2.2.2　南水北調工程對北京水生態系統服務功能的影響分析

南水北調水作為北京水資源系統的重要組成部分，對生態環境的影響也是通過整體水生態系統產生作用的，因此，南水北調對水生態系統服務功能的影響也可通過生態服務價值核算。

2.2.2.1　南水北調來水前后北京水生態服務功能變化分析

結合北京水生態系統的功能、屬性和用途，采用聯合國千年生態系統評估（Millennium Ecosystems Assessment）的分類方法，北京水生態服務功能價值評價指標體系由提供產品功能價值、支持功能價值、調節功能價值、文化服務功能價值4大類功能價值20項價值指標構成，見表2.21。提供產品功能價值包括，居民生活用水、產業用水、漁業產品、水電蓄能、水源地溫5項指標；調節功能價值包括，地表水資源調蓄、地下水資源調蓄與補給、水質凈化、氣候調節、洪水調蓄和凈化空氣6項指標；支持功能價值包括，固碳、釋氧、營養物質循環、生物多樣性保護、生活質量改善、預防地面沉降6項指標；文化服務功能價值包括，旅游休閑娛樂、水景觀以及水文化傳承3項指標。

從全市水生態系統服務功能和價值變化來看，北京水的生態系統服務功能正在逐步優化和完善。2016年北京水的生態服務價值為4434.26億元，相當于北京2016年GDP的17.8%，相對比于2014年南水北調進京前的生態服務價值（4032.69億元）提高10%。其中變化比較大的是調節服務功能，價值量提高38%，主要是由于地表水資源和地下水資源可利用量增加，水面面積提高，從而使得水生態系統的調蓄能力提升、氣候調節功能加強，空氣得到進一步凈化。

2.2.2.2　南水北調水帶來的生態系統服務功能評價

南水北調工程及南水北調來水形成的水生態系統為北京市居民與經濟社會文化發展提供了環境條件及效用，也可認為南水北調給北京市水生態服務價值帶來了提升。結合北京水生態系統的功能、屬性和用途，采用4大類服務功能進行研究。

北京市南水北調水生態服務功能的價值是人們從北京水生態系統獲得增加利益和效用的貨幣化表現，是由北京市南水北調各水生態服務功能的使用價值構成的，可以歸納為以下4類。

（1）直接利用價值。

北京市南水北調生態系統產出的產品所帶來的價值，包括產品水、漁業產品、工農業生產要素、景觀娛樂等帶來的直接價值。

（2）間接利用價值。

北京市南水北調水生態系統提供的無法商品化的生態服務功能的價值，如空氣質量調節、氣候調節、生活質量改善、預防地面沉降等調節和支持功能帶來的間接價值。

（3）選擇價值。

人類為保證將來可獲得北京市南水北調水生態系統服務功能的直接利用價值和間接利用價值而愿意支付的價值。如北京市南水北調水生態系統服務功能中的涵養水源、凈化空氣、凈化水質、水文化傳承等。包括個人未來使用、子孫后代未來使用和別人未來使用的水生態系統提供的服務功能。

（4）存在價值。

為保證北京市南水北調生態系統服務功能而愿意支付的價值，是北京市南水北調水生態系統自身的價值。

但間接利用價值、存在價值、選擇價值之間存在一定的價值重疊，將它們分開是有一定難度的。因此，以北京現有的已知的水生態服務功能為基礎，按照經濟價值的核算方法，采取分類計算各類水生態服務功能量的價值然后加總的方法，得到北京南水北調水生態服務功能的總經濟價值。

南水北調調水進京后，將南水北調水納入全市水資源統一實施調配，本著優水優用的原則，按照“喝、補、存”的優先順序，主要用于居民生活、回補地下水源、利用水庫存蓄。從南水北調的利用情況及水的服務功能角度出發，篩選確定評價指標，并評價南水北調進京后2016年服務功能量及價值量見表2.22。

2.2.2.3　南水北調水對優化北京水生態環境的貢獻分析

由以上分析可以看出，南水北調水進京后，北京市2016年水的生態服務價值比2014年增加401.57億元，其中增加幅度最大的即為調節服務功能（提高了38%），主要原因是地表水資源量和地下水資源量增多，使得水資源調蓄功能優化、預防地面沉降功能完善；水面面積增加促進水面蒸發吸收熱量、增加水汽量，促進市民空氣溫度的舒適感，起到氣候調節的作用；水面面積增加還提升了空氣中負離子的數量，凈化了空氣，使得居民的生活環境更加宜居。

南水北調水進京后，更加優化了北京水資源配置系統，提升了北京整體的水生態系統功能。自2014年“南水”進京后，提升了供水保障能力，增加了水資源戰略儲備（增加了可利用水資源量），緩解了地下水位下降趨勢，有效預防了地面沉降，增大了水面面積，改善了城市水生態環境。從其提供的生態服務價值量來看，南水北調水累計增加生態系統服務價值284.15億元，在全市水生態服務價值增加量（401.57億元）的貢獻率為70.76%，有效促進了全市生態環境的改善，推動了宜居城市的建設。

