生态系统服务功能作为生态学和生态经济学研究的一个分支，近年来得到了很大的发展，已成为国内外生态学研究的热点。国外许多生态学家与经济学家已从物理量和价值量两方面分析和探讨了生态系统服务功能价值，发展了针对不同生态系统服务功能与生物资源的评价方法^{[1, 2, 3, 4, 5]}。Costanza等^[6]在总结过去几十年生态系统公益价值评价研究的基础上，将生态系统服务功能归纳为17类，推算出所有生物群区的服务价值，为全面评价生态系统服务功能经济价值提供了有力参考。我国生态学者对生态系统系统服务功能及价值评估方法进行了系统地探索^{[7, 8, 9]}，他们的研究主要集中于对森林、草地和水体等典型生态系统服务功能进行分析和经济评估，但针对湖泊生态系统服务功能价值长期演变的研究仍相当缺乏。随着我国经济的快速发展，湖泊水生态环境的恶化进一步加剧水生态系统服务功能长期衰退，但是我国针对湖泊生态系统服务价值长期演变的研究并不多见。太湖是我国第三大淡水湖，以其丰富的水资源哺育着人类，调节着洪水，灌溉着农田，净化着环境，维持着生态平衡，为太湖流域的经济可持续发展提供了强大的动力。但是近年来太湖水生态环境经历了快速变化的过程，尤其是2007年震惊中外的“太湖蓝藻水华事件”之后，太湖生态系统服务功能价值也可能随之发生改变。尽管已有的研究分别评估了1983年，1993年和2003年的太湖生态系统服务功能价值的变化^[10]，但其研究的时间跨度较大且距离现在时间较长。因此，比较和评估近十年来太湖生态系统服务功能价值的变化，对于进一步认识湖泊生态系统服务功能的演变具有重要理论价值和实践意义。本文基于市场价值法、机会成本法及替代工程法等常见方法，对2000—2009年太湖生态系统的供水功能、提供水产品、航运功能、大气调节、水质净化、调节洪水及旅游等功能价值的演变进行全面、系统的评估，以期为太湖水资源的价值、水污染事件的经济损失评估以及水环境防治与管理提供重要的科学依据。

太湖位于江苏南部，太湖平原中部，地处人口稠密、工农业发达、经济发展迅速的长江三角洲地区。太湖水面面积2338 km^2[11]。湖岸线总线405 km，平均水深1.89 m，最大水深也只有2.6 m，多年平均蓄水量约51.4 亿m³。太湖水资源总量为1615.3×10⁸ m³，蓄水总量达45.9×10⁸ m³，年降水总量424.7×10⁸ m³，比常年减少2.2%^[12]。太湖具有水产养殖、饮水供应、调蓄洪水、水上运输和生态休闲旅游等功能，在我国东部地区社会经济发展中发挥着举足轻重的作用。近年来太湖水环境发生了急剧的变化，到2011年太湖全年期东太湖、东部沿岸区和五里湖水质为Ⅳ类，占全湖面积的19.1%；贡湖和南部沿岸区为V类，占22.5%；其余湖区均为劣V类，占58.4%^[12]。

供给服务功能包括供水功能、提供水产品和航运功能；调节服务功能包括大气调节功能、输沙功能、水质净化功能和调蓄洪水功能；支持服务功能包括蓄水功能，土壤保持功能，维持生物多样性功能；文化服务功能主要指旅游功能。

湖泊生态系统的供水功能采用市场价值法，计算如(1)所示^[13]：

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利用市场价值法计算湖泊生态系统水产品功能价值，公式如(2)所示^[13]

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评价湖泊航运价值采用市场价值法，计算如(3)所示^[10]

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CO₂固定及O₂释放可以通过光合作用公式，用碳税法或造林成本法估算其调节价值。光合作用方程式为： CO₂(264g)+H₂O(108g)→C₆H₁₂O₆(108g)+O₂(193g)→多糖(162 g)

根据光合作用方程，生态系统每固定1 g C可释放2.666 g O₂。计算如(4)所示^[13]

