生態系統服務價值核算方法比較研究※

張杰，周業晶，袁玉喬，周敬宣

生態系統服務價值 (Ecosystem Service Value，ESV)核算是生態產品價值實現的基礎性工作。但目前其核算方法缺乏統一標準，采用不同核算方法的測算結果存在差異，因此有必要進行核算方法的比較研究。

國際上對于生態系統服務價值研究較早，1997 年Costanza 等[1]評估了全球17 種生態系統服務的經濟價值。2001 年，聯合國千年生態系統評估(UN Millennium Ecosystem Assessment，MA)的理論成果是將生態系統服務分為供給、調節、支持、文化四大服務，推動了ESV 評估的發展。我國學者歐陽志云等[2]最先采用市場化的方法對ESV 展開評估。謝高地等[3]基于以上研究成果，創建了具有中國特色的生態系統服務價值評估方法，并應用于青藏高原ESV 核算[4]。2015 年謝高地把當前ESV 評估方法劃分為兩種，一種是全國生態系統服務功能當量因子表法(簡稱“當量因子法”)，另一種是按生態系統服務功能量及其單位價格來計算的評估方法(簡稱“功能價值法”)[5－6]。此后依托上述兩種方法核算ESV 逐漸成為主流[7]。很多案例研究中采用這兩種方法都會對方法進行一定補充和適應性優化。如李英等[8]在對我國嫩江流域進行ESV 評估時，考慮水域對環境的重要影響及土壤流失問題，對當量因子表進行了修正，提高了水域水文調節價值，而降低了土壤保持因子值。王莉雁等[9]對我國的重要生態屏障——阿爾山市進行ESV分析，在調節服務功能中增添了病蟲害控制功能以及防風固沙功能等。

近年鄂州市初步探索了區域間橫向綜合生態補償辦法，其中基于當量因子法的生態價值核算是其中重要內容[10－11]。但價值計算結果的準確性、科學性還尚存疑慮，且目前的研究中采用兩種方法對比研究不多見，究竟哪種方法更優，需要論證。

一、生態系統服務價值評估方法概述

本研究先從概念內涵、功能分類、計算方法三個方面分析“當量因子法”和“功能價值法”的適用情況。

(一)當量因子法

當量因子法由我國學者謝高地提出，該法針對我國生態系統服務特點，基于專家經驗，通過多途徑總結，將測算生態系統功能價值的計量過程系統化，匯成一張表 (簡稱 “原表”)[4]，其計算過程簡便。

從功能劃分看，當量因子法和MA 基本是一致的，包含供給服務、調節服務、支持服務、文化服務四種類型，并將這四類一級服務細分為多項二級服務。供給服務分為水資源供給、食物生產以及原料生產，調節服務分為水文調節、氣候調節、氣體調節、凈化環境，支持服務分為生物多樣性、維持養分循環和土壤保持，文化服務主要體現為美學景觀。在具體應用時，需根據實際情況，相應地調整生態系統分類及其對應的生態服務[12－13]。

計算方法上，需確定待分析的生態系統服務功能因子、一個標準當量因子對應的經濟價值和生態系統的土地面積，就可進行價值計算。①構建或調整合適的當量因子表是關鍵，可能需要考慮地區生態環境差異，及時對原表因子予以調整，確定因子值[14－15]。②一個標準當量因子價值可視為1hm2農田自然條件下糧食產量的全國平均經濟價值[5]，可根據《全國農產品成本收益資料匯編 (1953—2022)?《中國農業統計資料(1949—2019)?《中國價格統計年鑒》等統計資料計算得到符合國情的基礎當量價值。③采用官方地類調查數據或遙感資料得出各類型生態系統土地面積。

(二)功能價值法

功能價值法是根據生態系統服務功能量和功能量的單位價格計算得到總價值的評價方法[16]。2020 年9 月《陸地生態系統生產總值核算技術指南》(以下簡稱《技術指南?)發布，將功能價值法從理論探討向標準化實操方向推進了一步。

功能分類上，功能價值法同樣繼承自MA的分類方法?！都夹g指南》中，供給服務、調節服務及文化服務都被細致劃分，在具體應用過程中還需靈活調整。如劉勝濤等[17]對泰山森林生態系統ESV 評估中，就沒有防風固沙這一功能，但增設了林木營養物質積累功能。對于水生態系統價值評估時，可增設河流輸沙價值、水力發電價值等[18]。

