基于生態系統生產總值（GEP）核算的廢棄礦山修復成效評估
——以江西省興國縣為例

劉潤慶，陳 志，朱 青，郭 熙*

（1.江西農業大學 國土資源與環境學院，江西 南昌 330045；2.江西省鄱陽湖流域農業資源與生態重點實驗室，江西 南昌 330045；3.江西省煤田地質局 普查綜合大隊，江西 南昌 330045）

生態系統生產總值（GEP）核算從價值角度量化生態系統狀況，《陸地生態系統生產總值（GEP）核算技術指南》（以下簡稱《指南》）的發布為各地開展GEP核算提供了科學依據［1-2］。有別于GDP，GEP關注生態系統的運行，能充分挖掘綠色生態財富。出于對生態環境的思考，國外大多數學者認同生態系統服務的概念是在千年生態系統評估背景下發展起來的一項全球倡議，部分國家將其納入國家政策以提醒人們環境對人類福祉的重要性［3］。國外相關研究主要集中在森林、海洋等生態系統［4-5］；有的學者將生態系統服務價值納入會計系統，衡量自然資產存量變化以管理生態系統［5］。

國內GEP核算多從生態系統、區域尺度以及單個服務等角度出發，白楊等［6-8］核算了森林、海洋等生態系統或重點功能區的服務價值及其變化；劉超等［9-11］選擇京津冀、省市縣等區域進行了核算；在單類別服務類型上，主要集中于土壤保持、水源涵養［12-13］等調節服務。隨著修復理念的深入及技術的發展，人們逐漸重視生態修復地區的生態價值評估，廢棄礦區以其生態環境的典型性受到部分學者的關注［14-15］。作為重要的礦產資源型省份，江西省的經濟發展因廢棄礦區的存在受到制約，許多地區通過開展生態修復得以恢復或重建生態系統，竭力將已枯竭的“金山銀山”轉化回“綠水青山”。江西興國縣內廢棄礦區已有10年以上的開采歷史，境內生態環境惡劣，嚴重影響了當地的生產生活。

基于生態學、經濟學相關理論與方法，本研究以江西省興國縣內廢棄礦山為例，依據其生態修復工程實施前后土地利用類型的變化，核算了修復前后GEP的實物量與價值量，并量化了生態修復成效，以期為區域生態建設提供科學參考。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況

廢棄礦區位于興國縣東村鄉與樟木鄉，地處北緯26°03′～26°41′、東經115°01′～115°51′之間，共計6個片區（圖1），修復面積共35.81 hm2。區內屬亞熱帶東南季風氣候，年平均氣溫18.8 ℃，年平均日照時數為1861.4 h，年平均蒸發量為1635.8 mm，平均相對濕度為78%。山體整體平緩，自然坡度為15～60°。由于6處廢棄礦山具有同質性且在地理位置上處于小溪坑流域的上下游，據《江西省礦山生態修復項目實施指南》（試行），擬將編制1個實施方案對6個片區實施統一管理。根據各片區遭受破壞程度的不同，采取生態重建與輔助再生相結合的生態修復方式，治理方案包括地形地貌重塑工程、基礎設施工程、生態恢復與防護工程及配套工程。

圖1 興國縣廢棄礦區地理位置圖

修復前，礦區開采時間較早，以露天開采煤礦為主，采煤深一般在30～50 m。由于無序開采與私挖濫采，區內存在多個采剝邊坡和矸石堆積區，存在嚴重的環境遺留問題。作為國家生態安全戰略格局的南方丘陵山地帶，當地具有南方丘陵地區廢棄礦區的典型性，是進行植被修復與水土流失防治的重點地帶。據興國縣第三次國土調查初始數據（表1）可知，修復前區內現狀地類主要為采礦用地、喬木林地、其他草地、河流水面、果園和溝渠。

表1 興國縣生態修復前后土地利用類型及其面積變化

修復后，區內環境有所改善（圖2），生態恢復與防護工程共種植濕地松14540株、爬藤植物6325株、喬木308棵；對小環境及小流域體系進行的系統重塑消除了區內長期存在的地質災害隱患，促進了當地生態功能恢復及自然資源的有機更新。

