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云南省西雙版納地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的動(dòng)態(tài)評(píng)估

2012-12-29 00:42景兆鵬馬友鑫
關(guān)鍵詞:橡膠林西雙版納植被

景兆鵬,馬友鑫

(中國(guó)科學(xué)院 西雙版納熱帶植物園,云南 昆明 650223)

云南省西雙版納地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的動(dòng)態(tài)評(píng)估

景兆鵬,馬友鑫

(中國(guó)科學(xué)院 西雙版納熱帶植物園,云南 昆明 650223)

西雙版納地區(qū)作為生物多樣性保護(hù)的熱點(diǎn)區(qū)域,近年來(lái)該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)受到了嚴(yán)重的干擾和破壞。根據(jù)2001年、2005年、2009年的Landsat7 ETM影像的分類結(jié)果,并結(jié)合此3年的MODIS17A3的NPP產(chǎn)品數(shù)據(jù)和西雙版納州社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù),對(duì)西雙版納地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估,試圖了解該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的變化和特點(diǎn),為該地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)管理等提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明:2001年、2005年和2009年西雙版納州生態(tài)系統(tǒng)功能價(jià)值分別為1221.44、1100.64和1066.32億元;涵養(yǎng)水源功能價(jià)值和生物多樣性價(jià)值在降低,供給服務(wù)和美學(xué)與旅游的價(jià)值在增加;有林地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值在逐年降低,而橡膠林和農(nóng)用地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值逐年增加;西雙版納生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值總體呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)。土地利用/覆蓋變化是導(dǎo)致這種趨勢(shì)的主要原因,限制有林地的開(kāi)發(fā)是維持生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值的關(guān)鍵。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值;凈初級(jí)生產(chǎn)力;土地利用/覆蓋變化;西雙版納

長(zhǎng)期以來(lái)人類在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)決策過(guò)程中對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的忽略,導(dǎo)致自然資源的過(guò)度消耗和生態(tài)系統(tǒng)的破壞[1]。為了滿足決策者和公眾對(duì)生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)信息的需求,改善生態(tài)系統(tǒng)管理,必須對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)做出科學(xué)判斷,這也是進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估的核心目的[2]。

大尺度區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估,以Constanza[3]和千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估[4]等為代表,國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了大量的研究。然而大尺度的價(jià)值評(píng)估對(duì)于小區(qū)域的環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)管理的指導(dǎo)意義并不直接和明確,基于省市和區(qū)縣等行政區(qū)域尺度的價(jià)值評(píng)估研究較少[5-12]。以往的研究大部分基于靜態(tài)平衡模型,突出在截取一個(gè)時(shí)間斷面對(duì)生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)行物質(zhì)量及價(jià)值量的分析;而近來(lái)也有一些學(xué)者指出研究其動(dòng)態(tài)變化更有意義[13]。

隨著遙感技術(shù)以及數(shù)據(jù)處理能力的迅速發(fā)展和基于遙感觀測(cè)的生理生態(tài)研究的進(jìn)展,基于觀測(cè)的NPP已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于實(shí)時(shí)、連續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)檢測(cè)[14]。MODIS 對(duì)陸地檢測(cè)產(chǎn)品中提供了2000年以來(lái)分辨率為 1km2的年NPP產(chǎn)品(MOD17A3),目前在全球不同區(qū)域?qū)χ脖簧L(zhǎng)狀況、生物量的估算、環(huán)境監(jiān)測(cè)和全球變化等研究中得到驗(yàn)證和廣泛應(yīng)用[15]。

熱帶森林作為最具生物多樣性和生態(tài)復(fù)雜性的陸地生態(tài)系統(tǒng),正以令人擔(dān)心的速度消失[16]。相似的過(guò)程同樣在云南省西雙版納地區(qū)發(fā)生,這里有分布范圍最北段的熱帶季節(jié)雨林,是國(guó)際公認(rèn)的生物多樣性保護(hù)研究的熱點(diǎn)區(qū)域,同樣地經(jīng)歷著快速的生態(tài)環(huán)境變化[17]。目前僅有對(duì)西雙版納地區(qū)的橡膠林的生態(tài)價(jià)值評(píng)估[18]和西雙版納州勐侖鎮(zhèn)的生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)評(píng)估工作[7],還沒(méi)有對(duì)西雙版納州多年生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的動(dòng)態(tài)評(píng)估。

