河口湿地服务功能与评价研究进展

河口湿地服务功能与评价研究进展
摘要：河口湿地是位于河流入海口的湿地，是自然界最富生物多样性的生态系统和人类最重要的生存环境之一，具有物质生产、大气调节、水文调节等生态系统服务功能,已经成为湿地科学研究的热点问题。

本文通过对大量文献的检索，从河口湿地的基本特征出发，较为系统地总结了国内外学者对于河口湿地服务功能及其价值评价的研究进展。

最后,根据现有研究进展的分析结果,对河口湿地生态系统服务功能价值评估的进一步发展提出了一些建议。

关键词：河口湿地服务功能价值评价
中图：X826
湿地是具有独特功能的生态系统，是重要的生存环境和自然界最富生物多样性的生态景观之一。

国际《湿地公约》将湿地定义为:“湿地是指不论其为天然或人工、长久或暂时之沼泽、湿原、泥炭地或水域，静止或流动的淡水、半咸水或咸水体，包括低潮时水深不超过6m的海域[1]。

”
河口湿地是指位于河流入海口的湿地，是我国湿地类型中的3个大类之一。

河口是许多迁徙生物的栖息地，是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一，它较易受到人为开发的影响。

河口湿地生态系统是咸淡水交汇、陆海邻接的交错区，具有独特的结构与功能。

由于其生态系统的脆弱性和重要性，使得河口湿地已经成为当前湿地研究的热点。

生态系统服务是指生态系统与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，强调人类的需求及在生态系统中的获益[2,3]。

湿地对人类有着深刻而广泛的影响，但由于人类的破坏性使用，有些湿地生态系统已失去了基本服务功能，严重影响了区域生态、经济和社会的可持续发展。

因此，根据生态学、经济学原理对湿地服务功能进行研究和评价，对湿地的保护和可持续发展具有重要的理论和现实意义。

本文以河口湿地的基本特征为出发点，从资源、环境和人文功能三个方面综述了国内外河口湿地服务功能及其价值评价研究的内容，为科学地保护和合理利用河口湿地资源提供依据。

1 河口湿地的基本特征
尽管对河口湿地概念的界定众说纷纭，但一般而言，众多学者都认为河口湿地是一类内部过程（生物过程；化学过程；物理过程）长期为水所控制的海陆过渡的复合生态系统。

它是既不同于海洋，又不同于陆地的特殊过渡类型生态系统，为海生和陆生生态系统界面相互延伸扩展的重叠空间区域。

如同所有的湿地一样，河口湿地的基本特征主要有以下三个方面：（1）湿
地必须有水的存在；（2）湿地常常具有独特的土壤条件而区别于相邻的高地；（3）湿地生长着适应湿生环境的植被，缺乏不耐水淹的植物[4]。

1.1 河口湿地水文
水是湿地生态系统中最重要的物质迁移媒介，水文过程如降雨、地表径流、地下水、潮汐及河道的溢流水将能量及养分传输至湿地或由湿地中带走。

水深、流况（流量和流速）、延时及洪水频率等湿地水文条件是水文过程的结果表征，能够决定湿地土壤、水分和沉积物的物理与化学性质，进而影响物种的组成和丰富度、初级生产力、有机物质的积累、生物分解和营养循环及使用，进一步影响到湿地生态系统的结构和功能[5]。

