生态资产是自然资源资产的主要组成部分, 是能够为人类提供生态产品和服务的自然资产^[1]。生态资产是指在一定时间、空间范围内和技术经济条件下可以给人们带来效益的生态系统^[2], 包括森林、灌丛、草地、湿地、荒漠等自然生态系统, 农田、城镇绿地等以自然生态过程为基础的人工生态系统, 以及野生动植物资源。生态资产是形成生态效益的基础, 国内外研究^[3-4]一致认为生态资产为人类提供了丰富的生态效益, 不仅包括物质产品的提供, 还包括水源涵养、土壤保持等调节服务, 美学、教育等文化服务以及养分循环、土壤肥力保持等支持服务。但是全球范围内生态效益的评估, 无论是评价内容、评价指标、评价方法还是评价结果, 不同研究^[5-7]之间的差异都很大, 因此生态效益评估的首要环节是评估产生生态效益的生态资产。

国外学者较少使用生态资产这个概念, 更多使用自然资本(Natural Capital)^[8-9]的概念, 研究多集中在自然资本的价值化^[10-11]。在国内生态资产概念尚未统一^[12-13], 对生态资产价值化的研究从范围到方法到结果都存在较大差异^[14-15], 这种不确定性增加了评估和决策的应用难度, 实物量核算可以有效降低这种不确定性。生态资产的实物量核算即统计不同质量等级的森林、草地、湿地、农田、城镇绿地等生态系统的面积以及野生动植物物种数, 包括数量和质量两个方面。

青海省位于世界“第三极”青藏高原, 是中国乃至亚洲重要的河流源区, 是高原生物多样性的主要分布区, 也是自然生态环境较为脆弱的重点保护区^[16]。青海省的生态环境质量状况不仅对我国的生态文明建设和可持续发展具有重要意义, 同时会对东南亚地区乃至全球的生态安全格局产生影响^[17]。特殊的地理位置和自然条件, 使青海省生态系统呈现出特有的复杂性和脆弱性, 导致青海省社会经济发展水平不高, 但是拥有丰富的生态资产。一直以来, 中央和地方政府高度重视青海省的生态文明建设, 投入大量的资金开展生态环境保护, 不断加大生态补偿力度。生态资产是形成生态效益的基础, 生态资产是生态效益评估的重要指标。对青海省生态资产数量和质量进行全面的核算和评估, 是评价生态补偿成效、评估生态效益的重要步骤。目前, 关于青海省生态系统的研究主要集中在三江源区域^[18-19]和青海湖流域^[20-21], 缺乏全省视角的分析；研究内容主要包括区域生态系统格局变化^[22]、土地利用变化^[23]、草地覆盖度和生产力^[24]等方面。

本文通过同时考虑、核算生态资产面积和质量, 构建并计算生态资产综合评价指标生态资产指数, 全面揭示青海省生态资产特征、数量和质量现状, 分析十五年来的变化动态, 并探讨评估生态保护的生态效益, 以期为青海省的生态补偿、生态保护成效评估提供参考, 同时为其他地区的生态保护成效评估提供借鉴。

1 青海省概况

青海省位于中国西部, 地理位置介于89°24′3″—103°04′10″E, 31°36′2″—39°12′45″N之间, 全省东西长1240.6 km, 南北宽844.5 km, 总面积72.23万km², 占全国总面积的1/13。现辖2个地级市和6个民族自治州, 国家级重点生态功能区县共有21个, 占青海省总面积的60%以上。全省4/5以上的地区为高原, 生态系统以草原、荒漠和裸地为主。近年来, 青海省各类生态补偿投入资金不断增加, 2015年各项生态补偿投入资金总额达到71.98亿元。

2 研究方法

生态资产实物量核算主要包括生态资产数量(面积)和质量两个方面。本研究结合生态系统分类规则、通过遥感解译数据分析得到生态资产数量, 将生态资产质量分为优、良、中、差、劣共五类, 分别根据相对生物量密度、覆盖度和水质确定不同类型生态资产的质量等级。