本研究基于 Landsat7 ETM 和 MODIS17A3產(chǎn)品數(shù)據(jù),綜合考慮西雙版納地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)類型、質(zhì)量、空間分布差異等的影響,探討中小尺度區(qū)域范圍內(nèi)生態(tài)資產(chǎn)變化及與人類活動(dòng)的關(guān)系,為該地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)管理以及生態(tài)補(bǔ)償政策制定等提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究地概況

西雙版納傣族自治州位于云南省西南部( E 99° 56′ ~ 101° 50′ , N21° 08′ ~ 22° 36′),總面積為19 120 km2,其東部和南部與老撾接壤,西部與緬甸毗鄰,北部與滇西南山原、山地相連,屬于橫斷山系南端無(wú)量山脈和怒山山脈的余脈。該區(qū)以山原為主,其中又分布著許多寬谷盆地、低山和低丘。西雙版納氣候類型屬熱帶季風(fēng)氣候,雨季和旱季交替明顯,是我國(guó)熱帶森林植被面積最大、類型最多樣、保存最完整、生物多樣性最豐富的地區(qū)。主要的森林類型為熱帶雨林、熱帶季雨林和熱帶山地常綠闊葉林等[19]。

西雙版納地區(qū)總?cè)丝诮?100 萬(wàn),分布有 13個(gè)少數(shù)民族,約占總?cè)丝诘?0%。幾十年來(lái)由于橡膠業(yè)的發(fā)展,大量的有林地被砍伐以種植橡膠,生態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大的變化。橡膠林的迅速發(fā)展給該地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)極大的發(fā)展,同時(shí)也給該地區(qū)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)復(fù)雜深刻的變化。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究選擇云南省西雙版納州作為研究區(qū),所需要的數(shù)據(jù)如下:2001年、2005年和2009 年的 Landsat7 ETM 影像和 MODIS17A3數(shù)據(jù),西雙版納地區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)以及自然保護(hù)區(qū)的矢量數(shù)據(jù),以及《西雙版納州統(tǒng)計(jì)年鑒》的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)。MODIS17A3數(shù)據(jù)來(lái)自http://www.ntsg.umt.edu/project/mod17網(wǎng)站下載。Landsat7 ETM 影像來(lái)自http://edcsns17.cr.usgs.gov/NewEarthExplorer/ 網(wǎng)站下載,其中2005年和2009年的Landsat7 ETM 經(jīng)過(guò) SLC-off 模型校正。主要影像數(shù)據(jù)為:2001-02-06,ETM129-045;2001-01-12,ETM130-044;2001-01-12,ETM130-045;2001-04-18,ETM130-045;2001-02-04,ETM131-045;2005-02-09,EMT129-045;2005-01-31,ETM130-044;2005-01-31,ETM130-045;2005-02-07,ETM131-045;2009-11-11,ETM129-045;2009-02-19,ETM130-044;2009-03-07,ETM130-045;2009-02-26,ETM131-045。

2.2 影像處理及土地利用分類

利用ENVI7.0軟件對(duì)Landsat7 ETM影像進(jìn)行地形校正、輻射標(biāo)定和大氣校正。利用MODIS Reprojection Tool 對(duì)MODIS17A3數(shù)據(jù)進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換。參考我國(guó)土地利用分類標(biāo)準(zhǔn)[20],并結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,本研究將研究區(qū)劃分為7種土地利用/覆蓋類型:有林地、灌木地、橡膠林、荒草地、水體和建設(shè)用地。參照實(shí)地調(diào)查資料(GPS樣點(diǎn))與參考資料(地形圖、植被圖和土地利用現(xiàn)狀圖),利用ENVI 7.0對(duì)影像進(jìn)行監(jiān)督分類,并應(yīng)用ENVI的主要/次要分析(Majority/Minority)、聚類處理(Clump)和過(guò)濾處理(Sieve)3種處理對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行處理。3年影像的土地利用總體分類精度分別為84.28%、84.11%和79.74%。

