基于永定河生态修复工程的河流生态服务价值增量评估-马东春.pdf

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1、马东春等：基于永定河生态修复工程的河流生态服务价值增量评估 153基于永定河生态修复工程的河流生态服务价值增量评估马东春12 3，董正举I，Christina WONGl一，黄金5，欧阳志云1(1中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室，北京100085；2中国科学院大学，北京100049；3北京市水科学技术研究院，北京100048；4亚利桑那大学可持续发展学院，亚利桑那，美国；5瓦格宁根大学，瓦格宁根，荷兰)摘要：永定河作为北京重要生态屏障的核心，其生态建设和管理具有重要意义。研究通过建立永定河生态服务价值增量评价指标体系，评价永定河生态修复工程建设后生态服务价值增量。研究结果

2、表明：永定河生态服务价值增量为482774&元。在服务价值增量中，文化服务、支持服务、调节服务、供给服务分别占7324，2328，274和074。与永定河生态修复工程建设前生态服务价值存量对比分析发现，工程建设带来的生态效益增加明显，生态服务价值增加了112倍。生态修复工程对房地产价值增值及沿河地区产业发展推动作用明显，其中景观美学价值增h口260604L元，产业贡献价值增加112374L元。此外工程建设对永定河调节气候功能和净化空气服务价值提升作用显著。研究科学评价了工程生态效益，也为动态监测和分析河流生态状况，开展定量生态管理提供经验与借鉴。关键词：生态修复；生态服务；增量；存量；永定河中

3、图分类号：X826 文献标识码：A 文章编号：16714407(2017)11-15305Evaluation of Increment Ecological Services of the Yongding River Based on the EcologicalRestoration ProjectMA Dongchunl，2，3 DONG ZhengjUl。Christina WONGl，4 HUANG Jin5，OUYANG Zhiyunl(1State Key Laboratory of Urban and Regional Ecology,Research Center for

4、Eco-Environmental Sciences，Chinese Academy ofSciences，Beijing 1 00085，China；2University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 1 00049，China；3BeOing Water Science and Technology Institute，Beijing 1 00048，China；4School of Sustainability,Arizona State University,Arizona，USA：5Wageningen University,Wage

5、ningen，Netherlands)Abstract：The Ybngding River iS the core of the important ecological barriers in BeijingThe ecological construction andmanagement of the river iS very significantThe index system was established to evaluate the incremental value of ecosystemservices after the ecological restoration

6、 project is finished of the Yongding RiverThe results show that the total incrementalvalue of the ecosystem services of the Yongding River iS 4828 billion CNYThe value of culture services。support services，regulation services and provision services accounted for 73242328274and 074respectivelyCompared

7、 with thestock ecosystem servicesit is found that the ecological benefits brought by ecological restoration project have increased obviouslyThe valuation of ecological services increases 11 2 timesThe real estate value and industrial development was promotedobviously by the projectThe appreciation o

8、f the landscape aesthetic and industry contribution services are 2606 billion and1124 billion CNYIn additionthe appreciation of climate regulation and air purification services also increased obviously bythe projectThe study evaluated the ecological benefits of the project scientifically,meanwhile p

9、rovided some experience andreference in dynamic monitoring and analysis ofthe fiver ecological statusKey words：ecological restoration；ecosystem services；increment；stock；Yongding River1引言党的十八大报告提出政治建设、经济建设、社会建设、文化建设、生态文明建设“五位一体”发展总布局，将生态文明上升成为国家战略。生态文明建设是人与社会可持续发展的根本基础及经济健康发展的关键保障已成为共识。城市的生态化11作为城市发展

10、的新方向以及城市现代化管基金项目：北京市社会科学基金项目重点项目“北京市水生态环境保护与发展路径研究”(16JDYJA034)第一作者简介：马东春(1972一)，女，河南南阳人，教授级高级工程师，高级经济师，研究方向为水资源管理与公共政策、通讯作者简介：欧阳志云(1962一)，男，湖南株洲人，博士，研究员，研究方向为生态系统服务功能、生态规划与生态评价、多样性保护等。E-mail：zyouyangrceesaccn生态学。城市生态、生物万方数据154 生态经济第33卷第11期(2017年11月) Ecological Economy，V0133，No11(November 2017)理改革的突

