天津市森林资源生态服务价值评估
第34卷 第10期西北农林科技大学学报(自然科学版)
() . 34N o . 10V o l
天津市森林资源生态服务价值评估
陈江生1, 王 斌2, 王彩绒1, 蔡大浩1
(1西北农林科技大学资源环境学院, 陕西杨凌712100;
2天津市环境监测中心, 天津300191)
Ξ
[摘 要] 在森林资源生态价值评估总体认识的基础上, 应用资源经济学等学科的研究方法, 对2004年天津市森林资源的生态服务价值进行了评估。结果表明, 天津市森林资源的生态服务价值较大, 为33. 37万元, 生态服务价值约是其直接经济价值的2. 01倍, 但在各区县间分布并不均衡。
[关键词] 森林资源; 生态服务价值; 天津市
[中图分类号] S 718. 56 [文献标识码] A
[](2006) 1020123205
随着世界经济的飞速发展, 环境问题的日益突出, 问题() , , 即生态系统是地球上所有生命的支持系统, 其对人类有多种直接贡献和间接贡献, 忽视这种间接服务功能及其价值是导致当代环境问题的经济学损失之源[1], 因此对生态系统服务功能进行经济价值评估, 是对生态系统保护与合理开发的基础。
人类从20世纪70年代就开始了生态系统服务及其价值的研究。1977年W estm an 提出了“自然的
[2]
(natu re π服务”s services ) 概念及其价值评估问题。1997年, Con stanza 等[3]综合了国际上已经报道的
[5]Con stanza 等[3]的研究结果对中国生态
系统的服务功能进行了核算, 其中森林的生态效益价值为15433. 98亿元 年, 占全国年生态系统总效益价值的27. 51%。
目前, 我国森林生态系统生态服务价值评估的研究仍然没有统一的规范和方法, 且量纲不统一, 研究结果差异较大, 难以进行比较。天津市所辖区域森林资源面积小且分散, 有关其森林资源生态服务价值评估的研究较少。为了便于比较, 本研究采用
[2]
Con stanza 等提出的功能分类研究方法, 对天津市森林资源生态服务价值进行了评估, 以期为天津市生态环境建设提供参考。
用各种不同方法对生态系统服务价值的评估研究结果, 最先开展了对全球生物圈生态系统服务价值的估算。结果表明, 全球生态系统服务的价值为160000～540000亿美元, 相当于同期全球国民生产总值180000亿美元的1. 8倍。其中陆地生态系统服务的总价值为123000亿美元, 占38%, 而陆地生态系统服务的价值主要来源于森林和湿地。
在我国, 生态系统服务功能价值的核算研究起步较晚。20世纪70年代末到80年代初, 西方环境经济学的有关理论被介绍到中国, 同时中国众多的学者也开始关注生态经济、资源经济和环境经济问题。近年来, 森林生态系统服务功能及其价值的评估研究引起了研究人员的高度重视, 侯元兆等[4]第一次比较全面地对中国森林资源价值进行了研究; 陈仲
Ξ
1 研究区概况及方法
1. 1 研究区概况
天津市地处华北平原东北部, 东临渤海, 北依燕山。全市辖区面积11919. 7km 2, 占全国总面积的0. 33%。南北长约186km , 东西宽约101km 。天津绝
大部分是平原, 只有少部分是山地和丘陵。天津市森林主要分布在北部的蓟县、北辰区和武清区, 其他各区县森林呈零星状分布。市区零星树木的价值可以忽略不计(图1) 。1. 2 数据来源
+
以2004年L andsat 5 7TM ETM 美国陆地资源卫星数据和高分辨率的航空遥感影像为基本数据源, 利用地理信息系统软件(G IS 平台, ESR I 公司的A rc Info 8. 1) 提取了经解译后的遥感影像中的森
[收稿日期] 2006204207
[基金项目] 西北农林科技大学青年基金项目(08080257; 08080247)
[作者简介] 陈江生(1972-) , 男, 新疆北屯人, 讲师, 主要从事区域环境经济研究。
() 34林资源数据, 结合气象等数据计算出天津市森林资源环境效益的总价值及各区县价值的分布情况
。
1. 3 评估方法
1. 3. 1 影子价格法 该评估方法将公共效益看成
是一处可交换的商品, 利用商品的市场价格来计算公共效益的经济价值。
1. 3. 2 影子工程法 人工建造的一个工程可以代替原来的公共效益, 那么可以用此项工程的投资来表达公共效益的经济价值。
1. 3. 3 机会成本法 任何一种资源的使用都存在着许多相互排斥的备选方案, 以方案中能获得的最大经济效益作为该资源价值的体现。
