水生态系统不仅提供了维持人类生活和生产活动的基础产品,还具有维持自然生态系统结构、生态过程与区域生态环境的功能^[1]。定量评价水生态系统的服务功能,有助于全面地认识水资源价值,科学合理地利用水资源,将水资源的利用达到生态效益和经济效益最优化,对建立生态补偿机制、指导水资源开发利用与保护具有重要作用。水生态系统服务的价值评估研究已经成为生态学和资源环境经济学等研究的热点和前沿之一。国内外学者已在湖泊、河流、湿地、流域、区域、国家等不同尺度上就水生态系统提供的各种服务功能及其价值进行了探索^[2~13]。

2011年颁布的《全国主体功能区规划》中,大别山区列为国家二十五个重点生态功能区之一。降水量丰富,多年平均降水量为900~1 600 mm,水源充足。地表水资源多年平均60.0×10⁸m³,丰富的地表水资源使大别山成为周边地区十分重要的水源涵养地。淠史杭灌区是新中国成立后兴建的3个特大型灌区之一,担负着安徽、河南两省4市17个县区的农业、工业和城乡居民生产生活防洪、灌溉、供水的重任,灌区优质的水源是1 330 万人的生命之源,尤其是安徽省六安、合肥、淮南等大中城市最重要水源地^[14,15]。位于大别山区的佛子岭、磨子潭、梅山、响洪甸、龙河口五大水库是淠史杭灌区的主水源（图1）,五大水库总库容66.35×10⁸m³,目前,淠史杭灌区年均从五大水库引水达30 多亿 m³,是安徽省近1/3国民经济的用水保障,是维持淠史杭灌区良好生态的源头活水,在安徽省经济社会发展中发挥着不可替代的巨大作用。

1 资料来源和评价方法

1.1 资料数据来源

以2010年为评价基准年份,收集五大水库的生活及工农业供水、水利发电、内陆航运、水产品生产、旅游等各类调查统计数据,数据来源包括《2010年安徽省水资源公报》、《2011年安徽水利年鉴》^[16]、《安徽省第一次水利普查公报》、《2011年安徽统计年鉴》^[17]、《2011年六安统计年鉴》^[18]、《2011六安市水资源公报》、《六安市城市总体规划(2008~2030年)》、《六安市十二五国民经济和社会发展规划纲要》以及安徽省水利局、淠史杭管理局、六安市水利局、六安市物价局等部门提供和公布的数据,另外,对水库景点旅游人数及消费支出等数据采取实地抽样调查获得。

1.2 研究方法与指标体系

水生态系统服务功能是指水生态系统及其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^[4]。根据水生态系统提供服务的消费与市场化特点,可以把水生态系统的服务功能划分为具有直接使用价值的产品生产功能和具有间接使用价值的生命支持系统功能两大类,产品生产功能是指水生态系统提供直接产品或服务维持人的生活、生产活动的功能,生命支持系统则是指水生态系统维持自然生态过程与区域生态环境条件的功能。结合皖西大别山五大水库水生态系统特征及基础数据资料的可收集性,我们将其水生态系统服务功能划分为2大类8小类进行评价(表1),即工农业及生活供水、水产品生产、水力发电、内陆航运、休闲娱乐文化5项直接使用价值的功能;调蓄洪水、水资源蓄积、生物栖息地3项间接使用价值的功能,评价方法(表1)如下:

