林区生物经济价值探讨范文

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1自然概况

见《北京喇叭沟门自然保护区建立与功能区划分》一文[2].

2生物多样性价值计算方法

生物多样性经济价值是指生物多样性所包括的生态复合体以及与此相关的各种生态过程所提供的具有经济意义的价值.Mcneely将生物多样性经济价值分为可利用价值(Usevalue,UV)和非利用价值(Non-usevalues,NUV),可利用价值可以被进一步划分为直接利用价值(directusevalues,DUV)、间接利用价值(indirectusevalues,IUV)和可选择价值(optionvalues,OV),即可能的利用价值.非利用价值主要是存在价值(Existencevalues,EV)[3].联合国环境规划署(UNEP)于1993年编写的《生物多样性国情研究指南》[4]中将生物多样性价值分为:显著实物形式的直接价值、无显著实物形式的直接价值、间接价值、选择价值、消极价值(Passiveuses).

对生物多样性经济价值分类,国外还提出其它系统,但与前二者在实质上差异不大.根据生物多样性各方面内容的不同价值体现形式,通常采用不同的计算方法对其进行评价[5]:①基于市场的经济评价———市场定价与替代消费(有市场存在的物品和服务),包括直接市场价值法、替代花费法和生产成本法;②基于替代品市场的经济评价———环境偏好显示(观察人们的市场行为而推测其显示的偏好),包括旅行费用法、享乐价值法(HPM)、规避行为和防护费用法(DE)等;③基于无市场公共物品的评价方法———条件价值评估法(CVM),包括支付意愿(Willingnesstopay,WTP)法、条件价值法等.联合国环境规划署计算生物多样性价值的方法见式(1):TEV=f(DUV,IUV,OV,QOV,BV,EV)(1)式中,TEV—总经济价值;DUV—直接使用价值;IUV—间接使用价值;OV—选择价值(包括BV);QOV—半选择价值(QuasiOptionValue);BV—遗产价值(BequestValue);EV—存在价值.其中,DUV,IUV,OV,QOV属于使用价值;BV和EV属于非使用价值.我国在1994年国家科委组织的自然资源核算研究中,将森林资源环境价值分为使用价值和非使用价值,并提到选择价值和存在价值的概念.1998年2月由国家环保局出版的《中国生物多样性国情研究报告》中将生物多样性总经济价值分为三个方面:①使用价值(即被人类作为资源使用的价值),又分直接使用价值和间接使用价值;直接使用价值可分为消费性的价值(生物为人类提供了食物、纤维、建筑和家具材料、药物及其它工业原料)和非消费性的价值(提供人类欣赏的对象);间接使用价值(即生态功能,指间接地支持和保护经济活动和财产的环境调节功能,表现为涵养水源、净化水质、巩固堤岸、防止土壤侵蚀、降低洪峰、改善地方气候、吸收污染物,并作为CO2的汇在调节全球气候变化中的作用等等).②选择价值(即潜在价值,为后人提供选择机会的价值).③

存在价值(即伦理或道德价值,自然界多种多样极其繁杂的物种及其系统的存在,有利于地球生命支持系统功能的保持及其结构的稳定,无论发生什么灾害,总有许多种会保存下来,继续功能运作,使自然界的动态平衡不致遭到瓦解).按照我国对生物多样性价值的分类,本文主要探讨评价了使用价值,包括活立木价值、经济植物资源、森林旅游价值等直接使用价值和涵养水源、保持水土、净化空气等间接使用价值.

