湖南娄底市国家森林城市建设效益评估

宋进春，刘 玉，2，程 鹏，2，但维宇，2，但新球，2

(1.国家林业和草原局中南调查规划设计院，长沙 410014；2.国家林业和草原局森林城市监测评估中心，长沙 410014)

国家森林城市指在市域范围内形成以森林和树木为主体，城乡一体、稳定健康的城市森林生态系统，服务于城市居民身心健康[1]。 城市森林并不是一个森林类型，而是对其森林的分布特征和价值特征的表述，一是指这些森林是位于城市之中或者周边，或者城市生态影响区域；二是指这些森林对城市的环境影响很大，有时候就是城市的一部分，是城市有生命的基础设施[2]。

森林城市建设效益评估是森林城市管理的重要工作，是衡量森林城市建设效果的重要工具；而对森林城市建设效益的预评估，是衡量森林城市建设总体规划是否有效的重要方法。

2019—2020年我们承担了《湖南娄底市森林城市建设总体规划(2020—2030年)》[3]，为预计娄底市森林城市建设的效益，依据规划成果对该总体规划实施后能够取得的效益进行了评估。

1 区域概况与基础数据

1.1 研究区概况

娄底市位于湖南省中部，长株潭城市圈的西缘，属湘中腹地，辖娄星区、涟源市、冷水江市、双峰县、新化县，总面积为81万hm2。娄底不仅是我国东部实现向西部产业转移和西部大开发的一个重要节点，也是湖南省东西走向的一条重要经济运输通道和旅游通道，在资源和经济上起着承东启西的作用。娄底原是湖南省重要产煤区，随着社会经济的发展，正在由资源利用型城市向资源利用与生态保护并重的综合性城市发展，为了顺应城市发展的转型，创建国家森林城市。

1.2 基础数据

依据《湖南娄底市森林城市建设总体规划》[3]，城市森林面积将增加1.5万hm2，城市增绿750hm2。建设公园1154hm2，创建森林乡镇37个、森林村庄420个，水岸绿化62km,道路林网建设104km，受损弃置地修复480hm2，建设水土保持林2540hm2、经果林1080hm2，封禁治理7030hm2，建设生态廊道2520hm2，森林景观改造1200hm2，市域绿道网1775km，城区绿道47km，建设生态旅游示范基地9个、森林康养基地51处、森林人家1200户、城区生态科普教育场所27处。

2 评估方法与结果

有关森林效益评估的研究，长期以来一直是林业研究的热点，全面的评估森林效益，有益于我们全面的认知森林，然后制定森林经营政策。自2004年开始建设森林城市以来，许多研究人员一直关注森林城市建设的效益问题。张铁平[4]在2009年对新余市城市森林建设初步效益进行了定量评估，涉及直接、间接和潜在的使用价值；杜新伟[5]通过研究，得出河南周口市城市森林的经济、社会和生态效益，年产出价值为392307.91万元，主要是城市森林的经济价值，占84.48%。

本文就森林所具有的生态、社会与经济三方面效益进行评估。

2.1 生态效益评价

在森林城市建设过程中，城市森林的建设是森林城市建设的首要任务，因此正确认识和评价城市森林的价值与效益是管理好城市森林的基础。近年来，国内学者越来越重视对城市森林生态服务功能评估的研究[6]。

王伟[7]建立了北京市城市森林生态效益数据库，主要分为固碳释氧、涵养水源、固土保肥、积累营养物质、净化大气环境和生物多样性保护功能在等功能生态效益值以及北京市年度总效益值；周秀峰[8]对新乡市城市森林生态效益进行了评估，初步估算吸收二氧化碳、释放氧气、净化环境、旅游休闲、野生动物保护和节能减排等方面的价值，得出其生态功能效益年总价值为25.71亿元；徐文安[9]对中山市森林生态效益进行评估；康文星[10]对广州市城市森林生态系统效益评估；孟祥江[11]提出了城市森林生态系统功能包括了森林的固碳释氧、涵养水源、固土保肥、积累营养物质、净化大气环境、多样性保护和森林游憩等功能；肖建武等[12-14]对长沙市城市森林净化环境功能、水土保持功能、固碳释氧功能进行了评估；吴长莉[15]对森林城市净化环境功能进行分析，认为森林净化环境污染的功能主要表现在：森林可以降解和净化二氧化硫、氟化物、氮氧化物、粉尘等，同时森林产生负离子和帖烯类物质 (如芬多精)，可以减轻环境污染，有益人类健康，森林可以净化地下水以及水土保持于畅等[16]以2002—2016年京津冀地区13个地级市(直辖市)的面板数据作为研究样本，基于STIRPAT模型的理论框架，实证分析了森林城市的发展对减少城市雾霾污染的作用，表明衡量森林城市特征的园林绿地面积、绿化覆盖面积和城市维护建设投入均能显著降低城市PM2.5浓度。

