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摘 要:以喀什市为研究区,使用千年生态系统评估(MA)方法,从生态系统供给服务、调节服务、支持服务、文旅服务等4个生态服务功能方面开展了基于山水林田湖草项目的荒漠绿洲生态系统服务评价研究。结合山水林田湖草项目实施方案,将工程项目实施的生态效益价值量化,对比工程项目投资,评价项目实施方案的科学合理性。结果表明:(1)喀什市各生态系统单位面积生态服务价值,水域>湿地-草地>阔叶乔木-灌木林地>绿洲农田>荒漠-戈壁;(2)喀什市各生态系统生态服务价值总量,水域>湿地-草地>绿洲农田>阔叶乔木-灌木林地>荒漠-戈壁;(3)喀什市各生态系统中,绿洲农田主要提供供给服务,水域主要提供调节服务,湿地-草地主要提供支持服务和文旅服务;(4)《喀什地区山水林田湖草生态保护修复工程项目实施方案》规划的喀什市工程项目科学合理,工程项目的实施能使喀什市荒漠绿洲生态系统更好地发挥生态服务功能,为当地提供更多的生态产品。
关键词:山水林田湖草项目;荒漠绿洲生态系统;生态服务评价
中图分类号 X37 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2021)05-0126-06
Abstract: Taking Kashgar as the research area, using the Millennium Ecosystem Assessment (MA) methodology to carry out research on the evaluation of desert oasis ecosystem services from four aspects: ecosystem supply services, regulation services, support services, and cultural and travel services based on mountains, waters, forests, fields, lakes and grasses project. Combine the project implementation plan to quantify the ecological benefit value of the project implementation. Compare the project investment and evaluate the scientific rationality of the project implementation plan. The results showed that: (1) ecological service value per unit area of each ecosystem in Kashgar, water area>wetland-grassland>broad-leaved trees-shrubland>oasis farmland>desert-Gobi; (2) the total ecological service value of each ecosystem in Kashgar, water area>wetland-grassland>oasis farmland>broad-leaved trees-shrubland>desert-Gobi; (3) among the ecosystems of Kashgar City, oasis farmland mainly provides supply services, water areas mainly provide regulation services, and wetland-grassland mainly provides support services and cultural tourism services; (4) the Kashgar city engineering project planned in the “Implementation Plan for the Ecological Protection and Restoration Project of Mountains, Waters, Forests, Fields, Lakes and Grasses in Kashgar” is scientific and reasonable, and the implementation of the project can enable the desert oasis ecosystem of Kashgar to better perform its ecological service functions and provide more ecological products for the local area.
