王艺伟,王庆伟,王晓蒙
(1.伊川县林技站,河南 伊川 471300;2.伊川县苗圃,河南 伊川 471300)
森林是陆地生态系统的主体,在持续满足社会对其经济价值需求的同时,还发挥着巨大的生态和社会效益,特别是生态效益,对保障生态和国土安全,维护人民群众良好的生产生活环境,促进经济社会可持续发展等具有重要的意义。但是,森林多种生态效益的发生,由于具有天然、悄然、自然的特性,往往是百姓“日用而不知”,全社会在无偿享用森林生态效益的时候,却对森林生态效益的重要性认识不足。特别是一直以来,没有对森林生态效益进行科学、准确的评估,使森林生态效益不能在数量上得到应有的反映,更使人们认识不到森林生态效益的价值。本文借鉴国内外森林生态效益评估方法,从多方面,对河南省伊川县森林生态效益价值评估进行探讨,以期科学、真实地反映森林生态效益的价值,引起全社会对森林生态功能的重视,从而聚集全社会的力量更多地投入到森林资源保护和培育中去,促进林业发展,使森林资源在生态和谐、社会进步和经济发展中发挥更大的作用。
森林生态效益的计量研究是一个复杂的问题,不少国家都在研究森林的生态价值,但计算方法不一致。国外对森林生态效益的价值评估研究开始得比较早。20世纪70年代前苏联的研究资料表明,森林生态效益的经济评价值可占森林总效益的3/4,而木材产值仅占1/4。日本林野厅对日本森林的公益性功能进行过评估,功能价值约75万亿日元,相当于1998年度日本的国家预算总额,森林的生态效益经济评价值占森林总效益的96%,而木材产值仅占4%。芬兰森林的生态效益经济评价值为530亿马克,木材产值为170亿马克,分别占森林总效益的76%和24%。美国的研究结果表明,森林生态效益经济评价值和木材产值分别占森林总效益的90%和10%。
我国从“六五”以来才开始这方面研究,近几年迅速发展,目前已有多个省(市)开展了该项研究并测算出了相应的生态效益价值。欧阳志云等从有机物质的产生、维持大气碳氧平衡、营养物质的循环与贮存、水土保持、涵养水源、净化大气等6个方面对全国陆地生态系统的生态价值进行了估算。吴纲等从旅游服务、涵养水源、水土保持、净化空气、营养元素循环等五方面计算了长白山森林生态系统生态服务价值。郎奎建等从涵养水源、水土保持、抑制风沙、改善小气候、吸收二氧化碳、净化大气、减轻水旱灾害、消除噪声、森林游憩和野生生物保护等10个方面提出了森林生态效益估算方法。姜东涛从涵养水源、保持水土、改良土壤、防风固沙、净化水质、固定二氧化碳、释放氧气、净化大气、保护野生动植物、旅游景观、保障农牧业生产和减轻自然灾害等12个方面估测了黑龙江森工林区森林生态效益价值。我国森林生态价值还没有研究出来。经估算,全国森林生物多样性价值为7万亿元人民币。1999年北京市采用替代法对全市60.9万hm2森林的生态价值核算为2119.88亿元人民币,是其森林经济价值的13.3倍。
从这些研究中不难看出,不同学者所采用的指标体系和方法不同,评价结果的全面性和准确性也有待进一步提高。本评估是根据中国森林生态系统定位研究网络中心所采取的研究方法、评价指标体系,结合河南省伊川县森林资源的实际,对当地森林生态效益价值评估指标体系进行了归纳和测算。
伊川县位于豫西浅山丘陵区,伏牛山北麓,地处北纬 34°13′~34°33′、东经 112°12′~112°46′之间,土地总面积1243km2。全县海拔在154~937m之间,呈“一山二川七分岭”的地貌格局。全县土壤主要为褐土、潮土和水稻土,属温带大陆性季风气候,年均气温14.5℃,降雨量633.4mm,日照时数2312h,积温5307.1℃,无霜期212d。
伊川县辖14个乡镇369个行政村,总人口76万人,2007年国内生产总值183.95亿元,林业总产值4271万元。
据2012年森林资源二类清查,伊川县林业用地16328hm2,其中有林地9500hm2,疏林地248hm2,灌木林地 616hm2,未成林造林地 906hm2,苗圃地 91hm2,无立木林地 111hm2,宜林地4856hm2。四旁树木总株数1051万株,折合林地6353hm2,活立木蓄积量135万m3,森林覆盖率9.16%,林木绿化率15.11%。
森林生态效益是指森林生态系统及影响所及范围内,森林改造环境对人类社会有益的全部效用。本文从森林保育土壤、涵养水源、固碳放氧、净化环境、保护生物多样性、减少地质灾害、森林游憩、保护农业生产等8方面对伊川县森林生态效益价值进行评估测算。
