生态系统效能与重要性评估

生态系统效能与重要性评估

当前,人们逐渐认识到生态系统不但能为人类提供生活所必需的食物、医药以及其他工农业生产原料等有形的、直接的生态产品,而且还具有改善环境、维持社会经济系统平衡、提供巨大的生态效益等无形的、间接的功能。而这些非实物型的生态功能和服务往往间接影响人类社会经济系统,再加之其经济价值无法纳入社会经济体系和无法参与市场化,因此长期以来,生态系统的价值被认为是“无偿的”而游离于人类社会经济运行系统之外[1]。近年来,生态系统服务功能及其价值的评价研究引起了国内外学者的广泛重视。许多学者基于全球、国家、省市等尺度,对森林、水、湿地、草地以及耕地等生态系统服务功能评价进行了大量研究,并以此为依据提出、实施了相关的生态补偿措施[2-3]。

本研究针对目前生态系统服务产品提供的价值评估缺乏空间表达、对数据要求高、评估效率低等不足,初步构建了适用于生态系统服务产品提供的价值评估方法,探讨了广西北部湾经济区生态系统服务产品提供功能。

1研究区概况

广西北部湾经济区位于广西壮族自治区中南部,地处20°54'9"~24°2'6"N、107°19'26"~109°51'54"E,东西长262km、南北宽347km,总面积4.17万km2,由南宁、北海、钦州、防城港4市所辖行政区域组成,地处泛珠三角区域经济合作区、大西南区域经济合作区和中国-东盟区域经济合作区的结合部,是我国西部大开发地区唯一的沿海区域,也是我国与东盟国家既有海上通道又有陆地接壤的区域,区位优势明显,战略地位突出。

2生态系统服务价值评估

生态系统通过初级生产、次级生产供应为人类提供农业、林业产品等,满足人类生存与发展的物质需求。由于生态系统提供的产品能够在市场上进行交易,因此可以采用市场价格法对生态系统产品提供的服务进行价值评估[4]。

2.1农业产品提供的服务价值

2.1.1价值量评估

评估中主要考虑纳入国民经济核算框架的农业产品价值[5],包括粮食、糖料、油料、蔬菜及其他农作物,以及茶园、果园、桑园及其他园地等提供的产品。计算公式如下:Va=∑Aa,i×Ya,i×Pa,i式中,Va为农产品的价值(元);Aa,i为第i类植物产品可收获的面积(hm2);Ya,i为第i类植物产品的单位面积产量(kg/hm2);Pa,i为第i类植物产品当年的市场价格(元/kg)。

2.1.2空间表达

由于在耕作管理上的不一致,在同一块耕地种植的农作物在年内和年间会不一样,即有可能出现种植粮食作物、油料作物及同时种植其他作物的情况,加上间作套种等模式出现,难以确定具体粮食作物或油料作物的复种指数。因此,为合理表示种植业农产品的价值空间分布,有效确定各种作物的种植面积,对各种农作物统一采取全研究区的平均复种指数(播种面积/耕地面积)。

根据广西统计年鉴中各类作物的播种面积、单产、产值,计算出研究区域中各种农作物的种植面积(播种面积/复种指数)及平均单位面积产值;将各种农作物在各研究区的种植面积乘以单位面积产值,得到每种农产品在各研究区的产值;各产品产值经过权重系数(各产品667m2产量与研究区平均的比值)修正(体现空间肥力和管理水平的差异),再经种植面积加权后赋予相应的土地利用图斑(由于同一种耕地,如灌溉水田,有可能种植粮食也有可能种植蔬菜,各研究区域的农产品种植结构也不尽相同,为了缩小这种空间差异,对不同研究区域内不同农作物进行种植面积加权,得到研究区域内同一耕地类型总的单位面积价值后,平均赋予相应的图斑)。

将土地利用图与行政区划图合并,得出不同区域的不同土地利用斑块,融合后将各种农产品价值赋予各自土地利用图斑,然后对农业产品价值字段进行渲染,得到农产品提供的服务价值分布(图1,封底)。

2.1.3价值评估

2010年北部湾经济区粮食、油料、水果、蔬菜等农产品的总产值为2249258万元。由图1可见,2010年广西北部湾经济区农产品价值空间分布差异大,主要分布在中部地区,与广西北部湾经济区的耕地资源主要分布在中部直接相关。从表1可知,按集中程度分析,有3个较为明显的集中区域,分别位于广西北部湾经济区中部(南宁市辖区、横县)、中南部(钦州市辖区、灵山县和合浦县)、中北部(武鸣县、宾阳县);按区域总价值统计,最大值779376万元(南宁市辖区)与最小值2171万元(东兴市)相差358.99倍;按研究区域单位面积价值统计,广西北部湾经济区单位面积农产品平均价值为52.95万元/km2,其中,最大值119.54万元/km2(南宁市辖区)与最小值4.32万元/km2(东兴市)相差27.64倍。

