李加林 龚虹波
生态系统服务是指生态系统通过生态系统的结构、过程和功能直接或间接得到的生命支持产品和服务。20世纪80年代以来，国外生态学家对不同类型的生态系统服务及其价值进行了大量研究，近年来我国生态学家的相关研究主要包括对区域生态系统服务价值、单个生态系统服务价值以及生态系统单项服务价值的评估研究。目前，人类活动影响下的生态系统服务价值变化研究还较少。因此，加强人类活动对生态系统服务功能的影响研究，特别是土地利用、土地覆被变化对生态服务功能的影响研究，对了解人类生存的潜在生态危机，合理利用土地资源，更好地维持和培育生态系统服务功能，促进经济社会的可持续发展具有重要意义。本研究以沪、杭、甬经济金三角中心地带新兴城市一慈溪市为依托的杭州湾南岸滨海平原为研究区，以生态系统服务价值作为其生态系统服务功能的量化指标，评估土地利用、土地、留被变化引起的区域生态系统服务价值的变化。
杭州湾南岸滨海平原（本研究特指慈溪市域）位于我国东部沿海中段的浙江省东北部及上海市东南、钱塘江口外。土地总面积有1368.47*104hm2，丘陵、平原、滩涂、海洋构成的台阶式现代地貌格局呈南北向分布，地貌类型相对齐全。杭州湾南岸滨海平原包括浒山、宗汉、坎墩、龙山、横河等23个城镇，总人口100.84万人，人均土地面积0.I357hm2，为全国平均水平的1/6。杭州湾南岸滨海平原为北亚热带南缘季风性气候，冬暖夏凉，年日照时数、太阳辐射总量分别为2038.4h和112千卡/cm2，年平均降水量1272.8mm。区内光热水时空分布配合较好，气候温暖湿润，光温效率高，雨水充足，作物生长期长，适宜农林牧渔全面发展。杭州湾南岸滨海平原是长江三角洲经济带沪杭甬经济金三角的中心地带，区位和交通优势十分明显。
本研究采用的基本数据包括1987年5月18日Landset TM和2000年9月8日Landsei ETM研究区遥感数据。相关地面资料包括研究区1：100000、1：50000地形图，1990年土地利用现状图、2000年部分乡镇1:10000土地利用总体规划图（含土地利用现状信息）、慈溪市土壤志、慈溪市统计年鉴（1987—2001年）等用于土地利用变化的相关信息数据。
本研究的土地生态系统类型划分在参考全国农业区划委员会1985年公布的土地利用分类方案和2002年国土资源部实施的《土地分类》方案的基础上，根据研究区生态系统特征及研究工作的实际需要，将杭州湾南岸滨海平原的生态系统类型划分为建设用地、水田、旱地、水体、林地、养殖用地、盐田、滩地等八大类。在彩色图像生态系统类型的非监督分类基础上，通过野外实地考察，选择训练区，进行监督分类。从而得到1987年和2000年杭州湾南岸滨海平原各种生态系统类型面积及其变化。
杭州湾南岸滨海平原生态系统的主要物质产品经济价值可采用市场价格法计算，公式为
式中Vp为杭州湾南岸滨海平原生态系统物质产品总经济价值，t为生态系统物质产品种类，Mi为第i种物质产品的产量，Pi为第i种物质产品的单价。
根据慈溪市1987年和2000年统计年鉴，以2000年农林牧渔业产品的产量和产值为标准，计算出2000年单位产品的价格，然后将1987年各种物质产品折算成2000年的价值，得出1987年和2000年杭州湾南岸滨海平原生态系统主要物质产品的生态经济价值分别为8.173x108元和1.330x109元，其变化量为5.130x108元。生态系统的投入仅以所占比重较大的政府农业投入及农田化肥使用量、农机动力等项目作为投入成本进行核算，得到1987年和2000年杭州湾南岸滨海平原生态系统物质产出的投入成本分别为2.300X108元和3.190x108元，由此可得到1987年和2000年杭州湾南岸滨海平原生态系统净物质产出经济价值为5.873x108元和1.010X109元，增加量为4.241x108元。
生态系统植被的大气组分调节功能主要是固定CO2和释放O2，由光合作用化学方程式可得到其固定值或释放值。因此，只要计算出研究区内植被的总初级生产力，就可以得出植被每年固定的CO2和释放O2的总量。本研究通过棉花、玉米、豆类的单位面积生物量的取样实测，并参考冯宗炜、徐琪等人对林地、水稻、小麦、大麦、油菜等单位面积生物量的研究成果，得到杭州湾南岸滨海平原1987年和2000年的植被总生物量分别为6.616x 105t和5.307x105t运用碳税法、造林成本法或工业氧价格替代法进行计算，求得1987年和2000年植被固定CO2和释放02的总经济价值的平均值分别为5.280x 108元和4.230x 108元，2000年与1987年相比，总经济价值减少量为1.040X108元。