Key words: Mountain, water, forest, field, lake and grass project; Desert oasis ecosystem; Ecological service evaluation
生态系统服务价值评估是基于生态学原理、经济学方法、社会学方法以及基础数据,对生态系统服务以货币价值评估,同时价值评估中需要严格遵循市场价值理论,以提高价值评估的真实性,有利于生态补偿政策推进[1]。在生态系统服务价值评估中,能够将生态系统中创造的产品、环境资源、生态服务等内容以经济效益的形式量化体现,不仅能够直接表现生态系统的社会价值,也能够体现某个经济发展阶段人们生活方式和精神需求。目前,基于山水林田湖草项目的生态系统服务评价方面的研究报道尚显欠缺。经检索文献,仅见邓富玲等结合国内外相关研究,参考现有生态保护修复评价指标体系,提出了一种基于多类型多粒度非均衡語言变量模糊群决策的指标体系构建与评估方法,并以陕西省铜川市耀州区沮河上游生态保护修复项目为例,验证了方法的有效性[2]。郎需利和曹波采用生态系统服务功能综合性评价法对山水林田湖生态保护修复分区方案进行研究,采用叠加分析获得生态系统服务功能综合性评价[3]。李晓阳等从整体性、系统性角度提出了包含山水林田湖草6个子系统的河流健康评价体系及具体评价指标,形成了基于山水林田湖草共同体系统的河流健康研究思路,为推进山水林田湖草的系统研究提供了参考[4]。本研究区一级生态系统类型是典型的荒漠绿洲生态系统类型,降水稀少、蒸发强烈、极端干旱、植物群落稀疏[5]。二级生态系统类型主要包括绿洲农田生态系统、阔叶乔木-灌木林地生态系统、湿地-草地生态系统、荒漠-戈壁生态系统、水域生态系统。 1 研究区概况与数据来源
1.1 研究区概况 本研究区为喀什市,位于新疆维吾尔自治区西南部,塔里木盆地西部,帕米尔高原东北麓,克孜勒河中游。介于东经73°20′~79°57′,北纬35°20′~40°18′之间。东临塔克拉瑪干沙漠,南依喀喇昆仑山与西藏阿里地区,西靠帕米尔高原,是中国最西部的边陲城市,是喀什地区政治、经济、文化中心。喀什市地形北高南低,海拔最高1502m,最低1264m,平均海拔高度1289.5m,属喀什噶尔河流域冲积平原。属暖温带大陆性干旱气候,四季分明,夏无酷热,冬无严寒,夏长冬短,日照时间长,降水少。多年平均气温11.7℃,最高为1956年13.1℃,最低为1974年10.5℃。年平均降水量为61.5mm,最多为1974年,达146.2mm,最少为1979年,仅17.3mm。2018年,全年日照时数2584.3h,降水133.7mm,浮尘日数37d,无霜期251d[6]。
1.2 数据来源
1.2.1 野外调查和入户走访 2019—2020年,课题组依据陕西地建土地勘测规划设计院有限责任公司新疆分公司编制完成的《喀什地区山水林田湖草生态保护修复工程项目实施方案》,对项目拟实施区域进行了详尽的野外调查,包括喀什市城东中水回用及生态林营造工程、吐曼河生态景观提升工程、恰克玛克河(314国道-阿瓦提渠)基干防护林建设工程、综合保税区外围绿化工程、克孜河综合治理工程等。同时多次随机走访了各项目实施区域周边居民,获得了中肯的项目实施建议和课题研究所需的第一手资料。
1.2.2 征求意见和调阅资料 为结合当地实际情况,保证项目实施的社会效益、经济效益以及生态效益,课题组多次由喀什地区自然资源局协助召集喀什市农业、林业、草业、畜牧、水利、旅游、发改、财政、环保等部门进行座谈讨论征求意见,并调阅各部门关键基础资料进行有效信息提取工作。
2 研究方法
2.1 技术路线 本研究以《喀什地区山水林田湖草生态保护修复工程项目实施方案》规划的工程项目为基础,分别对工程项目实施前后生态系统服务功能进行评估,以期较为科学的预评估在当地实施山水林田湖草生态保护修复工程项目的实施成效。本研究采取的技术路线,如图1所示。
