达赉湖自然保护区生态系统服务价值变化研究

徐劲草，许新宜，王红瑞，乌力吉

(1.北京师范大学水科学研究院－水沙科学教育部重点实验室，北京 100875;2.内蒙古达赉湖国家级自然保护区管理局，内蒙古海拉尔 021008)

生态系统服务是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用。随着Costanza等人[1]科研成果的发表，该领域已成为生态系统研究的热点之一。在国内，谢高地等[2]参照Costanza的方法研究了我国的生态系统服务价值。陈志平等[3]对湖泊生态系统服务价值进行了评估。仝川等[4]对内蒙古草原地区的生态系统服务价值进行了评估。

达赉湖自然保护区是呼伦贝尔地区最重要的自然保护区。近年来保护区周边生态环境恶化，珍稀动物繁衍生息受到严重影响。研究保护区的生态系统服务价值，对保护区生态的保护和恢复具有重要意义。

1 研究区域概况

达赉湖国家级自然保护区位于东经116°50'～118°10'，北纬 47°46'～ 49°20'，面积约 7 400 km2，主要保护对象为以鸟类为主的珍稀濒危动物，共有国家重点保护动物58种，其中国家一级保护鸟类9种，国家二级保护鸟类49种[5]。

图1 达赉湖自然保护区平面图Fig.1 The layout of dalai Lake Natural Protection Area

2 数据与方法

2.1 保护区生态系统服务价值构成与评估方法

参照刘晓辉等[6]、尹剑慧等[7]建立的湿地和草原生态服务价值评估体系和方法，价值类型及评估方法见表1所示。

2.2 保护区遥感影像解译

以达赉湖地区1999年、2007年TM遥感影像为主要信息源，结合保护区基础地理资料和实地考察数据，得到保护区土地利用状况，见表2所示。

2.3 物质生产价值评估

采用市场价值法对保护区的物质生产价值进行评价，公式为

式中:Yi为第i类物质的产量，Pi为第i类物质的市场价格。

以保护区草原的干草、湿地的芦苇和达赉湖的水产品来计算物质生产价值。按野外调查，高、中、低覆盖草地产草分别为 120 tkm－2a－1，70 tkm－2a－1，40 tkm－2a－1，保护区 1999 年芦苇塘面积100 km2，芦苇生产力 200 tkm－2a－1，达赉湖1999年水产品产量为11 011 t。干草、芦苇、水产品每吨价格分别按400元、500元、5 000元计。按式(1)，1999年物质生产价值为2.40亿元。同样方式得出2007年物质生产价值为1.68亿元。

表1 研究区生态系统服务价值类型及评估方法Tab.1 The type and valuation methods of ecosystem services in study area

2.4 调蓄水量价值评估

1)湖泊调蓄水量价值

采用影子工程法，公式如下

其中Q是调蓄水量，达赉湖1999年容积125.85亿m3;Z是人工修建水库每1 m3的成本，以0.67元计[3]。则调蓄水量价值为84.32亿元。

2)草原涵养水源价值

采用水量平衡法和影子工程法计算，公式如下

其中Si表示某类型草地的面积(km2)，P表示年平均降水量(mm)，θi表示某类型草地截留降水的效益系数，Z表示每方库容成本。该地区年平均降水量283 mm，高、中、低覆盖草地θ按0.5，0.2，0.1计，则草原涵养水源价值为2.81亿元。

3)保护区调蓄水量价值

1999年调蓄水量价值为87.13亿元。同理，2007年调蓄水量价值为41.23亿元。

2.5 气体调节价值评估

1)CO2吸收价值

采用造林成本法和瑞典碳税法，公式如下

其中M表示生态系统的净初级生产量，C1为造林成本法的CO2影子价格，取71.2元/t(CO2)，C2为瑞典碳税法的CO2影子价格，折为265.9元/t(CO2)。草原的净初级生产量为

式中M草为草原的净初级生产量，Bi为某草地类型的干草产量，Si为某草地类型的面积，R为地下与地上净生物量比例，取2.46。根据公式(6)，1999年保护区草原净初级生产量为107.47万t。达赉湖的净初级生产力按46.6 tkm－2a－1计，按水体面积得净初级生产量为11.08万t。总的净初级生产量M以草原和湖泊相加，为118.55万t。根据公式(5)，1999年吸收CO2价值为3.26亿元。

2)O2释放价值

采用造林成本法和工业制氧法，公式如下

式中C1'为造林成本法的O2影子价格，以352.93元/t计;C2'为工业制氧法的O2影子价格，采用400元/t。按公式(7)，1999年 O2释放价值为5.31亿元。

表2 研究区1999，2007年土地利用状况Tab.2 The land use status of study area in the year 1999 and 2007 /km2

3)保护区气体调节价值

1999年气体调节总价值为8.57亿元。同理，2007年气体调节总价值为6.87亿元。

2.6 土壤保持价值评估

1)控制土壤侵蚀价值

采用机会成本法，计算公式为

式中:Cp为单位面积土地收益，取499.78元hm2a－1[8]。Qe为减少的土地侵蚀体积，H 为土层厚度，取0.5m。Ei为i种土地利用方式相对裸地减少的侵蚀深度，Si为土地面积。高、中、低覆盖草地减少侵蚀量分别为 35 mma－1，25 mma－1，15 mma－1，水体以中覆盖草地计。根据式(9)，1999年控制土壤侵蚀价值为20.37亿元。

