发布时间:2023-09-21 10:01:04
绪论:一篇引人入胜的生态系统的直接价值,需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文,供您参考和学习。

1997年,Costanza等[2]最早较为全面地评估了全球生态系统服务价值。在总结已有研究成果的基础上,评估了全球15类生物群落17种生态系统服务的价值。然而,由于当时缺少有关荒漠生态系统服务价值的研究,Costanza等[2]估算的全球生态系统服务价值并未将荒漠生态系统囊括在内。该研究在世界范围内产生了广泛影响,此后,国外学者[10-13]在生态系统服务价值评估领域开展了许多富有意义的研究,但是他们仍然很少关注荒漠生态系统。仅有少数国外学者对荒漠生态系统服务价值展开研究。其中,Richardson[14]基于已公开出版的研究成果和数据,估算了加利福尼亚荒漠中4个郡的荒地的经济价值;Kroeger等[15]估算了Mojave荒漠的经济价值(表1)。这两份研究不仅评估了荒漠生态系统服务价值,还评估了荒漠的直接使用价值、非使用价值等,并且以直接使用价值评估为主。
值得高兴的是,国内有些学者已尝试着评估荒漠生态系统服务价值。欧阳志云等[4]在评估中国陆地生态系统服务价值时,就估算了荒漠生态系统服务价值。2003年,谢高地等[5]参考Costanza等[2]对全球生态系统服务价值评估的成果,同时综合对国内200多位生态学专家的问卷调查结果,按照“千年生态系统评估”的生态系统服务分类(供给服务、调节服务、支持服务、文化服务),建立了包括荒漠生态系统在内的中国生态系统单位面积服务价值表。
5年之后,谢高地等[16]基于2006年对国内700多位生态学专业人员的问卷调查结果,进一步完善了中国生态系统单位面积服务价值表。该表的出现激发了国内学者对荒漠生态系统服务价值评估的研究。黄青等[17]对且末绿洲生态系统、张华等[18]对科尔沁沙地生态系统、杨春利等[19]对民勤绿洲生态系统、张飞等[20]对渭干河-库车河三角绿洲生态系统、马国军等[21]对石羊河流域生态系统、柴仲平等[22]对石河子市生态系统、彭建刚等[23]对奇台绿洲荒漠交错带生态系统、岳东霞等[24]对民勤绿洲农田生态系统、乔旭宁等[25]对渭干河流域生态系统、孙慧兰等[26]对伊犁河草地生态系统的服务价值的评估,都基于这份中国生态系统单位面积服务价值表。
需要说明的是,这份中国生态系统单位面积服务价值表给出的荒漠生态系统服务价值数据适用于全国范围内整个荒漠生态系统的服务价值评估,但是很可能不适用于特定地区的小范围的荒漠生态系统,这是因为不同地区在自然条件(如植被、土壤、水文、气候)和社会经济条件(如居民收入水平、教育水平、环保意识)等方面通常存在或多或少的差异。因此,在评估小区域的荒漠生态系统服务价值时,就非常有必要根据该地区的实际情况来修正荒漠生态系统单位面积服务价值系数。上述研究[17-26]都是在评估某个具体地区(而不是全国范围内)的荒漠生态系统服务价值,而且都没有修正而是直接利用荒漠生态系统单位面积服务价值系数,由此可以推断,这些研究估算出的荒漠生态系统服务价值必然存在一定的偏差。只有少数学者没有直接利用这些价值系数,如杨丽雯等[27]对和田河流域天然胡杨林生态服务价值的评估、任鸿昌等[28]对西部地区荒漠生态系统服务价值的评估以及崔向慧[29]对全国荒漠生态系统服务价值的评估。
2研究回顾与评述
在已有研究的基础上,结合中国荒漠生态系统的实际情况,把荒漠生态系统服务划分为防风固沙、土壤保育、固碳释氧、水资源调控、生物多样性保育、旅游文化6大类。本部分将分别回顾与这6类价值相关的研究,并给出简要评述。
2.1防风固沙价值
