云南省低丘緩坡開發(fā)建設(shè)占用林地生態(tài)效益評估

張 洪，束楠楠，董世杰，張雪巖

(云南財經(jīng)大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，云南昆明650221)

森林生態(tài)系統(tǒng)是一個復(fù)雜且開放的生態(tài)系統(tǒng)，其本身兼具生態(tài)效益、經(jīng)濟效益以及社會效益。低丘緩坡開發(fā)建設(shè)項目占用了部分林地資源，使得原有的森林生態(tài)系統(tǒng)遭到一定程度的破壞，以往的以獲取木材和最大化經(jīng)濟利潤為目的的傳統(tǒng)林業(yè)計量只包含木材資源的經(jīng)濟價值損失。而隨著綠色發(fā)展思想的不斷深化，人們看重的除了林地資源的經(jīng)濟效益，還有其社會效益和生態(tài)效益，尤其是林地資源的生態(tài)效益。森林生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)效益對人類健康及社會可持續(xù)發(fā)展有重大的影響，為此研究者越來越重視對其價值的評估。國際上圍繞不同尺度、不同類型的生態(tài)系統(tǒng)已開展了廣泛的生態(tài)效益評價。1997年研究者對全世界范圍內(nèi)可測算的所有森林生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)效益評價結(jié)果進行了匯總，第一次對全球尺度上的生態(tài)系統(tǒng)進行評估和分析，其測算結(jié)果表明，在全球尺度上的生態(tài)系統(tǒng)，其年度生態(tài)效益總價值為16萬億～54萬億美元[1]。研究者以stella軟件等作為測算基礎(chǔ)，開發(fā)出能夠模擬全球經(jīng)濟、社會服務(wù)和生物圈動態(tài)相互聯(lián)系和運轉(zhuǎn)狀態(tài)的復(fù)合模型，通過此模型能夠模擬出全球各地在不同發(fā)展模式和類型下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的大體價值[2-3]。國內(nèi)關(guān)于生態(tài)效益評價的相關(guān)研究起步較晚，但研究速度和進展很快，近年來，相關(guān)課題更成為生態(tài)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)專家們研究的熱點。侯元兆等[4]首先拉開了我國森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)效益價值測算的帷幕，首次綜合地對我國森林生態(tài)系統(tǒng)中涵養(yǎng)水源、防風(fēng)固沙、凈化空氣3個方面的生態(tài)效益做出評估和分析。在此之后，國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者開始對大尺度上的國家或地區(qū)的森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值進行了核算[5-9]。此外，一些專家在中小尺度范圍內(nèi)對森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能也進行了測算和評估，到目前為止，我國對生態(tài)效益評價模型和方法的研究已取得一些進展，評價體系日趨完善。近年來，大理市作為低丘緩坡開發(fā)的國家典型區(qū)域，其對山地資源的開發(fā)建設(shè)強度越來越大，其中對山地資源中林地的占用最為明顯。為了評估山地開發(fā)建設(shè)過程中占用林地的生態(tài)效益，筆者針對大理市的具體情況，擬構(gòu)建科學(xué)的占用林地的生態(tài)效益損失計量體系，建立一套更加完善的林地生態(tài)效益評價模型，盡可能為大理市低丘緩坡開發(fā)建設(shè)項目有關(guān)決策和生態(tài)環(huán)境保護提供有利的技術(shù)支持以及參考。

1 研究方法

目前，針對生態(tài)效益的評價計量方法主要包括2種：物質(zhì)量評估法和價值量評估法。

1.1物質(zhì)量評估法物質(zhì)量評估法是從物質(zhì)量的層面出發(fā)，對整個生態(tài)系統(tǒng)中各項效益逐一進行定量評估，這種評估計算方法一般不會受到市場價格變化的影響，從而使評價結(jié)果能夠客觀精確地評價計算出生態(tài)系統(tǒng)中的個體狀況和提供各項生態(tài)效益的能力，該方法適用于具有同類型生態(tài)效益的不同生態(tài)系統(tǒng)之間效益供給能力的比較。但是物質(zhì)量評估法也存在一些缺陷，其不能將不同量綱的多種生態(tài)效益合并，因此不能對具有多種生態(tài)效益的生態(tài)系統(tǒng)進行評定，并且計算后得出的結(jié)論與價值量評估得出的結(jié)論相比不夠直觀和全面，因此無法引起專家和學(xué)者的重視。

1.2價值量評估法價值量評估法采用貨幣化的評價方式，對生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)效益進行貨幣化的定量評估，能夠?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)的各項生態(tài)效益價值進行累加以此來獲得生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)效益的綜合評價結(jié)果。同時也可以研究具有同一種生態(tài)效益的不同生態(tài)系統(tǒng)的效益供給能力。

價值量評估方法主要包含直接市場法、替代市場法以及假設(shè)市場法3種：①直接市場法是將具有實際市場的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品和服務(wù)的市場價格作為生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟價值，即是將生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)效益產(chǎn)出看作企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營，利用直接市場價格來計算生態(tài)效益變化帶來的價值，主要有生產(chǎn)函數(shù)法、市場價值法、邊際成本法等。②替代市場法，生態(tài)系統(tǒng)的某些效益沒有直接的市場價格與之對應(yīng)，但是有這些服務(wù)的替代品的市場和價格，通過估算替代品的花費來代替生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的經(jīng)濟價值，即通過探究生態(tài)效益與市場行為之間的相互聯(lián)系，尋找合適的替代物，以其價格作為生態(tài)效益的價格，主要有影子工程法、恢復(fù)和保護費用法、享樂價格法以及費用支出法。③假設(shè)市場法，對于沒有市場交易和實際市場價格的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)品和服務(wù)，只有人為地構(gòu)造假想市場，依據(jù)人們對于生態(tài)效益的支付意愿來衡量其價值，主要方法是條件價值法。

