西藏高原湿地生态系统结构及功能分析

第 25卷第 3期 2007年 5月 干 旱 地 区 农 业 研 究 Agricultural Research in the Arid Areas Vo1．25 No．3 Mav．2007 西藏高原湿地生态系统结构及功能分析 贺桂芹 ，一，杨改河孙，冯永忠2，姜 艳 (1．西北农林科技大学资源环境学院，陕西 杨凌 712100；2．陕西省循环农业工程技术研究中心，陕西 杨凌 712100； 3．西藏墨竹工卡县林业局。西藏 拉萨 850200) 摘 要 ：西藏高原地理位置特殊，发育了类型多样的高原湿地，这些高原湿地生态系统在全球生态系统中发 挥着重要作用。本研 究通过实地考察结合文献分析，系统研 究了西藏高原湿地生态系统的构成、分布及特点。详 细介绍了西藏高原湿地的组成类型，分布区域以及其生物多样性、稀有性和脆弱性等特点。运用市场价值法、影子 工程法、碳税收法等，计算出西藏高原湿地生态系统总的生态功能价值为6 207．83亿元。功能价值量大小依次为： 降解污染>大气组分调节>调蓄洪水>气体调节>科研文化和生物栖息>水源涵养。其中降解污染物的功能最 大，为2 080．15亿元，最小的是水源涵养功能25．12亿元。最后，对该湿地生态系统服务功能的价值进行了分析。 关键词：西藏；湿地 ；结构与功能 中图分类号：X322 文献标识码 ：A 文章编号：1000—7601(2007)03—0185．05 西藏高原号称中国和亚洲的水塔，是中国和亚 洲大江大河的源头或源头集水区。西藏高原为青藏 高原的主体，地处中低纬度地带，大致位于北纬 27。 ～ 36。，跨 9个纬度，东经 79。～99。，占20个经度⋯， 由于高原地理位置与自然条件特殊，在低山、丘陵与 山地之间，发育类型丰富的湿地。截止目前，一些研 究人员通过研究西藏湿地，说明了保护西藏高原湿 地的意义【2--4 J。这些研究在定性方面研究较多，但 在定量及全区范围内的研究尚属空白，在此背景下， 本研究运用影子工程法、市场价值法、碳税收法 ，对 西藏湿地生态系统 的功能价值 进行分析 ，旨在为保 护西藏高原湿地提供依据。 1 西藏高原高寒湿地生态系统的构成 及分布 西藏湿地面积达 603．65万 hm2，主要是天然湿 地，约占全国湿地面积的9．5％，约占全区土地面积 的 4．9％。常见的类型有：湖泊湿地 253．86万 hm2，河流湿地 23．11万 hm2，沼泽和沼泽化草甸湿 地 323．00万 hm ，库塘湿地约 1．O0万 hm2，森林湿 地 1．23万 hm ，地热湿地 1．45万 hm2。 1．1 河流湿地 西藏高原是许多大江大河的发源地，怒江、雅鲁 藏布江就发源于西藏，注入印度、尼泊尔、老挝、缅甸 等国( 1)。 1．2 湖泊湿地 全国 1 km2以上的湖泊统计，西藏多达 778个， 占全国2 305个的 33．8％，湖泊面积超过 1 000 km2 的有 3个，著名的有那木错、色林错、羊卓雍错和玛 旁雍错[1．(表 2)。 表 1 西藏 的主要河流 Table 1 The main rivers in Tibet 收稿 日期：2006—10—24 基金项 目：国家重大基础研究前期研究专项(2005CCAO5300) 作者简介：贺桂芹(1972一)，女，内蒙古赤峰人，在读硕士研究生，主要从事区域资源高效利用研究。E·mail：Gai199@163．eom *通讯作者：杨改河。男，陕西耀县人，教授，博士生导师，从事资源与环境生态教学与研究工作。 维普资讯 http://www.cqvip.com 186 干旱地区农业研究 第25卷 1．3 沼泽和沼泽化湿地 西藏的高海拔沼泽湿地主要是沼泽化草甸，分 布地区比较广泛，这里的沼泽是由唐古拉山脉等多 个顶峰的冰雪和融水形成。全区共有 323．00万 hm2，是西藏各类湿地中面积最大的。 1．4 森林湿地 在西藏，森林湿地分布较为局限，主要集中在三 江上游，江河两岸，及西藏的边境。但其生态功能最 为重要，具有强大的蒸发、蒸腾作用，向近地大气层 传输丰富的湿气，气温相应降低，称之为“湿地冷湿 效应” 】。当热温空气经过时，易诱发降雨。林下 有藓被保护，免受直接冲刷。 1．5 库塘湿地 西藏的库塘湿地在各类湿地中面积最小，约为 1．o0万 hmz。主要集中在拉萨、山南、日喀则等一 江两河地区。 1．6 地热湿地 较特殊的一类湿地类型，面积约 1．45万 hm2。 