2.2.2　南水北调工程对北京水生态系统服务功能的影响分析

南水北调水作为北京水资源系统的重要组成部分，对生态环境的影响也是通过整体水生态系统产生作用的，因此，南水北调对水生态系统服务功能的影响也可通过生态服务价值核算。

2.2.2.1　南水北调来水前后北京水生态服务功能变化分析

结合北京水生态系统的功能、属性和用途，采用联合国千年生态系统评估（Millennium Ecosystems Assessment）的分类方法，北京水生态服务功能价值评价指标体系由提供产品功能价值、支持功能价值、调节功能价值、文化服务功能价值4大类功能价值20项价值指标构成，见表2.21。提供产品功能价值包括，居民生活用水、产业用水、渔业产品、水电蓄能、水源地温5项指标；调节功能价值包括，地表水资源调蓄、地下水资源调蓄与补给、水质净化、气候调节、洪水调蓄和净化空气6项指标；支持功能价值包括，固碳、释氧、营养物质循环、生物多样性保护、生活质量改善、预防地面沉降6项指标；文化服务功能价值包括，旅游休闲娱乐、水景观以及水文化传承3项指标。

从全市水生态系统服务功能和价值变化来看，北京水的生态系统服务功能正在逐步优化和完善。2016年北京水的生态服务价值为4434.26亿元，相当于北京2016年GDP的17.8%，相对比于2014年南水北调进京前的生态服务价值（4032.69亿元）提高10%。其中变化比较大的是调节服务功能，价值量提高38%，主要是由于地表水资源和地下水资源可利用量增加，水面面积提高，从而使得水生态系统的调蓄能力提升、气候调节功能加强，空气得到进一步净化。

2.2.2.2　南水北调水带来的生态系统服务功能评价

南水北调工程及南水北调来水形成的水生态系统为北京市居民与经济社会文化发展提供了环境条件及效用，也可认为南水北调给北京市水生态服务价值带来了提升。结合北京水生态系统的功能、属性和用途，采用4大类服务功能进行研究。

北京市南水北调水生态服务功能的价值是人们从北京水生态系统获得增加利益和效用的货币化表现，是由北京市南水北调各水生态服务功能的使用价值构成的，可以归纳为以下4类。

（1）直接利用价值。

北京市南水北调生态系统产出的产品所带来的价值，包括产品水、渔业产品、工农业生产要素、景观娱乐等带来的直接价值。

（2）间接利用价值。

北京市南水北调水生态系统提供的无法商品化的生态服务功能的价值，如空气质量调节、气候调节、生活质量改善、预防地面沉降等调节和支持功能带来的间接价值。

（3）选择价值。

人类为保证将来可获得北京市南水北调水生态系统服务功能的直接利用价值和间接利用价值而愿意支付的价值。如北京市南水北调水生态系统服务功能中的涵养水源、净化空气、净化水质、水文化传承等。包括个人未来使用、子孙后代未来使用和别人未来使用的水生态系统提供的服务功能。

（4）存在价值。

为保证北京市南水北调生态系统服务功能而愿意支付的价值，是北京市南水北调水生态系统自身的价值。

但间接利用价值、存在价值、选择价值之间存在一定的价值重叠，将它们分开是有一定难度的。因此，以北京现有的已知的水生态服务功能为基础，按照经济价值的核算方法，采取分类计算各类水生态服务功能量的价值然后加总的方法，得到北京南水北调水生态服务功能的总经济价值。

南水北调调水进京后，将南水北调水纳入全市水资源统一实施调配，本着优水优用的原则，按照“喝、补、存”的优先顺序，主要用于居民生活、回补地下水源、利用水库存蓄。从南水北调的利用情况及水的服务功能角度出发，筛选确定评价指标，并评价南水北调进京后2016年服务功能量及价值量见表2.22。

2.2.2.3　南水北调水对优化北京水生态环境的贡献分析

由以上分析可以看出，南水北调水进京后，北京市2016年水的生态服务价值比2014年增加401.57亿元，其中增加幅度最大的即为调节服务功能（提高了38%），主要原因是地表水资源量和地下水资源量增多，使得水资源调蓄功能优化、预防地面沉降功能完善；水面面积增加促进水面蒸发吸收热量、增加水汽量，促进市民空气温度的舒适感，起到气候调节的作用；水面面积增加还提升了空气中负离子的数量，净化了空气，使得居民的生活环境更加宜居。

南水北调水进京后，更加优化了北京水资源配置系统，提升了北京整体的水生态系统功能。自2014年“南水”进京后，提升了供水保障能力，增加了水资源战略储备（增加了可利用水资源量），缓解了地下水位下降趋势，有效预防了地面沉降，增大了水面面积，改善了城市水生态环境。从其提供的生态服务价值量来看，南水北调水累计增加生态系统服务价值284.15亿元，在全市水生态服务价值增加量（401.57亿元）的贡献率为70.76%，有效促进了全市生态环境的改善，推动了宜居城市的建设。