11、破点，已成为城市科学学界及政府管理部门关注的热点。世界银行于2010年提出Ec02Cities(ecologicalcities as economic cities)的概念，我国从1987年至2012年6月，在中国知网上发布的关于生态城市的科研论文多达6 147篇【2】。为贯彻落实中央关于加强生态文明建设的相关要求，我国多数省份开展了以节能、节水、清洁生产为重点的资源综合利用工作以及以大气、水、土壤等资源要素为支撑的污染整治工作。部分大中型城市，例如北京、天津，为提升城市品质，开展了以城市绿化、河湖生态修复等为主导的生态环境质量改善工作。其中河流生态修复作为城市生态建设的重要组成，在缓解生态

12、退化，修复受损生态系统以及改善周边生态环境中发挥重要作用3-61。由于城市河流生态修复是以拟自然的方式对自然河流进行的生态修复，相比于自然演替的生态修复，具有重建速度快、生态系统结构简单等特点，其与周边生境的协调程度，河流生态系统的自维持能力短期内难以做出准确的判断。为客观评价人为积极干预下河流生态服务价值的变化情况，分析其产生的生态效益，需要构建以生态修复工程为基础的生态价值评价指标体系动态监测，动态评价与分析不同时期河流生态服务价值及其变化趋势。本研究选取永定河作为研究对象。永定河是北京的母亲河，多年来由于天然降水减少、水资源过度开发利用导致生态系统严重退化。为建设京西生态屏障，全面提升西

13、南五区社会经济发展水平，北京市启动永定河大型生态修复工程建设，投资170亿元，从水生态保护、水资源配置、防洪安全保障3方面对境内永定河170 km干流及8条主要支流开展生态修复建设，建设面积达1 500 km2。永定河生态修复工程是我国目前开展的建设规模最大、涉及范围最广的生态修复工程，也是京津冀加强区域生态治理合作的重要途径。本研究对永定河生态修复工程建设后生态服务价值增量进行了评估，并对建设前后河流生态服务价值存量及增量进行对比分析，用以指导永定河生态修复工程后续建设，为我国北方类似河流开展生态修复建设提供经验及借鉴。2研究区域与研究方法21研究区域和数据永定河流域位于东经112006 7

14、117045，北纬39。1841020 7，发源于内蒙古高原的南缘和山西高原的北部，流域总面积47 016 km2。永定河北京段(幽州一梁各庄)主河道全长170 km，其中官厅山峡段(幽州一三家店拦河闸)全长92 km，平原城市段(三家店拦河闸一南六环路)全长37 km，平原郊野段(南六环路一梁各庄)全长41 km，河道流经门头沟、石景山、丰台、大兴和房山五区，流域面积为3 168 km2。目前平原城市段生态修复工程(门城湖、莲石湖、晓月湖、园博湖、宛平湖及输水循环管线，简称“五湖一线”)己建成，流经门头沟、石景山、丰台三区。“五湖一线”的建设彻底改变了永定河三家店拦河闸一南六环路一线河道干涸

15、、砂石裸露的面貌，实现了湖泊溪流相连的生态景观，在改善周边生态环境，恢复永定河水生态系统中发挥了重要作用。本研究所用的数据来源于CIL京水务统计年鉴、北京市永定河生态修复工程建设相关汇报材料以及己发表的相关论文。22研究方法根据千年生态系统评估【_”中对生态系统服务的划分，借鉴北京水生态服务功能与价值相关研究成果喁】，结合永定河绿色发展带建设前后水生态系统及周边社会经济发展实际情况，从提供产品服务功能、调节功能、支持功能以及文化功能四方面建立永定河生态修复工程生态服务价值增量评价指标体系(图1)。永定河生态修复工程生态服务价值增量评价指标体系包括4大功能12项指标：(1)供给服务：指通过水生态

