懷化市鶴城區(qū)退耕還林工程生態(tài)效益計量評價

陶 冀，邱春洪，米長堆

(1.湖南省林業(yè)調查規(guī)劃設計院， 湖南 長沙 410007; 2.懷化市鶴城區(qū)林業(yè)局， 湖南 懷化 418000)

懷化市鶴城區(qū)退耕還林工程生態(tài)效益計量評價

陶 冀1，邱春洪1，米長堆2

(1.湖南省林業(yè)調查規(guī)劃設計院， 湖南 長沙 410007; 2.懷化市鶴城區(qū)林業(yè)局， 湖南 懷化 418000)

對懷化市鶴城區(qū)自2001年實施退耕還林工程以來十年間所取得的生態(tài)效益進行計量評價,估算了鶴城區(qū)退耕還林工程在保護水資源效益、固土保肥效益和固碳制氧效益3個方面所產(chǎn)生的生態(tài)效益。結果表明，鶴城區(qū)退耕還林工程所帶來的生態(tài)效益十分顯著，鶴城區(qū)退耕還林工程生態(tài)效益總價值為16645.36萬元。

退耕還林；生態(tài)效益；評價; 鶴城區(qū)

近年來，生態(tài)系統(tǒng)的服務功能和效益的經(jīng)濟價值評價成為國際上生態(tài)學和生態(tài)經(jīng)濟領域研究的前沿與熱點[1]，許多學者從不同角度對生態(tài)系統(tǒng)的服務功能及其價值評估進行了研究[2-4]。20世紀80年代初，我國就開始了森林資源價值核算的研究工作，專家學者們?yōu)樯稚鷳B(tài)效益補償標準化、定量化做了大量的研究工作[5]。我國目前實施的退耕還林工程作為生態(tài)恢復的重要措施之一，引起了國內(nèi)外專家學者們的普遍關注。隨著退耕還林工程的實施，退耕還林工程生態(tài)效益評估研究的廣度和深度得到不斷加強。賴亞飛等[6]綜合運用專家咨詢、理論分析法和頻度分析3種方法，建立了吳旗縣退耕還林生態(tài)效益評價指標體系。楊建波、王利從坡耕地退耕還林后的涵養(yǎng)水源、固土保肥、納碳吐氧、減免災害、改善生活等5個方面著手,對其生態(tài)效益評價方法進行了探討[7]。李蕾等[8]采用環(huán)境經(jīng)濟學中的市場價值法、機會成本法、恢復費用法、影子工程法等估算了固原市原州區(qū)退耕還林、還草工程的土壤保持效益。到目前為止，湖南省退耕還林工程生態(tài)效益尚未形成統(tǒng)一、規(guī)范、完善的評估標準。我們以懷化市鶴城區(qū)為研究區(qū)域,分析了鶴城區(qū)自2001年退耕還林工程啟動十年來所獲得的生態(tài)效益,為退耕還林工程生態(tài)效益計量評價提供參考。

1 研究區(qū)概況

懷化市鶴城區(qū)位于湖南省西部，距省會長沙498km，地理坐標為東經(jīng)109°45′—110°29′，北緯27°16′—27°28′，全區(qū)國土面積728.8km2，常住人口341429人。東、南接中方縣，西鄰芷江縣，北連麻陽縣和辰溪縣。鶴城區(qū)處于雪峰山區(qū)，地形地貌大體是六分山地、三分丘崗、一分平原和水面，構成了“以山為主，兼有丘崗、平地水面”的格局，地勢為東南高、西北低；氣候類型屬中亞熱帶季風濕潤氣候區(qū)，氣候溫和，四季分明，光照充足，雨水充沛，但時空分布不均勻，小氣候明顯。年均氣溫16.8℃，年降水量1100～1700mm，年日照時數(shù)1486h，全年無霜期281d;境內(nèi)河流總長124km，共有大小支流181條，均屬長江流域沅江水系，主要河流有舞水河、太平溪。成土母質、母巖主要以板頁巖(及其變質巖)為主，土壤礦物質含量高，保水保肥力強，適種性廣，其次為紫色砂頁巖、石灰?guī)r、花崗巖等，共形成7個土類，18個亞類，109 個土種，土壤以紅壤、山地黃壤為主，土壤pH值多為5.0～6.5。