2.2 指标选取 由于荒漠绿洲生态系统自身生产力较低,自然环境条件较为单一,学者对荒漠生态系统服务功能评价研究较少,基于山水林田湖草项目的荒漠绿洲生态系统服务评价研究鲜有报道。经查阅文献,咨询专家,本研究采用千年生态系统评估(MA)方法,从生态系统供给服务、调节服务、支持服务、文旅服务4个方面功能对喀什市绿洲农田生态系统、阔叶乔木-灌木林地生态系统、湿地-草地生态系统、荒漠-戈壁生态系统、水域生态系统生态服务价值进行评估。其中,供给服务价值包括食物生产价值、原料生产价值、水资源供给价值,调节服务价值包括气体调节价值、气候调节价值、环境净化价值、水文调节价值,支持服务价值包括土壤保持价值、养分维持价值、生物多样性保护价值,文旅服务价值主要为美学景观价值[7-9]。
2.3 指标计算
2.3.1 标准单位面积生态系统服务价值当量因子 标准单位面积生态系统服务价值当量因子是指在研究区平均产量水平上,1hm2农田年自然粮食产量的经济价值[10]。以此为标准参照,结合已有研究可以确定其他类型生态系统服务价值当量。由于大尺度农田自然粮食产量的获得是不现实的,因此有学者将农田生态系统单位面积粮食生产净利润作为标准单位生态系统服务价值当量因子,并赋值为1,其他类型生态系统服务价值当量通过专家经验及相关文献赋值,获得表征和量化[11]。研究区标准单位面积生态系统服务价值当量因子使用以下公式计算:
式中,D表示研究区当年标准单位面积生态系统服务价值当量因子(元/hm2),Sr、Sw和Sc分别表示当年水稻、小麦和玉米3种主要粮食作物播种面积占3种主要粮食作物播种总面积的百分比(%),Fr、Fw和Fc分别表示当年水稻、小麦和玉米的单位面积平均净利润(元/hm2)。
2.3.2 单位面积生态系统服务价值基础当量 研究区主要有绿洲农田、阔叶乔木-灌木林地、湿地-草地、荒漠-戈壁以及水域5种生态系统类型,故将谢高地等学者报道的中国主要陆地生态系统单位面积服务价值基础当量表进行调整,获得本研究所需的单位面积生态系统服务价值基础当量表(见表1)。
2.3.3 研究区单位面积生态系统服务价值当量调节 不同区域不同生态系统因光、热、水等生态因子的不同,在研究区域生态系统服务价值时,应考虑当地生态系统限制性生态因子的影响。本研究区在喀什市,属于荒漠绿洲生态系统,多年平均降水量低,降水成为该生态系统主要限制性生态因子。降水量少对荒漠绿洲植被净初级生产力(NPP)产生影响,对区域内陆生生态系统NPP影响更为明显。有研究表明:生态系统供给服务中食物生产、原料生产,调节服务中气体调节、气候调节、环境净化,支持服务中养分维持、生物多样性保护,文旅服务美学景观功能均与NPP正相关;供给服务中水资源供给,调节服务中水文调节,支持服务中土壤保持均与降水量正相关[12-14]。因此,需依据NPP调节因子和降水调节因子,将表1进行调节,使其适用于本研究区。
3 结果与分析
3.1 研究区各生态系统单位面积服务价值当量 根据有关文献报道,中国农田单位面积平均NPP为412gC/(m2·a),落叶阔叶林单位面积平均NPP为500gC/(m2·a),草地单位面积平均NPP为186.39gC/(m2·a),荒漠单位面积平均NPP50.22gC/(m2·a),水域单位面积平均NPP 148.23gC/(m2·a)[15-21]。参考有关研究,研究区绿洲农田单位面积平均NPP为415gC/(m2·a),阔叶乔木-灌木林地单位面积平均NPP为219.14gC/(m2·a),湿地-草地单位面积平均NPP为144.05gC/(m2·a),荒漠-戈壁单位面积平均NPP为4.69gC/(m2·a),水域单位面积平均NPP为144.05gC/(m2·a)[22-27]。根据公式(4)计算,得到研究区绿洲农田、阔叶乔木-灌木林地、湿地-草地、荒漠-戈壁、水域NPP调节系数分别为1.01、0.44、0.77、0.09、0.97。由于研究区面积小,所有生态系统类型使用同一个降水调节系数。喀什市2018年降水量133.7mm,中国多年平均降水量628mm,使用公式(5)计算,得到研究区降水调节系数为0.21。研究区单位面积各生态系统服务价值当量见表2。 3.2 研究区标准单位面积生态系统服务价值当量 根据喀什地区2019年统计年鉴,喀什市2018年种植粮食作物为水稻、小麦、玉米,种植面积分别为900hm2、10388hm2、6570hm2,分别占粮食作物种植總面积的5.04%、58.17%、36.79%,总产量分别为7615t、64664t、46123t,产量分别为8.46t/hm2、6.23t/hm2、7.02t/hm2。2018年国家规定粮食最低收购价为粳稻3.2元/kg,小麦2.38元/kg,玉米1.74元/kg。经走访调查农户,喀什市水稻、小麦、玉米种植成本分别约为12300元/hm2、8250元/hm2、7050元/hm2。通过公式(1),计算出研究区标准单位面积生态系统服务价值当量(D)为6465元/hm2。