Freeman C等[6]和Alm J等[7]的研究都表明，土壤CO2通量与水位高度变化呈负相关关系。

吴春笃等研究了镇江北固山湿地水文情势与植被分布的关系，得出不同淹水深度、淹水时间及其季节变化模式是控制湿地植被分布的关键因素的结论[8]。

白军红等发现土壤解冻期霍林河不同淹水频率的泛滥平原中沼泽土壤无机氮含量空间分布情况在很大程度上都受淹水频率的影响[9]。

1.2 河口湿地土壤
湿地土壤是构成湿地生态系统的重要环境因子之一。

在湿地特殊的水文条件和植被条件下，湿地土壤有着独特的形成和发育过程，表现出不同于一般陆地土壤的理化性质。

湿地土壤对湿地植物有重要的影响，焦玉木等从湿地海拔高度的不同及土壤含盐量的差别两个方面综合分析了影响河口湿地植物多样性的原因[10]。

徐治国等通过研究发现，湿地土壤pH值的变化与物种丰富度有密切的关系[11]。

湿地土壤对湿地水文过程也有重要的影响，例如土壤的理化性质会直接影响到界面水文通量和水质[12]。

Reeve A S等认为泥炭湿地的地下水流主要由土壤的渗透性决定[13]。

1.3 河口湿地植物
湿地植物是湿地生态系统中的重要的组成部分，它能从无机环境中吸收众多元素，其中包含氮磷钾等营养元素及一些重金属元素，并且湿地植被对湿地水循环的各个环节如降水截留、湿地蒸散发、径流过程等都有显著的影响。

吴沿友等通过比较春季和秋季的不同植被下不同层次的土壤金属元素有效态含量可以看出，不同的植物对土壤有效钾、钠、钙、铜、锌、铁、锰的空间分布有着差异显著的影响，而对镁的空间分布不存在春秋两季的差异[14]。

陈刚起在三江平原沼泽径流的实验研究中认为，当大气降水和地表径流补给沼泽湿地时，来水首先为草根层所吸收，随着补给水量的逐渐增加，直到整个草根层饱和、潜水位到达沼泽表面时才产生表面径流[15]。

Hayashi M等研究加拿大Sakatchewan流域湿地蒸散发时，发现湿地蒸散发比同地区大湖的蒸散发小，原
因可能是湿地周围森林植被减小了湿地空气的流动和水汽湍流传输[16]。

湿地植被可以减缓洪水流速，使洪水以表面水或地下水的形式储存在湿地中，从而直接推迟了洪峰的推进时间，减少了下游的洪水量[17]。

2 河口湿地生态服务功能
Costanza等（1997）将全球生态系统服务划分为17类，即大气调节、气候调节、干扰调节、水调节、水供给、侵蚀控制和沉积物保持、土壤形成、保持营养循环等[18]。

参考Costanza等研究成果，并根据河口湿地生态系统类型、结构及生态过程特点，将河口湿地生态服务功能划分为三大类九小类：①资源功能——物质生产、成陆造地；②环境功能——大气调节、水文调节、污染物净化、生物栖息地及护岸减灾；③人文功能——科研教育、旅游休闲（见表1）。

2.1 资源功能
河口湿地生态系统的资源功能主要由两个方面组成：一是可以直接利用的实物资源，如湿地生态系统的植物资源和由滩涂和水域内自然生长或人工养殖的经济动物资源，鸟类、哺乳类动物等动物资源。

二是生态系统资源的存在，使人类可以在此进行物质生产和经济建设，主要是成陆造地功能。

2.1.1 物质生产功能
河口湿地生态系统蕴藏着各种丰富的自然资源，其中许多资源与人民生活和国民经济建设息息相关，具有重要的物质生产功能。

物质产品包括直接获取于湿地内的所有动物、植物和矿产物。

主要有：木材、鱼类、鸟类、芦苇、藻类和药材等等。

上海长江口海域渔业资源丰富，该区域渔业水域面积超过2000km2，提供了大量的水产品，包括淡水鱼种、半咸水鱼、溯河性和降海性鱼种、海水种，同时又是中华绒螯蟹和日本鳗鲡繁殖的天然的优良场所，盛产大量的蟹苗、鳗苗等，丰富的水产品为当地居民创造了生产价值。

