第四节   生态产品功能量核算方法

生态产品功能量是指人类从生态系统中直接或间接得到的最终产品的物理量，如中草药产量、水源涵养量、污染净化量、水土保持量、防风固沙量、固碳量，以及自然景观吸引的旅游人数等，其优点是直观，可以给人明确具体的生态产品数量，但由于计量单位的不同，不同生态产品产量不能加总。生态产品功能量核算主要包括物质产品、调节服务产品和文化服务产品三大类产品的物理量核算。生态产品功能量核算的核算科目、功能指标和评价方法（如表1）。

表1生态产品价值功能量核算方法

功能类型 核算科目 功能量指标 核算方法

物质产品 食物 野生水果、干果、水产品、野生蔬菜等可食用产品产量 统计调查

原材料 野生植物种子产量、花卉、苗木产量

中草药 各类中草药产量

生态能源 水电发电量、潮汐能

调节服务产品 水源涵养 水源涵养量 水量平衡法

水土保持 水土保持量 修正通用水土流失方程（RUSLE）

洪水调蓄 洪水调蓄量 水量平衡法

生物多样性 重要保护物种数量 野外调查统计

固碳 固定二氧化碳量 质量平衡法

氧气生产 氧气生产量 质量平衡法

水环境净化 净化COD量 水环境净化模型

净化氨氮量

气候调节 植被蒸腾消耗能量 蒸散模型

水面蒸发消耗能量

文化服务产品 休闲旅游 游客总人数 统计调查

美学价值 艺术品销量 统计调查

一、生态物质产品功能量核算方法

生态物质产品是指人类从森林、草地、湿地、海洋等自然生态系统直接获取的各种物质产品，它们包括食物、原材料、中草药、生态能源等。

（一）食物

1.指标内涵

食物是指从自然生态系统中获取的可食用的物质产品，包括野生水果、蔬菜、食用菌、蜂蜜、淡水与海洋水产品等。

2.评估方法

首先统计从生态系统中获取的各类食物产品的产量，然后按类型加总。还可以将各类食物产品转换为热量单位（千焦耳）。然后将各类食物产量或热量加总。

 （公式1）

式中： 为食物总产量（公斤）； 为i类食物的产量（公斤）。

（二）原材料

1.指标内涵

原材料是指从自然生态系统中获取的可以用于工农业生产的物质产品，如天然牧草、野生种子、竹子、木材等。

2.评估方法

首先分别统计从生态系统中获取各类原材料的产量，然后可以分类型进行加总。

 （公式2）

式中： 为原材料总产量（公斤）； 为i类原材料的产量（公斤）。

（三）中草药

1.指标内涵

中草药是指从自然生态系统中获取的各种野生动植物药材，如贝母、天麻、冬虫夏草、枸杞等。

2.评估方法

首先统计从生态系统中获取各类中草药的产量，然后可以根据中草药类型，进行加总。

 （公式3）

式中： 为中草药总产量（公斤）； 为i类中草药的产量（公斤）。

（四）生态能源

1.指标内涵

生态能源是指从自然生态系统中各种能源，如水电、潮汐能、热能。

2.评估方法

首先分别统计各类能源产量，然后统一量纲进行加总。

 （公式4）

式中： 为生态能源总产量； 为i类生态能源的产量。

二、调节服务产品功能量核算方法

调节服务产品是指自然生态系统提供改善人类生存与生活条件和环境的惠益，包括水源涵养、水土保持、防风固沙等。

（一）水源涵养

1.指标内涵

水源涵养功能是生态系统通过林冠层、枯落物层、根系和土壤层拦截滞蓄降水，增强土壤下渗、蓄积，从而有效涵养土壤水分、调节地表径流和补充地下水的功能。其不仅满足评估区内生产生活的水源需求，还持续地向评估区外提供水资源。选用水源涵养量，作为生态系统水源涵养功能量的评价指标。