3.3 研究区单位面积各生态系统服务价值 将研究区标准单位面积生态系统服务价值当量(D)代入表2,得到研究区各生态系统单位面积服务价值(见表3)。由表3可知,本研究区单位面积各生态系统服务价值最大的是水域生态系统,达到240059元/hm2,最小的为荒漠-戈壁生态系统,仅为919元/hm2,最大价值约为最小价值的261倍。单位面积湿地-草地生态系统服务价值为153496元/hm2,明显高于阔叶乔木-灌木林地的44694元/hm2以及绿洲农田的19357元/hm2。研究区降水量少,降水量严重制约着各生态系统的NPP水平,尤其是对干旱生态系统的制约效应更为明显。因此,单位面积的绿洲农田、阔叶乔木-灌木林地、荒漠-戈壁生态系统服务价值较小。而湿地-草地和水域生态系统中水不是限制性生态因子,同时研究区光、热条件较好,所以受降水的影响不大,单位面积生态系统的服务价值较高。研究结果与研究区实际情况较为符合。
从表3还可以看出,研究区单位面积绿洲农田生态系统服务价值在食物生产和气体调节2个方面较大。阔叶乔木-灌木林地生态系统服务价值主要体现在气候调节方面。湿地-草地生态系统各方面服务价值相对其他生态系统更为均衡,在水文调节和生物多样性保护2个方面价值最大。水域生态系统在环境净化和水文调节2个方面服务价值巨大,其最突出贡献为水文调节功能。荒漠-戈壁生态系统在水文调节和水土保持方面有一定服务价值,但整体服务价值不高。研究表明,各生态系统类型提供的主要生态服务不同,在编制生态保护修复工程项目规划时,必须综合考虑山、水、林、田、湖、草各生态系统的合理配合,并结合实际情况科学调整土地资源利用方式,才能使新建生态系统健康发挥稳定而全面的生态服务功能。
3.4 研究区各生态系统服务价值总量 根据喀什地区2019年统计年鉴,2018年喀什市绿洲农田面积为28473hm2,阔叶乔木-灌木林地面积5500hm2,湿地-草地面积5667hm2,荒漠-戈壁面积34207hm2,水域面积573hm2。《喀什地区山水林田湖草生态保护修复工程项目实施方案》规划通过将生态用水纳入喀什地区水资源配给规划以及在叶尔羌河上游叶城县柯克亚乡莫莫克水库下游建设水源涵养区2个核心举措解决工程项目生态用水问题,在不影响原有配水制度的情况下,在项目区即研究区内实施有关工程项目概况如表4所示。
由表4可计算出研究区生态保护修复工程项目实施前后各生态系统总服务价值,其结果见表5。由表5可知,研究区喀什市荒漠绿洲各生态系统中,供给服务主要依靠绿洲农田生态系统,调节服务主要依靠水域生态系统,支持服务和文旅服务主要依靠湿地-草地生态系统。工程项目实施前,研究区绿洲农田生态系统、阔叶乔木-灌木林地生态系统、湿地-草地生态系统、荒漠-戈壁生态系统、水域生态系统服务价值分别为55115.42万元/a、24581.61万元/a、86981.02万元/a、3144.70万元/a、137473.80万元/a;工程项目实施后,研究区各生态系统服务价值分别为55115.42万元/a、38257.93万元/a、81762.15万元/a、2740.81万元/a、177643.68万元/a。工程项目实施前,研究区荒漠绿洲生态系统总服务价值为307296.55万元/a;工程项目实施后,总服务价值为355519.99万元/a,工程项目的实施可使研究区荒漠绿洲生态系统总服务价值增加48223.44万元/a。按照项目规划总投资16亿元计算,项目实施完成后约3年,新建荒漠绿洲生态系统为当地累计带来的新增生态服务价值即可弥补投资成本。
4 结论与讨论
喀什市地处“新疆塔里木盆地外缘荒漠绿洲生态脆弱重点区域”[28-30],在喀什市开展山水林田湖草生态保护及修复工作符合国家生态安全格局总体部署,能够发挥保障中华民族永续发展的重要作用,对于区域社会稳定及长治久安具有突出而重要的意义。
(1)本研究使用价值量法对喀什市荒漠绿洲生态系统生态服务功能进行了评价研究,并将研究结果应用于分析《喀什地区山水林田湖草生态保护修复工程项目实施方案》的科学合理性。结果表明,按照《喀什地区山水林田湖草生态保护修复工程项目实施方案》规划的工程项目实施,能使喀什市荒漠绿洲生态系统更好地发挥生态服务功能,为喀什市提供更多的生态服务产品。