西藏地处我国一个主要地热分布区，同高原在发育 中形成的断裂带有关，高原在大面积大幅度隆起的 背景下，新构造运动的内部差异性，表现在断裂上 升、断裂下降和断裂的掀开上，新构造运动使老的断 裂复活，强化了高原的构造地形，在沿断裂带上，由 断裂产生的热量和岩桨运动使高温地下水由断层喷 涌而出。 西藏的湿地面积构成及分布如下(表 3)。 表 3 西藏湿地类型及分布 Table 3 Types and distribution of wetlands in Tibet 湿地类型 面积(万 hm2) 分布 Di stribution Types of wetland Area ⋯ 2 西藏高原湿地生态系统的特点 湿地生态系统的结构和功能取决于湿地生物多 样性的状态。西藏高原地域辽阔，自然条件复杂，湿 地生态系统的多样性，境内湿地景观、环境的高度异 质性，为众多野生动植物的栖息和繁衍提供了场所。 2．1 生物多样性 西藏有脊椎动物 793种，约占我国脊椎动物种 类 6266种的12．7％ J，其中兽类 144种，占全国已 知同类种属 500种的 29％，鸟类 491种，占全国已 知同类种属 1258种的40％，爬行类 55种，占全国 已知同类种属412种的 13％，两栖类 45种，占全国 已知同类种属295种的 15％，鱼类 72种，占全国同 类已知种属 1040种的 7％，此外，西藏已定名的昆 虫达 4000多种【7 J(表 4)。 表 4 西藏高原主要动物 Table 4 The main creatures in Tibet plateau 2．1．1 湿地动物 据统计 ，西藏湿地水鸟有 130多 种，与湿地密切相关的鸟类有 20多种。国家 1级保 护动物有 5种，分别是藏野驴(Eqwus kiang)、白唇 鹿(Cervus albirostris)、藏羚(Pantholops hodgsoni)、 胡秃鹫(Gypaetus barbatus)、黑颈鹤(Grus nigricol— lis)。水禽和涉禽中，以雁鸭类为最多，达 18种【4 J， 其中以斑头雁(Anser indicus)和赤麻鸭(Tadorna ferruginea)数量最多，是西藏生态 系统 中重要 的资 源种类 。其 中野牦牛、西藏野驴、藏羚羊 、盘羊、羚 牛、赤斑羚、长尾叶猴、雪豹、黑颈鹤、斑 头雁、赤麻 鸭、白尾海雕等是西藏高原特有种。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 3期 贺桂芹等：西藏高原湿地生态系统结构及功能分析 187 2．1．2 湿地植物 全区有高等植物 6 400多种 J， 是中国植物资源最丰富的地区之一，其中苔藓植物 700余种，蕨类植物和种子植物 5 700余种，藻类植 物 2 376种，真菌878种，全国裸子植物共 11科[ ， 34属，240种，西藏就有 7科，16属，55种【 。西藏 湿地植物以草本植物为主。约有 142种 ，分别 属于 33科 84属。其 中莎草科植物最多，占总种数的 14％，以嵩草属(Kobresia)和苔藓属(Carex)为代表 的沼泽地类型，是西藏高原湿地的独特代表。国家 重点保护植物达 40余种，如喜马拉雅巨柏、红豆杉、 树蕨、冬虫夏草等。 2．2 脆 弱性 西藏高原特有的“高、寒、干”自然条件，使得以 湿地为主体的高寒湿地生态系统十分脆弱，在这种 生境中，湿地生态系统的结构和功能简单，受到外界 干扰时，其自身的调节机制不够健全，恢复能力差， 一 旦破坏，即发生退化或逆向演替现象。 西藏高寒湿地生态系统在自然因素和人为活动 的影响下，成为全球比较脆弱的生态系统之一，其脆 弱性主要表现在：湖泊萎缩、河流径流量减少、以及 沼泽地退化等方面。据西藏自治区环保局提供的资 料显示，西藏大多数湖泊处于负平衡状态，其水量人 不敷 出。1999年，西藏水域面积 比 1986年减少 1 308 km2。高寒植被在气候干暖化趋势的影响下， 植物群落组成发生变异，物种多样性、生态优势度均 比湿地原生植被的物种有增多的趋势。原生适应寒 冷、潮湿生境的藏嵩草草甸植被类型逐渐退化，有些 物种甚至消失，而被那些以冷湿中生为主的草甸类 所替代。 2．3 稀有性 西藏高原高寒湿地是世界上独一无二的湿地类 型。西藏拥有世界上海拔最高的城市湿地一拉萨拉 鲁湿地。西藏湿地其 自然性保存的最好，是珍稀濒 危物种最多的地区，黑颈鹤、藏羚、盘羊(Ovis am． moTz)、西藏 沙棘 (Hippophae thibetana)、掌 叶大黄 (Rheum palmatum)、马尿泡(Przewalskia tanguti． ca)、合头菊(Syncalathium kawaguchii)等动植物为 全国稀有 。 