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河湖输沙功能一般采用机会成本法，根据平均输沙量和人工清理河道成本费数据，估算湖泊输沙功能价值。

采用生产成本法评估湖泊生态系统的水质净化功能和价值。计算公式如(6)所示

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基于1999年社会经济水平的多年平均防洪效益,考虑洪灾损失的增长率,根据公式(7)^[15]计算2004—2020年治太工程的历年防洪效益：

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蓄水功能经济价值可用替代工程法估算，计算公式如(8)所示^[13]：

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土壤保持功能一般利用机会成本法，计算公式如(9)所示^[10]

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湖泊旅游功能价值一般采用比例折算法^[13]，计算如(10)所示

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由2000年、2003年、2007年和2009年太湖本地水源供水(分别为325.6×10⁸、306.3×10⁸、221.7×10⁸和202.1×10⁸ m³)^[17]以及对应各年平均水资源费标准(分别为1.553×10^-3、1.712×10^-3、1.885×10^-3、1.909×10^-3 元/kg)，计算获得这些年份年太湖生态系统的供水功能价值。根据中国人民银行公布的年利率^[18]，将2000年，2003年，2007年的价值均贴现到2009年(图 1)结果表明，太湖的供水服务价值呈下降趋势，供水功能服务价值从2000年的700.00 亿元逐渐降低到2009年的385.81 亿元，2007年下降尤其明显。随着近年来太湖水质污染程度的进一步加剧的威胁，今后太湖饮用水供给保障问题仍是一个值得高度关注的问题。

图1 2000—2009年太湖生态系统供给服务价值 Fig.1 Ecosystem service values of supply by the Taihu Lake in 2000—2009

图选项

太湖盛产的鱼类主要有梅鲚、银鱼、草鱼、鲤鱼、鲫鱼、鲢鱼和虾等。由表 1说明，从2003年到2009年太湖主要水产品产量存在一定波动，尤其是2003年至2007年间，其波动幅度较大(江苏省太湖渔业管理委员会办公室)，这可能与2003至2007年间频繁发生的蓝藻水华事故有一定关系。从2000年到2009年10年间，梅鲚产量最高，并且其产量呈稳步增高的趋势；但银鱼、鲤鱼和鲫鱼的产量呈逐年减少的趋势，且在2007年达到产量最低。

根据当年各种鱼类均价，可推算2000年、2003年、2007年和2009年太湖提供水产品功能价值分别为2.55 亿元、8.13 亿元、12.96 亿元和18.65 亿元，并将这些价值贴现到2009年(图 1)，结果表明：2009年太湖水产品功能价值比2000提高了2 倍，但是2003年至2007年间，由于频繁发生的蓝藻水华事故影响了鱼类生长和繁殖，其水产品价值增幅不大。

2 000年、2003年、2007年和2009年太湖流域水路货运周转量分别为7808.73×10⁸、10510.84×10⁸、8965.94×10⁸、19999.23×10⁸ kg/m，旅客周转量分别为20.75×10⁵、10.85×10⁵、14.16×10⁵、15.12×10⁵ 人/m^{[19, 20, 21, 22]}。货运和客运价格分别采用0.060×10^-3元/kg km和0.240元/人km^{[7, 10]}，由此可推算出这些年太湖航运功能价值(图 1)。从2000年起太湖航运功能价值逐步攀升，但是在2007年出现小幅度降低，这可能与当年发生的蓝藻水华污染事故存在一定联系。10年间太湖生态系统航运服务价值从2000年的655.49 亿元逐步上升到2009年的1203.58 亿元。太湖流域运输业不断发展是导致太湖航运功能价值攀升的原因。

