地理國(guó)情成果用于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值研究

何永建，孔維江

（1.寧夏回族自治區(qū)自然資源信息中心，寧夏 銀川 750002；2.長(zhǎng)安大學(xué)地質(zhì)工程與測(cè)繪學(xué)院，陜西 西安 710054）

生態(tài)環(huán)境建設(shè)是我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略決策，而有效實(shí)施生態(tài)環(huán)境建設(shè)，則先要了解區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀，并在此基礎(chǔ)之上科學(xué)地評(píng)價(jià)區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量[2]。本文根據(jù)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)用地的數(shù)量及空間分布特征，統(tǒng)計(jì)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)系統(tǒng)的4 種服務(wù)價(jià)值（供給、調(diào)節(jié)、支持、文化），研究各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的地域分異特征，可為縣域資源開(kāi)發(fā)利用、制定社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、城鄉(xiāng)規(guī)劃以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)對(duì)策等提供重要參考依據(jù)。

全國(guó)地理國(guó)情監(jiān)測(cè)工作正在全面開(kāi)展，地理國(guó)情成果數(shù)據(jù)已在許多重大經(jīng)濟(jì)建設(shè)項(xiàng)目中發(fā)揮作用。本文以寧夏石嘴山市大武口區(qū)為例，依據(jù)地理國(guó)情普查的成果數(shù)據(jù)，從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的角度，對(duì)寧夏大武口區(qū)生態(tài)環(huán)境價(jià)值做出了全面、系統(tǒng)、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，為全面把握生態(tài)用地現(xiàn)狀和生態(tài)系統(tǒng)四類(lèi)服務(wù)價(jià)值提供了可參考的重要依據(jù)，同時(shí)對(duì)指導(dǎo)區(qū)域土地可持續(xù)利用和區(qū)域社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有重大意義。

1 研究方法

當(dāng)量因子法可以很好地評(píng)估所在地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，即在區(qū)分不同種類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的基礎(chǔ)上，基于可量化的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)構(gòu)建不同類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)各類(lèi)服務(wù)功能的價(jià)值當(dāng)量[1]，然后參考生態(tài)系統(tǒng)的分布面積和標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的價(jià)值量進(jìn)行評(píng)估[3]。這就要解決兩個(gè)問(wèn)題，首先是確定標(biāo)準(zhǔn)單位生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子的價(jià)值量（簡(jiǎn)稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量）；其次是獲得不同類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)單位面積上的各類(lèi)服務(wù)功能的年均價(jià)值當(dāng)量（簡(jiǎn)稱(chēng)基礎(chǔ)當(dāng)量），這是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估的前提條件。本文研究采用謝高地等提出的當(dāng)量因子表，反映的是全國(guó)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的平均水平，基本能夠客觀評(píng)估和分析中國(guó)土地利用及其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，以期為中國(guó)土地生態(tài)保護(hù)和管理提供更科學(xué)的參考。

1.1 標(biāo)準(zhǔn)單位生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子的價(jià)值量

1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量是指某地區(qū)1 hm2平均產(chǎn)量的農(nóng)田每年自然糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，以此當(dāng)量為參照可以確定其他生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的當(dāng)量因子，其作用是量化不同類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)對(duì)生態(tài)服務(wù)功能的潛在貢獻(xiàn)能力[1]。本文采用謝高地等[1]的處理方法，將單位面積農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)糧食生產(chǎn)的凈利潤(rùn)作為1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的糧食產(chǎn)量?jī)r(jià)值主要依據(jù)當(dāng)年稻谷、小麥和玉米三大糧食主產(chǎn)物計(jì)算[1]。其計(jì)算公式如下：

式中，D表示1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量（元/hm2）；Sr、Sw和Sc分別表示稻谷、小麥和玉米的播種面積占3 種作物播種總面積的百分比（%）；Fr、Fw和Fc分別表示稻谷、小麥和玉米的單位面積平均凈利潤(rùn)（元/ hm2）[1]。