計算方法上，首先對各單項生態系統服務所能提供的功能量予以準確計算，然后物質量向價值量的轉換可通過市場化方式解決，市場化方式又可分為直接市場法、間接市場法以及模擬市場法等[19－20]。其中物質產品以及文化服務市場化水平較高，一般易于計算。調節服務價值缺乏完善的交易市場，往往不能直接對ESV 進行評估，需通過尋找接近的替代產品價格，間接對ESV 計算。例如，水質凈化價值可借助替代成本法予以核算，防風固沙功能需借助恢復成本法予以核算，洪水調蓄需依托影子工程法計算。計算完各單項服務功能價值，加總可得到該地區總ESV。

二、價值評估法在實際案例中的應用

(一)數據來源

各類型土地利用面積等數據來自鄂州市2019 年第三次全國土地調查 (簡稱 “三調”)；物質產品統計資料以及旅游收入等數據來源于《鄂州市統計年鑒?；水庫造價、排污成本等數據參照發改委、水利等部門發布的工程預算，以及全國第八次森林生態系統服務評價結果；其他社會公共數據均采用我國權威機構公布的社會公共數據。

(二)當量因子法在實際中的應用

1.當量因子表的修正

由前述可知，建立符合研究區生態環境特征的當量因子表是關鍵[21]。2015 版原表反映全國范圍的平均水平，鑒于不同地區的生態系統具有差異性，所以對鄂州市ESV 的研究中需對當量因子表予以修正。在此方法對比研究中，沿用原表中的各因子值，僅對生態系統與當地地類關系進行調整，得到表1。

表1 鄂州市單位面積生態系統服務價值當量Table 1 Ecosystem service equivalent value per unit area in Ezhou city

具體調整包括: 1)依據鄂州市的常見植被類型以及氣候條件，把所有林地統一歸為常綠闊葉林；2)據“三調”數據顯示，土地利用類型包括園地，但在當量因子表中沒有園地，將其因子參數取“闊葉”和“水田”的1/2 進行處理[10，22]；3)具體對應關系為:①水田除了對應“耕地”中的水田外，還包括水澆地；②旱地保持不變；③闊葉林對應所有的林業用地；④園地與“種植園地”對應；⑤灌草叢與“草地”對應，主要是一般草地，無天然或人工牧草等；⑥濕地對應“濕地”，主要指灘涂、沼澤地等；⑦水域對應“水域與水利設施用地”，具體涵蓋了水庫、湖泊、溝渠、河流等；⑧未利用地對應荒漠；⑨城鎮交通等用地對應裸地[11]。

2.一個標準當量因子的經濟價值調整

在原表中，任意一個當量因子值代表的經濟價值是3406 元/公頃 (對應2010 年的價值)，在2011 年至2019 年，我國居民消費價格呈現逐年上升的趨勢，依托計算得出2019 年一個標準當量因子代表的經濟價值是4316元/公頃。

3.生態服務價值計算

根據表1 中各當量因子值、2019 年標準當量因子值、“三調”統計出的各類型土地利用面積，三者相乘，測算出2019 年鄂州市生態系統所能提供的ESV 總計330 億元。具體結果見表2。

表2 2019 年鄂州市生態服務價值Table 2 Ecological service value of Ezhou city in 2019

(三)功能價值法在實際中的應用

依托市場化的評估方法，將參數代入計算公式可求出各單項服務功能。將計算結果匯總得到表3，求和得2019 年鄂州市生態系統生產總值(GEP)共為286 億元。

表3 鄂州市市生態系統生產總值Table 3 Total value of ecosystem production in Ezhou City

三、結果分析

(一)計算結果

1)當量因子法: 根據表2，計算出2019年鄂州市ESV 約為330 億元。在各類型生態系統中，水系提供的ESV 最高，為296 億元，占總價值的89.46%；闊葉林地次之，占比7.25%；水田占地面積大，但當量因子不高，僅占1.92%；灌草叢面積和園地面積小，能夠給予的服務價值量有限，二者共占0.37%。

2)功能價值法: 根據表3，2019 年鄂州市GEP 約為286 億元。在三大服務中，調節服務的價值量最高，占總價值的40.75%。水源涵養和氣候調節服務的價值量分別為22.82億元和67.24 億元，分別占總價值的7.98%和23.53%；空氣凈化功能以及水質凈化功能價值量最低，共占0.67%。產品提供服務為108.24 億元，占比37.87%；文化功能占比21.38%；該研究中未對支持服務進行研究。

