洪湖湿地生态系统服务价值研究概述
周文昌 史玉虎 庞宏东 潘磊 张泽雄
摘 要：洪湖湿地是中国第七大淡水湖和湖北省最大湖泊，它是荆江和长江的水位调节器。洪湖湿地是一种重要的湿地生态系统，具有多种效益。生态功能主要有涵养水源与调蓄洪水、调节气候、降解污染、固定CO2与释放O2、控制侵蚀与保护土壤、营养循环和生物栖息地。直接的产品用途主要有供水与储水、湿地动植物产品、能源生产、水运、休闲与旅游和研究与教育基地。洪湖湿地属性主要有生物多样性和社会文化重要性。尽管过去曾有研究其功能价值，但是仍有不足，需进一步加大研究，为洪湖湿地保护与恢复提供数据支撑，实现湿地资源合理利用。
关键词：湿地生态系统； 服务价值；洪湖
中图分类号： Q147文献标识码： A文章编号： 1004-3020（2016）02-0043-07
Abstract： Honghu Lake ranks the 7thamong the in fresh-water lake in China and is the largest lake in Hubei Province， which is the natural regulator of Jing and Yangtze River water level. As an important lake wetland ecosystem， Honghu Lake is rich with various wetland effects. The main ecological services of Honghu Lake Wetland include storing waters， controlling river water level， regulating climate， purifying water， soil and air， fixing carbon dioxide and releasing oxygen， controlling erosion， protecting soil， nutrition circling， wildlife habitats. The direct products of Honghu Lake， included supplying water， producing plant， animal and energy， water transporting，and research and education site. Ecological attribute value of the Honghu Lake included the entertainment tourism place. The Honghu Lake ecosystem services have the imporatnce of biodiversity and social culture. In the past， though the ecological services of the Honghu Lake was studied， but they are still insufficient. Thus， to protect and restore the Honghu Lake wetland as well as reasonably exploitation wetland resources， it is necessary to intensify the study on the ecosystem services of the Honghu Lake Wetland.
Key words：wetland ecosystem；service values；Honghu Lake
洪湖湿地位于湖北省荆州市，长江中游北岸，江汉平原四湖流域的下游，是湖北省第一淡水湖泊，中国第7大淡水湖，地理坐标位于东经113°17′， 北纬29°49′，东西横跨23.4 km，南北横跨20.8 km，岸线长度104.5 km，现有湖泊面积为348.2 km2[1-3]。2008年，洪湖湿地被列入《湿地公约》国际重要湿地名录，被《中国湿地保护行动计划》列为“中国重要湿地”，在《全国林业系统自然保护区体系规划》中重要性排序第七[4]；2009年6月，湖北洪湖湿地生态系统定位研究站通过科技司组织的专家咨询论证；2014年4月，生态站建设项目可研报告获国家林业局批复。
洪湖原为通江的浅水吞吐湖泊，是典型的碟形湖泊[5]，形成于春秋战国时期，距今2500年[6]，由于它的地势低洼，位于江汉平原四湖流域（长湖、三湖、白露湖、洪湖）的最下游，作为荆江和长江的洪水分洪区[7]。洪湖水位深度的变化取决于四湖流域的降水与上游的来水，当洪湖水位从22.6 m上升到23.0 m时，湖面面积从12.56 km2扩大为194.8 km2，水位尽管只上涨0.4 m，但湖泊水面积扩大近15倍[5-7]。因洪湖湿地的水位季节性波动变化，其主要湿地景观类型为浅水湖泊、湖滨沼泽、河流滩地、水稻田，鱼池和莲藕池[1]。
洪湖湿地属北亚热带温暖湿润季风气候，热能充足、降雨丰富、雨热同季，年均气温为16.6 ℃，降雨量1 174 mm，年均蒸发量1 354 mm[8]。洪湖湿地从浅水向深水区的植物带分为挺水植物带、浮叶、漂浮植物带和沉水植物带[9]，维管束Zizania latifolia为主；沉水植物带约228 km2，以轮叶黑藻Hydrilla verticillata和金鱼藻Ceratophyllum demersum为优势种[11-12]。洪湖湖泊有鱼类57种、浮游动物379种、底栖动物98种、脊椎动物221种和已记录鸟类有138种，属于国家重点保护的鸟类有19种[13-14]。