生态系统在保护土地资源、减少土地资源损失、防止泥沙滞留和淤积、保育土壤肥力、减少风沙灾害和减少土体崩塌泄流等方面具有明显价值。
生态系统减少土壤侵蚀量的经济价值可按下式计算：
式中PS为减少土地废弃价值；j为土壤类型，目为第j类土壤类型的面积；Emy1为j类土壤无植被覆被时的侵蚀深度；Emy2为j类土壤实际侵蚀深度；Psj为第j类土壤单位面积经济价值。α为我国耕作土壤平均厚度，取0.5m。
生态系统减少土壤肥力损失的价值可按下式计算：
式中为森林保肥经济效益；d为土壤保持量；j为土壤种类；Pli为第i类土壤中的有机质、氮、磷、钾含量；心为各类化肥的销售价。
生态系统减轻河道、水库泥沙淤积灾害的经济价值可按下式计算：
式中心为减轻泥沙淤积经济价值（兀/a）；Ac为土壤保持量（t/a）；p为土壤容重：（t/m3）；C为水库工程费用（元/n7），取0.67元/m3。
根据以上方法可得到1987年和2000年杭州湾南岸滨海平原生态系统的水土保持功能价值分别为8.014x108元和6.981X108元，减少量为1.033x108元。
杭州湾南岸宽广的滩涂对风暴潮、洪水、海岸侵蚀、围垦等自然和人为干扰具有很好的调节作用，可有效地减轻风暴潮灾损失、减轻波浪对海堤和岸滩的冲刷侵蚀，并通过滩涂均衡态的调整促使围后淤涨，因而具有极大的干扰调节价值。此外，林地生态系统在防止风暴、调节环境等方面也有一定的价值。据Costanza等的研究成果，滩涂和林地生态系统干扰调节的单位价值分别为60816元/（hm2a）和42元/（hm2a）。由此得到1987年和2000年杭州湾南岸滨海平原生态系统的干扰调节功能价值分别为2.667x109元和2.482X 109元，减少量为1.850x108元。
林地的水分调节功能即涵养水源，其年涵养量可用水量平衡法计算
R={P-E）-A（5）
式中R为水源涵养量（m3/a），P为平均降水量（mm/a），E为平均蒸发量（mm/a），A为研究区面积。
人工湿地的水分调节功能通常用丰水年洪水期在不危害作物正常生长情况下的水量与干旱年枯水期的蓄水量之差，也就是最大蓄水差额来计算。据研究，水田的最大蓄水差额为0.2m，以水田面积乘以蓄水差额，就可以得到水田的总水分调节量。水体和养殖用地也具有重要的水分调节功能，其蓄水功能以2000年卫片解译得出的面积进行计算。
综合各项水量，可以得到1987年和2000年杭州湾南岸滨海平原陆上总水分调节量分别为1.905x 108m3和2.391x108m3
，单位水价采用影子工程法来计算，由此得到1987年和2000年杭州湾南岸滨海平原陆上生态系统水分调节的经济价值分别为1.280x108元和1.600x 108元，2000年比1987年增加了3.200x 107元。
另据Costanza等的研究成果，滩涂生态系统在水分调节和水供给方面的单位面积价值为64092元/（hm2a），可得杭州湾南岸滨海平原滩涂生态系统1987年和2000年水分调节和水供给价值分别为2.784x109元和2.615x109元，减少量为1.692x108元。
森林在土壤形成过程中的作用主要体现在促使岩石风化和有机质积累方面。据Costanza等提出的森林土壤形成的单价，可得到杭州湾南岸滨海平原1987年和2000年森林促使土壤形成的总价值分别为1.27x106元和1.10x106元。滩地植被在土壤形成中的作用也相当明显，由于1987年滩地植被较少，这里仅计算2000年互花米草滩在土壤形成中的作用。据估算，2000年互花米草植被的存在可增加土壤总量为1.15x 106m3，以我国耕作土壤的平均厚度0.5m计，增加土地面积大约230hm2,2000年慈溪市农业生产的平均收益约为17271元/hm2，因而其经济价值为3.97x106元。
