遼寧省農(nóng)田防護(hù)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值核算

王 美 張 君 高大鵬 翟印禮

(沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，沈陽，110866) (渤海大學(xué)) (遼寧省建平鎮(zhèn)林業(yè)站) (沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué))

遼寧省農(nóng)田防護(hù)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值核算

王 美 張 君 高大鵬 翟印禮

(沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，沈陽，110866) (渤海大學(xué)) (遼寧省建平鎮(zhèn)林業(yè)站) (沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué))

立足于生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、會(huì)計(jì)學(xué)原理與方法，運(yùn)用市場(chǎng)價(jià)值法、機(jī)會(huì)成本法、影子價(jià)格法等，以2005年數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，對(duì)遼寧省農(nóng)田防護(hù)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行核算。結(jié)果表明：遼寧省農(nóng)田防護(hù)林生態(tài)服務(wù)功能的總價(jià)值為33.01億元，各項(xiàng)生態(tài)服務(wù)指標(biāo)的價(jià)值由大到小的順序?yàn)椋簻p弱蒸發(fā)、減災(zāi)防護(hù)、保育土壤、固碳釋氧、凈化空氣，其中減弱蒸發(fā)和減災(zāi)防護(hù)價(jià)值占總服務(wù)價(jià)值的60.23%。

農(nóng)田防護(hù)林；生態(tài)服務(wù)功能；價(jià)值量；遼寧省

作為林業(yè)生態(tài)工程的重要組成部分，農(nóng)田防護(hù)林在控制風(fēng)沙干旱，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平方面發(fā)揮著重要的生態(tài)經(jīng)濟(jì)作用[1]。2001年聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署啟動(dòng)了千年生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估，使得生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值評(píng)估逐漸成為生態(tài)學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)[2]，與森林、海洋、濕地等生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估的研究相比[3-6]，農(nóng)田防護(hù)林的生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估的研究較少。遼寧省關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值研究主要集中在森林、濕地[7-8]，而農(nóng)田防護(hù)林的研究尚未見報(bào)道。本研究主要采用國(guó)家林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LY/T 1721—2008《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》的方法[9]，利用2005年遼寧森林資源二類清查數(shù)據(jù)，對(duì)遼寧省農(nóng)田防護(hù)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值進(jìn)行核算。根據(jù)農(nóng)田防護(hù)林的特點(diǎn)，對(duì)《規(guī)范》中涵養(yǎng)水源價(jià)值評(píng)估方法進(jìn)行改進(jìn)，首次探討了用減弱蒸發(fā)價(jià)值替代防風(fēng)效應(yīng)的價(jià)值，為建立農(nóng)田防護(hù)林的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

遼寧省地處我國(guó)東北地區(qū)南部,境內(nèi)東西兩側(cè)為低山丘陵區(qū),中部為遼河中下游平原區(qū),南部鄰黃渤二海。研究區(qū)為遼河、渾河、太子河、大小凌河、繞陽河下游的匯集地，是遼寧省主要的水稻產(chǎn)區(qū)和商品糧基地。該區(qū)域森林的主要類型為農(nóng)田防護(hù)林，優(yōu)勢(shì)樹種為楊樹。2005年遼寧省農(nóng)田防護(hù)林基本情況：幼齡林面積108 391.4 hm2、蓄積2 383 635.5 m3，中齡林面積為32 115.7 hm2、蓄積為3 420 984.3 m3，近成熟林面積為35 136.3 hm2、蓄積為4 501 487.3 m3，過熟林面積為29 173.5 hm2、蓄積為2 221 201.5 m3。