1 洪湖湿地效益类型分析
欧阳志云等[15]指出生态系统服务功能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。崔丽娟等[16]指出湿地生态系统服务功能是通过过程来表达和体现的，具体形式表现为效益。湿地生态系统效益取决于湿地的地理位置、规模、生态特征和所处的人类社会的经济环境[17]。因此洪湖湿地效益可分为3大类：湿地用途、湿地生态功能和湿地属性。
洪湖湿地用途包含动植物和水资源等；或者资源直接利用而带来的效益，如水运、休闲旅游和研究与教育基地[18-19]。洪湖湿地的生态功能包含涵养水源和调蓄洪水；调节气候；降解污染，固定CO2和释放O2；控制侵蚀和保护土壤；营养循环和生物栖息地[14，18-19]。洪湖湿地的属性是指洪湖所具有的非功能、非用途性质的特征，它既不产生实质性的服务，也不提供产品，只满足人类心理上的某种需求，如洪湖的社会文化属性、生物多样性属性及作为历史的价值、美学价值和荒野价值[14，18-19]。
2 洪湖湿地生态功能分析
2.1 涵养水源和调蓄洪水
湿地生态系统涵养水源生态功能主要为截流降水、增加土壤下渗、抑制蒸发、缓和地表径流和增加降水等[20]。
洪湖湿地作为四湖流域内的主要调蓄型湖泊，是长江中游的主要分洪区之一，承担着四湖中下游地区汛期蓄洪、冬春灌溉以及周边城镇居民生活用水任务[19]。 洪湖多年最高水位在24.58～27.18 m之间， 多年最低水位22.87 ～23.92 m，多年平均水位深度为24.31 m[14，21]。洪湖平均水深为1.34 m，最大水深2.30 m，最小水深为0.40 m[22]，2011年干旱年，我们研究发现洪湖平均水位深度为0.3 m。洪湖地表水年均径流量19.1×108 m3，来自上游过境客水年均径流量为7.8×108 m3，多年平均入湖量为19.6×108 m3，年均入湖流量513 m3/s，最大流量727 m3/s[10]。莫明浩等[19]估算洪湖湿地涵养水源和调蓄洪水价值为1.386 9×108元和10.381 65×108元；刘韬等[14]剔除重复价值后，估算两者服务价值为6.017 5×108元，较前者估算值减少了48.87%。
2.2 调节气候功能
由于湿地积水、土壤和植被持水的蒸发和蒸腾，导致了局部性气温和降水量等气候条件发生改变，大片湿地的存在会对局部区域气候具有一定的调节作用[11]。洪湖位于洪湖市境内，临近的监利县和石首市无大型浅水湖泊，洪湖水体的存在，湖区热量增加，使得洪湖市无霜期较监利县和石首市增加5.9～7.5 d，年降雨量高出122～190 mm[10，23]。
2.3 降解污染
湿地被誉为“地球之肾”，含有各类病原体、悬浮物和有毒化学物质的污水进入湿地中后，经由湿地土壤颗粒吸附、植物吸收和微生物分解等作用，进而使得从湿地流出的水，使得水质进一步改善[24-25]。湿地的许多植物如挺水植物、浮水、浮叶植物和沉水植物，其植物组织能够富集重金属的浓度比周围水体高出属十万倍[26]。江行玉等[27]研究表明，镉含量为3 mmol/L的污水中，芦苇植株没有表现出明显的受害症状；另外，崔丽娟等[28]研究指出芦苇对总氮的净化效果最好，嵩柳对总磷的净化效果最好；而植物配置对pH值、总氮的净化效果高于单种，但对化学需氧量（COD）和总磷的净化效果低于单种。因此，许多湿地植被都已成功地用于污水处理过程中。
洪湖湿地被称为“中南之肾”[7]。对进入湖泊湿地的物质也具有促进沉积沉降的自然特性，通常营养物质与沉积物结合在一起，随同沉积物沉降和转运[20，26]。洪湖的营养物质来源广泛，主要农用化肥、人类废弃物和工业排放物，以及围网养殖投放的饵料[2]。洪湖水质中，除了砷的个别位点检测值，以及个别点的高锰酸钾盐指数和总磷稍微超标外，其他几种有害物（包含铜、铅、铬重金属）均未超标，对照《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），其水体总体水质达到地面水Ⅱ类标准[24]，这体现出洪湖湿地的水质净化功能。莫明浩等[19]以洪湖湿地净化总氮和总磷含量为主，估算洪湖水质净化价值为1.552 01×108元。
2.4 固定CO2与释放O2
湿地生态系统中，生长着大量植被，包含挺水植物、浮叶、浮水植物和沉水植物，这些植物通过光合作用使大气中的二氧化碳（CO2）转变为有机碳，主要以植物和泥炭的形式储存。然后，植物通过微生物的分解，生态系统又以CO2和甲烷（CH4）的形式返回到大气中。通常，自然湿地作为大气中的碳汇，例如，北方泥炭湿地土壤包含了455×1015 g碳，大约占到全球陆地土壤有机碳储量的33%[29]。因此，湿地作为一个大气的碳汇，降解大气中的CO2含量，具有减缓全球气候变暖的作用。据研究洪湖湿地以菰为主的挺水植物带的固碳能力为530 g·m-2·a-1，高于全国陆地植被平均固碳能力和全球植被平均固碳能力[30]。刘刚等[31]研究了洪湖淤泥、草本沼泽、农田、林地土壤中有机碳含量分别为6.74%、1.793%～3.799%、0.153%～2.854%和0.427%～2.548%；刘刚和陈利[32]进一步估算了洪湖湿地土壤有机碳储量为3.537×107 t和植物碳储量为1.74×106 t。另外，湿地植物通过光合作用也提供与增加大气中O2的作用，对于维持地球大气中CO2含量和O2的动态平衡、改善空气质量以及提供人类的生存基础来说，具有不可替代的作用。因此，刘韬等[14]和莫明浩等[19]估算了洪湖湿地固定C释放O2的货币价值分别为0.221 0×108元和0.225 66×108元。
2.5 控制侵蚀和保护土壤
