使用当量因子法计算生态服务价值
使用当量因子法计算生态服务价值
生态系统服务价值评估是生态学和环境科学领域的重要研究内容。当量因子法作为一种常用的方法，通过构建不同类型生态系统服务功能的价值当量，结合生态系统的分布面积进行评估。本文将详细介绍当量因子法的原理、计算步骤和具体应用，帮助读者掌握这一方法在实际研究中的应用。
当量因子法
当量因子法是将生态系统服务功能分类，以可量化的标准构建不同类型生态系统各种服务功能的价值当量，结合生态系统的分布面积进行评估。该方法数据量少，较为直观易用，适用于区域和全球尺度生态系统服务价值的评估。当量因子法由谢高地老师提出，具体内容和理解可以参考谢老师的以下两篇文献：
- 谢高地,张彩霞,张雷明,等.基于单位面积价值当量因子的生态系统服务价值化方法改进[J].自然资源学报,2015,30(08):1243-1254.
- 谢高地,张彩霞,张昌顺,等.中国生态系统服务的价值[J].资源科学,2015,37(09):1740-1746.
当量因子法计算生态服务价值
当量因子表
谢高地老师针对不同土地利用类型的不同生态系统服务功能，提出了单位面积生态系统服务价值当量表：
生态系统服务价值计算公式
基于当量因子表，可以计算具体土地利用类型的生态系统服务价值，具体计算公式为：
*服务价值 = 当量 E a E_aEa * 地类面积
其中E a E_aEa 为修正系数，具体计算公式如下：
E a = 1 7 ∑ i = 1 n m i p i q i M E_a = \frac{1}{7}\sum_{i=1}^{n}\frac{m_ip_iq_i}{M}Ea =71 i=1∑n Mmi pi qi
其中，E a E_aEa 为单位面积农田生态系统提供食物生产服务功能的经济价值（元/公顷）；i ii为农作物种类；p i p_ipi 为i ii种农作物某年的全国平均价格（元/吨）；q i q_iqi 为i ii种农作物单位面积产量 （吨/公顷）；m i m_imi 为i ii种农作物种植面积（公顷）；M MM为所有农作物的种植面积（公顷）；
修正因子计算流程
确定修正系数E a E_aEa 的具体步骤为：
- 确定研究区内的主要种植农作物类型
- 获取每种农作物的年全国平均价格
- 获取每种农作物的单位面积产量
- 获取每种农作物的种植面积
- 计算所有农作物的种植面积
- 基于公式计算 Ea
生态服务价值计算
统计研究区土地利用类型及面积
假设你已经有研究区的土地利用分类的栅格数据，可以使用ArcGIS中的
构建栅格属性表
工具来统计各个地类的像元数量
构建好栅格属性表后，可以将属性表复制到Excel进行生态服务计算。根据像元大小，计算出各个地类的面积，如果你是用30米分辨率的影像得到的土地利用分类数据，则每个像元代表了30m*30m的实际地面面积，因此用像元数量×900可以得到不同地类的实际面积，在除以10000将其换算成公顷。
基于农作物种植数据计算E a E_aEa
为了计算修正因子E a E_aEa 我们需要收集研究区内的农作物种植数据，包括农作物种类、产量、年平均价格等等。这些数据可以通过相关的政府网站或统计年鉴获取。这里假设研究区种植作物类型为玉米和蔬菜两种，种植面积分别为3000公顷和4000公顷，产量分别为15000吨和2500000吨，年平均价格分别为1.8元/吨和1.2元/吨。下面开始计算：
- 用产量/面积可以得到单产
- 用面积×单产×平均价格可以分别得到玉米和蔬菜的系数
- 用**（系数1+系数2）×1 7 \frac{1}{7}71 **可以得到最终E a E_aEa
计算最终生态系统服务价值
结合标准当量表和先前计算出来的各类地类面积，使用土地利用面积×E a E_aEa ×当量即可计算最终生态系统服务价值。我这里以计算文化服务价值为例：
水田的文化服务价值=87679.62（面积）×1.163265306（E a E_aEa ）×0.09（当量）
以此类推可以计算出所有地类的文化服务价值
制图
将计算好的生态服务价值导出为CSV，使用ArcGIS将其链接到土地利用分类图中，即可得到研究区的生态系统服务价值分布图，可以使用自然断点法将其分为五类并出图。