3生物多样性经济价值评价

3•1直接使用价值

3•1•1消费性价值

在喇叭沟门林区森林系统中,消费性的价值主要包括活立木价值、药材价值、食用野果、野菜价值、菌类价值、畜牧养殖价值等几个方面.(1)活立木价值(V活立木)根据全国主要树种标准序列立木林价和喇叭沟门森林资源统计资料,计算活立木价值.(2)野果及其它林副产品价值根据调查资料进行统计计算,1998年林区野果及其它林副产品价值为657•99万元,实际利用价值为65•86万元.野果及其它林副产品包括以下几个方面:①野果野果种类较多,但直接带来经济效益的种类主要为野山楂、榛子、毛榛、酸枣、山杏等[7,8].经过对林区野果储量及居民家庭采收情况进行调查,统计出5种主要野果总价值为12•79万元,居民采收野果收入为5•66万元.②药材根据样地调查资料和聚类方法进行林区内各药用植物资源[9]、储量的计算.经统计,林区内所分布的28种储量大、经常收购药材的价值为1802•61万元,以此作为药材的储蓄量价值,按照药材的平均生长年限3年计算,则每年药材资源产生的价值为600•8万元,实际调查统计林区居民依靠药材年收入为15•8万元.③食用菌食用菌类包括榛蘑、草蘑、木耳等,食用菌价值以居民实际收入进行计算,经过统计,居民食用菌年收入44•4万元.(3)畜牧养殖价值1998年,喇叭沟门林区畜牧养殖业总产值155•3万元,养殖种类主要包括牛、羊、猪、鸭和养蜂等.畜牧养殖不能完全依赖森林系统获取食物,在计算该林区森林生物多样性的畜牧养殖价值时,以畜牧养殖业当年产值的一半进行计算,则畜牧养殖价值为77•65万元.

3•1•2非消费性价值

非消费性价值应包括科学研究价值、文化教育价值和旅游价值.在时间序列里,服务价值是个不确定数值.由于喇叭沟门林区的科学研究和文化教育活动较少,本项目主要评估其旅游价值.估计旅游价值一般采用旅行费用支出法计算和统计.游行费用支出包括交通费用、住宿费用、门票及服务费用.1998年喇叭沟门乡门票纯收入仅有2万元,实际应收约4万元,估计游客人数为4000人.假设游客逗留2d,按最低消费35元/(人•d)计算,则食宿费用约28万元;如果每4人使用一次导游和马车(每次20元左右),则服务费用约2万元.如果按此推算,1998年旅游业产值为34万元,净利润约23万元.由于该区旅游业刚刚兴起,正处于投资建设阶段,游客人数目前较少.如果采用旅行费用支出法评估,旅游价值可能偏低.截止1998年底,国家、集体、个人三方面总投资额约1060万元左右.根据投资决策,投资成本将在5~10a左右的时间收回.当地旅游部门收益的是游客的住宿费用、门票及服务费用,并不包括交通费用.可以认为,投资额和银行存款利息是未来几年的旅游价值的最低值.如果10a收回成本,则平均每年的最低产值应为190万元左右.

3•2间接使用价值

间接使用价值主要通过生态功能体现,反映在①提供生态系统演替与生物进化所需要的丰富的物种与遗传资源;②是生态系统的服务功能,主要是有机物质的生产、CO2的固定、O2的释放、重要污染物质降解以及在涵养水源、保护土壤的生态功能作用[10],可应用市场价值法、替代市场法、防护费用法、恢复费用法等方法评价其经济价值.

3•2•1有机物质的生产

植物通过光合作用将太阳能转化为化学能,合成有机物质,是生物链中有机物的第一性生产者和生物能量的积累者.地球上植物生物产量约占全球生物产量的99%,而森林生态系统的生物产量又占植物生物产量的90%.

3.2.2固定CO2与释放O2

由植物光合作用方程式6nCO2264+6nH2OnC6H12O6180+6nO2192(C6H10O5)162可推算出植物体固定有机物质与吸收CO2、释放O2之间的关系,即生成162g多糖有机物质,可吸收264gCO2,释放192gO2.也就是植物体每积累1g干物质,可以固定1.63gCO2,释放1.19gO2.据此可估算出喇叭沟门林区每年固定CO2与释放O2的数量.