湿地在蓄水的同时还培育和保护土壤，使径流中的泥土在沼泽地里过滤沉淀下来，避免水土的直接流失，保护了土壤[33]。由于洪湖湿地具有特殊的植被和潮湿的环境，因而具有防止土壤因风、径流和其他移动过程而流失；湿地中植物的枝叶和地表枯枝落叶层具有拦截雨水对土壤的冲刷作用；植物根系和土壤生物使得土壤变得疏松，增加其持水能力。此外，湿地可以储积淤泥，防止泥沙在河流中的淤积并保证土壤中养分不被流失，促进地方农业生产发展[20]。崔丽娟[34]指出湿地控制侵蚀、保护土壤的功能体现在两个方面，一是减少了水土流失，保护了土壤；二是减少了因水土流失造成的土壤肥力丧失。土壤流失主要是带走大量营养物质，主要为N、P、K等养分[18]。刘刚等[31]研究洪湖湿地不同景观类型土壤的养分含量：淤泥N、P、K、Ca和Mg的平均含量（±标准误差）为4.623±0.535、0.533±0.026、3.783±0.160、26.262±4.201和2.510±0.015 g·kg-1；洪湖草本沼泽为1.807±0.204、0.651±0.016、4.639±0.588、6.207±0.942和2.534±0.017 g·kg-1；洪湖泛洪平原湿地为2.130±0.244、0.585±0.021、4.815±0.662、5.012±0.632和2.535±0.009 g·kg-1；农田土壤为3.036±1.221、2.876±1.253、7.205±0.159、8.371±0.303和2.550±0.013 g·kg-1；林地为1.216±0.284、0.519±0.011、3.426±0.835、3.639±0.092和2.525±0.026 g·kg-1。
2.6 营养循环
湿地生态系统中，养分（N、P、K）存储土壤中，作为生态系统的最大养分库。地质循环中，生态系统中养分不断向下淋溶损失，而生物循环则从地质循环中保存累积一系列的生物所必须的营养元素，随着生物的生长繁荣不断的累计，土壤母质中大量的营养元素被释放出来，成为有效的养分，供生物生长[20]；而植物完成一个生命周期后，大量养分在植物变黄和凋落之前，它们被转移到植物体的其他部位，少数养分则通过枯枝落叶等凋落物而返回土壤中[20，35]。此外，这些营养元素也养育了湖泊湿地中的鱼虾、水禽鸟类野生动物，这些营养元素不断在土壤和生物之间不断贮存和释放。因此，生物是形成土壤和土壤肥力的主要因素。崔丽娟等[18]估算了鄱阳湖湿地营养循环（N、P、K）的价值为2.702×108元；张运和张贵[36]估算了洞庭湖的营养循环价值为6.47×108元；陈志平等[37]估算了湖北梁子湖湿地营养循环的价值（N、P、K）为0.73×108元。
2.7 生物栖息地
湿地生态系统为各类生物物种提供生命繁衍生息的场所，许多物种因其具有生产使用价值而被人类利用，而某些物种暂时未被人类驯化，都由生态系统所维持，作为人类潜在的食物来源或农作物品种改良与新的抗逆品种的基因来源[15，20]。欧阳志云等[15]报道人类目前已知约有8万种植物可以食用，被人类仅利用了7 000种植物，只有150种粮食植物被人类广泛种植和利用，其中82种植物提供了人类90%的食物。另外，某些物种可能依赖湿地完成复杂生命的一部分，如洪湖湿地自然保护区处于地球“东亚-澳大利西亚”候鸟迁徙通道上的 “中转站”[38]。洪湖湿地资源丰富，各类物种达1 000多种，其中鸟类达138种，水禽鸟类达65种之多；鱼类57种，浮游动物379种、底栖动物98种、兽类13种、脊椎动物200多种，属于国家重点保护的脊椎动物有24种[13-14，38]。莫明浩等[19]估算洪湖湿地生物栖息地价值为0.881 25×108元。
3 洪湖湿地用途分析
3.1 储水与供水
洪湖是湖北最大和中国第七大淡水湖泊，储存了大量淡水资源，是湿地周边居民赖以生存的生活用水资源，以及工业用水和农业用水资源。洪湖储水功能主要为洪湖巨大的库容量，多年平均蓄水量为6.592 9×108 m3，为四湖流域1.4×106 hm2的农田提供灌溉[19]，即使洪湖非汛期养殖最低水位为24.0 m，相应湖泊容积达到2.5×108 m3，也可供6×104 hm2耕地春灌水源[39]。另外，湿地土壤具有巨大的储水能力，据研究，鄱阳湖湿地土壤的红壤1 m土层的土壤水库总库容为483 mm，其可调蓄库容达到253 mm，即使在阴雨连绵的雨季，在253 mm库容中，亦有149 mm的库容保持在调节状态[20]。而洪湖湿地和鄱阳湖湿地同属亚热带湿润季风区，同属淡水胡泊，因此，其湿地土壤在蓄水也将发挥中重要的作用。据莫明浩等[19]根据洪湖需水量和平均水价估算洪湖湿地水资源价值为0.659 29×107元。
3.2 湿地植物产品
洪湖湿地中生产的植物有农作物和木材，以及造纸和编织用的芦苇、水生经济植物莲子、莲藕、野菱、茭白、茨实等，这些植物资源都是洪湖湿地周边人类赖以生存的自然资源。
3.3 湿地动物产品
直接取自湿地的动物产品包含直接取于湿地内和生产于湿地内资源，然后被自然力迁移至另一场所的产品，如哺乳动物产品、鱼类、虾类和鸟类等[20]。洪湖湿地有鱼类57种，作为我国淡水渔业的重要基地之一，主要的经济鱼类有鲤鱼、黄颡鱼、鲫鱼、才鱼、鳝鱼和青虾等。例如，洪湖湿地每年能够直接或者间接提供鱼类产品总量达30万t上，其中淡水捕捞产量4万吨以上[7]。据刘韬等[14]和莫明浩等[19]估算了洪湖湿地水产品经济价值为12.315 3×108和10.734 66×108元，两者估算值接近。
3.4 能源生产
洪湖湿地可以通过各种方式提供能源，最普通的就是水力发电、薪柴和泥炭，湿地生态系统中，生长着许多芦苇、菰等植物，是形成泥炭的良好有机质来源。
3.5 水运
