百花山森林生態(tài)效益價(jià)值評估

百花山森林生態(tài)效益價(jià)值評估

森林不僅為人類提供了必要的食物、藥物、生物能源和工業(yè)材料的直接價(jià)值，而且還承擔(dān)著維護(hù)水源、調(diào)節(jié)氣候、改善環(huán)境、促進(jìn)人類文化和道德發(fā)展等任務(wù)。這是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。近年來,雖然社會各界對森林資源環(huán)境價(jià)值的認(rèn)識在不斷增強(qiáng),但因量化不夠而認(rèn)識不足,導(dǎo)致森林資源環(huán)境保護(hù)困難,利用過程中破壞現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。通過對一個(gè)地區(qū)的森林資源環(huán)境價(jià)值進(jìn)行估算和評價(jià),可以幫助人們清楚地認(rèn)識森林資源在本地系統(tǒng)中所發(fā)揮的作用,推進(jìn)提高當(dāng)?shù)厝罕姷谋Ｗo(hù)意識,制定合理的保護(hù)和利用策略。1地貌、地貌和植物資源百花山位于北京市西郊門頭溝區(qū)和房山區(qū)之間,地理坐標(biāo)為東經(jīng)115°25′～115°42′,北緯39°48′～40°05′。中北部及西南部屬于北京北山隆起構(gòu)造區(qū),地貌類型為山地侵蝕構(gòu)造地貌,約占全區(qū)面積的90%;東南部屬于北京西山凹陷構(gòu)造區(qū)的西山褶皺隆起區(qū),地貌類型為侵蝕構(gòu)造地貌或堆積地貌,僅占全區(qū)面積的10%左右。百花山地處亞高山地帶,屬于中緯度溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū),年降水量約600mm,年均氣溫10.8℃,年積溫≥3800℃,年均無霜期200d;土壤類型隨海拔的增高呈現(xiàn)規(guī)律性的變化,依次為褐土、棕壤、亞高山草甸土。百花山植物資源十分豐富,約有野生維管束植物127科811種,其中苔蘚類植物24科69種,蕨類植物15科59種。薔薇科、禾本科、菊科、百合科和十字花科占有顯著地位。喬木中楊屬、柳屬、鵝耳櫪屬、白蠟屬等也顯出了北溫帶分布類型特點(diǎn)。觀賞花卉植物200余種,藥用植物400余種。有野生陸生脊椎動物166種,分屬47科、102屬,其中列為國家重點(diǎn)保護(hù)的有豹、斑羚、金雕、勺雞、鷹、隼、赤狐、豬獾、狍、杜鵑、黃鸝、黃眉柳鶯、大山雀以及蝮蛇、中國林蛙等60種。2百華山森林資源環(huán)境價(jià)值研究2.1直接使用價(jià)值2.1.1消費(fèi)性價(jià)值的衡量此類價(jià)值以生物資源提供給人類的直接產(chǎn)品形式出現(xiàn)。消費(fèi)性價(jià)值與生物資源消費(fèi)者的直接享用和滿足有關(guān),相對而言,通過標(biāo)價(jià),消費(fèi)性價(jià)值通常比較易于覺察和衡量。百花山自然保護(hù)區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng),消費(fèi)性價(jià)值主要包括活立木價(jià)值、經(jīng)濟(jì)林價(jià)值和野果及其他林副產(chǎn)品價(jià)值。(1)未天然林造林地立地條件百花山自然保護(hù)區(qū)總面積21743.1hm2,其中林業(yè)用地面積19583.9hm2,非林業(yè)用地面積2159.2hm2,森林覆蓋率55.57%。在林業(yè)用地中,有林地12082.8hm2,灌木林4065.6hm2,疏林地187.3hm2,未成林造林地70.0hm2,苗圃地4.8hm2,宜林地3173.4hm2。有林地占林業(yè)用地面積的61.7%,其中防護(hù)林9806.1hm2,特用林1426.7hm2,經(jīng)濟(jì)林850.0hm2。主要喬木林種油松、華北落葉松、側(cè)柏、遼東櫟、山楊、樺木、白蠟、核桃楸面積依次為793.42hm2、414.73hm2、644.6hm2、2863.7hm2、1706.6hm2、3976hm2、267.1hm2和252.4hm2,其它喬木樹種林面積1164.2hm2。按“2007年中國林業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒”原木產(chǎn)品(全部規(guī)格)銷售實(shí)際平均單價(jià)及活立木年增長價(jià)值為活立木總價(jià)值的1/48計(jì)算,百花山自然保護(hù)區(qū)活立木經(jīng)濟(jì)價(jià)值為15.02×104萬元(表1),活立木年增長價(jià)值為3080.65萬元。