1.2 單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值當(dāng)量

根據(jù)千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估的方法，將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分為供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)和文化服務(wù)四大類(lèi)，并進(jìn)一步細(xì)分為食物生產(chǎn)、原料生產(chǎn)、水資源供給、氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境、水文調(diào)節(jié)、土壤保持、維持養(yǎng)分循環(huán)、生物多樣性和美學(xué)景觀等11 種服務(wù)功能[1]。本文采用謝高地等[1]的研究結(jié)果，將生態(tài)系統(tǒng)確定為6 個(gè)一級(jí)地類(lèi)，并進(jìn)一步細(xì)分為12 個(gè)二級(jí)地類(lèi)，得到單位面積上的不同生態(tài)系統(tǒng)的不同服務(wù)功能的價(jià)值當(dāng)量。

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)包含的水田和旱地，主要服務(wù)價(jià)值是食物生產(chǎn)和氣體調(diào)節(jié)，其中水田會(huì)消耗更多的水資源，不利于土壤保持，但在水文調(diào)節(jié)和氣體調(diào)節(jié)方面有更好的價(jià)值[4]；而旱地在原料生產(chǎn)和土壤保持上有自身的優(yōu)勢(shì)。森林生態(tài)系統(tǒng)包含的灌木林和喬木林，而喬木林又具體分為闊葉林、針葉林和針闊混交林，它們的服務(wù)功能非常類(lèi)似，主要是原料生產(chǎn)、土壤保持、生物多樣性維護(hù)和調(diào)節(jié)服務(wù)功能，且三種喬木林的各項(xiàng)服務(wù)價(jià)值均高于灌木林。草地生態(tài)系統(tǒng)包括高、中、低覆蓋度草地，它們的服務(wù)功能基本一致，主要功能是調(diào)節(jié)服務(wù)、土壤保持以及生物多樣性維護(hù)等?；哪鷳B(tài)系統(tǒng)相比于其他生態(tài)系統(tǒng)，各項(xiàng)服務(wù)功能的價(jià)值當(dāng)量都較低，而水系和濕地生態(tài)系統(tǒng)的功能類(lèi)似，主要為水資源供給、各類(lèi)調(diào)節(jié)功能和生物多樣性維護(hù)，還具有很好的美學(xué)價(jià)值。

1.3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分析

生態(tài)系統(tǒng)按類(lèi)可分為農(nóng)田系統(tǒng)、森林系統(tǒng)、草地系統(tǒng)、荒漠系統(tǒng)、水域系統(tǒng)和濕地系統(tǒng)等6 個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，共12 個(gè)二級(jí)地類(lèi)。生態(tài)系統(tǒng)按服務(wù)功能又可分為供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)、支持服務(wù)、文化服務(wù)等4 個(gè)方面，進(jìn)一步細(xì)分為11 種服務(wù)功能。在已獲得12 個(gè)二級(jí)地類(lèi)的11 種服務(wù)功能的當(dāng)量因子表、標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量值和各項(xiàng)生態(tài)用地面積后，可以計(jì)算出各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的各類(lèi)生態(tài)服務(wù)功能的價(jià)值量，計(jì)算公式如下：

式中，Wmn表示第m個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的第n種服務(wù)功能的價(jià)值；Si表示某鄉(xiāng)鎮(zhèn)第i種生態(tài)用地的面積；Bi表示該類(lèi)生態(tài)用地的基礎(chǔ)當(dāng)量；D表示標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量。

1.3.1 生態(tài)系統(tǒng)供給服務(wù)價(jià)值分析

生態(tài)系統(tǒng)供給服務(wù)主要包括食物生產(chǎn)、原料生產(chǎn)和水資源供給，其中食物生產(chǎn)服務(wù)是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為人類(lèi)能夠食用的動(dòng)植物產(chǎn)品的能力；原料生產(chǎn)是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為成人類(lèi)能夠用作建筑物或其他用途；水資源供給是指由各生態(tài)系統(tǒng)提供的、為居民生活、農(nóng)業(yè)（灌溉）、工業(yè)過(guò)程等使用的水資源[1]。

