矿产资源是工农业生产和社会经济发展必不可少的物质基础，其开发利用是社会财富的重要来源，同时也造成不可忽视的生态环境损害^[1-2]。生态系统服务是指通过生态系统结构、过程和功能直接或间接得到的生命支持产品和服务, 其开放性使得生态系统服务（特别是其生态效益）具有无偿性和外部性，成为最廉价、最持久的服务提供系统。长期以来，人类在经济活动决策过程中对生态系统服务价值的忽略，导致资源的过度消耗和生态环境的破坏^[3]。20世纪70年代，联合国发表《人类对全球环境的影响》报告中首次提出生态系统服务价值（Ecological system service value，ESV）的概念^[4-5], 开启了ESV研究的先河。20世纪90年代，关于ESV评估的研究和探索逐渐增多，比如Costanza等^[6]有关全球ESV的研究引起了国内外学者的关注。自生态系统服务的概念、评估方法等引入国内，关于生态系统服务价值的研究方法、尺度和对象等一直是研究的热点问题^[7-8]，总体而言，目前大多数研究主要集中在流域、城市两个层面，对于中小尺度的矿产资源开发生态系统服务损失和生态修复增值的研究很少^[9-10]。

2017年12月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《生态环境损害赔偿制度改革方案》指出“, 逐步建立生态环境损害的修复和赔偿制度”“环境有价，损害担责”和“生态环境损害无法修复的，实施货币赔偿，用于替代修复”^[11]。根据《生态环境损害鉴定评估技术指南：总纲》，按照恢复目标和阶段，生态环境恢复可包括基本恢复、补偿性恢复和补充性恢复，其中，补偿性恢复（Compensatory restoration）是指采取各项恢复措施，补偿生态环境损害。内蒙古某大型铁矿企业在资源开发造成生态环境损害后，采取了尾矿库边坡绿化、人工湿地、植树造林等补偿性恢复工程措施，试图将生态环境及其生态系统服务恢复至基线水平^[12-13]。为探索建立矿山生态环境损害补偿性恢复的生态系统服务价值评估方法，笔者以该大型铁矿生态修复区为例，调查评估了工程实施的生态系统服务价值变化特征，以期为矿山企业落实主体责任、积极开展生态环境恢复提供技术支撑^[14-15]。

某大型铁矿的生态修复区位于内蒙古自治区包头市境内。该地区属内陆半干旱中温带大陆性季风气候，气候特点为：春季干旱风沙大，夏季炎热雨集中，秋高气爽日照长，冬季寒冷雨雪少。年平均气温8.0 ℃，年降水量为340.2 mm，年蒸发量为2 100~2 342 mm。生态修复区包括区域A和区域B两个地点，其中区域A包括尾矿库边坡绿化区和人工湿地区，位于该大型铁矿的尾矿库南侧；区域B为大青山植树造林区，位于包头市北部，西起昆都仑公路西侧沟谷，东临包白铁路，南临呼包高速、110国道，北接大青山（图 1）。三种类型铁矿生态修复区基本情况见表 1。

图 1 铁矿生态修复区位置 Figure 1 Location of iron ore ecological restoration area in Baotou City

表 1 Table 1

表 1 三种类型铁矿生态修复区的基本情况 Table 1 Basic information of three types of iron ore ecological restoration areas

表 1 三种类型铁矿生态修复区的基本情况 Table 1 Basic information of three types of iron ore ecological restoration areas

选取2016年7月、2017年6月和2018年6月时间段的0.5 m分辨率的高清商业卫星影像，6月、7月的遥感影像可以很好地反映植被生长状况。数据预处理方法包括运用ArcGIS 10.2、ENVI 5.3等软件对卫星遥感数据进行几何校正、辐射校正、人工目视解译，获取2016—2018年3种生态修复区土地利用动态数据，并进行分析。其他相关数据的统计及生态系统服务价值的计算等均在Excel软件中完成。

谢高地等^[16]将1个标准生态系统服务价值当量因子定义为1 hm²全国平均产量的农田每年自然粮食产量的经济价值，通过具体计算得到2010年标准生态系统生态服务价值当量因子的值为3 406.5元·hm^-2。基于谢高地等提出的单位价值当量，结合统计数据计算各土地利用类型的生态系统服务价值，该价值当量系统将农田每年自然粮食产量的经济价值定义为1，其他生态系统服务价值当量因子为相对于农田生产服务价值的大小（表 2）。

表 2 Table 2

表 2 单位面积生态系统服务价值当量 Table 2 Equivalent value of ecosystem services per unit area

表 2 单位面积生态系统服务价值当量 Table 2 Equivalent value of ecosystem services per unit area

采用Costanza等^[6]提出的生态系统服务价值计算模型和单位面积生态系统服务价值当量，进行铁矿生态修复区2016—2018年的生态系统服务价值增量计算，公式为：

式中：ESV为生态系统服务价值；A_k为第k类土地面积，hm²；VC_kf为第k类土地第f项生态系统功能的单位价值，元·hm^-2·a^-1。

由图 2可见，2016—2018年铁矿生态修复区3种类型生态修复面积不断增加，其中边坡绿化区荒漠逐步转变为草地，草地所占比例由11.8%提高为97.2%；人工湿地区湿地面积最大，比例从32.3%提高为65.6%，森林面积小幅增加，比例从2.5%提高为6.6%，草地和荒漠面积不断减小，所占比例由22.4%和42.8%减小为3.3%和24.5%；植树造林区森林面积最大，比例由49.0%提高为87.4%，草地比例由50%减小为11.6%，水域面积没有发生变化，比例为1%。从土地利用面积变化数据来看，铁矿生态修复区各生态系统面积变化较大，生态修复的效果明显。

