東江湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估

童 妍，李 朗，李 姣，牛 潛，汪 杰

(1.湖南師范大學(xué)商學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410013； 2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)公共管理學(xué)院，江蘇 徐州 221116)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、過(guò)程和功能直接或間接得到的生命支持產(chǎn)品和服務(wù)[1]，它是人類(lèi)生存和持續(xù)發(fā)展過(guò)程中的物質(zhì)基礎(chǔ)和基本條件。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值是衡量生態(tài)安全程度的關(guān)鍵指標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行評(píng)估是提升生態(tài)環(huán)境資源配置效率的基礎(chǔ)，也是建立生態(tài)補(bǔ)償保護(hù)機(jī)制的前提與依據(jù)[2-3]。

近年來(lái)，生態(tài)服務(wù)價(jià)值評(píng)估已經(jīng)成為環(huán)境與生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)中最重要、發(fā)展最快的研究領(lǐng)域之一[4-5]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的估算已經(jīng)廣泛應(yīng)用于全球或區(qū)域尺度內(nèi)的森林[6-7]、濕地[8-9]、流域[10-12]、草地[13-14]、農(nóng)田[15-16]等多種單一生態(tài)系統(tǒng)及由其組成的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中。在評(píng)估方法上，可分為直接評(píng)估法和間接評(píng)估法。評(píng)估多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值時(shí)，越來(lái)越多的學(xué)者嘗試通過(guò)間接評(píng)估法中的模型模擬的方法，定量化、可視化、精細(xì)化地評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值[17]。其中，InVEST模型對(duì)模型參數(shù)、特性數(shù)據(jù)沒(méi)有太多限制，且能以專(zhuān)題地圖的形式在空間尺度上動(dòng)態(tài)量化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，已成為一種優(yōu)勢(shì)明顯、發(fā)展成熟的模型，被國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛應(yīng)用[18-20]。

東江湖流域的濕地生態(tài)系統(tǒng)與水生態(tài)系統(tǒng)提供了巨大的服務(wù)價(jià)值，作為我國(guó)重要的國(guó)家濕地公園試點(diǎn)區(qū)和水資源生態(tài)補(bǔ)償試點(diǎn)區(qū)[21]，具有重大的研究意義。本研究使用InVEST模型評(píng)估東江湖流域1980—2020年的水源涵養(yǎng)、土壤保持和碳儲(chǔ)存三種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)物質(zhì)量，選用影子工程法、市場(chǎng)價(jià)格法等方法評(píng)估其價(jià)值量，并給出相關(guān)政策建議。

1 研究區(qū)概況

本文的研究對(duì)象為東江湖流域(113°13′26″—14°03′00″E，25°20′51″—26°10′30″N)，它是指流入東江湖的河流的匯水區(qū)域，位于湘粵贛三省交界處、羅霄山脈南端、八面山西坡、南嶺北坡。全流域面積4851.04km2，流域界線長(zhǎng)435.62km，涉及汝城縣、桂東縣、宜章縣和資興市4個(gè)縣市的29個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。近年來(lái)，東江湖流域生態(tài)安全問(wèn)題因生活污水直排、流域水電開(kāi)發(fā)密集等原因面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[22]。如何實(shí)現(xiàn)東江湖流域可持續(xù)發(fā)展、獲得經(jīng)濟(jì)和生態(tài)雙重效應(yīng)已成為政府與公眾關(guān)注的焦點(diǎn)。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與評(píng)估方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究使用的數(shù)據(jù)詳細(xì)來(lái)源與說(shuō)明見(jiàn)表1。研究中用到的空間數(shù)據(jù)統(tǒng)一采用Albers Conical Equal Area投影坐標(biāo)系、GCS_WGS_1984地理坐標(biāo)系，其基準(zhǔn)面為D_WGS_1984。

表1 數(shù)據(jù)來(lái)源及說(shuō)明Tab.1 Datasourceanddescription數(shù)據(jù)名稱數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)據(jù)說(shuō)明DEM數(shù)字高程數(shù)據(jù)地理空間數(shù)據(jù)云(http://www.gscloud.cn/)衛(wèi)星圖像的空間分辨率為30m土地利用數(shù)據(jù)湖南省自然資源局土地利用方式精確到二級(jí)分類(lèi)土壤數(shù)據(jù)旱區(qū)寒區(qū)科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http://westdc.westgis.ac.cn/)及國(guó)家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)平臺(tái)/氣象數(shù)據(jù)中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)國(guó)家氣象信息(http://data.cma.cn)借助ArcGIS中的距離倒數(shù)乘方法對(duì)氣象站點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行空間插值

