长株潭城市群“绿核”新建森林公园生态价值估算

傅晓华 ，赵运林 ，黄 田

（1.湖南农业大学，湖南 长沙 410128；2.中南林业科技大学，湖南 长沙 410004；3.湖南城市学院，湖南 益阳 413000）

长株潭（以下简称：CZT）城市群核心地区的绿心功能区（以下简称：“绿核”）是湘江流域重要的生态功能区，是“绿色湖南”示范区和引导区。“绿核”新、扩、续建森林公园（以下统称：“绿核”新建森林公园）对于提升CZT城市群竞争力，建设“两型社会”有十分重要的作用。森林公园价值评价和规划投资标的，一般是以直接价值为基础，主要从经济和社会意义上衡量，包括木材、旅游、就业、产业结构调整等价值，生态服务价值往往被忽视[1]。基于生态补偿视角，这远远低于理论补偿标准，“补”不得“偿”而难以世代持续，造成代际不公平。笔者以“绿核”新建森林公园为例，初步估算其生态服务价值，旨在为政府规划投资和生态补偿提供参考依据。

1 “绿核”新建森林公园调查

2009年11月～2011年4月，实地采访和调研相关部门获悉：在未来2～5 a，“绿核”规划新建森林公园32个、扩建森林公园1个、续建森林公园3个，新建森林公园总面积23 526.2 hm2（见表1）。

2 “绿核”新建森林公园水源涵养价值

土壤空隙度由毛管空隙和非毛管空隙组成，非毛管空隙的间隙大，绝大部分水分经过非毛管空隙渗到土壤下层，形成地下水。土壤的非毛管空隙度（Noncapillary Poropsity，NP）与水分下渗度、蓄水量以及水分利用率成正比，决定森林水源涵养能力。涵养效益可以对比有林地土壤和无林地土壤多贮水能力来计量。森林土壤蓄水量（Storage，St）计算公式：

△St＝（NP－T）×（S-S′）×AW×ρ

式中，△St为森林土壤贮水量（t）；NP为森林土壤非毛管孔隙度（%）；T为对照无林土壤非毛管孔隙度（%）；S为土层厚度（cm）；S′为对照荒地土层

表1 CZT城市群“绿核”新建森林公园概况

式中，St为森林土壤总蓄水量（t）；Ci和Ai分别为第i树种的土壤蓄水量（t/hm2）和林地面积（hm2）；n 为树种数量。厚度；AW 为林地面积（hm2）；ρ 为水的比重（t/m3）。森林土壤的蓄水能力计算公式：

2.1 蓄水价值

土壤的物理性质，天然林好于人工林，混交林好于纯林，阔叶林好于针叶林，灌木林介于天然林与人工林之间。根据有林土壤和无林土壤的非毛管孔隙度、土层厚度、水的比重等数据，计算森林土壤的单位面积净蓄水量。森林除了增强土壤蓄水能力外，地上部分也有比较强的蓄水能力，据郭明丽[2]、杨玉盛[3]、姜志林[4]研究，结合“绿核”以杉木、松木和阔叶林为主的特点，取一个加权平均值：占地下部分蓄水量的17.6%。（见表2）。

表2 CZT城市群“绿核”新建森林公园水源涵养效益

解决蓄水问题最常见的方法是修水库，假设建造3 189 327.1 t库容的水库，代替“绿核”新建森林公园水源涵养作用，根据目前湖南省平均单位库容造价为26.5元/m3[6]，由此得到“绿核”新建森林公园每年蓄水价值：

2.2 净化水质价值

森林资源对净化水质有着明显的作用。有水源涵养林的支流，水质基本上达到地面水质标准I-II类，昭山林区水样与湘江比较数据也得以验证（表3）。天然林区水质好于人工林。

表3 2010年昭山林区支流与湘江水质污染物对比

自来水公司从湘江取水成本为0.06元/m3，水价盈亏平衡点的价格为3.370元/m3（包括政府补贴），价格差额主要是用于水质净化。因此森林净化水质的价值可理解为3.30元/m3，得出“绿核”新建森林公园净化水质价值：

3 189 327.1（m3）×3.30（元/m3）=10 524 779.43元≈0.105亿元

这是水源涵养林净化水质的最低值，林地支流在汇入河流或水库的过程中也得到了净化，因缺少可靠资料而无法计量评价。

2.3 调洪价值

森林防治山洪效果主要体现在林地非毛管孔隙的蓄水容量。通过有林地和无林地的有效蓄洪量比较来评价“绿核”新建森林公园的调洪效益如表4所示。

表4 CZT城市群“绿核”新建森林公园调洪效益评价

“绿核”新建森林公园调洪蓄洪量为2247 482.8 t时，相当于建同体积防洪蓄洪库容，其价值：

2 247 482.8 （m3）×26.5 （元/m3）=59 558 294.2（元）≈0.596（亿元）

综上，“绿核”新建森林公园涵养水源总价值：

0.423 +0.105+0.596≈1.124（亿元）

3 “绿核”新建森林公园保育土壤价值评价

森林资源保持水土作用主要是防止地表侵蚀和保护土壤肥力，其效益对比可用有林地与无林地的水土流失量来计量[7]。以株洲大京水库区为例，比较平水年、枯水年、丰水年，有林地与无林地年水土流失量的情况见表5。

