燕守廣,張 慧,李海東,唐歡歡

1 南京林業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境學(xué)院, 南京 2100372 環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所, 南京 2100423 南京信息工程大學(xué)地理與遙感學(xué)院,南京 210044

江蘇省陸地和生態(tài)紅線區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值

燕守廣1,2,張 慧2,*,李海東2,唐歡歡3

1 南京林業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境學(xué)院, 南京 2100372 環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所, 南京 2100423 南京信息工程大學(xué)地理與遙感學(xué)院,南京 210044

生態(tài)紅線是最為關(guān)鍵的生態(tài)保護(hù)區(qū)域邊界,是生態(tài)安全的底線。以2013年江蘇省劃定的生態(tài)紅線區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象,在土地利用現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示：江蘇省陸域生態(tài)紅線區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為564.15億元/a,占全省陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值的48.69%,其中水體的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值最大,占生態(tài)紅線區(qū)域的比例高達(dá)78.34%；生態(tài)紅線區(qū)域的土地平均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)單位面積價(jià)值為2.47萬(wàn)元/ hm2,是全省平均的2.18倍,其中濕地最高,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)單位面積價(jià)值達(dá)5.55萬(wàn)元/ hm2,是全省平均的4.89倍,其次是水體、林地和草地；在已劃定的生態(tài)紅線區(qū)域中,各類生態(tài)系統(tǒng)占全省相應(yīng)土地類型的面積比例排序與生態(tài)系統(tǒng)的單位面積價(jià)值排序完全一致,顯示出生態(tài)系統(tǒng)類型的單位面積價(jià)值越大,受保護(hù)的程度越高。

生態(tài)紅線；生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值；土地利用；江蘇省

面對(duì)日益嚴(yán)峻的環(huán)境形勢(shì),為加強(qiáng)生態(tài)保護(hù),保障國(guó)家和區(qū)域生態(tài)安全,2011年,我國(guó)首次提出了“劃定生態(tài)紅線”的重要戰(zhàn)略任務(wù)。這是我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的一項(xiàng)制度創(chuàng)新,是優(yōu)化國(guó)土空間開(kāi)發(fā),構(gòu)建科學(xué)合理生態(tài)安全格局的基礎(chǔ)。劃定生態(tài)紅線,體現(xiàn)了我國(guó)以強(qiáng)制性手段實(shí)施嚴(yán)格生態(tài)保護(hù)的政策導(dǎo)向,是改革生態(tài)環(huán)境保護(hù)管理體制,推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重要舉措[1- 3]。

生態(tài)紅線是最為關(guān)鍵的生態(tài)保護(hù)區(qū)域邊界,是生態(tài)保護(hù)的最小面積和生態(tài)安全的底線[4]。2013年,在對(duì)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)估、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性評(píng)估和生態(tài)環(huán)境敏感性評(píng)估的基礎(chǔ)上[5],江蘇省率先在全國(guó)劃定生態(tài)紅線,確保了具有重要生態(tài)功能的區(qū)域、生態(tài)脆弱區(qū)和敏感區(qū)以及關(guān)鍵物種得到有效保護(hù),對(duì)于預(yù)防和控制各種不合理的開(kāi)發(fā)建設(shè)活動(dòng)對(duì)生態(tài)功能的破壞,構(gòu)建生態(tài)安全格局,促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

本文以江蘇省劃定的陸域生態(tài)紅線區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象,通過(guò)對(duì)全省陸地和生態(tài)紅線區(qū)域的土地利用狀況分析以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià),研究了不同生態(tài)系統(tǒng)類型的重要性與生態(tài)紅線區(qū)域的關(guān)系,探討了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)價(jià)方法以及生態(tài)紅線的最小保護(hù)面積和生態(tài)安全底線問(wèn)題,以期為生態(tài)紅線的劃定和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)研究提供參考。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)

開(kāi)展生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值研究,能夠識(shí)別具有重要生態(tài)功能的區(qū)域,掌握生態(tài)系統(tǒng)所發(fā)揮的各種生態(tài)功能,區(qū)分生態(tài)系統(tǒng)因區(qū)域差異而形成的不同生態(tài)價(jià)值體系。多年來(lái),人們通過(guò)探索不同的評(píng)價(jià)方法,對(duì)自然資本和生態(tài)資產(chǎn)進(jìn)行評(píng)估,并取得了一些重要的研究成果[6- 13]。但人類對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程機(jī)理了解還不充分,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與自然資本價(jià)值還缺乏足夠的認(rèn)識(shí),從而使生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)引起廣泛爭(zhēng)議[14-15]。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)被指存在諸多不足,比如過(guò)多依賴假設(shè),片面以及基本停留在靜態(tài)層面等[16-18]。然而,鑒于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)在提高人類認(rèn)識(shí)生態(tài)系統(tǒng)、改善人類福利方面具有的重要意義,仍然是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