根據圖1、圖2 可知: 功能價值法中各服務比重為調節服務>供給服務>文化服務；當量因子法中，調節服務>供給服務>支持服務>文化服務。在各單項服務中，計算方式不同，文化服務價值、調節服務價值以及供給服務價值會表現出顯著差異(表4)。

圖1 功能價值法各服務功能價值量比Fig.2 Value ratio of each service function using equivalent factor method

圖2 當量因子法各服務功能的價值量比Fig.2 Value ratio of each service function using equivalent factor method

表4 鄂州市兩種價值測算方法結果對比Table 4 Comparison of results of two value measurement methods in Ezhou city

(二)結果差異分析

根據表4 的計算結果可知: 采用當量因子法比功能價值法的計算結果價值合計高出44 億元，兩種方法計算出的各單項ESV 差異較大。

1.供給服務。功能價值法的計算結果是當量因子法的5 倍。其中，食物生產功能差別最大，是當量因子法的20 倍。當量因子法核算結果除了受土地利用面積的影響外，當量因子表中各因子值的高低也是重要因素。原表中，各土地利用類型的食物生產、原料生產、水資源供給三者因子值均較低，只體現資源天然價值，使最終結果不高；而采用功能價值法計算供給服務價值時，在天然價值基礎上，包含了人類勞動，通過市場價值法進行核算，市場總是以價值最大化為導向，因此總的供給服務價值較高。

2.調節服務。不管采用何種方法，調節服務都是在ESV 核算中價值量比重最大，計算最復雜的一類。根據表4 結果顯示，當量因子法計算得到的ESV 是功能價值法的2.46倍。在調解服務的二級功能領域，水文調節的價值量最高，不僅因為水系的水文調節因子值分值高，更是由研究對象特殊的水文條件決定。鄂州市境內湖泊眾多，水域面積較大，梁子湖也是湖北省內第一大湖泊，使得其調節服務價值占到了總價值的86.8%。功能價值法水調蓄價值結果明顯少于當量因子法，但在凈化環境，氣候調節等價值量明顯高于當量因子法。功能價值法中氣候調節所對應的價值量是當量因子法的4.9 倍。功能價值法把水源涵養歸為調節服務中，當量因子法沒有在調解服務中設置 “水源涵養”而設置了 “水資源供給”，如水田、園地都會消耗水資源，價值為負值，充分說明了當量因子法重視的是生態原本價值，而非商品價值。

3.支持服務。在當量因子法中，土壤保持和維持養分循環屬于支持服務，功能價值法則未設置支持服務，但在功能價值法范疇，卻將此兩項內容劃分為調節服務。在這兩項服務最終結果比較中，當量因子法也都高于功能價值法，原因在于當量因子法中所有生態系統類型均提供這兩種服務，而功能價值法則相對單一。當量因子法對支持服務研究較全面，除以上功能外，還對保持生物多樣性功能進行了計算，其中因子值比較高的為水域、濕地，也間接體現了水域濕地在保持生物多樣性上起的重要作用；功能價值法對該項服務的計算較為困難。

4.文化服務。功能價值法計算出的文化服務價值是當量因子法的10.3 倍。當量因子表中，美學景觀的因子值在四大服務中占比最低，計算結果僅占總價值的1.79%。再次說明了當量因子法更注重生態資源基本價值，未包含自然景觀吸引游客觀光帶來的市場經濟價值。功能價值法從市場化角度出發，綜合考慮到鄂州眾多名勝古跡對旅游人群的吸引，評價角度更全面，文化服務計算結果也更高。

(三)對比分析討論

綜合以上計算步驟以及結果分析，現可從如下三個方面進行對比展開:

1.計算復雜程度

在對鄂州市生態功能價值進行核算時，功能價值法和當量因子法在計算過程復雜度以及難易程度上有明顯差距。當量因子法在實際應用中對數據量要求較少、操作比較簡單，相對于功能價值法而言更為直觀易用，通過當量因子表可快速加總得到生態總值，有益于非專業政府人員和普通民眾的理解和推廣[23]。功能價值法因其服務功能種類繁多，每種服務功能都對應一種或多種功能價值核算模型，每個模型又包含多種參數，致使計算量大，數據獲取難度較高，計算過程復雜(表5)。

表5 當量因子法與功能價值法計算復雜度比較Table 5 Comparison of computational complexity between equivalent factor method and functional value method