用ArcGIS Desktop 軟件的Spatial analyst 工具中的Zonal Statistics功能,將NPP影像數(shù)據(jù)根據(jù)土地利用分類數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái),計(jì)算每個(gè)土地利用斑塊的NPP數(shù)據(jù)。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值評(píng)估

在已經(jīng)識(shí)別出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中,不同學(xué)者對(duì)生態(tài)服務(wù)進(jìn)行了分類。Daily[21]、Costanza[3]、MA[4]、謝高地[22]都列舉了各種的生態(tài)系評(píng)估框架。本研究主要依據(jù)千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估框架工作組提出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分類方法[4]與《中國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估》的評(píng)價(jià)方法[23],建立西雙版納橡膠林生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)估指標(biāo)體系,以便于本研究的生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值評(píng)估工作同其他的工作具備比較和參考性。

2.3.1 產(chǎn)品供給服務(wù)

產(chǎn)品供給是指包括農(nóng)業(yè)、林業(yè)和漁業(yè)的產(chǎn)品供給服務(wù)。其產(chǎn)值數(shù)據(jù)均是當(dāng)年價(jià),數(shù)據(jù)來(lái)自2001年、2005年和2009年的西雙版納州統(tǒng)計(jì)年鑒(見(jiàn)表1)。在本研究中,農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值來(lái)自于農(nóng)用地,林業(yè)產(chǎn)值來(lái)自于有林地,漁業(yè)產(chǎn)值來(lái)自于水體,橡膠干膠產(chǎn)值來(lái)自于橡膠林用地,以此計(jì)算各土地類型的供給服務(wù)價(jià)值。

表1 西雙版納地區(qū)農(nóng)、林、漁業(yè)產(chǎn)值和橡膠產(chǎn)量Table1The values of agriculture, forestry and fishery, and rubber production in Xishuangbanna

橡膠干膠價(jià)格的計(jì)算依據(jù)與2001年、2005年和2009年的上海期貨交易市場(chǎng)的橡膠年平均價(jià)格,分別為7 503、16 037.5和16 522.2元/t。

2.3.2 涵養(yǎng)水源功能

涵養(yǎng)水源功能所調(diào)節(jié)的水量采用降水貯存法,即用生態(tài)系統(tǒng)的蓄水效應(yīng)來(lái)衡量其涵養(yǎng)水分的功能。

式中:Q為與裸地相比較森林生態(tài)系統(tǒng)截留降水、涵養(yǎng)水源增加量(m3/a);A為計(jì)算區(qū)面積(hm2);K為不同區(qū)域的侵蝕性降雨比例;R值為與裸地(或皆伐跡地)比較,森林生態(tài)系統(tǒng)減少?gòu)搅鞯男б嫦禂?shù);J0為年均降水量 (mm),參考統(tǒng)計(jì)年鑒。K根據(jù)降雨特征選取K參數(shù)值為 0.6[24]。R根據(jù)已有的實(shí)測(cè)和研究成果,有林地的R值[24]為0.55,灌木[24]為 0.40;橡膠林[25]為 0.36,荒草地[25]為 0.10。

西雙版納地區(qū)降雨量數(shù)據(jù)來(lái)自西雙版納州統(tǒng)計(jì)年鑒(見(jiàn)表2)。

表2 2001年、2005年和2009年西雙版納地區(qū)三縣降水量Table 2Rainfall of three counties of Xishuangbanna in 2001, 2005 and 2009 mm

生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)水量?jī)r(jià)值根據(jù)水庫(kù)工程的蓄水成本(替代工程法)來(lái)確定,根據(jù)1993~1999年《中國(guó)水利年鑒》平均水庫(kù)庫(kù)容造價(jià)(2.17元/m3),凈化水質(zhì)功能根據(jù)居民用水價(jià)格的平均值,為2.09元/t。