圖2 興國縣廢棄礦區修復前后對比圖

1.2 數據來源

土地利用類型數據來源于第3次土地利用年度變更調查。降雨量及日氣溫數據來源于當地氣象局。地表徑流系數來源于2020年《生態保護紅線監管技術規范：生態功能評價（試行）》及相關文獻［13，16］。土壤容重等來源于《指南》。旅游收入、全國零售商品價格指數來源于2019年《贛州市統計年鑒》、2020年《全國統計公報》。部分參數設置依據實地調研、土壤采樣數據及相關文獻（表2）。

表2 興國縣生態系統生產總值（GEP）核算參數設置

2 研究區生態產品實物量與價值量計算

2.1 核算指標體系

依據數據可獲取性等原則，考慮評估方法適用性及研究區生態修復情況，本研究根據《指南》選取林地補償收益、農業產品、水源涵養等13項指標進行核算（表3）。不同服務類別核算采用不同方法：直接價值通過市場價值與資產價值體現；間接價值通過碳價格、工業制氧價格等計算，其中，林地補償收益、農產品收益、休閑旅游等服務核算采用市場價值法；水源涵養、土壤保持、洪水調蓄等價值量核算主要應用替代成本法。

表3 興國縣研究區生態修復前后生態系統生產總值（GEP）實物量及價值量核算指標體系

2.2 核算方法

2.2.1 生態系統物質產品價值核算方法 物質產品為在不破壞生態系統穩定的情況下通過利用或轉化而能被人類獲得的物質資源［2］，包括林地補償收益與農業產品，核算公式如下：

上式中，Vm為直接利用物質產品總價值；Yfi為第i類物質產品總產量；Pi為第i類物質產品市場價格；Ci為第i類物質產品投入成本；n為核算區域物質產品類別數。

2.2.2 生態系統調節服務價值核算方法 調節服務是生態系統提供的為改善人類生活等帶來的一切惠益，包括水源涵養、土壤保持、洪水調蓄、碳固定、氧氣提供、空氣凈化、水質凈化、氣候調節、物種保育［2］，核算公式如表4所示。

2.2.3 生態系統文化服務價值核算方法 文化服務是指生態系統為人類獲取知識、放松身心帶來的非物質惠益［10］，可分為景觀游憩、康養與教育。本研究選取景觀游憩進行核算，核算公式見表4。

表4 興國縣研究區生態系統生產總值（GEP）核算公式與說明

3 結果與分析

經過初步核算，修復前廢棄礦區總價值量達32.71萬元，平均40.60元/hm2；修復后，研究區價值量為741.84萬元，較修復前增加709.13萬元，平均增加至507.14元/hm2。其中調節服務價值660.00萬元，占比達88.97%，遠高于物質產品提供和文化服務價值。

3.1 修復前后不同土地利用類型GEP的變化

就土地利用類型而言，修復前，區內河流水面GEP占總價值的71.35%，喬木林地次之，說明未進行生態修復前，河流水面與林地發揮主要生態功能。修復后，采礦用地被修復為林地與耕地，生產總值提高。其中，新增水田生態系統價值占比最大，達49.29%；喬木林地的GEP占比次之，價值量提高至485.71萬元，說明耕地在帶來物質產品收益的同時也對當地生態環境起到了重要的調節作用；果園的GEP價值與修復前相比增加了5.29萬元（表5）。

表5 修復前后不同土地利用類型GEP價值的變化

續表4：

3.2 修復前后不同服務類型價值的變化

從表6可以看出：修復前，由于突出的環境問題，當地不存在物質產品提供與文化服務價值，因此氣候調節、水源涵養等服務價值占比達91.46%；修復后，區域環境得到了改善，土壤保持服務GEP＞水源涵養服務GEP＞氣候調節服務GEP，三者的服務價值占生態系統價值總值的82.78%，因此這3項服務作為修復后研究區的核心服務，生態功能凸顯。