2.2 評(píng)估和計(jì)算方法

本研究使用InVEST模型中的水量提供模型、泥沙輸移比模型和碳儲(chǔ)存模型分別評(píng)估東江湖流域1980—2020年的水源涵養(yǎng)、土壤保持和碳儲(chǔ)存三種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)物質(zhì)量，并利用影子工程法、替代成本法和市場(chǎng)價(jià)值法分別將這三種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)量貨幣化。

2.2.1 水源涵養(yǎng)量計(jì)算

在布德科水熱耦合平衡假設(shè)[23]的基礎(chǔ)上，InVEST模型通過(guò)計(jì)算每個(gè)柵格單元的降水量和實(shí)際蒸散量的差值即可獲得產(chǎn)水量，模型所得到的產(chǎn)水量經(jīng)過(guò)修正后，即可獲得流域?qū)嶋H的水源涵養(yǎng)量[24]。具體計(jì)算公式如下：

(1)

式中：Retention即修正后的水源涵養(yǎng)量(m3)；Velocity、TI分別為地形指數(shù)和流量系數(shù)，兩者均無(wú)量綱；Ksat為土壤飽和導(dǎo)水率(mm·d-1)；WY為模型所得產(chǎn)水量(m3)。

對(duì)東江湖流域而言，水源涵養(yǎng)價(jià)值主要表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)蓄水價(jià)值。評(píng)估時(shí)可使用影子工程法模擬建造一水利設(shè)施，使其最大蓄水量與東江湖流域的水源涵養(yǎng)量保持一致，用建造該蓄水設(shè)施的總成本為依據(jù)來(lái)核算水源涵養(yǎng)價(jià)值。計(jì)算模型如下：

Vwr=Qwr×Cwe

(2)

式中：Vwr為生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)價(jià)值(元)；Qwr為水源涵養(yǎng)量(m3)；Cwe為水庫(kù)單位庫(kù)容的工程造價(jià)(元·m-3)。參照1993—1999年《中國(guó)水利年鑒》，計(jì)算得水庫(kù)單位庫(kù)容平均工程造價(jià)為2.17元·m-3，以此為基礎(chǔ)根據(jù)各年份的價(jià)格指數(shù)，得到各年份的水庫(kù)單位庫(kù)容工程造價(jià)成本。

2.2.2 土壤保持量計(jì)算

InVEST模型中，土壤保持量包括土壤侵蝕減少量和泥沙持留量。具體計(jì)算公式如下：

SEDRET=R×K×LS×(1-C×P)+SEDR

(3)

式中：SEDRET為土壤保持量(t)；R為降雨侵蝕力因子(MJ·mm(ha·hr)-1)；K為土壤可蝕性因子(t·ha·hr(MJ·ha·mm)-1)；LS、C、P分別為坡長(zhǎng)坡度因子、植被覆蓋與作物管理因子及水土保持措施因子，三者均無(wú)量綱；SEDR為土壤對(duì)泥沙持留量(t)。

由InVEST模型土壤保持服務(wù)量的分類(lèi)可知，土壤保持價(jià)值由減少面源污染價(jià)值和減少泥沙淤積價(jià)值兩部分構(gòu)成[25]。具體公式如下：

Vsr=Vsd+Vdpd

(4)

式中:Vsr為生態(tài)系統(tǒng)土壤保持價(jià)值(元)；Vsd為減少泥沙淤積價(jià)值(元)；Vdpd為減少面源污染價(jià)值(元)。

通過(guò)土壤保持功能，生態(tài)系統(tǒng)可以有效減少氮、磷等土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入下游水體，從而減少下游水體的面源污染，形成減少面源污染的價(jià)值。評(píng)估這一價(jià)值時(shí)可根據(jù)氮、磷這兩類(lèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在土壤中的含量，使用替代成本法(即清除土壤污染物的總成本)核算；計(jì)算公式和相關(guān)參數(shù)如下(見(jiàn)表2)：

Vdpd=Qsr×(C1×P1+C2×P2)

(5)