根據(jù)以上分析，筆者通過使用價值量評估法對低丘緩坡開發(fā)建設(shè)占用林地生態(tài)效益進行評估。

2 林地生態(tài)效益評估

2.1林地生態(tài)效益計量指標(biāo)體系的構(gòu)建在對國內(nèi)外森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)效益評價指標(biāo)體系研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合低丘緩坡開發(fā)建設(shè)活動占用林地的自身特點，經(jīng)過認(rèn)真選擇與討論，對開發(fā)建設(shè)活動占用林地生態(tài)價值損失計量指標(biāo)進行選取，確定了開發(fā)建設(shè)占用林地生態(tài)價值損失計量指標(biāo)體系，主要由涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、積累營養(yǎng)物質(zhì)、凈化大氣5個部分組成。其中并未考慮森林生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)氣候及森林防護相關(guān)方面的功能，主要原因在于此類評價數(shù)據(jù)較難獲得且評價技術(shù)方法不成熟。同時由于云南省低丘緩坡地區(qū)開發(fā)建設(shè)活動占用林地生物多樣性保護方面相關(guān)數(shù)據(jù)及資料的缺乏，森林生態(tài)系統(tǒng)維持生物多樣性的功能并未涉及在內(nèi)。該研究只針對低丘緩坡開發(fā)建設(shè)活動占用林地的生態(tài)破壞計量，不涉及林地的經(jīng)濟效益及相關(guān)社會效益。

2.2構(gòu)建評價模型

2.2.1林地涵養(yǎng)水源效益。林地涵養(yǎng)水源功能主要是指森林?jǐn)r蓄降水、抑制水分蒸發(fā)、含蓄土壤水分的特性使森林生態(tài)系統(tǒng)具備了調(diào)節(jié)徑流、削洪補枯、凈化水質(zhì)等功能[10-11]。該功能主要體現(xiàn)在有林地比無林地多蓄積的水量和林地植被本身就能夠蓄積大量的水分。而涵養(yǎng)水源價值的損失表現(xiàn)在許多方面，目前各項研究達(dá)成的共識主要體現(xiàn)在攔蓄降水、調(diào)節(jié)徑流水量、凈化水質(zhì)等方面。

對于涵養(yǎng)水源效益的計量，首先要進行林地涵養(yǎng)水源總量的計算，然后根據(jù)恰當(dāng)?shù)挠媰r標(biāo)準(zhǔn)估算其在調(diào)節(jié)水量和改善水質(zhì)方面的損失價值。

2.2.1.1調(diào)節(jié)水量價值評價模型。調(diào)節(jié)水量價值的計量方法包含多因子回歸法、替代工程法、模糊數(shù)學(xué)模型等，其中替代工程法也叫影子工程法，目前對于調(diào)節(jié)水量價值評價方法認(rèn)同度較高且操作性較強的主要是影子工程法。影子工程法就是鑒于水庫的功能作用與森林調(diào)節(jié)水量的功能較為相近，即把林地涵養(yǎng)水源的服務(wù)功能等效于一個水庫，該水庫的造價就是林地涵養(yǎng)水源的價值[12]。因此林地涵養(yǎng)水源價值的計量就轉(zhuǎn)化為尋找恰當(dāng)?shù)乃畮煸靸r的計量，即選用建造一個與調(diào)節(jié)水量等庫容的水庫所需投資來間接地估算林地調(diào)節(jié)水量功能的價值，計算公式為

V調(diào)=G調(diào)·P水

(1)

式(1)中，V調(diào)為森林年調(diào)節(jié)降水量的價值(元/a)；G調(diào)為年調(diào)節(jié)水量的總量(m3/a);P水為水庫單位庫容蓄水成本(元/m3)。單位庫容蓄水成本P水根據(jù)水庫所需投資來確定，根據(jù)國家發(fā)展和改革委員會(前身是國家計劃委員會)頒布的《建設(shè)項目經(jīng)濟評價方法與參數(shù)》(第3版)中相關(guān)的原則和計算方法，以及水利部發(fā)布的《水利建設(shè)項目經(jīng)濟評價規(guī)范》，推算2016年水庫單位庫容投資為23.75元/m3。

該研究采用水量平衡法來測算林地年涵養(yǎng)水源總量。水量平衡法主要是通過降水量與林地平均蒸發(fā)量的差值來反映其調(diào)節(jié)的水量，計算公式為

G調(diào)=10AR?

