福州市森林生态系统生产总值（GEP）评估

王克达，魏 斌，常 璐

（1.辽宁省林业发展服务中心，沈阳 110031；2.中国科学院沈阳应用生态研究所/森林生态与管理重点实验室，沈阳 110016）

森林生态系统是陆地生态系统的主体，在全球生态系统中发挥着重要作用。森林生态系统不仅为人类提供生产、生活所需的木材、油料、食品等有形的物质产品，还提供着涵养水源、保育土壤、固碳释氧、净化环境、维持生物多样性等多项生态服务[1]。因此，森林生态系统是人类赖以生存和发展的基础，对维护生态平衡和经济社会的发展起着决定性的作用。林业作为国民经济的重要组成部分，既是一项十分重要的公益事业，也是一项不可或缺的基础产业。森林的兴衰直接关系到全球经济和社会的发展，也直接影响生态环境。所以，客观、科学地评估森林生态系统服务价值，研究并建立科学、可行的森林生态系统评估指标体系，对于提高人们的环境意识、合理配置资源、促进将环境纳入国民经济核算体系、正确处理社会经济发展与生态环境保护之间的关系等都具有重要的现实意义[2-11]。

生态系统生产总值（gross ecosystem product，GEP）是评价和分析一个区域内生态系统为人类福祉的贡献和人类经济社会可持续发展支撑作用[12]。GEP 是与国内生产总值（gross domestic product，GDP）相对应的核算体系，在原有GDP 核算的基础上考虑资源与环境因素，对GDP 指标作某些计算调整而产生的一个新的总量指标[13-17]。GEP 核算不仅为生态产品及生态服务价值实现提供了量化依据，同时也为将生态财富纳入国民财富核算体系开启了新思路，能够助力绿色发展绩效考核落实生效，通过森林生态系统价值核算，可以反映森林资源对国家经济社会所做的贡献，同时可以体现森林资源在实现可持续发展过程中的重要作用[18-20]。但以往的研究中还存在评估指标选取不准确、服务功能赋值标准的机械套用、缺乏准确的监测数据和评估结果可比性较差等问题。鉴于此，为了实现森林生态价值核算的可推广、可比较，亟需在确定核算原则的基础上建立科学的核算体系，并集多源遥感数据、统计数据、监测数据等科学高效、标准化评估森林生态系统的生产总值，从而为同类生态系统及同类地区建立统一、规范的核算科目和核算体系提供标尺。

2014 年，国务院批准福建省建设生态文明先行示范区，历届政府均高度重视生态建设。通过对福州市森林生态系统的生产总值进行核算，将森林生态系统无偿提供的各类功能价值化，有助于政府执政思路的深刻转变，有利于公众直观认识生态价值，在全社会形成保护也是发展。鉴于此，本研究借鉴已有核算体系和研究成果，结合福州市特点，建立具有福州特色的森林生态系统价值核算体系，针对福州市12 个区县2015 和2018年森林生态系统生产总值进行核算，从时空变化角度对福州市生态系统生产总值进行对比，有助于科学量化福州市森林生态产品供给能力，识别生态环境不足，为福州市的生态文明建设和可持续发展提供决策支持，为全国其他地区“绿水青山”转变为“金山银山”提供重要的示范引领作用。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

本研究分别对福州市2015 与2018 年森林生态系统价值进行核算。根据福州市行政区划，核算范围为鼓楼区、台江区、仓山区、晋安区、马尾区和长乐区6 个区，闽侯县、连江县、罗源县、闽清县和永泰县5 个县，以及县级市福清市的森林生态系统。根据《土地利用现状分类（GB/T21010-2017）》中对森林的划分标准，结合福州市自然资源与规划局提供的二级土地利用分类数据，福州市各区县核算面积如表1和表2。

1.2 核算体系构建

森林生态系统产品与服务是指生态系统与生态过程为人类生存与生活所提供的条件与物质资源。结合福州市森林情况，核算森林生态系统服务价值时，以抓住森林主要功能，并兼顾数据可获取性和指标的实用性为原则，制定了福州市森林生态系统核算指标体系，包括3 个功能类别、5 个一级核算指标以及14 个二级核算指标（表3）。