表2 減少面源污染價(jià)值評(píng)估參數(shù)說(shuō)明Tab.2 Descriptionofevaluationparametersofdiffusedpollutionreductionvalue數(shù)據(jù)需求數(shù)額單位數(shù)據(jù)來(lái)源說(shuō)明土壤保持量(Qsr)/tInVEST模型計(jì)算結(jié)果土壤中氮含量(C1)1.49kg·t-1參考文獻(xiàn):魏軍才等[26]土壤中磷含量(C2)0.60kg·t-1參考文獻(xiàn):魏軍才等[26]氮污染物處理成本(P1)3.75元·kg-1湖南省環(huán)境保護(hù)稅磷污染物處理成本(P2)12.00元·kg-1湖南省環(huán)境保護(hù)稅

通過(guò)土壤保持功能，生態(tài)系統(tǒng)可以減少水體的泥沙淤積，帶來(lái)減少泥沙淤積的價(jià)值。評(píng)估這一價(jià)值時(shí)可根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的土壤保持量和泥沙淤積量，使用替代成本法(即開(kāi)展水庫(kù)清淤工程的總費(fèi)用)核算。計(jì)算公式及相關(guān)參數(shù)說(shuō)明如下(見(jiàn)表3)：

Vsd=λ×(Qsr×ρ)×c

(6)

表3 減少泥沙淤積價(jià)值評(píng)估參數(shù)說(shuō)明Tab.3 Descriptionofevaluationparametersofsedimentationreductionvalue數(shù)據(jù)需求數(shù)額單位數(shù)據(jù)來(lái)源說(shuō)明單位水庫(kù)清淤工程費(fèi)用(c)0.67元·m-3參考文獻(xiàn):歐陽(yáng)志云等[27]土壤容重(ρ)1.241g·m-3《陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值核算技術(shù)指南》[28] 泥沙淤積系數(shù)(λ)24%參考文獻(xiàn):歐陽(yáng)志云等[27]

2.2.3 碳存儲(chǔ)量計(jì)算

在InVEST模型的碳存儲(chǔ)模塊中，基于生態(tài)系統(tǒng)中各綠色碳庫(kù)的碳儲(chǔ)存量，可計(jì)算東江湖流域內(nèi)的碳儲(chǔ)存總量，具體公式如下：

C=Cabove+Cbelow+Csoil+Cdead

(7)

式中：C為陸地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)存總量；Cabove、Cbelow、Csoil、Cdead分別為地上部分、地下部分、土壤層部分及死亡有機(jī)質(zhì)的碳儲(chǔ)量；單位均為kg·m-2。

我國(guó)碳交易市場(chǎng)已經(jīng)初步建立，可利用碳交易價(jià)格，使用市場(chǎng)價(jià)值法評(píng)估碳存儲(chǔ)這一生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值。計(jì)算模型如下：

Vcf=Qc×Cc

(8)

式中：Vcf為生態(tài)系統(tǒng)固碳價(jià)值(元)；Qc為總固碳量(t)；Cc為碳交易價(jià)格(元·t-1)。本研究確定的碳交易價(jià)格為2020年全國(guó)8個(gè)碳交易市場(chǎng)按市場(chǎng)交易量計(jì)算出來(lái)的加權(quán)平均值，為30.58元·t-1。

3 結(jié)果與分析

3.1 東江湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)量評(píng)估

3.1.1 水源涵養(yǎng)量

為識(shí)別東江湖流域各區(qū)域的空間異質(zhì)性，更有效地評(píng)估流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其價(jià)值，本文借助ArcGIS水文分析工具，參考前人研究，將東江湖流域劃分成24個(gè)子流域[29]，各子流域的空間分布見(jiàn)圖1。

圖1 東江湖流域子流域編號(hào)圖Fig.1 Sub-basin numbering map of the Dongjiang Lake Basin

對(duì)InVEST模型成功運(yùn)行后得到的產(chǎn)水量進(jìn)行修正，即可得到東江湖流域歷年實(shí)際的水源涵養(yǎng)量(見(jiàn)表4)?？臻g分布上，東江湖流域內(nèi)水源涵養(yǎng)量分布不均勻，中部水源涵養(yǎng)量明顯較高，水源涵養(yǎng)量大致呈放射狀向四周減少，而除了中部地區(qū)以外，東部區(qū)域的水源涵養(yǎng)量明顯高于其他區(qū)域。這主要受到兩方面影響：一方面，東部地區(qū)降水豐富且緯度較高，蒸散作用相對(duì)較弱，而南部與西部區(qū)域降水較少且蒸散作用明顯強(qiáng)于東部；另一方面，流域內(nèi)中東部區(qū)域多為林地，土地植被覆蓋率較高，因此土壤水分下滲強(qiáng)度高，生態(tài)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的水源涵養(yǎng)能力；西部和南部地區(qū)多為耕地、草地及水域，植被覆蓋率較低，蒸散作用較強(qiáng)，因此生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源的能力較弱。