杭州湾南岸互花米草滩和森林生态系统在养分循环方面具有较高的间接经济价值。2000年杭州湾南岸互花米草滩的养分循环价值为3.56x106元。森林生态系统在养分循环方面的单位面积价值为7745元/（hm2a），根据1987年和2000年杭州湾南岸滨海平原互花米草滩和森林生态系统的面积可得到养分循环的间接经济价值分别为1.171x108元和1.054x108元，减少量为］.169x107元。
森林、河湖和滩涂生态系统均表现出较强的废物处理功能及价值，据Costanza等的研究成果，其单位面积经济价值分别为731元/（hm2a）、5586元/（hm2a）和13936元/（hm2a）。谢高地通过研究得出我国森林、农田、湿地、水体生态系统单位面积的废物处理价值分另为1159.27E/（hm2a）1451.27元/（hm2a），16086.67E/（hm2a）W 16086.6元/（hm%）。据以上两种方法分别计算，再取平均值，可得杭州湾南岸滨海平原1987年和2000年生态系统的废物处理价值分别为7.514x 108元、7.262x 108元，减少量为2.520x 107元。
生态系统的生物多样性维持价值包括生态系统在传粉、生物控制、庇护和遗传资源等四方面的价值。生态系统的传粉功能主要是提供传粉者以便植物种群繁殖。由于区内草地面积较少，本研究仅考虑农田生态系统的传粉功能，其单位面积经济价值为118元/（hm2a）。森林和农田生态系统在生物控制方面具较高价值，其单位面积生态经济价值分别为17元/（hm2a）和202元/（hm2a）。生态系统的庇护功能是指生态系统为定居和临时种群提供栖息地，湿地和海岸带在生物庇护方面表现出极高的生态经济价值，滩地单位面积的庇护价值为3689元/（hm2a）。生态系统提供的遗传资源主要是指提供特有的生物材料和产品，如药物、抵抗植物病源和作物虫害的基因等。森林生态系统在这方面的单位面积经济价值为344元/（hm2a）。
另据谢高地对我国生态系统各项生态服务价值平均单价的估算结果，我国森林、农田、湿地、水体生态系统单位面积的生物多样性维持价值（包括授粉、生物控制、庇护地和遗传资源四项价值）分别为2884.6元/（hm2a）、628.2元/（hm2a）、2212.2元/（hm2a）和2203.3元/（hm2a）。根据以上两种方法分别计算，再取其平均值，可得1987年和2000年杭州湾南岸滨海平原生态系统的生物多样性维持价值分别为1.875x108元和1.776x108元，其变化量为9.940x106元。
（九）休闲、文化价值及其变化
生态系统的休闲价值主要是指生态系统为人类提供休闲娱乐的功能。据Costanza研究，森林、滩涂和河湖生态系统单位面积休闲价值分别为941元/（hm2a）、4124元/（hm2a）、1932元/（hm2a）。生态系统的文化价值为非商业用途，其功能主要表现在美学、艺术、教育、精神或科学的价值。森林和滩涂生态系统有较高的文化价值，其单位面积经济价值为17兀/（hm2a）和14792兀/（hm2a）。
另据谢高地对我国生态系统各项生态服务价值的平均单价的估算结果，我国森林、农田、湿地、水体生态系统单位面积的休闲文化价值分别为1132.6元/（hm2a、8.8元/（hm2a）、4910.9元/（hm%）和3840.2元/（hm2a）。我们取二者的平均值，计算杭州湾南岸滨海平原生态系统的休闲文化价值。得到1987年和2000年杭州湾南岸滨海平原生态系统的休闲、文化价值分别为5.435x108元和5.145*108元，减少量为2.901x107元。(www.xing528.com)
从杭州湾南岸滨海平原生态系统的总服务价值看（表1）,1987年生态服务总价值为9.176x109元，相当于当年国内生产总值的5.9倍；2000年为8.989x 109元，相当于当年国内生产总值的0.56倍。与1987年相比，土地利用变化导致2000年生态系统总服务价值减少了1.861x108元，减少量为1987年的20.28%，平均每年减少1.430x107元。
如果我们把生态系统的总服务价值归纳为物质经济价值（直接经济价值）和非物质经济价值（间接经济价值），由表1可知，杭州湾南岸滨海平原2000年生态系统物质产品的净产值为1.011x109元，与1987年的5.872xl08元相比，增加了4.241X108元，增加量为1987年的72.22%。从非物质经济价值看，与1987年相比，2000年的非物质经济价值减少了6.102x 108元，减少量是2000年物质产品价值增加量的1.44倍。由此可以看出，杭州湾南岸滨海平原生态系统物质产品价值提高的同时，其非物质经济价值下降得更多更快。