2、维持碳氧平。. 2. 1. 1 涵养水源总量 涵养水源是森林生态系统的一个重要功能, 森林生态系统涵养水源的总量可以根据森林区域水量平衡法[6]计算。从水量平衡角度来看, 森林生态系统涵养水源总量等于森林地带降水量减去蒸散量和径流量。天津市森林面积为58750hm 2, 年平均降水量为595mm , 林区年降水
图1 天津市森林资源空间分布图
F ig . 1 Spatial distributi on of fo rest
resources of T ianjin city
从解译后的遥感影像中提取的森林资源数据(表1) 显示, 天津市各区县森林面积共计58750
22
hm , 其中蓟县森林面积达43340hm , 占总面积的
量3. 50亿t 。森林区域的平均径流系数为6. 4%, 不同森林平均年蒸发量占降水量的69. 31%[3]。经计算, 天津市森林系统年涵养水源总量为0. 85亿t 。2. 1. 2 水源定价标准 森林涵养水源的价值可以根据水的商品价格来计算, 而水的单价可根据城市供水价格来确定。为便于比较, 作者以调查的2004年东、中、西部15个中等城市的自来水平均价格为标准, 每m 3的平均水价为0. 85元。由此计算出天津市森林年涵养水源的经济价值为7225万元。2. 2 保护土壤的经济价值
此项评估可采用替代市场技术, 先确定可替代商品, 然后以可替代商品的价格即影子价格来表达森林在保护土壤方面的经济价值。
2. 2. 1 减少土壤侵蚀总量的核算 森林系统减少的土壤侵蚀总量为无林地的土壤侵蚀量与有林地土壤侵蚀量之差。假定有林地土壤的侵蚀量为零, 根据我国土壤侵蚀研究成果可知, 无林地土壤中等侵蚀深度为15～35mm 年, 侵蚀模数为150～3503
(hm 2・年) [1], 按其平均值200m 3 (hm 2・年) m
计, 可知天津市森林资源每年可减少侵蚀量为
3
1. 175×107m 3, 若土壤密度按1. 5×103kg m 计算, 则每年减少的土壤侵蚀量为1762. 5万t 。
2. 2. 2 保护土壤的经济价值核算 (1) 减少土地废
73. 8%。
表1 2004年天津市各区县的森林面积
Table 1 Fo rest area of each section of T ianjin city in 2004序号
N um ber
[**************]13
区县
Secti on
森林面积
hm 2A rea [***********][***********][1**********]50
所占比例 %
Percentage 73. 777. 856. 773. 002. 082. 041. 400. 970. 830. 700. 300. 290100
蓟县J ixian
武清W uqing 北辰Beichen 西青X iqing 宁河县N inhe 静海J inghai 宝坻Baodi 塘沽T anggu 汉沽区H angu 大港D agang 东丽Dongli 津南J innan 市区C ity
总计To tal
10:弃的经济价值。以我国耕作土壤表土的平均厚度0. 5m 作为森林减少废弃土地的土层厚度, 可以计
森林资源清查结果[9]可知, 天津市森林资源年蓄积生长量为4820m 3, 树干干物质生长量与蓄积生长
3
量的比重为0. 4t m 。一般树根生长量为树干生长量的1 4, 树叶生长量为树干生长量的1 4。由于树干生长量、树根生长量与树叶生长量的和为总生物量,
3
因此总生物量与蓄积生长量的比重为0. 6t m 。由此可知, 天津市森林资源每年形成的总生物量(干物质) 为2892t , 固定CO 2的量为0. 47万t , 固定CO 2的经济价值为122. 6万元。
2. 3. 2 释放O 2的经济价值 根据光合作用和呼吸作用反应方程式推算, 干物质释放1. 2
4kg O , 由2. 3. 1可知,
) 2892t , 则释放3t , 138. 8万元。. 算出天津市森林生态系统每年减少土地废弃的面积为2350hm 2。近几年我国林业生产的年收入约为
2
600元 hm (未考虑间接收益) , 作为森林减少土地废弃的机会成本[1], 则减少土地废弃的经济价值为141万元。
(2) 减少土壤肥力的损失估算。我国耕作土壤中
营养物质含量见表2。
表2 我国耕作土壤中的营养物质含量[1,7]
T able 2 Content of so il nutrients in Ch ina g kg 土壤类型