2 效益評價指標體系

2.1構建效益評價指標體系

根據(jù)鶴城區(qū)退耕還林工程建設實際以及當?shù)氐淖匀粭l件、經(jīng)濟發(fā)展程度和社會人口狀況，在充分考慮指標的適用性和可操作性的前提下，構建了鶴城區(qū)退耕還林工程生態(tài)效益的評價指標體系，包括保護水資源效益、固土保肥效益和固碳制氧效益3個大的方面，有以下6個主要指標： ① 涵養(yǎng)水源效益； ② 凈化水質效益； ③ 固土效益； ④ 保肥效益； ⑤ 固碳效益； ⑥ 釋放氧氣效益。

2.2生態(tài)效益計算方法

2.2.1 涵養(yǎng)水源效益 計算退耕還林涵養(yǎng)水源效益價值采用影子工程法，即把退耕還林攔蓄的水量轉換成水利工程需要攔蓄這些水量所需要的費用。根據(jù)水量平衡法可推出退耕還林水源涵養(yǎng)量和水源涵養(yǎng)效益的計算公式如下。

W=H×S

V=W×P

據(jù)周冰冰[9]等人的調查研究,考慮物價等綜合因素，目前的單位庫容造價取5.714元/m3。

2.2.2 凈化水質效益 計算退耕還林凈化水質效益價值采用影子工程法，根據(jù)工業(yè)凈化水成本來計算改善水質效益，推出退耕還林凈化水質效益的計算公式如下。

V=W×P

據(jù)周冰冰[9]等人的調查研究, 考慮物價等綜合因素，目前單位凈化價格取1.5元/m3。

2.2.3 固土效益 計算固土效益采用影子工程法，其計算公式如下。

V=L×S×P

2.2.4 保肥效益 土壤侵蝕使土壤中大量的物質流失，主要是土壤中N、P、K的流失?？筛鶕?jù)退耕還林林地比無林地土壤中少流失的N、P、K等養(yǎng)分，折算成化肥的含量，再用化肥的市場價格，計算出退耕還林保肥效益[10]，其計算公式如下。

V=L×S×∑P1i×P2i×P3i

根據(jù)調查，目前N肥價格為3118元/t,P肥為2222元/t,K肥為1017元/t。

2.2.5 固碳效益 計算固定CO2效益的方法采用碳稅率法，根據(jù)退耕還林固碳量及碳稅率計算效益。根據(jù)植物光合作用反應方程式。

6CO2+6H2O-28317320J=CH12O6+6O2

推算出每制造1t生物量要固定1.63t CO2，因純碳占CO2比重為0.2727，即1t干物質可固定0.4399t純碳。固碳效益計算公式如下。

V=0.4399×∑Wi×P

V=1.1724×∑Wi×P

根據(jù)調查，目前工業(yè)生產(chǎn)O2的成本費用為420元/t。

3 結果與分析

鶴城區(qū)退耕還林工程于2001年啟動，2001—2007年共完成退耕還林任務7533.3hm2，其中退耕地還林2866.7hm2、荒山造林4133.3hm2、封山育林533.3hm2。工程覆蓋全區(qū)9個鄉(xiāng)(鎮(zhèn)、處)，涉及6080戶農(nóng)戶21195人，成為鶴城區(qū)林業(yè)生態(tài)建設史上涉及面最廣、投入最多、群眾參與度極高的生態(tài)建設工程。2001—2007年退耕還林工程各年度分樹種造林面積見表1。

通過調查每年各樹種造林面積，匯總得效益計算面積。鶴城區(qū)退耕還林工程分樹種效益計算面積見表2。其累計核算面積為31266.6hm2。

表1 2001—2007年鶴城區(qū)退耕還林工程分樹種造林面積(hm2)樹種造林年度樹種面積合計2001200220032004200520062007兼用林油茶2 1?2 1板栗11 15 6?16 7山茱萸3 11 1?4 2厚樸12 5?12 5楊梅41 954 523 91 0?121 3棗子2 1?2 1其它兼用林0 21 00 54 88 8?15 3經(jīng)濟林柑桔18 264 20 7?83 1花椒22 8?22 8金銀花2 74 0?6 7梨子12 516 51 02 9?32 9葡萄2 0?2 0李子12 57 8?20 3桃子19 925 06 80 8?52 5柚子3 8?3 8其它經(jīng)濟林2 03 6?5 6生態(tài)林香椿3 7?3 7國外松0 8?0 8馬尾松303 8423 4512 7592 1819 5353 9993 93999 3毛竹0 819 9133 2?153 9榿木24 69 1112 66 7?153 0杉木214 2863 9447 7204 6556 260 62347 2楓香21 315 40 72 339 7酸棗0 68 06 3?14 9楊樹71 97 422 4?101 7樟樹1 133 534 00 20 5?69 3桉樹32 413 3118 646 17 3217 7其它生態(tài)林0 73 51 420 12 528 2總計666 81666 51333 2866 71533 5400 01066 67533 3