森林保育土壤功能主要指森林中活地被物和凋落物层存在,使降水被层层截留,消除了水滴对表土的冲击和地表径流的侵蚀作用及网状分布的林木根系固持土壤、降低土壤崩塌泄溜,从而减少土壤侵蚀和土壤肥力损失以及改善土壤结构的功能。主要表现为减少水土流失、蓄积土壤养分等方面的价值。
3.1.1 森林保持土壤功能价值
根据《森林公益效能计量调查——绿色效益调查》(﹝日﹞林野厅,杨惠民译,中国林业科学研究院科技情报研究所,下同),森林保持土壤功能价值=有林地与无林地年侵蚀量差×森林面积×倾斜度在5°以上森林面积的比重×防护工事费用。据统计,伊川县坡度在5°以上的森林比例是55%。根据河南省林业科学研究院观测,河南省伏牛山区有林地与无林地年侵蚀量差为28.85t/hm2,防护工事费用按清除水库淤塞工程造价计算,清除1t水库淤塞泥土需投入36元(按2007年时价)。
伊川县森林保持土壤功能价值=28.85t/hm2×10116hm2×55%×36元/t=16.05万 t×36元/t=577.86万元。
其中,10116hm2林地面积包括有林地和灌木林地面积,16.05万t就是伊川县森林每年减少流失土壤的量。
3.1.2 蓄积养分功能价值
根据《河南林业生态效益评价》,森林蓄积养分功能价值包括:森林减少流失土壤中的养分价值和森林枯落物分解增加的土壤养分价值两部分。
(1)森林减少流失土壤中的养分价值=减少流失土壤中含全氮、速效磷、速效钾折算为尿素、过磷酸钙和硝酸钾的价值。
根据河南林业科学研究院的测定,伏牛山区土壤含全氮、速效磷、速效钾分别为5900、1.87、84.16mg/kg。
1kg全氮=2.18kg尿素,1kg速效磷=33.34kg过磷酸钙,1kg速效钾=2.59kg硝酸钾。按2007年时价,尿素1.05元/kg,过磷酸钙0.44元/kg,硝酸钾0.5元/kg。
伊川县森林减少流失土壤中的养分价值=森林减少流失土壤中含全氮、速效磷、速效钾的数量折算为尿素、过磷酸钙和硝酸钾的价值。
伊川县森林减少土壤流失中全氮、速效磷、速效钾的量=16.05万t×5900mg/kg(全氮)+16.05万 t×1.87mg/kg(速效磷)+16.05万t×84.16mg/kg(速效钾)=946950kg(全氮)+300.14kg(速效磷)+13507.68kg(速效钾)。
折合成尿素、过磷酸钙、硝酸钾数量=946950kg(全氮)×2.18+300.14kg(速效磷)×33.34+13507.68kg(速效钾)×2.59=2064.35t(尿素)+10t(过磷酸钙)+34.985t(硝酸钾)。
折合价值=2064351kg(尿素)×1.05元/kg+10000kg(过磷酸钙)×0.44元/kg+34985kg(硝酸钾)×0.5元/kg=2167569元+4400元+17493元=218.95万元。
(2)森林枯落物分解增加的土壤养分价值=森林枯落物中含全氮、速效磷、速效钾折算为尿素、过磷酸钙和硝酸钾的价值。
根据河南林业科学研究院的测定结果,伏牛山区年森林枯落物风干重为6699kg/hm2,枯落物风干重中全氮、速效磷、速效钾分别占1.12%、0.08%、0.19%。
伊川县森林枯落物分解增加的土壤养分价值=森林枯落物中含全氮、速效磷、速效钾折算为尿素、过磷酸钙和硝酸钾的价值
伊川县森林枯落物量=10116hm2×6699kg/hm2=67767084kg
枯落物中含全氮、速效磷、速效钾的量=67767084kg×(1.12%全氮+0.08%速效磷+0.19%速效钾)=758991kg(全氮)+54214kg(速效磷)+128757kg(速效钾)
折算尿素、过磷酸钙、硝酸钾的量=758991kg(全氮)×2.18+54214kg(速效磷)×33.34+128757kg(速效钾)×2.59=1654600kg(尿素)+1807495kg(过磷酸钙)+333481kg(硝酸钾)
折合价值=1654600kg(尿素)×1.05元/kg+1807495kg过磷酸钙×0.44元/kg+333481kg(硝酸钾)×0.5元/kg=1737330元+795298元+166740元=2699368元=269.94万元
伊川县森林蓄积养分功能价值为488.89万元。
总计伊川县森林保育土壤功能价值为1066.75万元。