1.3.2 生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值分析

生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)服務(wù)主要包括氣候調(diào)節(jié)功能、氣體調(diào)節(jié)功能、凈化環(huán)境功能和水文調(diào)節(jié)功能，其中氣體調(diào)節(jié)功能是指生態(tài)系統(tǒng)為了維持大氣化學(xué)組分平衡，吸收氟化物、氮氧化物和SO2的功能。氣候調(diào)節(jié)功能是指生態(tài)系統(tǒng)對(duì)區(qū)域氣候的影響，比如降低氣溫、增加降水；水文調(diào)節(jié)功能是指生態(tài)系統(tǒng)截留、吸收和貯存降水，調(diào)蓄洪水、調(diào)節(jié)徑流，降低旱澇災(zāi)害；凈化環(huán)境功能是指植被和生物去除和降解多余養(yǎng)分和化合物，滯留灰塵、除污等，包括凈化空氣和水質(zhì)等[1]。

當(dāng)然，上面的論述并非是要完全否認(rèn)理論對(duì)于實(shí)際教學(xué)工作的指導(dǎo)意義或促進(jìn)作用，恰恰相反，即使是小學(xué)數(shù)學(xué)教師也應(yīng)自覺(jué)地堅(jiān)持理論學(xué)習(xí)，因?yàn)椋碚撟钪匾淖饔镁褪怯兄诖蠹腋钊氲乩斫庾约旱墓ぷ?，這也正是為什么可以將教學(xué)看成一種真正的專(zhuān)業(yè)性工作的主要原因．這也就如舒爾曼所指出的：“將某項(xiàng)職業(yè)稱(chēng)為專(zhuān)業(yè)，意味著它在學(xué)術(shù)上具有廣泛的知識(shí)解釋基礎(chǔ)……專(zhuān)業(yè)實(shí)踐的變化的原因不僅僅來(lái)自于實(shí)踐規(guī)則、環(huán)境或政策的變化，也來(lái)自于學(xué)術(shù)研究中知識(shí)的增長(zhǎng)、批判和發(fā)展所導(dǎo)致的新理解、新觀點(diǎn)或理解世界的新方式．”[5]

1.3.3 生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)價(jià)值分析

生態(tài)系統(tǒng)支持服務(wù)主要包括土壤保持、維持生物多樣性以及維持養(yǎng)分循環(huán)的功能，其中土壤保持功能是指生態(tài)系統(tǒng)在有機(jī)質(zhì)積累及植被根物質(zhì)和生物在土壤保持中的作用, 可以促進(jìn)養(yǎng)分循環(huán)和累積[5]。維持養(yǎng)分循環(huán)功能是指生態(tài)系統(tǒng)對(duì)N、P 等元素與養(yǎng)分的內(nèi)部循環(huán)、儲(chǔ)存、處理和獲取，維持生物多樣性是指生態(tài)系統(tǒng)可以保證野生動(dòng)物、植物基因的遺傳和進(jìn)化，同時(shí)又是野生動(dòng)植物的棲息地。

1.3.4 生態(tài)系統(tǒng)文化服務(wù)價(jià)值分析

生態(tài)系統(tǒng)文化服務(wù)主要是提供美學(xué)景觀服務(wù)功能，是指生態(tài)系統(tǒng)是具有娛樂(lè)用途、文化和藝術(shù)價(jià)值的景觀[6]。

2 大武口區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分析

以寧夏石嘴山市大武口區(qū)為例，基于當(dāng)量因子法，利用石嘴山市地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)成果，結(jié)合調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料，對(duì)大武口區(qū)農(nóng)用地利用情況從供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)和支持服務(wù)3 個(gè)方面進(jìn)行了單位面積的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量計(jì)算。

通過(guò)對(duì)大武口區(qū)生態(tài)用地現(xiàn)狀和生態(tài)系統(tǒng)四類(lèi)服務(wù)價(jià)值的分析，可以發(fā)現(xiàn)以下規(guī)律：

1）大武口區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間的各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量分布極不均衡，差異巨大。大武口各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量的平均數(shù)/中位數(shù)統(tǒng)計(jì)狀況見(jiàn)圖1。

圖1 大武口各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的平均值/中位數(shù)比值

2）大武口區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量分布極不均衡。

圖2 表明大武口區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量數(shù)值較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)量較少，而價(jià)值量較小的鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)量較多，且數(shù)值相差懸殊。