表2 鶴城區(qū)退耕還林工程分樹種效益面積(hm2)樹種年份效益計算面積效益計算面積合計2004200520062007200820092010兼用林油茶2 12 12 12 12 110 5板栗11 116 716 716 716 716 716 7111 3山茱萸3 14 24 24 24 24 224 1厚樸12 512 512 512 512 562 5楊梅41 996 4120 3120 3121 3121 3121 3742 8棗子2 12 12 12 12 12 112 6其它兼用林0 21 21 76 515 315 315 355 5經(jīng)濟林柑桔18 282 482 482 483 183 183 1514 7花椒22 822 822 822 822 822 8136 8金銀花2 72 72 76 76 76 76 734 9梨子12 529 029 030 032 932 932 9199 2葡萄2 02 02 02 02 02 012 0李子12 520 320 320 320 320 320 3134 3桃子19 944 951 751 752 552 552 5325 7柚子3 83 83 83 83 83 822 8其它經(jīng)濟林2 05 65 65 65 65 65 635 6

續(xù)表2 鶴城區(qū)退耕還林工程分樹種效益面積(hm2)樹種年份效益計算面積效益計算面積合計2004200520062007200820092010生態(tài)林香椿3 73 73 711 1國外松0 80 80 80 83 2馬尾松303 8727 21239 91832 02651 53005 43999 313759 1毛竹0 820 7153 9153 9153 9153 9153 9791 0榿木24 633 7146 3153 0153 0153 0153 0816 6杉木214 21078 11525 81730 42286 62286 62347 211468 9楓香21 321 336 737 437 439 7193 8酸棗0 68 614 914 914 914 914 983 7楊樹71 979 3101 7101 7101 7101 7558 0樟樹1 134 668 668 869 369 369 3381 0桉樹32 445 7164 3210 4217 7670 5其它生態(tài)林0 74 24 25 625 725 728 294 3總計666 82333 33666 54533 26066 76466 77533 331266 5

根據(jù)《湖南省退耕還林可持續(xù)經(jīng)營技術與效益計量評價》[10]，通過對退耕還林各樹種固定樣地和半固定樣地的涵水能力、保土能力和生物量增長過程的測定，結果見表3～表4。

3.1保護水資源效益

鶴城區(qū)退耕還林工程10年內(nèi)平均年度保護水資源效益為12310.69萬元，其中涵養(yǎng)水源效益9750.94萬元，凈化水質效益2559.75萬元，見表5。

3.2固土保肥效益

根據(jù)湖南省林業(yè)科學院2008年測定的結果[12]，通過對流失表土中N、P、K含量的綜合測定，鶴城區(qū)退耕還林工程表土層N、P、K平均含量分別為0.1150%、0.0075%、0.0085%。

鶴城區(qū)退耕還林工程10年內(nèi)平均年度固土保肥效益為597.24萬元，其中固土效益357.24萬元，保肥效益240.00萬元，見表6。

3.3固碳制氧效益

從鶴城區(qū)退耕還林工程各樹種生物量增長過程表可得出鶴城區(qū)退耕還林工程10年各樹種生物量增長過程，見表7。

鶴城區(qū)退耕還林工程10年固碳制氧效益為3737.43萬元，其中固碳效益1791.02萬元，釋放氧氣效益1946.41萬元，見表8。

4 結論與討論

表3 退耕還林工程各樹種涵水能力、保土能力樹種涵水能力(m3/hm2)保土能力(t/hm2)兼用林油茶45013 68板栗50019 28山茱萸40010 71厚樸45015 44楊梅50015 22棗子50014 29其它兼用林55012 82經(jīng)濟林柑桔35010 35花椒3009 77金銀花30013 56梨子35010 35葡萄40010 35李子35010 35桃子40010 35柚子35010 35其它經(jīng)濟林45013 27生態(tài)林香椿61022 87國外松37016 35馬尾松64024 45毛竹46016 78榿木64022 87杉木46516 23楓香64014 46酸棗54022 64楊樹37017 34樟樹55023 28桉樹55721 96其它生態(tài)林62020 44