2 研究方法

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的評(píng)價(jià)方法主要有兩類：一類是物質(zhì)量評(píng)價(jià)法，另一類是價(jià)值量評(píng)價(jià)法。價(jià)值量評(píng)價(jià)法在對(duì)生態(tài)系統(tǒng)提供的服務(wù)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，一般從物質(zhì)量的角度出發(fā)，更多地關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總體的稀缺性[10]。本研究以遼寧省農(nóng)田防護(hù)林為研究對(duì)象，綜合運(yùn)用生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)理論、環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)理論，對(duì)林網(wǎng)減弱蒸發(fā)、保育土壤、凈化空氣和固碳釋氧四類生態(tài)防護(hù)指標(biāo)進(jìn)行核算。對(duì)《規(guī)范》中的涵養(yǎng)水源價(jià)值評(píng)估方法進(jìn)行改進(jìn)，用減弱蒸發(fā)價(jià)值替代防風(fēng)效應(yīng)的價(jià)值；保育土壤價(jià)值采用機(jī)會(huì)成本法和影子價(jià)格法；林網(wǎng)減弱蒸發(fā)價(jià)值、凈化空氣價(jià)值和固碳釋氧價(jià)值采用影子價(jià)格法；從農(nóng)田防護(hù)林提供林木產(chǎn)品和防護(hù)農(nóng)作物減少產(chǎn)量角度出發(fā)，采用市場(chǎng)價(jià)值法核算遼寧省農(nóng)田防護(hù)林的林木產(chǎn)品價(jià)值和減災(zāi)防護(hù)功能價(jià)值。由于缺少遼寧省生物多樣性服務(wù)功能的相關(guān)數(shù)據(jù)，難以進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算，故本研究沒有將生物多樣性指標(biāo)列于核算范圍。

林帶的水分效應(yīng)是干旱、半干旱甚至半濕潤(rùn)地區(qū)林帶的主要作用。根據(jù)野外觀測(cè)表明，林網(wǎng)內(nèi)的蒸發(fā)平均降低10%～20%，在網(wǎng)格面積減小時(shí)減弱更多。林帶的這種作用起到了保持水分、改善環(huán)境和提高農(nóng)作物產(chǎn)量的良好作用。由于遼寧省農(nóng)田防護(hù)林多數(shù)都是分布在干燥度≥1的地區(qū)，應(yīng)用森林涵養(yǎng)水源的公式G=10A(P-E-C)計(jì)算林網(wǎng)減弱增發(fā)價(jià)值不合適，因此，對(duì)森林涵養(yǎng)水源功能的計(jì)算方法進(jìn)行改進(jìn)，用減弱蒸發(fā)效益實(shí)物量替代防風(fēng)效應(yīng)。減弱蒸發(fā)效益實(shí)物量的公式為：G=10AQ=10A(T×E)。式中：G為減弱蒸發(fā)的效能(單位為m3·a-1)；T為害風(fēng)天數(shù)(單位為d)；E為林帶減弱蒸發(fā)值(單位為mm/d)；A為林分面積(單位為hm2)。用水的影子價(jià)格乘上減弱蒸發(fā)總量即得農(nóng)田防護(hù)林生態(tài)系統(tǒng)減弱蒸發(fā)的價(jià)值。

3 結(jié)果與分析

3.1 林網(wǎng)減弱蒸發(fā)價(jià)值

農(nóng)田防護(hù)林的防風(fēng)作用主要通過林網(wǎng)的減弱蒸發(fā)價(jià)值核算來表現(xiàn)。由于遼寧省農(nóng)田防護(hù)林大多處在干燥度≥1的半干旱或半濕潤(rùn)地區(qū)，研究遼西地區(qū)干燥度指數(shù)的變化規(guī)律，并查找1991—2006年遼寧省統(tǒng)計(jì)年鑒氣象資料，取干燥度指數(shù)的平均值，得到林分蒸發(fā)量的數(shù)據(jù)。根據(jù)減弱蒸發(fā)實(shí)物量公式，得到減弱蒸發(fā)的實(shí)物量值為1.7億m3·a-1。水價(jià)可用影子工程價(jià)格替代，根據(jù)1993—1999年中國(guó)水利年鑒平均水庫庫容造價(jià)為2.17元·t-1，通過國(guó)家林業(yè)局物價(jià)指數(shù)換算單位庫容造價(jià)為6.11元·t-1，則林網(wǎng)減弱蒸發(fā)的價(jià)值量為10.86億元。

3.2 保育土壤價(jià)值

林分固土價(jià)值：我國(guó)有林地的土壤侵蝕模數(shù)分別為：闊葉林0.5 t·hm-2·a-1，針葉林7.8 t·hm-2·a-1，灌木林為0.52 t·hm-2·a-1。土壤侵蝕強(qiáng)度用侵蝕模數(shù)(t·km-2·a-1)表示。根據(jù)遼寧土壤侵蝕強(qiáng)度大小在地理上的分布，以遼西的朝陽、阜新為最多，遼東半島次之，錦州再次之，遼東最少。對(duì)各土壤侵蝕強(qiáng)度計(jì)算后，得到遼寧省農(nóng)田防護(hù)林無林地的土壤侵蝕模數(shù)為16.26 t·hm-2·a-1。用朝陽縣河道清淤所需費(fèi)用作為替代價(jià)值，清淤成本為3.85元·t-1，則遼寧省農(nóng)田防護(hù)林總固土量的價(jià)值為0.42億元。