2.1 数据来源

本文所使用的生态系统分类数据来自由中国科学院和环保部支持的全国生态环境十年变化(2000—2010年)遥感调查与评估项目^[25], 以及全国生态环境五年变化(2010—2015年)遥感调查与评估项目。地上生物量数据采用的是植被指数-生物量法, 根据实地测量的植被生物量数据和遥感数据建立经验统计模型, 然后在遥感数据的基础上反演得到区域范围内植被生物量, 遥感数据来源于中国科学院遥感与数字地球研究所。植被覆盖度数据是基于像元二分模型认为一个像元的NDVI值是由绿色植被部分贡献的信息与无植被覆盖部分贡献的信息组合而成, 通过Modis影像反演得到, NODIS-NDVI数据来源于陆地过程分布式数据档案中心, 植被覆盖度数据来源于中国科学院遥感与数字地球研究所。湿地水质监测数据来自青海省水资源公报^[26-27]。

2.2 生态资产质量

本研究中的生态资产质量主要考虑自然生态资产中的森林生态资产、灌丛生态资产、草地生态资产和湿地生态资产, 没有考虑荒漠、裸土、冰川/永久积雪等自然生态资产以及农田、水库等以自然生态过程为基础的人工生态资产。研究选取地上生物量、植被覆盖度和水体质量作为生态资产质量评价因子, 森林和灌丛生态资产质量采用基于像元的相对生物量密度进行评价, 草地生态资产质量采用植被覆盖度进行评价, 湿地生态资产质量采用水体质量等级进行评价^[28]。具体评价指标及分级标准如表 1所示。

其中, 森林、灌丛和草地生态资产质量计算方法为：

式中, EAQ_ij为i类生态资产j像元的生态资产质量；B_ij为i类生态资产j像元的生物量, 通过遥感反演得到；CCB_i为i类生态资产顶级群落像元的生物量, 通过生态系统长期定位观测数据得到；C_ij为i类生态资产j像元的植被覆盖度, 通过遥感反演得到；CCC_i为i类生态资产顶级群落像元的覆盖度, 通过生态系统长期定位观测数据得到。

湿地生态资产的水体质量等级来源于当地监测数据。

2.3 生态资产指数

为了能够准确反映生态资产实物量的变化, 实现不同区域之间的相互比较, 本研究建立同时反映数量和质量的生态资产指数指标, 综合评价和核算森林、灌丛、草地、湿地等自然生态资产实物量。

即不同质量等级(优、良、中、差和劣)的生态资产面积与相应质量权重因子(k)的乘积与该类生态资产总面积与最高质量权重因子(k=5)乘积的比值, 得到生态资产质量等级指数(无量纲), 生态资产的面积(km²)与全国总面积(9600000 km²)的面积比值得到归一化的生态资产面积指数(无量纲), 质量等级指数与面积指数的乘积, 即为生态资产综合指数。

式中, EQ：生态资产综合指数；EQ_i：第i类生态资产指数；i：生态资产类型, i=1, 2, 3……n；n：生态资产类型数量；k：生态资产质量等级指数, 即1—5级；EA_ik：第i类生态资产第k等级的面积；EA_i：第i类生态资产的面积。

3 结果与分析 3.1 生态资产特征

青海省地理位置特殊, 气候条件独特, 孕育了类型多样种类丰富的生态资产, 主要包括草地生态资产、湿地生态资产、灌丛生态资产、森林生态资产和裸地生态资产、荒漠生态资产、冰川/永久积雪生态资产等自然生态系统, 水库生态资产、农田生态资产、城镇绿地生态资产等以自然生态过程为基础的人工生态系统, 以及重要保护动植物等野生动植物资源。