表4 退耕還林工程各樹種生物量增長過程測定表(t/hm2)樹種1年2年3年4年5年6年7年8年9年10年兼用林油茶0 040 160 350 620 971 401 902 483 143 88板栗0 040 170 380 681 061 522 072 703 424 22山茱萸0 040 170 390 691 071 542 102 753 474 29厚樸0 060 230 520 921 442 082 833 694 675 77楊梅0 070 260 591 051 642 353 24 195 306 54棗子0 050 190 420 741 161 672 282 983 774 65其它兼用林0 040 180 400 711 111 602 182 843 604 44

續(xù)表4 退耕還林工程各樹種生物量增長過程測定表(t/hm2)樹種1年2年3年4年5年6年7年8年9年10年經(jīng)濟林柑桔0 040 140 320 570 891 281 742 282 883 56花椒0 030 110 260 460 721 031 411 842 322 87金銀花0 030 120 280 500 781 121 532．002 533 12梨子0 040 140 320 570 901 291 752 292 903 58葡萄0 040 150 330 580 911 311 782 322 943 63李子0 040 140 330 580 911 301 772 322 933 62桃子0 040 150 330 580 911 311 782 332 953 64柚子0 040 150 330 580 911 311 792 342 963 65其它經(jīng)濟林0 040 150 330 590 931 341 822 373 013 71生態(tài)林香椿0 100 390 881 562 443 524 796 257 919 77國外松0 110 430 971 732 703 895 306 928 7610 81馬尾松0 110 420 951 692 643 805 176 768 5510 56毛竹0 100 400 901 602 503 604 906 398 099 99榿木0 120 471 051 862 914 195 717 469 4411 65杉木0 090 360 821 452 273 274 455 827 369 09楓香0 100 400 911 622 533 644 956 478 1910 11酸棗0 090 370 831 482 313 334 535 917 489 24楊樹0 130 501 132 013 144 526 158 0410 1712 56樟樹0 100 390 881 562 443 524 796 257 919 77桉樹0 130 501 132．003 134 516 148 0210 1512 53其它生態(tài)林0 080 330 741 312 052 944 015 246 638 18

表5 鶴城區(qū)退耕還林工程10年內(nèi)平均年度保護水資源效益效益發(fā)揮年份累計效益計算面積(hm2)涵養(yǎng)水源量(萬m3)涵養(yǎng)水源效益(萬元)凈化水質效益(萬元)保護水資源效益(萬元)2004666 836 3207 4254 45261 8720052333 3120．0685 68180．00865 6820063666 5193 51105 66290 251395 9120074533 2244 41396 50366 601763 1020086066 7331 61894 76497 402392 1620096466 7356 82038 76535 202573 9620107533 3423 92422 16635 853058 01總計31266 51706 59750 942559 7512310 69

表6 鶴城區(qū)退耕還林工程10年內(nèi)平均年度固土保肥效益效益發(fā)揮年份累計效益計算面積(hm2)保土量(t)保N量(t)保P量(t)保K量(t)固土效益(萬元)保N效益(萬元)保P效益(萬元)保K效益(萬元)保肥效益(萬元)固土保肥效益(萬元)2004666 813104 415 11 01 17 494 710 220 115 0412 5320052333 343125 849 63 23 724 6415 460 710 3816 5541 1920063666 570185 780 75 36 040 1025 161 180 6126 9567 0520074533 289212 1102 66 77 650 9831 991 490 7734 2585 2320086066 7121571 3139 89 110 369 4743 592 021 0546 66116 1320096466 7131236 5150 99 811 174 9947 052 181 1350 36125 3520107533 3156765 5180 311 813 389 5756 222 621 3560 19149 76總計31266 5625201 3719 046 953 1357 24224 1810 425 40240 00597 24

表7 鶴城區(qū)退耕還林工程10年各樹種生物量增長過程(t/hm2)樹種2001200220032004200520062007200820092010兼用林油茶0 10 30 71 32 02 94 05 2板栗0 42 15 29 715 622 831 541 653 166 0山茱萸0 10 61 42 64 16 08 210 813 8厚樸0 82 96 511 518 026 035 446 1楊梅2 914 740 682 4140 1213 2301 9407 2528 5665 4棗子0 10 40 91 62 43 54 86 37 9其它兼用林0 10 30 82 35 39 515 122 130 5