此外，河口地区的植物如芦苇、海三棱藨草等为农业提供了饲料，也为工业生产提供了大量的原材料[19]。

双台子河口滨海湿地生态系统提供的物质产品主要包括芦苇、水稻、水产品(淡、海水产品)及原盐。

水产品种类繁多，淡水鱼类67种，海域鱼类120种，此外，还有虾蟹贝类及海蛰等。

芦苇湿地是全国最大、世界第二大苇场，国家重要的造纸原料基地之一。

水稻经济居全市农作物经济之首，是国家重要商品粮基地[20]。

2.1.2 成陆造地功能
由于径流携带的大量泥沙在河口沉积，河口岸线有不断向外海淤长的趋势，通过成陆造地可以为河口地区国民经济的发展提供更广阔的发展空间。

陈吉余等人在对长江河口治理研究中指出长江口湿地年自然造地15～30 km2／a，而通过围垦，使长江河口湿地的成陆造地最终得以实现，从而缓解了
上海市人口增长队土地的需求[21]。

黄河水携带大量的泥沙(37 kg／m3)，平均每年有12亿吨的泥沙在黄河口地段堆积，河口不断淤积延伸，每年以5 km的速度向渤海推近，年均造陆32．4 km2[22]。

2.2 环境功能
湿地与人类的生存、繁衍、发展息息相关，是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一，它不仅为人类的生产、生活提供多种资源，而且具有巨大的环境功能和效益。

在大气调节、水分调节、净化水体、生物多样性以及护岸等方面有着其它系统不可替代的作用。

2.2.1 大气调节功能
湿地内丰富的植物群落，能够吸收大量的二氧化碳气体，并释放出氧气，能改善区域环境的空气质量，但是同时湿地生境也会释放甲烷、氨气等温室气体，对空气具有负面影响。

长江河口、黄河河口、辽河河口等河口湿地的绿色植物通过光和作用和呼吸作用与大气交换CO2和O2，在一定程度上维持了大气中的CO2和O2的动态平衡。

2.2.2 水文调节功能
水分调节是湿地的重要功能之一，湿地具有巨大的渗透能力和蓄水能力。

由于湿地植物吸收、渗透降水，可以储存暴雨和河流涨水期过量的降水，均匀地把径流放出，减弱危害下游的洪水。

湿地滞洪蓄水功能早已被人类所认识，我国1998年发生在长江和嫩江流域的特大洪水再一次从反面证实了湿地的水分调节功能，并引起了相关学者的关注和反思[23]。

研究表明，吉林省西部大面积天然湿地在洪水调节方面所起的作用极为显著，霍林河和挑儿河流域的湿地在1998年洪水期间，共蓄积洪水达60×108，其蓄积能力相当于一个大型平原水库[24]。

美国马萨诸塞州的查尔斯河，沿着主水道的800hm2湿地，以其天然河谷储存大量洪水，如果该湿地被开发，洪水造成的损失每年可达到1700万美元[25]。

2.2.3 污染物净化功能
湿地有助于减缓水流的速度，当含有毒物和杂质（农药、生活污水和工业排放物）的流水经过湿地时，流速减慢，有利于毒物和杂质的沉淀和排除。

此外，一些湿地植物（芦苇、水湖莲、香蒲等）能有效地吸收有毒物质。

曲向荣等通过对辽东湾芦苇湿地对陆源营养物质净化作用的初步研究发现，N、P营养物质经湿地系统过滤后可满足海水水质2类标准[26]。

乌干达坎帕拉附近的天然湿地可以用来吸纳污水和净化水质，是一种廉价的污水处理方法，可以代替污水处理厂[27]。

由于以色列Hulavally（呼拉河）流域的Papynls 湿地被排干，造成这个沼泽湿地过滤能力的丧失，导致下游Lake Kinaeret中沉
积物三角洲的形成，使湖水浑浊度增加，水质下降[28]。

Nedwell认为，红树林湿地扮演污水营养“窟”的角色，将已经初级处理后的污水排放到红树林系统内，能有效地减轻污水的富营养化效应[29]。

2.2.4 生物栖息地功能
河口湿地独特的地理位置和特殊生境为生物多样性的存在和发展提供了良好的环境条件，是珍稀野生生物的天然衍生地，是鸟类、鱼类、两栖动物的繁殖、栖息、迁徒、越冬的场所，特别在保护珍稀、濒危物种方面具有重要的价值。