防风固沙是荒漠生态系统提供的最为重要的生态服务,主要表现为荒漠植被降低风沙流动从而减少在农业、工业和交通等方面的风沙损害。在其他生态系统中,防风固沙价值通常包括在土壤保育价值之中。由于防风固沙在荒漠生态系统中显得尤其重要,因此,在评估荒漠生态系统服务价值时,就有必要把防风固沙价值从土壤保育价值中分离出来单独估算。一些学者[30-32]对不同荒漠植被的防风固沙效果进行了研究,在植被覆盖率与风蚀输沙率之间建立起风蚀输沙率的定量模型。这些模型的构建与完善,无疑有助于评估荒漠生态系统的防风固沙价值。一般来说,评估防风固沙价值需要首先测算植被固沙量,而植被固沙量则需要借助风蚀输沙率模型来测算。得出植被固沙量之后,还需要设定土壤层厚度和土壤容重等参数,把植被固沙量转化为由防风固沙所保护的土地面积。
在核算出防风固沙物质量的基础上,已有研究主要采用机会成本法、恢复成本法等方法来估算荒漠生态系统的防风固沙价值(表2)。莫宏伟等[33]依据黄富祥等[30]建立的风蚀输沙率模型,测算了榆阳区北部风沙草滩区林草植被的防风固沙量,并以把沙荒地恢复为农用地的平均成本来估算防风固沙价值,结果表明,该生态系统2003年的防风固沙价值比1998年增加了5.64×106元。韩永伟等[34]采用风蚀流失量模型,测算了黑河下游重要生态功能区2006年防风固沙量为6.296×107t,并以该地区单位面积GDP作为土地的机会成本,估算出避免土地损失的价值为4.5×106元?此外,还有少数学者没有核算荒漠植被的防风固沙量,而是借用其他物质量指标来评估荒漠生态系统的防风固沙价值。例如,杨丽雯等[27]直接以林地面积作为物质量指标,采用人工固沙法估算了和田河流域天然胡杨林的防风固沙价值为1.433×107元•a-1
2.2土壤保育价值土壤保育是陆地生态系统提供的一项基本生态服务。保育土壤的价值主要体现在3个方面,即保持土壤养分、减轻泥沙淤积和减少废弃土地[35]。为了评估这些价值,需要先测算生态系统的土壤保持量。已有研究[35-37]主要运用通用土壤流失方程(USLE)来估算潜在土壤侵蚀量(指没有植被覆盖和水土保持措施情况下的土壤侵蚀量)和现实土壤侵蚀量,并以二者之差作为生态系统的土壤保持量。在此需要说明的是,荒漠生态系统的土壤保持量与防风固沙量近似相等,而且减少废弃土地的价值与上述的防风固沙价值类似,为了避免重复计算,就有必要把减少废弃土地的价值从土壤保育价值中分离出来。
因此,土壤保育价值主要包括荒漠植被减少土壤养分流失的价值和减轻泥沙淤积的价值。在土壤保持量的基础上,已有研究主要运用机会成本法来评估荒漠生态系统的土壤保育价值(表3)。杨丽雯等[27]以全国化肥平均价格2549元•t-1为价格参数,估算了和田河流域天然胡杨林在减少氮、磷、钾养分流失方面的价值为4.277×107元•a-1;以全国水库工程单位库容成本0.67元•m-3为基础,估算了在减轻泥沙淤积方面的价值为2.4×106元•a-1。任鸿昌等[28]以相同的化肥价格参数,估算出中国西部荒漠生态系统在固定氮、磷、钾等营养物质循环中创造的价值分别为1.224×109元•a-1、8×106元•a-1和8.15×108元•a-1。
除了减少土壤养分流失和减轻泥沙淤积以外,荒漠生态系统的土壤保育价值还体现在沙尘化学循环的全球环境增益方面。从全球范围来看,从荒漠生态系统中吹走的沙尘会影响海洋浮游生物的净初级生产力、酸雨发生频率以及区域大气降水等[38-39]。沙尘增益是荒漠生态系统提供的最为独特的生态服务,但是,由于缺乏对沙尘化学循环的全球环境影响机理的深入研究,目前仍没有学者尝试评估这类生态系统服务的价值。
固碳释氧价值固碳释氧属于生态系统的一种气体调节服务。
生态系统通过植物光合作用和呼吸作用固定CO2,同时释放出O2,有利于维持大气中CO2和O2的动态平衡、减缓温室效应,以及为人类生存提供最基本条件[40]。已有研究主要首先估算生态系统的净初级生产力(NPP),再利用光合作用和呼吸作用的反应方程式来推算植被固定CO2和释放O2的物质量,即植物每生成1g干物质,就可以固定1.63gCO2、释放1.19gO2。学者们对O2释放量的核算并不存在异议,但是对CO2固定量的核算范围持有不同看法。其中,一部分学者[40-41]认为,生态系统的固碳量只包括植被的固碳量;另一部分学者[8,29]则认为,还应该包括土壤的固碳量。