3.2.2.1CO2的贮存与固定

根据喇叭沟门林区各主要植被类型的总生物量与总生产力,计算出林区CO2的总储存量为5.48×106t,CO2的年固定量为3.89×105t.对于固定CO2经济价值的计算,目前国际上主要有两种方法,即碳税法和造林成本法[5].碳税法是根据政府部门为了限制向大气中排放CO2数量,而征收向大气中排放CO2的税费标准来计算森林植物固定CO2的经济价值.目前,瑞典的碳税率得到较多人的认可,即0.15美元/kg碳.造林成本法是依据所造林分吸收大气中的CO2的数量与造林的费用之间的关系来推算森林固定CO2的价值.FAO(联合国粮农组织)研究表明,热带森林固碳的造林成本为24~31美元/t碳;美国国家环保局研究结果,北寒带、温带和热带各类森林固定CO2成本小于30美元/t碳;在中国,木材成本为240.03元/m3,折合260.9元/t碳,换算为71.15元/tCO2计算,每年固定的CO2总经济价值为2767.6万元.以瑞典提议的碳税为0.15美元/kg碳,并将此碳税换算为固定CO2率,即为40.94美元/tCO2,根据此值计算喇叭沟门生态系统每年固定CO2总经济价值为13218.3万元,二者平均值为7993.0万元.

3.2.2.2O2的释放及价值

O2的释放量与CO2固定量的计算方法相同,也是根据光合反应中固定有机物与释放O2的关系来计算,即植物体每积累1g干物质,可以释放1.19gO2.据此可估算出喇叭沟门林区O2的年释放量为2.84×105t.所释放O2的经济价值,可用造林成本法与工业氧价格替代法来计算.造林成本法中,以目前中国杉木、马尾松、泡桐3种树平均造林成本240.03元/m3,折合352.93元/tO2计算,为10023.2万元.工业氧价格替代法中,以工业氧的现价0.4元/kgO2来计算,为11360.0万元,二者平均值为10691.6万元.

3.2.3营养物质的循环与贮存

营养物质在生态系统中循环流动,其中的一部分营养物质合成各种有机物后参与生物体的构建.在森林生态系统中主要表现为木材、林副产品和枯枝落叶而提供给外部环境,或在植物中保存,或归还于土壤,因而这部分营养物质避免了养分受雨水淋洗的直接流失.植物体所固定的这部分营养物质,其主要成分为N,P,K3种元素,所固定营养物质的价值,也以这3种元素的价值来计算.各元素每年的累积量为林分在1年的生长中从土壤中吸取的量减去林分每年枯落物归还土壤的量和雨水淋洗归还的养分.各营养物质的累积量因林分和环境而异.在喇叭沟门林区森林营养物质积累量的计算中,以《中国生物多样性国情研究报告》各类陆地生态系统营养物质的储存与固定量为依据,取林地生态系统中各养分的平均水平,即N,P,K在有机物中的百分含量来计算,分别为:N为0.418%,P为0.089%,K为0.181%.根据生物量与生产力数值,计算N,P,K年固定量分别为998.8,212.7,432.5t总储量分别为14045.0,2990.4,6081.7t.以中国平均化肥价格2549元/t计算,喇叭沟门林区森林生态系统每年所固定的营养物质的间接经济价值为419.1万元

