廣州市城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)

廣州市城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)

1973年，花卉和科學(xué)提出了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的概念，并研究了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的內(nèi)容、生物多樣性之間的關(guān)系，以及能否使用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來取代生態(tài)服務(wù)功能。人們普遍認(rèn)為，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能是指生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)過程形成并維持的人類生存的自然環(huán)境條件和效率。它不僅為人類提供了食品、藥物和其他生產(chǎn)手段，還為人類創(chuàng)造和維持了地球生命系統(tǒng)，并形成了生存所需的環(huán)境條件。當(dāng)前,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能內(nèi)涵探討及其價(jià)值評(píng)估研究逐漸成為當(dāng)今生態(tài)學(xué)的熱點(diǎn)和前沿課題.學(xué)者們從不同的角度研究了生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能價(jià)值,如從區(qū)域尺度方面考慮,對(duì)全球尺度16個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的17種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行的價(jià)值分析,對(duì)北京市森林資源價(jià)值核算,對(duì)朱亭小流域森林生態(tài)功能的評(píng)價(jià)研究;從不同生態(tài)系統(tǒng)類型方面考慮,對(duì)草場(chǎng)資源的生態(tài)-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)效益之間的定量研究,對(duì)濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的評(píng)價(jià)等.可以看出,目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的評(píng)價(jià)還大多只限于自然生態(tài)系統(tǒng)范圍,而對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)的價(jià)值評(píng)估并不多見.眾所周知,城市在一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的現(xiàn)代化建設(shè)中所起的主導(dǎo)作用將越來越重要,但城市化發(fā)展的同時(shí)也帶來一系列嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題,因此正確處理城市發(fā)展、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系,促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展,已是當(dāng)代城市發(fā)展與建設(shè)的當(dāng)務(wù)之急.而廣州自改革開發(fā)以來憑借其優(yōu)越的區(qū)位條件,雄厚的商貿(mào)、工業(yè)和科技實(shí)力,經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長(zhǎng),廣州的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程中也存在著不可忽視的隱憂,即生態(tài)環(huán)境的惡化.因此建設(shè)廣州生態(tài)化城市,改善廣州的投資環(huán)境,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,是廣州進(jìn)入新世紀(jì)后所面臨的重大課題.本文將結(jié)合廣州市的自然地理和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件,針對(duì)廣州市未來的城市發(fā)展規(guī)劃,從環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度,科學(xué)地、定量地評(píng)價(jià)廣州市城市生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)功能,并且在地理信息系統(tǒng)技術(shù)的支持下,得出廣州市生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能空間特征,為決策部門制定城市建設(shè)規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù).1生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能空間特征分析本文把廣州市劃分為4個(gè)不同的生態(tài)系統(tǒng)類型,從物質(zhì)量和價(jià)值量2個(gè)方面評(píng)價(jià)其不同生態(tài)系統(tǒng)類型提供的各項(xiàng)服務(wù)功能,然后在地理信息系統(tǒng)技術(shù)的支持下,將廣州市4個(gè)不同生態(tài)系統(tǒng)的各項(xiàng)服務(wù)功能進(jìn)行疊加分析,并劃分為3個(gè)等級(jí),最后得出廣州市生態(tài)系統(tǒng)綜合服務(wù)功能空間特征.1.1森林生態(tài)系統(tǒng)根據(jù)遙感數(shù)據(jù)和電子地圖提供的植被信息,把廣州市自然生態(tài)系統(tǒng)劃分為4大類生態(tài)系統(tǒng),具體為:1)森林生態(tài)系統(tǒng),根據(jù)森林類型進(jìn)一步劃分①針葉林,②闊葉林,③針闊混交林,④灌木林、疏林(如小面積樹林、狹長(zhǎng)林帶、獨(dú)立樹叢、行樹、灌木林、竹林等),⑤經(jīng)濟(jì)林(包括果園);2)草地生態(tài)系統(tǒng),包括草地、苗圃、花壇、城市其他類型綠地、農(nóng)林牧場(chǎng)等;3)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng),包括稻田、旱地、經(jīng)濟(jì)作物地、菜地等;4)濕地,包括濕地、水生作物地.1.2森林木材價(jià)值直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值包括林產(chǎn)品價(jià)值和種植業(yè)生產(chǎn)價(jià)值兩方面.