太湖水域面积为2338 km²，2000年、2003年、2007年和2009年太湖叶绿素a平均含量分别为0.025×10^-3、0.02×10^-3、0.023×10^-3 g/m³和0.019×10^-3 g/m^3[23]。首先根据浮游植物初级生产力与表层叶绿素a浓度之间的经验模型，计算太湖生态系统固碳量和释氧量。造林成本和释氧成本分别取260.90×10^-3 元/kg C和0.4 元/kg O₂^[24]，从而计算出2000年、2003年、2007年及2009年太湖大气调节功能价值分别为6.95 亿元、6.93 亿元、6.94 亿元和6.93 亿元；进一步贴现到2009年(图 2)，结果表明：2000年至2009年间太湖生态系统大气调节功能价值变化较小。由于控制污染物排放的力度低于污染物排放的强度，因而太湖生态系统大气调节价值小幅度降低。今后应加大太湖流域污染治理的力度，提高太湖生态系统调节大气的价值。

图2 2000—2009年太湖生态系统调节价值的变化 Fig.2 Changes of Taihu ecosystem service value of regulation in 2000—2009

图选项

注入太湖的水系主要分布在太湖的西部和南部，其中以苕溪、荆溪两大水系最为重要,其入湖通流量占入湖径流总量的80%以上。由于湖泊中的悬浮沙一直处于移动状态，无法判定准确时间段的输沙量，考虑到湖泊输沙价值的体现是一个长期的过程，因而本研究在估算湖泊输沙价值时，将其视为一个恒定的值。采用两溪的多年平均输沙量为2.43×10⁵ t^[25]，可计算人工清理河道成本费用为1.5×10^-3(北方)^[26]—4.7×10^-3 元/kg(南方)^[27]，本研究采取南方人工清理河道成本费用(4.710^-3 元/kg)，利用机会成本法对其价值进行计量，由此估算太湖生态系统输沙功能多年平均价值为0.0114 亿元。

2 000年、2003年、2007及2009年全太湖截流固定的TN分别为2.7×10⁷、2.5×10⁷、1.8×10⁷、1.7 ×10⁷ kg，TP分别为106×10⁴、89×10⁴、248×10⁴、76×10⁴ kg，湖泊的N、P净化功能的价值可按生活污水处理成本N为1.5 元/kg，P为2.5 元/kg进行估算。由此可估算近十年来太湖生态系统水质净化功能的价值(图 2)。2000—2009年间太湖生态系统水质净化服务功能价值由0.60 亿元降低到0.28 亿元，说明太湖的自净能力有所降低、环境容量变小、污染排放却日益加重，这也是导致太湖水污染的重要因素之一。水质净化功能是太湖近年来亟需提升的功能之一。

太湖是流域防洪的调蓄中心，在抵抗流域洪涝灾害过程中，太湖利用自身较大的防洪库容，配合科学的防洪调度、蓄泄兼筹，拦蓄洪水，可把全流域的洪涝灾害损失降低到最低程度^[28]。由公式(7)可推算2000年、2003年、2007年和2009年太湖生态系统调蓄洪水功能价值(图 2)。2000—2009年间太湖生态系统调蓄洪水功能价值为18.11—18.62 亿元，基本保持恒定。太湖生态系统对调洪抗洪起到了缓解作用，在一定程度上防治或减少了洪水灾害带来的生命财产损失。

根据太湖流域及东南诸河水资源公报^[17]，可知2000年、2003年、2007年和2009年度太湖蓄水总量分别为47.3、49.2、45.9 亿m³和50.5 亿m³。由于每建设1 m³库容需投入成本0.67 元/a^[29]，据此可计算各年度太湖生态系统的蓄水功能价值(图 3)。2000—2009年间太湖的蓄水功能价值逐渐降低，其中2007年蓄水功能价值出现下降明显，可能是受2007年降水量等气象因素以及太湖蓝藻水华污染事件的影响。

图3 2000—2009年太湖生态系统蓄水、水土保持及旅游功能价值的变化 Fig.3 Changes of Taihu ecosystem service value of water resource storage,soil conservancy and tourism in 2000—2009