(2)本研究结果不仅可作为实施山水林田湖草生态保护修复工程项目的决策参考,也可作为山水林田湖草生态保护修复工程项目实施后的成效评估参考。
(3)本研究中所使用的生态服务指标以及过程参数多来源于相关学者已有的研究,部分数据来源于网络查找和现场调研,未查询到确凿的数据来源,可能会对研究结果产生一定的影响。
参考文献
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(责编:张宏民)
关键词:山水林田湖草项目;荒漠绿洲生态系统;生态服务评价
中图分类号 X37 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2021)05-0126-06
Abstract: Taking Kashgar as the research area, using the Millennium Ecosystem Assessment (MA) methodology to carry out research on the evaluation of desert oasis ecosystem services from four aspects: ecosystem supply services, regulation services, support services, and cultural and travel services based on mountains, waters, forests, fields, lakes and grasses project. Combine the project implementation plan to quantify the ecological benefit value of the project implementation. Compare the project investment and evaluate the scientific rationality of the project implementation plan. The results showed that: (1) ecological service value per unit area of each ecosystem in Kashgar, water area>wetland-grassland>broad-leaved trees-shrubland>oasis farmland>desert-Gobi; (2) the total ecological service value of each ecosystem in Kashgar, water area>wetland-grassland>oasis farmland>broad-leaved trees-shrubland>desert-Gobi; (3) among the ecosystems of Kashgar City, oasis farmland mainly provides supply services, water areas mainly provide regulation services, and wetland-grassland mainly provides support services and cultural tourism services; (4) the Kashgar city engineering project planned in the “Implementation Plan for the Ecological Protection and Restoration Project of Mountains, Waters, Forests, Fields, Lakes and Grasses in Kashgar” is scientific and reasonable, and the implementation of the project can enable the desert oasis ecosystem of Kashgar to better perform its ecological service functions and provide more ecological products for the local area.
