張樂勤 許信旺 曹先河 榮慧芳

(池州學(xué)院,池州,247000) (安徽省石臺縣林業(yè)局) (池州學(xué)院)

秋浦河系長江支流,位于安徽省池州市境內(nèi),其主體上游在石臺縣,下游在貴池區(qū)。2007年,石臺縣人均GDP為6267元,貴池區(qū)為11 727元(池州市統(tǒng)計局.2008年池州統(tǒng)計年鑒)。上游石臺縣山區(qū)居民保護(hù)森林的行為使位于下游貴池區(qū)的居民受益(享受水質(zhì)清澈、降低洪澇災(zāi)害發(fā)生頻率),而本身犧牲了發(fā)展機(jī)會,屬環(huán)境外部經(jīng)濟(jì)性行為。其保護(hù)行為的私人成本大于社會成本,私人收益小于社會收益,社會邊際成本收益與私人邊際成本收益相背離。“外部性理論”、“公共產(chǎn)品理論”、法學(xué)的價值論、功能論等理論認(rèn)為:下游地區(qū)應(yīng)給予上游地區(qū)補(bǔ)償,以使上游保護(hù)生態(tài)環(huán)境的外部性行為“內(nèi)部化”。下游貴池區(qū)年補(bǔ)償石臺縣的數(shù)額(補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn))是秋浦河流域生態(tài)補(bǔ)償?shù)暮诵?解決這一問題,評估出秋浦河上游森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)功能價值是前提,同時,通過對石臺縣生態(tài)服務(wù)價值與經(jīng)濟(jì)、社會價值比較,也可喚醒、提升上游居民的環(huán)保意識,為促進(jìn)區(qū)域資源、環(huán)境與社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供理論支持。

1 研究區(qū)域概況

秋浦河系長江支流,地處東經(jīng)117°15′～117°45′,北緯30°00′～30°40′。秋浦河發(fā)源于皖南石臺、祁門,東至三縣交界的仙寓山北麓,呈東北向,自石臺縣的珂田、占大、大演,折西北,經(jīng)七里、楊坑、磯灘、溝汀,于橋?yàn)橙胭F池區(qū)境內(nèi),流經(jīng)高坦、灌口、殷匯后注入長江,全長145.3km,流域總面積2828km2[1]。

秋浦河上游主體在池州市石臺縣境內(nèi),本研究以石臺縣作為研究對象,即文中所稱的秋浦河上游地區(qū)。石臺縣地形以低山、高丘為主,氣候?qū)儆谥衼啛釒駶櫦撅L(fēng)氣候,光照充足,四季分明,冬夏長,春秋短,年平均氣溫為16℃,歷年平均降水量為1 626.4mm[2]。

研究區(qū)流域上游森林覆蓋率81.7%,總面積11.1萬hm2(池州市統(tǒng)計局.2008年池州統(tǒng)計年鑒),其中,闊葉林面積58 410hm2,針葉林面積41 098hm2,灌木林面積5344hm2(曹先和.石臺2008資源林報)。

2 評估方法與指標(biāo)選取

對森林生態(tài)系統(tǒng)價值評估國內(nèi)外有多種方法。Costanza等[3]將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分為17種類型,并對價值估算原理及方法進(jìn)行了明確;謝高地等[4]將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分為9大類,通過問卷調(diào)查方式創(chuàng)建了“當(dāng)量因子法”,計算出了中國單位森林面積的生態(tài)服務(wù)價值;余新曉等[5]在總結(jié)Costanza等研究的基礎(chǔ)上,提出了水土保持生態(tài)服務(wù)功能的評估方法。本研究采用國家林業(yè)局2008年4月28日發(fā)布的“LY/T1721—2008森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范[6]”進(jìn)行評估。

森林生態(tài)系統(tǒng)具有有機(jī)質(zhì)的生產(chǎn)與合成、生物多樣性的產(chǎn)生與維持、調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源與減緩旱澇災(zāi)害、維持土壤功能、凈化環(huán)境、傳播花粉、控制有害生物、調(diào)節(jié)人的身心健康、美學(xué)與文化創(chuàng)作載體等功能[7]。國內(nèi)專家普遍認(rèn)為其服務(wù)功能主要體現(xiàn)在實(shí)物生產(chǎn)價值、生態(tài)服務(wù)價值、社會服務(wù)價值3方面[8]。文中選取14個指標(biāo)因子對秋浦河上游森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值進(jìn)行評估(表1)。