(2)體現(xiàn)了一個(gè)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)調(diào)查,百花山自然保護(hù)區(qū)經(jīng)濟(jì)林850hm2,平均價(jià)值為7610元·hm-2,經(jīng)濟(jì)林價(jià)值量為646.85萬元。另外,經(jīng)濟(jì)林經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品年產(chǎn)量約1萬kg,平均銷售價(jià)格2.14元·kg-1,經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)品年產(chǎn)值為2.14萬元。百花山自然保護(hù)區(qū)經(jīng)濟(jì)林價(jià)值總量為648.99萬元。(3)野生植物資源的價(jià)值根據(jù)百花山科學(xué)考察報(bào)告,百花山野生植物資源價(jià)值包括野生植物采集、中藥材資源價(jià)值等,總價(jià)值為16.61萬元。2.1.2提供非消費(fèi)性利用的服務(wù)非消費(fèi)性價(jià)值體現(xiàn)在森林資源為人類所提供的服務(wù)雖然沒有實(shí)物形式,但仍然可以感覺到、且能夠?yàn)槿祟愄峁┲苯臃窍M(fèi)性利用方面的服務(wù)。非消費(fèi)性價(jià)值包括科學(xué)研究價(jià)值、文化價(jià)值和旅游價(jià)值。百花山自然保護(hù)區(qū)科學(xué)研究價(jià)值和文化價(jià)值因資料不足,不能進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算,旅游價(jià)值采用收益資本化方法,利用百花山森林旅游收入資料,折算得出百花山自然保護(hù)區(qū)森林資源年均游憩類非消費(fèi)性價(jià)值為1000萬元。2.2生物多樣性增加間接使用價(jià)值主要通過生態(tài)功能體現(xiàn):提供生態(tài)系統(tǒng)與生物進(jìn)化所需要的豐富物種與遺傳資源;生產(chǎn)有機(jī)質(zhì)、固定CO2、釋放O2、涵養(yǎng)水源、保護(hù)土壤、降解重要污染物質(zhì)等。2.2.1有機(jī)物質(zhì)的生產(chǎn)植物通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,合成有機(jī)物質(zhì),是生物鏈中有機(jī)物的第一性生產(chǎn)者和生物能量的積累者。根據(jù)百花山科學(xué)考察報(bào)告,百花山年干物質(zhì)生長量為1.85萬t。2.2.2固定b2和釋放obo(1)固定co的比較根據(jù)植物光合作用化學(xué)方程式及百花山自然保護(hù)區(qū)各主要植被類型的年干物質(zhì)生長量,計(jì)算出百花山保護(hù)區(qū)年CO2固定量為3.0155萬t。固定CO2經(jīng)濟(jì)價(jià)值的計(jì)算,目前國際上主要有兩種方法,即碳稅法和造林成本法。目前,瑞典的碳稅率即每kg碳0.15美元得到較多人的認(rèn)可,按此換算的固定CO2稅率為每噸CO240.94美元,折合人民幣279.54元,計(jì)算得出百花山保護(hù)區(qū)固定CO2的總價(jià)值為842.95萬元。聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)研究表明,在中國木材成本為240.03元·m-3,折合每噸碳260.9元,每噸CO271.15元,計(jì)算得出百花山保護(hù)區(qū)固定CO2的總價(jià)值為214.55萬元。將碳稅法和造林成本法計(jì)算得出的百花山保護(hù)區(qū)固定CO2總價(jià)值取算術(shù)平均值為528.75萬元。(2)經(jīng)濟(jì)效益分析按與計(jì)算CO2固定量相同的方法,計(jì)算得出百花山保護(hù)區(qū)年O2釋放量為2.2015萬t。釋放O2的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,可用造林成本法與工業(yè)氧價(jià)格替代法來計(jì)算。