階段的研究中，仍無法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化的評(píng)估，這是需要在未來研究中進(jìn)行深入的探索。

(2)本研究針對(duì)稻田生態(tài)系統(tǒng)的8項(xiàng)正面價(jià)值生態(tài)服務(wù)功能的經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行了評(píng)估，事實(shí)上稻田生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)，因現(xiàn)階段研究的局限性，很多外部性功能仍不能被確定。同時(shí)，稻田生態(tài)系統(tǒng)還有許多服務(wù)功能已經(jīng)被確定，但是因其功能產(chǎn)品無法在市場上進(jìn)行交換，所有很難以貨幣經(jīng)濟(jì)的角度對(duì)其價(jià)值能行量化。盡管用貨幣去衡量稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)并不被所有研究者認(rèn)同，但是作為一種估算，貨幣量化可以是人們對(duì)其價(jià)值量的大小有更直觀的感知。

(3)稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值有正負(fù)之分，由于負(fù)面服務(wù)功能產(chǎn)生機(jī)理等方面因素的影響難以確定。本文結(jié)合湖南省稻田生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)，評(píng)估了其8項(xiàng)正面生態(tài)價(jià)值，而對(duì)于負(fù)面生態(tài)價(jià)值，僅針對(duì)到稻田生態(tài)系統(tǒng)的有害氣體排放這一項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了評(píng)估，對(duì)稻田生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面生態(tài)價(jià)值的評(píng)估存在一定的局限性，在稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的綜合評(píng)價(jià)方面還不夠完善，需要今后進(jìn)一步探索與完善。通過對(duì)正負(fù)價(jià)值的對(duì)比研究可以更加直觀的了解稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)人類生活的影響。

4 結(jié) 語

本研究表明2016年湖南省稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值為1 031.63 億元，相當(dāng)于全國GDP的3.27%，其中為水稻生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值904.64 億元，生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值量為經(jīng)濟(jì)價(jià)值量的1.14 倍。對(duì)2016年湖南省稻田生態(tài)系統(tǒng)正面服務(wù)價(jià)值各部分進(jìn)行排序，可以發(fā)現(xiàn)：提供初級(jí)產(chǎn)品(50.78%)>涵養(yǎng)水源(34.40%)>氣體調(diào)節(jié)(5.36%)>氣候調(diào)節(jié)(3.98%)>土壤保持(2.17%)>消納廢棄物(1.86%)>維持生物多樣性(1.44%)>景觀美學(xué)(0.02%)。2016年湖南省稻田生態(tài)系統(tǒng)負(fù)面價(jià)值為1.83 萬元/hm2，為正面價(jià)值的42%。作為我國產(chǎn)糧大省，通過研究湖南省稻田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的研究，提高了對(duì)稻田生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，同時(shí)為高效利用稻田生態(tài)系統(tǒng)自然資源及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生積極的影響。

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