(2)

式(2)中，G調(diào)為年調(diào)節(jié)水量的總量(m3/a)；A為林地面積(hm2)；R為年平均降水量(mm/a)；?為截留系數(shù)(%)；10為單位換算系數(shù)。根據(jù)相關(guān)研究顯示，植被的截留系數(shù)為25%～30%[13]，該研究中選取植被的截留系數(shù)為27%。

森林生態(tài)系統(tǒng)調(diào)節(jié)水量價值的評價模型為

V調(diào)=10AR?·P水

(3)

2.2.1.2改善水質(zhì)價值評價模型。人們進行開發(fā)建設(shè)活動，必然會使森林生態(tài)系統(tǒng)遭到一定程度的破壞，林地面積減少，林地的凈化水質(zhì)功能也隨之消失。林地改善水質(zhì)效益的價值同樣可以采用影子工程法，人工凈水和林地改善水質(zhì)在本質(zhì)上是相同的，所以可以用自來水處理廠的污水處理成本代替林地改善水質(zhì)效益的價格[14]，計算公式為

V水質(zhì)=G水質(zhì)·P水質(zhì)

(4)

式(4)中，V水質(zhì)為森林年改善水質(zhì)的價值(元/a)；G水質(zhì)為年改善水質(zhì)的總量(m3/a)；P水質(zhì)為改善水質(zhì)的費用(元/m3)，根據(jù)云南省城鎮(zhèn)供水協(xié)會網(wǎng)站提供的云南省各地區(qū)自來水廠污水處理價格，取其平均價格為3.45元/m3。

根據(jù)式(2)可以計算出林地年涵養(yǎng)水源的總量，則森林年改善水質(zhì)的價值公式為

V水質(zhì)=10AR?·P水質(zhì)

(5)

式(5)中，V水質(zhì)為年改善水質(zhì)的價值(元/a)；P水質(zhì)為改善水質(zhì)的費用(元/m3)；A為林地面積(hm2)；R為年平均降水量(mm/a)；?為截留系數(shù)(%)；10為單位換算系數(shù)。

2.2.2林地保育土壤效益。森林生態(tài)系統(tǒng)涵蓋多種功能，其中保育土壤的具體功能是指通過林木由上至下的林冠層、灌草層及枯落物層三重保障，對自然降水起到逐級緩沖和截留的功能，通過三重保障逐步削弱自然降水的動能從而最大限度地緩解其對地面土壤的沖刷。其中林木植被和低矮灌木的根莖深埋地面土壤內(nèi)部并且互相交錯呈網(wǎng)狀大范圍分布，可以起到固結(jié)土壤、防止沖刷的作用，從而有效地減少土壤受到侵蝕，進而保證土壤肥力不受削減。因此，固土作用和保肥作用是林地保育土壤效益的2個主要方面。

2.2.2.1固土效益價值評價模型。通過森林生態(tài)系統(tǒng)自身的固土功能，可以大幅度減少土壤跟隨雨水和徑流產(chǎn)生的流失，從而進一步減少徑流底部土壤造成的淤積，因此可以將徑流附近人工清淤挖土的市場價格作為森林生態(tài)系統(tǒng)固土作用的影子價格，再通過市場價值法的模型來進行核算，計算公式為

V固土=G固土·P挖土

(6)

式(6)中，V固土為林地年固土效益的價值(元/a)；G固土為林地年固土的總量(m3/a)；P挖土為單位面積挖方的造價(元/m3)。通過查詢水利建筑工程概算定額，結(jié)合工人人工費每天150元，換算出單位面積挖方費用為60元/m3。

目前針對森林生態(tài)系統(tǒng)年均固土總量的計算模型大體是根據(jù)林地土壤與非林地土壤的侵蝕程度進行比較，通過對比結(jié)果進行側(cè)面評估。該方法更易被專家學(xué)者認(rèn)可，計算結(jié)果也更加準(zhǔn)確，其操作性也相對較好，因此采用此方法，計算公式為

G固土=A(X2-X1)/ρ

(7)

式(7)中，G固土為林地年固土總量(m3)；X2為林地土壤侵蝕模數(shù)[t/(hm2·a)]；X2為無林地土壤侵蝕模數(shù)[t/(hm2·a)]；A為森林面積(hm2)；ρ為土壤密度(g/cm3)。此次研究將土壤密度取為1.32 g/cm3[15]，從相關(guān)研究[16-17]中可知，無林地土壤侵蝕模數(shù)為238.80 t/(hm2·a)，有林地為7.60 t/(hm2·a)，灌木林地為4.29 t/(hm2·a)，疏林地為7.80 t/(hm2·a)。

開發(fā)建設(shè)項目占用林地固土價值的評價模型為

V固土=P挖土·A(X2-X1)/ρ

(8)

2.2.2.2保肥效益評價模型。土壤中含有大量的營養(yǎng)物質(zhì)，地表沖刷帶走泥沙的同時也帶走了大量的營養(yǎng)物質(zhì)，從而導(dǎo)致土壤肥力下降。土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)主要有氮、磷、鉀3種，可采用林地固定的氮磷鉀元素的量來代表林地的保肥效益。氮磷鉀元素的價格可以依據(jù)市場中氮磷鉀化肥的價格來代替，計算公式為

V保肥=G保肥·P保肥

(9)

式(9)中，V保肥為林地年保肥效益的價值(元/a)；G保肥為林地年保肥的總量(t/a)；P保肥為化肥的價格(元/t)。

森林生態(tài)系統(tǒng)年保肥量即年固土量中的氮磷鉀元素所占的量，計算公式為

G保肥=G氮+G磷+G鉀=A(X2-X1)·(N+P+K)

(10)

式(10)中，G保肥為林地年保肥的總量(t/a)；G氮、G磷、G鉀為減少的氮、磷、鉀流失量(t/a)；A為林地面積(hm2)；X1為林地土壤侵蝕模數(shù)[t/(hm2·a)]；X2為無林地土壤侵蝕模數(shù)[t/(hm2·a)]；N、P、K為土壤中氮、磷、鉀含量(%)。