Key words: Mountain, water, forest, field, lake and grass project; Desert oasis ecosystem; Ecological service evaluation
生态系统服务价值评估是基于生态学原理、经济学方法、社会学方法以及基础数据,对生态系统服务以货币价值评估,同时价值评估中需要严格遵循市场价值理论,以提高价值评估的真实性,有利于生态补偿政策推进[1]。在生态系统服务价值评估中,能够将生态系统中创造的产品、环境资源、生态服务等内容以经济效益的形式量化体现,不仅能够直接表现生态系统的社会价值,也能够体现某个经济发展阶段人们生活方式和精神需求。目前,基于山水林田湖草项目的生态系统服务评价方面的研究报道尚显欠缺。经检索文献,仅见邓富玲等结合国内外相关研究,参考现有生态保护修复评价指标体系,提出了一种基于多类型多粒度非均衡語言变量模糊群决策的指标体系构建与评估方法,并以陕西省铜川市耀州区沮河上游生态保护修复项目为例,验证了方法的有效性[2]。郎需利和曹波采用生态系统服务功能综合性评价法对山水林田湖生态保护修复分区方案进行研究,采用叠加分析获得生态系统服务功能综合性评价[3]。李晓阳等从整体性、系统性角度提出了包含山水林田湖草6个子系统的河流健康评价体系及具体评价指标,形成了基于山水林田湖草共同体系统的河流健康研究思路,为推进山水林田湖草的系统研究提供了参考[4]。本研究区一级生态系统类型是典型的荒漠绿洲生态系统类型,降水稀少、蒸发强烈、极端干旱、植物群落稀疏[5]。二级生态系统类型主要包括绿洲农田生态系统、阔叶乔木-灌木林地生态系统、湿地-草地生态系统、荒漠-戈壁生态系统、水域生态系统。 1 研究区概况与数据来源
1.1 研究区概况 本研究区为喀什市,位于新疆维吾尔自治区西南部,塔里木盆地西部,帕米尔高原东北麓,克孜勒河中游。介于东经73°20′~79°57′,北纬35°20′~40°18′之间。东临塔克拉瑪干沙漠,南依喀喇昆仑山与西藏阿里地区,西靠帕米尔高原,是中国最西部的边陲城市,是喀什地区政治、经济、文化中心。喀什市地形北高南低,海拔最高1502m,最低1264m,平均海拔高度1289.5m,属喀什噶尔河流域冲积平原。属暖温带大陆性干旱气候,四季分明,夏无酷热,冬无严寒,夏长冬短,日照时间长,降水少。多年平均气温11.7℃,最高为1956年13.1℃,最低为1974年10.5℃。年平均降水量为61.5mm,最多为1974年,达146.2mm,最少为1979年,仅17.3mm。2018年,全年日照时数2584.3h,降水133.7mm,浮尘日数37d,无霜期251d[6]。
1.2 数据来源
1.2.1 野外调查和入户走访 2019—2020年,课题组依据陕西地建土地勘测规划设计院有限责任公司新疆分公司编制完成的《喀什地区山水林田湖草生态保护修复工程项目实施方案》,对项目拟实施区域进行了详尽的野外调查,包括喀什市城东中水回用及生态林营造工程、吐曼河生态景观提升工程、恰克玛克河(314国道-阿瓦提渠)基干防护林建设工程、综合保税区外围绿化工程、克孜河综合治理工程等。同时多次随机走访了各项目实施区域周边居民,获得了中肯的项目实施建议和课题研究所需的第一手资料。
1.2.2 征求意见和调阅资料 为结合当地实际情况,保证项目实施的社会效益、经济效益以及生态效益,课题组多次由喀什地区自然资源局协助召集喀什市农业、林业、草业、畜牧、水利、旅游、发改、财政、环保等部门进行座谈讨论征求意见,并调阅各部门关键基础资料进行有效信息提取工作。
2 研究方法
2.1 技术路线 本研究以《喀什地区山水林田湖草生态保护修复工程项目实施方案》规划的工程项目为基础,分别对工程项目实施前后生态系统服务功能进行评估,以期较为科学的预评估在当地实施山水林田湖草生态保护修复工程项目的实施成效。本研究采取的技术路线,如图1所示。
2.2 指标选取 由于荒漠绿洲生态系统自身生产力较低,自然环境条件较为单一,学者对荒漠生态系统服务功能评价研究较少,基于山水林田湖草项目的荒漠绿洲生态系统服务评价研究鲜有报道。经查阅文献,咨询专家,本研究采用千年生态系统评估(MA)方法,从生态系统供给服务、调节服务、支持服务、文旅服务4个方面功能对喀什市绿洲农田生态系统、阔叶乔木-灌木林地生态系统、湿地-草地生态系统、荒漠-戈壁生态系统、水域生态系统生态服务价值进行评估。其中,供给服务价值包括食物生产价值、原料生产价值、水资源供给价值,调节服务价值包括气体调节价值、气候调节价值、环境净化价值、水文调节价值,支持服务价值包括土壤保持价值、养分维持价值、生物多样性保护价值,文旅服务价值主要为美学景观价值[7-9]。