3 西藏高原湿地的生态功能评价 3．1 各组分功能价值估算 1995年，Costanza等人对全球主要类型的生态 系统服务功能进行了评估 ，得出全球生态系统服务 功能价值为33万亿美元／年，这一研究结果的发表 揭开了生态系统服务功能价值研究的序幕。在国 内，湿地生态系统服务功能价值评价刚刚起步，上世 纪 90年代开始对湿地整体功能进行功能价值评估， 1997年，崔丽娟和宋玉祥开始了国内对湿地价值全 面评价研究，2001年，崔保山和杨志峰对吉林省典 型湿地资源效益评价进行了研究，2004年崔丽娟对 鄱阳湖湿地生态系统服务功能价值进行了评估。根 据国内外学者的研究成果，本文主要从物质生产价 值、大气组分功能调解价值、水涵养价值等8个方面 进行计算分析。 3．1．1 生态系统物质生产功能价值 计算公式为 Q1=G·A ·C 。本 研究 G 以湿地 平 均产 草 量 12．69 t／hm2计，C 按拉萨地区牧草市场售价 0．4 元／kg 计，A 为湿地面积 600万 hm／。算出其生 产的鲜草量为 76 141万 t，其价值为 304．56亿元。 3．1．2 大气组分调节 根据光合作用方程式： 6COz(264 g)+6HzO(108 g)一C6Hlz06(108 g)+ 6o2(193 g)一多糖(162 g) j 可知，植物每生产 162 g干物质可吸收 264 g COz。 即生产 1 g植物干物质，需要 1．62 g COz，释放 1．2 g O2。西藏湿地生态系统每年释放 02量为每年生 产的草量 7 614万 t乘以生产 1 g鲜草释放的 ()' 1．2g，计算出释放的 O2为 9136．8万 t。医用制氧 的成本为882．32元／t，计算西藏高原湿地生态系统 的制氧价值为 806．19亿元。吸纳 co2量为每年可 生产鲜草 76 141万t乘以生产 1 g植物干物质需要 COz量 1．62 g，计算得出西藏湿地每年吸收 co2 12 334．68万 t，吸收Co2的价值以辛琨等 j的碳税 收取值标准770元／t计算，得出其价值为949．77亿 元。两项合计1 755．96亿元。西藏湿地大气组分调 节功能价值为 1 755．96亿元。 3．1．3 水源涵养功能 高原上蕴涵的丰富的水资 源，发挥着自然水塔的作用，具有巨大的涵养水源的 生态服务功能。运用水量平衡方法计算湿地生态系 统的功能。 W =0×R ×A[1O] 式中，W 为涵养水源总量(m3)；0为径流系数；R 为降水量(ram)；A为生态系统面积 600万 hm／，西 藏湿地的径流系数按照草地和农田的标准计算为 0．5，降水量根据西藏平均降雨量 500 mm计算。依 据公式计算得出西藏的水源涵养量为 15亿 m ，水 源涵养的总价值为涵养水源量乘以水价，其中水价 用影子工程价格替代，每建设 1 m3库容需投入成本 费为0．67元u。。，西藏的投入成本为内地的2．5倍。 计算得出的西藏高原湿地生态系统的水源涵养价值 维普资讯 http://www.cqvip.com 188 干旱地区农业研究 第 25卷 为25．12亿元。 3． ．4 调蓄洪水功能 沼泽土壤有巨大的持水能 力，饱和持水量达到 830％～1 030％，01代表每公 顷沼泽湿地可蓄水量为 8 100 m3[n]，A1代表西藏 沼泽湿地为 323万 hrn ，可计算出沼泽湿地可调蓄 洪水 261．63万 m3。运用影子工程法计算西藏修建 水库投资 C2约为 6元／m3。根据公式 Q2=A1·01· C，，计算此项服务功能为1 569．78亿元。 3．1．5 生物栖 息地功能 西藏的野生动植 物资源 丰富，在澎波河谷的鸟类中，被受胁物种红皮列为 易危级的有黑颈鹤 1种 ，列为接近受危级的有 1种 ； 被濒危野生动植物种国际贸易公约列在附录中的有 3种[ 。栖息于西藏湿地的国家保护动物有 23个 种，其中属国家 1级保护的 5种。其中被 IUCN受 威胁物种红皮书收录的 3种 ，濒危野生动植物 国际 贸易公约收录的8种，中国濒危物种红皮书收录的 8种，中国重点保护动物名录收录的 18种【1引。 其价值按照 Costanza等人提出的标准，全球湿 地生态系统栖息地功能价值为 304美元／hm2【13] (折合人民币为 2 493元／hm )，按照谢高地等人的 研究青藏高原生态资产价值的取值为 2 234元／ hmz【14] ，根据西藏生物多样性丰富的特点，C3取两 项的平均值为2 346元／]am ，A为生态系统面积 600 万hm ，根据公式 Q =A·C ，计算出栖息地功能价 值为 140．