根據(jù)郭家文等[18]對云南省土壤全氮、磷、鉀分布情況的研究，可大致得出土壤中氮、磷、鉀量分別為0.13%、0.04%、1.02%。

開發(fā)建設(shè)占用林地保肥價值的評價模型為

V保肥=A(X2-X1)·(P1N/R1+P1P/R2+P2K/R3)

(11)

式(11)中，V保肥為林地年保肥效益的價值(元/a)；A為林地面積(hm2)；X1為林地土壤侵蝕模數(shù)[t/(hm2·a)]；X2為無林地土壤侵蝕模數(shù)[t/(hm2·a)]；P1為磷酸二銨化肥的價格(元/t)；P2為氯化鉀化肥的價格(元/t)；N、P、K為土壤中氮、磷、鉀含量(%)；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(%)。

經(jīng)過調(diào)查計算，R1、R2、R3分別為14.00%、15.01%、50.00%。通過中國化肥網(wǎng)可知，2016年磷酸二銨和氯化鉀化肥平均價格為2 800、2 080元/t。

2.2.3林地固碳釋氧效益。森林生態(tài)系統(tǒng)是整個地球生物圈能量轉(zhuǎn)換以及保持碳氮平衡的重要環(huán)節(jié)。人類與動物生存所必需的呼吸活動會大量消耗氧氣，并呼出二氧化碳，而植物可以吸收空氣中存在的二氧化碳、通過光合作用生產(chǎn)出碳水化合物，將碳固定在林地生物量中，同時釋放氧氣供人類和動物使用。林地固碳釋氧的功能是無可替代的，對于其他生命體是必不可少的。

2.2.3.1固碳效益評價模型。碳稅法是目前國際上應(yīng)用范圍較為廣泛的估算林地固碳效益的一種方法，碳稅法主要采用目前國際上較多環(huán)境經(jīng)濟學(xué)家支持的由瑞典政府提出的碳稅率，折合人民幣約為1 290元/t。

林地年固碳效益評價公式為

V碳=G碳·P碳

(12)

式(12)中，V碳為林地年固碳價值(元/a)；G碳為林地年固碳的總量(t/a)；P碳為固碳價格(元/t)。

對于林地年固碳量的計算，目前主要有實驗測定、數(shù)學(xué)模型計算、光合作用及呼吸作用方程式計算3種方法[19]，其中經(jīng)常使用的方法為數(shù)學(xué)模型計算法。根據(jù)相關(guān)研究結(jié)果顯示，森林植被積累1.0 g干物質(zhì)需要吸收的二氧化碳的量為1.63 g，二氧化碳中含碳量為27.29%，因此森林植被積累干物質(zhì)1.0 g需要消耗的碳為0.444 827 g。

森林年固碳總量包括植被年固碳量和土壤年固碳量。通過估算林地植物凈初級生產(chǎn)力結(jié)合光合作用方程式來推算植被年固碳量[20]，計算公式為

G碳=A(1.63R碳B年+F土壤碳)

(13)

式(13)中，G碳為林地年固碳的總量(t/a)；A為林地面積(hm2)；R碳為二氧化碳中碳的含量，為27.29%；B年為森林年凈初級生產(chǎn)力[t/(hm2·a)]；F土壤碳為單位面積土壤年固碳量[t/(hm2·a)]；1.63為森林積累1.0 g干物質(zhì)吸收1.63 g二氧化碳。

根據(jù)何云玲等[21]、秦瑞[22]以及杜虹蓉[23]對云南省自然植被凈初級生產(chǎn)力時空分布特征的研究結(jié)果，取云南省低丘緩坡地區(qū)有林地年凈初級生產(chǎn)力為5.249 t/(hm2·a)；灌木林地為2.6 814 t/(hm2·a)，疏林地為1.844 t/(hm2·a)；根據(jù)楊雋菊等[24]對云南省騰沖縣的相關(guān)研究及中國森林土壤碳儲量情況，F(xiàn)土壤碳取值為1.520 t/(hm2·a)。

開發(fā)建設(shè)項目占用林地固碳價值的評價模型為

V碳=A·P碳(1.63R碳B年+F土壤碳)

(14)

2.2.3.2釋氧效益評價模型。關(guān)于林地釋氧效益的評價，可采用目前市場上的氧氣價格作為釋氧效益的影子價格。根據(jù)國家衛(wèi)生健康委員會(前身是衛(wèi)生部)發(fā)布的平均氧氣價格結(jié)合貼現(xiàn)率得出2016年市場上的氧氣價格為1 300元/t，計算公式為

V氧=G氧·P氧

(15)

式(15)中，V氧為林地年釋氧價值(元/a)；G氧為林地年釋氧的總量(t/a)；P氧為氧氣價格(元/t)。

結(jié)合上文提到的森林凈初級生產(chǎn)力以及光合作用化學(xué)式可以核算出森林年釋氧量，計算公式為

G氧=1.19AB年

(16)

式(16)中，G氧為林地年釋氧的總量(t/a)；A為林地面積(hm2)；B年為森林年凈初級生產(chǎn)力[t/(hm2·a)]；1.19為森林積累1.0 g干物質(zhì)釋放1.19 g氧氣。

開發(fā)建設(shè)占用林地釋氧價值的評價模型為

V氧=1.19AB年·P氧

(17)