目前,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值核算大致分為兩類：功能價(jià)值法和當(dāng)量因子法,功能價(jià)值法即基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能量的多少和功能量的單位價(jià)格得到總價(jià)值；當(dāng)量因子法是在區(qū)分不同種類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的基礎(chǔ)上,基于可量化的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建不同類型生態(tài)系統(tǒng)各種服務(wù)功能的價(jià)值當(dāng)量,然后結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)的分布面積進(jìn)行評(píng)估[19]。功能價(jià)值法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值進(jìn)行分類,運(yùn)用較為成熟的模型對(duì)各種價(jià)值進(jìn)行計(jì)算,兼顧了區(qū)域差異與時(shí)效性,具有更好的參考價(jià)值。但存在的不足是涉及的模型和參數(shù)眾多,數(shù)據(jù)信息量大,計(jì)算過(guò)程復(fù)雜,特別是針對(duì)同一種價(jià)值計(jì)算方法多樣,采用不同的方法獲得的結(jié)果可能相差較大。當(dāng)量因子法的優(yōu)點(diǎn)是借用已有的價(jià)值當(dāng)量數(shù)據(jù),并通過(guò)一定的方法進(jìn)行單位價(jià)值系數(shù)修正,計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)便,具有橫向可比性。但存在的不足是單位價(jià)值系數(shù)修正能否準(zhǔn)確反映出生態(tài)系統(tǒng)的區(qū)域差異,存在較大的困難。

綜合各方面因素及江蘇省土地利用特點(diǎn),本文采用當(dāng)量因子法對(duì)江蘇省生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行核算。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)公式如下：

ESV=∑Ai×VCi

(1)

式中,ESV為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,Ai為研究區(qū)第i種土地利用類型的分布面積,VCi為第i種土地利用類型的單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,i分為林地、草地、農(nóng)田、濕地和水體5種類型。土地利用數(shù)據(jù)來(lái)自2010年(生長(zhǎng)季、非生長(zhǎng)季)的Landsat TM/ETM、HJ CCD遙感數(shù)據(jù),空間分辨率為30m。

1.2 價(jià)值修正

由于生態(tài)系統(tǒng)所處的區(qū)位不同和自身的差異,其所產(chǎn)生的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值會(huì)有差別[10]。為此需要分析生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量狀況的生態(tài)參數(shù),利用獲得的生態(tài)參數(shù)調(diào)整單位面積價(jià)值量,以便準(zhǔn)確地反映出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值差異情況。2003年,謝高地在Costanza對(duì)全球生態(tài)資產(chǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)上,制定出我國(guó)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子表[10],同時(shí),指出生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)功能大小與該生態(tài)系統(tǒng)的生物量有密切關(guān)系,通過(guò)生物量參數(shù)進(jìn)行訂正以反映出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的區(qū)域差異,這一方法被廣泛采納和引用[20- 24]。

考慮到生物量并不能完全反映生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)功能,以及大尺度區(qū)域生物量數(shù)據(jù)難以精確獲得等,本文在謝高地提出的我國(guó)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,采用潘耀忠2004年對(duì)中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)資產(chǎn)遙感定量測(cè)量中使用的價(jià)值系數(shù)調(diào)整方法[20],即采用凈初級(jí)生產(chǎn)力和植被覆蓋度兩個(gè)參數(shù)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行修正,以便更加準(zhǔn)確地獲得生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)結(jié)果。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值調(diào)整系數(shù)計(jì)算公式：

(2)

式中,NPPmean和fmean分別為區(qū)域內(nèi)該生態(tài)系統(tǒng)植被凈初級(jí)生產(chǎn)力的均值和植被覆蓋度的均值；NPPj和fj為j象元的植被凈初級(jí)生產(chǎn)力(NPP)和植被覆蓋度(fv)。

其中,NPP的計(jì)算基于CASA光能利用率模型。其估算公式如下：

NPP(x,t)=APAR(x,t)×ε(x,t)