Lal[42]对土壤碳吸收潜力的研究表明,沙漠的土壤碳积累率为0.2t•hm-2•a-1。荒漠生态系统中沙漠化土地面积占比高,因此,在核算整个系统的固碳量时有必要包括土壤的固碳量。与其他生态系统类似,荒漠生态系统固定CO2的价值主要采用碳税法、造林成本法、人工固定CO2法来评估,释放O2的价值主要采用工业制氧法、造林成本法来评估(表4)。杨丽雯等[27]运用碳税法和造林成本法对和田河流域天然胡杨林的固碳价值进行了评估,计算出固定CO2的价值为2.3×107元•a-1,同时运用造林成本法和工业制氧法对释放O2的价值进行了核算,得出释放O2的价值为2.4×107元•a-1。任鸿昌等[28]运用碳税法估算了中国西部地区荒漠生态系统固定CO2的价值为1.9751×1010元•a-1,运用工业制氧法估算出释放O2的价值为2.1153×1010元•a-1。在此有必要说明两点:一是这些研究估算出的仅是植被固定CO2的价值,不包括土壤固定CO2的价值;二是相对于固定CO2和释放O2的物质量核算的精细,相关研究对价格参数的选取则过于粗糙,既没有对价格参数来源给予必要说明,也没有进行相应调整。例如,用碳税法来评估CO2的价值时,已有研究选取的碳税率多是2000年以前的水平,不但没有对碳税率数据的来源进行说明,而且没有根据价格水平与汇率水平的波动进行调整。近几年,碳排放权交易的国际市场(如欧盟的BlueNext交易所)已初步建立,利用碳排放权交易的最新动态价格来衡量CO2的价值,能够更为准确地评估生态系统固定CO2的价值。
2.3水资源调控价值
水资源是荒漠生态系统正常运转、保持生态平衡的限制性因素,也是荒漠生态系统中能量流动、物质循环的重要载体[43]。荒漠生态系统的水资源调控价值主要表现为植被涵养水源和土壤凝结水。荒漠生态系统中在水资源丰富的地方常有大量植被分布,而植被具有涵养水源的功能,主要表现为拦蓄降水、补充地下水、调节径流和净化水质等[44]。由于难以直接核算植被涵养水源的价值,因此,通常采用替代工程法,即把涵养水源功能等效于一个蓄水工程,该工程的修建成本就是涵养水源的价值[45]。利用替代工程法评估水源涵养价值需要先估算水源涵养量。常运用水量平衡法来估算水源涵养量,也可根据土壤蓄水能力和区域径流量来估算[41]。杨丽雯等[27]采用水量平衡法估算了和田河流域天然胡杨林生态系统水源涵养量为5.548×107m3,再运用替代工程法评估出涵养水源的价值为2.72×106元•a-1。
在荒漠地区,土壤凝结水是非常重要的水资源,具有显著的生态作用,是维持沙地表土和沙丘稳定的重要因素,是维系荒漠生态系统中主要食物链的水分来源,起到减少土壤蒸发损失的重要作用[46-48]。由于中国对荒漠地区凝结水的研究还处于起步阶段[49],目前国内学者在评估荒漠生态系统服务价值时并没有考虑土壤凝结水的价值。随着对荒漠生态系统中土壤凝结水重要性的认识日益加深以及测量方法的不断完善,必然需要把土壤凝结水的价值纳入荒漠生态系统的水资源调控价值之中。
2.4生物多样性保育价值
生物多样性是指生物和其组成的系统的总体多样性和变异性,主要包括遗传多样性(或基因多样性)、物种多样性和生态系统多样性3个层次。与其他环境资源一样,生物多样性的价值主要包括使用价值和非使用价值两方面,其中,使用价值由直接使用价值和间接使用价值组成,非使用价值由选择价值、遗产价值和存在价值组成[50]。生物多样性的价值由“功能”维(生物多样性的功能)、“感知领域”维(人类对生物多样性的感知)和“存在状态”维(生物多样性的存在状况)构成[51]。针对不同的价值需要运用不同的评估方法,具体来说,对生物多样性的使用价值多采用直接市场评价法,而对非使用价值多采用模拟市场法(如意愿评估法)。由于生态系统生物多样性的复杂性,难以对生物多样性的价值进行较全面的评估,已有研究大多采用意愿评估法从整体上大体估算生物多样性的非使用价值[52-53],很少有学者基于具体物种的价值来核算生物多样性价值。