3.2.4水土保持

通过林冠的截持降水、枯枝落叶层吸水、森林土壤的良好渗透以及森林各层植物的机械阻碍和地表植被、枯枝落叶层的防护,雨水和地表径流对土壤表面的直接冲刷力大大减弱,地表径流减少,从而有效地降低了土壤侵蚀所造成的林地的破坏和土壤肥力的丧失,减轻了泥沙对河流、湖泊及水库的淤积.(1)减少土壤侵蚀对森林所减少的土壤侵蚀量,一般采用有林地和无林地的侵蚀差异来计算,即假定在无林情况下的土壤侵蚀总量,减去现有林地的土壤侵蚀总量.土壤侵蚀总量的计算,可用土壤侵蚀模数乘以林地面积求得.喇叭沟门林区位于怀柔水库与密云水库上游的北部山区,其林分为重要的水源涵养林和水土保持林.在两大水库周围山区,为保护水源和防止水土流失,多年来进行了不断的植树造林和封山育林,已形成一定的植被覆盖,因而用喇叭沟门林区与其周围地区的土壤侵蚀差异来计算喇叭沟门林区减少的土壤侵蚀量,更具有对比性.喇叭沟门林区的土壤侵蚀模数尚未测定,其森林覆盖率57.2%,与怀柔县庄户沟小流域森林覆盖率50%接近,借用庄户沟小流域土壤侵蚀模数348t•km-2•a-1计算喇叭沟门林区每年侵蚀土壤量为1.05×105t.密云水库与怀柔水库上游山区多年平均土壤侵蚀模数1959t•km-2•a-1,如果以此值计算,则喇叭沟门乡土壤侵蚀量为5.89×105t/a,由此计算出由于森林系统的防护,喇叭沟门林区每年可减少的土壤侵蚀总量为二者之差,即4.84×105t.(2)减少土地废弃面积森林被破坏后,常会导致林地表面土层及有机物质的侵蚀,引起土壤贫瘠化,甚至岩石裸露,成为不毛之地.根据陈应发等人的研究,以森林减少的土壤侵蚀总量与全国土地耕作层和林地土壤层的平均厚度,计算森林减少土壤侵蚀相当于耕作利用的土地面积.喇叭沟门林区每年可减少的土壤侵蚀量4.84×105t土壤,体积约为3.72×105m3,以中国平均土层厚度0.5m计算,喇叭沟门林区每年可减少土地废弃面积为74.5hm2.由森林防护作用所减少土地废弃面积带来经济价值大小的计算方法,类同于应用机会成本法计算水土流失所造成废弃土地面积而丧失经济价值的计算方法.根据国家统计局资料,我国林业生产的平均收益为282.17元•hm-2•a-1(1990年不变价),则喇叭沟门林区森林每年减少土壤侵蚀价值为2.10万元.(3)减少土壤肥力损失由于森林具有水土保持作用,使林地的土壤侵蚀大大降低,因而土壤中的N,P,K,Ga、Mg等元素和其它有机物也得以保留,所减少的营养物质损失量等于减少的土壤侵蚀量乘以土壤中各营养物质的含量,即:M=∑ni=1∑kj=1miPij(4)式中,M为减少的营养物质总量;mi为不同土类所减少的侵蚀量;Pij为各土类中各营养元素的百分含量;i为各土壤类型;j为不同的营养物质(N,P,K,Ga,Mg,有机质).喇叭沟门林区土壤类型及所占比例为:褐土占48.6%,棕壤46.1%,其它5.3%(以菜园农田土为主),各土类的营养物质含量。根据以上公式,计算喇叭沟门林区植被减少的有机质,全N,速效P,速效K的流失量分别为2•044×104t,1•043×103t,8•09t,92•83t.减少土壤肥力损失的价值,包括减少无机元素损失的价值和减少有机质损失的价值.无机物价值按照我国农业部门统计资料折算出N,P,K化肥平均价格,即1990年的2549元/t不变价格来计算;有机质的价值,陈应发等人应用成本替代法研究计算出每公顷森林的贡献价值为320元/(hm2•a-1),本处采用国情报告中每公顷森林的平均贡献价值,即51.27元/t来计算,减少土壤有机质损失的经济价值为1.05×106元,以化肥价格2549元/t计算,每年减少土壤N,P,K经济损失价值为2.92×106元.(4)减少泥沙淤积喇叭沟门林区位于密云水库的上游,其水土流失可造成泥沙淤积水库而减少库容.对减少泥沙淤积的价值,采用影子工程法进行计算,即以全国土壤侵蚀流失量24%的平均水平淤积于水库湖泊计算.根据1988~1996年全国水库建设投资测算,以每年新增投资量除以每年新增库容量,得出每建设1m3库容需年投入成本0.67元(1990年不变价),则每年减少泥沙淤积经济价值为5.98×104元.这样,喇叭沟门林区每年由于森林防护减少土壤侵蚀的总经济价值为减少土地损失的价值与减少有机质损失的价值、减少N,P,K损失的价值、减少水库泥沙淤积损失的价值之和,即每年由于森林防护减少土壤侵蚀的总经济价值为4.05×106元.