贾文泽等对黄河三角洲地区的生物多样性进行了研究，得出黄河三角洲在区域上生物多样性较高，特别是鸟类，无论其物种的多样性还是珍稀性价值都很高[30]。

杭州湾河口海岸湿地具有丰富的生物多样性，河口性鱼类丰富，是多种降河性洄游鱼类产卵生活的场所，盛产鳗鱼苗，冬季水鸟富集；植被共有5个主要群落类型，以互花米草群落、海三棱蕉草群落和芦苇群落居优势[31]。

2.2.5 护岸减灾功能
湿地中生长着多种多样的植物，这些湿地植被可以抵御海浪、台风和风暴的冲击力，防止对海岸的侵蚀，同时它们的根系可以固定、稳定堤岸和海岸，保护沿海工农业生产。

大丰市滩涂生态系统有着宽阔的滩面，成为风瀑潮灾害的天然缓冲区，有利于减缓风瀑潮灾害，防止海堤直接受到海浪攻击，并为野生动植物提供了生境与栖息地，提高了生物多样性，成为大丰市城市发展的生态屏障[32]。

2005年1月在印度新德里举行的海啸专家会议上，科学家认为，在海岸地区种植红树林可以有效减轻海啸的灾难程度。

与会科学家认为，红树林可以起到生物“盾牌”的作用，减缓海浪的速度，同时还可以减轻海岸地区遭受飓风、海岸暴风雨袭击的程度[33]。

2.3 人文功能
河口湿地生态系统不仅给人类提供了可以利用的实物资源；提供了环境调节与维护的一系列生态服务功能；还以其独特的魅力深深地吸引着人们的关注，给人类提供了一系列的人文功能，包括文化科研和旅游功能。

2.3.1 科研教育功能
河口湿地复杂的湿地生态系统、丰富的动植物群落、珍贵的濒危物种，在自然科学教育和研究中都具有十分重要的作用，它们为教育和科学研究提供了对象、材料和试验基地。

有些湿地还保留了具有宝贵历史价值的文化遗址，是历史文化研究的重要场所。

扎龙湿地原始的湿地自然景观、丰富的生物资源、重要的鹤类保护区，吸
引着国内外的学者对扎龙湿地进行科研考察。

其中东北师范大学、大连理工大学等都在扎龙湿地设立了研究站，对湿地的水文、地貌、鹤类资源等进行研究，对湿地的保护和恢复起到了重要作用[34]。

双台子河口滨海湿地内保存完好的自然生态系统，其独特的生境与生物多样性，以及复杂的结构和过程，是从事近海海洋研究、内陆湿地生态系统研究、内陆和海域交错带生态系统和物种生态研究的最佳基地，具有极高的科研教育价值，引起国内外许多学者和相关组织的关注，中科院、国家林业局以及一些高等院校也对其展开了研究[35]。

太湖湿地区广泛分布着数量众多的新石器时代早期以来的古文化遗址。

现已发现200余处。

在马家滨文化遗址中发现典型新石器和泥质黑陶、红陶、四不象鹿、水牛、亚洲象等20多种动物化石及稻谷等，该区良渚文化遗址有130处，发现有砂陶、稻谷、绢片、麻布、竹编等，这对研究该时期人类文化活动具有重要意义[36]。