表1 秋浦河上游森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值評估指標(biāo)體系

3 計算公式與數(shù)據(jù)來源

生態(tài)服務(wù)價值指標(biāo)因子評估采用“LY/T1721—2008森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范”[6]中的評估公式。數(shù)據(jù)來源包括3方面:一是社會公用數(shù)據(jù),來源于“LY/T1721—2008森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范”[6]中推薦的社會公用數(shù)據(jù);二是文獻(xiàn)獲取數(shù)據(jù),來源于公開發(fā)表的學(xué)術(shù)期刊中同類研究成果;三是研究地域數(shù)據(jù),由池州統(tǒng)計年鑒、石臺縣林業(yè)局、石臺縣水土保持站提供及實(shí)地調(diào)研所得。

3.1 生態(tài)服務(wù)價值

3.1.1 森林涵養(yǎng)水源價值估算

森林涵養(yǎng)水源價值包括調(diào)節(jié)水量價值、凈化水質(zhì)價值兩部分。

調(diào)節(jié)水量價值的計算公式[6]:

式中:Ut為調(diào)節(jié)水量價值(元·a-1);Ck為同期全國水庫單位庫容造價(元·m-3);A為研究區(qū)森林面積(hm2);P為年降水量(mm·a-1);E為年蒸發(fā)量(mm·a-1);C為地表徑流量(mm·a-1)。

這里Ck取6.1107元·t-1[6],即6.110 7元·m-3;A為11.1萬hm2[1];P為1 369.5mm·a-1;E為742.2 mm·a-1[9];C=地表徑流總量/地域面積,研究區(qū)2007年地表徑流總量為55.64億m3,面積為1403 km2[1],經(jīng)計算C為396mm·a-1。把上述各值帶入(1)式,即

Ut=10·Ck·A·(P-E-C)=15 668.44萬元·a-1。

凈化水質(zhì)價值的計算公式:

式中:Us為凈化水質(zhì)價值(元·a-1);K為水的凈化費(fèi)用(元·t-1),K取2.09[6]。故

森林涵養(yǎng)水源的總價值為:Ut+Us=21027.4萬元·a-1。

3.1.2 森林水土保護(hù)價值估算

森林水土保護(hù)價值包括固定土壤價值、保持土壤肥力價值兩方面。

固定土壤價值的計算公式[6]:

式中:Ug為固定土壤價值(元·a-1);A為研究區(qū)森林面積(hm2);Ct為挖取和運(yùn)輸單位體積土方所需費(fèi)用(元·m-3);X2為無林地侵蝕模數(shù)(t·hm-2·a-1);X1為有林地侵蝕模數(shù)(t·hm-2·a-1);ρ為林地土壤密度(t·m-3)。

這里Ct取12.6元·m-3[6],X2-X1取316.86 t·hm-2·a-1[10],ρ取1.3 t·m-3[11]。把上述各值帶入(3)式,即

保持土壤肥力價值的計算公式[6]:

式中:Uf為保持土壤肥力價值(元·a-1);A為研究區(qū)森林面積(hm2);X2為無林地侵蝕模數(shù)(t·hm-2·a-1);X1為有林地侵蝕模數(shù)(t·hm-2·a-1);N為土壤平均含氮量(%);P為土壤平均含磷量(%);K為土壤含鉀量(%);M為土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%);R1為磷酸二銨化肥含氮量(%);R2為磷酸二銨化肥含磷量(%);R3為氯化鉀化肥含鉀量(%);C1為磷酸二銨化肥價格(元·t-1);C2為氯化鉀化肥價格(元·t-1);C3為有機(jī)質(zhì)價格(元·t-1)。