3.1.1 生态资产面积特征

从面积分布特征来看(图 1, 表 2), 草地生态资产面积最大, 广泛分布于青海省的东部和南部, 总面积达到38.2万km², 占青海省自然生态资产总面积的55.8%, 其中重点生态功能区草生态资产占比为72.2%；其次是主要分布在西北部非重点生态功能区的荒漠和裸地生态资产, 面积为22.4万km², 占全省自然生态资产的32.8%；以沼泽、湖泊为主的自然湿地生态资产占地4.6万km², 主要分布在重点生态功能区, 占比为6.7%；青海省的灌丛生态资产面积不大, 主要分布在果洛州、海北州和海南州, 面积为2.6万km², 占全省自然生态资产面积的3.8%, 重点生态功能区灌丛面积占72.2%；青海省森林生态资产面积较小, 为0.3万km², 以常绿针叶林为主, 平均分布在重点生态功能区和非重点生态功能区；冰川/永久积雪主要分布在重点生态功能区, 面积为0.4万km², 占比0.6%；农田、水库、城市绿地等以自然生态过程为基础的人工生态系统主要分布在非重点生态功能区, 以上生态系统在非重点生态功能区的面积占比均在65%以上。

3.1.2 生态资产质量特征

从生态资产质量特征来看(表 2), 青海省森林生态资产质量呈两极分化状态, 优级和劣级占比分别为32%和39.4%, 重点生态功能区生态资产质量明显好于非重点生态功能区；灌丛生态资产质量较差, 劣级占比达到42.8%, 非重点生态功能区劣级灌丛生态资产占比为54.1%, 质量明显低于重点生态功能区；草地生态资产质量分布较为均匀, 优良以上级别占草地总面积的32.1%, 重点生态功能区良级以上和差级以下草地占比分别为37.8%和43.2%, 优于非重点生态功能区的17.5%和70.1%；自然湿地生态资产质量整体较好, 非重点生态功能区优于重点生态功能区, 非重点生态功能区自然湿地质量均在中级以上, 重点生态功能区中级以上自然湿地面积占95.3%。

3.1.3 生态资产指数特征

2015年青海省生态资产综合指数为278.22(图 2)。其中, 作为青海省的主要生态资产, 草地生态资产指数最高, 为220.87；森林生态资产指数为1.46, 灌丛生态资产指数为13.5, 湿地生态资产指数为42.4。重点生态功能区生态资产综合指数为218.57, 占青海省生态资产综合指数的78.6%；非重点生态功能区生态资产综合指数为59.65, 是全省生态资产综合指数的21.4%。

3.2 生态资产变化

2000以来青海省生态资产格局基本稳定, 面积变化幅度不大, 但是森林、灌丛、草地和自然湿地等自然生态资产质量有较大提升, 生态资产指数稳步增长。

3.2.1 生态资产面积变化

2000年以来, 青海省自然生态资产面积变动不大, 增加3239.3 km²。森林、灌丛、自然湿地、荒漠/裸地、水库和城市绿地生态资产面积呈增加趋势(表 3), 其中自然湿地面积增长显著, 增加5969.4 km², 增幅为15.1%, 重点生态功能区增幅明显高于非重点生态功能区；水库生态资产增加214.8 km², 增幅49.8%, 主要增加在非重点生态功能区；森林、灌丛、荒漠/裸地和城镇绿地生态资产面积均为小幅增加。草地、冰川/永久积雪和农田生态资产面积呈下降趋势, 农田生态资产面积减少5417.3 km², 减幅达39.5%, 重点生态功能区农田面积减幅大于非重点生态功能区；冰川/永久积雪生态资产面积减少1292.9 km², 降幅23%, 重点生态功能区和非重点生态功能区降幅相当；草地生态资产面积有小幅下降, 减少2443.3 km², 降幅0.6%, 主要发生在重点生态功能区。

3.2.2 生态资产质量变化

十五年间, 青海省生态资产质量整体呈现提升趋势(图 3), 优良质量以上生态资产面积增加61920.1 km², 增幅高达55.5%；其中, 重点生态功能区优良级别以上生态资产面积增加48621.9 km², 非重点生态功能区优良以上生态资产面积增加13298.3 km²；质量增加区域主要分布在东部和南部, 质量下降区域主要集中分布在西北部地区(图 4)。从各类生态资产来看, 草地生态资产质量提升较为显著, 优级和良级草地分别增加85.6%和64.4%, 同时中级、差级和劣级草地面积均呈减少趋势；森林生态资产质量有所提升, 良级以上面积增加24.2%, 重点生态功能区内提升显著于非重点生态功能区；灌丛生态资产质量变化不大, 重点生态功能区内变现为质量提升, 非重点生态功能区内质量下降；自然湿地生态资产质量整体表现为增加, 重点生态功能区内中级以下自然湿地变化为从无到有, 非重点生态功能区内差级以下自然湿地从有变无。