（1）水資源量增加引起的生態服務功能變化。

1）提供水資源服務功能。南水北調來水主要配置在生產、生活、生態用水等方面，通過對評價指標進行篩選，主要包括居民生活用水、產業用水、公共用水（主要指生態環境用水）等指標。因此，北京市南水北調水生態系統提供的產品主要有：居民生活用水、產業用水和公共用水。

南水北調水進京后，作為全市重要水源為居民、產業和生態環境提供了水資源。由于南水北調水源分配到水廠進入供水系統后，已無法區分具體用于居民家庭、產業和環境的具體水量，故提供水資源功能由2016年南水北調供水量8.38億m3來體現，即2016年南水北調水為北京市水生態系統提供的水資源服務功能增加了8.38億m3。

2）地表水資源調蓄功能。地表水資源調蓄是通過河道、水庫等將雨水、外調水集中儲存起來，既可以避免汛期大量的雨水形成洪澇災害，又可以通過洪水徑流調節，為旱季提供水資源，并將水資源輸送到需要的地方。同時，地表水資源還通過土壤、湖泊、河流、濕地等對地下水資源進行回補，涵養地下水。

南水北調地表水資源調蓄的主要形式是密云水庫、懷柔水庫、十三陵水庫、大寧水庫等調蓄水庫。截至2016年年底，南水北調累計向水庫存水4.01億m3，增加水庫的水資源調蓄功能，即2016年南水北調水增加的北京水生態系統水資源調蓄功能量為4.01億m3。

3）地下水資源調蓄及補給功能。地下水調蓄是指通過自然入滲方式將雨季或淡季地表水儲存在地下含水層空間。由于其儲量大、分布均勻、流動緩慢、季節性變化小，可達到豐水期自然儲存，枯水期開發利用的目的。北京市地下含水層分布廣泛、相對集中等特點，決定了地下水調蓄具有依賴性強、調蓄庫容大、蒸發量小，水資源損失率低以及水質較好、能夠緩解和改善環境地質問題的特性，因此具有很高的生態效益。

南水北調地下水資源調蓄與補給主要通過密懷順地下水庫、永定河沖積扇等地下存蓄空間調蓄水資源、補給涵養地下水資源。2016年，向潮白河、懷柔應急、海淀山前等地下水源地累計存水約1.42億m3。這些南水北調水通過補給來實現調蓄中“蓄”的功能。地下水調蓄增加了可利用水資源量，同時通過補給地下提升了地下水水位，減少了地下水抽取的機會成本。因此，南水北調水地下水調蓄的功能指標分為兩部分，一是地下水資源調蓄功能；二是地下水資源補給機會成本。即2016年因南水北調水回補地下，北京水生態系統的地下水資源調蓄及補給功能量提高1.42億m3。

4）生活質量改善功能。隨著人們物質生活水平的提高，人們對于生活質量的追求和享受越來越高，也越來越愿意花費一定的財產來改善生活質量，人們不僅對休閑、娛樂和美學享受等服務有著越來越高的需求，對生活用水的要求也越來越高，在水價符合個人支付意愿的情況下，人們往往不會滿足于僅夠維持自己最低生活所需水量，而總是會多消費一部分水量來用改善自己的生活質量。水生態系統作為水資源的重要源泉，在生活質量改善的功能方面起著重要的作用。

生活質量改善主要是考慮人在生活過程中本可以減少但為了提高自己生活質量而愿意支付的一部分水資源量的價值，根據相關學者情景模擬研究的結果，在一定的階梯水價情景下，北京市居民滿足基本生活需求的人均生活年最低用水量為14m3，北京市2016年常住人口為2172.9萬人，2016年南水北調為居民和產業用水提供8.38億m3，則2016年南水為北京市居民用于改善生活質量的用水量增加5.34億m3。

5）預防地面沉降功能。地面沉降是指在一定的地表面積內所發生的地面水平面降低的現象，其形成的原因主要包括地質原因和人為原因，其造成的經濟損失涉及面廣，影響范圍大。北京地面沉降其中最主要的原因就是地下水的過量開采。北京地下水主要是開采地表以下的70～200m的承壓含水層，若開采過量，水位不斷下降，造成含水層骨架壓縮，直至固結，將產生地面沉降。因此，地下水對于穩定地層、預防地面沉降具有重要作用。

南水進京后，通過向潮白河、懷柔應急、海淀山前等地下水源地回補地下水，能有效提高地下水儲量，提高地下水埋深，進而預防地面沉降。即南水北調水為北京水生態系統的預防地面沉降功能貢獻1.42億m3。

（2）水面面積增加引起的生態服務功能變化。

南水北調水進京后，替代密云水庫用于河湖補水主要包括向昆明湖、“六海”、曉月湖、南護城河、北護城河等城市河湖生態補水，與再生水聯合調度，改善了河湖水質，重點區域河湖水質接近地表水Ⅲ類，有力地保障了水環境安全。同時，南水北調配套工程大寧調蓄水庫、團城湖調節池、亦莊調節池實現蓄水，增加水面面積約550hm2。