有关荒漠生态系统生物多样性价值评估的研究较少。
Richardson[14]在估算加利福尼亚州荒漠的经济价值时,没有直接估算该地区的生物多样性价值,而是以稀有物种的存在状况(稀少的、受威胁的、濒于灭绝的)来间接反映生物多样性价值。杨丽雯等[27]在评估和田河流域天然胡杨林的生态服务价值时,从动物栖息地、增加生物多样性、生物控制3个方面估算了该生态系统的生物多样性价值为1.64×108元。可见,为了评估荒漠生态系统的生物多样性保育价值,还需要深入研究荒漠生态系统中代表性物种(特别是稀有野生动植物)的价值。
2.5旅游文化价值
荒漠生态系统的旅游文化服务是指为人们提供游憩、娱乐和文化欣赏及交流的场所,从而使人增长知识、消除疲劳、愉悦身心、认知文化。旅游文化价值评估的代表性方法有费用支出法、旅行费用法和意愿评估法。费用支出法是一种实用的、基础的旅游文化价值核算方法,主要以游客的各种旅游费用支出的总和作为旅游文化的价值。旅行费用法是目前国际上主流的旅游文化价值的核算方法,有些学者就采用旅行费用法对荒漠地区的旅游资源开展了评估。运用旅行费用法,郭剑英等[54]评估出敦煌旅游资源2001年的国内旅游价值为7.896×108元;吕君等[55]估算出内蒙古四子王旗草原生态系统的旅游价值为6.412×107元,是其旅游统计收入的12.27倍。也有学者运用意愿评估法来评价荒漠地区的旅游资源,如郭剑英等[56]运用该法估算出敦煌旅游资源2020年的非使用价值为1.2×107元。此外,吴月等[57]运用层次分析法综合评价了阿拉善腾格里沙漠地质公园的旅游资源。
3存在问题与建议
荒漠生态系统提供的生态服务种类多样,把荒漠生态系统服务主要分为防风固沙、土壤保育、水资源调控、固碳释氧、生物多样保育、旅游文化6类,并在此基础上梳理与评述了相关文献,发现已有研究至少存在以下几个问题,需要进一步研究。
中图分类号:F0 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2014)07-0016-03
所谓SEA的价值评价,就是在SEA影响评价的基础上融入环境价值评价的因素,在生态文明、可持续发展的时代背景下,更加注重环境资源价值因素,更加注重人—自然—社会的和谐发展。在SEA的价值评价体系中,评价主体通过目的、方法和标准作用于客体,从而发挥主导作用,相应的,环境随主体的作用方式不同而呈现不同状态。
一、环境价值及其评价意义
SEA的价值评价是实施可持续发展战略的内在要求,是实现生态文明的有力手段。对于环境价值,主要包括使用价值和非使用价值两部分,使用价值包括直接使用价值和间接使用价值,非使用价值包括选择价值、遗传价值和存在价值,它们的联系(如下图所示):
直接使用价值即物质生产价值。比如,有的植物群落的生长为了给城市提供苗木,可用苗木价格衡量。间接使用价值包括生态环境功能价值(包括碳氧平衡、吸滞粉尘、净化空气、降温增湿、防洪避灾、营养物质循环、土壤养分积累)和社会效益价值。这些功能和效益不能用直接的货币形式表现出来,但可用间接的方法计算。选择价值,指人们为了保存或保护某一环境资源,以便将来做各种用途所愿支付的数额。遗传价值,是为后代人保留的使用价值或非使用价值的价值。存在价值,这部分价值包括由于环境资源的存在而给外界带来的发展机会。比如说,公司周围有绿地,良好的厂区环境可以加强对外形象宣传,吸引更多投资等。