水运是最有利于保护环境的一种旅游和运输方式。水运不仅对于游客来说，水上活动，以及大面积的湖泊水面对于当地市场的物品供应，货船、农产品的运输来说也发挥着重要的作用。洪湖湖泊以其巨大的水面，为航运提供了条件，据《洪湖统计年鉴》2001年洪湖水运量占到当地货运总量的21%，具有较大的航运经济价值[13]。
3.6 休闲与旅游
洪湖湿地是一个风景秀丽的淡水湖泊，具有丰富的物种资源和秀丽的自然风光，特别是拥有国家一级保护野生动物7种：东方白鹳、黒鹳、中华秋沙鸭、大鸨、白肩雕、白尾海雕和黑麂；二级保护野生动物17种：白额雁、大天鹅、小天鹅、鸳鸯等，因此成为了全球候鸟东部通道——“东亚-澳大利亚西”的众多候鸟迁徙、停歇、取食的停留地和越冬繁殖地[7]，以及鸟类爱好者或者摄影家的旅游基地；同时也是都市居民的休闲娱乐和旅游的圣地。
3.7 研究与教育基地
洪湖列入《湿地公约》国际重要湿地名录之一，湖北洪湖湿地生态系统定位研究站也成为了中国湿地生态系统国家定位研究站之一，它是开展湿地生态系统的生态学、生物学、水文学、气候学研究，以及鸟类研究自然本底和基地，为诸多基础科学研究提供了理想的科学实验场所。一年中，直接或者间接接受生态保护教育的人数达5万余人次5]。刘韬等[14]和莫明浩等[19]估算了洪湖湿地科考旅游价值为1.4亿元和1.33亿元。
4 洪湖湿地的属性分析
4.1 生物多样性
生物多样性是指从分子到景观各种层次生命形态的集合[15]，生物多样性包含生态系统多样性、物种多样性和基因多样性。
洪湖湿地具有不同的生态系统（湖泊、草本沼泽、农田、池塘、林地生态系统），这些生态系统为各类生物物种提供了繁衍生息的场所，尤其是为许多珍稀和濒危物种提供了庇护、生存和繁衍的屏障，也为生物进化及生物多样性的产生与形成提供了条件。同时，不同湿地生态系统通过生物群落创造了适宜于生物自身生存的独特湿地生境，因而在保护生物多样性方面具有极其重要的价值。
洪湖湿地同种物种不同种群对环境因子的变化具有不同的抵抗能力，而多种多样的湿地生态系统为不同种群的生存提供了场所，进而避免某一环境因子的变化导致物种的灭绝，保存与丰富了遗传基因信息库。
洪湖湿地在保护与维持生物多样性方面的同时，洪湖湿地中生存的许多野生物种还为经济物种的改良提供了基因库。同时，野生物种的基因具有帮助和改善味道与降解病害感染率的特性。洪湖湿地是我国一个重要的淡水渔业生产基地；亦同时是一个珍稀鸟类资源物种基因库。
4.2 社会文化重要性
首先，洪湖湿地有着重要的景观美学价值。景观是从一个地方或者整个地区观看到的内容综合。湿地常常是景观的关键内容，它为视野产生了多样性，成为人们视野的焦点。景观为湿地周边居民生活质量起着作用[20]。
其次，具有浓厚的历史文化价值。到湖区有位列全国十大纪念馆之一的湘鄂西革命烈士纪念馆；元末农民起义领袖陈友谅的故居黄蓬山；成吉思汗的后裔阿里不可隐居的陆庄；瞿家弯的朋清建筑一条街等名胜古迹和古建筑[40]。洪湖湿地的这些历史文化遗址为人们追忆过去，疗养身体需求提供了重要价值。
第三，洪湖湿地具有荒野价值。洪湖部分湿地环境被完好地保存起来，广大的区域内没有或很少受到人类干扰，自然过程在没有人类干扰的状态下进行。即使未曾去过荒野地，但知道它的存在也是人们赋予荒野地的一种重要价值。
5 结论与展望
湿地作为一种自然存在，它给人类带来方方面面的效益，除了巨大的直接经济效益外，还有生态和社会效益。而目前关于洪湖湿地生态系统服务价值的评估主要为湿地用途和生态功能价值两大方面，约2篇论文报道，并且许多方面的价值评价是依据其他地方研究价值货币量来计算的。由于洪湖是具有国际意义的水禽繁殖与迁徙停歇地，而且是上游四湖流域与长江中下游流域的重要水量调节器，具有自身独特的生态系统结构和功能。尽管洪湖湿地部分价值过去曾有报道，但过去对洪湖湿地生态系统服务价值的研究仍有不足，难以客观评价其服务总价值。今后应该加强以下几方面的价值研究：
（1）洪湖湿地碳汇价值研究，洪湖湿地既是大气的二氧化碳汇，但也是大气的甲烷排放源，加大洪湖湿地二氧化碳汇和甲烷排放研究，有助于准确评估其洪湖湿地碳汇功能价值。
（2）加强洪湖湿地旅游价值的研究，以前评估科考旅游价值，是以鄱阳湖湿地和全球湿地旅游价值量来计算的，或者是仅考虑湖北省的旅行人数计算旅游价值，难以准确衡量其旅游价值货币量。
（3） 调节气候价值的研究，过去仅仅是研究固定二氧化碳和释放氧气作为调节气候价值的计算，而湿地在调节气候方面也具有降温调湿的气候功能。
（4）加强物质循环价值的研究，物质循环在维护湿地生态系统稳定性中发挥着重要的作用。
（5）加强土壤保持价值的研究，湿地土壤一旦发生侵蚀，大量的养分将损失。
（6）加强生物资源价值，因过去评估数据的缺乏，仅评价了水产品价值的研究，而植物资源价值的研究却没有评价。
（7）加强水运价值的研究，洪湖湿地作为主要的货运通道，在货物运输中具有重要的价值。
（8）加强能源价值的研究，洪湖湿地储存了巨大的水量，水力发电价值也是巨大的。
（9）加强降解污染价值的研究，过去仅仅是评估了洪湖湿地对总氮和总磷的净化水质价值的评估，洪湖湿地也降解其它有毒物质和营养物质。
（10）加强洪湖湿地属性价值生物多样性和社会文化价值的研究。
（11）洪湖湿地具有大量的植物，并且具有许多开花植物，在昆虫授粉方面的服务也具有较大的价值，今后需要加强这方面的研究。
最后，洪湖湿地生态系统服务价值较多，应该全面且客观评价其洪湖湿地生态系统服务总价值，另外，国家和省属投入大量的资金加大对洪湖湿地恢复力度，其服务价值也必将发生改变，非常有必要继续加强洪湖湿地价值的研究，为洪湖湿地保护与管理提供数据支撑。
参 考 文 献
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（责任编辑：郑京津）