圖2 大武口區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量受生態(tài)用地面積的影響巨大，無(wú)論是哪一種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，總量最大的前五位總是石炭井街道、白芨溝街道、長(zhǎng)勝街道、星海鎮(zhèn)和溝口街道，中間四位總是長(zhǎng)興街道、朝陽(yáng)街道、人民路街道和前進(jìn)農(nóng)場(chǎng)，而最后四位總是青山街道、長(zhǎng)城街道、錦林街道和簡(jiǎn)泉農(nóng)莊，它們的位序只在小范圍內(nèi)微調(diào)，且第一位總是石炭井街道，最后兩位總是錦林街道和簡(jiǎn)泉農(nóng)莊。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量見(jiàn)圖2，可以發(fā)現(xiàn)總量分布和各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分布基本一致。

3）大武口區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值是以調(diào)節(jié)服務(wù)為主，而調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值又是以水文調(diào)節(jié)服務(wù)為主。

大武口區(qū)11 項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量的總和為103 901.02 萬(wàn)元，生態(tài)用地（潛在）價(jià)值巨大。大武口區(qū)4 類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值量占總量的百分比狀況和11 項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量占總量的百分比狀況見(jiàn)圖3。

從圖3 的左圖可以看出，調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值量占服務(wù)價(jià)值總量的67.55%，超過(guò)一半，故大武口區(qū)4 類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是以調(diào)節(jié)服務(wù)為主。按圖3 右圖的11 項(xiàng)生態(tài)用地服務(wù)統(tǒng)計(jì)時(shí)，則最大值是水文調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值，占總價(jià)值的32.08%，占調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值的47.49%，換近一半；其次是氣候調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值，占總價(jià)值的19.95%；再次是維持生物多樣性服務(wù)價(jià)值和土壤保持服務(wù)價(jià)值，分別占10.50%和9.40%；這四項(xiàng)服務(wù)價(jià)值之和占總量的71.53%，可以認(rèn)為大武口區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的主要服務(wù)價(jià)值是水文調(diào)節(jié)功能、氣候調(diào)節(jié)功能、生物多樣性維持功能和土壤保持功能。

圖3 大武口區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值構(gòu)成

通過(guò)對(duì)大武口區(qū)生態(tài)用地現(xiàn)狀的分析可以發(fā)現(xiàn)，大武口區(qū)的生態(tài)用地面積以草地和森林為主，且各類(lèi)生態(tài)用地面積呈現(xiàn)出明顯的地域分異特征；各鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間的各類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量分布極不均衡，且最大值和最小值之間相差數(shù)百倍；由于各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)用地面積差異較大，故各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總量分布極不均衡，總體呈現(xiàn)出行政區(qū)域面積越大，生態(tài)用地面積就越大，生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值也就越大的特征；而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值以調(diào)節(jié)服務(wù)為主，占總價(jià)值的67.55%，而調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值又以水文調(diào)節(jié)服務(wù)為主，占調(diào)節(jié)服務(wù)價(jià)值的47.49%，且占總價(jià)值的比例達(dá)到32.08%。

3 結(jié) 語(yǔ)

第一次全國(guó)地理國(guó)情普查已結(jié)束，基礎(chǔ)性地理國(guó)情監(jiān)測(cè)工作也已全面開(kāi)展，地理國(guó)情成果數(shù)據(jù)以其數(shù)據(jù)客觀、精確高,得到了社會(huì)各界的普遍認(rèn)可[7]。利用地理國(guó)情數(shù)據(jù)，結(jié)合統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，開(kāi)展生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分析是可行的。本文以寧夏大武口區(qū)為例，進(jìn)行的生態(tài)供給、調(diào)解、支持、文化4 類(lèi)服務(wù)分析，以及對(duì)大武口區(qū)生態(tài)系統(tǒng)四類(lèi)服務(wù)價(jià)值的分析，全面掌握了四類(lèi)服務(wù)功能的價(jià)值，可以作為生態(tài)功能區(qū)劃、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、環(huán)境經(jīng)濟(jì)核算和生態(tài)補(bǔ)償決策的重要依據(jù)和基礎(chǔ)[1]。