按造林成本法及目前我國各樹種平均造林成本240.03元·m-3,折合每kg氧氣352.93元計(jì)算,百花山保護(hù)區(qū)年O2釋放價(jià)值量為776.98萬元。按工業(yè)氧價(jià)格代替法及目前工業(yè)氧價(jià)格0.4元·kg-1計(jì)算,百花山保護(hù)區(qū)年O2釋放價(jià)值量為880.6萬元。將造林成本法與工業(yè)氧價(jià)格替代法計(jì)算得出的百花山保護(hù)區(qū)年O2釋放價(jià)值取算術(shù)平均值為828.79萬元。2.2.3林地生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分積累量計(jì)算在森林生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)流動的一部分營養(yǎng)物質(zhì)參與生物體的構(gòu)建,避免受雨水淋洗直接流失,其主要成分為N、P、K元素,森林固定營養(yǎng)物質(zhì)的價(jià)值也以這3種元素的價(jià)值來計(jì)算,林地每年各元素累積量為林分在1年生長中從土壤的吸取量減去枯落物歸還土壤的量和雨水淋洗歸還的量。根據(jù)《中國生物多樣性國情研究報(bào)告》林地生態(tài)系統(tǒng)各養(yǎng)分的固定量,即N0.418%、P0.089%、K0.181%和百花山自然保護(hù)區(qū)森林年干物質(zhì)生長量,計(jì)算得出百花山保護(hù)區(qū)森林每年N、P、K固定量分別為77.33t、16.47t和33.49t。按我國化肥平均價(jià)格2549元·t-1計(jì)算得出,百花山保護(hù)區(qū)森林每年固定營養(yǎng)物質(zhì)的間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值為31.17萬元。2.2.4保護(hù)水資源的價(jià)值(1)林地土壤平均容重根據(jù)有關(guān)調(diào)查,北京市各區(qū)縣土壤耕作層平均厚度為30cm左右,清水鎮(zhèn)土壤侵蝕模數(shù)為296.1t·km-2·a-1,林地土壤平均容重1.10t·m-3。則每km2森林可減少的土壤流失量相當(dāng)于減少廢棄土地的面積為0.0897hm2,百花山保護(hù)區(qū)森林減少土地?fù)p失的面積為10.84hm2,根據(jù)土地最高買賣價(jià)格5480.5元·hm-2計(jì)算得出,百花山保護(hù)區(qū)森林減少土地?fù)p失價(jià)值為5.94萬元。(2)活性物質(zhì)的計(jì)算根據(jù)資料,北京北部山區(qū)森林地表層土壤有機(jī)質(zhì)含量平均為3%,全N含量平均為0.19%,全P含量為0.02%,全K含量為0.08%。森林減少土壤流失量實(shí)測值為296.1t·km-2·a-1,每km2森林減少土壤有機(jī)質(zhì)、N、P、K的損失量分別為10.07、0.6376、0.067和0.2684t·km-2·a-1。根據(jù)薪柴轉(zhuǎn)化成土壤有機(jī)質(zhì)的比例2∶1和薪柴機(jī)會成本價(jià)格51.3元·t-1計(jì)算,百花山森林每年減少土壤有機(jī)質(zhì)損失的價(jià)值為6.24萬元。森林減少氮、磷、鉀養(yǎng)分損失的價(jià)值計(jì)算方法是將土壤中純氮、磷、鉀分別換算成磷酸二銨[(NH4)2HPO4]和氯化鉀(KCl)量,并用公式Vf=d·s·∑P1i·P2i·P3i計(jì)算,式中:Vf為森林保肥效益經(jīng)濟(jì)評價(jià)價(jià)值(元),d為單位面積水土流失量(t·km-2),s為森林面積(km2),P1i為森林土壤中氮、磷、鉀含量(%),P2i為純氮磷鉀折算成化肥的比例(%),P3i為化肥售價(jià)(元·t-1)。純N、P、K折算成化肥的比例分別為:132/14,132/31,75/39,N、P元素包含在同一種復(fù)合肥中,可將二者合一計(jì)算。根據(jù)公式和目前(NH4)2HPO4、KCl市場價(jià)格2650元·t-1、2050元·t-1,計(jì)算得出,百花山自然保護(hù)區(qū)森林減少N、P、K養(yǎng)分損失的價(jià)值為69.69萬元,減少土壤肥力損失的價(jià)值為75.93萬元。(3)經(jīng)濟(jì)效益分析百花山保護(hù)區(qū)位于齋堂水庫上游,其森林減少泥沙淤積的價(jià)值采用影子工程法計(jì)算,以全國土壤侵蝕流失量的24%的平均水平淤積于水庫,每m3庫容建設(shè)成本0.67元(1990年不變價(jià),1988～1996年全國水庫建設(shè)每年新增投資量除以每年新增庫容量)計(jì)算,得出百花山自然保護(hù)區(qū)森林每年減少泥沙淤積的經(jīng)濟(jì)價(jià)值為2.17萬元。