(3)

式中,APAR(x,t)表示像元x在t月吸收的光合有效輻射(g C m-2month-1),ε(x,t)表示像元x在t月的實(shí)際光能利用率(g C/MJ)。APAR估算：APAR的值由植被所能吸收的太陽(yáng)有效輻射和植被對(duì)入射光合有效輻射的吸收比例來(lái)確定；光能利用率ε的估算：光能利用率是在一定時(shí)期單位面積上生產(chǎn)的干物質(zhì)中所包含的化學(xué)潛能與同一時(shí)間投射到該面積上的光合有效輻射能之比。

植被覆蓋度(fv)計(jì)算公式如下：

(4)

式中,歸一化植被指數(shù)(NDVI)數(shù)據(jù)采用美國(guó)地質(zhì)勘探局(United States Geological Survey,USGS)提供的250m空間分辨率MODIS NDVI MOD13Q1數(shù)據(jù),其時(shí)間分辨率為16d。經(jīng)過(guò)投影坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換,空間重采樣等數(shù)據(jù)處理,得到與土地利用一致的空間分辨率30m數(shù)據(jù)。

2 生態(tài)紅線區(qū)域與土地利用狀況分析

2.1 江蘇省陸域生態(tài)紅線區(qū)域概況

依據(jù)江蘇省自然地理特征和生態(tài)保護(hù)需求,按照對(duì)主導(dǎo)生態(tài)功能的保護(hù),以自然生態(tài)系統(tǒng)的完整性、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的一致性和生態(tài)空間的連續(xù)性為基準(zhǔn)[5],全省共劃定15類生態(tài)紅線區(qū)域,總面積241.03萬(wàn)hm2。其中陸域生態(tài)紅線區(qū)域面積228.39萬(wàn)hm2,占全省陸地國(guó)土面積的22.23%。生態(tài)紅線區(qū)域按照管控級(jí)別又分為兩大類：一級(jí)管控區(qū)和二級(jí)管控區(qū)。陸域生態(tài)紅線區(qū)域中一級(jí)管控區(qū)面積3108.43km2,二級(jí)管控區(qū)面積19731.15km2,分別占國(guó)土面積的3.03%和19.2%。

2.2 土地利用狀況分析

按照土地利用分類系統(tǒng),將江蘇省土地利用類型分為林地、草地、農(nóng)田、濕地、水體、人工表面和其它7種類型。在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)中,只計(jì)算前5種類型,不計(jì)人工表面的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,把其它用地劃為草地進(jìn)行計(jì)算。

根據(jù)遙感解譯的2010年江蘇省土地利用數(shù)據(jù)分析,農(nóng)田面積分布最大,占全省國(guó)土面積的比例達(dá)56.18%。另外,江蘇省水系發(fā)達(dá)、河湖密布,水體在全省面積居次,境內(nèi)主要水系為長(zhǎng)江、淮河和沂沭泗3大水系,分布有太湖、洪澤湖、駱馬湖、高郵湖等重要湖泊,水體面積占國(guó)土面積的15.51%。林地面積占3.55%,濕地和草地面積占比則比較小,分別為0.78%和0.24%。

表1 江蘇省土地利用分類

*不計(jì)人工表面的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值；**在計(jì)算時(shí)這一部分歸為草地類型

從江蘇省已劃定的陸域生態(tài)紅線區(qū)域看,水體的面積最大,共有108.6萬(wàn)hm2,占紅線區(qū)總面積的47.57%；其次是農(nóng)田,有約66.1萬(wàn)hm2的農(nóng)田被劃入生態(tài)紅線區(qū)域,占紅線區(qū)總面積的28.93%；林地面積共21萬(wàn)hm2,占紅線區(qū)總面積的9.19%；濕地面積5.6萬(wàn)hm2,占紅線區(qū)總面積的2.46%；草地面積1.1萬(wàn)hm2,占紅線區(qū)總面積的0.47%；另外,尚有26萬(wàn)hm2的人工表面被劃入生紅線區(qū)域,占紅線區(qū)總面積的11.38%。

圖1 江蘇省2010年土地利用Fig.1 Land use in Jiangsu Province in 2010

圖2 江蘇省生態(tài)紅線區(qū)域分布Fig.2 Ecological redlines of Jiangsu Province

圖3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值調(diào)整系數(shù)Fig.3 Correction coefficient of ecosystem services value