林分保肥價(jià)值：根據(jù)《規(guī)范》公式，遼寧省農(nóng)田防護(hù)林年保肥價(jià)值為3.86億元，遼寧省農(nóng)田防護(hù)林的單位面積保肥價(jià)值為1 884.32元/hm2。

林分固土和保肥價(jià)值兩項(xiàng)合計(jì)得到保育土壤的總價(jià)值是4.28億元。

3.3 凈化空氣的價(jià)值

針葉林的滯塵能力為33.20 t·hm-2·a-1，闊葉林的滯塵能力為10.2 t·hm-2·a-1，削減粉塵的成本為170元·t-1[11]，計(jì)算得到遼寧農(nóng)田防護(hù)林每年滯塵的價(jià)值為3.55億元。

3.4 固碳釋氧的價(jià)值

固碳價(jià)值：森林通過光合作用，吸收二氧化碳釋放大量氧氣，使空氣得到凈化。森林通過光合作用每年積累1 t干物質(zhì)，可以固定1.63 t CO2[12]。生物量轉(zhuǎn)換為碳匯量的轉(zhuǎn)換系數(shù)(即單位生物量的含碳量)為27.27%。

采用造林成本法和碳稅法的平均值，得到遼寧省農(nóng)田防護(hù)林生態(tài)系統(tǒng)每年固定二氧化碳的價(jià)值為1.51億元，遼寧省農(nóng)田防護(hù)林的單位面積價(jià)值為737.82元/hm2。

采用造林成本法和碳稅法的平均值，計(jì)算得到遼寧省農(nóng)田防護(hù)林生態(tài)系統(tǒng)林分土壤每年固定二氧化碳的價(jià)值為0.04億元。

綜合植被固碳和土壤固碳兩項(xiàng)指標(biāo)得到總固碳量為1.55億元。

釋放氧氣的價(jià)值：根據(jù)光合作用方程式，植物每積累1 g干物質(zhì)，可以釋放1.19 g O2。其中，造林成本為369.7元/t，工業(yè)制氧成本為400元/t。采用造林成本法與工業(yè)制氧法的平均值，計(jì)算得到遼寧省農(nóng)田防護(hù)林生態(tài)系統(tǒng)制造氧氣的價(jià)值為2.15億元。

因此，遼寧省農(nóng)田防護(hù)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能中固碳釋氧的價(jià)值為3.7億元。

3.5 減災(zāi)防護(hù)價(jià)值

根據(jù)在章古臺(tái)、昌圖、新民對(duì)谷子、玉米、高粱產(chǎn)量的研究表明[13]。林網(wǎng)內(nèi)農(nóng)作增產(chǎn)率分別為：玉米24.76%、高粱21%、谷子27.6%、水稻12.2%。查詢2006年遼寧省統(tǒng)計(jì)年鑒得到2005年遼寧省水稻、小麥、玉米、高粱四種農(nóng)作物的平均產(chǎn)量及市場(chǎng)價(jià)格，計(jì)算得到農(nóng)田林網(wǎng)的減災(zāi)防護(hù)價(jià)值為9.02億元。

4 結(jié)論與討論

2005年遼寧省農(nóng)田防護(hù)林的總價(jià)值為33.01億元(見表1)，其中木材產(chǎn)品價(jià)值為1.6億元，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值為31.41億元，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值是木材產(chǎn)品價(jià)值的19.6倍。其中減弱蒸發(fā)功能價(jià)值最大，占總價(jià)值的32.90%，農(nóng)田林網(wǎng)的建設(shè)充分起到了增加空氣濕度，有利于保持農(nóng)作物對(duì)水分的吸收，對(duì)農(nóng)作物提高產(chǎn)量起到了有效作用；減災(zāi)防護(hù)功能價(jià)值次之，占總價(jià)值的27.33%，這一數(shù)據(jù)充分說明遼寧省農(nóng)田防護(hù)林在保護(hù)農(nóng)田、減少自然災(zāi)害等起到重大作用；保育土壤功能占總價(jià)值的12.96%，固碳釋氧功能占總價(jià)值的11.21%，最后是凈化空氣占總價(jià)值的10.75%。這些數(shù)據(jù)說明，農(nóng)田防護(hù)林的生態(tài)功能作用最大的是減災(zāi)防護(hù)功能和減弱蒸發(fā)功能，與農(nóng)田防護(hù)林建設(shè)的初衷是基本一致的。表明遼寧省農(nóng)田防護(hù)林30多年的建設(shè)是卓有成效的。所以，加強(qiáng)保護(hù)、合理更新現(xiàn)有農(nóng)田防護(hù)林是遼寧省平原林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。