2.3.3 積累營(yíng)養(yǎng)物

森林在生長(zhǎng)過(guò)程中不斷從周圍環(huán)境吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),固定在植物體中,成為全球生物化學(xué)循環(huán)不可缺少的環(huán)節(jié),為此選用樹(shù)木營(yíng)養(yǎng)累計(jì)指標(biāo)反映不同植被類型營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)功能。本文的 NPP 是碳含量數(shù)據(jù),需要將其轉(zhuǎn)為干物質(zhì)量。干物質(zhì)量為2.22倍的NPP的量[26]。

式中:G氮為植被固氮量(t/a);G磷為植被固磷量(t/a);G鉀為植被固鉀量(t/a);N營(yíng)養(yǎng)為植被氮元素含量(%);K營(yíng)養(yǎng)為植被鉀元素含量(%);B年為植被凈生產(chǎn)力[t/(hm2·a)];A為林分面積 (hm2)。

采用把營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)折合成磷酸二銨化肥和氯化鉀化肥的方法計(jì)算植物營(yíng)養(yǎng)年積累價(jià)值,公式為:

式中:U營(yíng)養(yǎng)為植被營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)年積累價(jià)值(元);N營(yíng)養(yǎng)為植被含氮量(%);P營(yíng)養(yǎng)為植被含磷量(%);K營(yíng)養(yǎng)為植被含鉀量(%);R1為磷酸二銨含氮量(%);R2為磷酸二銨含磷量(%);R3為氯化鉀含鉀量(%);C1為磷酸二銨化肥價(jià)格(元/t);C2為氯化鉀化肥價(jià)格(元/t);B年為植被凈生產(chǎn)力[t/(hm2·a)];A為植被面積 (hm2)。

根據(jù)養(yǎng)分循環(huán)功能的服務(wù)機(jī)制,可以認(rèn)為構(gòu)成森林第一性凈生產(chǎn)力的營(yíng)養(yǎng)元素量即為參與循環(huán)的養(yǎng)分量,參與評(píng)價(jià)的營(yíng)養(yǎng)元素僅考慮含量相對(duì)較大的氮、磷、鉀。有林地的營(yíng)養(yǎng)元素含量參考趙同謙[24]研究中的熱帶雨林、季雨林的營(yíng)養(yǎng)含量。橡膠林的營(yíng)養(yǎng)元素參考趙同謙[24]的溫帶、亞熱帶落葉闊葉林的營(yíng)養(yǎng)含量。灌木和荒草地參考管東生[27]的研究。西雙版納主要植被類型植物營(yíng)養(yǎng)物含量見(jiàn)表3。

表3 西雙版納主要植被類型植物營(yíng)養(yǎng)物含量Table 3The nutrient content of main vegetation types in Xishuangbanna g/kg

磷酸二胺含氮量為14%,磷酸二胺含磷量為15.01%,氯化鉀含鉀量為50%,來(lái)自化肥說(shuō)明。

2.3.4 凈化大氣環(huán)境功能

森林能夠有效吸收這些有害氣體并阻滯粉塵,從而起到凈化大氣的作用。本研究選取了吸收污染物和滯塵 2個(gè)指標(biāo)反映森林凈化大氣環(huán)境能力。

根據(jù)相關(guān)研究[28],闊葉林二氧化硫吸收量為88.65 kg/(hm2·a),針葉林二氧化硫吸收量為 215.6 kg/(hm2·a)。闊葉林氟化物吸收量[29]為 4.65 kg/(hm2·a),針葉林氟化物吸收量[29]為0.5 kg/(hm2·a)。本研究中將有林地土地分類類型所代表的生態(tài)系統(tǒng)吸收二氧化硫量和佛化物量與闊葉林的二氧化硫和氟化物的吸收量相同,橡膠林因?yàn)橛?個(gè)月的落葉期,將其按闊葉林的75%計(jì)算。

針葉林滯塵能力[29]為 33.2t/(hm2·a),闊葉林[29]為 10.11t/(hm2·a)。有林地所代表的熱帶雨林和熱帶季雨林的滯塵能力等同闊葉林的滯塵能力,橡膠林為闊葉林的 75%。灌木單位葉面積或單位葉重滯塵量均大于針葉林和闊葉林[26],其滯塵能力為25.99~36.83t/(hm2·a)[30],本文取其下限,即25.99 t/(hm2·a)。