2)减少土壤肥力流失价值

采用机会成本法，计算公式为

式中Qe为减少的土地侵蚀体积，W为土壤容重，以1.34 gcm－3计。Pf为单位质量土壤中N，P，K养分总量，分别为 0.315%，0.078%，1.585%[8]。Cf为化肥平均价格，以2 549元 /t计[4]。则1999年减少土壤肥力流失价值为137.71亿元。

3)保护区土壤保持价值

1999年土壤保持价值为158.08亿元。同理，2007年土壤保持价值为132.81亿元。

2.7 生物多样性价值评估

采用葛继稳等提出的司法价格法[9]，评估公式为

以上3式中，W1，N1分别为国家重点保护野生动物的司法价格和数量;W2，N2分别为有益野生动物司法价格和数量。Wf为重点保护野生动物的资源保护管理费，Cjv为司法价值系数，Csm为季节性迁移系数，Wmp为有益野生动物的市场价格。

1999年保护区鸟类数量按35万只计。国家重点保护鸟类约占25%，Wf按1000元/只计，Wmp按200元 /只计。按鸟类居留型组成[5]，Csm以0.86计，Cjv取12.5[9]。按式(12)～ (14)估算，1999 年生物多样性价值为97.00亿元，2007年生物多样性价值为69.28亿元。

2.8 休闲旅游价值评估

采用费用支出法估算保护区的休闲旅游价值，公式为

式中Vt为休闲旅游价值，Ct为游客的平均消费，Nt为游客人数。1999年游客以10万人计，2007年以15万人计，以每人消费100元计，则1999年休闲旅游价值为1 000万元，2007年为1 500万元。

3 结果分析

3.1 保护区生态系统服务价值构成

保护区1999年及2007年生态系统服务价值构成及变化见表3。1999年呼伦贝尔市GDP为144.70亿元，而同年保护区生态系统服务价值高达353.28亿元，为GDP的2.44倍。从保护区生态系统服务价值构成看，土壤保持、生物多样性、调蓄水量价值之和占总价值的90%以上，表明上述功能是保护区生态系统功能的主要表现形式。

表3 研究区1999，2007年生态系统服务价值构成Tab.3 The composition of ecosystem service values in study area in the year 1999 and 2007

3.2 保护区生态系统服务价值变化及原因

保护区生态系统服务价值由1999年的353.28亿元下降到2007年的252.02亿元，下降了28.66%。下降幅度较大的有调蓄水量价值、物质生产价值、生物多样性价值等。

近年来，达赉湖地区的气候变化呈现暖干化趋势[10]，入湖径流减少，湖泊、湿地萎缩。再加上过度放牧等人为因素，造成周边草场退化、沙地面积大幅增加。保护区内珍稀濒危鸟类生存繁殖条件恶化，鸟类数量下降。保护区生态系统服务价值的下降是该地区生态环境恶化的直接反映。

4 结论

1)采用市场价值法、影子工程法、机会成本法、司法价格法等方法评价了达赉湖自然保护区的主要生态系统服务价值，1999年达353.28亿元。

2)土壤保持、生物多样性、调蓄水量价值之和占总生态系统服务价值的90%以上，表明上述功能是保护区生态系统功能的主要表现形式。

3)1999—2007年保护区生态系统服务价值下降了28.66%。下降幅度较大的有调蓄水量价值、物质生产价值、生物多样性价值等。

4)达赉湖地区气候变化呈现出的暖干化趋势和过度放牧等人为因素，导致湖泊、湿地萎缩，周边草原退化、沙化严重，这是造成保护区生态系统服务价值大幅下降的主要原因。

保证达赉湖自然保护区健康可持续发展，改善周边生态环境迫在眉睫。可以采取的措施有向达赉湖补水，限制保护区内的人为活动，加强监督、管理和保护力度等。

[1]COSTANZA R，D'ARGE R，DE GROOT R，et al.The value of the world's ecosystem services and natural capital[J].Nature，1997，387(6630):253-260.

[2]谢高地，鲁春霞，肖玉，等.青藏高原高寒草地生态系统服务价值评估[J].山地学报，2003，21(1):50-55.

[3]陈志平，熊汉锋，黄世宽，等.梁子湖湿地生态系统服务功能价值评估研究[J].水土保持研究，2009，16(2):231-233.

[4]仝川，李嵘，雍世鹏.锡林郭勒生物圈保护区草原生态系统服务间接价值动态评估[J].生态学杂志，2006，26(3):259-264.

[5]赵格日乐图.内蒙古达赉湖国家级自然保护区鸟类群落结构和动态研究[D].北京:北京林业大学博士学位论文，2008.

[6]刘晓辉，吕宪国，姜明，等.湿地生态系统服务功能的价值评估[J].生态学报，2008，28(11):5625-5631.

[7]尹剑慧，卢欣石.草原生态服务价值核算体系构建研究[J].草地学报，2009(2):174-180.

[8]石益丹，李玉浸，杨殿林，等.呼伦贝尔草地生态系统服务功能价值评估[J].农业环境科学学报，2008，26(6):2099-2103.

[9]葛继稳，蔡庆华，刘建康.水域生态系统中生物多样性经济价值评估的一个新方法[J].水生生物学报，2006，30(1):126-128.

[10]赵慧颖，乌力吉，郝文俊.气候变化对呼伦湖湿地及其周边地区生态环境演变的影响[J].生态学报，2008，28(3):1064-1071.