表5 株洲大京水库区降雨调节径流和防蚀指标

“绿核”新建森林公园面积为20 422.6 hm2，则防止地表侵蚀总量：

20 422.6（hm2）×193.1（t/hm2）=3 943 604.1（t）

3.1 水土保持价值

如果没有这些林地，必须修筑一些拦截保土工程，阻止泥沙入湘江或者水库。采用重置成本法度量，按基建投资标准，目前湖南省每拦截1 m3土壤流失工程投资为30.8元，土壤密度平均为2.5 t/m3[8]。“绿核”新建森林公园保持水土价值：

3 943 604.1 （t）/2.50 （t/m3）×30.8 （元/m3）=48 585 202.5元≈0.486（亿元）

3.2 土壤保肥价值

根据全国水土流失监测相关数据，水土流失导致土壤肥力下降指数为0.02，即每t土壤含0.02 t复合肥。“绿核”新建森林公园保肥效益：

3 943 604.1（t）×0.02=78 872.1（t）

以复合肥的市场价格为3 100.0元/t计算，则保肥价值：

78 872.1（t）×3 100.0（元/t）=244 503 510（元）=2.445（亿元）

综上，“绿核”新建森林公园保育土壤的价值：0.486+2.445=2.931（亿元）。此外，防止风蚀和造地育土也是森林保育土壤方面的价值，因资料所限，难以对这部分价值进行评价。

4 “绿核”新建森林公园净化环境价值评价

森林净化环境价值评价一般根据森林面积和森林对有害物质、噪声、辐射等的减除能力及影子价格计算[9]。CZT城市群环境污染物的主要来源是机动车和工业尾气、粉尘、噪声等，宜从“绿核”吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物以及阻滞降尘、杀菌和减噪6个主要方面评价。

4.1 吸收二氧化硫

据中国环境科学院生态研究所的测算资料，森林吸收二氧化硫的能力平均为120.8 kg/hm2。“绿核”新建森林公园吸收二氧化硫总量：

20 422.6 （hm2）×120.8（kg/hm2）=2 467 050.1（kg）

根据中国生物多样性国情研究报告的相关指数和湖南省有关政策，初步确定二氧化硫的治理成本为2.0元/kg，采用替代法得出“绿核”新建森林公园吸收二氧化硫的价值：

2 467 050.1 kg×2.0（元/kg）=4 934 100.2（元）≈493.4（万元）

4.2 吸收氟化物

氟化氢是氟在大气中最主要的存在形式，毒性比二氧化硫大20倍左右。根据北京市环境保护科学研究的测定，阔叶树、针叶树和果树的吸氟能力分别为 4.65 kg/hm2、0.5 kg/hm2、1.68 kg/hm2[10]。“绿核”新建森林公园以针叶林为主，占66.95%，阔叶树占33.05%，依此计算出综合吸氟能力为3.28 kg/hm2，则吸收氟化物的总量：

20 422.6（hm2）×3.28（kg/hm2）=66 986.1（kg）

依据张保生[10]对大气氟化物治理成本研究，征收的标准为4.83元/kg，综合物价指数，森林吸收氟化氢的价格均值为10.16元/kg，“绿核”新建森林公园吸收、净化大气氟化物的价值：

66 986.1（kg）×10.16（元/kg）=680 578.8（元）≈68.1（万元）

4.3 吸收氮氧化物

采用效益转移法计算“绿核”新建森林公园吸收氮氧化物的效益。韩国科学技术处测定：森林对氮氧化物吸收能力为6.0 kg/hm2。“绿核”新建森林公园吸收氮氧化物的总量：

20 422.6（hm2）×6.0（kg/hm2）=122 535.6（kg）

森林吸收氮氧化物的价格，采用《中国大气污染物排污收费标准的筹资型标准》的基数值，综合物价因素折算为13.4元/kg。“绿核”新建森林公园吸收氮氧化物的价值：

122 535.6（kg）×13.4（元/kg）=1 641 977.04（元）≈164.2（万元）

4.4 阻滞降尘

据测定，阔叶林的滞尘能力为10.4 t/hm2，针叶林的滞尘能力为33.2 t/hm2[11]。按照“绿核”新建森林公园阔叶林与针叶林比例折算为25.6 t/hm2。“绿核”新建森林公园滞尘的总量：

20 422.6（hm2）×25.6（kg/hm2）=522 818.6（kg）

阻滞降尘的价格采用燃烧煤窑大气污染物排污收费标准0.56元/kg（2 000）为基数，综合10 a物价上涨因素，折算为3.36元/kg。“绿核”新建森林公园阻滞降尘的价值：