图 2 三种修复区生态系统2016—2018年面积变化 Figure 2 Changes in the area of the three restoration ecosystems from 2016 to 2018

2016—2018年铁矿生态修复区修复植被面积不断增加（图 3）。边坡绿化区2016年主要以荒漠植被为主，经过生态修复工程实施，2018年转变为草地植被；人工湿地区通过湿地修复工程，修复区不断向西扩大，荒漠植被面积不断减小；植树造林区通过植树造林工程，森林面积由修复区两侧不断向中部扩大，直至2018年基本完成植树造林项目。

图 3 2016—2018年铁矿生态修复区不同生态系统遥感分类 Figure 3 Remote sensing classification of different ecosystem types in iron ore ecological restoration areas from 2016 to 2018

由表 3可见，2016—2018年铁矿生态修复区生态系统服务价值总量增加了520.68万元，增幅为43.45%。边坡绿化修复区生态系统服务价值增加218.03万元，增幅为481.83%，其中草地服务价值占比从70.55%提高至99.84%，荒漠服务价值占比从29.45%减小为0.16%；人工湿地修复区生态系统服务价值增加258.96万元，增幅为64.03%，其中森林服务价值占比从2.59%提高至4.17%，草地服务价值占比从19.80%减小为1.78%，湿地服务价值占比从75.50%提高至93.31%，荒漠服务价值占比从2.11%减小为0.74%；植树造林修复区生态系统服务价值增加43.69万元，增幅为5.84%，森林服务价值占比从50.77%提高至85.23%，草地服务价值占比从44.00%减小为9.64%，水域面积没有发生变化，服务价值占比基本保持不变。

表 3 Table 3

表 3 2016—2018年铁矿生态修复区不同类型生态系统服务价值 Table 3 Ecosystem service value in iron ore ecological restoration areas from 2016 to 2018

表 3 2016—2018年铁矿生态修复区不同类型生态系统服务价值 Table 3 Ecosystem service value in iron ore ecological restoration areas from 2016 to 2018

由表 4可见，2016—2018年铁矿生态修复区不同类型生态系统生态功能区服务价值整体呈增加趋势，其中边坡绿化区调节服务生态服务价值与价值占比最高，其次是支持服务、供给服务和文化服务，调节服务生态服务价值量相比2016年增加了140.60万元；人工湿地区调节服务价值量与占比同样最高，其次是支持服务、文化服务和供给服务，调节服务生态服务价值相比2016年增加了165.54万元，为铁矿生态修复区功能服务价值量增幅最大值；植树造林区调节服务价值与占比最高，其次是支持服务、供给服务和文化服务，2018年调节服务价值占比65.68%，相比2016年价值量增加了27.75万元。

表 4 Table 4

表 4 2016—2018年铁矿生态修复区不同类型生态系统功能价值变化 Table 4 Changes in functional value of different types of ecosystems in iron ore ecological restoration areas from 2016 to 2018

表 4 2016—2018年铁矿生态修复区不同类型生态系统功能价值变化 Table 4 Changes in functional value of different types of ecosystems in iron ore ecological restoration areas from 2016 to 2018

本研究以内蒙古某铁矿生态修复为例，针对土地利用结构特点和野外调查，利用谢高地等^[16]提出的全国陆地生态系统服务价值系数，开展了2016—2018年铁矿生态修复区生态系统服务价值增量评估，不仅可为矿山企业开展生态环境损害替代性修复提供一种借鉴工具，而且可以为相关部门开展矿山生态环境监管提供一定的参考。但仍存在两方面的问题：①仅估算了2016—2018年短期生态系统服务价值，没有从生态功能修复的角度，开展生态修复的长期效益评估，定性来说，生态功能修复远期效益明显大于初期；②由于铁矿生态修复区的空间尺度相对较少，所选取的生态系统服务价值系数，在适用性方面需要修订，下一步可通过运用三维激光雷达等新技术手段，从矿区恢复植被的垂直结构进行生态系统服务功能估算，对比分析与全国陆地生态系统服务价值系数的偏差，进一步提升生态价值评估精度。

（1）2016—2018年铁矿生态修复3种类型生态修复面积呈增加趋势，其中边坡绿化区草地面积所占比例相比2016年提高了85.4个百分点；人工湿地区湿地面积所占比例相比2016年提高了33.3个百分点；植树造林区森林面积所占比例相比2016年提高了38.4个百分点；空间变化上来看边坡绿化区与人工湿地区修复面积逐步从东向西增加，植树造林区从东西两侧向中部增加。

（2）2016—2018年铁矿3种类型生态修复区生态系统服务价值呈增加趋势，其中生态系统服务价值总量相比2016年增加了520.68万元，3种类型生态系统服务价值分别增加了218.03万、258.96万元和43.69万元；边坡绿化区调节服务生态服务价值量相比2016年增加了140.60万元，人工湿地区调节服务生态服务价值相比2016年增加了165.54万元，植树造林区调节服务价值相比2016年价值量增加了27.75万元。