1.3 核算方法

1.3.1 生态产品供给服务价值核算方法 森林生态系统产品供给服务价值主要体现在林业产品方面。林业产品生产是森林生态系统重要的服务功能，也是人类获得的直接利益，此项服务功能通过核算木材价值、竹材价值、油料价值、茶叶价值和水果价值进行。

表1 2015年福州市各区县核算面积Table 1 The accounting area of each district and county of forest ecosystem in Fuzhou in 2015 hm2

表2 2018年福州市各区县核算面积Table 2 The accounting area of each district and county of forest ecosystem in Fuzhou in 2018 hm2

表3 福州市森林生态系统核算指标体系Table 3 The accounting index system of forest ecosystem gross ecosystem product in Fuzhou City

式中：Vp为森林生态系统产品供给价值（万元）；Ydi为生态产品产量，i为木材（m3）、竹材(根)、油料（t）、茶叶(t)和水果(t)；Pi为生态产品价格，i为木材（万元·m-3）、竹材（万元·根-1）、油料（万元·t-1）、茶叶（万元·t-1）和水果（万元·t-1）。

1.3.2 生态调节服务价值核算方法 生态调节服务是一定时期内生态系统提供的调节人类生存环境质量的服务，包括土壤保持、水流动调节、空气净化、气候调节和物种保育5种功能。福州市森林生态系统调节服务核算方法为：

式中：Asc为土壤肥力保持价值（万元）；Ac为土壤保持量（t）；Fi为第i种土壤中养分平均含量，养分种类分别为有机碳、氮、磷、钾（g·kg-1）；Pi为按照当地肥料价格折算的有机碳、氮、磷、钾单价（元·t-1）；ρ为土壤容重（t·m-3）；Pc为水库工程费用（元·m-3）。

式中：Fwfr为水流动调节价值（万元）；Pi为降雨量（mm）；Ri为地表径流量（mm）；AETi为实际蒸散量（mm）；Ai为森林面积（km2）；Pv为单位库容价格（元·m-3）；fv为植被覆盖度；Af为产流降雨量占降雨总量的比例，取值0.6；R为年降水量（mm）；af森林径流系数；a0为裸地径流系数，取值0.28。

式中：Fap空气净化价值（万元）；us为单位面积吸收SO2量（kg·hm-2）；uN为单位面积吸收NOx量（kg·hm-2）；Ai为生态系统面积（hm2）；PN和Ps分别为NOx和SO2治理费用（元）；ud为森林单位面积年滞尘量（kg·hm-2）；Pd为降尘清理费用（元·hm-2）；Hi为森林生态系统植被高度（m）；uo-i为森林生态系统产生负离子浓度（个·cm-3）；L为负离子寿命（min）；PO为负离子生产费用（元·个-1）。

式中：Fcr为气候调节价值（万元）；Ai为森林生态系统面积（m2）；Hi为森林调温空间高度；t为最大降温幅度（℃）；heat为气比热容，为1256J·m-3·℃-1；ho为每日温度高于26℃的时长，取为6h·d-1；fv为植被覆盖度；Pele为电价（元·kWh-1）；NPPf为林分净生产力；Pc为固碳价格（元·t-1）；PO2为工业制氧价格（元·t-1）。

式中：Fcon为物种保育更新价值（万元）；rm为物种更新率，植物取值为0.01，动物取值为0.1；δ为生境质量调整系数；Ni为研究区物种数量；Em为物种m的珍稀濒危等级指数；Bn为物种n的特有等级指数；Cr为物种r的保护等级指数；Nm为m珍稀濒危等级物种数量；Nn为n特有等级物种数量；Nr为r保护等级物种数量；τ为单个物种的能值转换率；Pcon为单位物种保育更新率价值（sej·元-1）。