2.2.5森林涵養(yǎng)水源年涵養(yǎng)水源量用水量平衡法,即公式R=P-E計(jì)算,式中R為年均徑流量(森林涵養(yǎng)水源量),P為年均降水量,E為年均蒸發(fā)量。根據(jù)百花山自然保護(hù)區(qū)年均降水量611.9mm,年均蒸發(fā)量107.7mm,計(jì)算得出百花山保護(hù)區(qū)年均徑流深為504.2mm左右,森林涵養(yǎng)水源總量6092.15萬m3。按影子工程法和每m3庫容建設(shè)成本0.67元,計(jì)算得出百花山保護(hù)區(qū)涵養(yǎng)水源價(jià)值為4081.74萬元。2.2.6凈化環(huán)境的價(jià)值(1)森林吸收so2的價(jià)值根據(jù)面積-吸收能力法和《中國生物多樣性經(jīng)濟(jì)價(jià)值評估》森林SO2吸收能力針葉林215.6kg·hm-2,闊葉樹為88.65kg·hm-2以及《中國生物多樣性國情研究報(bào)告》SO2治理費(fèi)用0.6元·kg-1,計(jì)算得出百花山保護(hù)區(qū)森林吸收SO2的價(jià)值130.63萬元。根據(jù)閥值法和中國環(huán)境科學(xué)研究院生態(tài)研究所測得的樹木SO2平均吸收能力120.8kg·hm-2,計(jì)算得出百花山保護(hù)區(qū)森林吸收SO2的價(jià)值87.58萬元。將造林面積-吸收能力法和閥值法計(jì)算得出的百花山保護(hù)區(qū)森林年吸收SO2價(jià)值取算術(shù)平均值為109.11萬元。(2)hm-2低碳針葉樹種據(jù)北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所測定,闊葉樹吸氟能力刺槐、白蠟等為4.65kg·hm-2,經(jīng)濟(jì)林1.68kg·hm-2,側(cè)柏、油松等常綠針葉樹種為0.5kg·hm-2。按森林吸收氟化氫價(jià)格為煤爐窯大氣污染物排污收費(fèi)等籌資性標(biāo)準(zhǔn)的平均值0.16元·kg-1計(jì)算,百花山保護(hù)區(qū)森林吸收氟化物的價(jià)值為0.74萬元。(3)火炬氣吸收污染物價(jià)值森林吸收氮氧化物研究國內(nèi)較少,參照韓國科學(xué)技術(shù)處測定(森林公益技能的計(jì)量化研究,1993)的當(dāng)?shù)趸锇l(fā)生量為1067000t時(shí),每hm2森林吸收量6.0kg,以及采用中國大氣污染物排污收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的籌資性標(biāo)準(zhǔn)平均值1.34元·kg-1作為森林吸收氮氧化物價(jià)格,計(jì)算得出百花山保護(hù)區(qū)森林吸收氟化物的價(jià)值為9.71萬元。(4)年滯塵能力據(jù)資料,針葉林年滯塵能力為33.2t·hm-2,闊葉林年滯塵能力為10.11t·hm-2。森林削減粉塵的價(jià)值按燃煤爐窯大氣污染物排污收費(fèi)的籌資性標(biāo)準(zhǔn)平均值0.56元·kg-1計(jì)算,則百花山保護(hù)區(qū)森林削減粉塵的價(jià)值為9236.45萬元。(5)森林凈化系統(tǒng)的組成森林的滅菌價(jià)值(V0)由公式V0=a1·T(1/K-1)計(jì)算,式中:a1為森林滅菌價(jià)值占森林總生態(tài)價(jià)值的比例系數(shù),T為森林林木蓄積總價(jià)值,K為森林直接實(shí)物性使用價(jià)值占森林有形和無形總價(jià)值的比例系數(shù)(一般按10%)。按a1取15%、K取10%計(jì)算,百花山保護(hù)區(qū)森林殺菌的價(jià)值為20.27萬元。(6)聲危害治理費(fèi)用森林降低噪聲的價(jià)值用2種替代方法估算:一是用噪聲危害造成的健康等損失費(fèi)用與噪聲危害治理費(fèi)用之和即噪聲危害的總損失費(fèi)用來代替,但健康的損失費(fèi)用和大范圍交通噪聲治理費(fèi)用往往難于確定。二是參照森林殺菌價(jià)值的計(jì)算方法。同樣a1取15%、K取10%,參照森林殺菌價(jià)值計(jì)算法計(jì)算得出森林減噪價(jià)值為20.27萬元。3北京市水土資源開發(fā)現(xiàn)狀及環(huán)境價(jià)值(1)百花山自然保護(hù)區(qū)