表6 修復前后不同核算科目GEP價值的變化

4 討論

4.1 評估指標選取是生態系統生產總值核算的前提

在不同類型的生態系統服務之間存在相互依賴性，且生態產品功能與價值并非全部一一對應，因此，在生態系統生產總值核算中對評估指標的選擇需要避免主觀性，應該結合研究區域的實際情況全面構建指標體系。

4.2 優化評估方法是生態系統生產總值核算的關鍵

《指南》為GEP核算的技術流程、指標體系與方法等提供了科學參考，具有全面性與普適性［36］。各地在開展GEP核算時，需以《指南》為依據并優化其中服務評估方法。本研究在核算氣候調節服務時，采取《指南》中實測法與生態系統吸收及消耗熱量核算2種方式評估實物量，由于缺乏內外實測溫差以及空氣體積數據，實際測量法無法實現，能值轉化法更易于推廣［2，37］；通過優化生態吸收及消耗熱量核算方法能夠反映礦區植物蒸騰與水面蒸發情況。

價格修正關系到價值的實現，科學合理的價值有利于完善資源-資產轉化機制。GEP核算結果為一段時間內的收益與價值，可以實現生態服務價值的現世性。實際上，生態服務具備的公共物品屬性決定其價值將隨著時間的累積而增加，可通過收益還原法實現未來價值的轉化與估算。

4.3 參數本地化是生態系統生產總值核算的難點

參數設置關乎核算結果的準確與真實。本研究無法根據實地調研獲取全部數據，因此在設置部分參數時參考官方數據及GEP核算的相關研究，并參考相近研究區的部分參數，以體現地方差異。其中，有條件進行本地化的參數包括物質產品中產量、成本等；調節服務中降雨量、蒸散發量、水庫建設單位庫容成本、降雨侵蝕力因子、土壤可蝕性因子、地形因子、減少面源污染價值、土壤中氮磷鉀含量、單位面積保育成本、大暴雨年平均徑流量、碳價格、制氧價格、空調開放天數及電價、單位面積吸收污染物能力及治理成本、污水處理成本等。具有廣泛適應性的參數包括地表徑流系數、植被覆蓋和管理因子、水土保持因子、土壤容重、不同生態系統固碳速率及CO2與O2轉化系數、空調效能比、揮發潛熱及能量轉化耗電量等。

5 小結

核算結果表明：修復前，研究區GEP為32.71萬元，其中氣候調節價值最高，占38.77%；修復后，土壤保持服務的貢獻度最高。生態修復的開展是礦區GEP增加的主導因素，說明生態修復工程為當地生態與生產帶來了巨大的價值。本研究結果可為其他地區開展GEP核算提供參考。

縱向生態補償主要存在于上下級之間，橫向補償則具有更大的靈活性［38］。在生態補償視角下構建指標交易市場有利于實現生態系統服務由資源向資產的轉換。目前國際上主要的生態價值實現方式包括政府為主導的公共支付方式、基于市場的補償方式及生態標記。在本研究中，礦區修復后可產生耕地指標效益1619.15萬元，約為修復后總價值的2.18倍，其中水田收益達1407.50萬元。完善、統一的指標交易市場有利于生態價值的實現，但指標交易的置換在一定程度上忽視了生態服務價值，碳交易應運而生。

固碳對土壤生產力及生態功能的提升具有重要意義。目前，國內多個?。ㄊ校┮验_始碳排放交易試點以實現碳中和的目標［39］，但由于缺乏統一標準，各碳市場交易難以開展。碳排放權交易和碳稅是當前基于市場的主流碳減排措施，前者規定了碳排放許可的限額，后者則規定了碳排放許可的價格［40］。將碳排放權交易和碳稅作為核心構建指標交易市場，能有效發揮市場的作用，充分實現地區生態價值。本文核算結果表明僅依靠修復后的固碳價值不足以支撐碳交易，不同地區土壤的固碳能力差異大，且在核算時大多只考慮植被的固碳能力。今后采取有機碳等生物措施、根據水熱情況種植固碳能力最強的樹種、科學設置種植密度等對GEP的提高以及碳交易的實現具有重要意義。