摘 要：洪湖湿地是中国第七大淡水湖和湖北省最大湖泊，它是荆江和长江的水位调节器。洪湖湿地是一种重要的湿地生态系统，具有多种效益。生态功能主要有涵养水源与调蓄洪水、调节气候、降解污染、固定CO2与释放O2、控制侵蚀与保护土壤、营养循环和生物栖息地。直接的产品用途主要有供水与储水、湿地动植物产品、能源生产、水运、休闲与旅游和研究与教育基地。洪湖湿地属性主要有生物多样性和社会文化重要性。尽管过去曾有研究其功能价值，但是仍有不足，需进一步加大研究，为洪湖湿地保护与恢复提供数据支撑，实现湿地资源合理利用。
关键词：湿地生态系统； 服务价值；洪湖
中图分类号： Q147文献标识码： A文章编号： 1004-3020（2016）02-0043-07
Abstract： Honghu Lake ranks the 7thamong the in fresh-water lake in China and is the largest lake in Hubei Province， which is the natural regulator of Jing and Yangtze River water level. As an important lake wetland ecosystem， Honghu Lake is rich with various wetland effects. The main ecological services of Honghu Lake Wetland include storing waters， controlling river water level， regulating climate， purifying water， soil and air， fixing carbon dioxide and releasing oxygen， controlling erosion， protecting soil， nutrition circling， wildlife habitats. The direct products of Honghu Lake， included supplying water， producing plant， animal and energy， water transporting，and research and education site. Ecological attribute value of the Honghu Lake included the entertainment tourism place. The Honghu Lake ecosystem services have the imporatnce of biodiversity and social culture. In the past， though the ecological services of the Honghu Lake was studied， but they are still insufficient. Thus， to protect and restore the Honghu Lake wetland as well as reasonably exploitation wetland resources， it is necessary to intensify the study on the ecosystem services of the Honghu Lake Wetland.
Key words：wetland ecosystem；service values；Honghu Lake
洪湖湿地位于湖北省荆州市，长江中游北岸，江汉平原四湖流域的下游，是湖北省第一淡水湖泊，中国第7大淡水湖，地理坐标位于东经113°17′， 北纬29°49′，东西横跨23.4 km，南北横跨20.8 km，岸线长度104.5 km，现有湖泊面积为348.2 km2[1-3]。2008年，洪湖湿地被列入《湿地公约》国际重要湿地名录，被《中国湿地保护行动计划》列为“中国重要湿地”，在《全国林业系统自然保护区体系规划》中重要性排序第七[4]；2009年6月，湖北洪湖湿地生态系统定位研究站通过科技司组织的专家咨询论证；2014年4月，生态站建设项目可研报告获国家林业局批复。
洪湖原为通江的浅水吞吐湖泊，是典型的碟形湖泊[5]，形成于春秋战国时期，距今2500年[6]，由于它的地势低洼，位于江汉平原四湖流域（长湖、三湖、白露湖、洪湖）的最下游，作为荆江和长江的洪水分洪区[7]。洪湖水位深度的变化取决于四湖流域的降水与上游的来水，当洪湖水位从22.6 m上升到23.0 m时，湖面面积从12.56 km2扩大为194.8 km2，水位尽管只上涨0.4 m，但湖泊水面积扩大近15倍[5-7]。因洪湖湿地的水位季节性波动变化，其主要湿地景观类型为浅水湖泊、湖滨沼泽、河流滩地、水稻田，鱼池和莲藕池[1]。
洪湖湿地属北亚热带温暖湿润季风气候，热能充足、降雨丰富、雨热同季，年均气温为16.6 ℃，降雨量1 174 mm，年均蒸发量1 354 mm[8]。洪湖湿地从浅水向深水区的植物带分为挺水植物带、浮叶、漂浮植物带和沉水植物带[9]，维管束Zizania latifolia为主；沉水植物带约228 km2，以轮叶黑藻Hydrilla verticillata和金鱼藻Ceratophyllum demersum为优势种[11-12]。洪湖湖泊有鱼类57种、浮游动物379种、底栖动物98种、脊椎动物221种和已记录鸟类有138种，属于国家重点保护的鸟类有19种[13-14]。