圖4 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.4 Spatial distribution of ecosystem services values

分類Classification單位面積價(jià)值Unitareavalue/(元/hm2)調(diào)整系數(shù)Correctioncoefficient面積Area生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值Ecosystemservicesvalue面積Area/hm2面積比例Areaproportion/%總價(jià)值Totalvalue/(108元)價(jià)值比例Valueproportion/%林地Forestry193341.11362504.463.5577.986.73草地Grassland6406.50.9224872.740.241.460.13農(nóng)田Farmland6114.31.115741553.2656.18390.3633.69濕地Wetland55489179358.590.7844.043.8水體Waters40676.411585362.7915.51644.8755.65人工表面Cconstructionland0-2426620.5223.7400合計(jì)Total--10220272.361001158.71100

表3 江蘇省陸域生態(tài)紅線區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值

3 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)結(jié)果分析

3.1 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)結(jié)果

(1)江蘇省陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值

根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)結(jié)果,江蘇省陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值為1158.71億元/a。其中,水體生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值最大,雖然面積僅占國(guó)土總面積的15.51%,但生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值卻占到了總價(jià)值的55.65%；農(nóng)田面積雖大,但因農(nóng)田的單位面積價(jià)值最小,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值居于次位,占總價(jià)值的33.69%；由于林地面積較小,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值占總價(jià)值的6.73%；濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)單位面積的價(jià)值雖高,但因面積很小,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值占總價(jià)值的3.8%；草地面積最少,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值占比僅為0.13%。

(2)生態(tài)紅線區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值

全省已劃定陸域生態(tài)紅線區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為564.15億元/a。其中水體的價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其它類型,根據(jù)對(duì)陸域生態(tài)紅線區(qū)域的土地利用分析,水體面積占生態(tài)紅線區(qū)域總面積的比例達(dá)47.57%,其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值占總價(jià)值的比例更是高達(dá)78.34%；其次是林地的價(jià)值,林地面積占生態(tài)紅線區(qū)域總面積的9.19%,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值占總價(jià)值的8.36%；由于劃入生態(tài)紅線區(qū)域的農(nóng)田面積較大,占生態(tài)紅線區(qū)域總面積的28.93%,其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值占總價(jià)值的比例為7.67%,居第三位；濕地面積占生態(tài)紅線區(qū)域總面積的2.46%,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值占總價(jià)值的5.53%；草地的面積很小,占生態(tài)紅線區(qū)域總面積的0.47%,其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值僅占總價(jià)值的0.11%。

從上述結(jié)果來(lái)看,無(wú)論是在全省范圍內(nèi)還是在生態(tài)紅線區(qū)域內(nèi),水體的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值占比都是最大的,而在生態(tài)紅線區(qū)域內(nèi),水體的面積占比更大,價(jià)值占比也更高。由于農(nóng)田是被動(dòng)劃入生態(tài)紅線區(qū)域中的,在生態(tài)紅線區(qū)域中的價(jià)值占比低于林地。相反,林地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能更加重要,在生態(tài)紅線區(qū)域中的價(jià)值占比有所上升。濕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值占比有所提升,而草地變化不明顯。

3.2 結(jié)果分析

從總價(jià)值來(lái)看,全省陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值1158.71億元/a,其中生態(tài)紅線區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為564.15億元/a,占全省陸地總價(jià)值的48.69%。而在江蘇省1022.03萬(wàn)hm2土地總面積中,劃入生態(tài)紅線區(qū)域的面積為228.39萬(wàn)hm2,僅占國(guó)土面積的22.23%。即在占國(guó)土面積不足1/4的土地上,創(chuàng)造了全省陸地近一半的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,充分說(shuō)明了生態(tài)紅線區(qū)域生態(tài)功能的重要性。