2.2.4林地積累營養(yǎng)物質(zhì)效益。林地植被僅通過日常光合作用所積累的營養(yǎng)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠自身生長所需的，還需要通過吸收外界的營養(yǎng)物質(zhì)來促進自身生長，因此林地植被具備一定的積累營養(yǎng)物質(zhì)的能力。相關(guān)研究表明，植物生長過程中從外界吸收的營養(yǎng)物質(zhì)主要有氮、磷、鉀3種，這3種元素也是植物生長最為重要的元素。

該研究將森林生態(tài)系統(tǒng)積累營養(yǎng)物質(zhì)效益折成磷酸二銨和氯化鉀化肥的價值來估算，計算公式為

V營養(yǎng)=G營養(yǎng)·P化肥

(18)

式(18)中，V營養(yǎng)為林地年積累營養(yǎng)物質(zhì)的價值(元/a)；G營養(yǎng)為林地年積累營養(yǎng)物質(zhì)的總量(t/a)；P化肥為化肥的價格(元/t)。

林地年積累營養(yǎng)物質(zhì)的量通過林木含氮、磷、鉀的量結(jié)合森林年凈初級生產(chǎn)力數(shù)據(jù)來估算，計算公式為

G營養(yǎng)=AB年(N營養(yǎng)+P營養(yǎng)+K營養(yǎng))

(19)

式(19)中，G營養(yǎng)為林地年積累營養(yǎng)物質(zhì)的總量(t/a)；A為林地面積(hm2)；B年為森林年凈初級生產(chǎn)力[t/(hm2·a)]；N營養(yǎng)、P營養(yǎng)、K營養(yǎng)為林木氮、磷、鉀元素含量(%)，根據(jù)相關(guān)研究分別取值為0.495%、0.933%、0.332%。

開發(fā)建設(shè)活動占用林地積累營養(yǎng)物質(zhì)價值的評價模型為

V營養(yǎng)=AB年·(P1N營養(yǎng)/R1+P1P營養(yǎng)/R2+P2K營養(yǎng)R3)

(20)

式(20)中，V營養(yǎng)為林地年積累營養(yǎng)物質(zhì)的價值(元/a)；A為林地面積(hm2)；B年為森林年凈初級生產(chǎn)力[t/(hm2·a)]；P1為磷酸二銨化肥的價格(元/t)；P2為氯化鉀化肥的價格(元/t)；N營養(yǎng)、P營養(yǎng)、K營養(yǎng)為林木氮、磷、鉀元素含量(%)；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(%)。

2.2.5林地凈化大氣效益。相關(guān)研究表明，林地凈化大氣的功能主要體現(xiàn)在林地系統(tǒng)中的植被可有效地吸收空氣中的二氧化硫等有害物質(zhì)，從而達(dá)到凈化空氣的功能[25]。

2.2.5.1吸收污染物效益評價模型。①吸收二氧化硫效益評價模型。林地吸收二氧化硫的價格可用市場上單位面積二氧化硫的治理費用替代，其計算公式為

V二氧化硫=G二氧化硫·P二氧化硫

(21)

式(21)中，V二氧化硫為林地年吸收二氧化硫的價值(元/a)；G二氧化硫為林地年吸收二氧化硫的總量(kg/a)；P二氧化硫為二氧化硫的治理費用(元/kg)。

對于林地年吸收二氧化硫量的估算方法有許多種，如葉片干重法、閾值法等，該研究通過估算單位面積林地的吸收能力來確定項目區(qū)林地年吸收二氧化硫的量，計算公式為

G二氧化硫=Q二氧化硫A

(22)

式(22)中，G二氧化硫為林地年吸收二氧化硫的總量(kg/a)；Q二氧化硫為單位面積林地吸收二氧化硫的量[kg/(hm2·a)]；A為林地面積(hm2)。

開發(fā)建設(shè)活動占用林地年吸收二氧化硫價值的評價模型為

V二氧化硫=Q二氧化硫A·P二氧化硫

(23)

②吸收氟化物效益評價模型。依據(jù)林地年吸收二氧化硫效益評價方式可得林地年吸收氟化物價值的評價模型為

V氟化物=Q氟化物A·P氟化物

(24)

式(24)中，V氟化物為林地年吸收氟化物的價值(元/a)；Q氟化物為單位面積林地吸收氟化物的量[kg/(hm2·a)]；A為林地面積(hm2)；P氟化物為單位面積氟化物的治理費用(元/kg)。

③吸收氮氧化物效益評價模型。該研究對林地吸收氮氧化物的效益評價采用與吸收二氧化硫效益相同的評價方法，開發(fā)建設(shè)活動占用林地吸收氮氧化物價值的評價模型為

V氮氧化物=Q氮氧化物A·P氮氧化物

(25)

式(25)中，V氮氧化物為林地年吸收氮氧化物的價值(元/a)；Q氮氧化物為單位面積林地吸收氮氧化物的量[kg/(hm2·a)]；A為林地面積(hm2)；P氮氧化物為單位面積氮氧化物的治理費用(元/kg)。

2.2.5.2滯塵效益評價模型。林地中植被對于粉塵的阻滯減少了空氣中粉塵的量，從而可以避免人工治理粉塵，因此單位面積粉塵治理的價格可以用來作為林地阻滯單位面積粉塵的價格，計算公式為

V滯塵=Q滯塵A·P滯塵

(26)

式(26)中，V滯塵為林地年阻滯粉塵的價值(元/a)；Q滯塵為單位面積林地阻滯粉塵的量[kg/(hm2·a)]；A為林地面積(hm2)；P滯塵為單位面積粉塵處理的費用(元/kg)。