1） 市场价值法,适用于没有费用支出但有市场价值的环境效应价值核算。

2） 费用支出法,它以人们对某种环境效益的支出费用来表示该效益的经济价值。

3） 替代工程法,是指用人工建造一个工程来代替原来或被破坏的生态系统服务功能,用建造新工程的费用来估算原来生态系统的服务功能价值的一种方法。

V1=∑Ai×Pi（1）

式中,V₁是水资源供给功能价值;A_i是第i种水的供给量,P_i是第i种水的市场价格。

根据2010年安徽省水资源公报,六安市供水总量为29.78×10⁸m³,其中农业用水（含灌溉、林牧渔畜用水）23.96×10⁸m³、工业用水3.47×10⁸m³、城镇居民生活用水（含城镇公共、生态环境用水）2.35×10⁸m³。农业灌溉用水价格按照2002年安徽省政府办公厅38号文件定价为0.056 元/m³,工业用水和居民生活用水分别按照六安市基本水价1.65 元/m³和1.200元/m³计算。依据公式可计算五大水库的供水价值为9.89 亿元。另外,目前合肥市每年从大别山五大水库买水,供水价格为0.232 元/m³,年供应量2.50×10⁸m³,共计0.58 亿元。两者合计总价值V₁为10.47 亿元。

2.1.2 水产品生产

六安市五大水库水产品资源丰富包括鱼类、甲壳类、贝类;水生态系统的水产品评估的价值公式为：

V2=∑Ui×Pi（2）

式中,V₂是水产品的价值;U_i是第i种物质的产品量;P_i是第i种物质的市场价格。

根据2011年六安统计年鉴^[18],六安市2010年水产品总量为262 400 t,其中水库为29 627 t（主要为五大水库）,六安市淡水鱼类产品的平均价格为8 元/kg,可计算五大水库水产品的价值V₂为2.37 亿元。

2.1.3 水力发电

皖西大别山区五大水库总装机为14×10⁴kW,年发电4×10⁸kW·h时。水电的影子价格取0.4

元/kW·h^[19],则五大水库的水力发电的总价值V₃为1.60 亿元。

2.1.4 内陆航运

六安市五大水库建成后,库区常年通航,完善了山区的交通,提高了城乡物质交流水平;20世纪70年代以前,水库航运是库区最主要的交通形式,但是随着公路交通的发展,航运比重逐年降低。河流航运功能计算公式为:

V4=G×Pg+F×Pf(3)

式中,V₄是水库的航运价值;G是水路旅客周转量;Pg是客运价格;F是水路货运周转量;Pf是货运价格。

由于五大水库缺乏航运统计数据,加以六安市航运主要发生在五大水库地区,所以,本文以六安市航运统计数据来代替五大水库的航运量。2010年六安市水运客运周转量176×10⁴人·km、货运周转量533 818×10⁴t·km。客运和货运价格分别采用0.240 元/（人·km）及0.060 元/（t·km）^[1],故可以计算六安市五大水库的航运价值V₄为3.21 亿元。

2.1.5 休闲娱乐

水作为“自然风景”的“灵魂”,其旅游服务功能巨大,同时,作为一种独特的地理单元和生存环境,水生态系统对形成独特的传统和文化类型影响很大^[4]。该部分价值采用费用支出法,即以旅游费用的实际支出为尺度进行衡量。五大水库中由于龙河口水库（即万佛湖景区）是国家4A级大型旅游景区,因此,以景区旅游收入统计数据计算,2010年该景区共接待境内外游客66.27万人次,旅游综合收入为1.65 亿元;其他4个水库年旅游人数约15万人,水库景点门票价格为10 元,另按每人吃住行等正常消费约200 元计算,旅游费用支出为0.32 亿元。则五大水库合计旅游休闲娱乐价值V₅为1.97 亿元。