二氧化硫治理費(fèi)用為1.20元/kg,氟化物治理標(biāo)準(zhǔn)為0.69元/kg,降塵清理費(fèi)用為0.15元/kg[23]。

2.3.5 固碳釋氧功能

本研究選用固碳、釋氧2個(gè)指標(biāo)反映森林固碳釋氧功能。根據(jù)光合作用化學(xué)反應(yīng)式,森林植被每積累1.0 g碳,可以吸收3.667 g CO2,釋放2.667 gO2。而碳即為NPP的量。

式中:U碳為林分年固碳價(jià)值(元/a);B年為林分凈生產(chǎn)力[t/(hm2·a) ];C碳為固碳價(jià)格(元/t);A為林分面積(hm2)。

固碳價(jià)格:現(xiàn)在碳交易的價(jià)格[31]為8歐元/t。2009年人民幣兌歐元年平均中間價(jià)為1歐元兌9.5270元人民幣,價(jià)格在76.216元/t。

式中:U氧為林分年釋氧價(jià)值(元/a);B年為林分凈生產(chǎn)力 [t/(hm2·a) ];C氧為氧氣價(jià)格(元 /t);A為林分面積(hm2)。

氧氣價(jià)格:采用工業(yè)氣體交易平臺(tái)(http://www.e-gas.cn/)中 2009 年氧氣平均價(jià)格,為550元/t。

2.3.6 保育土壤功能

植被可以降低地表徑流對(duì)土壤的沖蝕,固持土體,而且參與土體內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)換與物質(zhì)循環(huán),是土壤養(yǎng)分的主要來(lái)源。因此選用固土指標(biāo)和保肥指標(biāo)以反映不同植被類型保育土壤的功能。

式中:G固土為林分年固土量(t/a);X1為有林地土壤侵蝕模數(shù)[t/(hm2·a)];X2為無(wú)林地土壤侵蝕模數(shù) [t/(hm2·a)]。

由于土壤侵蝕流失的泥沙淤積于水庫(kù)中,減少了水庫(kù)蓄積水的體積,因此根據(jù)蓄水成本(替代工程法)計(jì)算林分年固土價(jià)值,公式如下:

式中:U固土為林分年固土價(jià)值(元/a);G固土為林分年固土量(t/a);C土為挖取和運(yùn)輸單位體積土方所需費(fèi)用(元/m3);ρ為林地土壤容重(t/m3)。

潛在土壤侵蝕模數(shù),按全國(guó)土壤侵蝕分類級(jí)別的強(qiáng)度級(jí)對(duì)應(yīng)水、風(fēng)蝕模數(shù)上限8 000 t/km2進(jìn)行計(jì)算[32]。有林地的現(xiàn)實(shí)土壤侵蝕模數(shù)參考靳芳的相關(guān)研究[33],有林地的現(xiàn)實(shí)土壤侵蝕模數(shù)為75。灌木地按紙漿林計(jì)算,灌木、橡膠林和荒草地的土壤侵蝕模數(shù)參考曾紅娟的研究[34],灌木地為 550,橡膠林為 450,荒草地為 710。

西雙版納主要植被類型的土壤容重參考鄧曉保[35]的研究,有林地為1.1g/m3,灌木為1.297 g/m3,橡膠林參考夏體淵[18]的研究,為1.34 g/m3,荒草地參考焦加國(guó)[36]的研究,為1.25 g/m3。

西雙版納主要植被類型土壤養(yǎng)分含量參考張萍[37]的研究,其中灌木選取其研究中的4年輪歇地的養(yǎng)分含量。西雙版納主要植被類型土壤養(yǎng)分含量見(jiàn)表4。

表4 西雙版納主要植被類型土壤養(yǎng)分含量[33]Table 4 Soil nutrient contents of main vegetation types in Xishuangbanna mg/kg

磷酸二胺含氮量為14%,磷酸二胺含磷量為15.01%,氯化鉀含鉀量為50%,來(lái)自化肥說(shuō)明。磷酸二胺價(jià)格[23]為 2009 年的價(jià)格,為 2702.5元/t。氯化鉀價(jià)格[23]采用 2007年價(jià)格,為3707.5元/t。