2.結果可信度

當量因子法與功能價值法都是通過“化整為零”的思維，從各分項計算，得到總價值，在最終結果的可信度上有所差別。當量因子法的因子系數反映了全國總體平均水平的生態價值。中國地域廣闊，環境空間差異性決定了當量因子法在計算不同區域生態功能價值時，會存在誤差[13]；并且因子取值通過專家打分方式確定[3]，具有主觀和模糊性，因此運用到各地時要因地制宜、酌情修正，以提高可信度和科學性。比如采用當量因子法計算鄂州市調節服務價值時，其中水文調節價值較高，而美學景觀價值偏低，可對相應服務功能的因子值做出調整。

功能價值法是將具有一定整體性的生態系統服務功能分解成相對獨立的服務功能，按公式核算各生態系統的功能量，借助直接市場法或間接市場法確定功能單價，來計算生態系統價值[24]。它可以針對研究地區生態環境某一要素或功能，逐一計算，且較為市場化的計算方式，被接受度更好(表6)。但既然是將總服務功能拆分成單一服務功能來計算，那么拆分的細粒度必然會影響最終結果的可信度。例如氣體調節價值可分為碳固定價值和氧氣提供價值，那么其他功能如凈化粉塵、吸收其他有害氣體等功能就都需要考慮。當功能概念的外延定義得過于具體，就容易片面，也可能會遺漏對某些服務功能價值的計算或誤算。

表6 當量因子法與功能價值法結果可信度比較Table 6 Reliability comparison between equivalent factor method and functional value method

3.適用尺度和范圍

采用當量因子法核算過程中，屬于全資源要素、全功能覆蓋，無論是一個標準當量因子所具備的價值量，還是當量因子表內的多個因子值，反映的都是全國尺度范圍內的平均水平。一般東南沿海地區所產生的生態服務價值要高于西北荒漠地區，自然保護區提供的價值也高于經濟開發區。因此當量因子法更適合用于對較大區域生態系統的價值核算，忽略資源數量、生態質量的局部差異，可快速求出生態系統服務價值[25]。如果對較小區域開展價值核算，如市、縣、州、區，則最好進行生態系統類型調整和因子值修訂后再核算價值。

功能價值法價值核算時，可具體問題具體分析，針對性強，但很難做到全自然要素、全生態功能覆蓋，且使用參數多，數據獲取難度較大。如以上的維持生物多樣性功能就因數據難以獲取而難以計算其價值，國內外常有使用該方法進行研究過程中因數據缺失而忽略或粗略分析某項生態服務價值[26－28]。

除此之外選擇功能價值法加以核算時，生態系統類型和功能價值往往表現出“一對多”關系。如水域濕地可同時具備水源涵養、洪水調蓄、水質凈化、氣候調節等功能，如果使用此方法計算具備多種土地利用類型的區域會使任務量倍增。所以，具體核算某一自然要素或一兩項功能，或針對較小尺度區域、參數易于獲取、土地利用類型簡單，使用此方法更為適合(表7)。

表7 當量因子法與功能價值法適用尺度比較Table 7 Comparison of applicable scales between equivalent factor method and functional value method

(四)結論

“當量因子法”和“功能價值法”是我國最常用的兩種生態價值化方法，選取合適的評估方法對價值評估和決策具有重要意義。本研究分析了兩者的特點和適用性，再以湖北省鄂州市為例，對兩種不同生態系統服務價值核算方法的相同與不同之處加以比較剖析，得出二者在計算復雜度、適用范圍大小及結果可信度上的差異。比較結果表明: 功能價值法具有測算針對性強的特點，其核算結果一般含有包含著人類勞動的生態產品價值，由于依據市場價值，定價較為客觀，可信度較高，在面對中小尺度地區的價值評估，可優先選擇功能價值法；但這種方法必須要借助大量的數據，核算過程相較更復雜。當量因子法直觀性更強、易于操作、標準統一、需求數據少、推廣性強，也可因地制宜調整計算，在規劃決策、政策制定中具有較好的應用前景；當需對大中尺度范圍的生態價值，特別是生態系統天然價值，做出總體、全面評估時，如在同一地域內或幾個彼此鄰近的區域之間做宏觀生態價值分析，或實施區域間生態補償工作，可優先采用當量因子法；但它定價基礎依據專家打分，具有一定主觀性，使其科學性受到一定質疑?？傊?，兩種方法各有利弊，可根據具體研究對象選擇使用，或聯合使用，從中優化。