廣州市城市生態(tài)系統(tǒng)服務功能評價

廣州市城市生態(tài)系統(tǒng)服務功能評價

1973年，花卉和科學提出了生態(tài)系統(tǒng)服務功能的概念，并研究了生態(tài)系統(tǒng)服務功能的內(nèi)容、生物多樣性之間的關系，以及能否使用先進的科學技術來取代生態(tài)服務功能。人們普遍認為，生態(tài)系統(tǒng)服務功能是指生態(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。當前,生態(tài)系統(tǒng)服務功能內(nèi)涵探討及其價值評估研究逐漸成為當今生態(tài)學的熱點和前沿課題.學者們從不同的角度研究了生態(tài)系統(tǒng)的服務功能價值,如從區(qū)域尺度方面考慮,對全球尺度16個生態(tài)系統(tǒng)的17種生態(tài)系統(tǒng)服務功能進行的價值分析,對北京市森林資源價值核算,對朱亭小流域森林生態(tài)功能的評價研究;從不同生態(tài)系統(tǒng)類型方面考慮,對草場資源的生態(tài)-經(jīng)濟-社會效益之間的定量研究,對濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能的評價等.可以看出,目前國內(nèi)外對于生態(tài)系統(tǒng)服務功能的評價還大多只限于自然生態(tài)系統(tǒng)范圍,而對城市生態(tài)系統(tǒng)的價值評估并不多見.眾所周知,城市在一個國家或地區(qū)的現(xiàn)代化建設中所起的主導作用將越來越重要,但城市化發(fā)展的同時也帶來一系列嚴重的生態(tài)環(huán)境問題,因此正確處理城市發(fā)展、經(jīng)濟建設和生態(tài)環(huán)境保護之間的關系,促進城市的可持續(xù)發(fā)展,已是當代城市發(fā)展與建設的當務之急.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)和科技實力,經(jīng)濟持續(xù)快速增長,廣州的社會經(jīng)濟發(fā)展進程中也存在著不可忽視的隱憂,即生態(tài)環(huán)境的惡化.因此建設廣州生態(tài)化城市,改善廣州的投資環(huán)境,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,是廣州進入新世紀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經(jīng)濟條件,針對廣州市未來的城市發(fā)展規(guī)劃,從環(huán)境經(jīng)濟學的角度,科學地、定量地評價廣州市城市生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務功能,并且在地理信息系統(tǒng)技術的支持下,得出廣州市生態(tài)系統(tǒng)綜合服務功能空間特征,為決策部門制定城市建設規(guī)劃提供科學依據(jù).1生態(tài)系統(tǒng)服務功能空間特征分析本文把廣州市劃分為4個不同的生態(tài)系統(tǒng)類型,從物質(zhì)量和價值量2個方面評價其不同生態(tài)系統(tǒng)類型提供的各項服務功能,然后在地理信息系統(tǒng)技術的支持下,將廣州市4個不同生態(tài)系統(tǒng)的各項服務功能進行疊加分析,并劃分為3個等級,最后得出廣州市生態(tài)系統(tǒng)綜合服務功能空間特征.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、狹長林帶、獨立樹叢、行樹、灌木林、竹林等),⑤經(jīng)濟林(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)林牧場等;3)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng),包括稻田、旱地、經(jīng)濟作物地、菜地等;4)濕地,包括濕地、水生作物地.1.2森林木材價值直接經(jīng)濟價值包括林產(chǎn)品價值和種植業(yè)生產(chǎn)價值兩方面.林產(chǎn)品價值采用市場價值法來評估其價值:Fp=S×E×R×P×C/T,其中Fp為區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)木材價值,S為林地面積,E為平均木材價格(取600元·m-3),R為綜合出材率(取50%),P為擇伐強度(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)濟價值的估計1.3.1涵養(yǎng)水源的單位價值本研究以生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源量為基礎,使用影子價格法定量評價廣州市生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源功能的價值.涵養(yǎng)水源的單位價值=每種生態(tài)系統(tǒng)的平均持水量×面積×蓄水成本.(水庫蓄水成本為0.67元·t-1(1990年不變價))1.3.2土壤保護的價值運用影子價格法,從保護土壤肥力和減輕泥沙淤積災害2個方面來評價.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為硫酸銨市場價格(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為過磷酸鈣市場價格(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為氯化鉀市場價格(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)降低有機質(zhì)流失效益:M4=E4DS4.