為了保證評價結(jié)果的可靠性與準(zhǔn)確性，單位面積林地吸收二氧化硫、氟化物及氮氧化物等污染物和粉塵的量參照云南省林業(yè)廳及云南省環(huán)境保護廳公布的相關(guān)數(shù)據(jù)，分別為單位面積有林地年吸收二氧化硫215.60 kg/(hm2·a)，單位面積灌木林地及疏林地年吸收二氧化硫88.65 kg/(hm2·a)；單位面積有林地、灌木林地及疏林地年吸收氟化物的量近似相等，均取值為2.575 kg/(hm2·a)；各類型林地年吸收氮氧化物的量也較為相似，取值為6 kg/(hm2·a)；單位面積有林地年滯塵量約為33 200 kg/(hm2·a)，單位面積灌木林地及疏林地年滯塵量約為10 110 kg/(hm2·a)。

為了保證評價結(jié)果的可靠性與準(zhǔn)確性，二氧化硫、氟化物、氮氧化物及粉塵的處理費用均按照國家相關(guān)部門發(fā)布的《排污費征收標(biāo)準(zhǔn)及計算方法》，分別對應(yīng)為1.20、0.69、0.63、0.15元/kg。

3 實證研究

3.1研究區(qū)概況2011年云南省委省政府調(diào)整城鎮(zhèn)發(fā)展思路，優(yōu)化土地利用布局，提出“城鎮(zhèn)工業(yè)上山”戰(zhàn)略，作為國土資源部的試點之一，在整個云南省范圍內(nèi)開展一系列低丘緩坡土地綜合開發(fā)利用項目，截至目前，獲得批準(zhǔn)的低丘緩坡土地綜合開發(fā)利用項目區(qū)已有178個，已動工建設(shè)63個。該研究從63個已動工建設(shè)的開發(fā)建設(shè)項目區(qū)中隨機抽取4個不同開發(fā)類型的項目區(qū)來研究分析云南省低丘緩坡開發(fā)建設(shè)活動占用林地的生態(tài)價值損失。4個開發(fā)建設(shè)項目區(qū)分別為曲靖市富源縣縣城北城鎮(zhèn)建設(shè)項目區(qū)、大理州大理市海東下和上登綜合(城鎮(zhèn)、工業(yè))建設(shè)項目區(qū)、玉溪市紅塔區(qū)研和工業(yè)園區(qū)及紅河州瀘西縣阿廬康體休閑度假區(qū)。表1為各個項目區(qū)土地利用占用林地情況。

表1 各項目區(qū)建設(shè)占用林地面積統(tǒng)計

3.2低丘緩坡開發(fā)建設(shè)占用林地生態(tài)價值損失計量林地生態(tài)效益的總價值主要包括前文提到的涵養(yǎng)水源效益價值、保育土壤效益價值、固碳釋氧效益價值、積累營養(yǎng)物質(zhì)效益價值以及凈化大氣效益價值，將這5項生態(tài)效益的價值加總求和即可得到開發(fā)建設(shè)項目區(qū)林地生態(tài)效益的總價值。根據(jù)5項生態(tài)效益的評價結(jié)果得出4個開發(fā)建設(shè)項目區(qū)林地生態(tài)效益總價值為20 245.840 6萬元/a(表2)。

表2 開發(fā)建設(shè)項目林地生態(tài)效益評價結(jié)果

從表2可以看出，項目區(qū)內(nèi)林地面積和生態(tài)效益總價值密切相關(guān)，林地面積最大的大理市海東下和上登項目區(qū)生態(tài)效益總價值也最高(8 442.229 6萬元/a)，占4個項目區(qū)林地生態(tài)效益總價值的41.7%；其次為玉溪市紅塔區(qū)研和工業(yè)園區(qū)，項目區(qū)內(nèi)林地生態(tài)效益總價值為7 014.156 5萬元/a，占4個項目區(qū)林地生態(tài)效益總價值的34.6%；第3位為富源縣城北項目區(qū)，區(qū)內(nèi)林地生態(tài)效益總價值為3 395.2 923萬元/a，占4個項目區(qū)總價值的16.8%；最低的為瀘西縣阿廬康體休閑度假區(qū)，其生態(tài)效益總價值也最低，為1 394.162 3萬元/a，僅占4個項目區(qū)林地生態(tài)效益總價值的6.9%。

4個開發(fā)建設(shè)項目區(qū)占用林地生態(tài)效益總價值為6 622.982 7萬元(表3)?？梢?，4個開發(fā)建設(shè)項目區(qū)占用林地生態(tài)效益總價值及最高的是大理市海東下和上登項目區(qū)，為4 288.368 2萬元/a，占用林地生態(tài)效益總價值最低的是瀘西縣阿廬康體休閑度假區(qū)，為272.914 1萬元/a。

通過對比表2、3，分析項目區(qū)占用林地生態(tài)效益總價值的大小占項目區(qū)原有林地生態(tài)效益值的比例，可以得出4個開發(fā)建設(shè)項目區(qū)原有林地生態(tài)效益總價值為20 245.840 6萬元/a，占用林地生態(tài)效益值為6 622.982 7萬元/a，占原生態(tài)效益值的32.7%；海東下和上登項目區(qū)原有林地生態(tài)效益總價值為8 442.229 6萬元/a，開發(fā)建設(shè)占用林地生態(tài)效益值為4 228.368 2萬元/a，占原生態(tài)效益值的50.1%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出4個項目區(qū)的平均值；富源縣城北項目區(qū)、玉溪市紅塔區(qū)研和工業(yè)園區(qū)及瀘西縣阿廬康體休閑度假區(qū)開發(fā)建設(shè)占用林地生態(tài)效益值占項目區(qū)原有林地生態(tài)效益總價值的比例分別為14.8%、22.2%、19.6%。