從單位面積價(jià)值來(lái)看,全省土地平均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)單位面積價(jià)值為1.13萬(wàn)元/ hm2,而劃入生態(tài)紅線區(qū)域的土地平均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)單位面積價(jià)值為2.47萬(wàn)元/ hm2,是全省土地平均的2.18倍。因無(wú)法避免,有相當(dāng)一部分農(nóng)田和人工表面被劃入生態(tài)紅線區(qū)域。如果不考慮這些被動(dòng)劃入的農(nóng)田和人工表面,僅計(jì)算林地、草地、濕地和水體,劃入生態(tài)紅線區(qū)域的上述生態(tài)系統(tǒng)面積為136.3萬(wàn)hm2,占全省國(guó)土面積的13.34%,但其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值達(dá)到了520.88億元/a,占到全省生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值的44.95%,單位面積價(jià)值為3.82萬(wàn)元/ hm2,是全省土地平均的3.37倍。而這其中,濕地和水體的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)單位面積價(jià)值更高,分別達(dá)5.55萬(wàn)元/ hm2和4.07萬(wàn)元/ hm2,是全省土地平均的4.89和3.59倍,林地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)單位面積價(jià)值為2.25萬(wàn)元/ hm2,是全省平均的1.98倍。

由此可以看出,在江蘇省各類生態(tài)系統(tǒng)中,濕地的總面積雖小,但其單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值最高,生態(tài)系統(tǒng)的功能十分重要,因而對(duì)濕地的保護(hù)特別重視,全省70.81%的濕地被劃入生態(tài)紅線區(qū)域,在所有類型中,比例也是最高的。

其次是水體,江蘇省境內(nèi)眾多的湖泊、河流承擔(dān)著重要的生物多樣性保護(hù)、水文調(diào)蓄、環(huán)境凈化等功能,依托其較高的單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值和較大面積,水體總的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值遠(yuǎn)超其它類型,是江蘇省最重要的生態(tài)系統(tǒng)類型,對(duì)水體的保護(hù)顯得尤為重要,全省68.53%的水體都受到了保護(hù)。

表4 不同類型土地面積與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值對(duì)比

再次是林地,江蘇省的林地面積較低,且分布不均,主要分布在蘇北和西南丘陵山地,主要生態(tài)功能有水源涵養(yǎng)、水土保持、氣候調(diào)節(jié)、環(huán)境凈化等,全省57.92%的林地劃入生態(tài)紅線區(qū)域,也是比較重要的類型。

草地的單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值較低,而且由于江蘇的草地面積極少,分布零散,總的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值很低,全省約有43.05%的草地劃入生態(tài)紅線區(qū)域。

按照生態(tài)紅線的保護(hù)理念,農(nóng)田和人工表面并不在生態(tài)紅線劃定范圍,但為保障生態(tài)系統(tǒng)完整性和連通性,同時(shí),考慮區(qū)域行政邊界和管理需要等諸多因素,一些生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值不高的區(qū)域,也不可避免被劃入生態(tài)紅線范圍。全省共有11.51%的農(nóng)田和10.71%的人工表面劃入生態(tài)紅線區(qū)域。

根據(jù)已劃定的生態(tài)紅線區(qū)域面積統(tǒng)計(jì),若不計(jì)農(nóng)田和人工表面,各類生態(tài)系統(tǒng)占全省相應(yīng)土地類型的面積比例排序?yàn)椋簼竦?水體>林地>草地,這與其單位面積價(jià)值的排序是完全一致的。這表明,在江蘇省生態(tài)紅線區(qū)域劃分中,生態(tài)系統(tǒng)類型的單位面積價(jià)值越大,受到保護(hù)的程度就越高。

4 討論

(1)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)及價(jià)值修正

因具有良好的橫向?qū)Ρ冉Y(jié)果和可操作性,當(dāng)量因子法是目前比較常用的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)方法。這一方法最重要的是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)類型的分類及其單位面積價(jià)值當(dāng)量的選取,特別適宜對(duì)大尺度區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)[19]。由于同一種生態(tài)系統(tǒng)類型在不同區(qū)域存在結(jié)構(gòu)和質(zhì)量狀況的差異,其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值存在明顯差別,為此,不少文獻(xiàn)在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)時(shí)都考慮了這一差異,且大多通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的生物量作為調(diào)整系數(shù)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行修正[21- 24]。事實(shí)上,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值與生態(tài)系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)、質(zhì)量等密切相關(guān),與所處的區(qū)位也有很大關(guān)系。本文考慮了凈初級(jí)生產(chǎn)力和植被覆蓋度兩個(gè)因素,對(duì)江蘇全省及生態(tài)紅線區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行了修正,價(jià)值系數(shù)調(diào)整對(duì)于林地、草地和農(nóng)田具有良好效果,但這仍難以精確反映出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的區(qū)域差異。另外,無(wú)論是通過(guò)生物量、還是凈初級(jí)生產(chǎn)力和植被覆蓋度對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的價(jià)值進(jìn)行修正,這些參數(shù)對(duì)濕地和水體都不適用,這有待于進(jìn)一步研究。本文所采用的研究方法雖有上述不足,但并沒(méi)有影響研究的結(jié)論。