2 结果与分析

2.1 生态产品供给服务

由图1a可知，2015年，森林生态系统产品供给价值为69.87亿元，其中水果供给价值最高，为51.07亿元，占70%以上；茶叶产品次之，为13.48亿元，占20.25%；依次为竹材产品、木材产品和油料产品供给服务价值，分别为3.28 亿元、1.55 亿元和0.48 亿元。从区域分布上来看，永泰县产品供给服务价值最高，为18.86 亿元，其次为闽清县和闽侯县，分别为11.76亿元和11.55亿元。由图1b可知，2018年，森林生态系统产品供给价值为124.74亿元，其中水果供给价值最高，为86.21亿元，占70%以上；茶叶产品次之，为22.42亿元，占比为18.68%；依次为竹材产品、木材产品和油料产品供给价值，分别为4.72 亿元、8.12 亿元和3.16 亿元。从区域分布上来看永泰县产品供给服务价值最高，为36.84 亿元；其次为闽清县和闽侯县，分别为21.05 亿元和20.48 亿元。与2015 年相比，2018 年森林生态产品供给价值为2015 年的1.80 倍，其中水果产品供给价值增加35.24 万元，茶叶产品供给价值增加8.94 万元。具体到福州市各区县，永泰县增加最显著，其中木材产品价值增加5.40 亿元，涨幅为1161.08%；竹材产品增加1.37亿元，涨幅为48.29%；油料价值增加1.85亿元，涨幅为468.91%。

图1 2015和2018年森林生态系统产品供给服务价值Figure 1 Forest ecosystem ecological product supply services in Fuzhou City in 2015 and 2018

2.2 生态调节服务

由表4 可知，2015 年福州市森林生态系统生态调节服务价值为4608.44 亿元。其中，水流动调节服务价值量最高，为3881.25亿元，占比为84.32%；其次为气候调节服务，达681.42亿元，占比为14.89%；物种保育价值为21.20 亿元，占比为0.46%。具体到福州市各区县，永泰县森林生态系统生态调节服务价值最高，为1095.98，占23.94%，依次为闽侯县、闽清县和罗源县，分别为891.75 亿元（19.44%）、643.12 亿元（14.02%）和561.44 亿元（12.134%）。2018 年福州市森林生态系统生态调节价值为4301.64 亿元，其中，水流动调节服务价值最高，为3611.05 亿元，占比为83.95%；其次为气候调节服务，达648.37 亿元，占比为15.07%；物种保育价值为22.34 亿元，占比为0.52%。具体到福州市各区县不同行政区县（市）中，永泰县森林生态系统生态调节服务价值最高，为1071.90 亿元，占总价值量的25.05%；其次为闽侯县、闽清县和罗源县，分别为854.26 亿元（19.96%）、681.45亿元（15.92%）和466.47 亿元（10.90%）。与2015 年相比，2018 年福州市森林生态系统生态调节服务价值有所减少，达302.60 亿元，降幅为6.66%。其中，土壤保持价值增加0.64%，水流动调节价值下降6.95%。两者虽然都受到降水因素的影响，但土壤保持价值由于有机质肥料价格上涨，导致2018年土壤肥力保持价值有所增加。从区域分布上看，鼓楼区降幅最大，达68.78%，主要由核算面积缩小导致；其次为福清市、长乐区、罗源县和晋安区，分别为20.87%、18.23%、16.92%和14.82%，变化原因主要受降水影响导致水流动调节服务和土壤保持服务价值下降；其他区域变化幅度均在10%以内。

表4 福州市森林生态系统生态调节服务核算结果Table 4 The result of ecological regulation services of forest ecosystem in Fuzhou City

2.3 森林生态系统生产总值

由表5 可知，2015 年，福州市森林生态系统生产总值为4678.31 亿元，2018 年福州市森林生态系统生产总值为4426.38 亿元，全市森林生态系统生产总值总体下降5.38%。通过两期结果比较，产品供给价值上涨78.64%，主要源于水果和茶叶价值的增加。生态调节服务方面，物种保育、空气净化和土壤保持价值呈上涨趋势，涨幅分别为5.39%、1.27%和0.72%。由表6 可知，鼓楼区降幅最大为68.78%，其次为福清市、长乐区、罗源县和罗源县，降幅分别为18.77%、16.58%和16.21%，主要是由于降水减少导致水流动调节服务和土壤保持服务价值下降所致。