对环境价值进行战略评价,是经济发展到一定阶段的要求。从环评角度来看,在中国,环境影响评价制度自1979年建立以来,一直为经济、社会、自然的协调发展保驾护航。但是随着全球化的发展,中国持续保持的高速经济增长速度和产业结构的不合理导致环境问题日益严重,人们越来越意识到,环境污染和生态保护应该从源头抓起。在政策、规划、计划制定之初就要充分考虑环境因素,把环境保护的目标融入到经济发展的战略中去,以保证生态经济的可持续发展。但是,目前中国规划环评定性指标多,定量指标少;现状描述性指标多,预测性指标少;对生态系统和经济联系的综合性指标缺乏,而现代生态系统是以人类为中心的自然生态系统和社会生态系统的综合体,人类的活动使全球生态系统格局发生了很大的变化,使生态系统服务功能受到损害,导致全球的生态环境危机,进而使人类的发展受到威胁。不难看出人类社会的活动与生态系统服务功能有着千丝万缕的联系,而如何在二者之间找到一个相互协调的方法,以尽量减少人类活动对生态系统服务功能造成的破坏,同时生态系统服务功能又能作为一个衡量标准来约束人类活动,将是一个具有现实意义的问题。人们对自然界进行利用和改造的过程,不但要注重自然资源的直接消费价值和市场价值,同时也要注重生态系统的生态效益及其价值。生态系统为人类提供生存和发展的物质资料,更重要的是支持与维持了对人类文明至关重要的地球生命支持系统。生态系统服务功能作为生态学的前沿课题之一,不仅可以评估对于现存生态系统的价值,也可以反映出土地利用方式的变化带来的价值变化,因此,在SEA的评价指标中纳入生态系统服务功能价值评估指标,可把环境与经济价值直接相连,为SEA价值评估的定量分析开辟了途径。
二、生态系统服务功能及其测量方法
生态系统服务研究在西方兴起的标志性著作《自然服务:人类社会对自然生态系统的依赖》(Daily等,1997)中对生态系统服务给出如下定义:Ecosystem services are the conditions and processes through which natural ecosystem and the species that make them up sustain and fulfil human life(生态系统服务是支持和满足人类生存的自然系统及其组成物种的状况和过程)。随着生态学的发展,国内学者定义生态系统服务为:“自然生态系统的结构和功能的维持会生产出对人类的生存和发展有支持和满足作用的产品、资源和环境,称为生态系统服务。”主要包括自然生态系统的产品生产、生物多样性的产生和维持、气候气象的调节和稳定、旱涝灾害的减缓、土壤的保持和肥力的更新、空气和水的净化以及废物的分解、物质循环的维持和稳定、农作物和自然植被的授粉及其种子的传播、病虫害爆发的控制、人类感官心理和精神的益处和人类文化的源泉。
针对城市生态服务功能的内容,建立评价指标体系如下:
对以上指标进行定量的测量,目前使用的方法主要有两种:一是替代市场技术,它以影子价格和消费者剩余来表达生态系统服务的经济价值,测算方法多种多样,有费用支出法、市场价值法、机会成本法、旅行费用法和享乐价格法。二是模拟市场技术法,以支付意愿和净支付意愿来表达生态系统服务的价值,测算方法主要是条件价值法。
Costanza在1997年对全球生态系统服务的价值估算就是通过各种技术来完成的。其技术路线为:首先,根据一定的标准,如人类对土地的开发利用方式或生态系统的自然状况,将研究区域内的生态系统进行分类;其次,根据不同的测算方法,计算各种类型生态系统服务的单位面积资本;最后,计算总资本,汇总得到总资本结构表。因此,区域生态系统服务的总价值为:
Vt=∑SI*PI
式中,Vt为区域生态系统服务总价值,Si代表第i类生态系统的面积,Pi是第i类生态系统单位面积的生态系统服务价值,n为区域内生态系统的类型。
三、融入生态系统服务功能的战略环境评价
把生态系统服务功能融合进战略环境评价的各项指标,是SEA价值评价的核心。在方法上,引用生态系统服务功能进行评估,可以针对各生态系统所具有的服务功能体系,在定量范围内,来分别考察规划对其造成的影响。比如说:
第一,调节气候功能评价。城市林地在夏季的降温作用可直接减少城市空调的使用,故而这项功能可用替代成本法即减少空调的耗电费用来衡量。比如,一株大树蒸发一昼夜的调温效果等于1.046 kJ,相当于10台空调机工作20 h,以室内空调机耗电0.186度/台,电费按0.140元/度计,则为0.1344元/台。以林地树木100株/hm2,每年按60 d使用空调器计,则生态系统调节气候功能的经济价值可计算。