森林涵养水源功能主要是指森林生态系统对大气降水和土壤、地表水量的调节、净化等功能。根据河南省的实际,伊川县森林涵养水源的功能划分为5个指标,即森林保存降水功能价值、缓和洪水功能价值、净化水质功能价值、增加地表有效水价值和增加水利发电价值。
根据《中国可持续发展林业战略研究总论》(中国林业出版社,2002年10月第1版,下同),森林涵蓄降水能力相当于1000t/hm2。根据有关部门测定,河南省每立方米水库库容年折旧费、雨水利用设施年折旧费、吨水发电的价值均按0.015元,综合水价按0.15元,人工净化雨水的成本按1.0元/t。
(1)伊川县森林保存降水功能价值=林地每年增加的有效水源量×水库每立方米库容年折旧费=10116hm2×1000t/hm2×0.015 元/t=15.2万元;
(2)森林缓和洪水功能价值=林地每年增加的有效水源量×雨水利用设施年折旧费=10116hm2×1000t/hm2×0.015 元/t=15.2万元;
(3)森林净化水质功能价值=林地每年增加的有效水源量×人工净化雨水的成本=10116hm2×1000t/hm2×1 元/t=1011.6万元;
(4)森林增加地表有效水价值=林地每年增加的有效水源量×综合水价=10116hm2×1000t/hm2×0.15 元/t=151.7万元;
(5)增加水力发电价值=林地每年增加的有效水源量×每吨水发电的价格=10116hm2×1000吨/hm2×0.015元/t=15.2万元。
森林涵养水源总价值=森林保存降水功能价值+缓和洪水功能价值+增加水力发电价值+增加地表有效水价值+净化水质功能价值=15.2万元+15.2万元+1011.6万元+151.7万元+15.2万元=1208.9万元。
森林固定并减少大气中的CO2和吸收并增加大气中的O2,对维持地球大气中CO2和O2的动态平衡、减少温室效应以及提供人类生存的基础来说,有着巨大和不可替代的作用。根据《中国绿色时报》2007年7月18日第1版,森林每生长1m3蓄积量,平均吸收1.83t CO2,释放1.62t氧气。
用林木蓄积量乘以生长率得出检尺林木蓄积生长量。
河南省林木蓄积年均生长率为11.15%,回收二氧化碳的成本是320元/t,工业制氧成本价是
伊川县林木活立木蓄积量135万m3,年蓄积生长量为135万m3×11.15%=15万m3。
伊川县林木年吸收二氧化碳总量是:15万m3×1.83t/m3=27.45万t,价值8784万元
年释放氧气总量:15万 m3×1.62t/m3=24.3 万t,价值9720万元。
总计伊川县林木固碳放氧价值为18504万元。
森林净化环境功能指森林生态系统通过吸收、过滤、阻隔、分解等过程将大气中的有毒物质(如SO2、氟化物、氮氧化物、粉尘、重金属等)降解和净化,降低噪音,并提供负离子、帖烯类物质等的功能。本次主要计算森林吸收SO2、减少噪音、滞尘、杀菌的功能价值。
3.4.1 吸收SO2功能价值
根据《中国可持续发展林业战略研究总论》,针叶林年吸收SO2215.6kg/hm2,阔叶林(四旁树按1650株/hm2折算)年吸收 SO288.65kg/hm2,针阔混交林按两者平均值计算。森林对SO2的年吸收量,乘以SO2的治理价格,即得到森林每年吸收SO2的总价值。根据国家发改委等四部委《排污费征收标准及计算方法》(2003年第31号令),北京市高硫煤二氧化硫的排污费收费标准为1.2元/kg。
据统计,伊川县森林中针叶林面积为369.36hm2(包括四旁树木中针叶树折合)。
(1)针叶林吸收SO2的量:369.36hm2×
215.6kg/hm2=79634kg=79.6t
(2)阔叶林年吸收SO2的量:15483.64hm2×88.65kg/hm2=1372625kg=1372.6t
合计森林年吸收SO2的量为1452.2t,价值174.27万元。
3.4.2 减少噪音功能价值
对城市森林计算此项。
根据《中国可持续发展林业战略研究总论》,12m宽的乔灌木树冠覆盖的道路可降低噪音3~5dB,30m宽的乔灌木树冠覆盖的道路可降低噪音6~8dB,乔、灌、草结合的多层次的40m宽的绿地能降低噪音10~15dB。
按郎奎建支付愿意法得到森林减少噪音价值为5元/dB·m。
根据二类调查数据,伊川县城的树木折合林地242.41hm2,加上县城周边森林公园面积333.33hm2,共575.74hm2。按12m宽的乔灌道路,折合479783延长米。按每米降低噪音3分贝计,可降低噪音1439350分贝。