(2)生態(tài)保護(hù)的最小面積與生態(tài)安全底線

根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果,江蘇省生態(tài)紅線區(qū)域占國(guó)土面積的比例為22.23%,創(chuàng)造了48.69%的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值,重要性不言而喻。但這一面積比例是否確保江蘇省生態(tài)安全的最小面積比例？而確保了48.69%的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值是否就確保了江蘇省生態(tài)安全的底線？又如何確定這一底線？生態(tài)紅線區(qū)域是生態(tài)保護(hù)的最小面積,是生態(tài)安全的底線,這應(yīng)從兩個(gè)層面進(jìn)行理解,一是生態(tài)紅線的面積占比,這一比例就是區(qū)域生態(tài)安全處于臨界點(diǎn)時(shí)的比例,即生態(tài)安全閾值,這是由區(qū)域的自然環(huán)境特征所決定的,因受各種生態(tài)因子相互作用而極其復(fù)雜[25- 27]。二是生態(tài)紅線范圍的限定性,生態(tài)紅線區(qū)域內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)擁有重要且獨(dú)特的生態(tài)功能和價(jià)值,具有不可復(fù)制性和不可替代性,一旦破壞,其它任何生態(tài)系統(tǒng)都無(wú)法彌補(bǔ),這就決定了生態(tài)紅線區(qū)域的范圍是限定的,不可替代。鑒于生態(tài)安全底線的復(fù)雜性,本文僅從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的角度,尚不能做出判定,今后需要進(jìn)一步的研究,探討生態(tài)保護(hù)的最小面積和生態(tài)安全的底線及其決定因素。

另外,從生態(tài)保護(hù)的角度,受保護(hù)土地面積越大,生態(tài)系統(tǒng)越能得到更好地保護(hù),生態(tài)環(huán)境可能受到的威脅越小,生態(tài)安全能夠得到更好地保障。但是,把所有的濕地、林地、水體、草地等全部劃為生態(tài)紅線是不現(xiàn)實(shí)的,這與生態(tài)紅線的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)和生態(tài)安全的底線理念不相符。而根據(jù)生態(tài)紅線劃定技術(shù)要求,僅把極重要區(qū)或極敏感區(qū)簡(jiǎn)單勾繪出來(lái),也是不科學(xué)的,因?yàn)檫@些區(qū)域可能是不連續(xù)的、零散分布的,但卻可能屬于同一生態(tài)系統(tǒng)或存在于同一景觀格局。根據(jù)狹義的生態(tài)安全概念,生態(tài)安全是指生態(tài)系統(tǒng)完整性和健康的整體水平反映[28],這充分表明,生態(tài)系統(tǒng)完整性對(duì)于生態(tài)安全的重要性。因此,一些次重要區(qū)或不敏感區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值雖然不高,但卻維護(hù)了生態(tài)系統(tǒng)的完整性,同樣是生態(tài)安全底線的重要組成部分。

5 結(jié)論

(1)江蘇省陸域生態(tài)紅線區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為564.15億元/a,占全省陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值的48.69%。其中水體的價(jià)值遠(yuǎn)超其它類型,占紅線區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的比例達(dá)78.34%；其次是林地、農(nóng)田、濕地和草地,占比分別為8.36%、7.67%、5.53%和0.11%。

(2)生態(tài)紅線區(qū)域平均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)單位面積價(jià)值為2.47萬(wàn)元/ hm2,是全省土地平均單位面積價(jià)值的2.18倍。其中濕地最高,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)單位面積價(jià)值達(dá)5.55萬(wàn)元/ hm2,是全省平均的4.89倍。在已劃定的生態(tài)紅線區(qū)域中,各類生態(tài)系統(tǒng)占全省相應(yīng)土地類型的面積比例排序與生態(tài)系統(tǒng)的單位面積價(jià)值排序完全一致,顯示出生態(tài)系統(tǒng)類型的單位面積價(jià)值越大,受保護(hù)的程度越高。

(3)生態(tài)紅線區(qū)域內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)擁有重要且獨(dú)特的生態(tài)功能和價(jià)值,其范圍是限定的,而生態(tài)安全閾值因受各種生態(tài)因子的相互作用,使得生態(tài)安全底線的確定十分復(fù)雜。生態(tài)系統(tǒng)完整性對(duì)于生態(tài)安全十分重要,在生態(tài)紅線區(qū)域劃分中,保持生態(tài)系統(tǒng)的完整性是首要考慮因素。

[1] 高吉喜, 鄒長(zhǎng)新, 鄭好. 推進(jìn)生態(tài)保護(hù)紅線落地保障生態(tài)文明制度建設(shè). 環(huán)境保護(hù), 2015, 43(11): 26- 29.