16、系统提供的可以进行市场交换的产品，包括供水价值和水产品2项指标。(2)调节服务：指通过生态过程所形成的有利于生产与生活的环境条件与效用，包括水资源调蓄、水质净化、空气净化、气候调节和洪水调蓄5项指标。(3)文化服务：指水生态系统的美学、文化和教育等功能，包括旅游休闲、景观美学以及水文化传承3项指标。(4)支持服务：指水生态系统所形成的支撑发展的条件与效用，包括产业贡献、生物多样性保护2项指标。针对不同的评价指标选取不同的评价方法，按照各项生态服务功能的特点分别选用市场价值法、替代工程法、支付意愿法等多种方法，进行评价指标的定量核算和评价。3评价结果31供给服务永定河三家店以下原本是干涸无水，生

17、态退化严重河图1北京永定河生态修复工程生态服务价值增量评价指标体系万方数据马东春等：基于永定河生态修复工程的河流生态服务价值增量评估 155段。生态修复后，现有雨水集蓄以及外部调水将用于满足永定河周边景观及环境用水需求。根据年可供水量及供水的市场价格确定供水价值，计算公式如下：VI_-Q1P1 (1)式中：K为供水功能价值(元)；Q，为年环境用水量(m3)；尸为环境用水价格(元m3)。由于永定河区域年降水量575 mm，“五湖一线啊道及河滨带面积为807 hm2，年雨水量为046108 m3，每年外部调水量为13108m3，即合计供水176108m3。2012年北京市环境用水量为567108m

18、3(再生水373108m3)，产生的总价值为1149亿元，均价为203元m3。永定河环境用水的总价值量为357亿元。32调节服务(1)水资源调蓄。地表水资源调蓄价值、地下水资源调蓄价值采用市场价值法核算：V2=Q2P2 (2)式中：K为地表水资源调蓄功能价值(元)；Q：为地表水调蓄水量(m3)；P2为单位调蓄价格，采用综合用水价格替代(元m3)。V3=Q3P3 (3)式中：K为地下水资源调蓄功能价值(元)；Q，为地下水调蓄水量(m3)；P，为单位调蓄价格，采用综合用水价格替代(元m3)。2012年永定河地表蓄水量为128108m3，地下水资源量为313108m3【9】。根据永定河全长170 k

19、m，平原城市段37 km可知，平原城市段地表水调蓄水量为028108m3，地下水资源调蓄量为068108 m3。根据北京市各行业用水量及用水价格计算可知北京市综合水价为528元m3。水资源调蓄功能的生态服务价值增量为507亿元。(2)水质狰化。水质净化功能价值采用替代工程法进行计算，计算公式如下：巧=：。Q4，只， (4)式中：为水质净化功能价值(元)；Q。，为湿地对第i类物质的纳污能力(虹)；P4，为处理第i类物质的工业处理成本。地表水环境质量标准规定再生水厂出水标准为类水标准，即COD 30 mgL，总氮15 mgL，总磷0_3 mgL“01。永定河生态修复工程建设要求河道水质要达NIII

20、类水标准，即COD 20 me,m，总氮10 mgL，总磷02 mgI。按COD工业处理成本35元kg，总氮处理成本15元kg，总磷处理成本25元kg进行核算，可知水质净化功能价值增量为005亿元。(3)空气净化。增加负离子量。增加的负离子功能价值使用替代工程法进行计算，计算公式如下：Vs=Q,SLP5100 (5)式中：蚝为增加的空气负离子的价值(元)；Q，为负离子浓度(个cm3)：S为水面面积(hm2)；L为河道影响高度(cm)；P。为市场负离子价格(元1010个)。根据北京林业大学2010年4月对永定河沿岸负离子浓度测算可知，永定河负离子浓度为1 3156个cm3【11。当前“五湖一线”