（1）水资源量增加引起的生态服务功能变化。

1）提供水资源服务功能。南水北调来水主要配置在生产、生活、生态用水等方面，通过对评价指标进行筛选，主要包括居民生活用水、产业用水、公共用水（主要指生态环境用水）等指标。因此，北京市南水北调水生态系统提供的产品主要有：居民生活用水、产业用水和公共用水。

南水北调水进京后，作为全市重要水源为居民、产业和生态环境提供了水资源。由于南水北调水源分配到水厂进入供水系统后，已无法区分具体用于居民家庭、产业和环境的具体水量，故提供水资源功能由2016年南水北调供水量8.38亿m3来体现，即2016年南水北调水为北京市水生态系统提供的水资源服务功能增加了8.38亿m3。

2）地表水资源调蓄功能。地表水资源调蓄是通过河道、水库等将雨水、外调水集中储存起来，既可以避免汛期大量的雨水形成洪涝灾害，又可以通过洪水径流调节，为旱季提供水资源，并将水资源输送到需要的地方。同时，地表水资源还通过土壤、湖泊、河流、湿地等对地下水资源进行回补，涵养地下水。

南水北调地表水资源调蓄的主要形式是密云水库、怀柔水库、十三陵水库、大宁水库等调蓄水库。截至2016年年底，南水北调累计向水库存水4.01亿m3，增加水库的水资源调蓄功能，即2016年南水北调水增加的北京水生态系统水资源调蓄功能量为4.01亿m3。

3）地下水资源调蓄及补给功能。地下水调蓄是指通过自然入渗方式将雨季或淡季地表水储存在地下含水层空间。由于其储量大、分布均匀、流动缓慢、季节性变化小，可达到丰水期自然储存，枯水期开发利用的目的。北京市地下含水层分布广泛、相对集中等特点，决定了地下水调蓄具有依赖性强、调蓄库容大、蒸发量小，水资源损失率低以及水质较好、能够缓解和改善环境地质问题的特性，因此具有很高的生态效益。

南水北调地下水资源调蓄与补给主要通过密怀顺地下水库、永定河冲积扇等地下存蓄空间调蓄水资源、补给涵养地下水资源。2016年，向潮白河、怀柔应急、海淀山前等地下水源地累计存水约1.42亿m3。这些南水北调水通过补给来实现调蓄中“蓄”的功能。地下水调蓄增加了可利用水资源量，同时通过补给地下提升了地下水水位，减少了地下水抽取的机会成本。因此，南水北调水地下水调蓄的功能指标分为两部分，一是地下水资源调蓄功能；二是地下水资源补给机会成本。即2016年因南水北调水回补地下，北京水生态系统的地下水资源调蓄及补给功能量提高1.42亿m3。

4）生活质量改善功能。随着人们物质生活水平的提高，人们对于生活质量的追求和享受越来越高，也越来越愿意花费一定的财产来改善生活质量，人们不仅对休闲、娱乐和美学享受等服务有着越来越高的需求，对生活用水的要求也越来越高，在水价符合个人支付意愿的情况下，人们往往不会满足于仅够维持自己最低生活所需水量，而总是会多消费一部分水量来用改善自己的生活质量。水生态系统作为水资源的重要源泉，在生活质量改善的功能方面起着重要的作用。

生活质量改善主要是考虑人在生活过程中本可以减少但为了提高自己生活质量而愿意支付的一部分水资源量的价值，根据相关学者情景模拟研究的结果，在一定的阶梯水价情景下，北京市居民满足基本生活需求的人均生活年最低用水量为14m3，北京市2016年常住人口为2172.9万人，2016年南水北调为居民和产业用水提供8.38亿m3，则2016年南水为北京市居民用于改善生活质量的用水量增加5.34亿m3。

5）预防地面沉降功能。地面沉降是指在一定的地表面积内所发生的地面水平面降低的现象，其形成的原因主要包括地质原因和人为原因，其造成的经济损失涉及面广，影响范围大。北京地面沉降其中最主要的原因就是地下水的过量开采。北京地下水主要是开采地表以下的70～200m的承压含水层，若开采过量，水位不断下降，造成含水层骨架压缩，直至固结，将产生地面沉降。因此，地下水对于稳定地层、预防地面沉降具有重要作用。

南水进京后，通过向潮白河、怀柔应急、海淀山前等地下水源地回补地下水，能有效提高地下水储量，提高地下水埋深，进而预防地面沉降。即南水北调水为北京水生态系统的预防地面沉降功能贡献1.42亿m3。

（2）水面面积增加引起的生态服务功能变化。

南水北调水进京后，替代密云水库用于河湖补水主要包括向昆明湖、“六海”、晓月湖、南护城河、北护城河等城市河湖生态补水，与再生水联合调度，改善了河湖水质，重点区域河湖水质接近地表水Ⅲ类，有力地保障了水环境安全。同时，南水北调配套工程大宁调蓄水库、团城湖调节池、亦庄调节池实现蓄水，增加水面面积约550hm2。