結(jié)合項目區(qū)的開發(fā)類型可以看出，開發(fā)建設(shè)類型為工業(yè)建設(shè)和城鎮(zhèn)建設(shè)綜合開發(fā)的大理下和上登項目區(qū)占用林地生態(tài)效益總價值最大，其次為開發(fā)建設(shè)類型為工業(yè)建設(shè)的玉溪紅塔區(qū)研和工業(yè)區(qū)，開發(fā)類型為旅游開發(fā)和城鎮(zhèn)建設(shè)的瀘西縣阿廬康體休閑度假區(qū)和富源縣城北項目區(qū)占用林地生態(tài)效益值相對較低。由此可見工業(yè)建設(shè)占用較多的林地，造成的林地生態(tài)效益的損失也相對較多。

表3 開發(fā)建設(shè)占用林地生態(tài)效益評價結(jié)果

4 評價結(jié)果

為了定量研究云南省低丘緩坡項目區(qū)占用林地對生態(tài)效益造成的破壞和缺失，盡快建立健全有關(guān)生態(tài)補償機制的進程與實施，筆者選取了4個不同開發(fā)建設(shè)類型的項目區(qū)，根據(jù)項目區(qū)相關(guān)林地數(shù)據(jù)，借鑒近幾年國外趨于完善的生態(tài)效益評價體系與模型，創(chuàng)建出適合項目區(qū)的生產(chǎn)建設(shè)項目占用林地生態(tài)效益評價方法，評價結(jié)果如下。

(1)4個低丘緩坡開發(fā)建設(shè)項目區(qū)林地年度生態(tài)服務(wù)效益的總價值為20 245.840 6萬元/a，其中占用林地年生態(tài)服務(wù)效益的總價值為6 622.982 7萬元/a，占項目區(qū)原有林地生態(tài)效益值的32.7%。其中，富源縣城北項目區(qū)原有林地生態(tài)效益總價值為3 395.292 3萬元/a，開發(fā)建設(shè)占用林地生態(tài)效益價值為503.959 0萬元/a，占項目區(qū)原有林地生態(tài)效益值的14.8%；大理市海東區(qū)下和上登項目區(qū)原有林地年生態(tài)效益總價值為8 442.229 6萬元/a，占用林地年生態(tài)效益總價值為4 288.368 2萬元/a，占項目區(qū)內(nèi)原有林地生態(tài)效益值的50.1%；玉溪市紅塔區(qū)研和工業(yè)園區(qū)原有林地生態(tài)效益總價值為7 014.156 5萬元/a，開發(fā)建設(shè)占用林地生態(tài)效益價值為1 557.741 4萬元/a，占項目區(qū)原有林地生態(tài)效益的22.2%；瀘西縣阿廬康體休閑度假區(qū)原有林地生態(tài)效益總價值為1 394.162 3萬元/a，開發(fā)建設(shè)占用林地生態(tài)效益價值為272.914 1萬元/a，占項目區(qū)原有林地生態(tài)效益的19.6%。

(2)該研究評價的4個項目區(qū)占用林地的5項生態(tài)功能價值總量如下：涵養(yǎng)水源的效益價值為4 298.007 2萬元/a、保育土壤的效益價值為1 639.689 8萬元/a、固碳釋氧的效益價值為497.533 6萬元/a、積累營養(yǎng)物質(zhì)的效益價值為23.633 7萬元/a、凈化大氣的效益價值為164.118 4萬元/a，總的占用林地生態(tài)效益值為6 622.982 7萬元/a。5項生態(tài)效益價值由大到小依次為涵養(yǎng)水源的效益價值、保育土壤的效益價值、固碳釋氧的效益價值、凈化大氣的效益價值、積累營養(yǎng)物質(zhì)的效益價值。以上5種生態(tài)效益中，涵養(yǎng)水源、保育土壤與固碳釋氧這3類生態(tài)服務(wù)功能價值總和占總價值的百分比高達(dá)97.2%，是林地生態(tài)效益5種功能中最主要的3種。

(3)不同開發(fā)類型的項目區(qū)占用林地的生態(tài)效益值占項目區(qū)原有林地生態(tài)效益值的比例不同，主要與項目區(qū)的開發(fā)類型及占用林地面積的比例存在較大關(guān)系。工業(yè)建設(shè)占用較多的林地面積，因此占用林地的生態(tài)效益價值較高。例如大理市海東下和上登項目區(qū)和玉溪市紅塔區(qū)研和工業(yè)園區(qū)，2個項目區(qū)開發(fā)類型分別為工業(yè)和城鎮(zhèn)綜合建設(shè)項目及工業(yè)建設(shè)項目，占用林地的生態(tài)效益為4 288.368 2萬元和1 557.741 4萬元，占4個項目區(qū)占用林地生態(tài)效益的88.3%。

該研究有助于加深人們對于云南省低丘緩坡地區(qū)林地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值的認(rèn)識，在為政府提供指定林地生態(tài)效益補償政策提供依據(jù)的同時，也可成為公眾日常環(huán)境教育的依據(jù)，從而有利于云南省森林資源的保護與恢復(fù)。