表5 福州市森林生态系统生产总值核算结果Table 5 The result of forest ecosystem gross ecosystem product in Fuzhou City

表6 福州市森林生态系统生产总值区域分布结果Table 6 The result of forest ecosystem gross ecosystem product in Fuzhou City

3 讨论与结论

本研究明确了福州市森林生态系统GEP 核算对象的范围边界，根据福州市各行政区《土地利用现状分类（GB/T21010-2017）》中森林类划分标准，结合福州市自然资源与规划局提供的二级土地利用分类数据，将编码021（果园）、022（茶园）、023（其他园地）、031（有林地）、032（灌木林地）、033（其他林地）归为森林内容。在核算固碳释氧、空气净化功能时，根据森林不同树种组成，将林业小班数据进行分类。根据《第九次全国森林资源清查福建省清查操作细则》中树种（组）划分标准，结合福州市森林资源现状，将福州市重新归类为杉木组、马尾松组、针阔混交林组、硬阔叶树组、软阔叶林树组、木麻黄组、桉树组、楠木组、栎类组、经济林、灌木、茶和竹林13 个类型。本研究不仅包括统计数据、地面调查数据、文献数据，还充分运用了多源遥感数据，弥补了核算数据的不足，且遥感数据可获得性较好，可以快速、准确地获取福州市的相关数据，为后期数据更新奠定了坚实的基础。

从单位面积价值量来看，2015 年森林生态调节服务单位面积价值量为62.37 万元·hm-2，2018 年森林生态系统调节功能单位面积价值量为58.38万元·hm-2，但均高于全国2017年单位面积价值量(7.69万元·hm-2)，低于厦门市2015 年森林生态系统调节功能单位价值量(68 万元·hm-2)。相比2015 年，2018 年福州市森林单位面积价值量的略微减少，森林生态价值减少的主要是降温调节和水源涵养和径流调节3个方面，这3种服务的价值减少均与森林面积和降水量密切相关。根据福州市气象局给出监测站点数据，2015和2018年福清市、晋安区、连江县、罗源县、闽侯县、闽清县、永泰县和长乐区年降水总量之和分别为14665.0mm和12246.5mm。另外土壤保持功能虽然在价值上没有减少，但是土壤保持量有所降低，这是由于2018年降水量减少，导致潜在土壤流失量减少，因此土壤保持量降低，这一数据并不代表实际意义上的水土保持能力下降，只是由于当年降雨量减少导致保持量变小，导致计算的价值量减少。降温价值量与植被类型密切相关，不同植被类型的吸热效果不同。与2015年相比，2018年福州市全市森林生态系统核算面积减少2507.31hm2，在福州市各区县中，植被类型有不同程度的增加和减少。结果显示，虽然福州市植被类型发生变动，但2015和2018年两期降温价值量变化幅度不大。可见，2018年受到降水量影响非常大，尤其是土壤保持功能和水流动调节功能，但森林生态系统总体价值量变化幅度不大，表明福州市森林生态系统具有良好的稳定性。由于今年来气候变化剧烈，异常天气发生更为频繁，而森林生态系统对于维持环境稳定具有重要的作用，在今后的管理中应更加注重增加森林面积，使树种多样化，丰富森林物种多样性，以维持生态环境稳定。

本研究结果表明，2015 年福州市森林生态系统产品供给价值为69.87 亿元，2018 年为124.74 亿元，同比增长78.53%。2015年福州市森林生态系统生态调节价值量为4608.44亿元。其中水流动调节服务价值量最高为3881.25 亿元，占全部价值的84.31%；其次为气候调节服务，达681.42 亿元，占总价值的14.80%；物种保育价值为21.20 亿元，占总体价值的0.46%。与2015 年相比，2018 年福州市森林生态系统价值量为306.79 亿元，降幅为6.66%。2015 年森林生态系统总价值为4678.31 亿元，2018 年为4426.38 亿元，两期价值总量变化不大，变化率仅为5.38%。在气候因素影响下，森林生态系统仍能保持总价值小幅波动，这说明福州市能够充分利用现有林业资源，可以有效平衡生态产品价值与生态调节服务价值之间的关系。