2.3.7 生物多樣性功能

森林是生物多樣性最豐富的區(qū)域,是生物多樣性生存和發(fā)展的最佳場(chǎng)所,在生物多樣性保護(hù)方面有著不可替代的作用。根據(jù) 2008 年基于Shannon-Wiener 指數(shù)評(píng)估法的研究[38],云南省單位面積物種多樣性保育價(jià)值為 24 234.6 元/hm2。

2.3.8 美學(xué)與旅游功能

森林眾多的美學(xué)景觀為人們提供了豐富的旅游資源。本研究以旅行費(fèi)用法[29]為基礎(chǔ),將西雙版納的旅游收入作為該地區(qū)有林地植被類型的美學(xué)和旅游功能的價(jià)值。根據(jù)當(dāng)年的《西雙版納統(tǒng)計(jì)年鑒》,2001年、2005年和2009年的旅游收入分別為 17.29 、24.39和 50.34 億元。

3 結(jié)果與分析

3.1 西雙版納州7類土地利用類型各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值

西雙版納生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值評(píng)估呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)。2001年~2005年,西雙版納州生態(tài)系統(tǒng)功能總價(jià)值由2001年的1221.44億元下降到2005年的1100.64億元,損失了120.8億元;到2009年生態(tài)系統(tǒng)功能總價(jià)值為1066.32億元,從2001年到2009年總共損失了155.12億元,年均生態(tài)系統(tǒng)功能損失17.24億元,最終損失了12.70%(見(jiàn)表5)。

表5 2001年、2005年和2009年西雙版納州7類土地利用類型各項(xiàng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值Table 5 Ecosystem service values of seven land-use types in Xishuangbanna in 2001, 2005 and 2009

涵養(yǎng)水源功能價(jià)值和生物多樣性價(jià)值的比例在逐年降低,供給服務(wù)和美學(xué)與旅游的價(jià)值比例在逐年上升。有林地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值比例在逐年降低,而橡膠林和農(nóng)用地的生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值在逐年增加。有林地所占的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的比例是最高的,2001年、2005年和2009年分別為68.65%、64.41% 和55.51%(見(jiàn)表5)。

3.2 西雙版納的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值在各市縣的變化

景洪市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值的比重逐年增大,勐臘縣生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值比重則在降低。2001年、2005年、2009年單位面積生態(tài)系統(tǒng)功能價(jià)值分別為 6.38、5.75 和 5.57萬(wàn)元/ hm2,勐臘縣的單位評(píng)估面積生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值遠(yuǎn)高于景洪和勐??h(見(jiàn)圖1)。

圖1 2001年、2005年、2009年西雙版納生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)單位面積價(jià)值Fig.1Unit area values of ecosystem services’ value in Xishuangbanna in 2001,2005 and 2009

3.3 西雙版納州生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值在自然保護(hù)區(qū)和非自然保護(hù)區(qū)的年均變化

國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的單位面積生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值均高于同期的非保護(hù)區(qū)區(qū)域,國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的年均變化率均小于非自然保護(hù)區(qū)以及西雙版納州全區(qū)域,表明在國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值年均變化小,更穩(wěn)定。同時(shí)也表明自然保護(hù)區(qū)在保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值方面也能起到很好的作用(見(jiàn)表6)。

4 討 論

生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值評(píng)估可以基于固定價(jià)值系數(shù)對(duì)總量的估算與考慮生態(tài)系統(tǒng)類型和質(zhì)量狀況差異的生態(tài)資產(chǎn)測(cè)量模型的核算方式兩種[39]。國(guó)內(nèi)學(xué)者主要采用 Costanza[3]和謝高地[22]的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)和計(jì)算方法對(duì)不同時(shí)間斷點(diǎn)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估,價(jià)值系數(shù)一般恒定不變,以此來(lái)反映土地利用變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的影響。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值系數(shù)恒定的情況下,土地利用結(jié)構(gòu)的變化決定了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的變化[39-40]。本文中是采用生態(tài)資產(chǎn)測(cè)量模型的核算方式,在本研究中所涉及的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品供給服務(wù)、美學(xué)和旅游服務(wù)以及在具體計(jì)算中涉及到具體產(chǎn)品的取值都是以當(dāng)年價(jià)格為參照進(jìn)行計(jì)算,并通過(guò)價(jià)值指數(shù)修正,去除不同年份間的貨幣通脹/緊縮的影響。采用模型核算的價(jià)格計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值則可以部分反映消費(fèi)者對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值偏好程度的變化。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和生活水平的不斷提高以及資源的短缺,人們對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的支付意愿也在逐漸提高[41]。本研究中,在豐富生物多樣性的有林地大幅度減少的情況下,美學(xué)與旅游價(jià)值在大幅度的增加,顯示了人們對(duì)生物多樣性價(jià)值的支付意愿的增加。產(chǎn)品供給服務(wù)在供給面積增加的情況下,單位面積的生態(tài)服務(wù)價(jià)值也在增加,也表明人們對(duì)產(chǎn)品供給服務(wù)的需求在增加。