5 林地生態(tài)效益保護對策

為了減少人類在開發(fā)建設(shè)活動中占用林地生態(tài)效益造成的損失，結(jié)合云南省低丘緩坡開發(fā)建設(shè)情況提出以下林地生態(tài)效益保護對策。

5.1生態(tài)保護和生態(tài)建設(shè)并重加強對天然林的保護，對生態(tài)破壞嚴(yán)重的區(qū)域進行重點監(jiān)控，占用林地面積較大的項目區(qū)要進行植樹造林活動，利用生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)功能使植被得到充分恢復(fù)。

開發(fā)建設(shè)項目區(qū)內(nèi)主體工程的設(shè)計應(yīng)該充分考慮當(dāng)?shù)氐匦渭暗貏菀蛩兀椖繀^(qū)總體布局遵循因地制宜、因時制宜的原則，盡量減少對林地的占用，尤其是占地面積較大的工業(yè)建設(shè)園區(qū)，在施工過程中注重施工區(qū)域的環(huán)境保護和水土流失，充分利用當(dāng)?shù)氐匦?，施工布置以主體工程施工需要為中心，全面規(guī)劃，盡可能減少土石方的開挖，減少開發(fā)建設(shè)對地表的擾動。

5.2林地占補平衡在充分估計低丘緩坡開發(fā)建設(shè)占用林地數(shù)量的前提下，分析未來可能引起林地增減的因素，估算林地增加和減少的合理數(shù)量。通過研究分析，云南省低丘緩坡開發(fā)建設(shè)活動引起林地減少的主要原因是開發(fā)建設(shè)項目占用林地以及低丘緩坡土地開發(fā)，尤其是工業(yè)類型的開發(fā)更是占用了多數(shù)的林地。為實現(xiàn)林地占補平衡，增加林地面積的主要方法有項目區(qū)內(nèi)坡度較大不適宜耕作的農(nóng)用地的退耕還林、拋荒地植樹造林、未利用地和礦區(qū)復(fù)綠等措施。

在工業(yè)建設(shè)等占用林地面積較大，占用林地生態(tài)效益價值也較大的開發(fā)建設(shè)區(qū)域同時注重生態(tài)建設(shè)，在布置開發(fā)建設(shè)項目防治措施時盡量多地采用生物措施，即采用種植植物的方法進行防護，當(dāng)單純的生物措施無法符合防護要求而必須使用工程措施進行防護時可采用工程措施和生物措施相結(jié)合的方法，這樣能盡可能地增加項目區(qū)內(nèi)的綠化面積，以達(dá)到占補平衡。

5.3完善林地生態(tài)效益補償機制根據(jù)林地生態(tài)效益的相關(guān)研究結(jié)果，結(jié)合國家實施的各項林地生態(tài)效益補償政策，進行林權(quán)制度改革，制定符合云南低丘緩坡區(qū)的林地生態(tài)效益補償及管理辦法。在保證開發(fā)建設(shè)過程中盡可能少占用林地以及保護好現(xiàn)有林地的前提下，通過對中幼林進行撫育和保護、對低效林地進行人工改造和人工種植經(jīng)濟林的方式，盡可能提升林地的生態(tài)效益和功能，提高林地的整體生態(tài)質(zhì)量。

5.4創(chuàng)新林地管理制度對開發(fā)建設(shè)占用林地進行嚴(yán)格的審核，通過各項有關(guān)的政策制度倡導(dǎo)開發(fā)建設(shè)過程中節(jié)約集約使用林地資源，嚴(yán)格把控中小型開發(fā)項目肆意占用林地資源，通過高效使用航空遙感等各項技術(shù)，加強對林地資源的重點監(jiān)測，及時有效地掌握林地變化數(shù)據(jù)。

5.3加強生態(tài)宣傳教育充分利用新聞媒介強大的輿論監(jiān)督作用，提高全民的生態(tài)意識，向公眾普及生態(tài)保護知識。鼓勵全體公民和相關(guān)的非政府組織積極參與到對生態(tài)保護工作的監(jiān)督中來，推進生態(tài)決策進程中的科學(xué)化與民主化。推行綠色的生活方式，積極倡導(dǎo)可持續(xù)消費，為群眾提供綠色消費指南。

6 討論

人們在開發(fā)建設(shè)過程中占用林地生態(tài)服務(wù)效益的相關(guān)評價工作涉及范圍比較廣泛，需要龐大的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并且各種生態(tài)功能之間存在著復(fù)雜的關(guān)系。目前存在的一些生態(tài)服務(wù)功能的評價方法和體系仍有欠缺并且缺少統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這樣就導(dǎo)致得出的結(jié)果不盡相同。但對開發(fā)建設(shè)項目過程中占用林地的生態(tài)效益進行評估計算具有獨特的意義，有深入研究的價值。

筆者通過對云南省4個低丘緩坡綜合開發(fā)利用項目區(qū)占用林地生態(tài)效益進行估算，以此為依據(jù)初步構(gòu)建低丘緩坡山地開發(fā)占用林地造成的生態(tài)效益損失的計算方法，為生態(tài)化開發(fā)利用低丘緩坡山地資源、在生態(tài)安全前提下開發(fā)建設(shè)山地城鎮(zhèn)提供支撐。限于數(shù)據(jù)的可得性，該研究僅針對5種重要的生態(tài)服務(wù)功能做出評估，并未對生物多樣性、有機質(zhì)積累等生態(tài)功能進行估算，這些還需繼續(xù)補充完善。