21、建设增加的河道水面面积为385 hm2，河滨带422 hm2(包括潜流湿地)，共计807 hm2。按河道及河滨带上方10 cm所含负离子总数计算流动河水增加的负离子量，得到负离子总数为106210个。根据市场上负离子发生器价格208元1010个，可知永定河增加的负离子的功能价值为2209万元。吸收粉尘量。吸收粉尘的功能价值使用替代工程法进行计算，计算公式如下：v6=Q6P6 (6)式中：圪为吸收粉尘的功能价值(元)；Q6为年吸收粉尘量(kg)：P6为工业粉尘处理成本(元kg)。永定河沿岸五区县的月均降尘量为7662 tkm2m】，生态修复工程建设增加河道及河滨面积为807 hm，工业粉尘处理价

22、格为015元kg，可知吸收粉尘的功能价值量为1113万元。抑制风沙量。减少风沙源、抑制风沙量的功能价值使用替代工程法进行计算，计算公式如下：VQ7P7 (7)式中：为抑制风沙的功能价值(元)；Q，为抑制风沙量(kg)；P，为工业粉尘处理成本(元瓜g)。未进行生态修复工程之前，永定河平原段沙地面积为38935 kmz，占全市沙地总数的6596。北京本地沙源对沙尘的贡献率为16【131，每年大于5 ms的起沙风多达840 h。根据北京市2010年环境状况公报可知，北京2010年总尘量为17533万吨。工业粉尘处理价格为015元kg，核算可得永定河抑制风沙的功能价值为028亿元。(4)气候调节。吸收

23、热量。吸收热量功能价值使用替代工程法进行计算，计算公式如下：vs=08P810“13 600a (8)式中：为吸收热量的功能价值(亿元)；Q。为水面增发吸收热量(J)；P8为电价；a为能耗比。北京多年平均水面蒸发量1 100 mm【l 41，水在1001标准大气压下汽化热为226106 Jkg，“五湖一线”水面面积385 hm2，计算可知水面蒸发吸收热量为95710”J。空调的能耗比为32，北京电价为0488 3元千瓦时，可知吸收热量功能价值为406亿元。增加空气湿度。增加空气湿度功能价值使用替代工程法进行计算，计算公式如下：万方数据156 生态经济第33卷第11期(2017年11月) Eco

24、logical Economy，V0133，No1 1(November 2017)=Q9B声 (9)式中：为增加空气湿度的功能价值(元)；Q9为水面增发的水量(m3)；为l m3水转化为蒸汽的耗电量；B为电价。北京多年平均水面蒸发量1 100 Innl，“五湖一线”水面面积385 hm2计算可知，水面蒸发水量为4235万m3。根据家用加湿器功率32 w计算，将1 m3水转化为蒸汽耗电量为125千瓦时，北京电价为0488 3元千瓦时，可知增加空气湿度的功能价值为258亿元。(5)洪水调蓄。洪水调蓄功能价值使用影子工程法进行计算，计算公式如下：o=Q10Plo (10)式中：“。为增加的洪水调蓄

25、功能价值(元)；O。为洪水调蓄水量(m3)；P。为建设水库库容成本。根据(2012年北京市水务统计年鉴，可知“五湖一线”所在的三家店一卢沟桥拦河闸的调蓄能力为0197108m3。单位水库库容造价为61元m31 51，核算可知洪水调蓄的功能价值为120亿元。33文化服务(1)旅游休闲。旅游娱乐。根据2010年、2012年北京旅游业概况，可知门头沟、石景山、丰台3个区2010年、2012年旅游总收入分别为1464亿元、1953亿元。调查发现水生态系统在旅游总收入中的比例为123【6】，即2010年、2012年水对3个区旅游娱乐的贡献为1800亿元、2402亿元，据此得到永定河旅游娱乐增加价值为60

26、2亿元。休闲。根据张振明等人嗍对永定河休闲功能游客支付意愿的调查可知，645的人首选去永定河旅游，人均年旅游次数为2次，每次平均旅游天数为1天，旅游花费平均值为243元。2012年北京市人口为2 0693万人，计算可知永定河休闲价值为866亿元，相比于建设前增加的休闲价值为157亿元。(2)景观美学。水景观对房地产价值增值作用十分明显，本研究中用房地产增值计算水的景观价值。根据北京房地产业协会统计可知，2012年北京二手房均价同比上涨51。而永定河“五湖一线”周边住宅小区晓月新城(建筑面积14104 m2)、银海星月(74104 1171 2)2012年成交价相比于2011年上涨20、1111