2.2 间接使用价值的评估

间接使用价值包括环境能够提供的效用来支持目前的生产和消费活动的各种功能中间所能获得的效益。间接使用价值评价的基本数据来源于2011年安徽省水利年鉴（表2）。

2.2.1 调蓄洪水价值

调蓄洪水功能价值利用替代工程法进行计算,计算公式为：

V6=∑R×Pc（4）

式中,V₆是调蓄洪水价值(元);R是水库调蓄洪水能力（防洪库容）;Pc是单位贮水价值,水库蓄水成本取0.67 元/m^3[20]。

五大水库防洪总库容为31.01×10⁸m³,可计算调蓄洪水功能价值V₆为20.78 亿元。

2.2.2 水资源蓄积价值

水资源蓄积功能价值利用替代工程法进行计算,计算公式为：

V7=∑K×Pc（5）

式中,V₇是水资源蓄积价值(元);K是水库年末水资源蓄积量（m³）;Pc是单位贮水价值,水库蓄水成本取0.67 元/m^3[21]。

根据淠史杭灌区2010年第三期水情信息,五大水库2010年蓄水量为29.38×10⁸m³,可计算水资源蓄积功能价值V₇为19.68 亿元。

2.2.3 生物栖息地

各种水体与湿地是地球上最重要的野生生物的栖息地或避难所,对维持生物多样性具有重要作用。目前缺乏对水生态系统提供栖息地功能价值的有效评估,根据Costanza等人的研究成果^[5],沼泽或泛滥平原提供栖息地或避难所这一服务功能的年生态效益为439 美元/hm²,折合人民币2 997.27 元/hm²(以100 美元兑换人民币682.75 元计,2010年),五大水库水面总面积约169.4 km²（2011年影像Rapid eye,分辨率5 m）,则五大水库提供栖息地或避难所这一服务功能的年生态效益V₈为0.51 亿元。

2.3 评价结果

运用市场价值法、费用支出法、替代工程法等资源环境经济学的评价方法,对皖西大别山五大水库生态系统服务功能价值进行评估,总价值为60.59 亿元,其中直接使用价值为19.62 亿元,占总价值的32.41%;间接使用价值为40.97 亿元,占总价值的67.59%（表3）。

3 结论与讨论

3.1 结论

2010年皖西大别山五大水库生态系统服务功能的价值评价结果表明,水生态系统的服务功能总价值为60.59 亿元,占当年六安市国内生产总值(676.1 亿元)的8.95%。由此可见,皖西大别山五大水库在区域经济社会生态等方面具有十分重要的作用。

1） 从服务价值构成来看,直接使用价值占总价值的32.41%;间接使用价值占67.59%,间接使用价值是直接使用价值的2.09倍,这说明五大水库生态系统服务价值主要体现在间接使用价值上。在所评价的8种功能价值中,按照价值量大小,依次为:调蓄洪水>水资源蓄积>供水>内陆航运>水产品生产>休闲娱乐>水力发电>生物栖息地功能,这基本上反映了目前五大水库生态系统的特点和服务功能的价值特征。

2） 在水生态系统的间接价值中,调蓄洪水功能的价值构成比例最高,达20.78 亿元,占总服务功能价值的34.32%,比直接使用价值的总量还大。说明五大水库生态系统在防御洪涝灾害方面具有极其重要的作用,也是作为防洪灌溉建设的初衷。

3） 水资源蓄积功能价值大是五大水库的服务功能价值构成的又一个显著特点,占总服务功能价值的32.51%。由此可见,皖西大别山作为安徽省重要水源保护地,五大水库承担着特别重要的作用和地位。

3.2 讨论

采用的价值量法评估水库水生态系统服务功能,所得结果是货币值,便于引起人们对水库水生态系统服务功能的足够重视,促进水生态系统服务的持续利用与管理,易于与环境核算体系相结合,将其纳入国民经济核算体系。同时,对水源地生态补偿机制的建立也具有重要参考依据。需要指出的是水生态系统是一个动态的、复杂的系统,对其服务功能的评价是一项非常复杂的工作。由于基础研究的局限和评估方法的不完善,加以数据可获得性的限制,因此,本研究是对皖西大别山五大水库生态系统服务价值进行的初步研究成果,存在着服务功能评价不完全问题,如在间接使用价值估算中忽略了水质净化、固碳释氧等价值,另外,对非利用价值如存在价值、遗产价值等也未考虑。所以,我们的估算结果应该是皖西大别山五大水库生态系统服务价值的最低值,对价值的评估也只是保守的估计。但即使这样一个评估也还是有助于人们对其生态系统价值的了解,为生态环境保护政策的制定和生态补偿机制的建立提供参考依据。

The authors have declared that no competing interests exist.

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参考文献

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