So il type
全N
To tal N
0. 8～1. 2
全P
To tal P
0. 1～0. 2
全K
To tal K
0. 4～0. 8
有机质
O . M . 8～15
耕作土壤
Cultivati on so il
取土壤营养物质含量平均值, 的表土中氮、磷、钾、. 0. 15, 0. 6和. 天津市森林1762. 5万t 年, 则每年可减少氮、磷、3. 08万t , 可减少有机质20. 27万t 。
土壤侵蚀使土壤中的氮、磷、钾大量流失, 增加
[7]
了化肥的使用量, 化肥的价格标准为2459元 t , 则减少土壤氮磷钾损失的经济价值为7573. 72万元。根据薪材换成土壤有机质的比例(m (薪材) ∶m (有机质质量) =2∶1) [4], 并按薪材的平均市场价格211元 t (调查结果) 计算, 可知减少土壤有机质损失的经济价值为8553. 9万元。
(3) 减少河流湖泊泥沙淤积的经济价值。运用蓄水成本法[6], 按照我国主要河流的泥沙运动规律[1], 即一般土壤侵蚀产生的泥沙有37%滞留、33%入海、24%淤积于江河湖泊, 若在此只考虑淤积的部分, 则
由文献[9]可知, 我国森林生态系统维持生物多样性功能的总价值为495. 94亿元 年, 我国森林资
源的总面积为1. 59亿hm 2。天津市森林面积为58750hm 2, 按其所占全国比例, 可估算出天津市森林生态系统维持生物多样性功能的价值为1832万元。英国学者R ・G ・W alsh 等用条件价值法(CVM ) 研究[10]表明, 人们对森林生态系统的支付意愿中有20%以上用于保护野生动物及其生存环境。假设人们对森林生态系统支付意愿的地区差异不大或小到忽略不计, 人们支付意愿包括维持生物多样性的经济价值和游憩的经济价值, 维持生物多样性的经济价值占总支付意愿的比例按20%计, 则可估算出天津市森林生态系统的游憩价值为7328万元。2. 5 净化空气的经济价值
2. 5. 1 吸收SO 2和NO x 的经济价值 森林对SO 2
2
的吸收能力, 针叶林为215. 6kg hm , 阔叶林为
2[11]2
88. 65kg , 平均为152. 13kg hm hm 。由我国每
[11]
消减100t SO 2的治理费用为0. 08元 kg 计, 则天津市森林资源每年吸收SO 2的经济价值为71. 44万元。
由韩国科学技术处的测定结果[12]可知, 当氮氧
减少了泥沙淤积就相当于增加了水库的库容, 增容13
m 水库库容的工程费用为0. 67元(1991年价格) [6], 按历年固定资产投资价格指数贴现到2004年, 则增容1m 3水库库容的工程费用为价格为1. 25元, 此项的经济价值为353万元。2. 3 维持CO 2和O 2平衡的经济价值
2. 3. 1 固定CO 2的经济价值 根据光合作用和呼
化物的发生量为106. 7万t 时, 森林对NO x 的吸收量
2
为6. 0kg hm , 可能的吸收率为3. 5%。若NO x 的价
吸作用反应方程式推算, 每形成1kg 干物质需要
1. 63kg CO 2。运用造林成本法来估算, 将造林用树苗干重换算成所固定的CO 2量, 然后用造林成本除以所固定的CO 2量, 折算结果为固定CO 2的平均成
[8]
本, 以固定CO 2的平均成本0. 2609元 kg 作为森林资源固定CO 2的平均经济收益。根据第5次全国
格按中国大气污染物排污收费标准[12]的平均值1. 34元 kg 计, 则天津市森林资源吸收NO x 的经济价值为1. 65万元。
2. 5. 2 阻滞降尘的经济价值 我国针叶林的阻滞
2
能力为10. 11kg hm , 阔叶林的阻滞能力为33. 20
2[11]2
, 平均阻滞能力为21. 66kg kg hm hm 。若滞尘
() 34的价格采用燃煤炉窑大气污染物排污收费标准的平
[12]
均值0. 56元 kg 计, 则天津市森林资源阻滞降尘的价值为71. 26万元。
综上所述, 天津市森林资源的生态服务价值为涵养水源、保护土壤、维持碳氧平衡、游憩和维持生物多样性以及净化空气的价值之和(表3) 。
表3 天津市森林资源各项生态服务价值评估
T able 3 Eco system services value of fo rest resources in T ianjin city
生态服务功能
Eco system service
生态服务价值 万元
Eco system service value 722516621. 62