時(shí)間序列上，1980年、1990年、2000年、2010年、2020年?yáng)|江湖流域的水源涵養(yǎng)量分別為140.687×106、91.417×106、138.596×106、62.889×106、86.568×106m3，整體呈現(xiàn)出先小幅上升后大幅下降的趨勢(shì)。以子流域區(qū)分統(tǒng)計(jì)東江湖流域的水源涵養(yǎng)量，可以發(fā)現(xiàn)9號(hào)和15號(hào)子流域水源涵養(yǎng)量較高，均在10×106m3以上，其余子流域水源涵養(yǎng)量一般不超過(guò)10×106m3，這與區(qū)域地形、降水量、植被覆蓋量和蒸散量有關(guān)。從變化量上看，9號(hào)和15號(hào)子流域水源涵養(yǎng)量40年來(lái)的變化量也是最大的；從變化率上看，4號(hào)、10號(hào)、12號(hào)、18號(hào)、19號(hào)、20號(hào)、21號(hào)、22號(hào)和23號(hào)子流域水源涵養(yǎng)量下降幅度較大，均超過(guò)40%。

3.1.2 土壤保持量

InVEST模型的土壤保持模塊運(yùn)行成功后即可得到東江湖各流域1980—2020年土壤保持量的變化情況(見(jiàn)表5)。東江湖流域各年土壤保持量的空間分布相似，流域內(nèi)的土壤保持量較低的區(qū)域由東北向西南呈現(xiàn)線條狀分布，主要由于東北向西南走向上植被覆蓋率較高且多為坡度較大的山地丘陵地形，土壤相對(duì)較易被侵蝕的同時(shí)下墊面對(duì)徑流和泥沙的持留作用較強(qiáng)，因此計(jì)算出來(lái)土壤保持量較大。另外，西北和東南區(qū)域由于區(qū)域水域面積較大，整體表現(xiàn)為土壤保持量較低。

時(shí)間序列上，1980年、1990年、2000年、2010年、2020年?yáng)|江湖流域的土壤保持量分別為1199.387×106、881.454×106、1287.324×106、1033.172×106、1120.689×106t，呈現(xiàn)波動(dòng)上升后逐漸平穩(wěn)的趨勢(shì)。以子流域區(qū)分統(tǒng)計(jì)東江湖流域的土壤保持量，以2020年為例，可以發(fā)現(xiàn)9號(hào)和15號(hào)子流域土壤保持量較高，均超過(guò)130×106t。

表4 研究區(qū)各流域1980—2020年水源涵養(yǎng)量變化Tab.4 Changesinwaterconservationineachwatershedinthestudyareafrom1980to2020地區(qū)編號(hào)水源涵養(yǎng)量/(×106m3)1980年1990年1995年2000年2005年2010年2015年2020年變化量變化率/%14.4892.8624.7414.7914.0932.2074.6322.895-1.593-35.4924.3642.9854.6873.8683.9131.9175.0442.764-1.600-36.6636.8964.4897.5816.0556.0153.1507.9844.311-2.586-37.5040.4620.3040.4820.3960.3980.1880.5230.276-0.185-40.1057.4635.0098.1966.8556.7973.5648.7014.861-2.603-34.8761.8031.3461.8421.7501.7960.6912.0481.138-0.665-36.8872.4221.6862.5262.1942.2170.9702.7651.494-0.928-38.3085.3703.1455.9365.5004.9822.5056.1993.384-1.986-36.98919.21811.78919.79219.32017.5128.69220.04911.499-7.718-40.16107.8915.5208.0807.5817.8162.6769.1454.452-3.439-43.58114.4773.0114.8144.2574.2612.0445.3042.899-1.578-35.24123.0342.0363.2042.8732.9021.1723.5951.803-1.232-40.59136.2674.2446.8736.1196.0073.1877.3054.219-2.047-32.67143.7832.4704.1023.6893.6841.5484.5522.290-1.493-39.461522.73514.52924.08121.71920.67111.01824.79114.198-8.537-37.551610.6776.62211.84910.78210.2575.30512.6626.909-3.768-35.29173.2282.0413.5983.2783.2231.5163.9372.020-1.208-37.42183.2962.1033.5453.2983.3191.2614.0061.862-1.434-43.51191.4191.0451.4431.4181.4700.5091.6270.803-0.616-43.42203.6722.6973.8594.0824.3281.3864.4182.141-1.531-41.70214.3892.7914.7374.5464.6621.5075.4322.350-2.039-46.46223.5162.3933.8383.8834.0751.3214.4812.040-1.476-41.99233.1532.0403.5143.3933.4781.3443.9761.853-1.301-41.25246.6624.2597.4386.9506.9473.2118.2064.106-2.556-38.36合計(jì)140.68791.417150.756138.596134.82362.889161.38286.568-54.118/

