武烈河流域水生态系统服务功能经济价值评估

武烈河流域水生态系统服务功能经济价值评估

20世纪70年代，这项研究引起了生态学术界的关注。自20世纪90年代以来，水生态系统服务功能及其价值的评估方法已发展起来，2001年以前最为明显。这些研究主要注重对河流、水库、湖泊、海洋、冰川或整个地表水、淡水[4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17]等生态系统服务功能进行分析和经济评估,而基于流域水生态系统服务功能机制的经济价值评估在国内还不多见。流域作为一个特殊的地理单元,以丰富的水资源哺育着人类,灌溉着农田,净化着环境,以广阔的水域维持着生物多样性,调节着气候,以蕴藏的巨大水能为流域经济持续发展提供了强大的动力。本文将武烈河流域内河湖库塘视为一个流域水生态系统整体,借鉴和参考前人研究方法与理论,对武烈河流域水生态服务功能价值进行定量评价,为流域水生态系统服务价值的核算提供基础数据。同时使人类全面认识武烈河流域水生态系统在国民经济建设和维系生态环境健康方面的地位和作用。1武烈河流域水系武烈河整个流域均属承德市所辖,行政区划主要分属承德市区(指双桥区)、承德县、隆化县,并涉及围场县少部分。武烈河是滦河的一级支流,发源于围场县道至沟,流经双峰寺后纵贯承德市双桥区,至雹神庙村汇入滦河,干流全长110km,流域面积2580km2。流域上游有石洞子川、鹦鹉川、茅沟川、头沟川等4条支流,呈扇形分布(图1)。目前,武烈河流域没有大的控制性工程。2水生生态系统服务功能价值评价指标体系的建立2.1自然环境条件的与效用水生态系统服务功能是指水生态系统及其生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用。根据水生态系统提供服务的机制、类型和效用,把水生态系统的服务功能划分为供给功能、调节功能、文化功能、支持功能。供应功能指人类从水生态系统获得的各种产品,包括人类生活及生产用水、水力发电、内陆航运、水产品生产、基因资源等。服务功能和利益指人类从生态系统过程的调节作用中获取的服务功能和利益。水生态系统的调节作用主要包括:水文调节、河流输送、侵蚀控制、水质净化、空气净化、区域气候调节等。非物质资源自然系统指人类通过认知发展、主观映象、消遣娱乐和美学体验,从自然生态系统获得的非物质利益。水生态系统的文化功能主要包括:文化多样性、教育价值、灵感启发、美学价值、文化遗产价值、娱乐和生态旅游价值等。支持功能指水生态系统生产和支撑其他服务功能的基础功能,主要包括初级生产、固碳释氧、营养物质循环、生物多样性保护等。2.2构建评价指标体系本文根据研究的目的性、统计资料以及基础数据的可获得性和评价方法的可行性,构建了武烈河流域水生态系统服务功能经济价值的评价指标体系见表1,并按河流、水库、湖泊、塘坝生态系统服务功能进行评价。3基于水生态系统服务功能机制的经济价值评估3.1直接市场法根据对相关学者的研究,水生态系统服务功能价值的评估方法可以采用直接市场法、间接市场法和意愿调查评估法等。直接市场法就是直接运用货币价格,对可以观察和度量的环境质量变动进行测算的方法;间接市场法又叫替代市场法,可以部分地、间接地反映环境资源价值变动的商品和劳务;如果找不到环境质量变动导致可以观察和度量的结果,或者评价者希望了解被评价者对环境质量变动的支付意愿或受偿意愿时,可采用意愿调查评估法来评价。3.2水生生态系统服务功能价值的评价以2008年为基准年,对武烈河流域水生态系统服务功能进行价值化评价。3.2.1供水功能水生动植物产品水生态系统通过初级生产和次级生产,繁衍了丰富多样的水生动物和水生植物,为人类生活需求提供了丰富的鱼类、蟹类、贝类等水产品。2008年全流域捕捞和养殖水产品总产量可按市场均价计算。参照相关研究,水产品单位均价取8000元/t。部门用水概况供水是指蓄、引、提等供水工程供给用水部门的水量。供水价值以实际用水量与水均价进行估算。根据《河北省承德市水资源年鉴》(2008年),2008年全流域各部门用水总量为7449.04万m3,其中生活用水量1007.53万m3。工业用水量1562.90万m3,农业用水量4684.85万m3,第三产业用水量为193.76万m3。根据承德市政府信息公开平台中的《河北省城市供水价格管理实施细则,2003年3月13日冀价工字28号文件印发》和《关于调整市区城市供水价格污水处理费征收标准的实施意见》得知居民用水水价包括自来水价格2.2元/m3和污水处理费价格0.5元/m3。承德市各行业用水水价见表2。水轮发电机组武烈河流域水生态系统提供的水电蓄能价值同样采用市场价值法,以实际水力发电量与水力发电电价进行估算。截至2008年承德市建成水电站26座,总装机容量3.83万kW(承德市水务局)设计年发电量11103.6万kW·h。