2.评估方法

通过水量平衡方程（TheWaterBalanceEquation）计算。水量平衡原理是指在一定的时空内，水分在生态系统中保持质量守恒，即生态系统水源涵养量是降水输入与暴雨径流和生态系统自身水分消耗量的差值。

 （公式5）

式中： 为水源涵养量（ ）； 为产流降雨量（mm）； 为地表径流量（mm）； 为蒸散发量（mm）； 为i类生态系统的面积（ ）；i为研究区第i类生态系统类型；j为研究区生态系统类型总数。

（二）水土保持

1.指标内涵

水土保持功能是生态系统（如森林、草地等）通过林冠层、枯落物、根系等各个层次消减雨水的侵蚀力，增加土壤抗蚀性从而减少土壤流失，保持土壤的功能。水土保持功能为土壤形成与肥力保持、面源污染控制等提供了基础。

选用土壤保持量，即生态系统减少的土壤侵蚀量（用潜在土壤侵蚀量与实际土壤侵蚀量的差值测度)作为生态系统水土保持功能的评价指标。其中，实际土壤侵蚀是指当前地表植被覆盖情形下的土壤侵蚀量，潜在土壤侵蚀则是指没有地表植被覆盖情形下可能发生的土壤侵蚀量。

2.评估方法

水土保持量：：

 （公式6）

式中： 为水土保持量，单位为 ；R为降雨侵蚀力因子，用多年平均年降雨侵蚀力指数表示；K为土壤可蚀性因子，通常用标准小区上单位降雨侵蚀力所引起的土壤流失量来表示。L为坡长因子（无量纲）；S为坡度因子（无量纲）；C为植被覆盖因子（无量纲）。

（三）洪水调蓄

1.指标内涵

洪水调蓄功能是指自然生态系统（森林、灌丛、草地、湖泊、沼泽等）具有特殊的水文物理性质，具有强大的蓄水功能，其特有的生态结构能够吸纳大量的降水和过境水，蓄积洪峰水量，削减并滞后洪峰，以缓解汛期洪峰造成的威胁和损失。

根据降雨量将我国划分为湿润区、亚湿润区、干旱区、亚干旱区和极干旱区。湿润区、亚湿润区年降雨量大于400mm，是我国洪水多发地带，而干旱区、亚干旱区和极干旱区由于降雨量少，基本没有洪水威胁，故评估过程中仅核算位于湿润区和半湿润区自然生态系统的洪水调蓄量。

选用生态系统的调蓄水量（林灌草、湖泊）和洪水期滞水量（沼泽）表征生态系统的洪水调蓄能力，即调节洪水的潜在能力。

2.评估方法

洪水调蓄能力：

 （公式7）

式中： 为洪水调蓄能力（ ）； 为林灌草洪水调蓄能力（ ）； 为湖区洪水调蓄能力（ ）； 为沼泽洪水调蓄能力（ ）。林灌草洪水调蓄能力：洪水调蓄量与暴雨降水量、暴雨地表径流量和植被覆盖类型等因素密切相关。洪水调蓄量主要通过以下方程计算得到：

 （公式8）

式中：RQ为洪水调蓄（ ）；Pi为暴雨降雨量（mm）； 为暴雨径流量（mm）； 为i类生态系统的面积（ ）；i为研究区第i类生态系统类型，无量纲；j为研究区生态系统类型数，无量纲。湖泊洪水调蓄能力：考虑到不同区域背景条件差异较大，根据《中国湖泊志》，将全国湖泊划分为东部平原、蒙新高原、云贵高原、青藏高原、东北平原与山区5个湖区，分区构建湖泊换水次数与补给系数的模型，通过补给系数估算湖泊换水次数；按照不同湖区，通过湖面面积与湖泊换水次数建立湖泊水量调节能力评价模型：