式中:M4為降低有機質(zhì)流失效益(元·hm-2),E4為有機質(zhì)的價格(53.1元·t-1),S4為土壤有機質(zhì)平均含量(31g·kg-1).2經(jīng)濟效益估算按照我國主要流域的泥沙運動規(guī)律,全國土壤侵蝕流失的泥沙有24%淤積于水庫、江河、湖泊,本研究根據(jù)蓄水成本來計算生態(tài)系統(tǒng)減輕泥沙淤積災害的經(jīng)濟效益.En=24%×Ac×C/ρ,式中En為減輕泥沙淤積經(jīng)濟效益,Ac為土壤保持量(t·a-1),C為水庫工程費用(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)的凈初級生產(chǎn)力數(shù)據(jù),根據(jù)光合作用反應方程式計算出廣州市各類生態(tài)系統(tǒng)的凈初級生產(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,用瑞典稅率(40.94美元·t-1,其中美元對人民幣的匯率按1∶8.23)計算,得到最終的價值.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,使用工業(yè)制氧法(0.4元·kg-1),計算釋放氧氣的總價值,得到最終的價值.1.3.4so2的價值利用已有的生物與周圍污染物之間的劑量響應關系,定量評價了各個不同生態(tài)系統(tǒng)吸收SO2和滯塵2項能力,然后使用影子工程法和替代花費法將生態(tài)系統(tǒng)凈化污染物的量價值化.1)吸收SO2的價值:Vd=P×A×Cd,式中Vd為生態(tài)系統(tǒng)吸收SO2的價值,P為生態(tài)系統(tǒng)對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的價值.2)滯塵功能價值評估.運用替代花費法,以消減粉塵的成本來估算每個生態(tài)單元的滯塵功能價值:Vd=Qd×S×Cd,式中Vd為滯塵價值(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)服務功能單位價值計算公式為Vt=∑i=18VisiVt=∑i=18Visi,式中Vt為城市生態(tài)系統(tǒng)服務功能總價值(萬元·a-1),Vi為第i種類型生態(tài)系統(tǒng)的服務功能單位價值(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)服務功能的單位面積價值本研究結(jié)合廣州市的自然地理和社會經(jīng)濟條件,運用環(huán)境經(jīng)濟學價值核算方法,定量地評價了廣州市生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務功能,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)具有不同的服務功能價值.1)廣州市生態(tài)系統(tǒng)服務功能的總價值為202億元,其中價值最大的為針葉林(占總價值的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)濟價值和生態(tài)服務功能價值(間接價值),廣州市生態(tài)系統(tǒng)服務功能單位面積價值排序為:濕地>經(jīng)濟林>農(nóng)田>針葉林>草地>針闊混交林>灌木林、疏林>闊葉林.這是因為濕地包括了沼澤、水庫、池塘等一切廣州市的水面,這樣濕地的價值不僅含有其本身巨大的生態(tài)服務價值還要包括其水產(chǎn)品的價值.眾所周知廣州市每年所生產(chǎn)的水產(chǎn)品的價值是十分巨大的(是農(nóng)業(yè)單位產(chǎn)值的2倍多).經(jīng)濟林由于包括果園和茶園所以其直接的農(nóng)產(chǎn)品的價值也很大,農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)每年通過生產(chǎn)出糧食、蔬菜、藥材等也會創(chuàng)造出一定的經(jīng)濟價值(是林業(yè)單位產(chǎn)值的3.6倍);由于近幾年加強了對林地的保護,禁止濫砍濫伐,所以其創(chuàng)造出的林產(chǎn)品價值相對來說并不是很大.3)如果只考慮系統(tǒng)的生態(tài)服務價值(即不考慮物質(zhì)產(chǎn)品價值),廣州市生態(tài)系統(tǒng)服務功能的單位面積價值排序為:濕地>針葉林>針闊混交林>灌木林、疏林>草地>闊葉林>經(jīng)濟林>農(nóng)田.這說明單純從生態(tài)服務的角度來看,濕地和林地是最值得重視和保護的.4)所有的自然生態(tài)系統(tǒng)類型的固碳和釋放氧氣價值都是相對較大的(納碳固氧價值占總價值的29%～34%),其次是滯塵功能價值.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尚選擇,同時也給社會帶來可觀的經(jīng)濟效益,所以在考慮廣州市的自然生態(tài)系統(tǒng)的直接經(jīng)濟價值時,旅游價值也是一個不可忽略的方面.6)雖然草地相對于其他幾種生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務功能價值較小,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)服務功能有著更直接的意義.7)根據(jù)各生態(tài)系統(tǒng)服務功能單位面積價值大小,可以劃分不同的等級.①生態(tài)環(huán)境保護一類區(qū):價值大于35000元·hm-2·a-1,濕地,針葉林;②生態(tài)環(huán)境保護二類區(qū):價值大于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)濟林;③生態(tài)環(huán)境保護三類區(qū):價值大于20000元·hm-2·a-1,農(nóng)田.3生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀評價1)探索性地把自然生態(tài)系統(tǒng)服務功能的評價方法應用于城市生態(tài)系統(tǒng)服務的價值評估,并按其價值量的大小制定出城市生態(tài)服務功能空間分級圖,把城市劃分為3類不同的等級:對于生態(tài)環(huán)境保護一類區(qū)要嚴格控制該區(qū)的城市建設用地性質(zhì)的開發(fā),對于生態(tài)