第二,固碳释氧功能评价。目前对于生态系统调节碳氧平衡的价值,有三种不同的认识。欧阳志云等认为固定二氧化碳与释放氧气都具有自身的价值,将两者价值相加作为其价值。陈光清等却认为固碳与释氧是同时进行的,所以取两者较大值作为维持碳氧平衡的价值。薛达远等则认为固碳与释氧为同一过程,为不重复计算,则略去释放O2价值的评估,直接将固定CO2的价值作为维持碳氧平衡的价值。由于目前尚缺乏公认的评估生态系统固定CO2经济价值的方法,参考前人工作经验,比较运用造林成本法及碳税法评价生态系统固定CO2的间接经济价值;而生态系统释放氧气的价值用释放的氧气量与氧气价格的乘积衡量。
第三,保持土壤功能评价。首先确定每年减少的土壤侵蚀量,然后再评价减轻表土损失、肥力损失和泥沙淤积灾害三方面的价值。
第四,涵养水源功能评价。根据水量平衡评估水域涵养水量。涵养水源价值为年涵养水量乘以水价。
第五,减弱噪声功能评价。目前对森林生态系统降低噪声价值的估算是以造林成本的15%计。
根据以上方法,在SEA价值评价程序中,应在清楚生态环境质量现状基础上,对环境进行价格核算,并对目标生态系统服务价值进行评估,分析规划造成的服务功能变化,并拟定方案。
四、SEA价值评价中的主体要求
纵观环境历史,造成污染和破坏的主要能动力量是人类,而人类最有力的武器是科技。在环境尚没有作为问题被人类意识的时候,人们更加关注的是如何运用科学技术创造出巨大的经济财富。从哲学层面讲,即更侧重于工具理性。科学技术成为工具理性的手段是因为科学技术所采取的技术路线对自然、社会改造的力量巨大,从而获得人类追求物的效用最大。在论及科学技术作用时,恩格斯指出:“在马克思看来,科学是一种在历史上起推动作用的、革命的力量。”这个科学论断有力阐明了科学技术作为工具手段对人类社会的重大作用。科学技术作为人类工具手段的作用,是从科学技术的技术路线对物质资料与自然界改造开始的。在科学技术尚处在萌芽时,科技的工具理性的张扬是无可厚非的,它体现了科技和人类的强大征服能力。但在工具理性的驱使下,理性由解放的工具退化为统治自然和人的工具,导致环境困境,而要解决这些困境,就必须由工具理性向价值理性让度,在价值理性视野中,关注的是生态文明,重在可持续发展。
在SEA的价值评价中,作为评价主体的“人”必须考虑战略的生态保护,即“通过对战略所引致的社会经济活动的环境后果进行分析评价,提出相应的环境保护对策或战略修改、调整建议,以避免或尽可能降低由于决策失误带来的消极环境影响,促进社会经济环境系统可持续发展。”
总之,SEA价值评价是生态文明建设的内在要求,也是实施可持续发展目标的有力手段。只有在政策制定、规划设计中有效融入环境价值评价要素,才能实现真正的可持续发展,生态文明才不会遭遇挫折。同时,要加强SEA价值评价的方法与工具的研究和实际应用。
参考文献:
[1] 包存宽,尚金城.战略环境评价的工作程序[J].上海环境科学,1999,(5).
[2] 恽晓雪,包存宽,欧阳丽.中国城市总体规划环境影响评价探讨[J].四川环境,2009,(2).
[3] 王胜利.中国规划环评工作存在的问题及应对策略[J].商业时代,2009,(20).
[4] 朱祉熹.中国战略环境评价中的情景分析研究[D].天津:南开大学,2010.
[5] 于洋.绿色、效率、公平的城市愿景——美国西雅图市可持续发展指标体系研究[J].国际城市规划,2009,(6).
[6] 胡慧华.价值理性的重建及其当代意义[J].四川理工学院学报(社会科学版),2010,(6).
[7] The 1999 Cabinet Directive on the Environmental Assessment of Policy.Plan and Program Proposal.1999.
[8] Ma Chunbo,Stern.D.China’s Changing Energy Intensity Trend:A Decomposition Analysis.Energy Economics.2008.