1 洪湖湿地效益类型分析
欧阳志云等[15]指出生态系统服务功能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。崔丽娟等[16]指出湿地生态系统服务功能是通过过程来表达和体现的，具体形式表现为效益。湿地生态系统效益取决于湿地的地理位置、规模、生态特征和所处的人类社会的经济环境[17]。因此洪湖湿地效益可分为3大类：湿地用途、湿地生态功能和湿地属性。
洪湖湿地用途包含动植物和水资源等；或者资源直接利用而带来的效益，如水运、休闲旅游和研究与教育基地[18-19]。洪湖湿地的生态功能包含涵养水源和调蓄洪水；调节气候；降解污染，固定CO2和释放O2；控制侵蚀和保护土壤；营养循环和生物栖息地[14，18-19]。洪湖湿地的属性是指洪湖所具有的非功能、非用途性质的特征，它既不产生实质性的服务，也不提供产品，只满足人类心理上的某种需求，如洪湖的社会文化属性、生物多样性属性及作为历史的价值、美学价值和荒野价值[14，18-19]。
2 洪湖湿地生态功能分析
2.1 涵养水源和调蓄洪水
湿地生态系统涵养水源生态功能主要为截流降水、增加土壤下渗、抑制蒸发、缓和地表径流和增加降水等[20]。
洪湖湿地作为四湖流域内的主要调蓄型湖泊，是长江中游的主要分洪区之一，承担着四湖中下游地区汛期蓄洪、冬春灌溉以及周边城镇居民生活用水任务[19]。 洪湖多年最高水位在24.58～27.18 m之间， 多年最低水位22.87 ～23.92 m，多年平均水位深度为24.31 m[14，21]。洪湖平均水深为1.34 m，最大水深2.30 m，最小水深为0.40 m[22]，2011年干旱年，我们研究发现洪湖平均水位深度为0.3 m。洪湖地表水年均径流量19.1×108 m3，来自上游过境客水年均径流量为7.8×108 m3，多年平均入湖量为19.6×108 m3，年均入湖流量513 m3/s，最大流量727 m3/s[10]。莫明浩等[19]估算洪湖湿地涵养水源和调蓄洪水价值为1.386 9×108元和10.381 65×108元；刘韬等[14]剔除重复价值后，估算两者服务价值为6.017 5×108元，较前者估算值减少了48.87%。
2.2 调节气候功能
由于湿地积水、土壤和植被持水的蒸发和蒸腾，导致了局部性气温和降水量等气候条件发生改变，大片湿地的存在会对局部区域气候具有一定的调节作用[11]。洪湖位于洪湖市境内，临近的监利县和石首市无大型浅水湖泊，洪湖水体的存在，湖区热量增加，使得洪湖市无霜期较监利县和石首市增加5.9～7.5 d，年降雨量高出122～190 mm[10，23]。
2.3 降解污染
湿地被誉为“地球之肾”，含有各类病原体、悬浮物和有毒化学物质的污水进入湿地中后，经由湿地土壤颗粒吸附、植物吸收和微生物分解等作用，进而使得从湿地流出的水，使得水质进一步改善[24-25]。湿地的许多植物如挺水植物、浮水、浮叶植物和沉水植物，其植物组织能够富集重金属的浓度比周围水体高出属十万倍[26]。江行玉等[27]研究表明，镉含量为3 mmol/L的污水中，芦苇植株没有表现出明显的受害症状；另外，崔丽娟等[28]研究指出芦苇对总氮的净化效果最好，嵩柳对总磷的净化效果最好；而植物配置对pH值、总氮的净化效果高于单种，但对化学需氧量（COD）和总磷的净化效果低于单种。因此，许多湿地植被都已成功地用于污水处理过程中。
洪湖湿地被称为“中南之肾”[7]。对进入湖泊湿地的物质也具有促进沉积沉降的自然特性，通常营养物质与沉积物结合在一起，随同沉积物沉降和转运[20，26]。洪湖的营养物质来源广泛，主要农用化肥、人类废弃物和工业排放物，以及围网养殖投放的饵料[2]。洪湖水质中，除了砷的个别位点检测值，以及个别点的高锰酸钾盐指数和总磷稍微超标外，其他几种有害物（包含铜、铅、铬重金属）均未超标，对照《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），其水体总体水质达到地面水Ⅱ类标准[24]，这体现出洪湖湿地的水质净化功能。莫明浩等[19]以洪湖湿地净化总氮和总磷含量为主，估算洪湖水质净化价值为1.552 01×108元。
2.4 固定CO2与释放O2
湿地生态系统中，生长着大量植被，包含挺水植物、浮叶、浮水植物和沉水植物，这些植物通过光合作用使大气中的二氧化碳（CO2）转变为有机碳，主要以植物和泥炭的形式储存。然后，植物通过微生物的分解，生态系统又以CO2和甲烷（CH4）的形式返回到大气中。通常，自然湿地作为大气中的碳汇，例如，北方泥炭湿地土壤包含了455×1015 g碳，大约占到全球陆地土壤有机碳储量的33%[29]。因此，湿地作为一个大气的碳汇，降解大气中的CO2含量，具有减缓全球气候变暖的作用。据研究洪湖湿地以菰为主的挺水植物带的固碳能力为530 g·m-2·a-1，高于全国陆地植被平均固碳能力和全球植被平均固碳能力[30]。刘刚等[31]研究了洪湖淤泥、草本沼泽、农田、林地土壤中有机碳含量分别为6.74%、1.793%～3.799%、0.153%～2.854%和0.427%～2.548%；刘刚和陈利[32]进一步估算了洪湖湿地土壤有机碳储量为3.537×107 t和植物碳储量为1.74×106 t。另外，湿地植物通过光合作用也提供与增加大气中O2的作用，对于维持地球大气中CO2含量和O2的动态平衡、改善空气质量以及提供人类的生存基础来说，具有不可替代的作用。因此，刘韬等[14]和莫明浩等[19]估算了洪湖湿地固定C释放O2的货币价值分别为0.221 0×108元和0.225 66×108元。
2.5 控制侵蚀和保护土壤