2.3 指标计算
2.3.1 标准单位面积生态系统服务价值当量因子 标准单位面积生态系统服务价值当量因子是指在研究区平均产量水平上,1hm2农田年自然粮食产量的经济价值[10]。以此为标准参照,结合已有研究可以确定其他类型生态系统服务价值当量。由于大尺度农田自然粮食产量的获得是不现实的,因此有学者将农田生态系统单位面积粮食生产净利润作为标准单位生态系统服务价值当量因子,并赋值为1,其他类型生态系统服务价值当量通过专家经验及相关文献赋值,获得表征和量化[11]。研究区标准单位面积生态系统服务价值当量因子使用以下公式计算:
式中,D表示研究区当年标准单位面积生态系统服务价值当量因子(元/hm2),Sr、Sw和Sc分别表示当年水稻、小麦和玉米3种主要粮食作物播种面积占3种主要粮食作物播种总面积的百分比(%),Fr、Fw和Fc分别表示当年水稻、小麦和玉米的单位面积平均净利润(元/hm2)。
2.3.2 单位面积生态系统服务价值基础当量 研究区主要有绿洲农田、阔叶乔木-灌木林地、湿地-草地、荒漠-戈壁以及水域5种生态系统类型,故将谢高地等学者报道的中国主要陆地生态系统单位面积服务价值基础当量表进行调整,获得本研究所需的单位面积生态系统服务价值基础当量表(见表1)。
2.3.3 研究区单位面积生态系统服务价值当量调节 不同区域不同生态系统因光、热、水等生态因子的不同,在研究区域生态系统服务价值时,应考虑当地生态系统限制性生态因子的影响。本研究区在喀什市,属于荒漠绿洲生态系统,多年平均降水量低,降水成为该生态系统主要限制性生态因子。降水量少对荒漠绿洲植被净初级生产力(NPP)产生影响,对区域内陆生生态系统NPP影响更为明显。有研究表明:生态系统供给服务中食物生产、原料生产,调节服务中气体调节、气候调节、环境净化,支持服务中养分维持、生物多样性保护,文旅服务美学景观功能均与NPP正相关;供给服务中水资源供给,调节服务中水文调节,支持服务中土壤保持均与降水量正相关[12-14]。因此,需依据NPP调节因子和降水调节因子,将表1进行调节,使其适用于本研究区。
3 结果与分析
3.1 研究区各生态系统单位面积服务价值当量 根据有关文献报道,中国农田单位面积平均NPP为412gC/(m2·a),落叶阔叶林单位面积平均NPP为500gC/(m2·a),草地单位面积平均NPP为186.39gC/(m2·a),荒漠单位面积平均NPP50.22gC/(m2·a),水域单位面积平均NPP 148.23gC/(m2·a)[15-21]。参考有关研究,研究区绿洲农田单位面积平均NPP为415gC/(m2·a),阔叶乔木-灌木林地单位面积平均NPP为219.14gC/(m2·a),湿地-草地单位面积平均NPP为144.05gC/(m2·a),荒漠-戈壁单位面积平均NPP为4.69gC/(m2·a),水域单位面积平均NPP为144.05gC/(m2·a)[22-27]。根据公式(4)计算,得到研究区绿洲农田、阔叶乔木-灌木林地、湿地-草地、荒漠-戈壁、水域NPP调节系数分别为1.01、0.44、0.77、0.09、0.97。由于研究区面积小,所有生态系统类型使用同一个降水调节系数。喀什市2018年降水量133.7mm,中国多年平均降水量628mm,使用公式(5)计算,得到研究区降水调节系数为0.21。研究区单位面积各生态系统服务价值当量见表2。 3.2 研究区标准单位面积生态系统服务价值当量 根据喀什地区2019年统计年鉴,喀什市2018年种植粮食作物为水稻、小麦、玉米,种植面积分别为900hm2、10388hm2、6570hm2,分别占粮食作物种植總面积的5.04%、58.17%、36.79%,总产量分别为7615t、64664t、46123t,产量分别为8.46t/hm2、6.23t/hm2、7.02t/hm2。2018年国家规定粮食最低收购价为粳稻3.2元/kg,小麦2.38元/kg,玉米1.74元/kg。经走访调查农户,喀什市水稻、小麦、玉米种植成本分别约为12300元/hm2、8250元/hm2、7050元/hm2。通过公式(1),计算出研究区标准单位面积生态系统服务价值当量(D)为6465元/hm2。