表1 遼寧省農(nóng)田防護(hù)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值核算(2005年)

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值量/108元占總價(jià)值的比例/%木材產(chǎn)品1．604．85減弱蒸發(fā)10．8632．90保育土壤4．2812．96凈化空氣3．5510．75固碳釋氧3．7011．21減災(zāi)防護(hù)9．0227．33合 計(jì)33．01100

4.1 基于生態(tài)學(xué)的討論

遼寧省農(nóng)田防護(hù)林與遼寧省森林、山東省農(nóng)田防護(hù)林、福建省沿海防護(hù)林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的評(píng)價(jià)指標(biāo)價(jià)值見表2。從表2可知，遼寧省森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值核算包括7類指標(biāo)，各項(xiàng)價(jià)值指標(biāo)由大到小順序?yàn)椋汉B(yǎng)水源、生物多樣性保護(hù)、固碳供氧、土壤保肥、凈化環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累、游憩[7]；山東省農(nóng)田防護(hù)林主要包括5類指標(biāo)，各項(xiàng)價(jià)值指標(biāo)由大到小順序?yàn)椋罕Ｓ寥馈⒆魑镌霎a(chǎn)、生物多樣性保護(hù)、固碳供氧、凈化空氣[14]；福建省沿海防護(hù)林主要包括6類指標(biāo)，各項(xiàng)價(jià)值指標(biāo)由大到小順序?yàn)椋簝艋諝?、保育土壤、固碳供氧、減災(zāi)防護(hù)、涵養(yǎng)水源、生物多樣性[15]；遼寧省農(nóng)田防護(hù)林包括6類指標(biāo)，各項(xiàng)價(jià)值指標(biāo)由大到小順序?yàn)椋簻p弱蒸發(fā)、減災(zāi)防護(hù)、保育土壤、固碳釋氧、凈化空氣、木材產(chǎn)品。福建、山東、遼寧三地的防護(hù)林比較，隨緯度增加而單位面積的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值降低的趨勢(shì)。值得強(qiáng)調(diào)的是，本研究采用害風(fēng)天數(shù)減少的頻數(shù)來求算減弱蒸發(fā)價(jià)值，與森林涵養(yǎng)水源功能評(píng)價(jià)方法計(jì)算相接近。

遼寧省農(nóng)田防護(hù)林單位面積蓄積為61.2 m3/hm2(表2)，無論是與的國(guó)際平均水平(110 m3/hm2)相比，還是與2005年中國(guó)林地67.2 m3/hm2的森林蓄積水平相比都顯得很低[16]。對(duì)于單位面積蓄積而言，無論是遼寧省森林還是農(nóng)田防護(hù)林都有提升的潛力。假定未來15年遼寧省農(nóng)田防護(hù)林單位面積蓄積增加10 m3/hm2，其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值可以增加51 343.4元·hm-2·a-1，這恰好也與山東省農(nóng)田防護(hù)林2005年水平接近(單位面積蓄積也接近)。

表2 單位面積生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值核算

注：表中不包括游憩價(jià)值。

由表2可知，由于評(píng)價(jià)對(duì)象林種的不同(森林、農(nóng)田防護(hù)林、沿海防護(hù)林)、評(píng)價(jià)指標(biāo)的不同、評(píng)價(jià)方法的不同、生態(tài)系統(tǒng)本身質(zhì)量狀況(如林齡分布、蓄積量等)差異，核算的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值存在差異。因而，只有針對(duì)評(píng)價(jià)同一林種對(duì)象，采用統(tǒng)一的評(píng)價(jià)指標(biāo)、方法、標(biāo)準(zhǔn)，才能更準(zhǔn)確地核算大尺度的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值，這有待進(jìn)一步深入研究。