這里R1取14.0,R2取15.01,R3取50[6];C1取2 400,C2取2 200,C3取320[6]。根據(jù)石臺縣水土保持站程鵬偉(石臺縣水土保持站高級農(nóng)技師)提供的數(shù)據(jù):N為0.12%,P為0.059%,K為1.68%,M為0.68%。把上述各值帶入(4)式,即Uf=A·(X2-X1)·(N·C1/R1+P·C1/R2+K·C2/R3+M·C3)=1 130.83萬元·a-1。

水土保持總價值為:Ug+Uf=1 164.91萬元·a-1。

3.1.3 固碳釋氧價值核算

固碳價值的計算公式[6]:

式中:Uc為固碳價值(元·a-1);A為研究區(qū)森林面積(hm2);Cc為固碳價格(元·t-1);Rc為CO2中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù),為27.27%[12];Ba為林分凈生產(chǎn)力(t·hm-2·a-1);Ftc為單位面積固碳量(t·hm-2·a-1)。

這里Cc取1 200[7],Ba由單位面積木材蓄積量49.44m3·hm-2·a-1[10]及木材絕對干質(zhì)量換算(1m3=0.46 t[8])而得,為22.7424 t·hm-2·a-1;Ftc取3.297 t·hm-2·a-1[13]。

Uc=A·Cc·(1.63Rc·Ba+Ftc)=17855.39萬元·a-1。

釋氧價值的計算公式[6]:

式中:Uo為釋氧價值(元·a-1);Co為氧氣價格(元·t-1);Bao為單位面積釋氧量(t·hm-2·a-1)。

這里Co取1 000[6],Bao取2.589[13]。故

固碳釋氧總價值為:Uc+Uo=21275.19萬元·a-1。

3.1.4 凈化大氣環(huán)境價值核算

凈化大氣環(huán)境價值包括提供負(fù)離子、吸收污染物、滯塵等方面的價值。

提供負(fù)離子價值的計算公式[6]:

式中:Ufl為提供負(fù)離子價值(元·a-1);H為森林平均高度(m);Kfl為負(fù)離子生產(chǎn)費(fèi)用(元·個-1);Qfl為負(fù)離子濃度(個·cm-3);L為負(fù)離子壽命(m in)。

H經(jīng)實(shí)地測量平均取6m,Kfl為5.818 5×10-18元·個-1[6],Qfl為3 000～8000,取平均值為5 500個·cm-3[14],L采用浙江林學(xué)院章志攀等(2006)浙江省科技計劃項目(2003C33057)中的數(shù)據(jù),L為20min。代入(7)式得:

Ufl=5.256·1015·A·H·Kfl·(Qfl-600)/L=49.90萬元·a-1

吸收污染物價值的計算公式[6]:

式中:Ux為吸收污染物價值(元·a-1);Ke為二氧化硫治理費(fèi)用(元·kg-2);Kq為氮氧化物治理費(fèi)用(元·kg-2);Kf為氟化物治理費(fèi)用(元·kg-2);Qe為單位面積吸收二氧化硫的量(kg·hm-2·a-1);Qq為單位面積吸收氮氧化物量(kg·hm-2·a-1);Qf為單位面積吸收氟化物的量(kg·hm-2·a-1)。

這里Ke為1.2,Kq為0.63,Kf為0.69[6];Qe闊葉林取88.65,針葉林取215.60[12];Qq闊葉林、針葉林均取6.0[12];Qf闊葉林取4.65,針葉林取0.5[12];闊葉林面積A為58 410 hm2,針葉林為41 098hm2(曹先和.石臺2008資源林報)。代入(8)式得:

滯塵價值的計算公式[6]:

式中:Uz為滯塵價值(元·a-1);Kz為降塵清理費(fèi)用(元·kg-2);Qz為單位面積滯塵量(kg·hm-2·a-1)。這里Kz取0.15[6];Qz闊葉林取10110,針葉林取33 200[12];面積A闊葉林為58 410hm2,針葉林為41098hm2。代入(9)式得

Uz=Kz·Qz·A=2932.46萬元·a-1。

凈化大氣環(huán)境總價值為:Ufl+Ux+Uz=3 100.68萬元·a-1。

3.1.5 積累營養(yǎng)物質(zhì)價值

積累營養(yǎng)物質(zhì)價值的計算公式[6]:

式中:Uy為積累營養(yǎng)物質(zhì)價值(元·a-1);Ba為林分凈生產(chǎn)力(t·hm-2·a-1);Ny為林木含N量(%);Py為林木含P量(%);Ky為林木含K量(%);R1為磷酸二銨化肥含氮量(%);R2為磷酸二銨化肥含磷量(%);R3為氯化鉀化肥含鉀量(%);C1為磷酸二銨化肥價格(元·t-1);C2為氯化鉀化肥價格(元·t-1)。

這里Ba由單位面積木材蓄積量49.44m3·hm-2·a-1[12]及木材絕對干質(zhì)量換算(1m3=0.46 t[8])而得,為22.7424 t·hm-2·a-1;R1取14,R2取15.01,R3取50[6];C1取2400,C2取2200[6];根據(jù)宋君等[15]的研究結(jié)果,土壤中N、P、K轉(zhuǎn)移率分別為35.6%、75.5%、53.0%,計算得石臺縣林木中N、P、K分別為0.0067%、0.0445%、0.8904%。代入(10)式得

3.1.6 保護(hù)生物多樣性價值

保護(hù)生物多樣性價值的計算公式[6]:

式中:Ush為保護(hù)生物多樣性價值(元·a-1);Ssh為單位面積物種損失的機(jī)會成本(元·hm-2·a-1)。據(jù)邱瑋瑋等[10]的計算結(jié)果,安徽省Ssh為1 780.74。故

生態(tài)服務(wù)總價值Usz=Ut+Us+Ug+Uf+Uc+Uo+Ufl+Ux+Uz+Uy+Ush=48 556.77萬元·a-1。

3.2 實(shí)物生產(chǎn)價值

采用邱瑋瑋等的計算公式[10]:

式中:Ulp為林產(chǎn)品價值(元·a-1);Km為平均木材價格(元·m-3);m為擇伐強(qiáng)度(%);n為綜合出材率(%);v為單位面積木材蓄積量(m3·hm-2·a-1)。

這里Km取600元·m-3[10],m取35%[10],n取50%[10],v取49.44[10],代入(12)式得

Ulp=A·Km·m·n·v=5 762.23萬元·a-1。

3.3 社會服務(wù)價值

社會服務(wù)價值包括森林游憩價值、科研文化價值兩方面。采用公式:式中:Uto為森林游憩價值(萬元·a-1);Ucu為科研文化價值(萬元·a-1)。參照邱瑋瑋等[10]的計算方法,根據(jù)池州統(tǒng)計年鑒得Uto為6633萬元·a-1,Ucu=382·111000=424.02萬元·a-1。

4 結(jié)果與分析

經(jīng)計算,2007年秋浦河上游森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)價值為48 556.77萬元,實(shí)物生產(chǎn)價值為5 762.23萬元,社會服務(wù)價值為7 057.02萬元(表2)。

4.1 不同類別生態(tài)服務(wù)價值的差異

不同類別生態(tài)服務(wù)價值見表3。由表3可知:不同類別生態(tài)服務(wù)價值大小順序?yàn)楣烫坚屟酰竞B(yǎng)水源＞凈化大氣＞保護(hù)生物多樣性＞水土保持＞積累營養(yǎng)物質(zhì),固碳釋氧、涵養(yǎng)水源所占比例為87.119%。與王兵[12]等采用同樣評估標(biāo)準(zhǔn)計算出的江西省森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值結(jié)果(涵養(yǎng)水源＞固碳釋氧＞保護(hù)生物多樣性＞凈化大氣＞水土保持＞積累營養(yǎng)物質(zhì),固碳釋氧、涵養(yǎng)水源所占比例為81.387%)比較,結(jié)論基本一致。說明石臺縣森林生態(tài)服務(wù)價值主要體現(xiàn)在固碳釋氧、涵養(yǎng)水源方面,石臺縣森林對保持秋浦河河源生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、維護(hù)其生態(tài)平衡具有十分重要的意義,此結(jié)論也為其申報國家濕地自然保護(hù)區(qū)提供了最有力的科學(xué)依據(jù)。