2.2林业产品提供的服务价值

2.2.1价值量评估

生态系统提供的林业产品主要包括采伐的木材、竹材及采集的非木林产品[6],采用市场价格法评估,计算公式如下:Vf=∑Af,i×Yf,i×Pf,i式中,Vf为林业产品的价值(元);Af,i为第i类林业产品可收获的面积(hm2);Yf,i为第i类林业产品的单位面积产量(kg/hm2);Pf,i为第i类林业产品的市场价格(元/kg)。

2.2.2空间表达

根据北部湾经济区内不同的植被覆盖情况,计算各种植被生产的林产品的价值,平均分配给相应的土地利用图斑。根据土地利用现状及森林资源分布(如划分有林地、疏林地、灌木林地、其他林地等),林业产品供给价值用年内增长活立木价值表示,运用市场价格法计算。对于活立木价值,根据森林资源调查资料确定生态系统优势林分分布,根据统计年鉴获得林业产品年净生长蓄积量数据;确定当年活立木价格,与年净生长蓄积量相乘,得到各林分活立木价值;利用GIS软件,将计算出的各种林分活立木价值分别赋予相应的土地利用图斑,然后对林业产品价值字段进行渲染,得到林产品的价值空间分布图(图2,封底)。

2.2.3价值评估

2010年北部湾经济区林产品价值为2145287万元。从图2可见,林产品价值总体分布在中南部,与农产品价值分布差异较大,这主要与北部湾经济区林业资源分布状况相关。从表2可知,按研究区域总价值比例统计,南宁市辖区(12.70%)、钦州市辖区(11.63%)、上思县(9.64%)较高,合浦县(3.80%)、东兴市(1.44%)、北海市辖区(0.69%)较低,最大值272390万元(南宁市辖区)与最小值14884万元(北海市辖区)相差18.3倍;按研究区域单位面积价值统计,北部湾经济区单位面积林产品平均价值为50.5万元/km2,其中,上思县(72.79万元/km2)、防城港市辖区(65.90万元/km2)、浦北县(63.23万元/km2)较高,宾阳县(36.77万元/km2)、合浦县(33.58万元/km2)、北海市辖区(15.16万元/km2)较低,最大值72.79万元/km2(上思县)与最小值15.16万元/km2(北海市辖区)相差4.8倍。#p#分页标题#e#

2.3产品提供的服务价值

2010年北部湾经济区产品提供价值(含农业产品和林业产品提供价值)为4394545万元,产品提供价值的空间分布如图3(封底)所示。北部湾经济区产品提供价值空间分布差异较大,主要分布在中部地区,与广西北部湾经济区的耕地、林地资源主要分布在中部直接相关。从表3可知,按研究区域总价值统计,最大值1051766万元(南宁市辖区)与最小值246676万元(东兴市)相差31.8倍;按单位面积产品价值统计,北部湾经济区单位面积产品平均价值为103.44万元/km2,其中,最高的南宁市辖区(161.31万元/km2)与最低的北海市辖区(81.31万元/km2)相差3.6倍。

从评估结果发现,生态系统服务产品提供价值存在高度空间异质性,若不进行价值的空间分配过程,各项服务产品提供价值只能按行政区域数值进行表示,难以体现空间差异。如农业服务价值与作物类别、播种面积、土壤肥力、农作物管理水平等多种因素有关,空间差异非常大;若仅仅采用各行政区域统计资料数据表示各项服务价值,在一定程度上会掩盖其空间分布特征。通过生态系统服务产品提供价值空间分配过程,结合其他生态系统价值评估结果,有利于对特定区域的生态系统服务能力进行全面分析。

3结语

随着生态系统服务价值评估研究的深入和环境管理水平的提高,生态系统服务价值的评估结果已不满足仅仅用单一数值表示,因为这无法展示生态系统服务的时空特性,掩盖了生态系统服务固有的空间异质性[7-8]。本研究基于GIS的生态系统服务产品提供价值的评估结果不仅能够直观地展示生态系统服务在特定尺度下的空间分布情况,提高生态系统服务价值的评估效率,更为重要的是为长期动态监测与评估生态系统服务价值提供合适的平台,有效地帮助公众及决策者理解生态系统服务价值的时空变化特性,这对于制定环境管理政策及实施可持续发展战略具有重要意义。