續(xù)表7 鶴城區(qū)退耕還林工程10年各樹種生物量增長過程(t/hm2)樹種2001200220032004200520062007200820092010經(jīng)濟林柑桔0 75 114 830 952 880 5114 1153 6199 4250 6花椒0 72 55 910 516 423 532 142 052 9金銀花0 10 30 81 52 64 16 18 511 314 5梨子0 52 46 312 420 931 744 760 177 998 1葡萄0 10 30 71 21 82 63 64 65 9李子0 52 15 29 815 923 332 342 854 768 1桃子0 84 010 620 834 952 974 6100 2129 8163 1柚子0 20 61 32 23 55 06 88 911 2其它經(jīng)濟林0 10 41 22 44 06 08 511 314 618 3生態(tài)林香椿0 41 43 35 89 013 0國外松0 10 30 81 42 23 14 2馬尾松33 4174 2522 81196 12343 54084 36570 29892 714066 119083 3毛竹0 12 322 072 5153 7265 8408 6582 1786 31020 1榿木3 012 743 6109 0209 9346 0518 7726 8971 11250 7杉木19 3154 9526 91198 62229 73678 75552 67847 710578 013728 1楓香2 18 520 940 768 2103 3146 5197 7257 0酸棗0 10 94 09 918 529 843 960 880 3102 6楊樹9 336 987 9164 1266 0393 2546 0724 8928 5樟樹0 13 817 444 585 0139 0206 9288 3382 9491 0桉樹4 217 958 7145 1286 0480 7730 61035 3其它生態(tài)林0 10 51 73 68 116 930 047 770 296 9總計62 1393 11278 32945 15627 09522 814801 921552 129803 539528 3

表8 鶴城區(qū)退耕還林工程10年固碳制氧效益年份生物量(t)碳貯量(t)釋放氧氣(t)固碳效益(萬元)釋放氧氣效益(萬元)固碳制氧效益(萬元)200162 127 372 82 813 065 872002393 1172 9460 917 8119 3637 1720031278 3562 31498 757 9262 94120 8620042945 11295 53452 8133 44145 02278 4620055627 02475 36597 1254 96277 08532 0420069522 84189 111164 5431 48468 91900 39200714801 96511 417353 7670 67728 861399 53200821552 19480 825267 7976 521061 242037 76200929803 513110 634941 61350 391467 552817 94201039528 317388 546343 01791 021946 413737 43

鶴城區(qū)退耕還林工程從2001年到2010年10年的生態(tài)效益總價值為16645.36萬元。其中, 涵養(yǎng)水源效益9750.94萬元，凈化水質效益2559.75萬元，固土效益357.24萬元，保肥效益240.00萬元，固碳效益1791.02萬元，釋放氧氣效益1946.41萬元。由此看出鶴城區(qū)實施退耕還林工程后,所帶來的生態(tài)效益十分顯著，極大地改善了生態(tài)環(huán)境?，F(xiàn)階段鶴城區(qū)退耕還林主要為幼齡林,隨著林齡的增大,工程所形成的森林資源將發(fā)揮更大的生態(tài)效益。

退耕還林工程形成的林分給物種創(chuàng)造了良好的休養(yǎng)生息環(huán)境條件，森林群落的組成會發(fā)生深刻的變化，物種數(shù)量將顯著增加[6]。退耕還林工程保護多種森林生態(tài)系統(tǒng)，還可以增加生物多樣性。但是生物多樣性很難量化，國內(nèi)外目前對退耕還林保護生物多樣性效益價值評估方面指標的設置差異很大，缺乏統(tǒng)一公認的評價體系。如何對退耕還林增加生物多樣性價值進行精準有效的計量評價，值得思考和探索。

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MetrologicalevaluationonecologicalefficiencyfromtheprojectofreturningcroplandtoforestlandinHechengDistrictofHuaihuaCity

TAO Ji1, QIU Chunhong1, MI Changdui2

(1.Institute of Hunan Forestry Survey and Design, Changsha 410007, China; 2.Forestry Bureau of Hecheng District in Huaihua City, Huaihua 418000, China)

Since the project of returning cropland to forestland was implemented in Hecheng District of Huaihua City in 2001, the ecological efficiency has been achieved during the past 10 years. In this paper, the ecological efficiency was evaluated from three aspects of water resources protection, soil and fertility conservation, and fixing carbon and releasing oxygen. The results showed that, the implementation of the project of returning cropland to forestland resulted in good ecological efficiency. The total value of the ecological efficiency was evaluated up to 166.4536 million yuan.

returning cropland to forestland; ecological efficiency; evaluation; Hecheng District

2010-04-15

2010-05-28

S 718.55+7

A

1003-5710(2010)03-0024-06

(責任編輯：唐效蓉)