依据前述研究成果和《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T 1722—2008)[17]，把娄底市实施总体规划后能为娄底市带来的生态效益确定为：除尘降噪、净化大气，固碳释氧、增加碳汇，涵养水源、净化水质，固土保肥、改良土壤和保护生物多样性等五个方面。

2.1.1 除尘降噪、净化大气

1)吸收污染物。森林具有吸收二氧化硫、氟化物和氮氧化物等有毒有害物质的作用，据《中国生物多样性国情研究报告》[18]显示，林分年吸收二氧化硫的能力为153.12kg/hm2、吸收氟化物的能力为2.58kg/hm2、吸收氮氧化物的能力为6kg/hm2。根据《排污费征收标准及计算方法》[19]，二氧化硫排污费收费标准为1.20元/kg、氟化物排污费收费标准为0.69元/kg、氮氧化物排污费收费标准为0.63元/kg。计算方法详见表1。

按表1公式计算，娄底市国家森林城市创建期间新增造林成林后，新增林分吸收二氧化硫、氟化物以及氮氧化物的效益分别为330.74，3.20万元/a和6.80万元/a。

表1 森林吸收污染物价值量评估公式及参数设置吸收污染物名称计算公式公式释义二氧化硫U二氧化硫=K二氧化硫Q二氧化硫AU为林分年吸收污染物价值(元/ a); K为污染物治理费用(元/kg); Q为单位面积林分吸收污染物量(kg/(hm2·a)); A为林分面积(hm2)(以下相同)氟化物U氟化物=K氟化物Q氟化物A氮氧化物U氮氧化物=K氮氧化物Q氮氧化物A

2)阻滞粉尘。森林具有良好的阻滞尘埃的作用，携带各种尘埃的气流遇到森林，风速降低，一部分尘埃降落到地面，一部分被树叶的褶皱、绒毛和油脂等粘住。据《中国生物多样性国情研究报告》显示，林分滞尘能力为21.7 t/( hm2·a)。根据《排污费征收标准及计算方法》，一般性粉尘排污费为150元/t。计算方法详见表2。经计算，娄底市新增林分成林后阻滞粉尘的效益为5859万元/a。

表2 森林阻滞粉尘价值量评估公式及参数设置名称计算公式公式释义阻滞粉尘U滞尘=K滞尘Q滞尘AU滞尘为林分年阻滞粉尘价值(元/ a); K滞尘为一般性粉尘的治理费用(元/ t); Q滞尘为单位面积林分阻滞粉尘的能力(t/(hm2·a))

3)产生负离子。森林在光合作用过程中会产生大量的空气负离子，增加空气负离子浓度。相关研究结果表明，当空气中负离子超过600个/cm3时将有益于人体健康。根据实测结果，林分平均高度约为10m时，负离子平均浓度约为5000个/cm3，采用成本法求得每生产1018个负离子成本为5.82元，负离子寿命约为10min。计算方法详见表3。经计算，新增林分提供负离子的效益为229.78万元/a。

表3 森林阻滞粉尘价值量评估公式及参数设置名称计算公式公式释义负离子 U负离子=5.256×1015×AHK负离子 Q负离子-600 /LU负离子为林分年提供负离子价值(元/ a); K负离子为负离子生产费用(元/个); Q负离子为林分负离子浓度,(个/ cm3); H为林分高度(m); L为负离子寿命(min)

4)减小噪音污染。城市中的噪声主要来自汽车等交通运输工具、建筑工地机械的轰鸣声以及闹市街头的人声喧闹。枝叶茂密的树冠，表面粗糙的树干，对噪声有极强的吸收和消减作用，所以绿化带被认为是自然降噪器。根据《森林生态系统服务功能评价规范》中森林降低噪音的计算方法(详见表4)，将道路防护林等具有降噪的森林面积折合成隔音墙长度，林带宽度取25m。按照38万元/ km(100元/m2隔音墙，高4 m)成本计算。经计算，国家森林城市创建期间，新增林分降噪的效益为27360万元/a。

表4 森林降低噪音价值量评估公式及参数设置名称计算公式公式释义降噪U噪音=A噪音K噪音U噪音为林分年降低噪音价值(元/ a); K噪音为降低噪音费用(元/ km); A噪音为森林面积折合为隔音墙的长度(km)