表1 杭州湾南岸滨海平原生态系统服务价值变化（1987—2000）
从生态系统类型的服务价值构成变化看（表2），滩地生态系统的服务价值在杭州湾南岸滨海平原生态服务价值构成中占主导地位，1987年和2000年占总价值的比重分别为71.53%和71.72%。1987年至2000年滩地生态系统面积由于围垦减少了近20km2，为1987年滩地面积的4.6%；其生态服务价值减少了1.161x108元，仅为1987年滩地生态系统服务价值的1.8%。这主要是由于互花米草海滩生态系统比光滩具有更高的生态服务价值，从而一定程度上抵消了因光滩面积减少所引起的生态服务价值的减少。此外，林地也具有相当高的生态服务价值，林地面积的减少，使得其生态服务价值减少了1589x108元，减少量是所有生态系统类型中最多的，从而也使得其占总价值的比重由1987年的13.47%降至2000年的11.96%。旱地和水田生态系统面积的减少造成其生态服务价值的减少量分别为1.642x 107元和3.819x 107元。水体和养殖用地面积从1987年到2000年分别增加了6.44km2和11.49km2，其生态服务价值分别增加了3.223x107元和6.684x107元。盐田面积在过去的13年中减少了13.46km，其生态服务价值的减少量为2.041x107元。建设用地64.78km2的增加值也带来了生态服务价值6.485x107元的增加。
表2 杭州湾南岸滨海平原各土地利用类型生态服务价值及其变化土地利用类型单位面积价值
注：表中15.1/15.8指1987年和2000年杭州湾南岸滩地的单位面积平均价值分别为15」和15.8，这种变化主要是由于互花米草盐沼形成所引起的。
这种变化与杭州湾南岸滨海平原13年来的土地利用/覆被变化是密切相关的。水稻、棉花等播种面积的减少，蔬菜、水果种植面积的增大，淡水养殖和滩涂海水增养殖面积的扩大等农业内部产业结构的调整使得土地的物质产出大幅度提高，同时农业现代化建设，特别是慈溪市国家农业科技园区的建设也大大提高了农业生产效益，这一切导致了杭州湾南岸滨海平原生态系统物质产出经济价值的快速增加。同时，滩涂、森林、水田面积的减少和非农用地的增加又导致了生态系统所具有的非物质价值的减少，且其减少量要大于物质产品的增加量。如滩涂围垦用作种植业或水产养殖业，虽然大大提高了物质产出，但滩涂所特有的废水处理、水文调节、干扰调节、生物庇护等功能就减少或丧失，从而使得其间接经济价值大大降低。
本研究对杭州湾南岸滨海平原生态系统服务价值估算中，物质产品价值的估算考虑到该地区生态系统的绝大部分物质产出，并运用市场价值法进行评估，其结果具有较高的精度。在非物质经济价值的评估过程中，由于受经费和技术手段的限制，仅少数项目采用研究区实测资料进行计算，其他项目的估算尽可能运用国内外类似地区同类研究的已有成果，对于无类似研究成果的生态服务功能的评估，则采用全球和全国的平均值进行计算。因此，非物质经济价值研究结果的精度仍有待进一步提高。
就目前来说，对生态系统服务功能评估的方法仍有很多不足之处，特别是功能性的服务价值除了要探索更合理的价值转换方法，形成合理可行的价值估算体系外，更需加强对生态系统功能的机理研究，以全面系统地反映其各项服务价值。本研究通过对土地利用/覆被变化引起的杭州湾南岸滨海平原生态系统服务价值的变化研究，以货币化形式揭示了生态系统除物质产品产出价值外，还有其巨大的非物质价值，正是这些非物质价值维持了人类生命支持系统的稳定性。进行生态服务价值变化的长期监测，将生态系统非物质价值的变化纳入国民经济核算体系中，即可对区域社会经济发展态势作出判别，为人类采取合理措施保育生态系统服务功能、保护生态环境，选择持续发展模式提供科学指导。
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（作者单位：宁波大学）
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