從變化上看，1980年以來(lái)，1號(hào)、8號(hào)、9號(hào)子流域土壤保持量有所上升，其中1號(hào)子流域變化量為12.021×106t，變化率高達(dá)17.83%；其他子流域的土壤保持量都有所下降。

3.1.3 碳儲(chǔ)量

目前，東江湖流域的實(shí)測(cè)碳密度數(shù)據(jù)較為缺乏，因此,本文參照與東江湖流域地理位置相近、自然條件相似的研究，整理出東江湖流域不同地類(lèi)的碳儲(chǔ)量密度。InVEST模型中的碳儲(chǔ)存模塊成功運(yùn)行后，即可得到東江湖流域碳儲(chǔ)量變化(見(jiàn)表6)?？臻g分布上，流域內(nèi)整體碳儲(chǔ)量較高，西部碳儲(chǔ)量相對(duì)較低，且1980年以來(lái)，西部區(qū)域整體碳儲(chǔ)量呈現(xiàn)出持續(xù)下降趨勢(shì)，這與流域東北部、東部和東南部的林地面積分布廣泛的現(xiàn)狀是一致的。而流域西部主要為水庫(kù)和河流，水域的碳密度基本為0，因而西部的碳儲(chǔ)量較低。

從時(shí)間序列上看，1980年、1990年、2000年、2010年、2020年?yáng)|江湖流域的碳存儲(chǔ)量呈波動(dòng)減少的趨勢(shì)，整體變化不大，分別為73.699×106、73.976×106、71.455×106、69.929×106、70.09×106t，共減少4.90%。以子流域區(qū)分統(tǒng)計(jì)東江湖流域的碳存儲(chǔ)量，4號(hào)、7號(hào)、10號(hào)和19號(hào)子流域碳存儲(chǔ)量減少幅度大于10%，其中7號(hào)子流域減少了28.16%，原因主要在于7號(hào)子流域位于水庫(kù)北邊，水庫(kù)蓄水導(dǎo)致7號(hào)子流域水域面積增大。

3.2 東江湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值量評(píng)估

3.2.1 水源涵養(yǎng)價(jià)值

根據(jù)公式(2)可得流域的水源涵養(yǎng)價(jià)值，由此繪制各年水源涵養(yǎng)價(jià)值變化圖(見(jiàn)圖2)。從整體來(lái)看，1980年、1990年、2000年、2010年、2020年水源涵養(yǎng)價(jià)值分別為52.758、34.281、51.974、23.583、32.463千萬(wàn)元。2015年?yáng)|江湖流域的水源涵養(yǎng)價(jià)值相較于1980年增加了14.71%，2020年?yáng)|江湖流域的水源涵養(yǎng)價(jià)值相較于1980年降低了38.47%；從1980年到2020年，東江湖流域水源涵養(yǎng)價(jià)值最大值為60.62千萬(wàn)元，最小值為23.58千萬(wàn)元，波動(dòng)較大，整體呈現(xiàn)波動(dòng)升降的變化特征。

圖2 研究區(qū)1980—2020年水源涵養(yǎng)價(jià)值及變化Fig.2 Water conservation value and changes in the study area from 1980 to 2020