2.1.2 固碳释氧、增加碳汇

林木生长可以不断吸收二氧化碳，并释放氧气，在维持大气碳氧平衡，减缓全球气候变暖等方面具有不可替代的作用。娄底市通过城市森林的建设，能够提升森林质量，提高森林覆盖率，增加森林面积，增加碳汇，营造“天然氧吧”。据《中国生物多样性国情研究报告》显示，单位面积林分土壤固碳量为25.5 t/(hm2·a)，林分净生产力为8.45 t/(hm2·a)。采用瑞典碳税率，固碳价格约为1200元/t，根据原卫生部公布的人造氧气成本价格为1000元/t。计算方法详见表5。经计算，新增林分固碳和释氧的效益分别为63 193.03万元/a和18099.9万元/a。

表5 森林固碳释氧价值量评估公式及参数设置名称计算公式公式释义固碳U碳=AC碳 1.63 R碳B年+F土壤碳 释氧U氧=1.19 AC氧B年U为林分年固碳释氧价值(元/ a); C为固碳释氧价格(元/t); B年为林分净生产力(t/(hm2·a)); R碳为CO2中碳的含量,为27.27%; F土壤碳为单位面积林分土壤年固碳量(t/(hm2·a))

2.1.3 涵养水源、净化水质

森林通过树冠截留、树干截留、林下植被截留和枯落物贮水等方式对大气降水进行再分配，可以使大量的地表径流渗入土壤转变为地下径流，从而调节径流时空分布。通过一系列土壤离子的交换作用，净化水质，涵养水源，保持水土，同时还可以起到消减洪峰、防洪减灾的作用。根据资料显示，娄底市多年平均降雨量为1408mm/a，地表径流量为256.31mm/a，林分蒸发量为867.52mm/a。根据《中国水利年鉴》[20]，单位水库库容的造价为6.11元/m3，采用全国各大中城市居民用水价格的平均值2.09元/t。计算方法详见表6。经计算，娄底市新增林分涵养水源和净化水质的效益分别为14452.48万元/a和42251.02万元/a。

表6 森林涵养水源、净化水质价值量评估公式及参数设置名称计算公式公式释义调节水量U调=10 AC库 P-E-C 净化水质U水质=10 KA P-E-C U为林分年调节水量净化水质的价值(元/ a); C库为水库建设单位库容投资(元/m3); C为地表径流量(mm/ a); P为降雨量(mm/ a); E为林分蒸发量(mm/ a); K为水的净化费用(元/t)

2.1.4 固土保肥，改良土壤

森林植被根系通过深根的锚固作用和浅根的加筋作用，提高了土体的抗剪强度，从而起到固土作用。同时，森林植被的枯枝落叶、根系的分泌物等又可增加土壤肥力，起到改良土壤的作用。相关研究结果表明，林地土壤侵蚀模数约为8.56 t /(hm2·a)，无林地土壤侵蚀模数约为82.71 t /(hm2·a)，林地土壤容重约为1.31 t /m3。根据《中华人民共和国水利部水利建筑工程预算定额》》[21]，人工挖取和运输单位面积土方所需的费用是12.6元/m3。按磷酸二铵化肥价格4000元/t、氯化钾化肥价格3300元/t，有机质价格1000元/t计算。根据相关研究表明，娄底市土壤平均含氮量为110.51 mg/kg，平均含磷量为4.62 mg/kg，平均含钾量为49.07 mg/kg，平均有机质含量为21.88 mg/kg。

市场上磷酸二铵化肥的含氮量为18%、含磷量为50%氯化钾化肥含钾量为46%有机肥的有机质含量为40%。计算方法详见表7。经计算，娄底市新增林分固土和保肥的效益分别为1 283.76万元/a和331.84万元/a。

表7 森林固土、保肥价值量评估公式及参数设置名称计算公式公式释义固土U固土=AC土 X2-X1 /ρ保肥U肥=A X2-X1 NC1/R1+PC1/R2+KC2/R3+MC3 U为林分年固土和保肥价值(元/ a); C土为挖取和运输单位体积土方所需费用(元/m3); X2为无林地土壤侵蚀模数(t/(hm2·a)); X1为林地土壤侵蚀模数(t/(hm2·a)); ρ为林地土壤容重(t/m3); N为林分土壤平均含氮量; P为林分土壤平均含磷量; K为林分土壤含钾量; M为林分土壤有机质含量; R1为磷酸二铵化肥含氮量; R2为磷酸二铵化肥含磷量; R3为氯化钾化肥含钾量; C1为磷酸二铵化肥价格(元/t);C2为氯化钾化肥价格(元/t); C3为有机质价格(元/t)