[2] 楊邦杰, 高吉喜, 鄒長(zhǎng)新. 劃定生態(tài)保護(hù)紅線的戰(zhàn)略意義. 中國(guó)發(fā)展, 2014, 14(1): 1- 4.

[3] 高吉喜. 國(guó)家生態(tài)保護(hù)紅線體系建設(shè)構(gòu)想. 環(huán)境保護(hù), 2014, (Z1): 18- 21.

[4] 鄒長(zhǎng)新, 王麗霞, 劉軍會(huì). 論生態(tài)保護(hù)紅線的類型劃分與管控. 生物多樣性, 2015, 23(6): 716- 724.

[5] 燕守廣, 林乃峰, 沈渭?jí)? 江蘇省生態(tài)紅線區(qū)域劃分與保護(hù). 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào), 2014, 30(3): 294- 299.

[6] Costanza R, d′Arge R, de Groot R, Farber S, Grasso M, Hannon B, Limburg K, Naeem S, O′Neill R V, Paruelo J, Raskin R G, Sutton P, van den Belt M. The value of the world′s ecosystem services and natural capital. Nature, 1997, 387(6630): 253- 260.

[7] Daily G C, S?derqvist T, Aniyar S, Arrow K, Dasgupta P, Ehrlich P R, Folke C, Jansson A M, Jansson B O, Kautsky N, Levin S, Lubchenco J, M?ler K G, Simpson D, Starrett D, Tilman D, Walker B. The value of nature and the nature of value. Science, 2000, 289(5478): 395- 396.

[8] Millennium Ecosystem Assessment. Ecosystems and Human Well-Being: Synthesis. 2nd ed. Washington DC: Island Press, 2005.

[9] 歐陽(yáng)志云, 王效科, 苗鴻. 中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的初步研究. 生態(tài)學(xué)報(bào), 1999, 19(5): 607- 613.

[10] 謝高地, 魯春霞, 冷允法, 鄭度, 李雙成. 青藏高原生態(tài)資產(chǎn)的價(jià)值評(píng)估. 自然資源學(xué)報(bào), 2003, 18(2): 189- 196.

[11] 趙同謙, 歐陽(yáng)志云, 王效科, 苗鴻, 魏彥昌. 中國(guó)陸地地表水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)價(jià). 自然資源學(xué)報(bào), 2003, 18(4): 443- 452.

[12] 傅伯杰, 周國(guó)逸, 白永飛, 宋長(zhǎng)春, 劉紀(jì)遠(yuǎn), 張惠遠(yuǎn), 呂一河, 鄭華, 謝高地. 中國(guó)主要陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與生態(tài)安全. 地球科學(xué)進(jìn)展, 2009, 24(6): 571- 576.

[13] 宗躍光, 周尚意, 溫良, 郭瑞華, 張振世, 徐宏彥, 陳紅春. 區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)價(jià)值評(píng)價(jià)——以寧夏靈武市為例. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2002, 22(10): 1573- 1580.

[14] 楊光梅, 李文華, 閔慶文. 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估研究進(jìn)展——國(guó)外學(xué)者觀點(diǎn). 生態(tài)學(xué)報(bào), 2006, 26(1): 205- 212.

[15] 虞依娜, 彭少麟. 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估的研究進(jìn)展. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2010, 19(9): 2246- 2252.

[16] Costanza R, Stern D, Fisher B, He L N, Ma C B. Influential publications in ecological economics: a citation analysis. Ecological Economics, 2004, 50(3/4): 261- 292.

[17] Heal G. Valuing ecosystem services. Ecosystems, 2000, 3(1): 24- 30.

[18] El Serafy S. Pricing the invaluable: the value of the world′s ecosystem services and natural capital. Ecological Economics, 1998, 25(1): 25- 27.