3.2.5涵养水源

年涵养水源量用水量平衡法,即公式(5)计算:R=P-E(5)式中,R为年平均径流量(森林涵养水源量);P为年平均降水量;E为年平均蒸散量.喇叭沟门林区年平均降水量为500mm,多年平均径流深乘以有林地面积,即为森林涵养水源总量,由此推算出森林每年涵养水源量为2979.4万m3.森林涵养水源的价值,用年涵养水源总量(m3)乘以1m3水的价格计算.单位水价采用影子工程法计算,以每年新增投资量除以每年新增库容量(1988~1991年),计算出每建设1m3的库容需年投入成本0.67元(薛达元,1997),则涵养水源总价值为1996•2万元.

3.2.6净化环境

现代工业的发展,使大气中SO2,HF,Cl2,氮氧化物及其它有害气体含量增加.森林不仅可吸收这些气体,而且还具有降低光化学烟雾污染、净化放射性物质、过滤尘埃的作用.喇叭沟门林区,作为北京市北部的绿色屏障,对提高首都空气质量、保护市民健康具有重要意义.森林对环境的净化作用主要有两方面,即吸收有害气体和滞尘能力.

(1)吸收有害气体

有害气体主要由燃煤和汽车尾气等原因造成,其中以SO2含量最大,分布最广,且危害较重.植物可通过叶面气孔及枝干上的皮孔,吸收一定量的有害气体,使其在体内经生化反应后降解或累积.对有害气体的吸收能力随林分类型不同而异,阔叶林每年吸收SO2能力为88.65kg/hm2,柏类411.6kg/hm2,松林117.6kg/hm2,灌木林地为18.91kg/hm2.根据此数据可计算出喇叭沟门林区植被每年可吸收SO2的潜在能力为1634.5t.吸收SO2的经济价值计算,按照削减SO2的投资额为500万元/t,运行费为100元/t,即每削减1tSO2投资成本为600元的数值计算.则喇叭沟门林区植被每年可吸收SO2的潜在经济价值为98.1万元

(2)削减粉尘

植物叶片表面凹凸不平,且生长着附属物或能分泌粘液,可吸附空气中的尘埃,针叶林年滞尘能力为33.2t/hm2,阔叶林年滞尘能力为为10.11t/hm2;削减粉尘成本为170元/t.喇叭沟门林区植被每年滞尘能力为1.95×105t,削除粉尘的间接经济价值为3315.0万元.

4结论

(1)喇叭沟门林区森林系统生物多样性当年所产生的直接使用价值为木材蓄积年增长价值、果品及其它林副产品价值、畜牧养殖价值和旅游价值之和,即845.67万元,其间接使用价值为24918万元,远远高于其直接使用价值,即生物多样性所产生的生态功能价值远远超出其产生的实物价值,体现了喇叭沟门林区森林系统生物多样性生态功能与北京市民生活密切相关,保护好该区生物多样性尤为重要.

(2)喇叭沟门林区森林植被系统可吸收CO238万t/a,释放O228.4万t/a,减少土壤侵蚀48.4万t/a,理论上可吸收SO21634.5t/a.

5讨论

(1)森林系统有机物质总生产力的计算是估算林区植被吸收CO2和释放O2的基础,本研究中各群落类型的生产力借用相近地区组成结构相似的同类型群落生产力,因此在计算中会存在一定程度的误差.(2)直接使用价值中以药材价值最大,为600.8万元/a,但林区居民依靠药材的收入仅15.8万元/a,这与药材资源未被充分开发利用有关,因此,充分开发利用药材资源,应是增加林区居民直接经济收益的有效途径之一.(3)尽管喇叭沟门林区森林系统生物多样性的生态功能价值远远超出其产生的实物价值,但林区居民享受的生态价值仅是其中很小一部分,受益最大的则是广大市区居民,因此,为了弥补林区居民为保护环境所作出的牺牲,缓解林区内部保护与利用之间的矛盾,保护北京市的优良生态环境、保护好水源,根据生态价值贡献大小对林区居民进行适当经济补偿是必要的.(4)生物多样性生态功能价值还包括如遗传价值等很多方面,在不同地区各生态功能的重要性是不同的,因此其相对价值也是不同的,这些都需要进一步研究.