2.3.2 旅游休闲功能
随着人类物质生活水平的提高，人们对自然生态系统提供的休闲、娱乐和美学享受服务要求也越来越迫切。

人们渴望重回大自然的怀抱，与自然和谐相处，享受她赐予人类的各种休闲、娱乐活动和美感体验。

丰富多样的生物，优美的环境，使得湿地成为了为人们旅游休闲的好地方。

蜚声海内外的红海滩，世界第二、我国第一的芦苇荡，盛产“天下第一鲜”文蛤的蛤蜊岗以及丹顶鹤、黑嘴鸥等珍稀濒危鸟兽类资源吸引了众多的海内外游客到此驻足观光[20]。

扎龙湿地建成了以保护区管理局为中心的人工园林，1984年开辟了3条观鸟线路，形成了以观鸟和湿地观光为主的网络结构，游人可步行或乘船以观赏原始的湿地景观[37]。

美国的佛罗里达、泰国的普吉岛、新西兰的北奥克兰半岛、孟加拉的申达本等都开展了红树林生态旅游[38]。

3 河口湿地生态服务功能价值评价
湿地功能评价是湿地功能研究的重要方面[39]，主要是针对湿地本身内部过程的分析，以此来评价湿地的作用与特性[40]。

服务价值的评价主要以人的支付意愿为根本出发点，同时结合区域的社会、环境条件，它可以反映区域社会需求和资源（服务）的稀缺性特征。

湿地生态系统的服务功能多种多样，既有直接产品与服务，又有生态环境功能作用，还有文化旅游功能作用。

根据湿地的地理位置、规模、生态特征以及所处的人类社会经济环境来确定湿地的服务功能的种类，并选择适合的评价方法。

就河口湿地而言，其功能价值评价主要采用市场价值法、影子工程法、生产成本法和价格替代法等进行评估
3.1 资源功能评价方法
资源功能价值主要指湿地生态系统产生的产品的价值，一般采用市场价值法来估算。

市场价值法适用于没有费用支出的但有市场价值的环境效应价值核算，这些自然产品虽然没有市场交换，但它们有市场价格，因而可以按市场价格
来确定它们的经济价值。

3.1.1 物质生产价值
湿地生态系统提供物质产品的功能最早被人类认识和利用，其价值可以使用市场价值法进行评价。

市场价值法是对有市场价格的生态系统产品和生态服务功能进行价值估算的一种方法，公式如下：
其中V表示物质生产价值，Si表示第i类物质生产面积，Yi表示第i类物质单产，Pi第i类物质市场价格。

辛琨等在香港米埔湿地生态功能价值估算研究中得出，米埔红树林湿地的物质产出主要包括人工鱼塘、基围虾塘每年的水产品产出以及为栖息的鸟类提供食物两部分，物质生产总价值为HK$20.93×106[41]。

翟水晶等对泗洪保护区物质生产功能价值从渔产品，水、湿生植物产品，木材3个方面进行估算，得到物质产品价值约0.66亿元／a[42]。

李建国等以白洋淀湿地主要物质产品芦苇和养殖水产品为评价对象，计算出白洋淀湿地的物质生产价值为1.82×108元／a[43]。

3.1.2 成陆造地价值
成陆造地价值多采用市场价值法进行评估，成陆造地价值（V）计算公式如下：
V=当地土地使用权转让价格×每年造地面积
吴玲玲等人在对长江口湿地成陆造地功能的评估中，采用了市场价值法，以当地平均土地使用权转让价格450000元与每年造地面积2000 hm2的乘积作为其经济价值[44]。

韩美等根据东营市土地利用现状及潜力分析，东营市沿海新增加的土地每公顷使用权转让价格为300~1500元，取其平均值900元／hm2，每年新增土地面积取平均值 2 650 hm2，计算出黄河三角洲湿地每年造地价值为0.024亿元[45]。

3.2 环境功能评价方法
湿地生态系统环境功能产生的效用无法商品化、缺乏实际市场，但具有替代市场的那部分功能价值，这种价值可以从市场上寻求替代产品来估算，其评估需根据各自的特点采用不同的方法进行估算。

3.2.1 大气调节价值
大气调节功能分为植物固定CO2、释放O2以及排放温室气体三部分。

由于温室气体对大气环境具有负面效应，所以大气调节价值＝植物固定CO2价值
＋释放02价值－温室气体排放价值。

根据光合作用反应方程式，植物每生产1 g 干物质可以固定1. 63 gCO2，释放1. 19 gO2。

采用中国造林成本250元／t和国际惯用的瑞典碳税150美元／t（按2005年人民币汇率1:8计算，折合人民币1200元）的平均值725元／t作为碳税标准，释放O2价值采用O2造林成本352.93元／t和工业制氧价格0.4元/kg的平均值376.5元/t计算。