湿地在蓄水的同时还培育和保护土壤，使径流中的泥土在沼泽地里过滤沉淀下来，避免水土的直接流失，保护了土壤[33]。由于洪湖湿地具有特殊的植被和潮湿的环境，因而具有防止土壤因风、径流和其他移动过程而流失；湿地中植物的枝叶和地表枯枝落叶层具有拦截雨水对土壤的冲刷作用；植物根系和土壤生物使得土壤变得疏松，增加其持水能力。此外，湿地可以储积淤泥，防止泥沙在河流中的淤积并保证土壤中养分不被流失，促进地方农业生产发展[20]。崔丽娟[34]指出湿地控制侵蚀、保护土壤的功能体现在两个方面，一是减少了水土流失，保护了土壤；二是减少了因水土流失造成的土壤肥力丧失。土壤流失主要是带走大量营养物质，主要为N、P、K等养分[18]。刘刚等[31]研究洪湖湿地不同景观类型土壤的养分含量：淤泥N、P、K、Ca和Mg的平均含量（±标准误差）为4.623±0.535、0.533±0.026、3.783±0.160、26.262±4.201和2.510±0.015 g·kg-1；洪湖草本沼泽为1.807±0.204、0.651±0.016、4.639±0.588、6.207±0.942和2.534±0.017 g·kg-1；洪湖泛洪平原湿地为2.130±0.244、0.585±0.021、4.815±0.662、5.012±0.632和2.535±0.009 g·kg-1；农田土壤为3.036±1.221、2.876±1.253、7.205±0.159、8.371±0.303和2.550±0.013 g·kg-1；林地为1.216±0.284、0.519±0.011、3.426±0.835、3.639±0.092和2.525±0.026 g·kg-1。
2.6 营养循环
湿地生态系统中，养分（N、P、K）存储土壤中，作为生态系统的最大养分库。地质循环中，生态系统中养分不断向下淋溶损失，而生物循环则从地质循环中保存累积一系列的生物所必须的营养元素，随着生物的生长繁荣不断的累计，土壤母质中大量的营养元素被释放出来，成为有效的养分，供生物生长[20]；而植物完成一个生命周期后，大量养分在植物变黄和凋落之前，它们被转移到植物体的其他部位，少数养分则通过枯枝落叶等凋落物而返回土壤中[20，35]。此外，这些营养元素也养育了湖泊湿地中的鱼虾、水禽鸟类野生动物，这些营养元素不断在土壤和生物之间不断贮存和释放。因此，生物是形成土壤和土壤肥力的主要因素。崔丽娟等[18]估算了鄱阳湖湿地营养循环（N、P、K）的价值为2.702×108元；张运和张贵[36]估算了洞庭湖的营养循环价值为6.47×108元；陈志平等[37]估算了湖北梁子湖湿地营养循环的价值（N、P、K）为0.73×108元。
2.7 生物栖息地
湿地生态系统为各类生物物种提供生命繁衍生息的场所，许多物种因其具有生产使用价值而被人类利用，而某些物种暂时未被人类驯化，都由生态系统所维持，作为人类潜在的食物来源或农作物品种改良与新的抗逆品种的基因来源[15，20]。欧阳志云等[15]报道人类目前已知约有8万种植物可以食用，被人类仅利用了7 000种植物，只有150种粮食植物被人类广泛种植和利用，其中82种植物提供了人类90%的食物。另外，某些物种可能依赖湿地完成复杂生命的一部分，如洪湖湿地自然保护区处于地球“东亚-澳大利西亚”候鸟迁徙通道上的 “中转站”[38]。洪湖湿地资源丰富，各类物种达1 000多种，其中鸟类达138种，水禽鸟类达65种之多；鱼类57种，浮游动物379种、底栖动物98种、兽类13种、脊椎动物200多种，属于国家重点保护的脊椎动物有24种[13-14，38]。莫明浩等[19]估算洪湖湿地生物栖息地价值为0.881 25×108元。
3 洪湖湿地用途分析
3.1 储水与供水
洪湖是湖北最大和中国第七大淡水湖泊，储存了大量淡水资源，是湿地周边居民赖以生存的生活用水资源，以及工业用水和农业用水资源。洪湖储水功能主要为洪湖巨大的库容量，多年平均蓄水量为6.592 9×108 m3，为四湖流域1.4×106 hm2的农田提供灌溉[19]，即使洪湖非汛期养殖最低水位为24.0 m，相应湖泊容积达到2.5×108 m3，也可供6×104 hm2耕地春灌水源[39]。另外，湿地土壤具有巨大的储水能力，据研究，鄱阳湖湿地土壤的红壤1 m土层的土壤水库总库容为483 mm，其可调蓄库容达到253 mm，即使在阴雨连绵的雨季，在253 mm库容中，亦有149 mm的库容保持在调节状态[20]。而洪湖湿地和鄱阳湖湿地同属亚热带湿润季风区，同属淡水胡泊，因此，其湿地土壤在蓄水也将发挥中重要的作用。据莫明浩等[19]根据洪湖需水量和平均水价估算洪湖湿地水资源价值为0.659 29×107元。
3.2 湿地植物产品
洪湖湿地中生产的植物有农作物和木材，以及造纸和编织用的芦苇、水生经济植物莲子、莲藕、野菱、茭白、茨实等，这些植物资源都是洪湖湿地周边人类赖以生存的自然资源。
3.3 湿地动物产品
直接取自湿地的动物产品包含直接取于湿地内和生产于湿地内资源，然后被自然力迁移至另一场所的产品，如哺乳动物产品、鱼类、虾类和鸟类等[20]。洪湖湿地有鱼类57种，作为我国淡水渔业的重要基地之一，主要的经济鱼类有鲤鱼、黄颡鱼、鲫鱼、才鱼、鳝鱼和青虾等。例如，洪湖湿地每年能够直接或者间接提供鱼类产品总量达30万t上，其中淡水捕捞产量4万吨以上[7]。据刘韬等[14]和莫明浩等[19]估算了洪湖湿地水产品经济价值为12.315 3×108和10.734 66×108元，两者估算值接近。
3.4 能源生产
洪湖湿地可以通过各种方式提供能源，最普通的就是水力发电、薪柴和泥炭，湿地生态系统中，生长着许多芦苇、菰等植物，是形成泥炭的良好有机质来源。
3.5 水运