所占比例 %Percen 2
tage
生态服务功能
Eco system service
生态服务价值 万元
Eco system service value 1832144. 35. 37
所占比例 %Percen 2
tage 5. 50. 4100
涵养水源W ater sto rage 保护土壤So il fo r m ati on 维持碳氧平衡
C fixati on and O 2release
21. 749. 70. 7821. 9
维持生物多样性
P rovisi oning of habitat
净化空气价值A ir quality purifying 总计To tal value
261. 4
7328
游憩R ecreati on and touris m
3 森林资源生态服务价值的分布
, 44
, , 三者服务价值之和占总价值的, 故其生态服务价值为零。
表4T able 4 Eco system services value of each secti on in T ianjin city
序号
N um ber
1234567
区县
Secti on
森林面积
hm 2A rea [***********]2201200820
生态服务价值 万元
Eco system service value 24647. 152622. 272262. 021002. 37694. 28681. 61467. 27
序号
N um ber
8910111213
区县
Secti on
森林面积
hm 2A rea [***********]750
生态服务价值 万元
Eco system service value 324. 10277. 02233. 80103. 5896. 90033412. 37
蓟县J ixian 武清W uqing 北辰Beichen 西青X iqing 宁河县N inhe 静海J inghai 塘沽T anggu 汉沽区H angu 大港D agang 东丽Dongli 津南J innan 市区C ity
4 结 论
(1) 在天津市森林资源各项经济价值的评估中,
(2) 天津市2004年的林产品产值为1. 66亿
森林保护土壤的经济价值最大, 为16621. 62万元, 占49. 7%; 游憩的经济价值为7328万元, 占21. 9%; 涵养水源的经济价值为7225万元, 占21. 7%。可见, 森林资源的生态服务价值主要体现在保护土壤、游憩和涵养水源方面。
元[13], 天津市森林资源的生态服务价值是其直接价值的2. 01倍, 其间接价值不可忽视。
(3) 在天津市各区县的森林生态服务价值中, 蓟县的森林生态服务价值居于首位, 其余各区县均远远低于此数值, 这反映出天津市森林资源空间分布上很不均匀, 仅仅集中在几个有限的区域之中。
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Eco logical value evaluati on of fo rest resou rces of T ian jin
1211
CHEN J i ang -sheng , W ANG B i n , W ANG Ca i -rong , CA IDa -hao
(1College of R esou rces E nv ironm ent , N orthw est A &F U niversity , Y ang ling , S haanx i 712100, Ch ina ;
2T ianj in E nv ironm ental M onitoring Center , T ianj in 300191, Ch ina )
Abstract :B ased on the com p rehen si on of value evaluati on of fo rest resou rces , p resen ts a p ri 2m ary study of the eco logical value of fo rest resou rces in T city R esu logical value
8
of fo rest services is abou t 3. 34×10RM B a , 2. 01ti m es b ic the fo rest re 2sou rces in 2004, bu t disequ ilib rium ex ists am ong .