76亿元。 3．1．6 气候调节功能 本研究参照肖玉、谢高地等 人在西藏进行生态服务功能研究时有关气候调节功 能的取值，即 C 以 3 032元／hm 计 ，A为生态 系统面积 600万 hm ，根据公式 Q4=A·C4，西藏湿 地的气候调节功能价值约 181．92亿元。 3．1．7 科研价值 按照 Costanza等人 861美元／ hm [13]标准，折合人民币 Cs为 2 493元／]am ，A为 生态系统面积600万 hm2，根据公式，西藏湿地的科 研价值 149．58亿元。 3．1．8 降解污染功能价值 西藏湿地的降解污染 功能也采用 Robert Costanza的研究成果，即湿地生 态系统的降解污染功能的单位面积价值为 4 177美 元／hm2【16]。则有：降解污染功能的价值=4 177美 元／hm ×600万 hm2×8．3=2 080．15亿元人民币。 3．2 各组分功能价值分析 综上所述，西藏湿地每年总的生态服务总价值 6 207．83亿元。分别为：物质生产功能价值304．56 亿元，大气组分调节功能 1 755．96亿元，水源涵养 价值为 25．12亿元，水文调节功能价值为1 569．78 亿元，生物栖息功能 140．76亿元，气候调节181．92 亿元，科学研究价值 149．58亿元，降解污染功能价 值 2 080．15亿元(表 5)。 表 5 西藏高原湿地生态系统服务价值构成f亿元／年) Table 5 The service value components of Tibet plateau wetland biological system 从表 5可以看出，西藏湿地生态系统服务功能 的总价值为 6 207．83亿元。其中降解污染物的功 能最大，占总服务功能价值的 33．51％，最低的是水 源涵养功能，占总服务功能价值的 0．40％。在所评 价的8种西藏湿地功能价值中，按照价值量大小，依 次为：降解污染功能>大气组分调节 >调蓄洪水> 气体调节>科研文化(生物栖息)>涵养水源功能。 以上计算结果反映了西藏湿地生态系统的特点 和服务功能的价值特征：(1)巨大的解污染物能 力，对流经的污水、污染物有吸附和降解作用，保持 了高原环境的洁净；(2)大气组分调节，西藏湿地 巨大的生物量使其每年都能固定CO2 12 334．68万 t，同时释放 o29 136．8万 t，西藏高原空气稀薄，氧 含量只有平原地区的50％～70％，因此高原生态系 统释放氧气的功能较之低海拔地区对人类的生存和 健康具有重要价值；(3)重要的生物栖息地，西藏湿 地的生物栖息地功能已经获得国际上的认可，它是 重要的候鸟黑颈鹤的越冬繁殖地，也是众多野生动 物的乐园；(4)气候调节功能，西藏高寒缺氧、干旱 多风、空气湿度低，给人们的生活带来极大的困难。 研究表明，沼泽地的蒸发量大于水面蒸发量 1～2 倍 。西藏湿地的存在对调节空气湿度具有重要 作用；(5)物质生产能力，西藏湿地每年生产牧草 7 614万t，为动物提供了丰富的食物；(6)科学研究 价值，西藏湿地其特征世界上独一无二，文化与科研 价值巨大，四川大学，西藏大学已经将其作为科研、 教学及实习基地；(7)水源涵养功能，高原湿地还 可以蓄水、调节河川径流、补给地下水和维护区域水 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 3期 贺桂芹等：西藏高原湿地生态系统结构及功能分析 189 平衡，防止自然灾害，是防洪蓄水的天然“海绵”，高 原降水分布不均匀，通过湿地的调节，储存来 自降 水、河流过多的水量，避免发生洪涝灾害，保证工农 业生产有稳定的水源供给；(8)调蓄洪水，西藏湿 地洪水期可调蓄洪水 261．63万 m3，有效地消除了 洪水的威胁，而且还可以补充低水位期的地下水。 4 结 语 西藏高原作为我国生态环境建设的重要组成部 分，生态状况直接关系到青藏高原地区乃至国家的 生态安全，对全球的大气、水循环具有重要作用。西 藏高原湿地不仅是青藏高原的“物种基因库”和重要 的氧气补给源，也是保持地下水位、增加湿润度和维 持生态平衡的重要“补给器”。西藏高原对中国和亚 洲的气候和生态环境产生了重要影响，其生态系统 的变化也直接影响着高原周边区域乃至全球的环境 变化。