[9] Alexandra Jiricka,Ulrike Probstl.SEA in local land use planning-first experience in the Alpine States.Environmental Impact Assessment
农田生态系统是依靠光照、温度、水分和土地等自然要素以及人为投入(如:化肥、种子、农药、灌溉、机械等),利用农田生物与非生物环境之间以及农田生物种群之间的关系来进行食物、纤维和其他农副产品的半自然生态系统[1]。农田生态系统是陆地生态系统重要组成部分。我国学者张新时和欧阳志云[2]早在1999年就对我国生态系统的服务功能经济价值进行了详细评价。随着人类文明的进步,科学技术的飞速发展,对农田生态系统服务的重视也日渐加深。部分学者[3-4]也曾对我国局部地区的森林生态系统服务功能价值进行了评价。一直到2005年,国内外关于资源生态价值评估理论和方法主要集中于森林资源和水资源[5-7],对于农田生态系统的价值评估目前尚无公认的标准与方法,国内关于独立的农田生态价值评估案例尚少[8-9]。因此,为了更合理的利用农田生态系统,目前越来越多的学者开始关注农田生态系统服务的功能价值评价,并逐步成为研究热点。
1.农田生态系统服务功能的概念和内容
农田生态系统服务功能是指农田生态过程和人类活动所形成的人类赖以生存的自然环境条件与效用[10]。农田为我们提供了食物来源,例如粮食、蔬菜、水果等其他农副产品。除此之外,农田也具有生态服务功能和社会经济价值功能。一般农田生态系统服务功能价值可分为直接功能价值和间接功能价值。直接功能价值主要指农田生态系统可以直接为人类提供生产原料、粮食和其他农副产品等、以及生态观光所产生的农田生态系统服务功能价值。间接价值主要是指除农田直接供给农副产品以外而获得的对整个生态环境的价值,例如:净化空气、涵养水源、碳汇作用等。
2.农田生态系统功能价值
农田生态系统是一种半自然的人工生态系统,是由农田、环境及人为控制组成的复合生态系统,但由于其具有高度的目的性、开放性、高效性、易变性、脆弱性与依赖性等特点[11],农田生态系统功能价值也具有复杂性、特殊性,其功能如下。
2.1提供农副产品的功能价值
农业是社会生产的基础,农田生态系统具有较高的生产力。人类所需的食物、生产原料主要来源于农田生态系统,大量的农副产品从农田生态系统输出。农田生态系统能够在人工辅助能的投入下,以较高的效率对系统外输出物质能量参与整个生态系统的物质能量大循环。据统计每年各类生态系统为人类提供粮食18×109t[3]。
2.2碳汇功能价值
一方面各种农作物利用太阳能,通过光合作用将CO2等物质固定转化为有机物;另一方面土壤的固碳作用也是相当重要的方面。假设我国耕地土壤有机质平均提高05%,则相当于固定碳近8×108t[12]。肖玉等[8,13]通过大田实验堆水稻生态系统的固碳作用进行了研究。
2.3养分循环及土壤保持价值
土壤是“土壤圈”物质循环的重要组成部分,也是陆地生态系统中维持生物生命周期的必要条件。农田生态系统通过地表覆盖和水土保持措施可保持土壤。孙新章等[14]的研究表明,不同地表覆盖和水土保持措施下中国农田生态系统每年保持土壤的数量和价值分别为1019×108t、440850×108元。
2.4水调节功能价值
农田具有涵养水源的功能,农作物枝叶能够截留部分降水,耕地也能保持部分水源,主要指土壤的有效持水量,土壤是一个天然的水库。据统计植被能截留高达1/3的降雨量[15],同时能够减少水分蒸发、涵养水土、保持水源。黄璜[16]认为稻田及相邻的沟渠、山塘构成一个隐形的水库。
2.5美学和旅游价值
农田生态系统是一种半自然的人工景观,能够给人以视觉上的美感享受。农田景观是自然环境的重要组成部分,是自然界中最充满魅力的景色,也是我国农耕文化和地域特色的体现。近年来,伴随着我国城市化进程加快和新农村建设的不断发展,使城乡居民的生活环境发生巨大变化;加之传统农业向现代农业的转变及农业休闲活动的增多,农田生态系统在提供农副产品生产的同时,也提供了精神文明和旅游的价值,致使农田景观受到越来越多的关注。
2.6农田生态系统服务综合价值评价
农田生态系统本来就是一个复杂的系统,应进行综合性评价。谢高地等[17]整理了对我国专业人士进行的生态问卷调查结果,得出了中国陆地生态系统单位面积服务价值表,其中农田生态系统具有气体调节、气候调节、水源涵养、土壤形成与保护、废物处理、生物多样性保护、食物生产、原材料生产和娱乐文化,并得出我国不同农田生态系统服务平均年价值量为61143元・hm-2。谢高地等[18]根据中国农田生态系统现状构建了农田生态系统服务评估当量因子表,估算出农田生态系统每年为人类提供195091亿元生态服务和经济产品总价值,其中419%是由农田生态系统自然过程提供和产生的,581%是由人类种植业活动过程产生。