27、(数据来源于链家在线)，因永定河建设产生的房地产增值为2 235元m2、1 082元m2，其平均增值为1 8363元m2。由于两区房地产增值主要是由于沿河水景观带来的，将房地产的增值换算到沿河长度为704亿元km。平原城市段河段为37km，景观美学功能价值约增值为26060亿元。(3)水文化传承。采用调研拦截和网络调查方式开展永定河水文化支付意愿的问卷调查，获得有效问卷1 970份。5890的人愿意支付的金额小于20元月，平均支付意愿为4670元月，永定河文化价值总支付意愿为8540亿元年。34支持服务永定河绿色发展带自2010年开工建设以来，在促进沿河区县建筑业、房地产业以及信息服务、软件服

28、务、租赁、金融等行业的发展中起到重要的推动作用。通过收集相关统计资料发现，北京市2009-2012年GDP年增速约为1357，而永定河平原城市段所属的丰台、石景山、门头沟三区2009-2012年GDP年增速约为1892，明显快于全市平均水平。由于水对产业的贡献效率为2006J，推算2009年、2012年水对三区的产业贡献为16479亿元、27716亿元，增值为11237亿元，将其计为永定河生态修复工程建设带来的产业贡献价值增量。35永定河生态工程的生态服务价值增量综上供给服务、调节服务、文化服务、水文化传承生态服务价值增量的计算，永定河生态修复工程生态服务价值增量为48277亿元。在生态服务价

29、值增量中，文化服务、支持服务、调节服务、供给服务分别占7324、2328、274和074。4结论通过对永定河生态修复工程中“五湖一线”建设完成之后河流生态服务价值增量核算评价结果可知，永定河“五湖一线”生态修复工程建设带来的河流生态服务价值增量为48277亿元。与张振明等人1核算得生态修复工程建设前永定河生态服务价值存量(43282亿元，表l中服务价值存量数据来源)进行对比分析发现，生态修复工程建设完成后永定河生态服务价值相比于建设前增加了112倍(表1)。表1永定河生态服务价值(单位：亿元)服务功能 评价指标 服务价值存量1 服务价值增量 总量供水 262 357 619供给水产品等 O05

30、 0 005水资源调蓄 4111 507 4618水质净化 069 005 074调节 空气净化 0 028 O28气候调节 325 664 989洪水调蓄 20612 120 20732旅游 041 602 643休闲 709 157 866文化景观美学 0 26060 26060水文化传承 15698 854 24238产业贡献 11237 11237支持生物多样性保护 145 145合计 43282 48277 91559注：表中数据来源于服务价值存量列数据引用张振明等人】的研究数据，其他数据为作者文中核算汇总。工程建设前永定河生态服务价值存量主要源于洪水调蓄以及水文化传承。其中洪水调蓄

31、服务价值20612亿元，占价值存量的4762，水文化传承价值为15698亿元，占价值存量的3627。这两项服务价值明显高于其万方数据马东春等：基于永定河生态修复工程的河流生态服务价值增量评估 157他服务价值，得益于多年来永定河防洪工程的建设以及居民对水文化认知程度的不断提高。工程建设后永定河景观美学价值及产业贡献价值增加明显，其中景观美学价值增加26060亿元，占价值增量的5398，产业贡献价值增加11237亿元，占价值增量的2328。可以看出工程建设完成初期对房地产价值及沿河区县产业发展带动作用明显。工程建设后永定河调节气候功能、净化空气功能相比于建设前有明显提高，其中气候调节功能增加了2