东部平原区：

 （2-3-8-1）

蒙新高原区：

 （2-3-8-2）

云贵高原区：

 （2-3-8-3）

青藏高原区：

 （2-3-8-4）

东北平原与山区：

 （2-3-8-5）

沼泽洪水调蓄能力：湿地土壤具有特殊的水文物理性质，湿地土壤的草根层和泥炭层孔隙度达72%-93%，饱和持水量达830%-1030%，在汛期大量水资源被储存于沼泽湿地土壤中或者以表面水的形式保存在湿地中，湿地就像一个巨大的天然蓄水库容纳水分，直接减少了洪水径流，同时湿地植被可拦截径流减缓洪水流速，因此削减和滞后了洪峰，减低了下游洪峰的水位，并使之缓慢下泄，这样有效地对洪水形成缓冲滞纳作用，度过汛期，进而减少洪灾发生。通过构建沼泽土壤蓄水量和地表滞水量模型计算沼泽湿地洪水调蓄能力：

 （公式9）

式中： 为沼泽洪水调蓄能力（亿 ）； 为沼泽土壤蓄水能力（亿 ）； 为沼泽地表滞水能力（亿 ）。

沼泽土壤蓄水：

 （公式10）

式中： 为沼泽土壤蓄水能力（ ）；S为沼泽总面积（ ）；h为沼泽湿地土壤蓄水深度（m）；ρ为沼泽湿地土壤容重（g/c ）； 为水的密度（g/c ）F为沼泽湿地土壤饱和含水率；E为沼泽湿地洪水淹没前的自然含水率。

沼泽地表滞水：

 （公式11）

式中：Csr为沼泽地表滞水能力（ ）；S为沼泽湿地总面积（ ）；H为沼泽湿地地表滞水高度（m）。

（四）水环境净化

1.指标内涵

水环境净化功能是指湖泊、河流、沼泽、海洋等水域湿地生态系统吸附和转化水体污染物，净化水环境的功能。

根据我国《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中对水环境质量应控制的项目和限值的规定，选取指标作为生态系统水环境净化功能的评价指标。

2.评估方法

水环境净化服务价值评估主要是利用监测数据，根据水体生态系统中污染物构成和浓度变化，选取适当的指标对其进行定量化评估。常用指标包括氨氮、COD、总氮、总磷以及部分重金属等。

水环境法净化功能－方法1：如果污染物排放量不超过环境容量(即评估区水体环境质量为Ⅲ类水及以上)，认为评估区（或海域）生态系统已经将该区域所排放的水环境污染物全部净化。根据质量平衡模型，生态系统的水污染物净化量等于评估区域（海域）内各种污染物的排放总量及入境水环境污染物量之和。评价方法为：

 （公式12）

式中： 为污染物净化总量（ ）； 为某种(类)污染物入境总量（ ）；Qai为区域内某种(类)污染物排放总量（ ）； 为污水处理厂处理某种(类)污染物的量（ ）；

水质净化功能－方法2：：如果污染物排放量超过环境容量(即Ⅲ类水以下)，认为评估区的生态系统没有净化所排放的水环境污染物，净化量为排放量与随水输送出境的污染物量之差。评价方法为：

 （公式13）

式中： 为污染物净化总量（ ）； 为某种(类)污染物入境总量（ ）； 为区域内某种(类)污染物排放总量（ ）； 为某种(类)污染物出境量（ ）； 为污水处理厂处理某种(类)污染物的量（ ）；i为污染物类别，无量纲。