承德市物价局以承价字88号文下发了《关于上调我市小水电上网电价标准的通知》,小水电上网电价标准由现行的0.33元/(kW·h)调整为0.40元/(kW·h),调价时间从2007年6月1日执行。3.2.2水的生态调节功能流域水生态系统蒸发能力的变化流域内水生态系统不断地与大气之间进行热量和水分交换,调节气温、增加大气湿度等,对稳定区域气候、调节局部气候有显著作用。并且水生态系统的气候调节功能可以减少人类降温避暑及提高空气湿度使用空调和加湿器的消耗。因此武烈河流域水生态系统气候调节功能的物质量包含水生态系统水面蒸发吸收热量大小以及水生态系统蒸发调节空气湿度的水汽量。承德市多年平均水面蒸发量1000mm,2008年承德市区橡胶坝达到31座,形成全国最大的橡胶坝群,形成水面390万m2,流域内河流的水面面积为220万m2,另外加上避暑山庄湖区63万m2,承德市区拥有670万m2水面。则水面蒸发的水量为6.7×106m3。取水在100℃,1个标准大气压下的汽化热2260kJ/kg,则流域水生态系统水面蒸发吸收的总热量为1.514×1013kJ。采用替代工程法对武烈河流域水生态系统水面蒸发调节气候价值进行计算。水面蒸发降低气温的价值按照减少的空调的制冷消耗进行计算,水面蒸发增加大气湿度的价值采用减少的加湿器使用消耗进行计算。净化空气的作用流域内水生态系统通过水面蒸发和植物蒸腾可使空气湿度增加,从而可吸收大气中的粉尘达到净化空气的作用。根据2008年承德市环境空气质量状况监测结果可知,全市月平均值为12.71t/km2,则武烈河流域年均降尘量39.35万t。利用2008年武烈河流域水生态系统年均降尘量与降低粉尘的单位价格来计算吸收粉尘价值。武烈河水功能区划及其特点河流、坑塘等生态系统在一定程度上能够通过自然稀释、扩散、氧化等一系列物理和生物化学反应除去多种排入水体的污染物,使水环境得到净化和改善。由于缺乏足够的系统研究,目前还无法区分各种水体的水环境容量,本文将统一考虑全流域河道的水环境容量,通过对河道水体对COD去除能力的研究,从一定程度上揭示水体净化功能带来的生态效益的经济价值。根据2004年河北省人民政府批准,省水利厅与省环保厅共同颁布了《河北省水功能区划》,武烈河划分了2个一级区:武烈河河北承德保留区和武烈河河北承德开发利用区,武烈河河北承德开发利用区划分了2个二级区:武烈河承德饮用水源区和武烈河承德工业用水区。武烈河水功能区划见表3和图2。根据已有研究成果得知2008年武烈河河道的纳污总能力约为2165.8tCOD。水质净化功能总价值计算使用替代工程法,可按COD单位处理成本3000元/t进行估算。3.2.3生物多样性保护价值水生态系统因其特殊的生态环境而具有高度的生物多样性,它为各类生物如甲壳类、鱼类、两栖类、爬行类、兽类提供了生息、繁衍、迁徙的生境,更是珍稀水禽的繁殖和越冬地。采用支付意愿法对生物多样性保护价值进行计算,即将水生态系统所保护的每一级物种的种数与全民对每一级物种的单个物种的支付意愿进行相乘。参照中国生物多样性国情研究报告》(中国生物多样性国情研究报告组,1998)中的研究成果,本次研究中各级物种价格见表4。武烈河流域水生态系统生物多样性丰富,本研究主要对承德市所保护的国家I级、国家Ⅱ级、北京I级、国家保护的有益的或有重要经济、科学研究价值的鱼类和鸟类进行了计算。根据《河北动物志(鱼类)》,国家二级保护鱼类细鳞鲑曾广泛分布于滦河流域的中上游;承德市有国家二级重点保护鸟类4种,分别为苍鹰、雀鹰、鸳鸯、短耳鸮。3.2.4水生态系统中的休闲娱乐价值估算方法承德市具有得天独厚的旅游资源,它是全国首批公布的24个历史文化名城之一,全国十大风景区之一,全国44个重点风景区和旅游胜地四十佳之一,国家甲类开放城市。全市文物古迹众多,人文景观独特,境内避暑山庄和外八庙于1994年被列入世界文化遗产名录,在国内、国际上享有较高声誉。全市正式开放的旅游景点50余处,其中国家级森林公园4处,国家级风景名胜区1处,国家级自然保护区2处,世界文化遗产2处。已初步形成了以避暑山庄及周围寺庙为中心,以京北黄金旅游线和京东朝阳旅游线为纽带,连接木兰围场、京北第一草原、金山岭长城、辽河源森林公园、雾灵山、蟠龙湖六大景区的京北黄金旅游带。承德已成为北京之外北方重要的旅游区,同时成为北京、承德、秦皇岛“旅游金三角”的重要组成部分。水生态系统中的休闲娱乐价值估算方法目前还不多见,这里采用按比例的折算方法。首先从《2008年承德市国民经济和社会发展情况统计资料》中查得承德市2008年旅游总收益,然后按水生态系统在旅游总收益中约占20%的比例进行估算。3.3评估吴烈河流域水生态系统服务功能价值的结果根据武烈河流域水生态系统服务功能评价指标和评价方法,分别对各项服务功能进行评价。整合得出武烈河流域水生态系统服务功能的价值,见表5。4流域水生态系统对社会经济持续发展的支撑作用分析武烈河流域2008年水生态系统服务功能的价值为50.32亿元,约占承德武烈河流域涉及区县GDP(160.18亿元)的