表6 研究區(qū)各流域1980—2020年碳儲(chǔ)存量變化Tab.6 Changesincarbonstorageineachwatershedinthestudyareafrom1980to2020地區(qū)編號(hào)碳儲(chǔ)存量/(×106t)1980年1990年1995年2000年2005年2010年2015年2020年變化量變化率/%14.6664.6924.2774.6874.6804.2614.2514.314-0.352-7.5521.9962.0221.9161.9181.9291.9201.9141.913-0.083-4.1433.5633.5603.5573.5543.5513.5513.5513.556-0.007-0.2040.3660.3730.3100.3100.3100.3080.3080.308-0.058-15.7552.4512.4492.4322.4302.4332.4292.4302.430-0.020-0.8362.2132.2082.1842.1842.1822.1682.1652.170-0.043-1.9372.3032.4781.6811.6691.6771.6421.6421.655-0.649-28.1682.2682.2622.2272.2602.2612.2252.2282.239-0.028-1.2597.5517.5837.0047.5837.6187.0197.0027.061-0.490-6.49105.1735.1904.3114.2924.2974.3034.2554.260-0.913-17.66111.6041.5971.5921.5551.5571.5741.5781.578-0.026-1.62121.3211.3301.2281.1911.1981.2031.2061.206-0.115-8.68132.0512.0472.0442.0412.0402.0402.0432.044-0.007-0.34141.5541.5261.4741.4571.4561.4601.4611.461-0.093-5.98157.1857.2146.9017.1847.1816.8646.9127.018-0.167-2.32163.6373.6333.6103.6203.6183.6063.6303.6420.0050.14171.7951.7951.7911.7931.7911.7881.7811.781-0.014-0.78181.7291.7321.6501.6351.6361.6211.6221.622-0.107-6.20191.2301.2251.0981.0901.0911.0871.0641.066-0.163-13.29202.4642.4642.4582.4392.4392.3962.3352.347-0.117-4.73212.9913.0042.9792.9782.9752.9422.9392.963-0.028-0.93223.9853.9873.9803.9843.9813.9773.9713.971-0.014-0.35233.1093.1103.1063.1103.1073.0843.0843.088-0.020-0.66246.4946.4946.4876.4916.4846.4606.4406.394-0.101-1.55合計(jì)73.69973.97670.29771.45571.49269.92969.81370.090-3.609/

3.2.2 土壤保持價(jià)值

由公式(4) 、(5) 和 (6) 可算出東江湖流域土壤保持價(jià)值，由此繪制各年土壤保持價(jià)值變化圖(見(jiàn)圖3)。從整體來(lái)看，1980年、1990年、2000年、2010年、2020年?yáng)|江湖流域的土壤保持價(jià)值分別為1583.122、1163.469、1699.194、1363.728、1479.257千萬(wàn)元。其中，1990年土壤保持價(jià)值最小，為1163.469千萬(wàn)元；2005年土壤保持價(jià)值最大，為1928.328千萬(wàn)元；變化率高達(dá)67%，整體呈現(xiàn)出較大幅度波動(dòng)升降的特征。

圖3 研究區(qū)1980—2020年土壤保持價(jià)值及變化Fig.3 Soil conservation value and changes in the study area from 1980 to 2020

3.2.3 碳儲(chǔ)存價(jià)值

由公式(8)可算出東江湖流域的碳儲(chǔ)存價(jià)值，由此繪制各年碳儲(chǔ)存價(jià)值變化圖(見(jiàn)圖4)。從整體來(lái)看，1980年、1990年、2000年、2010年、2020年碳存儲(chǔ)價(jià)值分別為：225.372、226.219、218.509、213.843、214.335千萬(wàn)元，流域內(nèi)各年碳儲(chǔ)量?jī)r(jià)值變化不大。

3.2.4 價(jià)值匯總

將東江湖流域的碳存儲(chǔ)、水源涵養(yǎng)、土壤保持價(jià)值均值相加，得出生態(tài)服務(wù)總價(jià)值(見(jiàn)表7)，1980—2020年?yáng)|江湖流域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值呈現(xiàn)先小幅下降后回歸波動(dòng)前的價(jià)值的特征，整體下降7.20%。從歷年價(jià)值構(gòu)成上來(lái)看，東江湖流域的三類(lèi)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中，土壤保持價(jià)值最大，水源涵養(yǎng)價(jià)值最小。

圖4 研究區(qū)1980—2020年碳儲(chǔ)存價(jià)值及變化Fig.4 Carbon storage value and changes in the study area from 1980 to 2020