1）氣候調節功能。水生態系統中分布有大面積的水面、植被和濕潤土壤，水生態系統特殊的熱力學性質使得水生態系統不斷地與大氣之間進行熱量和水分交換，調節氣溫、增加大氣濕度等，為生活在水生態系統周圍的生物和非生物提供有利的小氣候條件，更重要的是，水生態系統的氣候調節功能還可以減少人類為了降溫避暑及提高空氣濕度而消耗的費用，從而為人類帶來利益。

水生態系統水面蒸發會吸收一部分熱量并提供一部分水汽，使空氣溫度降低、濕度增加。因此北京市水生態系統氣候調節功能的物質量包含水生態系統水面蒸發吸收熱量以及水生態系統蒸發調節空氣濕度的水汽量。

a.吸收熱量。北京市多年平均水面蒸發量為1100mm，南水北調水增加水面面積550ha。考慮到隨著溫度升高，水的汽化熱會越來越小，因此本研究保守取值，取水在100℃，1標準大氣壓下的汽化熱2260kJ/kg，南水北調水帶來的水面蒸發吸收的總熱量為1.4×105 kJ。

b.增加水汽量。北京市多年平均水面蒸發量為1100mm，南水北調水增加水面面積550ha，則水面蒸發的水量為600萬m3。也就是說，南水北調水為促進北京水生態系統為空氣提供600萬m3的水汽，提高了空氣濕度。

2）凈化空氣功能。水生態系統通過水面蒸發和植物蒸騰，使空氣濕度增加，從而吸收大氣中的粉塵及一些有毒氣體，此外，水生態系統還可以增加空氣中的負離子。

a.增加負離子。動態水能增加空氣負離子水平的原因是水在高速運動時水滴會破碎，水滴破碎后會失去電子而成為正離子，而周圍空氣捕獲電子而成為負離子。另外，動態水在噴濺時對空氣中的氣溶膠粒子也起到淋洗作用，使空氣清潔度增大，再加上增加了空氣濕度等，這些原因共同造成了動態水能增加空氣負離子的效應。

凈化空氣功能按照北京市流動水面空氣中所含負離子數量來計算。負離子總數量按照流動水體，即河道上方10m處空氣中所含負離子總數來計算。南水北調增加550hm2流動的水面面積，計算得出增加的負離子總數為2.0×1017個。

b.降低粉塵。吸收降塵、凈化空氣功能價值按照北京市各區水域吸收的降塵量來計算。根據2005年全國土地利用分類，統計出城區、各區縣濕地面積，利用各區縣月均降塵量可計算得出水域面積平均降塵量為7.23t/（km2·月），南水北調增加水面面積550hm2，可計算得出南水北調水吸收粉塵總量為500t。

（3）水環境改善引起的娛樂休閑功能變化。

1）旅游休閑功能。休閑活動離不開自然景觀，而水是自然景觀的靈魂。流動的水體和穩固的岸體構成了河流景觀動與靜的和諧統一。人們通過旅游和休閑娛樂，可以獲得安謐性、運動性、持續性和舒適性的美學享受和精神體驗。通過對人類行為過程模式研究的結果顯示，人們偏愛含有植被覆蓋和水域特征并具有視野穿透性的景觀。如劃船、釣魚、游泳等在河流湖泊內進行的娛樂活動以及沿河岸的露營、野餐和遠足等休閑活動，是對河流湖泊風光的美學體驗和感官享受。

河湖景觀對人們具有強烈的吸引力，自古以來，我們祖先擇居的一個重要原則就是依山傍水，尤其是傍水而居。現代人也有強烈的親水需求。北京房地產界熱炒親水住宅，正是抓住了人們向往水的心理。目前市區六海、昆玉河、北護城河、轉河等河湖，紫竹院、玉淵潭等水域公園，溫榆河等近郊區河湖周邊的房地產價格普遍高于附近相同檔次的房地產，水景觀對房地產價格的推動作用明顯。南水北調水向大寧水庫蓄水后，提高了大寧水庫周邊的水生態環境，水生態服務功能不斷優化，使得大寧水庫周邊的大寧山莊等房產的價值提升，這也是南水對優化北京水生態服務功能的一種表現。

2）水文化傳承功能。水還有文化傳承功能。河流生態系統的自然美還帶給人們多姿多彩的科學與藝術創造靈感。不同的河流景觀孕育著不同的地域文化和宗教文化，如尼羅河孕育的埃及文明、黃河孕育的中華文明，由此也形成了各具特色的美學意向、藝術創造和民風民俗。在這種意義上，河流生態系統是人類重要的文化精神源泉和科學技術及宗教藝術發展的永恒動力。

北京具有悠久的歷史和燦爛的文化，北京城的發展與水息息相關，水文化在北京歷史文化中占據重要地位。北京的水文化主要體現在水利文化、運河文化等方面。

南水北調工程具有獨特的水文化，不僅體現在水利工程文化上，還具有科教及文化傳承功能。團城湖區域作為愛國主義教育基地，每年接待各界參觀人員萬余人，許多單位借助基地開展黨日、團日教育活動。通過實地參觀南水北調工程，了解南水北調對首都可持續發展的重要作用，使參觀者理解北京作為水資源緊缺的城市，亟須提高節水、護水、愛水意識，提升水文化自信。