3.农田生态系统服务功能评价方法
3.1农作物生产最的价值评价
利用市场价值法,农作物生物量与其经济产量的关系式[19]为:
VP=B×(1-R)/f
式中,VP表示农作物生物量;B表示经济产量;R表示经济产量含水率;f表示经济系数。
3.2碳汇功能评价
农田中的温室气体主要是CO2和CH4,这里计算主要以固定的CO2的价值为评价为例。农田生态系统包括作物的光合作用及作物、凋落物层和土壤的呼吸作用,采用以下计算方式[3]:
Q=S-Rd-Rs
式中,Q为CO2固定量,t/hm2.a;S为净第一性生产力所同化的CO2量,t/hm2.a;Rd为凋落物层呼吸释放的CO2量,t/hm2.a;Rs土壤呼吸释放的CO2量,t/hm2.a。
3.3涵养水源价值评价
农田生态系统涵养水源的作用可以采用降水储存量法来计算[20]:
Qw=A×Jo×K×(Ro-Rg)
式中,Qw为与裸地相比较,农田涵养水源的增加量;A为计算区面积;J为计算区多年平均产流降雨量;J0为计算区多年平均降雨总量;K为计算区产流降雨量占降雨总量的比例;R为与裸地比较,农田减少径流的效益系数;R0为产流降雨条件下裸地降雨径流率;Rg为产流降雨条件下农田降雨径流率。
3.4土壤保持价值评价
农田生态系统保持土壤的功能可采用如下方法计算[14]:
Qs=A×(Ep-Er)
式中,Qs为农田土壤保持量;A为农田面积;Ep为耕地潜在侵蚀模数;Er为现实侵蚀模数。
4.研究展望
本次研究只是对农田生态系统服务功能的部分功能进行了功能价值评价,对环境净化方面未涉及,这也是以后仍需继续研究的方向。目前集约农业正向多功能农业方向发展,我们更应对农田生物多样性的研究更加深入。当然农田生态系统即存在对人类发展有益的服务功能,我们也不能忽视其带来的生态环境负效应,这也是我们未来研究的重点方向。此外,目前的定量分析较少涉及到评价区域的空间分析,对于空间关联性分析更是少有涉及。因此,如何采用更加准确的方法对农田生态系统生态价值进行定量研究,并对耕地涵养水源空间关联性进行分析,是值得进一步探索的课题。(作者单位:四川师范大学地理与资源科学学院)
参考文献:
[1] 谢高地,肖玉.农田生态系统服务及其价值研究进展[J].中国生态农业学报,2013,21(6):645-651.
[2] 辛现,肖笃宁.生态系统服务功能研究简述[J].中国人口.资源与环境,2002,10(3):20-22.
[3] 肖寒,欧阳志云,赵景柱,等.森林生态系统服务功能及其生态经济价值评估初探―以海南岛尖峰岭热带森林为例[J].应用生态学报,2000,11(4):481-484.
[4] 关文彬,王自力,陈建成,等.贡嘎山地区森林生态系统服务功能价值评估[J].北京林业大学学报,2002,24(4):80-84.
[5] 姜文来.水资源价值论[M].北京:科学出版社,1998.
[6] 刘璨.森林资源与环境价值分析与补偿问题研究[J].世界林业研究,2003,(2):7-11.
[7] 陈应发,陈放鸣.国外森林资源环境效益的经济价值及其评估[J].林业经济,1995,(4):65-74.
[8] 肖玉,谢高地,鲁春霞,等.稻田生态系统气体调节功能及其价值[J].自然资源学报,2004,19(5):617-623.
[9] 赵海珍,李文华,马爱进,等.拉萨河谷地区青稞农田生态系统服务功能的评价―以达孜县为例[J].自然资源学报,2004,(4):632-636.
[10] 赵荣钦,黄爱民,秦明周.农田生态系统服务功能及其评价方法研究[J].农业系统科学与综合研究,2003,19(4):267-270.
[11] 尹飞,毛任钊,傅伯志,等.农田生态系统服务功能及其形成机制[J].应用生态学报,2005,17(5):929-934.
[12] 刘鸣达,黄晓珊,张玉龙,等.农田生态系统服务功能研究[J].生态环境,2008,17(2):834-838.
[13] 肖玉,谢高地,鲁春霞,等.施肥对稻田生态系统气体调节功能及其价值的影响[J].植物生态学报,2005,29(4):577-583.
[14] 孙新章,周海林,谢高地.中国农田生态系统的服务功能及其经济价值[J].中国人口・资源与环境,2007,17(4):55-60.
[15] 方精云.全球生态学[M].北京:高等教育出版社,2000.
[16] 黄璜.湖南境内隐形水库与水库的集雨功能[J].湖南农业大学学报,1997,23(6):499-503.
[17] 谢高地,鲁春霞,冷允法,等.青藏高原生态资产的价值评估[J].自然资源学报,2003,18(2):189-196.