林產(chǎn)品價(jià)值采用市場(chǎng)價(jià)值法來評(píng)估其價(jià)值:Fp=S×E×R×P×C/T,其中Fp為區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)木材價(jià)值,S為林地面積,E為平均木材價(jià)格(取600元·m-3),R為綜合出材率(取50%),P為擇伐強(qiáng)度(取35%),C為成熟林單位面積蓄積量(取80m3·hm-2),T為擇伐周期(取10a).種植業(yè)每公頃價(jià)值=種植業(yè)的總產(chǎn)值/全市農(nóng)作物播種面積.1.3間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值的估計(jì)1.3.1涵養(yǎng)水源的單位價(jià)值本研究以生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源量為基礎(chǔ),使用影子價(jià)格法定量評(píng)價(jià)廣州市生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源功能的價(jià)值.涵養(yǎng)水源的單位價(jià)值=每種生態(tài)系統(tǒng)的平均持水量×面積×蓄水成本.(水庫(kù)蓄水成本為0.67元·t-1(1990年不變價(jià)))1.3.2土壤保護(hù)的價(jià)值運(yùn)用影子價(jià)格法,從保護(hù)土壤肥力和減輕泥沙淤積災(zāi)害2個(gè)方面來評(píng)價(jià).1降低土壤養(yǎng)分、鉀素流失的效益(1)降低氮素流失的效益:M1=C1E1DQ1S1.式中:M1為降低氮素流失的效益(元·hm-2),C1=1×10-6,E1為硫酸銨市場(chǎng)價(jià)格(500元·t-1),D為土壤保持量(t·hm-2),Q1為堿解氮折算硫酸銨系數(shù)(4.808),S1為土壤堿解氮平均含量(69.34mg·kg-1).(2)降低磷素流失的效益:M2=C2E2DQ2S2.式中:M2為降低磷素流失的效益(元·hm-2),C2=1×10-6,E2為過磷酸鈣市場(chǎng)價(jià)格(500元·t-1),Q2為速效磷折算成過磷酸鈣的系數(shù)(5.13),S2為土壤速效磷平均含量(2.78mg·kg-1).(3)降低鉀素流失的效益:M3=C3E3DQ3S3.式中:M3為降低鉀素流失的效益(元·hm-2),C3=1×10-6,E3為氯化鉀市場(chǎng)價(jià)格(1300元·t-1),Q3為速效鉀折算成氯化鉀的系數(shù)(1.82),S3為土壤速效鉀平均含量(47.64mg·kg-1).(4)降低有機(jī)質(zhì)流失效益:M4=E4DS4.式中:M4為降低有機(jī)質(zhì)流失效益(元·hm-2),E4為有機(jī)質(zhì)的價(jià)格(53.1元·t-1),S4為土壤有機(jī)質(zhì)平均含量(31g·kg-1).2經(jīng)濟(jì)效益估算按照我國(guó)主要流域的泥沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律,全國(guó)土壤侵蝕流失的泥沙有24%淤積于水庫(kù)、江河、湖泊,本研究根據(jù)蓄水成本來計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)減輕泥沙淤積災(zāi)害的經(jīng)濟(jì)效益.En=24%×Ac×C/ρ,式中En為減輕泥沙淤積經(jīng)濟(jì)效益,Ac為土壤保持量(t·a-1),C為水庫(kù)工程費(fèi)用(0.75元·m-3),ρ為土壤密度.1.3.3生態(tài)系統(tǒng)釋放氧體現(xiàn)本研究利用廣州市各類生態(tài)系統(tǒng)的凈初級(jí)生產(chǎn)力數(shù)據(jù),根據(jù)光合作用反應(yīng)方程式計(jì)算出廣州市各類生態(tài)系統(tǒng)的凈初級(jí)生產(chǎn)量.以系統(tǒng)每生產(chǎn)1.00g植物干物質(zhì)能固定1.63g二氧化碳為基礎(chǔ),用瑞典稅率(40.94美元·t-1,其中美元對(duì)人民幣的匯率按1∶8.23)計(jì)算,得到最終的價(jià)值.生態(tài)系統(tǒng)每生產(chǎn)1.00g干物質(zhì)能釋放1.20g氧氣.以此為基礎(chǔ),使用工業(yè)制氧法(0.4元·kg-1),計(jì)算釋放氧氣的總價(jià)值,得到最終的價(jià)值.1.3.4so2的價(jià)值利用已有的生物與周圍污染物之間的劑量響應(yīng)關(guān)系,定量評(píng)價(jià)了各個(gè)不同生態(tài)系統(tǒng)吸收SO2和滯塵2項(xiàng)能力,然后使用影子工程法和替代花費(fèi)法將生態(tài)系統(tǒng)凈化污染物的量?jī)r(jià)值化.1)吸收SO2的價(jià)值:Vd=P×A×Cd,式中Vd為生態(tài)系統(tǒng)吸收SO2的價(jià)值,P為生態(tài)系統(tǒng)對(duì)SO2的吸收能力,A為生態(tài)系統(tǒng)的面積,Cd為削減單位二氧化硫的工程費(fèi)用(1090元·t-1);利用影子工程法,用工業(yè)消減SO2的單位成本乘以SO2的吸收量即可得各生態(tài)單元吸收SO2的價(jià)值.2)滯塵功能價(jià)值評(píng)估.