1）气候调节功能。水生态系统中分布有大面积的水面、植被和湿润土壤，水生态系统特殊的热力学性质使得水生态系统不断地与大气之间进行热量和水分交换，调节气温、增加大气湿度等，为生活在水生态系统周围的生物和非生物提供有利的小气候条件，更重要的是，水生态系统的气候调节功能还可以减少人类为了降温避暑及提高空气湿度而消耗的费用，从而为人类带来利益。

水生态系统水面蒸发会吸收一部分热量并提供一部分水汽，使空气温度降低、湿度增加。因此北京市水生态系统气候调节功能的物质量包含水生态系统水面蒸发吸收热量以及水生态系统蒸发调节空气湿度的水汽量。

a.吸收热量。北京市多年平均水面蒸发量为1100mm，南水北调水增加水面面积550ha。考虑到随着温度升高，水的汽化热会越来越小，因此本研究保守取值，取水在100℃，1标准大气压下的汽化热2260kJ/kg，南水北调水带来的水面蒸发吸收的总热量为1.4×105 kJ。

b.增加水汽量。北京市多年平均水面蒸发量为1100mm，南水北调水增加水面面积550ha，则水面蒸发的水量为600万m3。也就是说，南水北调水为促进北京水生态系统为空气提供600万m3的水汽，提高了空气湿度。

2）净化空气功能。水生态系统通过水面蒸发和植物蒸腾，使空气湿度增加，从而吸收大气中的粉尘及一些有毒气体，此外，水生态系统还可以增加空气中的负离子。

a.增加负离子。动态水能增加空气负离子水平的原因是水在高速运动时水滴会破碎，水滴破碎后会失去电子而成为正离子，而周围空气捕获电子而成为负离子。另外，动态水在喷溅时对空气中的气溶胶粒子也起到淋洗作用，使空气清洁度增大，再加上增加了空气湿度等，这些原因共同造成了动态水能增加空气负离子的效应。

净化空气功能按照北京市流动水面空气中所含负离子数量来计算。负离子总数量按照流动水体，即河道上方10m处空气中所含负离子总数来计算。南水北调增加550hm2流动的水面面积，计算得出增加的负离子总数为2.0×1017个。

b.降低粉尘。吸收降尘、净化空气功能价值按照北京市各区水域吸收的降尘量来计算。根据2005年全国土地利用分类，统计出城区、各区县湿地面积，利用各区县月均降尘量可计算得出水域面积平均降尘量为7.23t/（km2·月），南水北调增加水面面积550hm2，可计算得出南水北调水吸收粉尘总量为500t。

（3）水环境改善引起的娱乐休闲功能变化。

1）旅游休闲功能。休闲活动离不开自然景观，而水是自然景观的灵魂。流动的水体和稳固的岸体构成了河流景观动与静的和谐统一。人们通过旅游和休闲娱乐，可以获得安谧性、运动性、持续性和舒适性的美学享受和精神体验。通过对人类行为过程模式研究的结果显示，人们偏爱含有植被覆盖和水域特征并具有视野穿透性的景观。如划船、钓鱼、游泳等在河流湖泊内进行的娱乐活动以及沿河岸的露营、野餐和远足等休闲活动，是对河流湖泊风光的美学体验和感官享受。

河湖景观对人们具有强烈的吸引力，自古以来，我们祖先择居的一个重要原则就是依山傍水，尤其是傍水而居。现代人也有强烈的亲水需求。北京房地产界热炒亲水住宅，正是抓住了人们向往水的心理。目前市区六海、昆玉河、北护城河、转河等河湖，紫竹院、玉渊潭等水域公园，温榆河等近郊区河湖周边的房地产价格普遍高于附近相同档次的房地产，水景观对房地产价格的推动作用明显。南水北调水向大宁水库蓄水后，提高了大宁水库周边的水生态环境，水生态服务功能不断优化，使得大宁水库周边的大宁山庄等房产的价值提升，这也是南水对优化北京水生态服务功能的一种表现。

2）水文化传承功能。水还有文化传承功能。河流生态系统的自然美还带给人们多姿多彩的科学与艺术创造灵感。不同的河流景观孕育着不同的地域文化和宗教文化，如尼罗河孕育的埃及文明、黄河孕育的中华文明，由此也形成了各具特色的美学意向、艺术创造和民风民俗。在这种意义上，河流生态系统是人类重要的文化精神源泉和科学技术及宗教艺术发展的永恒动力。

北京具有悠久的历史和灿烂的文化，北京城的发展与水息息相关，水文化在北京历史文化中占据重要地位。北京的水文化主要体现在水利文化、运河文化等方面。

南水北调工程具有独特的水文化，不仅体现在水利工程文化上，还具有科教及文化传承功能。团城湖区域作为爱国主义教育基地，每年接待各界参观人员万余人，许多单位借助基地开展党日、团日教育活动。通过实地参观南水北调工程，了解南水北调对首都可持续发展的重要作用，使参观者理解北京作为水资源紧缺的城市，亟须提高节水、护水、爱水意识，提升水文化自信。