图选项

据中科院1997—2000年的调查，全太湖有泥区并且淤积厚度大于0.1 m的面积约为1631.8 km²，占太湖总面积的69.83%；泥层厚度小于0.1m的面积约为706 m²。东、西太湖的西南与西部以及竺山湾、梅梁湾、贡湖湾以及东山岛与西山岛周边淤泥平均厚度为0.5 m，东太湖为1.17 m，竺山湾为0.78 m，梅梁湾为0.75 m，贡湖湾为0.47 m，西太湖近岸带为2 m^[30]。太湖平均底泥厚度为0.82 m，底泥蓄积量为19.15 亿m^3[31]，多年平均淤积量为3.410⁵ t/a^[32]。并根据流域农业总产值和总播种面积，可估算太湖流域单位农田年均收益(表 2)。

再根据公式(9)估算2000年、2003年、2007年和2009年太湖生态系统的土壤保持功能价值(图 3)。随着太湖流域工农业的发展，10年间太湖生态系统的土壤保持功能价值逐渐提高，已由2000年的0.009 亿元上升到2009年的0.018 亿元，这与太湖流域的农业经济迅速增长存在一定相关关系。

太湖生态系统维持生物多样性主要表现在太湖沿岸以及湖面水体是野生动物的栖息地或避难所。Costanza估算了全球23种生态系统类型的十种公益价值，其中，湿地提供栖息地或避难所的价值为304 美元 hm^-2 a^-1[6]。胡金杰推算出2003年太湖生态系统提供生境，维持生物多样性价值为6.07×10⁸ 元^[10]。考虑到栖息地价值的体现是一个长期的过程，在短期内价值视为几乎不变的，2000年，2003年，2007年和2009年的太湖栖息地价值应该变化不大，因而本文在估算2000，2003，2007和2009年的栖息地价值时，将其视为一个恒定的值^[10]。将2000，2003，2007和2009年贴现到2009年，其总价值应为7.56×10⁸ 元。

根据太湖有关景区选取标准，选取与太湖湖水相关的、距离太湖15 km以内的3A级以上(包含3A级)景区。2000年、2003年、2007年及2009年太湖流域内符合标准的景点占总景点的百分数分别为11.7%、12.3%、26.47%及27.51%。再根据2000年、2003年、2007年及2009年旅游总收入数据可估算出这些年份太湖旅游功能价值(图 3)。2000—2009年间太湖流域旅游事业发展迅速，太湖生态系统旅游功能价值已由2000年的189.18 亿元增加到2009年的1853.43 亿元，增长了约10倍。由2007年旅游功能价值增长不明显表明，当年蓝藻水华污染事件对当地旅游产生了明显的负面影响。

由表 3说明，2000年太湖生态系统服务功能总价值为1627.98 亿元，其中价值最大的是供水功能，占总价值的43.00%，其次是航运功能价值，占总价值的40.26%，这两类功能占总价值的83.26%。因而2000年太湖生态系统服务功能中供水功能和航运功能是太湖的核心功能。2000年太湖生态系统服务功能价值构成中，供给服务功能占83.48%，这说明该年生态系统服务主要体现为供给功能。2003太湖生态系统服务功能总价值为1908.68亿元，其中价值最大的是航运功能，占总价值的41.31%；其次是供水功能价值，占总价值的34.20%，这两类功能占总价值的75.51%。因而，2003年太湖生态系统服务功能中航运功能和供水功能是太湖的核心功能。2003年太湖供给服务功能占76.04%，这说明该年生态系统服务仍主要体现为供给功能，但是比2000年降低了7.44%。2007太湖生态系统服务功能总价值为1503.99 亿元，其中航运功能价值最大，占总价值的38.73%，其次供水功能价值占总价值的29.91%，这两类功能就占总价值的68.64%。因而2007年太湖生态系统服务功能中航运功能和供水功能是太湖的核心功能。2007年太湖生态系统服务功能价值构成中，供给服务功能占69.57%，因而2007年生态系统服务仍主要体现为供给功能，但比2003年仅降低了6.47%。2009太湖生态系统服务功能总价值为3528.73 亿元，其中旅游功能价值最大，占总价值的52.52%，其次航运功能价值占总价值的34.11%，这两类功能就站总价值的86.63%。因而，2009年旅游功能和航运功能是太湖的核心功能。太湖生态系统服务功能价值构成中，文化服务功能占52.52%，这说明2009年生态系统服务主要体现为文化功能。这一点与以往几年不同，旅游功能价值超过航运价值成为太湖生态系统的核心价值，同时供水价值所占比例逐年降低。