2.1.5 保护生物多样性

娄底市国家森林城市的建设，一方面可以打造良好的城市生态系统，为城市生物多样性保护提供良好的场所；另一方面，通过自然保护区、湿地公园、森林公园等建设，构建生态结构完整、生态功能协调的森林—湿地复合生态系统，使得娄底市生态系统之间的物质循环、能量流动和信息传递更为顺畅，为生物提供更多良好的栖息环境，有效保护生物多样性。根据Shannon-Wiener指数计算物种保育价值，当指数在(2，3)区间时，S生赋值为10000元/(hm2·a)。计算方法详见表8。经计算，娄底市“创森”期间，新增林分生物多样性保育价值为18 000万元/a。

表8 森林生物多样性保护价值量评估公式及参数设置名称计算公式公式释义生物多样性保护U生物=S生AU生物为林分年物种保育价值(元/ a); S生为单位面积年物种损失的机会成本(元/(hm2·a))

2.2 社会效益评估

对森林社会效益的核算是林业经济研究面临的最复杂课题之一，森林的社会效益评估一直还在研究与讨论的阶段，主要难点在其社会效益的表现形式、评估指标和价值数量化等方面。

姚先铭等[22]对广州市城市森林对促进科学技术进步、文化和教育、扩大社会就业机会、拉动城市经济建设、提供游憩休闲等5个方面的社会服务功能价值进行了评估;李忠魁等[23]认为森林社会效益价值评估的内容包括创造就业机会 、改善投资环境价值 、防灾减灾 、和森林文化共 4 类效益。

综合国内外主流研究的基础上，本次将娄底市森林城市建设的社会效益概括为提升城市形象、丰富精神文化生活、提高市民生态保护意识、发挥文化教育功能、提供就业岗位等五个方面。

2.2.1 提升城市形象

国家森林城市建设是一项功在当代、利在千秋，极具前瞻性的公益事业。娄底市通过国家森林城市的建设，娄底将形成绿树成荫、景色秀丽、生态良好、人居和谐、城乡一体的城市森林环境和景观格局，成为具有影响力的名副其实的“国家森林城市”，真正意义上的绿色城市，这势必会令娄底更加的迷人。 “森林城市”也将成为娄底市的另一张有力名片，向外界传达娄底生态与发展并举，人与自然共存的治市理念，城市形象明显提升。娄底将成为湖南省除“长株潭森林城市群”外的另一新型城市建设亮点。

2.2.2 丰富精神文化生活

娄底市开展森林城市建设，能为城乡居民提供一个理想的环境友好型居住休闲场所。徜徉于广阔的绿色海洋之中，享受着林间闲适的生活。让时间慢下来，让生活沉淀下来，同时，还能通过城区内多树种的搭配及城市绿地公园的建设，让人们不必驱车千里，就能近距离的接触自然，了解自然，极大程度丰富人们的精神文化生活。

2.2.3 提高市民生态保护意识

娄底市森林城市建设，将进一步提高广大市民对生态环境保护意识，通过“市树、市花”的评选能让市民真正参与和了解森林城市的建设意义，通过义务植树活动的开展能让市民真正在森林城市的创建中行动起来，能让人们自觉和积极地投身生态环境建设中。

2.2.4 发挥文化教育功能

要想了解自然，必须走进自然，而森林城市的创建更是让自然主动地走进千家万户。生活在城市的孩子习惯了川流不息的街道和霓虹闪烁的高楼，对各种植物的了解更多的是通过书本、图画、电视等，而森林城市的创建将娄底市建成区的公园、植物园等各类公共绿地提高近百个。到建设期末，人均公共绿地面积提高到15.6 m2，为他们提供了这种实践的机会和场所。

2.2.5 提供就业岗位

国家森林城市的建设，不仅加速绿色产业特别是森林生态旅游业的发展，同时带动当地与之相关行业的全面发展，提供就业岗位，促进社会经济发展。通过初步估算，森林城市建设总体规划投资241315.8万元，按照工资成本性支出40%，人平年工资5万元计算，每年增加就业机会19000个，从事附加值更高的绿色产业和服务业，从而保障社会的和谐稳定，加速娄底社会的经济发展。

2.3 经济效益评估

关于森林的经济效益，一般分为直接和间接经济效益，森林的直接效益表现为森林的直接使用价值或森林的产业效益，一般以森林产品与价格进行计量，方法也比较成熟；森林的间接效益表现为森林所提供的无法直接转化为商品的环境服务价值，关于森林的间接经济效益计量相对困难，一般把森林生态系统环境服务通过量化折价即可作为间接经济效益，这些价值有时候会与森林的生态价值在一定意义上有雷同。本次只对森林城市建设带来的间接经济效益进行评估。