表2 2007年秋浦河上游森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值

2007 年,秋浦河上游森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)價值與實(shí)物生產(chǎn)價值、社會文化價值相比,秋浦河上游森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)價值是木材、林副產(chǎn)品等實(shí)物生產(chǎn)價值的8.42倍,是社會文化價值的6.88倍。說明森林在為人類提供木材和林產(chǎn)品的同時,也以其巨大的生物多樣性提供著更多的非實(shí)物性的生態(tài)服務(wù),這種非實(shí)物性的生態(tài)服務(wù)不能通過市場的貨幣形式反映出來,因而往往易被人類忽視,也會影響人類保護(hù)森林生態(tài)系統(tǒng)的自覺性,導(dǎo)致人類對自然資源的不合理開發(fā)利用,由此引起的后果必然是生態(tài)環(huán)境惡化,但這種生態(tài)服務(wù)是客觀存在的,因而保護(hù)森林資源、走生態(tài)立縣的可持續(xù)發(fā)展之路是石臺縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展的首選。

表3 2007年秋浦河上游不同類別生態(tài)服務(wù)價值

4.2 生態(tài)服務(wù)價值與同期GDP的關(guān)系

2007 年秋浦河上游的石臺縣GDP總量為68 398萬元,人均GDP為0.6267萬元。2007年秋浦河上游森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)價值為48 556.77萬元,人均生態(tài)服務(wù)價值為0.4448萬元。生態(tài)服務(wù)價值相當(dāng)于GDP的70.99%(表4)。

表4 2007年石臺縣GDP與森林生態(tài)服務(wù)價值的比較結(jié)果

由表4可知:石臺縣森林生態(tài)服務(wù)價值相當(dāng)于同期GDP的3/4,說明石臺縣森林資源存在巨大的間接價值,這種生態(tài)資源一方面支撐著石臺縣社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,另一方面也為石臺縣發(fā)展生態(tài)旅游奠定了基礎(chǔ),地方政府應(yīng)盡量保護(hù)這種生態(tài)資源,以實(shí)現(xiàn)區(qū)域資源、環(huán)境與社會經(jīng)濟(jì)相協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)論與討論

以2007年為基準(zhǔn)年,采用國家林業(yè)局發(fā)布的LY/T1721—2008評估規(guī)范,計算出秋浦河上游森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)價值為48 556.77萬元,實(shí)物生產(chǎn)價值為5 762.23萬元,社會服務(wù)價值為7 057.02萬元,生態(tài)服務(wù)價值是實(shí)物生產(chǎn)價值的8.42倍,是社會服務(wù)價值的6.88倍,占同期GDP的70.99%。為此,秋浦河上游的石臺縣應(yīng)將生態(tài)建設(shè)放在首位,堅決摒棄以林業(yè)資源換取片面經(jīng)濟(jì)增速的錯誤發(fā)展模式,走生態(tài)立縣的可持續(xù)發(fā)展之路。

文中研究區(qū)數(shù)據(jù)由池州統(tǒng)計年鑒及研究區(qū)政府職能部門提供,社會公共數(shù)據(jù)采用的是“LY/T1721—2008森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范”中公布的數(shù)據(jù),實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)為實(shí)地測量所得(如林木平均高度),均真實(shí)可靠。引用數(shù)據(jù)來源于公開發(fā)表的學(xué)術(shù)期刊論文,由于不同學(xué)者研究地域空間不同、時間不同,引用這類數(shù)據(jù)的科學(xué)性值得探討。本研究雖采用國家林業(yè)局推廣的生態(tài)服務(wù)功能評估規(guī)范,但未對森林類型進(jìn)行分類,如在凈化大氣核算中僅將研究區(qū)森林分為闊葉林、針葉林、灌木林,實(shí)際上安徽省森林包括闊葉林、針葉林、竹林、經(jīng)濟(jì)林、疏林[16]等,因此,計算結(jié)果可能存在偏差,懇請同行專家批評、指正,以便今后進(jìn)一步修正。

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