 主要包括面源污染(包括农村生活( )、城市生活( )、农业面源污染( )和养殖污染( ))以及工业生产( )，各项量化方法见表2-3-2。

表2-3-2生态产品价值量核算方法

功能类型 核算科目 功能量指标 核算方法

物质产品 食物 野生水果、干果、水产品、野生蔬菜等可食用产品产值 市场价值法

原材料 野生植物种子产值、花卉、苗木产值

中草药 各类中草药产值

生态能源 水电发电产值、潮汐能产值

调节服务产品 水源涵养 水源涵养价值 影子工程法（水利工程建设成本）或市场价值法（水价）

水土保持 水土保持价值 减少泥沙淤积 替代成本法（清淤成本）

降低面源污染 替代成本法（水利工程建设成本）

洪水调蓄 洪水调蓄价值 影子工程法（水利工程建设成本）

固碳 年固定二氧化碳价值 替代成本法（造林成本、工业减排成本）或市场价值法（碳市场价格）

氧气生产 氧气生产价值 替代成本法（造林成本）或市场价值法（工业制氧价格）

水环境净化 净化COD价值 替代成本法（COD治理成本）

净化氨氮价值 替代成本法（氨氮治理成本）

气候调节 植被蒸腾消耗能量 替代成本法（人工降温、増湿）

水面蒸发消耗能量

文化服务产品 休闲旅游 生态旅游价值 旅行费用法

艺术灵感 艺术品销售量 市场价值法

（五）固碳

1.指标内涵

固碳功能是指自然生态系统吸收大气中的二氧化碳（ ）合成有机质，将碳固定在植物或土壤中的功能。这种功能有利于降低大气中二氧化碳浓度，减缓温室效应。生态系统的固碳功能，对降低减排压力具有重要意义。研究选用固定二氧化碳量作为生态系统固碳功能的评价指标。

2.评估方法

 （公式14）

式中： 为陆地生态系统总固碳量（t /a）；FCS为森林（及灌丛）固碳量（tC/a）；GSC为草地固碳量（tC/a）；WCS为湿地固碳量（tC/a）；44/12为C转化为 的系。

（六）氧气生产

1.指标内涵

生态系统的氧气生产功能指植物在光合作用过程中，释放出氧气的功能。这种功能对于维护大气中氧气的稳定具有重要意义，能改善人居环境具有重要意义。

研究选用氧气生产量作为生态系统氧气生产功能的评价指标。

2.评估方法

 （公式15）

式中： 为生态系统释氧量（t氧气）；FCS为森林（及灌丛）固碳量（tC/a）；GSC为草地固碳量（tC/a）；WCS为湿地固碳量（tC/a）；32/12为C转化为O2的系数。

（七）气候调节

1.指标内涵

生态系统气候调节功能是指生态系统通过植被蒸腾作用、水面蒸发过程吸收太阳能，降低夏季气温、增加空气湿度，从而改善人居环境舒适程度的生态功能。选用生态系统蒸散发过程消耗的能量作为生态系统气候调节功能的评价指标。

2.评估方法

采用生态系统蒸腾蒸发总消耗的能量作为气候调节的功能量。

 （公式16）

 （公式17）

 （公式18）

式中： 为生态系统蒸腾蒸发消耗的总能量(kwh) 为生态系统植被蒸腾消耗的能量(kwh)； 为生态系统水面蒸发消耗的能量(kwh)。 为i类生态系统单位面积蒸腾消耗热量（kJ. ）； 为i类生态系统面积（k ）；r为空调能效比：3.0；D为空调开放天数(天)；i为生态系统类型（森林、灌丛、草地）。 为水面蒸发量（ ）；q为挥发潜热，即蒸发1克水所需要的热量（J/g）；γ为加湿器将1 水转化为蒸汽的耗电量（kwh）。

三、文化服务产品功能量核算方法

（一）休闲旅游服务

1.指标内涵

生态系统的文化服务产品是指生态系统的美学景观以及与其共生的民族文化遗存所创造的对人类精神感受、知识获取、休闲娱乐和美学体验等方面的非物质惠益。

2.评估方法

采用区域内自然景观的年旅游总人次作为文化服务的功能量评价指标。

（二）艺术灵感

1.指标内涵

生态系统的艺术灵感是指森林、湖泊、河流、海洋等生态系统可以为其周边的人群提供美学体验、精神愉悦的功能。

2.评估方法

采用依托于自然景观而创作出的艺术作品的数量。