522 818.6（kg）×3.36（元/kg）=1 756 670.5（元）≈175.7（万元）

4.5 杀菌作用

森林杀菌的价值通过侯元兆等[12]的公式计算：

其中，α为森林灭菌价值占森林总生态价值的比例系数；T为森林立木价格；q为林木单位面积蓄积量；A为森林总面积；K为森林直接实物性价值占森林有形与无形总价值的比例系数，一般按10%计算。依此计算“绿核”新建森林公园林木蓄积价值（TqA）为5 090万元，森林灭菌价值占森林总生态价值的比例系数 按5%计算，则“绿核”新（扩、续）森林灭菌价值为：

5 090（万元）×5%×（1/10%-1）=2 290.5（万元）

4.6 减噪作用

CZT城市群噪音污染严重，森林减低噪声价值占森林总生态价值的比例系数按6%计算，K仍按10%计算，“绿核”新建森林公园减低噪声的价值：5 090（万元）×6%×（1/10%-1）=2 748.6（万元）。

综上，“绿核”新建森林公园净化环境总价值：493.4+68.1+164.2+175.7+2 290.5+2 748.6=5 940.5（万元）

5 “绿核”新建森林公园固碳与制氧价值评价

每生产1 g植物干物质，要固定1.62 g二氧化碳，同时释放1.2 g氧气[13]。根据2010年《湖南省森林资源统计年度分析报告》，湖南省活立木蓄积为401 949 362 m3，森林面积为 10 035 985 hm2，年增长率为4.72%，“绿核”新建森林公园面积为20 422.6 hm2，依此折算活立木蓄积820 204.8 m3，参照湖南省年均增长率4.72%，则每年增长活立木蓄积38 718.4 m3。取树枝（根）的重量为树干重量的1/4倍，干木材的平均比重取0.45 t/m3。“绿核”新建森林公园每年的干材、枝（根）物质的生长量分别为17 423.3 t和4 355.8 t，干物质总生产量为21 779.1 t。根据光合作用原理，“绿核”新建森林公园每年固定二氧化碳的数量：21 779.1 t×1.62=35 282.1 t；提供氧气的数量：21 779.1 t×1.2=26 134.9 t。

我国森林生产氧气的成本为36.97元/t，森林固碳造林的平均成本为273.3元/t，综合15 a来物价指数因素，生产氧气与固碳的平均成本分别为：152.2元/t和1 117.8元/t。固碳与制氧同时存在于光合作用，假设固碳与制氧的造林成本各占50%，取两者成本平均值为635.0元/t，则“绿核”新建森林公园固碳和制氧的价值分别为：

35 282.1（t）×650（元/t）=22 933 365（元）=2 293.3（万元）

26 134.9（t）×650（元/t）=16 987 685（元）=1 698.8（万元）

“绿核”新建森林公园固碳制氧的价值为39 921 050元（0.399亿元）。

6 “绿核”新建森林公园人文生态价值评价

专项调查表明，99.09%的人愿意回归大自然。CZT城市群有1 300万以上常住人口，200万以上流动人口，森林是人文生态凝练的重要场所。人文生态价值与旅游价值不一样，旅游价值是一种直接经济价值，主要来源于游客。人文生态价值是一个区域价值，提升当地人文生态素质。从人文生态价值来看，目的不是来旅游，而是一种自然回归，也不是“到此一游”，而是在日常生活中“回归”，正如长沙市民经常去岳麓山休憩。借鉴北京市林业局（2000）研究成果，北京年均森林最大游憩收益为2 174.5元/hm2（1992）[1]。按照城市居民消费价格指数进行调整，2010年森林最大游憩收益调整为8 893.7元/hm2。又根据1999年南方五省森林公园统计，森林公园森林休憩收入为220.89元/hm2[1]，依据消费价格指数调整为903.4元（2010）。艾运盛等[14]对武夷山森林公园游憩价值研究，森林的旅游消费者剩余为10 564.4元/hm2，陆文明[15]的研究表明，森林公园休憩旅游收入为1 362.47元/hm2，根据物价指数分别调整为31 340.0元/hm2、2 825.2元/hm2。将上述研究结果取平均值，得到森林旅游的平均收入为10 990.3元/hm2。考虑到CZT城市群对森林“回归”需求较为旺盛，区域经济水平中上，“绿核”新建森林公园人文生态价值为10 990.3元/hm2，则人文生态价值：

20 422.6（hm2）×10 990.3（元/hm2）=224 450 500.78（元）≈22 445（万元）

此外，还有生物多样性价值和防风固沙作用，参照国内外相关研究[16-18]，初步计算“绿核”新建森林公园生物多样性价值在3.43亿元，防风固沙价值为1 259.5万元。

7 结语

“绿核”新建森林公园的经济、社会等直接价值明显，直接生态价值（如绿化率等）也被广泛关注，但是间接生态价值往往被忽视或者重视程度不够。对“绿核”新建森林公园生态价值核算，是为了在生态补偿中找到更为合理的标准。虽然计算或许不够准确，但可为生态补偿标准提供思路和方法。

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