3.3 研究区单位面积各生态系统服务价值 将研究区标准单位面积生态系统服务价值当量(D)代入表2,得到研究区各生态系统单位面积服务价值(见表3)。由表3可知,本研究区单位面积各生态系统服务价值最大的是水域生态系统,达到240059元/hm2,最小的为荒漠-戈壁生态系统,仅为919元/hm2,最大价值约为最小价值的261倍。单位面积湿地-草地生态系统服务价值为153496元/hm2,明显高于阔叶乔木-灌木林地的44694元/hm2以及绿洲农田的19357元/hm2。研究区降水量少,降水量严重制约着各生态系统的NPP水平,尤其是对干旱生态系统的制约效应更为明显。因此,单位面积的绿洲农田、阔叶乔木-灌木林地、荒漠-戈壁生态系统服务价值较小。而湿地-草地和水域生态系统中水不是限制性生态因子,同时研究区光、热条件较好,所以受降水的影响不大,单位面积生态系统的服务价值较高。研究结果与研究区实际情况较为符合。
从表3还可以看出,研究区单位面积绿洲农田生态系统服务价值在食物生产和气体调节2个方面较大。阔叶乔木-灌木林地生态系统服务价值主要体现在气候调节方面。湿地-草地生态系统各方面服务价值相对其他生态系统更为均衡,在水文调节和生物多样性保护2个方面价值最大。水域生态系统在环境净化和水文调节2个方面服务价值巨大,其最突出贡献为水文调节功能。荒漠-戈壁生态系统在水文调节和水土保持方面有一定服务价值,但整体服务价值不高。研究表明,各生态系统类型提供的主要生态服务不同,在编制生态保护修复工程项目规划时,必须综合考虑山、水、林、田、湖、草各生态系统的合理配合,并结合实际情况科学调整土地资源利用方式,才能使新建生态系统健康发挥稳定而全面的生态服务功能。
3.4 研究区各生态系统服务价值总量 根据喀什地区2019年统计年鉴,2018年喀什市绿洲农田面积为28473hm2,阔叶乔木-灌木林地面积5500hm2,湿地-草地面积5667hm2,荒漠-戈壁面积34207hm2,水域面积573hm2。《喀什地区山水林田湖草生态保护修复工程项目实施方案》规划通过将生态用水纳入喀什地区水资源配给规划以及在叶尔羌河上游叶城县柯克亚乡莫莫克水库下游建设水源涵养区2个核心举措解决工程项目生态用水问题,在不影响原有配水制度的情况下,在项目区即研究区内实施有关工程项目概况如表4所示。
由表4可计算出研究区生态保护修复工程项目实施前后各生态系统总服务价值,其结果见表5。由表5可知,研究区喀什市荒漠绿洲各生态系统中,供给服务主要依靠绿洲农田生态系统,调节服务主要依靠水域生态系统,支持服务和文旅服务主要依靠湿地-草地生态系统。工程项目实施前,研究区绿洲农田生态系统、阔叶乔木-灌木林地生态系统、湿地-草地生态系统、荒漠-戈壁生态系统、水域生态系统服务价值分别为55115.42万元/a、24581.61万元/a、86981.02万元/a、3144.70万元/a、137473.80万元/a;工程项目实施后,研究区各生态系统服务价值分别为55115.42万元/a、38257.93万元/a、81762.15万元/a、2740.81万元/a、177643.68万元/a。工程项目实施前,研究区荒漠绿洲生态系统总服务价值为307296.55万元/a;工程项目实施后,总服务价值为355519.99万元/a,工程项目的实施可使研究区荒漠绿洲生态系统总服务价值增加48223.44万元/a。按照项目规划总投资16亿元计算,项目实施完成后约3年,新建荒漠绿洲生态系统为当地累计带来的新增生态服务价值即可弥补投资成本。
4 结论与讨论
喀什市地处“新疆塔里木盆地外缘荒漠绿洲生态脆弱重点区域”[28-30],在喀什市开展山水林田湖草生态保护及修复工作符合国家生态安全格局总体部署,能够发挥保障中华民族永续发展的重要作用,对于区域社会稳定及长治久安具有突出而重要的意义。
(1)本研究使用价值量法对喀什市荒漠绿洲生态系统生态服务功能进行了评价研究,并将研究结果应用于分析《喀什地区山水林田湖草生态保护修复工程项目实施方案》的科学合理性。结果表明,按照《喀什地区山水林田湖草生态保护修复工程项目实施方案》规划的工程项目实施,能使喀什市荒漠绿洲生态系统更好地发挥生态服务功能,为喀什市提供更多的生态服务产品。
(2)本研究结果不仅可作为实施山水林田湖草生态保护修复工程项目的决策参考,也可作为山水林田湖草生态保护修复工程项目实施后的成效评估参考。
(3)本研究中所使用的生态服务指标以及过程参数多来源于相关学者已有的研究,部分数据来源于网络查找和现场调研,未查询到确凿的数据来源,可能会对研究结果产生一定的影响。
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(责编:张宏民)