運(yùn)用替代花費(fèi)法,以消減粉塵的成本來估算每個(gè)生態(tài)單元的滯塵功能價(jià)值:Vd=Qd×S×Cd,式中Vd為滯塵價(jià)值(元·hm-2),Qd為滯塵能力(t·hm-2),S為面積(hm2),Cd為削減粉塵成本(170元·t-1).1.3.5城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能單位價(jià)值計(jì)算公式為Vt=∑i=18VisiVt=∑i=18Visi,式中Vt為城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能總價(jià)值(萬元·a-1),Vi為第i種類型生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能單位價(jià)值(元·hm-2·a-1),Si為第i種類型生態(tài)系統(tǒng)的總面積(hm2).2生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的單位面積價(jià)值本研究結(jié)合廣州市的自然地理和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件,運(yùn)用環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)價(jià)值核算方法,定量地評(píng)價(jià)了廣州市生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)功能,結(jié)果見表1.結(jié)果表明,廣州市各種類型的生態(tài)系統(tǒng)具有不同的服務(wù)功能價(jià)值.1)廣州市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的總價(jià)值為202億元,其中價(jià)值最大的為針葉林(占總價(jià)值的21%),其后依次為農(nóng)田(20.6%),針闊混交林(16%),濕地(15%),經(jīng)濟(jì)林(13%),灌木林、疏林(8%),闊葉林(3%)和草地、花壇(3%).2)如果考慮到系統(tǒng)的直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值(間接價(jià)值),廣州市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能單位面積價(jià)值排序?yàn)?濕地>經(jīng)濟(jì)林>農(nóng)田>針葉林>草地>針闊混交林>灌木林、疏林>闊葉林.這是因?yàn)闈竦匕苏訚伞⑺畮?kù)、池塘等一切廣州市的水面,這樣濕地的價(jià)值不僅含有其本身巨大的生態(tài)服務(wù)價(jià)值還要包括其水產(chǎn)品的價(jià)值.眾所周知廣州市每年所生產(chǎn)的水產(chǎn)品的價(jià)值是十分巨大的(是農(nóng)業(yè)單位產(chǎn)值的2倍多).經(jīng)濟(jì)林由于包括果園和茶園所以其直接的農(nóng)產(chǎn)品的價(jià)值也很大,農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)每年通過生產(chǎn)出糧食、蔬菜、藥材等也會(huì)創(chuàng)造出一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值(是林業(yè)單位產(chǎn)值的3.6倍);由于近幾年加強(qiáng)了對(duì)林地的保護(hù),禁止濫砍濫伐,所以其創(chuàng)造出的林產(chǎn)品價(jià)值相對(duì)來說并不是很大.3)如果只考慮系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值(即不考慮物質(zhì)產(chǎn)品價(jià)值),廣州市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的單位面積價(jià)值排序?yàn)?濕地>針葉林>針闊混交林>灌木林、疏林>草地>闊葉林>經(jīng)濟(jì)林>農(nóng)田.這說明單純從生態(tài)服務(wù)的角度來看,濕地和林地是最值得重視和保護(hù)的.4)所有的自然生態(tài)系統(tǒng)類型的固碳和釋放氧氣價(jià)值都是相對(duì)較大的(納碳固氧價(jià)值占總價(jià)值的29%～34%),其次是滯塵功能價(jià)值.空氣污染是廣州市的主要環(huán)境問題之一,所以加大城市的綠化面積,搞好城市的綠化工作,對(duì)于廣州市具有特別重要的意義.5)生態(tài)旅游也逐漸成為人們的一種時(shí)尚選擇,同時(shí)也給社會(huì)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益,所以在考慮廣州市的自然生態(tài)系統(tǒng)的直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值時(shí),旅游價(jià)值也是一個(gè)不可忽略的方面.6)雖然草地相對(duì)于其他幾種生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值較小,但由于草地主要分布于主要的城區(qū)和城鎮(zhèn),所以其生態(tài)服務(wù)功能有著更直接的意義.7)根據(jù)各生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能單位面積價(jià)值大小,可以劃分不同的等級(jí).①生態(tài)環(huán)境保護(hù)一類區(qū):價(jià)值大于35000元·hm-2·a-1,濕地,針葉林;②生態(tài)環(huán)境保護(hù)二類區(qū):價(jià)值大于30000元·hm-2·a-1,針闊混交林,草地、花壇,闊葉林,灌木林、疏林,經(jīng)濟(jì)林;③生態(tài)環(huán)境保護(hù)三類區(qū):價(jià)值大于20000元·hm-2·a-1,農(nóng)田.3生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)1)探索性地把自然生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的評(píng)價(jià)方法應(yīng)用于城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值評(píng)估,并按其價(jià)值量的大小制定出城市生態(tài)服務(wù)功能空間分級(jí)圖,把城市劃分為3類不同的等級(jí):對(duì)于生態(tài)環(huán)境保護(hù)一類區(qū)要嚴(yán)格控制該區(qū)的城市建設(shè)用地性質(zhì)的開發(fā),對(duì)于生態(tài)