水运是最有利于保护环境的一种旅游和运输方式。水运不仅对于游客来说，水上活动，以及大面积的湖泊水面对于当地市场的物品供应，货船、农产品的运输来说也发挥着重要的作用。洪湖湖泊以其巨大的水面，为航运提供了条件，据《洪湖统计年鉴》2001年洪湖水运量占到当地货运总量的21%，具有较大的航运经济价值[13]。
3.6 休闲与旅游
洪湖湿地是一个风景秀丽的淡水湖泊，具有丰富的物种资源和秀丽的自然风光，特别是拥有国家一级保护野生动物7种：东方白鹳、黒鹳、中华秋沙鸭、大鸨、白肩雕、白尾海雕和黑麂；二级保护野生动物17种：白额雁、大天鹅、小天鹅、鸳鸯等，因此成为了全球候鸟东部通道——“东亚-澳大利亚西”的众多候鸟迁徙、停歇、取食的停留地和越冬繁殖地[7]，以及鸟类爱好者或者摄影家的旅游基地；同时也是都市居民的休闲娱乐和旅游的圣地。
3.7 研究与教育基地
洪湖列入《湿地公约》国际重要湿地名录之一，湖北洪湖湿地生态系统定位研究站也成为了中国湿地生态系统国家定位研究站之一，它是开展湿地生态系统的生态学、生物学、水文学、气候学研究，以及鸟类研究自然本底和基地，为诸多基础科学研究提供了理想的科学实验场所。一年中，直接或者间接接受生态保护教育的人数达5万余人次5]。刘韬等[14]和莫明浩等[19]估算了洪湖湿地科考旅游价值为1.4亿元和1.33亿元。
4 洪湖湿地的属性分析
4.1 生物多样性
生物多样性是指从分子到景观各种层次生命形态的集合[15]，生物多样性包含生态系统多样性、物种多样性和基因多样性。
洪湖湿地具有不同的生态系统（湖泊、草本沼泽、农田、池塘、林地生态系统），这些生态系统为各类生物物种提供了繁衍生息的场所，尤其是为许多珍稀和濒危物种提供了庇护、生存和繁衍的屏障，也为生物进化及生物多样性的产生与形成提供了条件。同时，不同湿地生态系统通过生物群落创造了适宜于生物自身生存的独特湿地生境，因而在保护生物多样性方面具有极其重要的价值。
洪湖湿地同种物种不同种群对环境因子的变化具有不同的抵抗能力，而多种多样的湿地生态系统为不同种群的生存提供了场所，进而避免某一环境因子的变化导致物种的灭绝，保存与丰富了遗传基因信息库。
洪湖湿地在保护与维持生物多样性方面的同时，洪湖湿地中生存的许多野生物种还为经济物种的改良提供了基因库。同时，野生物种的基因具有帮助和改善味道与降解病害感染率的特性。洪湖湿地是我国一个重要的淡水渔业生产基地；亦同时是一个珍稀鸟类资源物种基因库。
4.2 社会文化重要性
首先，洪湖湿地有着重要的景观美学价值。景观是从一个地方或者整个地区观看到的内容综合。湿地常常是景观的关键内容，它为视野产生了多样性，成为人们视野的焦点。景观为湿地周边居民生活质量起着作用[20]。
其次，具有浓厚的历史文化价值。到湖区有位列全国十大纪念馆之一的湘鄂西革命烈士纪念馆；元末农民起义领袖陈友谅的故居黄蓬山；成吉思汗的后裔阿里不可隐居的陆庄；瞿家弯的朋清建筑一条街等名胜古迹和古建筑[40]。洪湖湿地的这些历史文化遗址为人们追忆过去，疗养身体需求提供了重要价值。
第三，洪湖湿地具有荒野价值。洪湖部分湿地环境被完好地保存起来，广大的区域内没有或很少受到人类干扰，自然过程在没有人类干扰的状态下进行。即使未曾去过荒野地，但知道它的存在也是人们赋予荒野地的一种重要价值。
5 结论与展望
湿地作为一种自然存在，它给人类带来方方面面的效益，除了巨大的直接经济效益外，还有生态和社会效益。而目前关于洪湖湿地生态系统服务价值的评估主要为湿地用途和生态功能价值两大方面，约2篇论文报道，并且许多方面的价值评价是依据其他地方研究价值货币量来计算的。由于洪湖是具有国际意义的水禽繁殖与迁徙停歇地，而且是上游四湖流域与长江中下游流域的重要水量调节器，具有自身独特的生态系统结构和功能。尽管洪湖湿地部分价值过去曾有报道，但过去对洪湖湿地生态系统服务价值的研究仍有不足，难以客观评价其服务总价值。今后应该加强以下几方面的价值研究：
（1）洪湖湿地碳汇价值研究，洪湖湿地既是大气的二氧化碳汇，但也是大气的甲烷排放源，加大洪湖湿地二氧化碳汇和甲烷排放研究，有助于准确评估其洪湖湿地碳汇功能价值。
（2）加强洪湖湿地旅游价值的研究，以前评估科考旅游价值，是以鄱阳湖湿地和全球湿地旅游价值量来计算的，或者是仅考虑湖北省的旅行人数计算旅游价值，难以准确衡量其旅游价值货币量。
（3） 调节气候价值的研究，过去仅仅是研究固定二氧化碳和释放氧气作为调节气候价值的计算，而湿地在调节气候方面也具有降温调湿的气候功能。
（4）加强物质循环价值的研究，物质循环在维护湿地生态系统稳定性中发挥着重要的作用。
（5）加强土壤保持价值的研究，湿地土壤一旦发生侵蚀，大量的养分将损失。
（6）加强生物资源价值，因过去评估数据的缺乏，仅评价了水产品价值的研究，而植物资源价值的研究却没有评价。
（7）加强水运价值的研究，洪湖湿地作为主要的货运通道，在货物运输中具有重要的价值。
（8）加强能源价值的研究，洪湖湿地储存了巨大的水量，水力发电价值也是巨大的。
（9）加强降解污染价值的研究，过去仅仅是评估了洪湖湿地对总氮和总磷的净化水质价值的评估，洪湖湿地也降解其它有毒物质和营养物质。
（10）加强洪湖湿地属性价值生物多样性和社会文化价值的研究。
（11）洪湖湿地具有大量的植物，并且具有许多开花植物，在昆虫授粉方面的服务也具有较大的价值，今后需要加强这方面的研究。
最后，洪湖湿地生态系统服务价值较多，应该全面且客观评价其洪湖湿地生态系统服务总价值，另外，国家和省属投入大量的资金加大对洪湖湿地恢复力度，其服务价值也必将发生改变，非常有必要继续加强洪湖湿地价值的研究，为洪湖湿地保护与管理提供数据支撑。
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（责任编辑：郑京津）