表6 西雙版納地區(qū)自然保護(hù)區(qū)與非自然保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值?Table 6 Ecosystem service values of protected and non-protected areas in Xishuangbanna

有林地、灌木林、橡膠園、農(nóng)業(yè)用地為西雙版納地區(qū)的主要土地利用/覆蓋類型。有林地面積不斷減少,橡膠園與灌木林面積持續(xù)增加,農(nóng)業(yè)用地則呈現(xiàn)波動(dòng)并增加狀態(tài)。這樣的變化趨勢(shì)和李紅梅[42]和李增加[43]的研究結(jié)果相同。

西雙版納產(chǎn)品供給價(jià)值和其他生態(tài)價(jià)值的比例2001年為47∶1,2005年為22∶1,2009年為16∶1,其直接使用價(jià)值在不斷地增加,但生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值仍遠(yuǎn)高于其直接使用價(jià)值。

西雙版納的有林地單位面積生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值遠(yuǎn)高于橡膠地和其他的土地利用類型,應(yīng)嚴(yán)格地保護(hù)有林地,限制有林地的開(kāi)發(fā),是保持西雙版納生態(tài)系統(tǒng)總體價(jià)值的關(guān)鍵。自然保護(hù)區(qū)的建立,在維持地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值方面起到了重要的作用。

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Dynamic evaluation on ecosystem service values of Xishuangbanna,Yunnan, China

JING Zhao-peng, MA You-xin
(Xishuangbanna Tropical Botanical Garden, Chinese Academy of Sciences, Kunming 650223, Yunnan, China)

Xishuangbanna ecosystem located in the tropical area of Yunnan Province, Southwestern China, which is one of hot spot areas of biodiversity conservation, has been recently suffering from a serious disturbance and damage. According to the land use existing state derived from Landsat7 ETM image data taken in 2001, 2005 and 2009, combining the MODIS17A3data in the three years and the local social and economic development data, the ecosystem service values (ESV) of Xishuangbanna were evaluated, in the hope of studying the changes and characteristics of ecosystem service values of the area to provide a scientif i c basis for the area’s ecosystem management. The results show that the ESVs of Xishuangbanna in 2001, 2005 and 2009 were 122.144 billion Yuan, 110.064 billion Yuan and 106.632billion Yuan respectively. The proportion of the ESV of water conservation function and biodiversity conservation was decreasing, while the ratio of ESV of goods supply, aesthetics and tourism were yearly increased. The ratio of forest ecosystem services value was reduced year by year, while the ESV of rubber plantations and agricultures was increasing. The ESV in Xishuangbanna region presented a clear downward tendency. Land use / cover change was a main driving force of this decrement. Conserving forests is crucial for maintaining the ESV in Xishuangbanna.

ecosystem service value; net primary production (NPP); land use change; land cover change; Xishuangbanna area

S718.55+7

A

1673-923X(2012)09-0087-07

2012-08-15

景兆鵬(1979-),男,寧夏中衛(wèi)人,碩士研究生,主要從事景觀生態(tài)學(xué)研究;E-mail: jzp@xtbg.org.cn

馬友鑫(1960-),男,研究員,博士,主要從事景觀生態(tài)學(xué)研究;E-mail: may@xtbg.ac.cn

[本文編校:謝榮秀]

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