3.2.3 生态资产指数变化

2000—2015年, 青海省生态资产综合指数从240.37增长到278.22, 提高了15.7%(表 4)。其中, 面积和质量的增加使森林、灌丛和自然湿地生态资产指数分别增加14.1%、25.7%和15.4%；草地生态资产质量的大幅提升是草地生态资产指数增长的主要原因, 增幅为15.3%。导致青海省生态资产发生变化的主要原因包括生态保护与恢复、气候变化、城镇扩张等(表 5)。

实施退耕还林还草、湿地生态补偿、三江源自然保护区生态保护和建设工程、青海湖流域生态环境保护与综合治理工程等一系列生态保护与恢复工程使青海省自然湿地、草地、灌丛和森林生态资产面积分别增加2867.2、2151.9、360.6 km²和34 km², 农田面积减少4449.7 km², 非重点生态功能区内生态资产面积增加较为明显；同时生态保护与恢复工程使青海省生态资产质量显著提升, 尤其是草地生态资产、自然湿地生态资产质量的提升和重点生态功能区内生态资产质量的提升较为明显。

由于特殊的地理位置和生态区位特征, 青海省生态资产变化受气候因素影响亦较为明显。气候变化导致冰川/永久积雪融化, 使全省范围内冰川/永久积雪面积减少1335.6 km²、自然湿地生态资产面积增加7468.6 km²、草地生态资产面积减少7466 km², 重点生态功能区内冰川/永久积雪面积减少980 km²、自然湿地生态资产面积增加7255 km²、草地生态资产面积减少7252.4 km²；同时气候变化表现出来的蒸发量增加, 使全省范围内自然湿地生态资产面积减少3401.4 km²、草地生态资产面积增加3410.3 km², 重点生态功能区内自然湿地生态资产面积减少3036.7 km²、草地生态资产面积增加3047.4 km²。气候变化也在一定程度上促进了森林、灌丛、草地生态资产质量的提升。

同时, 近年来城镇扩张使农田生态资产、荒漠/裸土生态资产、草地生态资产面积分别减少1022.1、970.7 km²和392.4 km², 城镇扩张造成的农田生态资产和荒漠/裸土生态资产面积减少主要发生在非重点生态功能区, 城镇扩张造成的草地生态资产面积减少主要发生在重点生态功能区。局部生态系统退化主要发生在重点生态功能区内, 使自然湿地生态资产面积减少1018.8 km², 荒漠/裸土生态资产面积增加1092.5 km²。

4 结论与讨论

本文通过分析青海省生态资产特征、核算数量和质量、计算生态资产指数, 揭示了青海省生态资产的现状及其变化情况, 评估了青海省生态补偿和生态保护成效与生态效益。得到以下结论：

(1) 青海省生态资产以草地生态资产为主, 占青海省自然生态资产总面积的55.8%；其次是荒漠和裸地生态资产, 占全省自然生态资产的32.8%。森林生态资产, 灌丛生态资产, 草地生态资产, 以沼泽、湖泊为主的自然湿地生态资产和冰川/永久积雪主要分布在重点生态功能区；荒漠/裸地生态资产和农田、水库、城市绿地等以自然生态过程为基础的人工生态系统主要分布在非重点生态功能区。青海省森林生态资产质量呈两极分化状态；灌丛生态资产质量较差；草地生态资产质量分布较为均匀, 优良以上级别占草地总面积的32.1%；自然湿地生态资产质量整体较好。2015年青海省生态资产综合指数为278.22, 草地生态资产指数最高, 为220.87；重点生态功能区生态资产综合指数为218.57, 非重点生态功能区生态资产综合指数为59.65。