对2000年、2003年、2007年和2009年太湖各类服务功能价值汇总获得近十年太湖生态系统服务总价值分别为1627.98、1908.68、1503.99 亿元和3528.73 亿元(表 3)。10年间太湖生态系统服务功能价值保持逐渐升高的趋势，但是在2007年却意外降低，这与2007年太湖的蓝藻水华污染事件关系密切。由于蓝藻水华爆发，可能导致太湖供水功能和航运功能等主要功能显著下降，进而导致太湖服务功能总价值的降低。

从2000年到2009年太湖生态系统服务功能价值构成发生了一些变化，但是不论怎样变化，航运功能、供水功能和旅游功能一直是太湖的核心功能。太湖航运功能促进了城乡间的物资交流，为太湖地区生产的发展发挥了举足轻重的作用。供水功能价值作为太湖的核心功能之一进一步证实了太湖作为长三角地区供水水源地的重要性。但是随着流域工农业的发展，太湖水质越来越无法达到饮用标准，因此防止太湖水质继续恶化、保护太湖水环境仍任重而道远。太湖依托稀有山水资源，具有众多3A级以上风景区，近年来国内旅游线路倍受欢迎，并且世界各地的游客也慕名而来；充分发挥太湖生态系统的旅游价值对本区域的发展具有巨大推动作用。

近年来太湖的部分服务功能(例如供水功能，大气调节功能，水质净化功能以及蓄水功能)一直处于下降趋势，应当予以高度重视。同时通过分析也可以看到输沙功能、水质净化功能及土壤保持功能价值相对甚微，说明太湖本身输沙冲淤以及自净能力并不显著。未来对太湖生态系统进行资源管理规划时，如果只重视航运、供水等供给服务价值或旅游等文化价值，而忽略其调节服务功能或支持服务功能价值，可能会造成太湖生态系统服务的损失甚至其功能的丧失，使太湖生态系统遭到破坏。

本研究对2000年到2009年太湖生态系统服务功能进行了货币化评估，估算了服务功能价值的变化，其意义在于充分认识湖泊生态系统的独特价值和作用，为合理开发利用淡水资源提供了信息资料和理论依据。需要说明的是，太湖生态系统服务功能的价值随着时间是不断变化的，这主要是由于太湖面临着严峻的环境问题所导致的生物资源破坏、供水危机、调蓄能力下降、水质全面下降以及水文景观受损等原因造成。根据许妍等人的研究^[33]显示，近年来太湖流域由低风险为主导向中等生态风险转变，环太湖地区是风险源危险度非常高的区域尤其是针对污染排放的风险源，使得太湖面临巨大的接纳污染的压力。近十年来，太湖蓝藻问题频繁发生，其中2007年发生的蓝藻水华污染事件给人们敲响了警钟。为保证太湖流域生态环境与社会经济可持续发展，建议以湖泊生态系统服务功能价值为指导，对现有资源实施合理地利用和有效地保护，加强太湖的生态恢复。

(1) 近十年来太湖生态系统各类服务功能总价值呈逐步增加的趋势，其中2000年、2003年、2007年和2009年太湖生态系统各类服务功能总价值分别为1627.98、1908.68、1503.99 亿元和3528.73 亿元。

(2) 从2000年到2009年太湖流域生态系统服务功能价值构成发生了一些变化，由服务功能价值以供水功能为主体变为以航运功能为主体，近年来又变为以旅游功能为主体，总体上由供给功能向文化功能的转变。

(3) 由于2007年太湖发生严重的蓝藻水华事件，导致当年太湖生态系统服务功能价值意外降低。蓝藻水华可能对太湖供给功能、支持服务功能、文化服务功能产生负面影响。