因此，研究西藏高原湿地具有深远的意义。 参 考 文 献 ： [1] 西藏自治区土地管理局，西藏 自治区畜牧局．西藏 自治区草地 资源[M]．北京：科学出版社，1994．33～36． [2] 段代祥，赵南先．西藏湿地的现状和保护[J]．四川环境，2006， 25(2)：63—66． [3] 张天华，陈利顶，普布旦巴，等．西藏拉萨拉鲁湿地生态系统服 务功能价值估算[J]．生态学报，2005，25(12)：3177—3181． [4] 朱万泽，钟祥浩，范建容．西藏高原湿地生态系统特征及保护 对策[J]．山地学报，21(增刊)：7—12． [5] 刘务林．中国高原湿地管理及保护发展战略[J]．2003，(6)： 15— 17． [6] 吕 植．西藏生物多样性保护与管理[M]．北京：中国林业出版 社 ，2000． 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Yong—zhong2，JIANG Yan (1．College ofResources and Environmental，Northwest A & F Unversity，Yangling，Shaanxi 712100，China； 2．The Research Center of Recycle Agriaultural Engineering and Technology of Shaanxi Province，Yangling， Shaanxi 712100，China；3．Mozhugongka Forest Bureau in Tibet，Lasa，Tibet 850200，China ) Abstract：Due to the special location of Tibet plateau，there were various wetlands and the eco—system of which had great importance to the whole world．There are rich plateau wetlands ecosystems in Tibet which is endemic to China．Through spotting observation and literature analysis，the research systematically studied the structure，distribution and characteristic of Tibet wetland eco—system．The wetlands in Tibet plateau have such characteristics as various wetlands types，wide distribution but uneven and abundant biodiversity and frangibili— ty，and SO on．By adopting reflection engineering method，the market value method and carbon tax revenue method．the estimated total value of the wetland ecosystem service funcation was 6 207．83×10 yuan／year．Ac— cording to value quantity，the service order was decreasing pollutants>regulating atmosphere compo nent>con— troling and storing flood> material production> regulating climate>scientific and cultural research and biology habitats> water storage．Among which。maximum was decreasing pollutants 2 080．15×10 yuan／year，and minimum was water storage 25．12×1 0 yuan／year． Keywords：Tibet；alpine wetland；structure and function 维普资讯 http://www.cqvip.com