32、倍，净化空气功能尤其是抑制风沙功能得到明显提高。综上所述，得出如下结论：(1)永定河生态修复工程建成后其生态服务价值是建成前的212倍，其生态效益实现倍增，永定河生态修复工程建设带来的生态效益显著。(2)根据工程建设前后的评估结果分析，生态服务价值增量较多的为永定河景观美学价值及产业贡献价值。其他如气候调节生态服务功能、旅游休闲生态服务功能、空气净化生态服务功能均有明显提高。工程建设完成初期基本实现了“建设生态屏障、服务水岸经济、提升区域社会经济发展水平”的建设目标。(3)综合永定河生态服务价值的存量和工程建成后的增量，从生态服务功能总量看，永定河生态修复工程实施后其生态服务价值总量为9155

33、9亿元，其生态服务价值主要贡献依次来自于景观美学服务、水文化传承价值和洪水调蓄价值以及产业贡献价值和水资源调蓄价值等。本研究是对永定河河流生态修复工程建设的生态服务价值增量的评估，通过构建生态服务价值评价指标体现，动态评价和分析了永定河生态修复工程实施前后生态服务价值的变化，定量评价了生态修复工程的生态效益，对进一步监测和分析河流生态状况，深入开展河流生态定量管理提供经验与借鉴。同参考文献：1-FOD松，韩宝龙新型城市化与城市生态品质建设J】环境保护，2013(2)：13162】朱伟珠，李春发我国生态城市研究领域的热点与发展趋势J城市问题，2013(8)：26313吕一河，傅伯杰，陈利顶生态建

34、设的理论分析J生态学报，2006(11)：389138974】彭少麟，陆宏芳恢复生态学焦点问题J】生态学报，2003(7)：124912575】许木启，黄玉瑶受损水域生态系统恢复与重建研究J生态学报，1998(5)：5475586周钰林城市河道整治与水生态修复工作的若干思考J水利发展研究，2006(11)：26277Millennium Ecosystem AssessmentEcosystems and human well-being：A framework for assessmentMWashington DC：IslandPress，2003【8】孟庆义，欧阳志云，马东春北京水生态服

35、务功能与价值M北京：科学出版社，2012：901049】北京市统计局，国家统计局北京调查总队北京市2012年国民经济和社会发展统计公报EBOL(20130207)http：llwwwbjstatsgoventjsjtjgbndgb201511t20151124_327759htmlf1011雪家环境保护总局，国家质量监督检验检疫总局地表水环境质量标准(GB3838-2002)M】北京：中国环境出版社，2002【11】张振明，刘俊国，申碧峰，等永定河(北京段)河流生态系统价值评估【J】环境科学学报，201 1(9)：185118571 2北京市环境保护局2010年北京市环境状况公报【EBOL】(

36、201 10603)http：wwwbjepbgovcnbjepbresourcecms201406201406191 l 150619578pdf【13】邱玉瑁，牛生杰，邹学勇，等北京沙尘天气成因概率研究J自然灾害学报，2007(2)：939814】颜昌远水惠京华：北京水利五十年M】北京：中国水利水电出版社，1999：293315】北京市水务局2013北京市水务统计年鉴M北京：北京市水务局，2013：214(责任编辑：张海艳)履行社会责任，实现企业持续发展。政府和公众应进一步进行监督和辅助。政府应该提高其服务职能的意识，建立相关法律制度，加强宣传、监督。民众作为市场中必不可少的组成部分，在发

37、挥自身的参与、监督作用外，也应积极参与用人单位的抱团治污实践。企业、政府、公民通过良性互动，建立相互联系、相互制约以实现共享经济格局下的互利。同参考文献：1王春婷社会治理的共治范式与实现路径以温州社会治理实践为例J江西社会科学，2016(1)：1801842】刘国翰，郅玉玲生态文明建设中的社会共治：结构、机制与实现路径以“绿色浙江”为例J中国环境管理，2014(4)：38433刘兆国发达国家汽车企业社会责任研究D】吉林：东北亚研究院，20154张佳玮1l家卤制品企业“抱团治污”节省费用近四成EBOL(201311-28)http：bizzj01comcnsystern20131128019729720shtml【5】张守文政府与市场关系的法律调整J中国法学，2叭4(5)：60746】陈娃商法机制中政府与市场的功能定位【J】中国法学，2014(5)：4159(责任编辑：张海艳)万方数据