伊川县城森林减少噪音的价值为719.67万元。
3.4.3 滞尘功能价值
对城市森林和平原森林计算此项。
根据《中国可持续发展林业战略研究总论》,以树木为主的绿地每公顷每年可吸附或阻挡粉尘12t。
根据《中国生物多样性国情研究报告》,每消减1t粉尘的成本为170元。
伊川县平原林木(5°以下森林占45%)4275hm2,四旁林木折合森林6353hm2,总计10628hm2,可吸附或阻挡粉尘12.75万t,价值2167.5万元。
3.4.4 杀菌功能价值
所有森林计算此项。
根据《河南林业生态效益评价》,河南省森林杀菌功能价值为5300元/hm2·a。
伊川县森林(包括乔木林、灌木林和四旁林木)面积16469hm2,其杀菌功能价值为8728.57万元。
总计伊川县森林净化环境功能价值是11790万元。
森林保护生物多样性功能是指森林生态系统为生物物种提供生存与繁衍的场所,从而对其起到保育作用的功能。所有森林计算此项。根据《森林公益效能计量调查——绿色效益调查》:森林保护野生动物功能价值=森林性鸟类栖息密度×森林面积×动物园每日饲料费用×天数。
据河南省林业科学研究院测定:河南省森林性鸟类栖息密度为105只/hm2,动物园每日饲料费用平均为0.1元/只,1a按365d。
伊川县森林保护野生动物功能价值=森林面积×森林性鸟类栖息密度×动物园每日饲料费用×天数=16717hm2×105 只/hm2×0.1 元/只·d×365d=6406.79万元。
山区森林计算此项。
根据《森林公益效能计量调查——绿色效益调查》,森林减少地质灾害功能价值=有林地与无林地塌方面积差×防护工事费用。
据河南省林业科学研究院测算:河南省山区森林减少地质灾害功能价值为60元/hm2·a。
伊川县山区森林面积占总森林面积的55%,计5225hm2,其减少地质灾害功能的价值为31.35万元。
森林景观休闲价值指森林生态系统为人类提供休闲娱乐场所而产生的价值,包括直接价值和间接价值。本次评估采用森林游憩1个指标。根据《森林公益效能计量调查——绿色效益调查》,森林景观休闲功能价值=年度旅游休闲总消费额×以观赏自然风景为目的的旅游人数比重。
伊川县尚未形成规模的森林景观,现有的森林资源都是开放式的,虽有众多的群众在森林中休闲健身,但未产生直接经济效益,因此,此次暂不计算森林的景观休闲功能价值。
农田防护林的效应主要有两个方面。一是对短时间突发性危害的防护作用。由于林带有减弱风的动力作用,使农田免受风蚀、积沙、积土、作物倒伏的危害;二是对农作物生长发育环境条件的持续防护作用。
根据《中国农业百科全书(林业卷)》,正常年份,农田林网、农林间作可使农作物增产,增产幅度分别是小麦10%~30%、玉米10%~20%,水稻6%,棉花13%~18%。计算时统一按增产10%计。
2012年伊川县林网化农田2.67万hm2,粮食平均产量为7695kg/hm2,以小麦、玉米为主,按每公顷增产10%,可增收粮食2054万kg,按国家退耕还林补助标准每公斤粮食单价1.4元计,增收价值2876.4万元。
总计,伊川县森林的年生态效益价值=森林保育土壤功能价值+涵养水源功能价值+固碳放氧价值+净化环境功能价值+保护野生动物功能价值+减少地质灾害功能价值+森林游憩功能价值+农田防护林增产效益=1066.75万元+1208.9万元+18504万元+11790万元+6406.79万元+31.35万元+2876.4万元=41884.19万元。
森林的生态功能众多,作用巨大,是可评估计量的。但森林生态效益的计量研究又是一个复杂的问题,不同地方森林的评估项目和方法不同,其结果也会有一定的差异。伊川县森林生态效益功能价值总估算为41880.8万元,是当地当年林业经济产值4271万元的9.81倍。全社会在享用森林为我们提供的直接收益的同时,更要看到森林巨大的生态效益以及在维持自然生态和谐和平衡上发挥的巨大作用。
[1]张敬增,王照平,等.河南林业生态效益评价[M].郑州:黄河水利出版社,2006.
[2]国家林业局中国森林生态系统定位研究网络中心,等.河南省林业生态效益价值评估[内部资料].2007.
[3]周毅,等.公益林生态效益计量研究进展[J].世界林业研究,1998,(2).
[4]廖显春.目前我国森林环境价值评价的难点及对策[J].中南林学院学报,2001,(2).