Key words :fo rest resou rce ; city
(上接第)
Abstract I D :1671-9387(2006) 10-0118-CA
D ynam ic changes of w et n itrogen depo siti on in
a typ ical h illy agricu ltu ral area in Y ingtan , J iangx i
SUN Ben -hua
1, 2
, HU Zheng -y i 2, L üJ i a -long 1, ZHOU L i -na 2, XU Cheng -ka i 2
(1College of R esou rces and E nv ironm ent , N orthw est A &F U niversity , Y ang ling , S haanx i 712100, Ch ina ; 2T he S tate K ey L aboratory of S oil and A g ricu ltu re S ustainable D evelopm ent , N anj ing Institu te of S oil S cience ,
Ch inese A cade my of S ciences , N anj ing , J iangsu 210008, Ch ina )
Abstract :T he dynam ic changes of n itrogen depo siti on of p reci p itati on w as m on ito red at the typ ical h illy area of red so il in Y ingtan , J iangx i by au tom atic p reci p itati on co llecto r com b ined w ith lab analysis from Feb . 2003to Jan . 2004, and the resu lts w ere com p ared w ith data from E M EP and NAD P at the sam e p eri od . T he resu lts show ed that the variati on of the m on th ly average concen trati on and m on th ly depo siti on
+-am oun ts of N H 4-N , NO 3-N and ino rgan ic N w ere m uch greater . T he ex trem es of them appeared al m o st
synch ronally , and behaved m uch h igher in sp ring and w in ter than in summ er and au tum n . T he annual aver 2
+-age concen trati on s of N H 4-N , NO 3-N and ino rgan ic N w ere 0. 63, 0. 43and 1. 06m g L resp ectively ,
w h ich w ere 1. 5, 1. 1and 1. 3ti m es the averages of Eu rope , bu t low er than the m ax i m a of Eu rop e co rre 2spondingly , and w ere 2. 7, 2. 0and 2. 4ti m es the averages of U SA , bu t al m o st equal to the m ax i m a of U SA
+-co rrespondingly . T he depo siti on am oun ts of N H 4-N , NO 3-N and to tal m ineral n itrogen w ere 7. 15, 4. 85
2
and 12. 00kg hm respectively . T he to tal annual N depo siti on in p reci p itati on w as low er than the m ax i m um in Eu rope , and al m o st equal to the m ax i m um in U SA , bu t m uch h igher than the averages of these tw o ar 2
+
eas . T he con tribu ti on of N H 4-N w as 60%in to tal ino rgan ic N depo siti on , w h ich w as a little h igher than the averages of Eu rope and U SA (52%and 49. 6%) . T he N depo siti on w as com p aratively h igh in th is area , and its effects on so il , vegetati on and w ater shou ld be concerned .
Key words :agricu ltu ral area at the typ ical h illy of red so il in J iangx i ; w et n itrogen depo siti on ; p reci p i 2
tati on m on ito ring