表7 1980—2020年?yáng)|江湖流域總價(jià)值及構(gòu)成Tab.7ThetotalvalueandcompositionoftheDongjiangLakeBasinfrom1980to2020千萬(wàn)元年份水源涵養(yǎng)價(jià)值土壤保持價(jià)值碳儲(chǔ)存價(jià)值合計(jì)198052.7581583.122225.3721861.251199034.2811163.469226.2191423.969200051.9741699.194218.5091969.677201023.5831363.728213.8431601.154202032.4631479.257214.3351726.055

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

本研究綜合利用相關(guān)數(shù)據(jù)，以ArcGIS軟件和InVEST模型為工具，評(píng)估了東江湖流域1980年、1990年、1995年、2000年、2005 年、2010 年、2015 年和2020年的水源涵養(yǎng)、土壤保持和碳儲(chǔ)存三種主要生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值。得出的主要結(jié)論如下：

(1)在空間分布上，東江湖流域內(nèi)水源涵養(yǎng)量分布不均勻，中部水源涵養(yǎng)量明顯較高，水源涵養(yǎng)量大致呈放射狀向四周減少的狀態(tài)；在時(shí)間序列上，1980年、1990年、2000年、2010年、2020年?yáng)|江湖流域的水源涵養(yǎng)價(jià)值的均值分別為52.758、34.281、51.974、23.583、32.463千萬(wàn)元，呈現(xiàn)波動(dòng)下降的趨勢(shì)。

(2)在空間分布上，東江湖流域各年土壤保持量的空間分布相似，流域內(nèi)的土壤保持量較低區(qū)域由東北向西南呈現(xiàn)線條狀分布；在時(shí)間序列上，1980年、1990年、2000年、2010年、2020年?yáng)|江湖流域的土壤保持價(jià)值分別為1583.122、1163.469、1699.194、1363.728、1479.257千萬(wàn)元，呈現(xiàn)波動(dòng)升降的特征，整體略微下降。

(3)在空間分布上，東江湖流域內(nèi)整體碳儲(chǔ)量較高，西部碳儲(chǔ)量較低；在時(shí)間序列上，1980年、1990年、2000年、2010年、2020年?yáng)|江湖流域的碳儲(chǔ)存價(jià)值分別為225.372、226.219、218.509、213.843、214.335千萬(wàn)元，呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)，整體變化不大。

(4)1980年、1990年、2000年、2010年、2020年?yáng)|江湖流域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值分別為1861.251、1423.969、1969.677、1601.154、1726.055千萬(wàn)元，呈現(xiàn)波動(dòng)升降趨勢(shì)。

4.2 討論

(1)因數(shù)據(jù)限制，本研究?jī)H使用 InVEST 模型對(duì)東江湖流域三項(xiàng)最重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的物質(zhì)量進(jìn)行模擬，并選定價(jià)格計(jì)算相應(yīng)的價(jià)值量。但生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)包含其他多種不同類(lèi)型[30]，故本研究?jī)r(jià)值量計(jì)算結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于整個(gè)流域?qū)嶋H的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值。

(2) 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估相當(dāng)復(fù)雜，基于不同評(píng)估原理選取的不同評(píng)估方法，評(píng)估出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值包含內(nèi)容不同，差異也會(huì)較大[31]。目前，發(fā)表的文獻(xiàn)中對(duì)于東江湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行研究的文章很少，且大都存在研究時(shí)間跨度小的不足[32-33]。本文的研究不僅揭示出東江湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)蘊(yùn)含巨大價(jià)值，還可為未來(lái)更深入的研究提供基礎(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)東江湖流域的生態(tài)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。

(3)在嚴(yán)格的生態(tài)環(huán)境保護(hù)前提下，為實(shí)現(xiàn)東江湖流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，本文提出以下政策建議：首先，應(yīng)推進(jìn)東江湖流域自然資源確權(quán)登記，構(gòu)建東江湖流域生態(tài)產(chǎn)品權(quán)益交易機(jī)制；其次，應(yīng)健全東江湖流域生態(tài)資源產(chǎn)品經(jīng)營(yíng)開(kāi)發(fā)機(jī)制，拓寬生態(tài)價(jià)值實(shí)現(xiàn)模式，實(shí)現(xiàn)東江湖流域生態(tài)資源的有效供給；最后，應(yīng)加快完善縱向生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償制度，同時(shí)著手構(gòu)建以水資源為重點(diǎn)的橫向生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償機(jī)制，把建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制與扶持國(guó)家重要生態(tài)功能區(qū)及經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的發(fā)展緊密結(jié)合起來(lái)。