通过分析，娄底市森林城市建设带来的间接经济效益表现在：增加林农收入、提高房地产价值、提高旅游业收入、提高绿色产品的附加值、森林惠民收入等五个方面。

2.3.1 增加林农收入

在市域范围内的城市森林，存在着大量的产业型森林，这些产业型森林提供了丰富多样的木材和林产品，只要经营合理得当，可以极大地增加林农收入，促进农村经济发展。

森林城市建设总体规划投资241315.80万元，按照投资的20%将用于苗木供应，将增加林农收入46280万元。

2.3.2 提高房地产价值

森林城市建设会使房地产增值，促进房地产业的发展，不同级别的森林城市建设会给整个城市房地产带来不同的经济和社会效益。有统计称，在公园或公共绿地附近的住宅，其价值会增加15%～20%，房屋附近有树木的价值会增加5%～ 15%[24]，而不同结构与功能的城市森林对GDP也会产生不同的影响，最终会给城市带来更多的福祉。

2.3.3 提高旅游收入

建设和发展森林城市能真正实现城市的社会和经济的可持续发展，为森林城市旅游业的蓬勃发展带来巨大的经济效益，具有广阔的发展前景，同时森林城市具有明显的生态、经济和社会效益，建设森林城市是建设城市生态文明的重要手段，是体现城市竞争力的重要标志，也是实现全面建设小康社会的重要特征[24]。通过森林自然公园、湿地自然公园的建设，完善现有森林旅游基础设施，新建一批有特色的森林自然公园或森林景区，形成多级别、多类型的森林旅游网络体系，展示娄底地方风光特色、独特民俗文化、森林科普文化、绿色休闲文化等生态主题。森林自然公园与森林生态文化主题园一道，形成娄底生态休闲园区，使城市森林不仅是城市生态绿地，还是城市重要文化载体、生态科普基地。娄底市将形成风景名胜、人文景观、生态旅游、休闲娱乐等相辅相成、全面发展的旅游格局，真正成为全国旅游首选目的地之一。届时，预计娄底市每年可接待游客达2100万人次，带来旅游收入达到317亿元以上。

2.3.4 提高绿色产品的附加值

在娄底市森林城市生态产业体系建设中，以绿色环保产业为旗帜，将重点培育林业龙头企业，延长产业链，提升产品科技含量和附加值，增强产品竞争力，林业产业将得到快速发展。另外通过生态旅游业、木本油料加工业、特色经果林等绿色产业的发展，以及森林食品、药材等林业特色产业的开发，娄底市现有的林业产业布局将更加合理，林业产品的附加值将显著提高。

2.3.5 森林惠民收入

规划通过发展以森林为依托的种植、养殖、旅游、休闲、康养等生态产业，构建森林城市完善的绿色惠民产业体系建设，并且积极对群众开展技术指导和培训，增强其经营管理技术技能，带动社区产业转型，促进农民增收致富，提高群众的收入和生活水平。娄底创建国家森林城市也是一项精准扶贫，教育扶贫的重大举措，预计至2030年，全市林业总产值能达到260亿元，森林惠民人数达160万，森林惠民效益显现。

3 评估结论与探讨

评估显示，娄底市按照总体规划进行科学系统的森林城市建设，生态效益非常明显：新增林分吸收二氧化硫、氟化物以及氮氧化物的效益分别为330.74，3.20万元/a和6.80万元/a；新增林分固碳和释氧的效益分别为63193.03万元/a和18099.90万元/a；新增林分涵养水源和净化水质的效益分别为14452.48万元/a和42251.02万元/a。

森林城市建设的主要出发点是“以人民为中心”，把“乡村振兴”，建设“美丽家园”作为具体建设目标，把“提高保障和改善民生”，提高人民群众的获得感、幸福感、安全感作为重要责任。因此，在森林城市建设中，要特别重视森林城市建设的社会效益和提高人民群众的经济收入方面。虽然目前的评估结果显示能够每年增加就业机会19000个，增加林农收入46280万元，但由于评估方法与材料的限制，对社会与经济效益的评估不全面、不系统，比较薄弱。因此，应该进一步研究森林城市建设的社会与经济效益评估的方法，探索在森林城市建设过程中，在保障提高其生态效益的基础上，如何更多的规划和建设与“人民群众的获得感、幸福感、安全感”相关的项目，引导森林城市建设的正确方向。