(2) 2000—2015年间, 青海省生态资产格局基本稳定, 面积变化幅度不大, 但是森林、灌丛、草地和自然湿地等自然生态资产质量有较大提升, 生态资产指数稳步增长。全省自然生态资产面积增加3239.3 km², 其中自然湿地面积增长显著, 增幅为15.1%；草地生态资产面积有小幅下降, 降幅0.6%, 均主要发生在重点生态功能区。水库生态资产增加49.8%, 农田生态资产减少39.5%, 均主要发生在非重点生态功能区。青海省生态资产质量整体呈现提升趋势, 优良质量以上生态资产面积增加61920.1 km², 增幅高达55.5%；其中, 重点生态功能区优良级别以上生态资产面积增加48621.9 km², 非重点生态功能区优良以上生态资产面积增加13298.3 km²。十五年间, 青海省生态资产综合指数从240.37增长到278.22, 提高了15.7%。其中, 面积和质量的增加使森林、灌丛和自然湿地生态资产指数分别增加14.1%、25.7%和15.4%；草地生态资产质量的大幅提升是草地生态资产指数增长的主要原因, 增幅为15.3%。

(3) 实施退耕还林还草、湿地生态补偿、三江源自然保护区生态保护和建设工程、青海湖流域生态环境保护与综合治理工程等一系列生态保护与恢复工程使青海省自然湿地、草地、灌丛和森林生态资产面积分别增加2867.2、2151.9、360.6 km²和34 km², 农田面积减少4449.7 km², 同时生态保护与恢复工程使青海省生态资产质量显著提升, 尤其是草地生态资产、自然湿地生态资产质量的提升。这说明青海省生态保护已经初见成效, 退耕效果尤为显著, 生态效益得以显现, 与已有研究结果基本一致^[29-30]。研究发现, 重点生态功能区内生态资产质量的提升较为明显, 而非重点生态功能区内生态资产面积增加较为明显, 尤其是在农田退耕方面, 重点生态功能区内农田比例很小, 基本没有退耕余地, 非重点生态功能区农田退耕比例很大。研究还发现位于重点生态功能区以外的共和县、贵南县等区域生态资产质量提升同样较为显著, 这是因为这些县域虽然不属于重点生态功能区县, 但是被列为重点生态功能区转移支付考核县。这说明青海省对生态保护的重视不仅局限于重点生态功能区内, 而是面向全省；对生态资产的保护不仅局限在数量层面, 同时注重生态资产质量的提升；对生态环境的保护不仅重视投入, 同时注重以考核为抓手加强管理导向。青海省生态资产变化受气候因素影响亦较为明显, 结合已有研究^[31-32]可以发现气候变化使冰川/永久积雪面积减少, 自然湿地生态资产面积增加, 草地生态资产面积减少, 同时在一定程度上促进了森林、灌丛、草地生态资产质量的提升。于此同时, 近年来城镇扩张使农田生态资产、荒漠/裸土生态资产、草地生态资产面积减少, 这些变化主要发生在非重点生态功能区。由此可见, 青海省的生态保护活动发生在全省范围内, 而人类的社会经济活动主要发生在非重点生态功能区。

(4) 总的来看, 青海省的生态保护已经取得一些成效, 生态资产状况稳步提升, 生态效益有所提高。但是受气候变化、人为活动等影响, 青海省的生态保护形势依然严峻, 生态文明建设压力依然不减。青海省依然要坚决把保护生态环境放在第一位, 扩大生态补偿、生态保护范围, 加强生态保护力度、监督力度和考核力度, 提升生态资产数量和质量, 守护好“绿水青山”的数量, 保护好“绿水青山”的质量, 为提供更多优质生态产品和服务打下坚实的基础, 为全国的生态文明建设贡献力量。本研究为了能够准确反映生态资产实物量的变化, 在结合遥感数据核算生态资产面积、结合区域内顶级群落质量归一化评估生态资产质量的基础上, 创建了同时反映数量和质量的生态资产指数指标, 综合评价各类自然生态资产实物量, 并以全国总面积(9600000 km²)对各类生态资产面积进行归一化得到生态资产面积指数, 可以实现不同区域之间的相互比较。研究结果较好地反映了青海省的生态资产的客观现状、变化情况和生态保护成效, 表明本研究的指标体系和技术方法在现有的数据基础上可以作为生态资产数量和质量评估的方法, 可以为生态资产监管提供支撑, 可以为生态补偿成效、生态效益评估提供借鉴。