[19] 謝高地, 張彩霞, 張雷明, 陳文輝, 李士美. 基于單位面積價(jià)值當(dāng)量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值化方法改進(jìn). 自然資源學(xué)報(bào), 2015, 30(8): 1243- 1254.

[20] 潘耀忠, 史培軍, 朱文泉, 顧曉鶴, 范一大, 李京. 中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)資產(chǎn)遙感定量測(cè)量. 中國(guó)科學(xué)D輯: 地球科學(xué), 2004, 34(4): 375- 384.

[21] 石垚, 王如松, 黃錦樓, 陽(yáng)文銳. 中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的時(shí)空變化分析. 科學(xué)通報(bào), 2012, 57(9): 720- 731.

[22] 陳陽(yáng), 張建軍, 杜國(guó)明, 付梅臣, 劉凌露. 三江平原北部生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的時(shí)空演變. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2015, 35(18): 6157- 6164.

[23] 李博, 石培基, 金淑婷, 魏偉, 周俊菊. 石羊河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的空間異質(zhì)性及其計(jì)量. 中國(guó)沙漠, 2013, 33(3): 943- 951.

[24] 彭文甫, 周介銘, 楊存建, 趙景峰, 羅懷良. 基于土地利用變化的四川省生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值研究. 長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境, 2014, 23(7): 1011- 1020.

[25] 柳新偉, 周厚誠(chéng), 李萍, 彭少麟. 生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性定義剖析. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2004, 24(11): 2635- 2640.

[26] 趙慧霞, 吳紹洪, 姜魯光. 生態(tài)閾值研究進(jìn)展. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2007, 27(1): 338- 345.

[27] 陳星, 周成虎. 生態(tài)安全: 國(guó)內(nèi)外研究綜述. 地理科學(xué)進(jìn)展, 2005, 24(6): 8- 20.

[28] 肖篤寧, 陳文波, 郭福良. 論生態(tài)安全的基本概念和研究?jī)?nèi)容. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2002, 13(3): 354- 358.

Ecosystem service values of the entire land area and ecological redlines in Jiangsu Province

YAN Shouguang1,2, ZHANG Hui2,*, LI Haidong2, TANG Huanhuan3

1 College of Biology and the Environment, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037,China2 Nanjing institute of Environmental Sciences, Ministry of Environmental Protection, Nanjing 210042,China3 School of Geography and Remote Sensing, Nanjing University of Information Science & Technology Nanjing 210044,China

Ecological redlines are the most important boundaries in the ecological protection zones, and the baseline of the ecological security of a nation or a region. The delineation of the redlines embodies the policy guidance to implement ecological protection forcibly and strictly. Based on the status quo of land use, we evaluated the ecosystem services of the ecological redlines of Jiangsu Province, which were delineated in 2013. The results showed that: (1) The ecosystem service value of the ecological redlines was 5.64 × 1010RMB/a, accounting for 48.69% of the ecosystem service value of the entire land area of Jiangsu Province. (2) Water was the most important type of land use in Jiangsu Province. The ecosystem services value of water in the ecological redlines accounted for 78.34% of the ecosystem services values of all ecological redlines. (3) The per unit area value of ecosystem services of ecological redlines was 2.47 × 104RMB/hm2, which was 2.18-fold that of the entire land area. The per unit area value of ecosystem services of wetland was the highest, and it was 4.89-fold that of the entire land area. Water was followed by forestland, and grassland in descending order. (4) In the order of magnitude, the ecosystems that accounted for its area in the entire province were wetlands, waters, forest, and grassland. The results were in accordance with the per unit area value of ecosystem services. This indicates that the greater the per unit area value of ecosystem services, the higher the level of protection achieved.

ecological redlines; ecosystem services value; land use; Jiangsu Province

江蘇省省級(jí)環(huán)保科技項(xiàng)目(2014036)

2016- 03- 14; 網(wǎng)絡(luò)出版日期:2017- 02- 23

10.5846/stxb201603140453

*通訊作者Corresponding author.E-mail: zhnies@126.com

燕守廣,張慧,李海東,唐歡歡.江蘇省陸地和生態(tài)紅線區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值.生態(tài)學(xué)報(bào),2017,37(13):4511- 4518.

Yan S G, Zhang H, Li H D, Tang H H.Ecosystem service values of the entire land area and ecological redlines in Jiangsu Province.Acta Ecologica Sinica,2017,37(13):4511- 4518.