吴玲玲等认为湿地温室气体排放价值为温室气体排放通量与排放时间、自然湿地面积、温室气体散放值四者乘积[44]，即：
V气=Q通×T×S×V散
式中，V气为湿地温室气体排放总价值；Q通为温室气体排放通量；T为排放时间；S为湿地面积；V散为温室气体散放值。

黄国宏等对辽河三角洲苇场195天内排放的温室气体进行观测研究，得到CH4和NO2平均排放通量分别为0.52mg/㎡·h和0.029mg/㎡·h[46]。

杨慧玲等在双台子河口湿地服务价值评估中计算出湿地固定CO2价值16.61亿元；释放O2价值6.35亿元；温室气体排放造成的经济损失为0.09亿元，因此得出双台子河口湿地的大气调节价值为22.87亿元[35]。

韩美等计算出黄河三角洲湿地每年固定CO2为9.52亿元；释放O2的价值为8.35亿元；甲烷排放造成的经济损失为79.17万元，得出黄河三角洲大气调节功能价值为17.86亿元[45]。

3.2.2 水文调节价值
水文调节价值利用影子工程法进行计算。

影子工程法是假设当环境破坏后，用人工方法建造一新工程来替代原来生态环境系统的功能，然后用建造新工程所需的费用来估计环境破坏（或污染）造成经济损失的一种计量方法。

通过建立蓄水量1t水库影子工程的费用来估算涵养水源的价值，水文调节功能总价值为总水分调节量与单位蓄水量的库容成本二者的乘积。

湿地的总水文调节量Q可以根据如下公式求得：
式中：Q为总水文调节量，Si为第i类土地利用类型的面积，Di为第i类土地利用类型的蓄水深度。

单位蓄水量的库容成本以1988～1991年全国水库建设投资计算，以每年新增投资量除每年新增库容量，计算出每建设1m3库容需投入成本为0.67元，
目前国内在此方面的研究多采用此数据。

刘红梅等按平均蓄洪水深度2 m计算，得到崇西湿地可蓄洪0.06亿m3；单位库容需年投入成本按0.67元计算，计算出崇西湿地蓄水功能价值为402万元／a[47]。

陈庆等将蚌埠市三汊河自然湿地的最大蓄水深度计为2.5m，得出蓄水总量为8.40×106m3，根据以上公式估算出自然湿地的水文调节功能价值为56280万元[48]。

3.2.3 污染物净化价值
湿地的净化水体的价值为湿地去除营养盐和重金属的价值之和。

运用生产成本法来估算长江口湿地生态系统去除污水中营养盐价值；运用专家评估法来估算去除重金属的价值。

生产成本法是通过为恢复、保护和或重建被破坏生态功能而实施的工程或项目所需费用估算，获得生态功能价值的评价方法。

根据以下公式计算去除营养盐价值：
式中，Et为湿地净化N、P的价值（元/a），Ej为湿地净化河流污水的量（t/a）。

Pj为污水处理厂去除污水单位费用价值（元/t）。

Tj为湿地去除N、P的量，Nj%为河流污水中的N、P含量，Tj／Nj%的最大值为湿地净化河流污水的总量即Ej。

根据专家评估法，以湿地去除重金属的环境效益价值占总环境效益价值的40%来获得去除重金属的价值。

辛琨等在对海南东寨港红树林生态系统服务功能研究中，估算出土壤吸附重金属的功能价值为5462万元[49]。

刘广平等根据以上公式得到长江口湿地去除营养盐价值为1.33 亿元／a；此外，根据专家评估法，以湿地去除重金属的环境效益价值占总环境效益价值的40%来估算去除重金属的价值，也就是说湿地去除营养盐的价值占60%，则湿地去除重金属价值为0.887亿元／a。

湿地水质净化的总价值约为2.22 亿元／a[50]。

3.2.4 生物栖息地价值
生物多样性价值常用价格替代法进行评估。

计算公式如下：
V生=V单×S
式中，V生代表生物多样性价值（元），V单代表单位面积湿地的生物多样性价值（元／m2），S代表湿地面积(m2)。

童春富在河口湿地生态系统结构、功能与服务中，对长江口湿地栖息地价值。