4.2 基于會(huì)計(jì)學(xué)的討論

困擾生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值核算的一個(gè)問題，是缺少立足于會(huì)計(jì)學(xué)原理的思考，生態(tài)系統(tǒng)直接價(jià)值(如立木蓄積量)可視為生態(tài)系統(tǒng)的自然資本(相當(dāng)于固定資產(chǎn))，而每年產(chǎn)生的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值可視為年收入價(jià)值。因此，用每年單位面積蓄積的生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值作為核算基準(zhǔn)(見表3)，比較不同地區(qū)、不同林種、不同指標(biāo)的生態(tài)服務(wù)價(jià)值量。由表3可知，遼寧省森林的生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值與遼寧省農(nóng)田防護(hù)林相比，涵養(yǎng)水源、固碳釋氧的服務(wù)價(jià)值較高，很大原因在于遼寧省東部山區(qū)水源涵養(yǎng)林的作用及撫順地區(qū)的大伙房水庫的影響。

表3 單位面積蓄積的生態(tài)服務(wù)功能價(jià)值核算 元·hm-2·m-3·a-1

福建省沿海防護(hù)林、山東省農(nóng)田防護(hù)林較遼寧省農(nóng)田防護(hù)林保育土壤價(jià)值估算偏高，這主要是三個(gè)地區(qū)土壤侵蝕量差異較大導(dǎo)致的；山東省、遼寧省農(nóng)田防護(hù)林固碳釋氧價(jià)值估算的結(jié)果基本一致，而福建省沿海防護(hù)林估算偏高，主要原因是估算方法不一致、采用的參照價(jià)格不同等造成估算的差異。

表4 地區(qū)間總體生態(tài)價(jià)值相似性距離分析

在地區(qū)間相似距離分析中，用相似性矩陣的皮爾遜相關(guān)系數(shù)表示，相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值越接近1，表明兩者的相似性越大，差異性越小。從表4可以看出，遼寧省農(nóng)田防護(hù)林的皮爾遜相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值分別為0.005、0.204、0.179。說明遼寧省農(nóng)田防護(hù)林與山東省農(nóng)田防護(hù)林相似性最大，差異性最小，而與遼寧省森林相似性最小，差異性最大。

4.3 基于經(jīng)濟(jì)學(xué)的討論

農(nóng)田防護(hù)林生態(tài)系統(tǒng)是為了保護(hù)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)而建設(shè)的，林-農(nóng)業(yè)與社會(huì)的經(jīng)濟(jì)關(guān)系問題存在著較強(qiáng)的外部性。生態(tài)系統(tǒng)價(jià)值核算主要是針對(duì)正外部性考慮的，而負(fù)外部性問題沒有引起足夠重視。如農(nóng)田防護(hù)林與農(nóng)作物爭(zhēng)地、協(xié)地、耗水、遮光等問題[17]。負(fù)外部性問題，隨著集體林權(quán)制度改革，配套制度的不完善，導(dǎo)致的矛盾日益加劇。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值可理解為經(jīng)濟(jì)學(xué)價(jià)值理論的效用價(jià)值[2]，可以分為總效用與邊際效用價(jià)值。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值的某些分項(xiàng)指標(biāo)對(duì)應(yīng)于某些邊際效用，可以用支付意愿來評(píng)估。那么，協(xié)調(diào)正負(fù)外部性問題的矛盾可以通過生態(tài)補(bǔ)償來解決。只有結(jié)合新制度經(jīng)濟(jì)學(xué)理論，從外部性問題的正負(fù)兩方面來考慮，才能設(shè)計(jì)出科學(xué)的生態(tài)補(bǔ)償制度。

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Evaluation of Ecosystem Services Function Value of Farmland Shelterbelts in Liaoning Province, China/

Wang Mei(Shenyang Agricultural Uinversity, Shenyang 110866, P. R. China); Zhang Jun(Bohai University); Gao Dapeng(Pingjian Forestry Station of Liaoning Povince); Zhai Yinli(Shenyang Agricultural Uinversity)//Journal of Northeast Forestry University.-2014,42(1).-86～89

Farmland shelterbelt; Ecosystem services; Evaluation; Liaoning Province

王美，女，1982年12月生，沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，博士研究生。E-mail：wangmei1206@126.com。

翟印禮，沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，教授。E-mail：Yinlizhai@163.com。

2013年5月7日。

S727； F303

責(zé)任編輯：王廣建。

Based on ecology, economics and accounting principles and methods, the farmland ecosystem function value of Liaoning Province was evaluated by market price, opportunity cost and shadow price. In 2005, the total ecological service function value of the farmland ecosystem in the province was 3.301 billion Yuan, and the ecological service function index value was in the order of reducing evaporation>preventing and reducing natural disasters>soil conservation>carbon fixation and oxygen release>air purification. The service values of reducing evaporation, and preventing and reducing natural disasters account for 60.23%.